Вы здесь

Оцінка стану технологічного процесу виготовлення деталей динамічно настроюваних приладів

Автор: 
Клочко Михайло Маркович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2007
Артикул:
0407U003709
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ ПОБУДОВИ МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕННЯ СТАНУ РІЗАЛЬНОГО ІНСТРУМЕНТА І ВИЗНАЧЕННЯ КООРДИНАТ ЙОГО ВЕРХІВКИ
Загальна методика визначення стану РІ в процесі технологічної обробки деталей у приладобудуванні полягає у тому, що необхідно попередньо розглянути саме технологічне обладнання та його технологічні і фізичні характеристики, його можливості виконання тих чи інших дослідів щодо реєстрації результатів експериментів.
Для проведення досліджень необхідне створення спеціалізованої апаратури вимірювання, її розробка та реалізації, створення відповідних відчутників та чутників, конструкції та їх реалізації. Тобто теоретичне підґрунтя такого методу базується на аналізі фізичних процесів у зоні технологічного процесу виготовлення надточних деталей у приладобудуванні.
2.1. Узагальнена оцінка методів визначення стану інструмента у надточному приладобудуванні
На підставі вищесказаного є можливість зробити висновок, що існує велика кількість інформаційних сигналів технологічного походження, які необхідно розглянути у контексті стосунків двох технологічних об'єктів, а саме інструмент та деталь. Основний принцип взаємодії РІ та деталі полягає в тому, що первинна взаємодія базується на реакції електромагнітних полів щодо вторгнення інструмента у електромагнітну структуру поля деталі [117, 118, 120, 121].

2.1.1. Теоретичні засади побудови електромагнітних систем контролю процесу металообробки
Оскільки взаємодія РІ та деталі це є взаємодія двох технологічних об'єктів (ТО), то є можливість абстрагуватися і розглянути уявну задачу таким чином, щоб не зосереджуватися на вторинних ознаках. Не розглядаючи достеменно чинники виникнення електромагнітних полів (фізика металообробки) є можливість стверджувати, що на абстрактний відчутник ЕМП будуть діяти поля, створені наступними струмами, які створюються у електричному ланцюгу ТОС під час металообробки [120]:
(2.1)
Перші два рівняння є ідеалізованими залежностями, які мають місце при розгляданні абстрактних ТО і можуть застосовуватися як наближена модель входження РІ у технологічний простір деталі.
Третє рівняння дає можливість користуватися для моделювання процесу металообробки тільки в одному випадку, коли на спектр Sе(?) реагує виключно двопараметрична система, яку необхідно створити. Дослідження за допомогою електромагнітної системи торкання (рис. 1.12) вказує на те, що незалежно від ступеню чутливості, на яку налаштовано систему чутника, існують два основних рівні напруги магнітного поля, яке створює навколо себе деталь і на який він реагує. Отже на виході електромагнітний відчутник створює наступні сигнали, які можуть бути використані у технологічному контролі наближення РІ до деталі:
(2.2)
Як наслідок на вхід системи обробки інформації буде надходити сумарний сигнал:
(2.3)
де - амплітуда результуючих коливань;
- фаза результуючих коливань.
При сталому процесі можна вважати, що сумарний сигнал модулюється по амплітуді сигналом різницевої частоти ?. Якщо частота сигналу U1(t) збігається з робочою частотою системи, то глибина модуляції буде визначатися співвідношенням A2/A1, що характеризує можливість визбирування фільтрів чутника.
Дослідження та математичний аналіз довів, що струми, які виникають в деталі, можуть бути використані для побудови зони присутності деталі, що обертається. Внаслідок такого моделювання з'ясовано, що в засадах навколишнього поля деталі лежать якості поверхні деталі та електрофізичні властивості верстата, а саме:
* Шорсткість та форма, які створюють мікроспотворення магнітного поля;
* Приповерхневий дефектний шар деталі, який по своїй потужності не поступається попередній;
* Електричні та електромагнітні властивості матеріалу деталі, інструмента і їх взаємодія з технологічним обладнанням.
Ці вище означені властивості є притаманними всім технологічним об'єктам, а отже вони притаманні також і абстрактним тілам, тобто є можливість вважати їх природніми, а не техногенними, або технологічними.
Використовуючи закон Біо-Савара-Лапласа та розклад у ряд Фур'є функцій шорсткості та форми і дефектності поверхні (рис. 1.13) були отримані аналітичні залежності [120]. Для дефектів шорсткості НШФ величини магнітного поля циліндричної деталі, що обертається:
(2.4)
та РІ, що обертається навколо непорушної деталі:
(2.5)
Приповерхневий дефектний шар дає наступні величини поля деталі НДФ, що обертається:
(2.6)
та інструмента, що обертається навколо непорушної деталі:
(2.7)
де - функція магнітного поля шорсткості форми, залежна від поверхні деталі
- функція магнітного поля дефектності приповерхневих шарів деталі,
rдет - радіус деталі.
ri - радіус обертання РІ (від його верхівки до осі деталі),
nдет та ni - швидкості обертання деталі та РІ відповідно,
іх - еквівалентний струм, який відповідає умові (1)
? - відстань від поверхні деталі до верхівки РІ,
?ДФ - уявна відстань від верхівки РІ до поверхні дефектного шару поверхні деталі.
Наразі розрізнити складові ЕМП за математичними виразами (2.4, 2.5) та (2.6, 2.7) практично неможливо, позаяк між ними існує різниця лише у потужності, на яку накладаються ще і магнітні властивості деталі. Це дуже добре видно з того, що друга частина у виразах (2.4, 2.5, 2.6, 2.7) майже однакові. Окрім того необхідно зауважити, що величина ?ДФ є суто уявна і не співпадає ні з координатою поверхні деталі, а ні з координатою верхівки РІ, тобто вона є штучна величина. Визначити її розміри лише можливо зробити тільки на підставі експериментальних даних, які мають вище означені складнощі.
Аналітичні розвідки [120] величини впливу полів (HШФ,HДФ) вказують на те, що вони створюють у щілині змінний магнітний потік котрий підкоряється наступній залежності :
, (2.8)
де ?- комплексна магнітна проникність матеріалу деталі та РІ;
?0- магнітна стала;
S?- площа ефективного перерізу щілини ?
? - кут у горизонта