ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 114 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Информационные свойства частотных характеристик динамической системы резания при диагностике износа инструментов Вилор Заковоротный a, Валерия Гвинджилия b, *, Кирилл Кислов с Донской государственный технический университет, пл. Гагарина, 1, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия a https://orcid.org/0000-0003-2187-9897, vzakovorotny@dstu.edu.ru; b https://orcid.org/0000-0003-1066-4604, vvgvindjiliya@donstu.ru; c https://orcid.org/0000-0002-5770-2519, kislovk@bk.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 3 с. 114–134 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-114-134 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение В связи с созданием автоматизированных систем обработки резанием в последние сорок лет ведутся исследования, направленные на создание систем диагностики обработки. Рассматриваются проблемы выбора режимов, при которых наблюдается наибольшая экономическая эффективность [1–3] и минимальная интенсивность ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9:531.3 История статьи: Поступила: 22 мая 2024 Рецензирование: 14 июня 2024 Принята к печати: 22 июня 2024 Доступно онлайн: 15 сентября 2024 Ключевые слова: Диагностика состояния режущего инструмента Вибрации Информационные модели динамического мониторинга Финансирование Исследование выполнено при поддержке гранта в рамках конкурса «Наука-2030». АННОТАЦИЯ Введение. Одно из направлений повышения эффективности обработки резанием связано с созданием систем диагностики износа инструмента. Разработаны алгоритмы и устройства, оценивающие износ на основе анализа сигнала виброакустической эмиссии. Эти алгоритмы, как правило, не раскрывают природу образования износа и причины изменения по мере его развития. Предмет. Статья посвящена анализу причин изменения свойств вибраций с развитием износа инструмента. Целью данной работы является изучение изменения частотных характеристик динамической системы резания, вызванных развитием износа, построение на этой основе информационных моделей диагностики и использование их в промышленности. Метод и методология. Приводятся результаты математического моделирования возмущенной динамической системы резания, где наблюдаемые вибрационные последовательности являются следствием возмущений, преобразованных динамической системой, параметры которой зависят от износа. Рассматриваются два частотных диапазона. Результаты и обсуждения. Первый диапазон включает в себя частоты, лежащие в пределах полосы пропускания подсистемы инструмента, второй – за ее пределами. В первом частотном диапазоне аналитически и экспериментально доказано, что развитие износа приводит к принципиальным изменениям частотных свойств системы резания как преобразователя возмущений в колебания инструмента. Наблюдается смещение собственных частот колебательных контуров, формируемых системой резания, и уменьшение их добротности; по мере развития износа проявляются некоторые выявленные особенности спектров вибраций, в том числе соотношения низкочастотной и высокочастотной частей спектра и др. Во втором частотном диапазоне рассматривается модель силовой эмиссии в виде случайной импульсной последовательности и отображения в ней износа. Приводятся результаты изучения функции когерентности между силами, действующими на инструмент, и колебательными смещениями. Предлагаются информационные модели износа, приводится пример информационной модели износа и результаты его использования в промышленности. Для цитирования: Заковоротный В.Л., Гвинджилия В.Е., Кислов К.В. Информационные свойства частотных характеристик динамической системы резания при диагностике износа инструментов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 3. – С. 114–134. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-114-134. ______ *Адрес для переписки Гвинджилия Валерия Енвериевна, к.т.н., доцент Донской государственный технический университет, пл. Гагарина, 1, 344000, г. Ростов-на-Дону, Россия Тел.: +7 918 583-23-33, e-mail: vvgvindjiliya@donstu.ru изнашивания инструмента [4, 5]. Рассматриваются алгоритмы, позволяющие оценить текущие характеристики состояния станка и инструмента [6–9], а также качества формируемой резанием поверхности [10, 11]. В системах диагностики используются временные последовательности виброакустической эмиссии (ВАЭ) [7, 12–15], сил [16, 17], температуры резания [7, 18, 19] и др. Используются также элементы машинного зрения, ток якоря серводвигателя [16]. Особое место в создании этих систем занимает ВАЭ. Анализируется сигнал ВАЭ в частотном диапазоне от 10 Гц до 600 кГц, отдельные поддиапазоны которого отображают различные свойства
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1