Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и постановка задачи исследования . 12
1.1 Типы и конструкции эластичного абразивного инструмента 13
1.1.1 Эластичные круги с закрепленными на их поверхностях абразивными зернами 13
1.1.2 Круги с использованием шлифовальной шкурки 13
1.1.3 Фибровые диски 14
1.1.4 Круги из нетканого абразивного материала 15
1.1.5 Эластичный инструмент на поропластовой связке 17
1.1.6 Эластичный абразивный инструмент на основе вспененного полиуритана.. 18
1.1.7 Другие виды эластичного абразивного инструмента 19
1.2 Процесс резания абразивным зерном 20
1.2.1 Определение предела текучести на сдвиг методом царапания...21
1.2.2 Коэффициент пластического трения 23
1.3 Жесткость эластичного абразивного круга 24
1.4 Взаимодействие эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью. 25
1.4.1 Микрогеометрия режущей поверхности абразивного круга 26
1.4.2 Взаимодействие режущего микрорельефа с обрабатываемой поверхностью. 28
1.5 Силы взаимодействия 28
1.6. Износостойкость инструмента 31
1.7 Съем материала 32
1.8 Шероховатость обработанной поверхности. 34
1.9 Скругление острых кромок 37
2 Взаимодействие эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью 40
2.1 Эластичные абразивные круги. 41
2.1.1 Жесткость эластичного круга .43
2.1.2 Модуль упругости первого рода и коэффициент Пуассона 49
2.1.3 Микрорельеф режущей поверхности круга .50
2.2 Взаимодействие режущей поверхности эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью . 58
2.2.1 Внедрения зёрен круга в обрабатываемый материал 58
2.2.2 Математическое ожидание средней глубины внедрения режущих выступов 59
2.2.3 Количество зёрен эластичного круга, находящихся в контакте 62
2.2.4 Радиус кривизны вершин выступов – r 63
2.2.5 Эквивалентная поверхность 64
2.3 Силы, действующие на обрабатываемую поверхность 65
2.3.1 Упругая составляющая силы РК 65
2.3.2 Центробежная составляющая силы 65
2.3.3 Динамическая составляющая силы Рдин 70
2.4 Силы резания 71
2.4.1 Аналитическое определение сил резания 71
2.4.2 Экспериментальное исследование сил резания .72
2.5 Износостойкость эластичных абразивных кругов .75
2.5.1 Экспериментальное исследование износа круга 76
2.5.2 Экспериментальное исследование температуры
в зоне резания 78
Выводы по главе 2 84
3 Съём материала и шероховатость обработанной поверхности при зачистке поверхностей 85
3.1 Съём материала 85
3.1.1 Математическая модель съема материала 85
3.1.2 Экспериментальные исследования съема материала .87
3.1.3 Расчет съема материала по математической модели 90
3.2 Шероховатость обработанной поверхности 93
Выводы по главе 3 98
4 Исследование процесса скругления острых кромок 99
4.1 Экспериментальное исследование точности скругления к р о м о к 103
4.2 Произ води тельн ост ь процесса ск руглен ия кромок 110
4.3 Шероховатость поверхности скругленных кромок .115
Выводы по главе 4 125
5 Оптимизация процессов обработки деталей э л а с т и ч н ы м и абразивными кругами 126
5.1 Система оптимизации процесса зачистки поверхностей 126
5.1.1 Основное время обработки 128
5.1.2 Затраты на электроэнергию 130
5.1.3 Стоимость эластичного абразивного круга на выполнение операции.. 130
5.2 Программа оп ти ми зац ии процесса зачи с тки по верхност е й 131
5.3 Система оптимизации процесса скругления острых кромок 133
5.4 Программа оптимизации процесса скругления острых кромок 135
5.5 Реализация результатов исследования.. 139
5.5.1 Реализация полученных результатов при зачистке деталей .139
5.5.2 Реализация полученных результатов при скруглении кромок..141 Выводы по главе 5 142
Основные результаты и выводы 143
Словарь условных обозначений 145
Список литературы
- Круги из нетканого абразивного материала
- Взаимодействие режущей поверхности эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью
- Расчет съема материала по математической модели
- Шероховатость поверхности скругленных кромок
Введение к работе
Актуальность работы. В металлообработке эластичные абразивные инструменты могут быть использованы для:
шлифования и полирования,
скругления острых кромок,
зачистки поверхностей под пайку (сварку),
подготовки поверхностей под лакокрасочные и гальванические покрытия,
зачистки сварных швов,
удаления окалины, ржавчины, старой краски,
удаления заусенцев, грата и скруглении острых кромок,
зачистки мест склейки деталей из резины и других материалов.
