3 Порядок выполнения рабты

3.1 Получение зависимости высоты нароста и шероховатости обработанной поверхности от скорости резания

Эксперименты ведут при продольном точении цилиндрической заготовки, разделенной канавками на отдельные пояски, условно названные по номерам, например, начиная с первого справа налево.

Геометрию резца в плане выбирают исходя из требований полу­чения низкого уровня высоты неровностей обработанной поверхности при учете только кинематико-геометрического фактора ( r_в =0,3-1 мм).

Составляют план одно факторного эксперимента (таблица 1), в котором отражают необходимую информацию для ведения опыта на станке, стенде профилографирования, микроскопе, а также резуль­таты измерений.

К примеру, для обработки стали 45 резцами из твердого сплава может быть предложен следующий уровень факторов;

• V =2; 1,2; 0,6; 0,3; 0,15; 0,02 м/с;

• S =0,17 мм/об;

• t =0,25 мм;

• r_в =0,6 мм.

Далее проводят опыт на станке в любой последовательности; после точения каждого пояска режущую пластину снимают со станка, устанавливают на предметном столе микроскопа так, чтобы мож­но было измерить высоту нароста. Высота нароста определяется как разность координат при перемещении визирной линии в поле зре­ния микроскопа от режущей кромки к вершине нароста за счет дви­жения стола с образцов в соответствующем направлении. Отсчет производят по имеющемуся отсчетному устройству на микроскопе, а результат заносят в таблицу 1.

После проведения всех опытов заготовку снимают со станка, устанавливают на предметный столик профилографа-профилометра и поочередно записывают микропрофиль обработанной поверхности вдоль оси заготовки. Для этого включают прибор в сеть, прогре­вают его, датчик устанавливают на профилографируемый поясок обработанной поверхности так, чтобы трасса движения датчика была вдоль оси заготовки, а иголочка датчика находилась на расстоянии 4-5 мм от конца зоны трассирования (для обеспечения базовой длины профиля).

Далее, после обработки результатов профилографирования согласно п.3.3, заносят результаты расчета R_z в таблицу 1 и строят зависимости R_z =f(V) ; Н_н = f(V) на одном и том же бланке графика. Анализируют, начиная с какой скорости резания зарождается нарост; выбирают для следующей серии опытов большую, чем эта скорость и планируют эти опыты.

3.2. Получение эмпирической зависимости шероховатости

обработанной поверхности от подачи S и радиуса r_в при вершине инструмента

Составляют план однофакторного эксперимента, в котором пре­дусмотрено последовательное изменение фактора S (например, в первых 3 строках таблицы 2) при постоянном, среднем уровне факто­ра r_в =r₂,а затем изменение фактора r_в при среднем уровне фактора S= S₂ (последующие 3 строки таблицы 2). Скорость резания может задаваться постоянной, на уровне, большем скорос­тей наростообразования (1-й вариант задания), или может задавать­ся, например, 3 уровня скоростей, но тоже в диапазоне, соответст­вующем отсутствию, нароста.

В соответствии с диаметром заготовки ведут расчет частот вращения шпинделя, задаются глубиной резания t и проводят эксперимент по схеме первой серии опытов.

Для примера, при резании стали 45 может быть предложен следующий уровень факторов:

• V =2-4 м/с;

• S =0,17; 0,28; 0,43 мм/об;

• t =0,25 мм;

• r_в =0,15; 0,6; 1,2 мм.

После точения всех поясков согласно плану, заготовку снимают со станка, профилографируют ее, обрабатывают результаты с получе­нием характеристики , как в предыдущей серии, и заносят полученные результаты в табл.2.

Для получения эмпирической зависимости пользуются формулой (2).

Для нахождения численных значений константы и показателей степеней и уравнение (2) логарифмируют, чем приводят к линейной зависимости

(3)

или в общем виде:

Легко видеть, что последнее уравнение описывает графики двух прямых в логарифмических координатах в условиях отсутствия взаимовлияния факторов и :

(4)

_, (5)

где

Практически, можно использовать либо графический способ построения прямых по точкам в двойной логарифмической сетке, либо аналитический метод наименьших квадратов (МНК).

В первом случае показатели и находятся как тан­генсы углов наклона построенных прямых к положительному направле­нию осей, соответственно, и . Константа находится по формуле:

(6)

где в знаменателе могут быть подставлены, например, уровни факто­ров и найденных степенях, а в числителе - сред­нее арифметическое значение , полученное при этих факторах с построенных графиков.

Во втором случае (МНК), показатели и находятся по обобщенной формуле:

(7)

выводят по формуле :

, (8)

где - количество искомых показателей степеней (в нашем случае ).

- принятое в опыте количество уровней каждого фактора,

- порядковый номер уровня каждого фактора;

- результат при соответствующем уровне факто­ра;

- соответствующий уровень фактора ( или ).