Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 193 в канавку заготовки на заданную глубину резания. Асинхронный двигатель переменного тока вращал червячный двухступенчатый редуктор и обеспечивал вращение планшайбы. Оптическая система состояла из монохроматической цифровой видеокамеры 3 и лазерного модуля с коллиматором 4. Настройку оптической системы нужно было произвести таким образом, чтобы боковая поверхность исследуемого образца находилась в предметной плоскости видеокамеры. Зону резания освещали когерентным монохроматическим излучением лазерного модуля с коллиматором. С целью исключения оптических помех и получения более точных результатов необходимо было исключить наличие поверхностей, отражающих лазерный свет. Поэтому на боковых сторонах заготовки и резца предварительно готовили матовую поверхность. Также все поверхности установки, которые имели металлический блеск, закрывались черной бумагой. В процессе резания зона стружкообразования, подсвеченная лазером, фиксировалась цифровой монохроматической камерой с частотой 25 кадров в секунду и передавалась на персональный компьютер. Это позволило сформировать на цифровых изображениях опорные точки с определенным размером, зависящим от матрицы цифровой видеокамеры, и разной контрастностью. Фрагменты видеозаписи разбивались на последовательные кадры, которые затем делились на ячейки с выбранным шагом координатной сетки в пределах от 80 мкм до 960 мкм. При сравнении двух последовательных кадров определялся вектор перемещения для каждой элементарной точки, после чего формировалось векторное поле деформации в исследуемой области (см. Рис. 2). Результаты и обсуждение С целью количественного определения величин деформации при резании металлов способ цифровой корреляционной спекл-интерферометрии был опробован при свободном точении медных дисков на микроскоростях ( V = 13 мм/мин). В результате корреляционного анализа фрагментов видеозаписи эксперимента с помощью специального программного модуля были сформированы матрицы значений смещения каждой точки фрагментов с выбранным шагом в направлении координатных осей о z – вертикальная ось и о y – горизонтальная. На основе полученного поля смещений определялись значения суммарных векторов перемещения s i V  и его поворот W i в декартовой системе координат. s i V =U +V i i    ; W =arctg( U V ) i i i   (1) где U  i и V  i – проекции вектора перемещения вдоль координатных осей z и y соответственно. На рис. 3 а цифрами обозначены величины значения суммарных перемещений в мкм для выполненного опыта. На рис. 3 б показана топограмма распределения областей, в которых происходит изменение угла поворота векторов перемещения можно определить направления движения материала в зоне стружкообразования. С учетом того, что временной интервал между двумя последовательными кадрами известен, то для топограммы полей смещений на рис. 3а, можно определить скорости Рис. 2. Векторное поле деформации