Экспериментальное исследование процесса шлифования с применением акустических характеристик
Автор: Ардашев Дмитрий Валерьевич, Жуков Александр Сергеевич, Чаплыгин Борис Александрович
Рубрика: Технология
Статья в выпуске: 4 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
В работе рассмотрены результаты экспериментального исследования процесса круглого наружного врезного шлифования и сопровождающие его звуковые явления. Акустические колебания, порождаемые процессом абразивной обработки, являются косвенным параметром, характеризующим состояние процесса резания. Такая информация применима для управления процессом шлифования и планирования технологического процесса. Достоинство метода учета и прогнозирования текущего состояния технологической системы при шлифовании, основанного на применении акустических данных, заключается в возможности его применения без прерывания производственного процесса. Предметом экспериментального исследования является акустический сигнал, возникающий при шлифовании. Цель работы заключается в проведении экспериментального исследования зависимости звуковых параметров процесса шлифования от технологических условий операции и их связи с параметрами качества обработки. Основными методами, применяющимися для достижения обозначенной цели, являются эксперимент, измерение и анализ. Эксперимент позволил получить данные, необходимые для дальнейшей обработки. Регистрация звукового сигнала, генерируемого в процессе шлифования на разной скорости подачи - основная задача опытов эксперимента. С помощью контактных измерений был определен реальный профиль шлифованных образцов, что является важнейшим этапом для определения взаимосвязи между характеристикой процесса шлифования и показателями качества обработанной поверхности. Аналитический метод применялся для обработки полученных данных эксперимента и измерений. С его помощью из широкого диапазона были выявлены информативные звуковые частоты, отражающие изменения процесса шлифования во времени. Анализ данных измерения дал возможность оценить отклонение шлифованных образцов от круглости в зависимости от технологических условий реализации операции, определить параметры, которые оказывают наибольшее влияние на этот критерий качества обработки. В результате проведения исследования была установлена взаимосвязь между акустической характеристикой - звуковым давлением и параметром качества шлифованной поверхности - отклонением от круглости. Полученные знания о звуковой характеристике процесса шлифования могут быть применены для более рационального использования ресурса абразивного инструмента через прогнозирование периода стойкости шлифовального круга. Ключевые слова: акустический анализ звука, спектральный анализ звука, процесс шлифования, отклонения от круглости, период стойкости шлифовального круга.
Акустический анализ звука, спектральный анализ звука, процессшлифования, отклонения от круглости, период стойкости шлифовального круга
Короткий адрес: https://sciup.org/147233491
IDR: 147233491 | DOI: 10.14529/engin200405
Список литературы Экспериментальное исследование процесса шлифования с применением акустических характеристик
- Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 3: Протяжные, шлифовальные и доводочные станки. – 3-е изд. М.: ЦБНТ, 1978. – С. 105–360.
- Стратиевский, И.Х. Абразивная обработка: справочник / И.Х. Стратиевский, В.Г. Юрьев, Ю.М. Зубарев. – М.: Машиностроение, 2010. – 352 с.: ил.
- Общемашиностроительные нормативы режимов резания и норм времени для работы на шлифовальных станках. – М.: ЦБНТ, 1978. – 358 с.
- Режимы резания на работы, выполняемые на шлифовальных и доводочных станках с ручным управлением и полуавтоматах: справочник / под ред. С.Н. Корчака. – Челябинск: АТОКСО, 2007. – 384 с.
