Связь выходных показателей процесса шлифования с параметрами режущего рельефа круга

Распределение зерен в связке, а следовательно, и параметр;» режущего рельефа круга носят случайный характер, поэтому для анализа взаимосвязи их с выходными показателями алмазного шлифе» ванин СТМ целесообразно применение методов математической ста­тистики, В роли случайных величин рассмотрим функциональные факторы / У /: Q — производительность шлифования, мм3/мм;

Р2 — тангенциальная составляющая силы резания, Н; коэффициент шлифования; ^ — интенсивность износа инстру­мента, мклус; R% — шероховатость обработанной поверхности, мкм. В качестве параметров режущего рельефа взяты фактор-аргу­менты / X /.

Оценка тесноты корреляционной связи между основными выходны­ми показателями процесса и параметрами режущего рельефа необхо­дима для выделения из них тех, которые наиболее ответственны Sir эффективность шлифования каждой группы обрабатываемых материалов; сверхтвердых, инструментальных и конструкционных. Исследования •злияния продолжительности шлифования на выходные показатели про­цесса при обработке всех исследуемых материалов позволило уста­новить общую закономерность — монотонное снижение интенсивности обработки от Qисх до Q уст. Изменения эксперименталь­ных значений Q во временя аппроксимировались по методу наи­меньших квадратов выражением

Qуст — амплитуда снижения интенсивности шлифования за пе­риод сглаживания рельефа круга, мк3/с; j3q — эмпирическиЕ коэффициент, 1/с; V — продолжительность шлифозания, с. Значения Qycm, aQ • Для всех исследуемых марс-‘,

обрабатываемых материалов приведены в табл. 2.17.

Согласно этим данным уровень режущей способности круга и ин­тенсивность ее снижения по мере сглаживания рельефа рабочей по­верхности в процессе шлифования з большей мере зависят от марки обрабатываемого материала. Внутри каждой группы хрупких катер/1-‘
лов ;ликротвердость существенно влияет на интенсивность съема при­пуска: чем вше микротвердость, тем меньше значение Q уст и тем быстрее оно устанавливается /коэффициент более твердого материала/.

Таблица 2.17

Дня пластичных обрабатываемых материалов с уменьшением твер­дости уровень интенсивности их шлифования выше, однако и сниже­ние режущей способности наступает быстрее. Процесс затупления ра­бочей поверхности круга характеризуется снижением коэффициента шлифования Кщ. При выборе вида корреляционной связи использованы выражения, описывающие изменение фактор-аргументов и функциональ­ных. Ранее было показано, что изменения производительности и ско­рости износа круга, коэффициента шлифования и высоты зерен с те­чением времени шлифования подчиняются экспоненциальному закону,. После преобразований получены следующие выражения, характеризую­щие форму статистической взаимосвязи между выходными показателями <р, ) , Кщ и высотой зерен h

Теснота парной корреляционной связи между выходными показате­лями шлифования и параметрами режущего рельефа определялась по эмпирическому корреляционному отношению, расчет которого для каж­дой пары параметров выполнялся по известной методике [Т25, 129] . Объем выборки составлял не меньше 100 наблюдений. Вычисления произ­водились на ЗИЛ М-222. Значения эмпирических корреляционных от­ношений между производительностью (р, коэффициентом шлифова­ния, интенсивностью износа инструмента у’ и параметра­

ми режущего рельефа для исследуемых марок обрабатываемых материа­лов представлены в табл. 2.18.

Таблица 2.18

Обрабэтыва евдй материал	!Значения т і	эмпирического корреляционного ния 2	отноше-
	1 **.	!	’■ *1он	!	Ъкшк
АСПК	0,65	0,76	0,83	0,67	0,52
Гексанит-Р’	0,55	0,73	0,74	0,71	0,54
КНТ-І6	0,48	0,62	0,81	0,75	0,49
BK-2G	0,37	0,68	0,62	0,69	0,43
ВОК-60	0,49	0,79	0,77	0,73	0,51
Корундовая керамике	0,38	0,61	0,60	0,55	0,41
ЭИ-765	0,54	0,49	0,79	0,51	0,57
Медь	0,16	0,22	0,60	0,12	0,49

При шлифовании сверхтвердых материалов, твердых сплавов, ке­рамик количество зерен на верхнем уровне п. также находится в тесной корреляционной связи с выходными показателями обработки.

На последние воздействуют также относительная опорная длина про­филя на уровне наиболее выступающих зерен круга, степень влияния которой снижается по мере перехода при шлифовании от хрупких к пластичным материалам.

В результате обработки на ЭВМ экспериментальных данных, полу­ченных при алмвзном шлифовании ДАП кругом I2A2 150 х 10 х 3 х 32

86

ACC 50/40 MBI 4 со скоростью V = SO іу’с по упругой схеме шли­фования / Рн = 2 МПа, 3Пр ■* % Ц’МИН/ , получены эмпяричео — кке корреляционные отношения, характеризующие тесноту связи между производительностью обработки (р, тангенциальной составляв­шей силы резания Pz, шероховатостью и параметрами

режущего рельефа круга /табл, 2,59/.