На многих предприятиях финишные зачистные операции выполняются вручную и на это тратится до 20% трудоемкости изготовления детали.
Замена ручного труда на механизированный и автоматизированный позволяет снизить трудоемкость, повысить качество и производительность труда.
Эластичные абразивные круги и щетки обладают некоторыми особенностями, без знания которых нельзя добиться высокой эффективности применения их в производстве. Внедрение процессов финишной обработки связано с необходимостью в каждом конкретном случае определять оптимальные условия процесса обработки (конструкция инструмента, его характеристики, режимы обработки).
Оптимизация параметров обработки эластичным абразивным инструментом даст возможность обрабатывающим предприятиям выполнять эти операции наиболее экономически эффективно.
На основании изложенного можно констатировать, что исследования обработки эластичными абразивными кругами актуальны для многих обрабатывающих отраслей и в первую очередь для машиностроения и приборостроения.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ по постановлению Правительства №218 от 9 апреля 2010 г. в рамках реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства «Автоматизация и повышение эффективности процессов изготовления и подготовки производства изделий авиатехники нового поколения на базе Научно-производственной корпорации «Иркут» с научным сопровождением Иркутского государственного технического университета».
Целью работы является разработка систем оптимизации процессов обработки поверхностей и скругления острых кромок деталей эластичными абразивными инструментами.
Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:
1. Исследовать процесс взаимодействия эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью, для чего:
исследовать жесткость эластичных абразивных кругов;
исследовать режущий микрорельеф эластичного абразивного круга и описать его математически;
рассчитать математические ожидания количества зерен, находящихся в контакте с обрабатываемым материалом и глубины их внедрения;
определить силы взаимодействия эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью.
2. Исследовать износостойкость эластичных абразивных кругов и температуру в зоне резания.
-
Разработать теоретические математические модели процесса съема материала и формирования достижимой шероховатости обработанной поверхности при зачистке поверхностей.
-
Определить параметры, характеризующие производительность процесса обработки и качество поверхности при скруглении острых кромок эластичным абразивным инструментом, разработать методики экспериментальных исследований и провести экспериментальные исследования принятых показателей в зависимости от режимов обработки.
-
Разработать математические модели показателей производительности процесса обработки и качества поверхности кромок на основании экспериментальных данных.
6. Разработать системы оптимизации процессов зачистки поверхностей и
скругления острых кромок деталей эластичным абразивным инструментом, а также
программное обеспечение на ЭВМ для выполнения поставленных задач.
Методы исследования. При выполнении работы были использованы математический аппарат, теория резания, научные основы технологии машиностроения, статистические методы исследования.
Экспериментальное исследование проводилось с использованием современных средств измерения:
для измерения режущего микрорельефа эластичного абразивного инструмента использовался профилометр Taylor Hobson Form Talysurf 1200 (Великобритания);
при исследовании нормальной и тангенциальной составляющих силы резания использовался трехкомпонентный динамометр фирмы Kistler (Швейцария), модель 9257B;
для исследования температуры в зоне резания использован тепловизор FLIR Orion SC7000 (Швеция);
измерение параметров скругления острых кромок выполнялось на большом инструментальном микроскопе с цифровым отсчетным устройством БМИ 1Ц (Россия);
измерение шероховатости на скругленных кромках образцов производилось на оптическом профилометре Bruker Contour GT-KI (Германия).
