Диагностика выходных параметров процесса резания в автоматизированном производстве на основе нелинейной динамики

• Автор: Руденко, Александра Сергеевна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ДИАГНОСТИКЕ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

1.1. Механизмы возникновения автоколебаний

1.1.1. Возникновение автоколебаний вследствие нелинейной характеристики силы резания
1.1.2. Возникновение автоколебаний вследствие инерционности самого процесса резания

1.1.3. Возникновение автоколебаний вследствие координатной связи

1.2. Методы оценки динамической устойчивости

1.3. Влияние динамики процесса резания на выходные параметры

1.3.1 Влияние амплитуды автоколебаний на стойкость

инструмента
1.3.2. Влияние автоколебаний на параметры волнистости и шероховатости обработанной поверхности

1.3. Методы диагностики и управления качеством поверхностного слоя

1.4. Выводы
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ НЕЛИНЕЙНОЙ
ДИНАМИКИ
2.1. Основные понятия нелинейной динамики
2.1.1. Классификация динамических систем
2.2. Характеристики динамических систем
2.2.1. Показатели Ляпунова
2.2.2. Энтропия
2.2.3. Фрактальная размерность аттрактора

2.2.4. Автокорреляционная функция и спектр мощности
2.3. Аттракторы динамических систем
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
3.1. Описание экспериментальной установки
3.1.1. Порядок проведения экспериментов
3.2. Алгоритмы расчета фрактальной размерности, информационной энтропии, показателя Ляпунова для профилограмм
3.2.1. Алгоритмы оценки фрактальной размерности
3.2.2. Фрактальная Д и информационная 0 размерности
3.2.3. Корреляционная размерность Д
3.2.4. Свойства функции Д
3.2.5. Алгоритм вычисления фрактальной размерности шероховатости поверхности
3.2.6. Алгоритм расчета информационной энтропии
3.2.7. Алгоритм расчета старшего показателя Ляпунова
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.1. Зависимость фрактальной размерности аттрактора сигнала виброакустической эмиссии от условий обработки
4.1.1. Зависимость фрактальной размерности аттрактора сигнала виброакустической эмиссии от скорости резания
4.1.2. Зависимость фрактальной размерности аттрактора сигнала виброакустической эмиссии от обрабатываемого материала
4.2. Информационная энтропия аттрактора сигнала виброакустической эмиссии
4.3. Зависимость показателя Ляпунова сигнала виброакустической эмиссии от скорости резания

4.4. Зависимость фрактальной размерности шероховатости поверхности от скорости резания
4.5. Зависимость информационной энтропии шероховатости поверхности от скорости резания
4.6. Влияние шероховатости поверхности и износа режущей пластины на масштаб и вид аттрактора
4.7. Выводы
ГЛАВА 5. ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОЦЕССА
МЕХАНООБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ ПОДХОДОВ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ
5.1. Методологические основы диагностики выходных параметров процесса резания
5.2. Диагностика динамики процесса резания при износе инструмента
5.3. Оптимизация динамических свойств упругой системы станка на основе алгоритмов нелинейной динамики
5.4. Управление качеством обработанной поверхности на основе нелинейной динамики
5.5. Выводы
6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

средственно в процессе резания и управление качеством поверхностного слоя. Необходим поиск новых диагностирующих признаков для прогнозирования шероховатости в процессе обработки.
Анализ литературных данных подтверждает, что эффективное управление процессом механической обработки лезвийным инструментом возможно лишь на основе сложных теоретических и теоретикоэкспериментальных зависимостей между основными технологическими параметрами, характеризующими процесс резания (режимами обработки, геометрией детали и инструмента, физико-механическими свойствами обрабатываемого и инструментального материалов и др.), и параметрами шероховатости поверхности.
На основе проведенного анализа определена цель работы: разработка новых методов оценки, диагностики и управления выходными параметрами процесса резания на основе критериев нелинейной динамики.
С учетом вышеизложенного, для достижения поставленной цели в настоящей диссертационной работе были определены следующие задачи:
1. Выявить и обосновать диагностирующий признак для контроля выходных параметров в процессе резания на основе критериев нелинейной динамики.
2. Изучить возможность использования новых информационных критериев для оценки выходных параметров процесса резания и исследовать их зависимость от условий обработки.
3. Разработать аппаратное и программное обеспечение информационных критериев оценки выходных параметров процесса резания.