49 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
49
Как показали экспериментальные данные (рис. 1) требуемый показатель
шероховатости поверхности, например,
R
a
= 3,5 мкм при обработке стали ЭИ961 твердым
сплавом ВК8, может быть обеспечен на двух скоростях резания
V
1
= 20 м/мин и
V
2
= 65
м/мин. В первом случае технологом может решаться задача обеспечения стойкости
режущего инструмента, а во втором – производительности механообработки с обеспечением
требуемого параметра шероховатости. Поэтому по методике регрессионного анализа
экспериментальных данных [3, 4] были получены математические модели расчета параметра
шероховатости
R
a
для двух скоростных диапазонов точения коррозионностойких сталей:
1. В диапазоне скоростей резания от 40 до 100 м/мин:
756 ,0
322 ,0
239 ,0 7,0
a
E
V s t 8,10 R
, мкм
(1)
2. В диапазоне скоростей резания от 10 до 40 м/мин:
298 ,0
647 ,0
279 ,0
189 ,0
a
V E
s
t
109 R
, мкм;
(2)
где
E
– значение термоЭДС пробного прохода контактной пары «инструмент – заготовка»,
мВ;
t
– глубина резания, мм;
S –
подача, мм/об;
V
– скорость резания, м/мин. Процент
ошибки расчета укладывается в диапазон 0,6 – 9,3 %.
На базе математических моделей разработан алгоритм автоматизированного расчета
параметра шероховатости
R
a
при получистовом и чистовом точении коррозионностойких
сталей (рис.2), который положен в основу программного обеспечения подготовленного с
использованием продукта Delphi [5]. Для первой контактирующей пары «инструмент –
стальная заготовка» производится кратковременная (4 - 5 секунд) обработка на
фиксированном режиме пробного прохода (
V
= 100 м/мин;
S
= 0,1 мм/об;
t
= 1 мм). По
измеренной величине термоЭДС
Е
пр.прох
производится расчет параметра шероховатости R
a
в
зависимости от вида обработки (получистовая / чистовая). Затем производится измерение
показателя
R
a
с помощью переносного профилографа TR-100, измеренное значение
сравнивается с расчетным, вычисляется относительная ошибка определения параметра
шероховатости. Если действительное (измеренное) значение больше расчётного более чем на
10%, производится корректировка подачи S с шагом (минус) 5 % от введенной ранее и цикл
повторяется сначала. Если расчетное значение параметра шероховатости не превышает
заданное значение по технологическому процессу, более чем на 10%, производится
обработка детали на выбранных рабочих режимах.