Применение ротатабельного планирования второго порядка для минимизации шероховатости поверхности при обработке материалов резанием

Изготовление прецизионных деталей из пластмасс часто производится обработкой резанием. Выбор рациональных режимов резания в значительной степени определяет производительность процесса и качество обработанной поверхности. В работе [ ] предусматривалось установление влияния режимов резания на шероховатость поверхности (параметр оптимизации) при точении капролона и поиск условий, обеспечивающих минимальную шероховатость обработанной поверхности. Исследования проводились на высокоскоростном токарном станке. В качестве режущего инструмента использовались резцы с пластинками из твердого сплава ВК6М со следующими геометрическими параметрами: = 30°; =18°; = 0; r = 1,5 мм. Шероховатость поверхностей режущего инструмента соответствовала Ra = 0,040,16 мкм. Обработке подвергались блоки из капролона без охлаждения.

Шероховатость поверхности определялась на двойном микроскопе МИС-11. За критерий шероховатости принималась высота неровностей Rz, которая оценивалась по десяти измерениям каждого участка.

В качестве факторов выбраны скорость резания V, подача S и глубина резания t, ибо эти элементы режима в основном и определяют высоту неровностей обработанной поверхности. В качестве параметра оптимизации принимаем высоту неровностей.

Алгоритм пэ

1. Выбор параметра оптимизации, функции отклика, факторов и их уровней.

2. Формирование матрицы планирования, вида дублирования опытов.

3. Рандомизация опытов.

4. Их проведение, заполнение столбца «Y».

5. Оценка коэффициентов линейной модели.

6 Нахождение дисперсии «Y», - S_у²и дисперсии коэффициентов S_b²

7 Определение значимости коэффициентов линейной модели, используя их доверительные интервалы. Удаление слагаемых линейной модели с незначимыми коэффициентами.

8. Нахождение дисперсии адекватности, критерия Фишера и проверка адекватности модели.

9. Переход к модели более высокого порядка, если линейная модель неадекватна, дополнение матрицы планирования, проведение дополнительных опытов и расчет модели второго порядка (см. пп. (5-8).

На первом этапе исследования был ипоставлен полный факторный эксперимент типа 2³. Уровни факторов и интервалы варьирования выбраны по результатам предварительных поисковых экспериментов. Факторы, уровни и интервалы варьирования факторов приведены в табл. 32. Матрица плана эксперимента и результаты измерений высоты неровностей у представлены в табл. 33.

План эксперимента типа 2³ позволяет получить раздельные оценки для коэффициентов уравнения регрессии вида

(92)