Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ влияния динамических процессов на производительность деталей подшипников 10
1.1. Анализ факторов, влияющих на качество токарной обработки колец подшипников 11
1.1.1 Классификация показателей качества поверхностного слоя деталей при токарной обработке 13
1.1.2. Детерминированные и стохастические компоненты динамических характеристик станков при точении 20
1.1.3. Анализ методов оптимизации процессов резания 24
1.2. Методы идентификации динамических систем металлорежущих станков 31
1.3. Постановка задач исследований 33
2. Идентификация динамической системы токарного станка по автокорреляционным функциям виброакустических колебаний технологическойсистемы 41
2.1 Моделирование и оценка запаса устойчивости динамической системы токарного станка 41
2.1.1 Модель динамической системы токарного станка 41
2.1.2. Устойчивость динамической системы станка при токарной обработке 45
2.2. Моделирование процессов в технологической системе с учетом их стохастичности 52
2.3. Идентификация динамической системы станка по автокорреляционным функциям виброакустических колебаний приточений
2.3.1. Аналитическая оценка передаточной функции динамической системы по автокорреляционной функции 55
2.3.2. Методика оценки запаса устойчивости динамической системы по автокорреляционной функции виброакустических колебаний 58
2.4. Выводы 62
3. Экспериментальные исследования виброакустических колебаний токарных станков и производительности точения дорожек качения колец подшипников 63
3.1. Методическое обеспечение экспериментальных исследований 63
3.1.1. Методика обучающего эксперимента 65
3.1.2. Аппаратурное обеспечение измерений 67
3.2. Экспериментальные исследования обработки колец на полуавтомате ТП-400 68
3.3. Выводы 76
4. Практическая реализация методики выбора режима обработки колец подшипников на основе идентификации динамической системы токарных станков 78
4.1. Определение рациональной скорости вращения заготовки и подачи резца на двухшпиндельном токарном станке ПАБ-350 79
4.2 Мониторинг обработки 82
Заключение 97
Список использованной литературы
- Детерминированные и стохастические компоненты динамических характеристик станков при точении
- Модель динамической системы токарного станка
- Методика обучающего эксперимента
- Определение рациональной скорости вращения заготовки и подачи резца на двухшпиндельном токарном станке ПАБ-350
Введение к работе
Актуальность темы. Обеспечение качества выпускаемых на предприятиях России подшипников является одной из главных задач, от решения которой зависит конкурентоспособность продукции на внутреннем и международном рынках. Одной из важнейших задач токарной обработки является повышение производительности с сохранением заданных параметров качества колец подшипника на автоматизированных станках. Влияние ряда факторов, сопровождающих точение, например динамических, приводит к снижению производительности обработки. Повышение производительности достигается путем управления процессами токарной обработки, в основе которых лежит анализ влияющих факторов и выделение доминирующих, одним из которых являются динамические процессы в технологической системе (ТС), которые оцениваются по виброакустическим колебаниям (ВА) основных функциональных узлов. Уровень и частотный состав ВА колебаний при резании служат обобщающими показателями динамических характеристик станков, существенно влияющих на формирование отклонений от круглости, огранки, волнистости и шероховатости обрабатывающих деталей. Такими исследованиями занимались В.А. Кудинов, С.С.Кедров, В.И. Попов, M. Osman, T. Sankar, K. Imen и ряд других учёных.
Повышение уровня ВА колебаний узлов объясняется рядом причин эксплуатационного характера, в частности износом узлов трения станков, недостаточным качеством наладки, технического обслуживания и ремонта, выбором подачи и скорости вращения детали. По мере технического прогресса повышаются требования к качеству и производительности токарной обработки и, тем самым, к точности управления процессом резания, которая базируется, в том числе, на определении режимов точения на основании выбранных критериев, полученных на основе идентификации динамических систем (ДС) станков.
Вследствие того, что колебания узлов носят сложный характер, заключающийся в наличии детерминированных и стохастических составляющих, эффективны спектрально – корреляционные методы обработки результатов измерений, которые позволяют осуществить идентификацию ДС методами теории автоматического управления. Подобные исследования проводились Б.М.Бржозовским, В.Л.Заковоротным и другими учеными. В отличие от их работ предлагаемый метод идентификации основан на вычислении автокорреляционной функции (АКФ) ВА колебаний и определении передаточной функции замкнутой ДС станка, по которой можно определить ее запас устойчивости при различных режимах обработки. Далее, на основе установленной экспериментально связи запаса устойчивости ДС с производительностью и определяется рациональный режим точения обеспечив наибольшую производительность с сохранением заданной точности. В приложении к токарным станкам подобные оценки в известных работах не применялись и, следовательно, недостаточно освещена взаимосвязь указанных стохастических характеристик динамических процессов в ДС с повышением производительности, что и обусловливает актуальность работы.
