Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 20 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.914.22 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТОЧЕНИИ СТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОПЕРАТИВНОГО СИГНАЛА ТЕРМОЭДС А.С. СЕРГЕЕВ, аспирант, Н.Г. ЗАЙЦЕВА, аспирант, А.Л. ПЛОТНИКОВ, доктор техн.наук, профессор, ( ВолгГТУ, г. Волгоград ) Статья поступила 15 июня 2012 года Сергеев А.С. – 400005, г. Волгоград, ул. Советская, 29, корпус 4, Волгоградский государственный технический университет, e-mail: sergeevapp@mail.ru Рассматривается модифицированная математическая модель расчета параметра шероховатости R a при точении кон- струкционных, углеродистых и низколегированных сталей на станках с ЧПУ. Описана методика применения оператив- ного сигнала термоЭДС для оценки физико-механических и теплофизических параметров контактной пары «инстру- мент – деталь». Приведены результаты экспериментальной проверки модифицированной математической модели. Ключевые слова: математическая модель, шероховатость, точение, термоЭДС. Введение В практике металлообработки лезвийным ин- струментом часто имеет место ситуация, когда расчетное значение параметра шероховатости, за- ложенное в технологический процесс на стадии его проектирования, не совпадает с измеренным. Если измеренные значения параметра шероховатости пре- вышают расчетные, то он выходит за пределы до- пустимого. В этом случае требуется уменьшение подачи, что снижает производительность. Для обе- спечения требуемой шероховатости обрабатывае- мых поверхностей необходимо управлять процессом формирования высоты микронеровностей при меха- нической обработке деталей на автоматизированном станочном оборудовании. Применение компьютер- ных технологий в металлообработке предполагает широкое использование систем автоматизированно- го проектирования на стадии подготовки технологи- ческого процесса (САПР ТП). В структуре САПР ТП в обязательном порядке содержится модуль расчета режимов обработки, в котором алгоритмы расчета основных параметров обработки построены на ис- пользовании математических моделей, содержащих- ся в справочно-нормативной литературе. Для эффек- тивного использования САПР ТП, перенесенной в систему ЧПУ, требуется адекватная математическая модель, с помощью которой можно определить вы- ходной параметр шероховатости поверхности после механической обработки детали на этапе проектиро- вания (разработки) технологического процесса. Анализ состояния вопроса по расчету высоты микронеровностей при обработке деталей на станках с ЧПУ В настоящее время существует широкий спектр научной и справочно-нормативной литературы, в которой описаны математические зависимости для расчета параметров шероховатости обрабаты- ваемых поверхностей и методики их оценки [1–5]. Такие зависимости позволяют рассчитывать пара- метры шероховатости обрабатываемых поверхно- стей в зависимости от технологических параметров обработки (скорость резания V , глубина резания t , подача s ) и факторов, влияющих на процесс лезвий- ной обработки в целом (рабочие углы инструмента, характер резания и т.д.). Зачастую в таких матема- тических зависимостях используются усредненные поправочные коэффициенты для оценки режущих свойств обрабатываемого и инструментального ма- териала. Однако реальный диапазон колебания только ре- жущих свойств твердосплавных инструментов одной марки как внутри партии, так и между партиями спе- кания одного завода-изготовителя или разных заводов достигает двукратного уровня и более. При этом все партии твердосплавных инструментов укладываются в установленные допуски. Для автоматизированного станочного оборудования такая неоднородность ре- жущих свойств твердосплавного инструмента резко снижает стабильность, производительность, а самое главное качество обработки [9].