Таблица 2.Ї9

корреляционное I————————— Параметры. режущего рельефа_______________

отношение__________ ’ h ‘■ tP Зср’■ С ‘п^ пП4Щ ! <f

Iqt 0,96 0,66 ОДІ 0,75 0,58 0,61 ОДЗ 0,82

?pzx 0,84 0,62 0,34 0,77 0,44 0,73 0 Д7 0,76

о 0,79 0,60 0,26 0,52 0,39 0,84 0,27 0,84

Z* 0,79

Установлено, что наиболее тесная корреляционная связь наблю­дается между высотой выступания зерен над уровнем связки h и производительностью обработки <р /корреляционное отношение равно 0,96/. Существенное влияние нз выходные показатели обра­ботки, судя по корреляционному отношению, оказывают коэффициент остроты зерен с » количество зерен с площадками износа и угол атаки р .

Методом корреляционного анализа подтверждено определяющее влияние высоты выступания алмазных зерен над уровнем связки на выходные показатели процесса шлифования различных сверхтвердых материалов. Значение корреляционного отношения в исследуемых случаях /табл. 2.20/ указывает на тесную, близкую к функциональ­ной, связь между этими параметрами.

изменение режимов шлифования и характеристик кругов не сни­жает степень влияния еьсоты выступания зерен но производитель­ность обработки ДАІІ /табл, 2.21/,

Таким образом, из всех исследуемых параметров наиболее от­ветственным за интенсивность разрушения поверхностного елся об­рабатываемого GTM является высота выступания алмазных зерен над уровнем связки. Однако в сил:/ того что эффективность разрушения поверхностного СЛОЯ ста обусловлена не глубиной внедрения зерно в обрабатываемый материал, а интенсивностью его разрушения при соударении с поликристаллом, эффективность шлифования СІМ опре­деляет, очевидно, не собственно высота выступания алмазного зерна

над уровнем связки, а изменяющееся количество работающих зерен, характер их разрушения и, следовательно, состояние микрорельефа.

Такое существенное влияние высоты выступания зерен на характер и интенсивность их разрушения было отмечено и при аналитических расчетах. Уменьшение рабочей высоты зерен обусловлено их разруше­нием. Характер разрушения привадит к образованию на зернах пло­щадок износа, ограничивающих эффективность процесса шлифования.

В табл. 2.22 приведены экспериментальные данные об изменении производительности <? /мм3/мин/, удельного расхода алмазов

круга ^ /мг/мм3/ и удельной себестоимости С yd /коп./мм3/, обусловленном только увеличением высоты выступания зерен. •

Анализ этих данных показывает, что при неизменных режимах об­работки только увеличением высоты выступания алмазных зерен над уровнем связки от 5 до 35 мкм можно в 20…25 раз повысить произ­водительность и в -10…12 раз снизить удельный расход и себестои­мость обработки АСПК и АСБ. При шлифовании гексанита-Р и эльбора-Р увеличение высоты /г. обеспечивает рост производительности в

40.. .42 раза, снижение удельного расхода и себестоимости обработ­ки в 10…20 раз. При этом увеличение высоты выступания зерен за счет уменьшения заделки их в связке продлевает период их износа хрупким мккроразрушением, тем самым обеспечивает более полное ис­пользование потенциальных режущих свойств алмазных зерен.

Поскольку установлена тесная /близкая к функциональней/ связь

Обрабатывав-‘.Показатель! мый материал! шлифования!	• Высота высгупаная _зеоен	h	. МКМ
і 5 !	JO!	15 !	25 !	ЗО!	: 35
	<?	0,30	і, ЗО	3,Ї0	6,30	7,00	7,80
АСПК	Я	250,00	00 о	120,00	44,00	34,00	23,00
	Су	48,66	35,10	23,40	8,58	6,63	4,49
	Q	0,50	2,00	3,80	6,00	8,50	10,00
АСБ	Я	•192,00	Ї32.00	104,00,	38,00	24,00	16,00
	сь	37,40	25,60	20,06	7,40	4,68	3,16
	Q	2,40	6,20	16,30	43,00	72,00	97,00
Гексаяит-Р	f	•118,00	45,00	25,00	19,20	9,30	6,00
	Су	23,00	8,77	4,86	3,72	1,80	1,17
	<?	4,70	13,60	45,00 100,00	167,00	200,00
Эльбор-Р	Я	70,00	37,60	18,40	8,30	7,00	5,70
	Су	■13,65	7,30	3,54	1,60	1,37	ї,07

между производительностью обработки Q и высотой выступания, пользуясь ранее полученными зависимостями @ = /ГО и

Для получения оптимальной производительности нужно определить соответствующую высоту выступания зерен над уровнем связки. Это является важнейшей закономерностью процесса алмазного шлифования всех исследуемых групп материалов. С учетом тесной корреляционной связи между высотой наиболее выступающих зерен и производитель­ностью обработки, интенсивностью износа круга. силами резания высо­та выбрана в качестве основного параметра управления состоянием режущего рельефа. независимо от схемы его сглаживания.

Установленная корреляционная связь параметров реявшего релье­фа — относительной опорной длины профиля на уровне наиболее выо — тупающих зерен, их числа и высоты — с выходными показателями обра­ботки в сочетании с управлением и оптимизацией состояния режущего рельефа могут рассматриваться как важные физические предпосылки расширения технологических возможностей алмазного шлифования.