988

Рис. 4.11. Влияние концентрации механических примесей С на средний шаг неровностей профиля Sm (а), средний шаг местных выступов профиля S (б), опорную длину профиля np ( – )

и относительную опорную длину профиля tp (---) (в) отверстий:

1, 2, 3 – соответственно сверление, зенкерование, развертывание отверстий в заготовке из стали 45; режимы обработки см. в табл. 3.2

112

4.2.Экспериментальные исследования параметров чистоты СОЖ на операциях лезвийной обработки заготовок

Экспериментальные исследования проводили проводили по методике, изложенной в параграфе 3.3, с целью изучения дисперсного состава механических примесей, содержащихся в СОЖ на операциях лезвийной обработки заготовок, и проверки адекватности зависимостей для расчета характеристик очистителя и параметров чистоты СОЖ (см. п. 2.3).

Экспериментальные данные представляли в виде гистограмм (рис. 4.12) и обрабатывали с помощью пакета “STATGRAPHICS” для определения теоретических законов распределения размеров частиц механических примесей. Соответствие практических кривых распределения и подобранных

Рассмотрим задачи определения параметров чистоты СОЖ и характеристик очистителя на конкретном примере.

По результатам дисперсного анализа получены гистограммы для исходных и оставшихся в СОЖ после очистки частиц механических примесей (рис. 4.12). После обработки данных на ЭВМ при помощи пакета “STATGRАPHICS” для гистограмм, показанных на рис. 4.12, определены теоретические (гипотетические) законы распределения частиц по размерам

Pdи: d и=224,4 мкм, и=123,5 мкм; Pdo: d o=180,6 мкм, o=11 мкм. В табл. 4.3

и 4.4 представлены результаты расчетов по критериям согласия. Для Pdи:=8,23, 2т=12,6 из таблиц [5]; 8,23<12,6 2< 2т; следовательно, Pdи

113

соответствует по критерию 2. Статистика Колмогорова-Смирнова DN=0,061, уровень значимости кс=0,9999. Проверим условие

n DN o,

где o – для (1- кс)=1-0,9999=0,0001 равна 0,33 [5]; n – число измерений.

94 0,0061=0,599>0,33.

Условие Колмогорова-Смирнова выполнено. Аналогично проверили соответствие для Pdo (табл. 4.4): 2=1,84; 2т=12,6; 1,84<12,6. DN= =0,0589,

кс=0,9999, o=0,33, 102 0,0589=0,594>0,33.

Следовательно, теоретические законы распределения частиц по размерам Pdи и Pdo можно использовать для последующих расчетов.

В нормально-вероятностных координатах (абсцисса градуирована по значению d, а ордината – по функции Лапласа (х) нормального закона) функции распределения частиц по размерам Pdo и Pdи изображены прямыми (рис. 4.13), т.е. подчиняются закону нормального распределения. Тогда при расчетах по формулам (2.56)-(2.68) вместо значений lnd подставляем d.

Рис. 4.13. Распределение частиц механических примесей, содержащихся в СОЖ, по размерам до (а) и после очистки (б) в нормально-вероятностных координатах

Определим характеристику очистителя d. По (2.69) с учетом =0,61 (из эксперимента)

= 0 26874 0 61 123 52 =256,1 мкм. 111 123 5

114

Таблица 4.3 Критерии согласия для распределения частиц механических примесей,

содержащихся в СОЖ до ее очистки, по размерам Pdи

2=8,23541

Статистика Колмогорова DPLUS=0,058039;

Статистика Колмогорова DMINUS=0,0618067; Двустороняя статистика DN=0,618067; Уровень значимости кс=0,9999.

Таблица 4.4 Критерии согласия для распределения частиц механических примесей,

содержащихся в СОЖ после ее очистки, по размерам Pdо

2=1,84022

Статистика Колмогорова DPLUS=0,049465;

Статистика Клмогорова DMINUS=0,0589528; Двустороняя статистика DN=0,0589528; Уровень значимости кс=0,9999.

115

При проведении следующего эксперимента (опыта) на вход очистителя

поступили механические примеси с параметрами d и=195 мкм, и=133 мкм. В СОЖ после очистки остались механические примеси с параметрами

dоэ=110 мкм, оэ =118 мкм. Средняя степень очистки СОЖ в данном эксперименте =54%. Полученные практические кривые апроксимировали

116

Таблица 4.5 Критерии согласия для распределения частиц механических примесей,

содержащихся в СОЖ до ее очистки, по размерам Pdи

2=5,72878

Статистика Колмогорова DPLUS=0,0798157;

Статистика Колмогорова DMINUS=0,0502001; Двустороняя статистика DN=0,0798157; Уровень значимости кс=0,473421.

117

Таблица 4.6 Критерии согласия для распределения частиц механических примесей,

содержащихся в СОЖ после ее очистки, по размерам Pdо

2=7,00192

Статистика Колмогорова DPLUS=0,0479483;

Статистика Колмогорова DMINUS=0,0543694; Двустороняя статистика DN=0,0543694; Уровень значимости кс=1.

Вычислим по (2.59) и (2.57) расчетные параметры механических примесей, оставшихся в СОЖ после ее очистки:

ор =133 0,26874 1332 0 54 /256,1=119 мкм

Вычислим по (2.58) и (2.56) расчетные параметры механических примесей, удаленных из СОЖ при очистке:

yp =133+0,25333 1332 (0,542 1)/256,1=121,1 мкм.

эу=144 мкм. Различия между расчетными и экспериментальными значе-

ниями d и не превышали 12% (рис. 4.16), что очевидно, объясняется погрешностями измерения размеров частиц при микроскопическом анализе механических примесей.

Дисперсионный анализ экспериментальных и расчетных значений

параметров d и механических примесей подтвер-ждает сходимость результатов (табл. 4.7, 4.8) и, следовательно, адекватность зависимостей

118

Таблица 4.7 Дисперсионный анализ экспериментальных и расчетных законов

распределения размеров частиц механических примесей, оставшихся в СОЖ после очистки

Отношение дисперсий – 1,01723; При =0,05 гипотезу Но не отклонять.

119

Таблица 4.8 Дисперсионный анализ экспериментальных и расчетных законов

распределения размеров частиц механических примесей, удаленных из СОЖ при очистке

При =0,05 гипотезу Но не отклонять.

4.3.Выводы

1.Экспериментально установлено негативное влияние механических примесей, содержащихся в СОЖ, на работоспособность сверл, зенкеров и разверток, энергозатраты и качество обработанных этими инструментами поверхностей отверстий.

2.Получены регрессионные модели влияния концентрации механических примесей в СОЖ С на износ мерных инструментов hз; энергозатраты

Nэ; погрешность размера d и погрешность формы кр; высотные параметры шероховатости Ra, Rz, Rmax; шаговые параметры шероховатости Sm, S, np, tp при сверлении, зенкеровании и развертывании, а также на износ hз резцов и среднее арифметическое отклонение профиля Ra при точении.

3.Получен экспериментальный информационный массив, который

может быть использован для определения критериев Кji, необходимых для оценки эффективности систем очистки СОЖ по зависимостям (2.20), (2.29)

и(2.30).

4.Экспериментально установлено, что распределение размеров частиц механических примесей по размерам при лезвийной обработке стальных и чугунных заготовок описывается нормальным законом распределения Гаусса.

5.Доказана адекватность зависимостей (2.56)-(2.69) для расчета пара-

метров чистоты СОЖ d , и характеристик очистителя d, d , на операциях очистки СОЖ от механических примесей.

120