Однофакторный эксперимент с изменением твердости шлифовального круга и использованием связки , пропитанной серой
Эксперимент проводился на описанном выше станке
(см. раздел “Материально-техническое оснащение”) ,
в следующих условиях:
СОЖ ИЛС – 5 Минеральное масло;
материал круга Эль бор , марки ЛКВ;
зернистость (80/63) -ЛКВ;
связка керамическая
глубина 0, 2 мм.;
подача 0.5 м/мин;
геометрия круга 8х9х4 (ширина, наружный диаметр, внутренний диаметр);
пропитка серой.
скорость 50 м/с, так как в предыдущих экспериментах обработка с этой скоростью показала лучшие результаты.
Исследования проходили при твердости шлифовального круга СТ3. Связка шлифовального круга пропитана серой Точность изменения параметра скорости обеспечивается станком. После проведения каждого эксперимента детали контролируются на соответствие технологическому процессу шероховатости и геометрии, соответственно на профилометре и пневморотаметре, характеристики работы которых описывались ранее в главе “Материально-техническое оснащение”
Определение однофакторной модели
Определяем нормализованное значение факторов по формуле:
X1(СМ2)=-1;
X1(СТ3)=+1;
2. Вычисляем дисперсии для опытов при твердости СМ2 и СТ3; вычисления производим по формуле:
СМ2, S2i(У)=l/(30-l)* (0,12-0,10)2+9*(0,13-0,10)2 =3,1*10 -3,
S2i(Z)=l/(30-l)* (10.816-10.814)2+9*(10.816-10.813)2 =4.8*10 -3,
СТ3, S2i(У)=l/(30-l)* (0,09-0,10)2+9*(0,10-0,11)2 =3.5*10 -3,
S2i(Z)=l/(30-l)* (10.814-10.812)2+9*(10.814-10.813)2 =6.2*10 -3,
3. Вычисляем наблюдаемое значение критерия Кохрена по формуле:
GH (У)=3.5*10-3 /(3.5*10-3+3, 1*10 -3) =0, 723
GH (Z)=6.2*10-3 /(6.2*10-3+4,8*10 -3) =0, 796
Критическое значение критерия Кохрена выбираем из таблиц, приведенных в источнике [ ], при Ni=3, m=10 и Р=0,95 оно равно 0,798. Таким образом, неравенство GH<GK выполняется.
4. Определяем дисперсию воспроизводимости по формуле:
S2B (У) =1/3(3.5*10-3+3, 1*10 –3 )=9.6*10-3
S2B (Z) =1/3(6.2*10-3+4, 8*10 –3 )=7.8*10-3
5. Из анализа результатов эксперимента предполагаем, что математическая модель имеет вид полинома первой степени.
6. Составляем таблицу расчетов параметров модели см. табл. Используя формулу (8) определяем bj
bo(У)=l/2* 0.19=2.96, b1(У)=l/8*0, 165=0,18
bo(Z)=l/2* 21.6=0.024, b1(Z)=l/8*10.82=0,011
7. Определяем остаточную дисперсию, пользуясь формулами (9; 10; 11) .
Согласно формуле (11) имеем:
o(У)=0,0181-1/2*0,0181=1, 7*10-2
o(Z)=233.86-1/2*233.86=225,9
Согласно формуле (10) имеем:
n(У) =1,7*10 -2-(0,75)2*8/l=5,3*10-2.
n(Z) =225,9-(0,011)2*8/l=27,4
Согласно формуле (9) имеем:
S2on (У)=1/(2-(1+1))* 5,3*10-2=7,8*10 –3
S2on (Z)=1/(2-(1+1))* 27,5=44,8
Расчет параметров модели
|
V,м/с |
Х |
У |
Z |
У2 |
Z2 |
P1* |
У P1* |
Z P1* |
|
СМ2 |
+1 |
0,10 |
10,814 |
0,010 |
116,98 |
+1 |
0,10 |
+10,814 |
|
СТ3 |
-1 |
0,09 |
10,813 |
0,0081 |
116,98 |
-1 |
0,09 |
-10,813 |
|
Уi; Zi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
итого |
|
0,19 |
21,67 |
0,0181 |
233,86 |
|
0,19 |
0,001 |
8 . Определяем наблюдаемое значение критерия Фишера, используя формулу (12) .
FHn(У)=7, 8*10 -3/9, 6*10 -3=2,15
FHn(У)=44.8/7, 8*10 -3=2,11
Исходя из доверительной вероятности Р=0,95, m2=Nim=3*10=30 и mi=N=2 выбираем из таблиц, приведенных в источнике [36], критическое значение критерия Фишера, оно равно соответственно2,19 и 2.21 Неравенство Fн>Fк выполняется следовательно модель в виде полинома первой степени адекватна .