При разработке программ оптимизации было использовано программное обеспечение Borland C++ Builder 6. Для проведения расчетов был задействован программный пакет Microsoft Excel и Enterprise Mathcad Edition 11.
На защиту выносятся:
-
Аналитические математические модели съема материала и формирования шероховатости обработанной поверхности, построенные на базе результатов исследований жесткости эластичных абразивных кругов и теории взаимодействия режущего микрорельефа с обрабатываемой поверхностью;
-
Результаты исследования сил, действующих на обрабатываемую поверхность, износостойкости инструмента и температуры в зоне резания;
-
Методики экспериментальных исследований жесткости и микрорельефа режущей поверхности эластичных абразивных инструментов, параметров производительности и качества поверхности обработанных кромок;
-
Результаты экспериментальных исследований параметров производительности и качества поверхности при скруглении кромок;
-
Программы на ЭВМ для расчета съема материала и шероховатости обработанной поверхности при зачистке поверхностей, оптимизации процесса зачистки поверхностей и оптимизации процесса скругления острых кромок.
Научная новизна работы
-
Математически описаны и экспериментально исследованы жесткость и режущий микрорельеф эластичных абразивных кругов, которые положены в основу математических моделей съема материала и формирования шероховатости обработанной поверхности.
-
Разработаны математические модели и программы на ЭВМ для расчета съема материала и шероховатости обработанной поверхности.
-
Сформулированы, исследованы и математически описаны показатели производительности процесса обработки и качества поверхности скругленных кромок.
-
Разработано программное обеспечение оптимизации процессов зачистки поверхностей и скругления острых кромок деталей, в котором в качестве критерия оптимизации принята целевая экономическая функция, обеспечивающая минимум себестоимости выполнения операции.
Достоверность результатов обеспечивается корректностью постановки задач, обоснованностью принятых теоретических положений, подтвержденных результатами экспериментальных исследований процесса обработки деталей эластичным абразивным инструментом и статистической обработкой экспериментальных данных при заданной доверительной вероятности.
Практическая значимость работы
-
Получены зависимости съема материала, шероховатости обработанной поверхности, износа инструмента и температуры в зоне резания от режимов обработки при зачистке поверхностей.
-
Получены зависимости параметров производительности процесса обработки и качества обработанной поверхности от режимов обработки при скруглении острых кромок.
-
Разработаны программы, позволяющие выбирать оптимальные эластичный инструмент и режимы обработки при зачистке поверхностей и скруглении кромок деталей.
4. Предложены технологические рекомендации, которые могут найти широкое
применение в промышленности.
Апробация. Основные положения диссертационной работы были доложены на I и II всероссийских научно-технических конференциях «Авиамашиностроение и транспорт Сибири» 2011-12г., г. Иркутск; 6-ой научно-технической интернет конференции с международным участием «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» 2012г., г. Тюмень; международном форуме по проблемам науки, техники и образования «III тысячелетие – новый мир» 2012г., г. Москва; международной научно-технической конференции «Инновационные материалы и технологии: достижения, проблемы, решения» 2013г., г. Комсомольск-на-Амуре; на III международной научно-практической конференции «Science and Education», 2013г., Мюнхен, Германия; на II международной научно-практической конференции «Science, Technology and Higher Education», 2013г., Вествуд, Канада.
Практическая реализация работы. Разработанные технологические рекомендации приняты к внедрению на ИАЗ – филиале ОАО «Корпорация «Иркут», в учебный процесс ФГБОУ ВПО Иркутский государственный технический университет, а также использованы при написании отчетов по выполнению комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства «Автоматизация и повышение эффективности процессов изготовления и подготовки производства изделий авиатехники нового поколения на базе Научно-производственной корпорации «Иркут» с научным сопровождением Иркутского государственного технического университета».