- Estimation of Dynamic Grinding Wheel Wear in Plunge Grinding / M. Ahrens, J. Damm, M. Dagen et al. // Procedia CIRP. – 2017. – Vol. 58. – P. 422–427. DOI: 10.1016/j.procir.2017.03.247
- Pandiyan, V. In-Process Surface Roughness Estimation Model For Compliant Abrasive Belt Machining Process / V. Pandiyan, T. Tjahjowidodo, M. P. Samy // Procedia CIRP. – 2016. – Vol. 46. – P. 254–257. DOI: 10.1016/j.procir.2016.03.126
- Modelling of the grinding wheel structure depending on the volumetric composition / F. Klocke, S. Barth, Ch. Wrobel et al. // Procedia CIRP. – 2016. – Vol. 46. – P. 276–280. DOI: 10.1016/j.procir.2016.04.066
- Performance Enhancement of Cylindrical Grinding Process with a Portable Diagnostic System / R. Vairamuthu, B.M. Bhushan, R. Srikanth, N.R. Babu // Procedia Manufacturing. – 2016. – Vol. 5. – P. 1320–1336. DOI: 10.1016/j.promfg.2016.08.103
- Подураев, В.Н. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии / В.Н. Подураев, А.А. Барзов, В.А. Горелов. – М.: Машиностроение, 1988. – 56 с.
- In-process grinding monitoring by acoustic emission / P.R. Aguiar, P.J.A. Serni, E.C. Bianchi, F.R.L. Dotto // IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Montreal, Que. – 2004. – P. V-405. DOI: 10.1109/ICASSP.2004.1327133
- Weingaertner, W.L. A method to determine the grinding wheel's topography based on acoustic emission / W.L. Weingaertner, A. Boaron // International Journal of Abrasive Technology (IJAT). – 2012. – Vol. 5, № 1. – P. 17–32. DOI: 10.1504/IJAT.2012.046826
- Han, X. Analysis of acoustic emission in precision and high-efficiency grinding technology / X. Han, T. Wu // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2013. – Vol. 67. DOI: 10.1007/s00170-012-4626-x
- Никифоров, И.П. Модель оптимизации периода стойкости шлифовального круга / И.П. Никифоров, Е.Н. Иванов // Труды Псковского политехнического института. – 2010. – № 13. – С. 256–260.
- Гурьянихин, В.Ф. Влияние режимов шлифования на интенсивность акустического сигнала и показатели процесса круглого наружного врезного шлифования / В.Ф. Гурьянихин, Д.В. Аринин // Вестник Ульяновского гос. техн. ун-та. – 2000. – № 4. – С. 79–83.
- Аринин, Д.В. Исследование режущей способности шлифовальных кругов при круглом наружном врезном шлифовании с использованием информации по низкочастотному акустическому сигналу / Д.В. Аринин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2002. – Т. 305, № 2. – С. 179–182.
- Гурьянихин, В.Ф. Управление процессом круглого наружного врезного шлифования с использованием акустического сигнала / В.Ф. Гурьянихин, В.В. Агафонов, А.А. Панков // СТИН. – 2009. – № 2. – С. 35–40.
- Агафонов, В.В. Повышение эффективности круглого наружного врезного шлифования путем управления скоростью подачи по интенсивности звукового сигнала: автореф. дисс. ... на соискание ученой степени канд. техн. наук. / В.В. Агафонов. – Ульяновск: Типография УлГТУ, 2010. – 19 с.
- Wang, F. Modeling and analysis of an impact-acoustic method for bolt looseness identification / F.I. Wang, S.Ch.M. Ho, G. Song // Mechanical Systems and Signal Processing. – 2019. – Vol. 133. – № 106249. DOI: 10.1016/j.ymssp.2019.106249__
- Vibration and acoustic signal characteristics of solid particles carried in sand-water two-phase flows / K.Wang, G. Liu, Y. Li et al. // Powder Technology. – 2019. – Vol. 345. – P. 159–168.
- Gemmeren, V. Modeling the acoustic emissions generated during dynamic fracture under bending / V. Gemmeren, T. Graf, J.Dual // International Journal of Solids and Structures. – 2020. – Vol. 203. – P. 84–91.
- Raja J. Recent advances in separation of roughness, waviness and form / J. Raja, B. Muralikrishnan, Sh. Fu // Precision Engineering. – 2002. – Vol. 26, Iss. 2. – P. 222–235. DOI:10.1016/S0141-6359(02)00103-4
- Молотников, В.Я. Техническая механика: учебное пособие / В.Я. Молотников – СПб.: Изд-во «Лань», 2017. – 476 с.
