Довжина площадок контакту, сформованих при шліфуванні. за пружною схемою

Вплив часу оброблення на довжину контактних площадок алмазних зерен досліджували при обробленні загартованих зразків із сталі Р6М5ФЗ за пруж­ною схемою (рис. 2.9) на модернізованому для здійснення шліфування з керую­чими діями на РПК верстаті моделі ЗГ71 із використанням спеціального при­строю, що забезпечує ідентичність кінематики жорсткої та пружної схем.

Перед початком оброблення круг правили електроерозійним методом із підведенням технологічного струму в зону різання. У якості джерела технологі­чного струму використовувався блок електроживлення моделі J0TTC-35. Режими правки приведені в табл. 2.8.

Врізне шліфування зразків за пружною схемою проводили на постійних режимах різання (табл. 2.9).

При правці та шліфуванні анодом був шліфувальний круг, катодом — пра­влячий електрод-інструмент або оброблюваний зразок. Охолодження — 0,3 %- ний водяний розчин кальцинованої соди.

Після шліфування за пружною схемою швидкорізальної сталі Р6М5ФЗ на зазначених у табл. 2.9 режимах були виконані виміри довжин контактних пло­щадок зерен кіл 1А1 250x76x15x5 різної зернистості. Обчислені по експериме­нтальним даним середні значення довжини контактних площадок зерен і їх ди­сперсій наведені в табл. 2.10.

Рис. 2.9. Плоске врізне шліфування за пружною схемою
з електроерозійними керуючими діями на робочу поверхню круга

1 — оброблювана заготовка;

2 — сопло для подачі робочого середовища в міжелектродний проміжок;

3 — автономний електрод-інструмент;

4 — шліфувальний круг;

5 — джерело технологічного струму;

6 — сопло для подачі робочого середовища в зону різання;

Р„ — сила підтиску заготовки до РПК

Електричні. режими	Механічні режими
Напруга хо­	Середня си­	Глибина	Поперечна	Швидкість	Швидкість
лост. ходу	ла струму	різання	подача	різання	електрода
ни, в	І, т А	t, мкм		V„ м/с	Ve, м/хв
60	8-10	2-5	3 мм/хід (РУ4»5)	35	6

Таблиця 2.8. Електричні і механічні режими правки алмазних

шліфувальних кругів

Таблиця 2.9. Режими різання при алмазному шліфуванні зразків _ із сталі Р6М5ФЗ____ Швидкість Швидкість Поперечна Глибина Сила підтис­ різання руху стола подача різання ку зразка до К, м/с Та, м/хв S„, мм/хід t, мкм круга Рт н 35 6 0 var 80

Таблиця 2.10. Середні довжини контактних площадок зерен кругів 1А1 250x76x15x5 різної зернистості та їх дисперсії в різні моменти часу шліфування стали Р6М5ФЗ за пружною схемою Зернистість круга 1А1 250x76x15x5 АС6 100/80 АС6 160/125 АС6 250/200 Час шліфуван ня, хв Середня довжина контактної площадки І3,мкм Дисперсія довжини контактної площадки 5а, мкм2 Середня довжина контактної площадки ї3, мкм Дисперсія довжини контактної площадки S2, мкм2 Середня довжина контактної площадки /3,мкм Дисперсія довжини контактної площадки 5а, мкм2 5 29,83 238,95 34,17 278,95 28,00 202,71 10 37,50 310,59 39,33 291,07 31,67 251,41 15 45,33 462,60 42,50 385,17 33,33 246,33 ЗО 45,00 313,56 45,67 326,67 45,17 547,33 45 50,50 445,51 46,33 332,09 52,17 746,07 60 53,83 471,50 48,50 450,25 48,33 719,21

Вплив часу шліфування на довжину контактних площадок зерен аналогі­чно жорсткій схемі [54, 55] опишемо показовою залежністю вигляду (2.24). Значення С і q визначимо методом найменших квадратів [56]. Отримане рів­няння має вигляд:

І3 = 22,382е-218, (2.27)

Використовуючи формулу (2.27), побудуємо графік залежності довжини контактної площадки зерна від часу шліфування за пружною схемою (рис. 2.10), на який нанесемо й експериментальні значення (див. табл. 2.10). Довірчий інтервал експериментальних точок визначаємо за критерієм Стьюдента [57] при довірчій імовірності 0,95.