Публикации. По материалам исследований опубликовано 14 печатных работ, из них 7 статей в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, 1 патент на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Основной текст содержит 169 страниц, включая 70 рисунков, 33 таблицы, и библиографический список из 56 наименований.
Круги из нетканого абразивного материала
К специальным эластичным шлифовальным кругам относится большая по разнообразию конструкций группа кругов с упругим основанием, на периферии или торце которого крепится абразивная лента того или иного типа. Основание кругов может выполняться монолитным из резины разной твердости, полиуретана, поролона, а также полым - в виде пневматической камеры того или иного сечения. Специальные круги могут изготовляться одно- и многослойными в зависимости от применяемой шкурки. При работе эластичными абразивными кругами может использоваться универсальное оборудование.
Для станков, где абразивные круги работают торцовой поверхностью, в [28] рассмотрена конструкция торцового шлифовального инструмента со сменными абразивными лентами из шлифовальной шкурки.
В Японии [13] разработана конструкция полировального круга, в которой шлифовальная шкурка в виде ленты закреплена на торце круга по спирали. Эта конструкция обеспечивает возможность выполнения операций с большим съемом припуска и охлаждение круга за счет циркуляции воздуха.
В США запатентован надуваемый эластичный абразивный инструмент [32], который представляет собой полый валик из эластомера, прикрепленный с двух концов к сердечнику. На эластомерной подложке закреплены абразивные ленты, уложенные внахлестку.
При обработке эластичными кругами в зависимости от конкретных условий обработки могут в широких пределах варьироваться те или иные показатели процесса: съем материала, стойкость, шероховатость поверхности, точность и др.
С этой точки зрения эластичные шлифовальные инструменты являются «более управляемыми», так как их легко изменяемые конструктивные параметры дают возможность изменять свойства инструментов в нужном направлении.
Фибровые диски
Применяются для шлифования различных материалов без применения смазывающе-охлаждающих жидкостей. Их эластичность зависит от толщины круга. В Росси выпускаются фибровые диски по ГОСТ 8692 – 88, по которому предусмотрены два типа: тип 1 – для шлифования неметаллов, цветных металлов и их сплавов; тип 2 – для шлифования сталей, коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сплавов. При изготовлении дисков применяется фибра по ГОСТ 12456. В качестве связки используется жидкий бакелит (Б) по ГОСТ 4559 или фенолформальдегидная смола (С).
Круги из нетканого абразивного материала
В последнее время стали известны новые виды эластичных абразивных инструментов на нетканой основе. Эти инструменты рекомендуется применять для окончательной отделки углеродистых и нержавеющих сталей, меди, латуни, бронзы и других материалов. Структура и свойства абразивных кругов на нетканой основе зависят от способа изготовления основы.
Новые нетканые материалы — текстильные изделия из волокон или нитей, соединенных между собой без применения методов ткачества. Эти материалы получают различными методами: механическим, пропиткой, горячим прессованием с использованием бикомпонентных волокон, бумагоделательным, фильерным. Для склеивания волокон или нитей чаще всего применяются различные жидкие связующие и легкоплавкие волокна, выполняющие роль связующего при горячем прессовании. Содержание связующего состава в готовом материале составляет обычно 20-60%.
Нетканые эластичные круги относятся к группе абразивосодержащих кругов с открытой неплотной структурой: объем пор в них превышает 90%. Круги обладают большой эластичностью, легко вырубаются, изготовляются из дешевого сырья. В качестве абразива применяются электрокорундовые и карбидкремниевые материалы зернистостью 50-М40, в качестве клеящих веществ применяются полиэфирные, полиамидные, фенолформальдегидные, эпоксидные смолы, а также латексы. Связывание абразивного зерна с основой происходит также и за счет содержания бикомпонентных волокон основы.
Нетканые круги [49] могут изготовляться различными способами: суспензионным, распылением абразивной массы на нетканую основу, окунанием, нанесением абразивной массы на основу валиками. ВНИИАШем [2] предложен объемный нетканый шлифовальный абразивный материл, состоящий (масс, %) из: объемной нетканой основы 6–50; водорастворимой фенолформальдегидной смолы 24–45; жидкого бакелита 2,3–4,4; каолина 5,2–11,0; абразива 18,5–35,0.
