Планирование экспериментов, разработка методики проведения исследования процесса

Зернистость применяемого АЗ должна быть на два порядка выше требуемой шероховатости обработанной поверхности, поэтому в экспериментах применен микрошлифпорошок – электрокорунд белый марки 25А зернистостью В_а = 28 мкм.

Для доводки деталей из цветных металлов применяют электрокорунд белый [91]. В качестве носителя абразивных зерен использован ЦИАТИМ 201 ГОСТ 6267-74.

Для установления зависимости шероховатости обработанной поверхности R_a и величины съема металла Dh от частоты вибрации v и давления инструмента на обрабатываемую поверхность р выполнены эксперименты с планированием по плану Коно – 2³ с двумя варьируемыми факторами (v и р) [86,101]. Уровни варьирования факторов приведены в таблице 3.2. значения уровней выбирались таким образом, чтобы получить зависимости в предварительно выбранных областях значений факторов.

Таблица 3.2 – Уровни варьирования факторов по плану Коно – 2³

Последовательность проведения экспериментов по исследованию

процесса  виброабразивной обработки каналов

Подготовительные операции

1. Маркировка каждого образца с обратной стороны относительно обрабатываемой поверхности в  соответствии с планом эксперимента.
2. Разметка образца обрабатываемой поверхности по шаблону.
3. Сверление реперных точек глубиной 0,2…0,3 мм по разметке          (рисунок 3.26).
4. Измерение шероховатости в зонах а, в, с, д.

Измерение глубины реперных точек 1…5 специальным индикатором с погрешностью измерения 0,001 мм с остро заточенным наконечником.

5. Измерение массы образца.
6. Приготовление рабочей абразивной смеси в соответствие с планом.
7. Проверка работоспособности установки.
8. Нанесение  абразивной  смеси на полиуретановую полоску.
9.  Монтаж образцов в корпус приспособления.
10. Закрепление приспособления между рабочими блоками цилиндров.

Виброабразивная обработка

1.Установка заданных режимов обработки согласно плану эксперимента.

2. Включение установки в работу в течение заданного времени.

3. Отключение установки.

Заключительные операции

1.  Демонтаж приспособления и образцов.

2.  Промывка образцов.

3.  Измерение шероховатости в зонах а, в, с, д и глубины реперных точек 1…5.

Рисунок 3.26 – Схема разметки образца для виброабразивной обработки

Исходные данные для осуществления процесса:

–   рабочая среда…………………………электрокорунд белый 25А;

–  зернистость абразива, мкм……………………………..7; 14; 28;

–  исходная шероховатость R_а, мкм …………………….1,5 до 2,5;

–  длина образцов………………………………………………...80;

–  материал образцов…………………………………..латунь Л96;

–  исходная температура, °С…………………………………….22;

–  длина хода обоймы, мм ……………………………… .30; 40; 50;

–  частота колебаний инструмента, Гц…………………..10; 20; 30.

Рисунок 3.27 –   График зависимости шероховатости основной

поверхности R_а от частоты  вибрации инструмента w при удельных давлениях р, Мпа:       -1,     - 0,8,     – 0,6

Рисунок 3.28 -   График зависимости шероховатости боковой

поверхности R_а от частоты  вибрации инструмента w при

удельных давлениях р, Мпа:

-1,     -  -0,8,     – 0,6

Рисунок 3.29 – Графики зависимости глубины удаленного слоя Δh от частоты  вибрации инструмента при удельных давлениях

р, Мпа

      – 1, -  - 0,8,    –- 0,6

При математической обработке результатов экспериментов, представленных на графиках 3.27…3.29, получены эмпирические зависимости шероховатости обработанной поверхности R_a  в четырех зонах (a, b, c, d) для боковой и основной поверхности образца,  величины съема металла Dh от частоты вибрации инструмента w и величины удельного давления инструмента р на обрабатываемую поверхность.

Из анализа результатов экспериментов установлено, что превалирующее влияние на шероховатость поверхности имеют как частота вибрации v, так и удельное давление р,  а на съем металла с поверхности - удельное  давление  р.   Требуемая  величина  шероховатости  поверхности  R_a = 0,3…0,4 мкм достигается при   обработке   с   частотой   вибрации   инструмента v = 26…28 Гц, амплитудой вибрации А = 2 мм и удельном давлении притира на обрабатываемую поверхность р = 0.8...1,0 МПа.

Пример планирования эксперимента, разработки методики испытания алмазного эластичного инструмента и анализ результатов (Л.В.Зверинцева)

Абразивная способность порошка характеризуется слоем металла, удаленного с образца в единицу времени. Эксплуатационные свойства инструмента определяются их режущими способностями и износостойкостью.

Показатель износостойкости  для шлифовальной шкурки контролируют на приборе КЗШ конструкции ВНИИАШа истиранием шкурки о шкурку в течение