З наведеного графіка видно, що довжини площадок контакту алмазних зерен, визначені за рівнянням регресії (2.27), виходять за межі довірчого інтер­валу тільки в одному випадку, а похибка рівняння регресії в порівнянні з експе­риментальним значенням у цій точці складає 11%, що цілком припустимо.

Отримані аналогічним шляхом значення емпіричних коефіцієнта С і по­казника ступеня а для кругів 1А1 250x76x15x5 різних зернистостей приведені в табл. 2.11.

Оцінку впливу зернистості кругів на довжину площадок контакту зерен проведемо у відносних розмірах, представивши для цього формулу (2.24) у на­ступному вигляді:

= (2-28)

dcP

де L3 — безрозмірна довжина площадки контакту;

Cj — безрозмірний емпіричний коефіцієнт, С| = Ci/dcp.

Порівняємо середні безрозмірні довжини площадок контакту, розраховані за формулою (2.28), і вибіркові дисперсії цих розмірів при шліфуванні стали Р6М5ФЗ за пружною схемою кругами різних зернистостей із досліджуваного діапазону. З порівняння величин, які приведені в табл. 2.12, видно, що розхо­дження вибіркових безрозмірних дисперсій і безрозмірних вибіркових середніх довжин значуще для всіх досліджуваних періодів часу.

Отже, вплив часу шліфування за пружною схемою на довжину контактної площадки зерен кругів досліджуваного діапазону зернистостей не можна пред­ставити узагальненою безрозмірною залежністю.

Порівняємо за допомогою тих же критеріїв Кохрана і Фішера фактичні значення середніх довжин площадок контакту зерен кругів різних зернистостей і вибіркові дисперсії цих розмірів (табл. 2.13).

З приведених у табл. 2.13 даних випливає, що розходження вибіркових дисперсій значуще тільки після закінчення ЗО хвилин шліфування за пружною схемою, а розходження вибіркових середніх довжин площадок контакту незна­чуще для всіх досліджуваних відрізків часу.

Таким чином, вплив часу шліфування за пружною схемою на довжину контактної площадки зерен кругів досліджуваного діапазону зернистостей із похибкою, припустимою для інженерних розрахунків, можна представити за­лежністю, отриманою шляхом усереднення значень емпіричних параметрів із табл. 2.11:

/3 = 22,73 z”’185.

	Параметри розподілу розмірів площадок контакту для кругів	Критерій		Критерій
	АС6 100/80-4-М2-01	АС6 160/125-4-М2-01	АС6 250/200-4-М2-01	Кох	зона		Фішера
Час шліфу вання, хв	Середня безрозм. довжина площад. контакту 1	Безрозм. вибір. дисперс. (*ї хІО’3	Середня безрозм. довжина площад. контакту 1	Безрозм. вибір. дисперс. М’ хІО"3	Середня безрозм. довжина площад. контакту h	Безрозм. вибір. дисперс. Ш’ хІО"3	експ. значен ня	g0,95	Віднош ення диспер сій	7**0,95	7*0.99
5	0,226	13,72	0,173	7,11	0,106	2,79	0,5806		27,74
10	0.284	17,82	0,199	7,42	0,111	2,74	0,6369		48,14
15	0,343	26,55	0,215	9,83	0,151	6,08	0,6253	0,4002	40,88	3,0	4,6
ЗО	0,341	18,00	0,231	8,33	0,168	5,80	0,5602	43,03
45	0,383	25,58	0,234	8,47	0,174	8,29	0,6942		49,07
60	0,408	27,05	0,245	11,49	0,161	7,99	0,5814		60,88

зерен шліфувальних кругів 1А1 250x76x15x5 різної зернистості при обробленні за пружною схемою сталі Р6М5ФЗ _______________________________________________________ Параметри розподілу довжин площадок контакту для кругів Критерій Критерій Час шліфу вання, хв АС6 100/80-4-М2-01 АС6 160/125-4-М2-01 АС6 250/200-4-М2-01 Кохі рана Віднош ення диспер сій Фішера Середня довжина контакт, площад. ї3, мкм Дисперс. довжини контакт, площад. 5а, мкм Середня довжина контакт, площад. 13, мкм Дисперс. довжини контакт, площад. 5а, мкм Середня довжина контакт, площад. ї3, мкм Дисперс. довжини контакт, площад. 5а, мкм експ. значен ня garni g0,95 ^0,95 ^0,99 5 29,83 238,95 34,17 278,95 28,00 202,71 0,3626 1,11 10 37,50 310,59 39,33 291,07 31,67 251,41 0,3663 2,01 15 45,33 462,60 42,50 385,17 33,33 246,33 0,3923 0,4002 0,33 3,0 4,6 ЗО 45,00 313,56 45,67 326,67 45,17 547,33 0,4491 1,31 45 50,50 445,51 46,33 332,09 52,17 746,07 0,4891 1,07 60 53,83 471,50 48,50 450,25 48,33 719,21 0,4383 1,07