В США получен патент [30] на эластичный абразивный инструмент, в качестве основы в котором используется каркас из витой металлической проволоки с вплетенными в нее пластиковыми нитями. На свободных концах нитей, располагающихся радиально к оси каркаса, находятся сферические рабочие участки, содержащие абразивные зерна на органической связке. Технология изготовления инструмента заключается в завивке каркаса с пластиковыми нитями, напылении связки, осаждении абразивных зерен, полимеризации связки. Напыление, осаждение и полимеризация производятся в несколько циклов, обеспечивающих достижение требуемых размеров сферических рабочих участков.
Взаимодействие режущей поверхности эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью
Съем материала не является целью финишной обработки [8]. Этот показатель связан со скруглением острых кромок и формированием поверхностного слоя. Процесс скругления острых кромок, как самостоятельная технологическая операция, полностью зависит от съема материала.
Исследованиями радиусов скругления острых кромок плоских образцов 2,2х12х65 мм из сплава В95Т при вибрационной обработке в свободном состоянии с изменением амплитуды и частоты колебаний, грануляции абразива (бой метлахской плитки) автором [8] установлено, что их значения пропорциональны удельному съему материала независимо от параметра, вызвавшего изменение съема. Радиус скругления острых кромок зависит от интенсивности съема, конструкции детали и способа обработки. Следовательно, разработанная математическая модель съема будет являться основой в расчете времени обработки, необходимого для формирования требуемого радиуса скругления. Результатов исследований в области скругления острых кромок эластичным абразивным инструментом не опубликовано. Параметры, характеризующие производительность процесса обработки и качество поверхности при скруглении острых кромок эластичным абразивным инструментом не определены и не исследованы.
Как видно из обзора опубликованных работ не исследованы очень важные для теории и практики вопросы.
Микрорельеф режущей части эластичного абразивного круга и его взаимодействие с обрабатываемой поверхностью (в свою очередь, имеющую собственный микрорельеф), в результате которого происходит процесс съема материала и формирования шероховатости обработанной поверхности, фактически не изучен. Не определены и не исследованы параметры качества и производительности процесса обработки при скруглении острых кромок.
Эластичный абразивный круг обладает некоторыми особенностями, без знания которых нельзя добиться высокой эффективности применения его в производстве.
Оптимальные режимы обработки, правильный выбор конструкции, выбор абразивного материала все это остается целью дальнейших исследований. Эти проблемы могут быть решены разработкой теории взаимодействия эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью и созданием на этой базе математических моделей съема материала и формирования шероховатости обработанной поверхности. Это позволит при внедрении данного процесса избежать дополнительных экспериментальных исследований и существенно расширить его технологические возможности.
Целью работы является разработка систем оптимизации процессов обработки поверхностей и скругления острых кромок деталей эластичными абразивными инструментами. Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Исследовать процесс взаимодействия эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью, для чего: экспериментально исследовать жесткость эластичных абразивных кругов; исследовать режущий микрорельеф эластичного абразивного круга и описать его математически; рассчитать математические ожидания количества зерен, находящихся в контакте с обрабатываемым материалом и глубины их внедрения; определить силы взаимодействия эластичного абразивного круга с обрабатываемой поверхностью; исследовать износостойкость эластичных абразивных кругов и температуру в зоне резания.
2. Разработать теоретические математические модели процесса съема материала и формирования достижимой шероховатости обработанной поверхности при зачистке поверхностей.
3. Определить параметры, характеризующие производительность процесса обработки и качество поверхности при скруглении острых кромок эластичным абразивным инструментом, разработать методики экспериментальных исследований и провести экспериментальные исследования принятых показателей в зависимости от режимов обработки.
4. Разработать математические модели показателей производительности процесса обработки и качества поверхности кромок на основании экспериментальных данных.