Цель работы – повышение производительности токарной обработки колец подшипников с обеспечением заданной точности на основе определения рациональных режимов резания по максимальному запасу устойчивости динамической системы, вычисляемой по её передаточной функции, идентифицированной по виброакустическим колебаниям узлов станка при обработке.
Методы и средства исследования. Теоретические исследования выполнены на основе положений динамики станков, методов теории автоматического управления, процессов резания, теории случайных процессов с использованием компьютерного моделирования. Экспериментальные исследования проведены в производственных условиях на автоматизированных токарных станках для обработки колец подшипников, с применением виброизмерителя ВШВ – 003М3 с компьютерной обработкой результатов, приборов контроля точности и качества деталей подшипника 42726.01, включая автоматизированный вихретоковый прибор ПВК – К2М.
Научная новизна работы:
1. Разработана модель динамической системы токарного станка в виде передаточной функции, аналогичной колебательному звену, связывающей силу резания и подачу инструмента, позволяющая обосновать, что решение, описывающее динамическую систему дифференциального уравнения второго порядка со стохастическим компонентом типа «белый шум » в правой части, в виде автокорреляционной функции виброакустических колебаний станка, является характеристикой динамических свойств системы.
2. Разработан и обоснован метод идентификации динамической системы токарного станка по автокорреляционной функции виброакустических колебаний основных узлов формообразующей подсистемы, обеспечивающий вычисление передаточной функции замкнутой динамической системы и её запаса устойчивости по показателю колебательности при изменении режимов обработки при воздействии на входе силы резания со стохастической компонентой типа «белый шум».
3. Разработано методическое обеспечение для определения рационального режима токарной обработки колец подшипников, критериально оцениваемому по максимальному запасу устойчивости динамической системы при изменении значений параметров технологического режима (подача инструмента и скорость вращения заготовки), целеориентированное на изготовление деталей с высокой производительностью с обеспечением заданной точности обработки деталей.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Разработана методика определения рациональных режимов резания на токарных станках ТП-400, ПАБ-350 при обработке наружных колец подшипника 42726 поверхности качения по стохастическим характеристикам ВА колебаний в диапазоне до 4000 Гц. Экспериментально установлены допустимая подача и скорость вращения детали при предварительной и окончательной обработке колец с повышением производительности на 15-20% с обеспечением заданной точности. Эти данные заносятся в базу данных системы мониторинга технологического процесса (СМТП) для каждого станка, детали и инструмента. Внедрение результатов работы осуществлено в ООО НПП «Подшипник – СТОМА» в рамках программы внедрения специальных технических средств для совершенствования системы управления качеством, действующей на предприятии ОАО «Саратовский подшипниковый завод», что позволило повысить производительность точения с сохранением качества поверхности качения колец (имеется акт внедрения).
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на пяти конференциях различного уровня: Международных конференциях «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2007), «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (Пенза, 2010), «Инновационные и актуальные проблемы техники и технологий» ( Саратов, 2010); Всероссийских конференциях «Совершенствование техники, технологий и управления в машиностроении» (Саратов, 2009), «Информационные технологии, автоматизация, системы автоматизированного проектирования промышленных систем и строительных объектов» (Саратов, 2011) и на заседаниях кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами» СГТУ в 2010-2012 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликована 21 научная работа, в том числе 2 статьи в журналах, включённых в перечень ВАК РФ.
На защиту выносятся:
1. Модель процессов в динамической системе токарного станка с учётом стохастических свойств сил резания.
2. Метод идентификации замкнутой динамической системы токарного станка в виде передаточной функции по автокорреляционным функциям виброакустических колебаний технологической системы при подаче на вход сигнала типа «белый шум».
3. Методика определения режима обработки и инструмента при точении колец подшипников на основе экспериментально установленной связи запаса устойчивости динамической системы с производительностью и точностью обработки.
4. Результаты экспериментальных исследований динамических характеристик токарных станков ТП-400 для предварительной обработки колец подшипников и связи запаса устойчивости ДС с производительностью, определяемых при различных подачах инструмента.