9. Определяем доверительный интервал оценок параметров модели, используя формулу (13) ;
Ь0(У)=±3, 183* (9, 6*10 -3/3*2) =±0, 01
b1(У)=±3,183*(7,8*10 -3/3*8)=±5,29*10 –3
Ь0(Z)=±3, 183* (9, 6*10 -3/3*2) =±0, 002
b1(Z)=±3,183*(7,8*10 -3/3*8)=±2,31*10 –3
Таким образом параметр b1 статистически значим т.к.
| b1| |b1|
Получили следующее уравнение регрессии, содержащее статистически значимые коэффициенты:
Y=2.96+0.18Х1
Таким образом шероховатость и геометрия зависят твердости шлифовального круга и связки шлифовального круга . Причем, анализируя полученные уравнения приходим к выводу, исследуемые параметры в большей степени влияет на шероховатость и в меньшей степени на геометрию корпуса внутреннего диаметра корпуса компенсатора. Также приходим к выводу, что с изменением твердости и связки в определенных пределах стойкость шлифовального круга увеличивается, что доказывает соответствующая диаграмма.
Рис19
Диаграмма распределения стойкости,
точности и шероховатости в зависимости
от изменяемых параметров
11.2.3 Оптимизация технологического процесса изготовления корпуса компенсатора гидротолкателя
Оптимизацию технологического процесса изготовления корпуса компенсатора гидротолкателя будем производить согласно методике, описанной в п11.1.4. В данной главе была получена целевая функция для данного процесса шлифования.
Цель оптимизации заключается в подстановке всех параметров, в целевую функцию и анализ полученных результатов. Данные проведения
оптимизации отражены в таблице
|
|
1S7.5х9.5х3.5СВ11-325-2-Д-84-61М4 |
А8 8х9х4 ЛКВ 80/63 СТ2-СТ3 К27 100% 35м/с,
|
А8 8х9х4 ЛКВ 80/63 СТ3 К100% 50м/с |
А8 8х9х4 ЛКВ 80/63 СМ2 К100% 50м/с |
А8 8х9х4 ЛКВ 80/63 СМ2 К100% 50м/с, с пропиткой серой |
А8 8х9х4 ЛКВ 80/63 СТ3 К100% 50м/с, с пропиткой серой |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
(«SNSS MASTER VIT CBN» Германия |
«ОАО НПО «Абразивы и шлифование» Россия |
ОАО НПО «Абразивы и шлифование» Россия |
Абразивный завод «Ильич» Россия |
ОАО НПО «Абразивы и шлифование» Россия |
ОАО НПО «Абразивы и шлифование» Россия |
|
Стоимость 1 круга, ,руб |
2240 |
38 |
70 |
70 |
70 |
70 |
|
Число оборотов шлиф. круга, об/мин. |
100000 |
100000 |
100000 |
100000 |
100000 |
100000 |
|
Число оборотов заготовки, об/мин. |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
|
Черновая подача, мм/мин. |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
|
Выглаживающая подача, мм/мин. |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
|
Окончательная подача мм/мин. |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
Глубина шлифования, мм. |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
tосн |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
|
tшт |
0,31 |
0,31 |
0,31 |
0,31 |
0,31 |
0,31 |
|
Стойкость шлиф. круга, мин. |
2139 |
1550 |
2480 |
1767 |
1860 |
3100 |
|
Ксу |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
|
Тпр ,мин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
F при Х=0,7 |
1,00 |
1.57 |
0.97 |
1.24 |
1.15 |
0.69 |
|
F при Х=0,3 |
1,00 |
1.63 |
0.94 |
1.29 |
1,19 |
0.64 |
Таблица20 Результаты проведения оптимизации технологического процесса обработки корпуса компенсатора гидротолкателя
Рис20
Диаграмма распределения параметров
шлифовальных кругов после проведения
оптимизации технологического процесса
изготовления корпуса компенсатора
гидротолкателя
11.2.4 Выводы
На основе анализа полученных результатов о проведения исследования можно сформулировать следующие выводы:
Наилучшие характеристики показал шлифовальный круг Российского производства ОАО НПО «Абразивы и шлифование» марки: А8 8х9х4 ЛКВ 80/63 СТ3 К100% 50м/с.
Стойкость данного круга превысила стойкость Германского шлифовального круга и составила 10000 деталей (стойкость Германского круга 7000 деталей).
Наряду с увеличением стойкости при использовании данного шлифовального круга для обработки корпуса компенсатора гидротолкателя было уменьшено значение шероховатости до Ra≤0.09.
Параметр точность по сравнению с Германским аналогом остался на прежнем уровне.
Стоимость данного шлифовального круга составляет 70 рублей, что в 32 раза ниже стоимости Германского круга.
Таким образом после внедрения данного шлифовального круга в технологический процесс обработки корпуса компенсатора гидротолкателя годовой экономический эффект составил ≈700 т.р.