5. Разработать системы оптимизации процессов зачистки поверхностей и скругления острых кромок деталей эластичным абразивным инструментом, а также программное обеспечение на ЭВМ для выполнения поставленных задач.
Расчет съема материала по математической модели
Износостойкость инструмента определяется способностью сопротивляться разрушению при взаимодействии его с заготовкой, под действием контактных напряжений и температур, возникающих в процессе резания.
Стойкость инструмента определяется периодом, в течение которого инструмент способен выполнять свои функции с достаточной надежностью при обработке деталей, удовлетворяющих предъявляемым требованиям.
Вопрос предварительной оценки гарантированной стойкости инструмента особенно важен при обработке на станках с ЧПУ, так как плановая замена инструмента в соответствии с гарантированной стойкостью позволит уменьшить вмешательство оператора в процесс обработки или даже запрограммировать прекращение обработки при достижении предельного износа. Cамым неприятным последствием катастрофического износа являются частые непредвиденные простои оборудования для замены инструмента, а в результате - снижение производительности.
Правильно выбранный и применяемый инструмент позволяет достичь высокой производительности, использовать все потенциальные ресурсы и сделать любую операцию экономически эффективной.
Как известно [23], в зависимости от условий шлифования (физико-механических свойств зерна, обрабатываемого материала и связки, режимов обработки и др.) возможны следующие виды износа: истирание вершин зерен; микроразрушение (расщепление) зерен; разрушение зерен с отделением от них крупных частиц; полное вырывание зерен из связки; разрушение в результате химической реакции в зоне контакта; адгезионный и диффузионный износ. Одновременно с износом зерен происходит износ (истирание) связки в поверхностных слоях круга.
Основными факторами, влияющими на интенсивность износа круга являются силы, действующие в зоне контакта и температура резания.
Экспериментальное исследование износа круга Исследования проводились на универсально-фрезерном станке модели 675 на образцах из алюминиевого сплава В95пчТ2. Износ круга определялся взвешиванием образца до и после обработки в течение 5 мин. на электронных весах с точностью 0,01 г.
В качестве показателя износа круга использована величина износа I (мм/мин) за единицу времени. приведены зависимости износа кругов за 1 мин. работы от деформации кругов. Установлено, что износ инструмента с увеличением деформации растет. Это объясняется тем, что с увеличением деформации растет вертикальная составляющая силы резания, а следовательно растет и сила трения.
На рисунке 2.25 а, б приведены зависимости износа кругов за 1 мин работы от скорости резания. Установлено, что износ инструментов с увеличением скорости растет.
Это объясняется тем, что с увеличением скорости растут центробежная и динамическая составляющие силы взаимодействия абразивного зерна по обрабатываемой поверхности [7]. В момент встречи абразивных зерен круга с обрабатываемой поверхностью происходит удар, в результате которого сила становится существенно больше статической. При этом центробежная сила и ударный импульс напрямую зависит от скорости.
Шероховатость поверхности скругленных кромок
Шероховатость поверхности скругленных кромок должна соответствовать требованиям чертежа на обрабатываемые детали (например, для деталей самолета шероховатость обработанных поверхностей должна соответствовать Rа3,2).
Измерение шероховатости на скругленных кромках образцов производилось на оптическом профилометре.
Существующие приборы, в том числе профилограф-профилометр модели 252, по своим показателям не позволили осуществить измерение микронеровностей на радиусах закругления.
Поэтому для исследования использовался прибор Bruker Contour GT-KI (Германия) (рисунок 4.12).
Данный прибор представляет собой устройство для бесконтактного измерения параметров шероховатости. Оптический профилометр Bruker Contour GT-I обеспечивает при измерении: автоматизацию процесса, гибкость угла, точность формирования изображения и высокую эффективность.