5. Практическая реализация методики выбора рациональной скорости вращения детали на токарном станке ПАБ-350 для окончательной обработки колец подшипников по идентифицированной модели ДС, обеспечивающей высокую производительность и заданное качество поверхностного качения.
Детерминированные и стохастические компоненты динамических характеристик станков при точении
Причин возникновения погрешностей обработки достаточно много, но для каждого вида погрешностей можно установить главные или доминирующие причины [118, 119].
Постоянные погрешности обработки возникают вследствие неточности настройки РИ на размер, неточности изготовления станка, приспособления и инструмента. Погрешности в изготовлении станка, приспособления и РИ целиком переносятся и на обрабатываемую деталь. Поэтому в зависимости от вида обрабатываемой поверхности и изучаемого параметра точности обработки, устанавливается и доминирующая причина постоянных погрешностей.
Для погрешностей формы взаимного расположения поверхностей основными источниками постоянных погрешностей будут являться геометрические неточности МРС. Под геометрической точностью станка подразумевается величина отклонения траектории перемещения рабочих органов и их исполнительных элементов от заданного.
Функциональные погрешности обработки возникают размерного износа РИ и его температурных деформаций от нагрева в процессе резания, в результате температурных деформаций станка и температурных деформаций обрабатываемой детали. Все эти погрешности являются функцией времени работы станка и инструмента. Однако нужно заметить, что температурные деформации непостоянны во времени. По истечении определенного времени работы МРС его температура стабилизируется и деформация частей станка прекращается, а погрешность, возникающая по этой причине, из функциональной превращается в постоянную.
Случайные погрешности обработки возникают из-за многих причин, но главными из них являются упругие деформации ТС и зазоры в отдельных узлах станка, или так называемые кинематические неточности. Кинематическая точность характеризуется величиной отклонений геометрических размеров деталей, возникающих в процессе обработки при условиях ничтожных деформаций сборочных единиц и элементов станка силами резания. Случайные погрешности возникают также в результате нестационарности процесса резания, образования и срыва наростов на лезвии РИ, из-за упругих деформаций детали под воздействием колеблющейся силы зажима, температурных деформаций обрабатываемой детали под влиянием колеблющейся температуры нагрева детали, от несовпадения настроечных баз с конструкторскими, от внутренних напряжений в материале заготовок и ряда других причин. Все перечисленные причины обычно действуют одновременно, вызывая возникающие от них случайные погрешности для данной детали, характеризуя тем самым технологическую точность.
Таким образом, при обработке каждой новой детали возникают свои функциональные и свои случайные погрешности и, кроме того, у каждой детали имеется общая постоянная систематическая погрешность. Поэтому необходимо ввести понятие эксплуатационной точности, которая является суммарной и отражает влияние всех погрешностей, возникающих в реальных условиях эксплуатации оборудования с ЧПУ. Так как все эти погрешности возникают одновременно, в сумме они образуют результативную или суммарную погрешность обработки детали, которая и будет действительным отклонением размера от его номинального значения. В некоторых работах принята другая классификация погрешностей станков, где в основу положено разделение погрешностей на геометрические и кинематические; это отличие несущественно при классификации погрешностей. В настоящее время растет спрос на детали долгого срока службы и высокой точности. Например, такие детали требуются в первую очередь для оптики, производства видеотехники. Рост требований к эффективности, экономичности и увеличению срока службы деталей предполагает постоянное повышение рабочей точности технологического оборудования, которое осуществляется главным образом за счет устранения причин, которые порождают отклонение размеров. Поэтому важным спектром в решении этого вопроса является исследование возмущающих факторов, влияющих на точность обработки и динамических процессов в станках. Главным, что обеспечивает точность, является создание условий, которые необходимы для получения деталей с минимальными погрешностями размеров и формы. Такие отклонения возникают как результат различных внешних воздействий на деформируемую ТС. Важнейшими являются силовые тепловые деформации оборудования, износ инструмента и измерительных средств, неоднородность физико-химических свойств заготовки. Следует также отметить погрешности, связанные с ошибками как самой системы ЧПУ, так и системы автоматического управления точностью обработки. Погрешность размера, вызванная погрешностью системы ЧПУ, складывается из составляющих, связанных с погрешностями подготовки программ и их воспроизведения, в первую из них входят погрешности программирования и интерполяции. Погрешность воспроизведения программ состоит из погрешности привода станка, погрешности механизма подачи, погрешности позиционирования. Погрешность программирования состоит из погрешностей аппроксимации, округления результатов вычисления и выполнения радиуса при вершине резца. Необходимо своевременно учитывать их образование, что позволит исключить их из баланса точности. Ошибки, которые возникают в результате неточности, предсказанной системой управления поправки, зависят от качества самой системы. Сами ошибки определяют тот наивысший уровень точности, который нельзя превзойти при выбранном методе предсказаний размера или формы даже в случае идеального технического совершенства системы управления. Безошибочное прогнозирование отклонений размера (или формы) возможно лишь в том нереальном случае, когда известны все причины, порождающие отклонения размеров, и между указанными причинами и отклонениями размеров существуют неизменные во времени функциональные зависимости.
