Information properties of vibroacoustic emission in diagnostic systems for cutting tool wear

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 56 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Эксперименты показывают, что для стали 10ГН2МФА на режимах подачи (0) 0,1 P S = мм, глубины резания (0) 1,5 P t = мм и скорости резания (0) 1, 2 P V = м/с по мере увеличения износа по задней грани до значения 0,6 мм наблюдается монотонное увеличение ρ от 100 до 160 кг/мм2. Этому соответствует трансформация спектров на рис. 3. Отметим особенности изменения спектров. Имеют место перераспределения интенсивности колебаний в частотных областях, расположенных вблизи собственных частот. Обозначим их , , , 1, 2, 3 i s A i s = . Здесь i – номер резонанса, s – номер направления колебаний в пространстве (3) X ℜ . При увеличении ρ не только наблюдается увеличение амплитуды на частоте 3 Ω , но и возрастает добротность этого контура. При 160 ρ = кг/мм2 формируется единый осциллятор с общей частотой 3 Ω . Анализ показывает, что уже при 145 ρ = кг/мм2 равновесие теряет устойчивость и образуются автоколебания. Подробнее с формированием притягивающих множеств деформаций можно ознакомиться Рис. 3. Пример изменения автоспектров деформаций в зависимости от давления ρ стружки на переднюю грань инструмента Fig. 3. Example of changes in deformation autospectra depending on chip pressure ρ on the tool’s rake face в наших работах [2, 3, 25, 26]. При приближении корней характеристического полинома к мнимой оси добротность осциллятора, отображающего эту пару комплексно сопряженных корней, возрастает. Приведем примеры зависимости изменения отношения амплитуд на резонансах ρ (рис. 4). Пунктирным красным цветом отмечена точка потери устойчивости, правее которой формируется δ(ω − Ω3)-образный спектр, поэтому все коэффициенты неограниченно возрастают. Более грубой, но более помехозащищенной оценкой является средняя частота спектров ( ) Ñ ω по направлениям (3) X ∈ ℜ X . При увеличении износа, прежде всего за счет увеличения (0) T , наблюдается смещение общего спектра колебаний в низкочастотную область. Если задана ( ) Ñ ω , то справедливо ( ) ( ) 0 ( ) ( ) . Ñ i i i i Ñ X X X X S d S d ω ∞ ω ω ω= ω ω ∫ ∫ Приращение ( ) Ñ ω в меньшей степени зависит от вариаций начальных параметров, возмущений и режимов. По мере увеличения износа наблюдаются два взаимосвязанных процесса. Первый характеризует детерминацию состояния. При этом пики в спектрах становятся ярко выражен-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1