Для дослідження впливу сили підтиску зразка до круга на довжину кон­тактних площадок алмазних зерен при плоскому врізному шліфуванні були проведені виміри довжин площадок при обробленні зразків із швидкорізальної сталі Р6М5ФЗ кругом 1А1 250(76(15(5 АС6-100/80-4-М2-01 на зазначених у табл. 2.9 режимах різання за пружною схемі при різних значеннях сили підтис­ку зразка до круга: 40, 60 і 80 Н. При цьому розмір контактних площадок зерен аналогічно описаним раніше експериментам вимірювався через 5,10,15, 30,45, 60 хвилин шліфування (табл. 2.14).

Ступінь впливу сили підтиску зразка до круга на довжину контактних площадок зерен круга 1А1 250x76x15x5 АС6 100/80-4-М2-01 оцінимо, скорис­тавшись критеріями Кохрана і Фішера. Порівняння вибіркових середніх і вибі­ркових дисперсій довжин площадки контакту (табл. 2.15) показує, що розхо­дження вибіркових дисперсій значуще тільки в двох випадках із п’яти, а розхо­дження вибіркових середніх значень довжини контактних площадок незначуще в чотирьох випадках із п’яти при рівні значущості р = 0,05 та незначуще в усіх випадках при рівні р = 0,01.

Час шліфу­ вання, хв	Сила підтиску зразка до кі	рута
Р„ = 40 Н	Р„ = 60Н	Р„ = 80Н
Середня довжина контакт­ної пло — щадки /3, мкм	Вибірко­ва дис­персія довжини контакт­ної пло­щадки S2, мкм2	Середня довжина контакт. площадки /3,мкм	Вибірко­ва дис­персія довжини контакт­ної пло­щадки 5а, мкм2	Середня довжина контакт, площадки /3, мкм	Вибірко­ва дис­персія довжини контакт­ної пло­щадки 5а, мкм2
5	—	—	—	—	29,83	238,95
10	38,67	225,31	37,17	359,63	37,50	310,59
15	46,33	413,45	43,67	484,63	45,33	462,60
зо	54,00	526,10	49,83	452,51	45,00	313,56
45	57,67	533,45	53,17	302,01	50,50	445,51
60	55,67	550,40	51,83	462,68	53,83	471,50

Таблиця 2.14. Вплив сили підтиску зразка до круга і часу оброблення на

довжину контактних площадок алмазних зерен при плоскому врізному шліфуванні швидкорізальної сталі Р6М5ФЗ кругом 1А1 250x76x15x5 АС6-100/80-4-М2-01____________________

Результати порівняння статистичних параметрів вибірок дозволяють зро­бити висновок про те, що вплив сили підтиску деталі до круга на довжину кон­тактних площадок алмазних зерен при шліфуванні за пружною схемою несут­тєвий і може не враховуватися.

Час шліфу вання, хв	Параметри розподілу довжин площадок контакту при силі підтиску	Критерій Кохрана	Віднош ення диспер сій	Критерій Фішера
Лі= 40 Н.	Р„ = 60Н	РЯ = 80Н
Середня довжина контакт, шютцад. ї3, мкм	Дисперс. довжини контакт, площад. 5а, мкм	Середня довжина контакт, площад. /3, мкм	Дисперс. довжини контакт, площад. S2, мкм	Середня довжина контакт, площад. ї3, мкм	Дисперс. довжини контакт, площад. S2, мкм	експ. значен ня	&0.95	Ро,95	Ро.99
5	—	—	—	—	29,83	238,95	—	0,4002	—	3,0	4,6
10	38,67	225,31	37,17	359,63	37,50	310,59	0,4016	0,125
15	46,33	413,45	43,67	484,63	45,33	462,60	0,3562	0,239
ЗО	54,00	526,10	49,83	452,51	45,00	313,56	0,4071	2,83
45	57,67	533,45	53,17	302,01	50,50	445,51	0,4164	4,05
60	55,67	550,40	51,83	462,68	53,83	471,50	0,3707	0,447