Влияние режимов обработки на шероховатость поверхности с использованием планирования эксперимента

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра «Технологии машиностроения»

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №4

Исследование влияния режимов обработки на шероховатость поверхности с использованием планирования эксперимента

Группа: КП-21

Бригада: №1

Студенты:     

Преподаватели:        А

Новосибирск

2005 г.

1.  Цель работы

Изучить влияние режимов обработки (скорости резания и подачи) на формирование шероховатости поверхности деталей (по высотному параметру R_Z или R_a) при механической обработке с привлечением аппарата математического планирования эксперимента.

2.  Содержание работы

Составление плана эксперимента по обработке заготовок с одновременным изменением обоих исследуемых факторов; обработка заготовок на токарном станке в соответствии с планом эксперимента; измерение высотных параметров обработанных заготовок на профилографе-профилометре модели 201; расчет коэффициентов уравнения , проверка его на адекватность и проведение анализа уравнения.

3. Матрицы планирования

Номер Опыта	Рабочая матрица			Расчётная матрица			Параметр оптимизации
	Условная переменная	Независимые переменные					Эксперимент	Расчёт
1	+1	-1	-1	0,334	0,334	+1	15,764	9,858
2	+1	+1	-1	0,334	0,334	-1	23,8	23,972
3	+1	-1	+1	0,334	0,334	-1	40,124	34,638
4	+1	+1	+1	0,334	0,334	+1	16,52	17,112
5	+1	-1	0	0,334	-0,666	0	21,75	33,358
6	+1	+1	0	0,334	-0,666	0	32,2	31,652
7	+1	0	-1	-0,666	0,334	0	13,08	19,03
8	+1	0	+1	-0,666	0,334	0	22,88	27,99
9	+1	0	0	-0,666	-0,666	0	45,7	34,62

4. Уровни варьирования переменными.

	Кодовое обозначение	Независимые переменные
		n,об/мин	S,мм/об
		Х1	Х2
Нулевой уровень	0	1000	0,14
Интервал варьирования		600	0,07
Нижний уровень (вершина куба)	-1	400	0,07
Верхний уровень (вершина куба)	1	1600	0,21

5.Результаты измерения шероховатости.

Так как у нас три уровня варьирования переменными и двухфакторный (V,S) эксперимент, то нам потребуется =9 опытов.

=х*0,28

Номер опыта	n,об/мин	S,мм	Х, мкм	Хср, мкм	Rz, мкм
1	1600	0,07	57;   55;   57;	56,3	15,764
2	1600	0,14	85;   85;   85;	85	23,8
3	1600	0,21	160; 125; 145;	143,3	40,124
4	1000	0,07	65;   57;   55;	59	16,52
5	1000	0,14	87;   81;   65;	77,67	21,75
6	1000	0,21	120; 125; 100;	115	32,2
7	400	0,07	50;   45;   45;	46,7	13,08
8	400	0,14	80;   85;   80;	81,7	22,88
9	400	0,21	160; 155; 175;	163,3	45,7

Номер опыта	1	2	3	4	5	6	7	5	9
	15,764	23,8	40,124	16,52	21,75	32,2	13,08	22,88	45,7

6. Коэффициенты

, где =+1, а .

;

;

;

;

;

;

;

, где

,;

;

Таким образом, уравнение функции отклика для двух независимых переменных факторов запишется:

;

Ошибка опыта (или дисперсия воспроизводимости), которая является суммарной величиной измерения факторов и параметра оптимизации, стабильности процесса обработки, определяется по опытам в центре куба (в нашем случае три опыта – один основной и два дополнительных):

Определяем остаточную дисперсию , для этого в полученное уравнение будем подставлять по матрице (таблица 1) значения переменных и, чтобы определить расчетное значение и затем найти разность между  и . определим по формуле:

7. Критерий Фишера

Для 5% уровня значимости и степеней свободы для числителя 2 и знаменателя 3 значение .

 что означает, что полученное уравнение с вероятностью 0,95 можно считать адекватным экспериментальным данным.

8. Графики зависимостей

Построение графиков осуществлялось при поддержке программы «MathCAD»

Рис1. y =f(x₁): y1(x1) - x2 = -1; y2(x1) - x2 = 0; y3(x1) - x2 = 1;

Рис2. y =f(x₂): y1(x2) - x1 = -1; y1(x2) - x1 = 0; y1(x2) - x1 = 1;

Рис3. y = f(x₁, x₂)