Модель динамической системы токарного станка
Направление изменения толщины срезаемого слоя практически в большинстве случаев может быть принято нормальным к обработанной поверхности. Учитывая высокую подачу станка и примерно среднее между резанием резцом и трением значение пути формирования силы точения, можно полагать инерционность процесса резания малой и имеющей значение только при весьма высоких частотах, поэтому, пренебрегая всеми постоянными времени в динамической характеристике резания, получаем при точении Р = Кш-у, (2.11) щеКш = КЬ- статический коэффициент резания; К - удельная сила точения, определяемая при заданных условиях обработки. Можно установить действительную толщину ад срезаемого слоя из выражения для статической погрешности обработки: (2.12) эус s к„-к„ =Л КщКэус , (2.13) 1 + КшКэус где 5 - погрешность обработки (деформация УС); А - заданный припуск, КЭУС - статическая характеристика (податливость) ЭУС станка. Отсюда а,=А-3 = аъ 1 (2.14) Увеличение заданной толщины срезаемого слоя при точении приводит к увеличению действительной толщины ад и ширины Ь срезаемого слоя. Последнее влечет за собой снижение устойчивости. Изменение продольной подачи влияет также через изменение времени запаздывания в системе. В производственных условиях параметры режима обработки выбираются таким образом, чтобы исключить условия возникновения автоколебаний.
До сих пор предполагалось, что главным условием работоспособности системы является ее устойчивость. На практике простой устойчивости замкнутой системы может оказаться недостаточно, и на это есть, по меньшей мере, две причины: 1) кроме всех остальных качеств, система должна иметь приемлемые временные характеристики, которые, возможно, не обеспечиваются в имеющемся устойчивом состоянии; 2) работа вблизи границы устойчивости модели, всегда в той или иной степени отличной от реальной системы, может привести к неустойчивости последней из-за неточного знания или дрейфа ее параметров.
В связи с изложенным, исходя из положений теории управления функционирующая система должна держаться от границы устойчивости на определенном расстоянии, т. е. обладать некоторым запасом устойчивости [15].
Это положение подтверждено результатами исследований качества обработки прецизионных деталей на токарных модулях ТПАРМ-100, где за основной выходной показатель качества ДС был принят «запас устойчивости», вычисляемый в силу замкнутости станочной системы через процесс резания при выделении областей устойчивости по корневому методу D-разбиения в плоскости одного комплексного параметра [18, 119] (рис. 2.4). Поскольку А соответствует действительная часть условно введенной комплексной величины, искомым «запасом устойчивости» системы по данному параметру Ф(А) будет являться его минимальная близость к построенной кривой (т.е. к границе устойчивости) по оси абсцисс. со = 0 Плоскость A=x+jy ф(А) запас устойчивости Рис. 2.4. Построение D - кривой и определение «запаса устойчивости» системы по одному из параметров: А - параметр, влияние которого на устойчивость определяется; ю - частота Из массива значений Фі(Д.) выбираются минимальные, т.е. Ф, = тш[тш(Ф,(Д))]. (2.15) где к - число параметров, і=1,.., к
Повышение вибрации резцового блока при изменении режимов точения отрицательно влияет на состояние станочной системы в целом, уменьшая ее запас устойчивости, на качество обрабатываемой поверхности, которое с ростом колебаний будет ухудшаться как на микро-(шероховатость), так и на макро- (волнистость, некруглость и др.) уровнях. Поверхностный слой деталей после точения по своим качественным показателям отличается от поверхностных слоев, полученных после других видов обработки, что значительно влияет на эксплуатационные показатели изделий. Процесс точения колец подшипников должен обеспечивать высокое качество поверхности качения, включающее определения значения макро- и микрогеометрических свойств поверхностного слоя и однородность его структуры. По аналогии со шлифовальной обработкой и в соответствии с выводами [8,103-105], наилучшее качество обработки достигается при большем запасе устойчивости.