Оснащенная запатентованной опрокидывающейся/ поворотной оптической головкой, система является полностью автоматизированной и программируемой для измерения свойств поверхности под различными углами при минимальном количестве ошибок сканирования. Программное обеспечение последнего поколения Vision64 и функциональный столик обеспечивают наилучшие возможности для анализа и простоту в эксплуатации. Contour GT-I использует собственные методы измерения, устойчив к вибрациям, имеет уникальный базовый дизайн с интегрированной изолированной системой подачи воздуха.
Достоинства прибора: возможность производить измерения на очень малых площадях (в частности на радиусах закругления кромок); полностью автоматизированное настольное решение; встроенная изолированная подача воздуха; высокая стабильность и надежность; модернизированный интерфейс и интуитивно понятный рабочий процесс; автоматизированная оптимизация измерения в режиме реального времени; обширная библиотека фильтров и возможностей подведения итогов; индивидуальные отчетности и анализ. Технические характеристики прибора представлены в таблице 4.9. 117 Таблица 4.9 Характеристика Значение Максимальный диапазон сканирования До 10 мм Вертикальное разрешение 0,01 нМ RMS воспроизводимость (PSI) 0,01 нМ Шаговая высотная точность 0,75 % Шаговая высотная воспроизводимость 0,1 % Максимальная скорость сканирования 73 мкм/сек Максимально допустимый наклон До 40 (яркие поверхности); До 87 (грубые поверхности) Оптический измерительный модуль Запатентованное ведомое двойным образом освещение; одно-объективный адаптер или автоматизированная турель Объективы 5х, 10х Доступное увеличение масштаба изображения 0.55х, 1х, 2х
Чтобы получить реальную картину микронеровностей необходимо применить следующие фильтры: Mask Data (обрезает лишнее), Data Restore (удаление «черных точек» - т.е. тех участков, которые по каким-либо причинам не просканировались), Terms Removal - Cylinder and Tilt (позволяет развернуть радиус в плоскость с целью получения реальной картины микронеровностей). После применения данных фильтров 3D-модель поверхности примет вид, показанный на рисунке 4.16.
Для сопоставления эффективности выполнения операции при скругле-нии кромок исследованными эластичными инструментами в таблице 4.12 приведены результаты определения параметров k, Ra и при обработке на одинаковых для всех инструментов режимах: скорость резания V =600 м/мин; деформация круга X = 3 мм и продольная подача S = 130 мм/мин.
1. Измеряемые и регулируемые в процессе выполнения операции входные переменные. Для целевой функции (ЦФ) основного времени обработки Тзач такими переменными являются: скорость резания V, деформация круга Лу, продольная подача S.
2. Измеряемые и нерегулируемые в процессе выполнения операции входные переменные: для ЩФ) основного времени обработки Тзач это заданная по чертежу шероховатость обработанной поверхности (RcF); параметры микрорельефа эластичного абразивного круга (ai - среднее квадратичное отклонение профиля, ЇЩ - число максимумов, п(0 - числа нулей (пересечений со средней линией)); физико-механические свойства обрабатываемого материала (К 128 предел текучести обрабатываемого материала на сдвиг, ац - среднее квадратичное отклонение профиля, тп - число максимумов, п(0)п - числа нулей (пересечений со средней линией). //.коэффициент пластического трения)); показатели качества исходного состояния обрабатываемой поверхности (Ra); размеры обрабатываемой поверхности (І, В - длина и ширина обрабатываемой поверхности); параметры эластичного абразивного круга (Сг- жесткость, Вк - ширина круга, гк - радиус втулки круга, Dk, - диаметр круга, р - плотность материала круга); для ЦФ затрат на расход электроэнергии в единицу времени работы (Зэл) - это требуемая мощность привода (Ыэд) и стоимость одного кВт часа (Сэл) , для ЦФ стоимости эластичного абразивного круга на выполнение операции (С) - это стоимость эластичного абразивного круга (Скр), размеры обрабатываемой поверхности (I, В); для ЦЭФ в целом - это тарифная ставка рабочего (Ст), вспомогательное время операции (Тв). 3. Выходные параметры. Для ЦЭФ - себестоимость операции обработ ки эластичным абразивным кругом.
