Оборудование и инструменты

 

4.2.1. Плоскошлифовальный станок модели 3711.

4.2.2. Профилограф-профилометр «СЕЙТРОНИК ПШ8-3 С.С.»

 

Теоретическая часть

Качество обработанной поверхности

 

Под качеством поверхности детали подразумевают состояние ее поверхностного слоя, полученного в результате воздействия на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических методов.

Качество поверхности характеризуется шероховатостью, волнистостью и рядом физико-механических свойств поверхностного слоя.

Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины.

Базовая длина – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.

Шероховатость относится к микрогеометрии поверхности в отличие от волнистости поверхности и отклонений от формы. Последние виды неровностей, например, отклонение формы, относят к макрогеометрии, а волнистость поверхности занимает промежуточное положение между микро- и макрогеометрией. Макрогеометрические отклонения рассматриваются на больших участках реальной поверхности детали и характеризуют точность детали (конусообразность, овальность, вогнутость и др.) Микрогеометрия (шероховатость) оценивается на малых участках реальной поверхности с длиной стороны квадрата от 1 мм до 10 мкм.

Отклонения формы поверхностей условно различают в зависимости от отношения шага W к высоте неровностей профиля Н.

При W / Н > 1000 – макрогеометрические отклонения;

при 50 < W / Н < 1000 – волнистость поверхности;

при W / Н < 50 – шероховатость поверхности.

Шероховатость поверхности определяют по её микропрофилю, который образуется в сечении этой поверхности плоскостью, перпендикулярной к номинальной поверхности (поверхность, заданная в технической документации без учета допускаемых отклонений). При этом профиль рассматривается на длине базовой линии, относительно которой определяются и оцениваются параметры шероховатости поверхности.

При определении шероховатости поверхности используют следующие основные параметры:

Ra – среднеарифметическое отклонение профиля;

Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам;

R_{ma x} – наибольшая высота профиля;

S_m – средний шаг неровностей;

S – средний шаг местных выступов профиля;

tp – относительная опорная длина профиля, где p – значение уровня сечения профиля.

Параметр Ra является предпочтительным и на чертежах деталей рекомендуется проставлять шероховатость именно средним арифметическим отклонением. Остальные параметры шероховатости связаны с параметром Ra определенными соотношениями (своими для каждого из методов шлифования).

При необходимости дополнительно к параметрам шероховатости поверхности устанавливаются требования к направлению неровностей поверхности (параллельное, перпендикулярное, перекрещивающееся, произвольное, кругообразное, радиальное и точечное), к способу или последовательности способов получения (обработки) поверхности.

Требования к шероховатости поверхности не включают требований к дефектам поверхности, поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. При необходимости требования к дефектам поверхности устанавливают отдельно.

Существует тесная взаимосвязь эксплуатационных свойств деталей машин с геометрическими характеристиками поверхности. Требования к параметрам шероховатости устанавливают на основании их связи с эксплуатационными свойствами деталей машин и их соединений.

Шероховатость поверхности после механической обработки – это геометрический след режущего инструмента, искаженный в результате упруго-пластических деформаций и сопутствующей процессу резания вибрации технологической системы. Функциональные зависимости влияния параметров режима резания на параметры шероховатости значительно облегчат задачу технолога по выбору оптимальных режимов обработки.

Применение теории планирования эксперимента и опытных данных как основы для таких зависимостей является самым достоверным из способов их получения. Точность получаемых при этом данных, как и вид самих математических моделей, зависят от количества произведенных опытов.

 

Планирование эксперимента

 

Под планированием эксперимента понимают процесс определения числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью.

В данной лабораторной работе необходимо, используя методику полного факторного эксперимента [15], получить математическую модель (в виде полинома первой степени) формирования шероховатости обработанной поверхности под действием параметров режима шлифования. Исследуемыми факторами являются глубина шлифования, t и продольная подача, s.