Степень близости замкнутой системы к границе устойчивости оценивается методами теории автоматического управления [15]: - в критерии Рауса - Гурвица применительно к характеристическому полиному системы; - в критерии Найквиста - минимальным расстоянием между контурным годографом Wk(jco)и точкой Найквиста (- l,j0) для разомкнутой системы; - в критерии Михайлова - минимальным расстоянием от годографа полинома Михайлова до начала координат (0, j0). - по показателю колебательности, вычисляемому из амплитудно-частотной характеристики ДС степенью близости к величине 1,1... 1,5. В данном случае определение запаса устойчивости замкнутой ДС можно получить определив показатель колебательности замкнутой ДС по её амплитудно-частотной характеристике А{со) (рис. 2.5, .2.6).
Методика обучающего эксперимента
В производственных условиях датчики устанавливались вблизи зоны резания на шпиндельном узле детали, инструментальном блоке как наиболее информативных точках, выявленных в процессе предварительных экспериментов. Сигналы датчиков подавались на виброизмеритель ВШВ-003 и регистрировались либо в режиме линейного усиления (измерение общего уровня вибраций (ОУВ) в диапазоне частот 1.. .4000 Гц), либо после преобразования на октавных фильтрах в диапазонах 4, 8, 16, 31, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Выход виброизмерителя подключался к ноутбуку для визуального наблюдения формы и амплитуды вибросигналов в различных режимах работы станка, производилась запись сигналов ОУВ на ноутбук (полоса частот записи и воспроизведения сигналов 2... 14000 Гц) для последующей обработки. Программная система управления станком позволяла изменять режим точения, например подачу или скорость вращения заготовки при точении дорожки качения колец.
На основе анализа уровня ВА колебаний можно определить рациональный режим обработки, при котором высокая производительность сочетается с заданной точностью обработки колец, производились измерения волнистости и некруглости колец подшипников на кругломере Talyrond-73 после предварительной и после окончательной обработки. Кроме того, кольца нескольких типоразмеров измерялись на автоматизированном вихретоковом дефектоскопе ПВК-К2М, разработанном совместно сотрудниками СГТУ, ОАО «СПЗ» и ГНТП «СТОМА» и позволяющем выявить прижоги и ряд других дефектов на дорожках качения колец.
Управление производительностью обработки колец подшипников, как показано в главах 1, 2, базируется на выборе режима точения по максимальному запасу устойчивости ДС с одновременном контролем геометрических параметров точности и физико-механических параметров поверхностного слоя дорожек качения. В силу того, что динамические характеристики процесса точения являются одними из доминирующих факторов, влияющих на производительность точения необходимо осуществлять измерение ВА колебаний основных формообразующих узлов станков в процессе обработки. В соответствии с разработанным методом идентификации ДС это позволяет, во-первых, установить степень связи параметров режима обработки - подачи суппорта и скорости вращения заготовки с производительностью и качеством точения поверхности колец, во-вторых, оценить запас устойчивости ДС и его связь с режимом обработки, и как следствие, определить целесообразный режим точения с точки зрения максимальной производительности [71, 72].
Все экспериментальные исследования процессов точения колец выполнены в ОАО «Саратовский подшипниковый завод».
В условиях производства возникает задача выбора рациональной совокупности контролируемых параметров на станке и организация процедуры контроля в системе мониторинга в соответствии с реально существующими ограничениями (по возможностям измерительных и вычислительных устройств, ограниченной точности измерений, по размещению датчиков на технологическом оборудовании, по временным и материальным ресурсам и т.п.).
Для оценки состояния станков разработана методика обучающего эксперимента, позволяющая дать численную оценку динамического состояния станков, динамических характеристик процесса точения и качества обработки колец подшипников [39]. Как показано в главе 2, колебательные процессы в ДС носят стохастический характер, так как на станок воздействует большое число внешних и внутренних вибрационных возмущений, которые передаются на обрабатываемую деталь через ШУ детали и инструментальный блок вследствие замкнутости ДС. Вибрационные возмущения в системе «деталь - инструмент» формируют на поверхности кольца определенный микрорельеф, причем погрешностям формы, волнистости и шероховатости соответствуют различные частотные диапазоны ВА колебаний. Превышение той или иной составляющей спектра колебаний некоторого номинального (эталонного) значения вызывает параметрический отказ, например, повышенные значения огранки и волнистости поверхности качения. Для оценки динамических характеристик процесса точения колец подшипников и выбора рационального режима обработки по характеристикам ВА колебаний разработана следующая методика обучающего эксперимента: 1) измерение уровня вибраций (виброускорение, виброскорость, виброперемещение) 2) запись данных в память компьютера, 3) вычисление АКФ по временной зависимости ВА колебаний с помощью специального ПМО, 4) вычисление передаточной функции ДС при обработке по специальному алгоритму, 5) определение запаса устойчивости ДС из передаточной функции по показателю колебательности, 6) установление связи параметров качества обработки поверхности качения - геометрических (волнистость, шероховатость, отклонение от круглости) и физико-механических (неоднородность структуры поверхностного слоя) с запасом устойчивости, 7) несколько раз изменяется режим точения, например, подача суппорта, и производятся измерения согласно п. 1-6, 8) определяется рациональный режим точения по запасу устойчивости и качеству поверхностного слоя (волнистости), 9) данные о подаче, запасе устойчивости и качестве поверхностного слоя заносятся в базу данных СМ 111.
