Выявление поломок зубьев с помощью анализа огибающей ва сигнала
Ниже показаны результаты анализа ВА сигнала в условиях работы обычной торцевой фрезы с полным комплектом зубьев и фрезы с двумя сломанными зубьями. Все условия были одинаковыми.
Рис. 1. Фрезерование с двумя сломанными зубьями. 315 об/мин.; глубина 1,5 мм; ширина 99 мм.
Наличие сломанных зубьев привело к значительной модуляции ВА сигнала, который был предварительно отфильтрован в октавной полосе с центральной частотой 2 кГц. Именно амплитуда этой полосы наиболее остро реагировала на изменения состояния режущего инструмента.
Рис. 2. Огибающая сигнала в октаве 2 кГц при осреднении за 0,8 мс.
На рис. 2-4 показаны три варианта выделения огибающей ВА сигнала, показанного на рис. 1 с нарастающим значением времени осреднения, т. е. отрезка времени для вычисления эффективного значения амплитуды сигнала.
Рис. 3. Огибающая сигнала в октаве 2 кГц при осреднении за 5 мс.
Рис. 4. Огибающая сигнала в октаве 2 кГц при осреднении за 0,05 с.
Глубину модуляции при разном времени осреднения можно оценивать как отношение разности максимального и минимального значений к максимальному, выраженное в процентах:
R = (Amax – Amin)/Amax∙100. (1)
На рис. 5-6 показаны рисунки, аналогичные рисункам 1-4, но для фрезы с полным комплектом зубьев. Сравнение глубины модуляции для нормальной фрезы и фрезы с поломанными зубьями позволяет определить наилучшие условия обработки сигналов.
Рис. П5. Запись сигнала в октаве 2 кГц при работе полным комплектом зубьев.
Рис. П6. Огибающая сигнала в октаве 2 кГц при осреднении за 0,8 мс.
Рис. П7. Огибающая сигнала в октаве 2 кГц при осреднении за 5 мс.
Рис. П8. Огибающая сигнала в октаве 2 кГц при осреднении за 0,05 с.
Таблица П1.
Даные по глубине модуляции для фрез с нормальными и поломанными зубьями
Время осреднения |
Фреза с полным комплектом зубьев |
Фреза с двумя сломанными зубьями |
0,8 мс |
95 % |
100 % |
5 мс |
65 % |
95 % |
0,05 с |
10 % |
55 % |
Из таблицы ПП1 видно, что наибольшее соотношение глубины модуляции для разных фрез наблюдается при большом времени осреднения. В данном случае для времени осреднения 0,05 с, где глубина модуляции в 5,5 раза больше для фрезы со сломанными зубьями по отношению к нормальной фрезе.
Скол шлифовального круга
Вид шлифовального круга со сколом
Осколок круга
Вид круглошлифовального станка с дефектным кругом
Индикатор диагностической системы
6.3.3. Изменение параметров виброакустических сигналов
при износе режущих инструментов
В практических случаях обычно требуется определить момент достижения инструментом предельного износа, грозящего поломкой, или ведущего к снижению качества изделия (например, дающего повышенную шероховатость поверхности, прижоги и т.п.). Задача определения износа инструмента, например, по задней грани с точностью до 0,1-0,2 мм в течение всего периода стойкости на практике встречается крайне редко, за исключением тех случаев, когда возникает необходимость прогнозировать ресурс стойкости инструмента, например, перед началом обработки детали, не допускающей замены инструмента в течение периода обработки. В тех случаях, когда на первое место выходят вопросы точности обработки деталей, возникает задача определения размерного (радиального) износа инструмента.
Широкое разнообразие режущих инструментов и технологических процессов не позволяет однозначно переносить результаты исследований влияния износа на характеристики ВА сигнала для одного или нескольких видов инструментов на весь инструмент и обычно требует проведения предварительных исследований.