Определение рациональной скорости вращения заготовки и подачи резца на двухшпиндельном токарном станке ПАБ-350
Стилоскоп СЛ-13 производит замеры, качественный и полуколичественный анализ. Предназначен для эмиссионного визуального качественного и полуколичественного спектрального анализа сталей, цветных металлов и сплавов видимых областей спектра. Стилоскоп применяется для экспрессных анализов, к точности которых не предъявляется высоких требований. Имеется возможность анализа тонкой проволоки, ленты, образцов малой массы из легкоплавких сплавов (на основе олова, свинца и т.д.), определения малых содержаний трудновозбудимых элементов: углерода от ОД %, кремния 0,1%, серы от 0,02 % и других элементов в сталях и сплавах.
Спектрометр рентгенофлуоресцентный Niton XLt серии 800 предназначен для измерения неразрушающим методом содержания элементов в сталях, сплавах на основе чёрных и цветных металлов, ферросплавов и лигатур, рудных и нерудных материалов, минералах, породах, почвах, шлаках, углях, пластмассах, красках и других материалах. Область применения спектрометров - металлообрабатывающая, металлургическая, горнометаллургическая отрасли промышленности, геология, химическая промышленность, ломопереработка, геолого-изыскательские работы, экологический контроль и мониторинг, а также лаборатории контроля качества продукции.
Микротвердомер ПМТ-ЗМ предназначен для измерения и микроструктуры, замера глубины закаливания, глубины дефектов, оценки неметаллических включений. Твердомер ультразвуковой МЕТ - У1 предназначен для измерения поверхностной твёрдости. Прибор УД-2В предназначен для измерения размеров роликовой дорожки. Прибор Talyrond-73 предназначен для измерения некруглости, огранки и волнистости колец подшипников. Прибор АЭСВК предназначен для проверки после термической операции ожога на кольце, выявления трооститных пятен, метального брака (заштамповки и трещины). Часть результатов измерений поступает в СМТП автоматически, а часть вводится операторами для дальнейшей обработки и накопления результатов на сервере лаборатории мониторинга.
Результаты исследований качества обработки деталей в производственных условиях позволяют констатировать, что автоматизированный контроль качества деталей и состояния оборудования является важнейшим элементом СМТП. При этом основной задачей контроля является получение информации для оценки состояния технологического процесса по соответствующим критериям и выработки необходимых воздействий на оборудование и режимы обработки с целью обеспечения максимальной эффективности процесса обработки деталей.
По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований и их реализации на токарных станках в условиях эксплуатации делаются следующие выводы:
1. Анализ научно-технической информации по вопросу обеспечения производительности и качества токарной обработки колец подшипников показал недостаточную эффективность существующих методов назначения технологических режимов и позволил обосновать целесообразность контроля ВА характеристик станка для обоснования выбора режима точения, в частности подачи инструмента и скорости вращения заготовки, что способствует повышению производительности станков с сохранением заданного качества обработки.
2. Построена модель динамической системы токарного станка при резании в форме передаточной функции и установлено её соответствие колебательному звену, что позволяет построить амплитудно-частотную характеристику системы и определить её устойчивость по показателю колебательности, а также обосновать применимость АКФ ВА колебаний ДС при обработке для оценки динамических характеристик станка.
3. Разработан и обоснован метод идентификации замкнутой динамической системы токарного станка при обработке колец подшипников по автокорреляционной функции виброакустических колебаний формообразующей подсистемы при воздействии силы резания с составляющей типа «белый шум», что позволяет определить передаточную функцию системы при различных значениях параметров технологического режима.
