Obrabotka Metallov 2009 No. 1

ние значения любого из параметров шероховатости, так и законы их распределения. Кроме геометрического копирования на профиль получаемой поверхности влияет также случайный ха- рактер процесса снятия стружки, определяемый выры- вами частиц обрабатываемого материала. Этот процесс формирует случайную составляющую профиля, которая зависит в основном от физико-механических свойств обрабатываемого материала и от скорости резания. Именно эти факторы влияют на «налипание» материала на режущий инструмент. Для учета случайной составляющей использовано ее разложение на гармоники со случайными фазами: , (11) где ϕ i равномерно распределены на интервале [0; 2 π ]. Распределение амплитуд А i и частот w i для различных обрабатываемых материалов приведено в таблице. Ана- логичные табличные данные получены и для учета скоро- сти резания. Анализ табличных данных показывает, что для алю- миния в случайной составляющей преобладают высоко- частотные, а для стали – низкочастотные гармоники. Для чугуна получен достаточно широкий спектр частот, что определяется вкраплениями зерен графита, которые вы- крашиваются при обработке и образуют резкие перепа- ды на профилограмме. Исходными данными при моделировании являются параметры режима резания, геометрия инструмента, характеристики обрабатываемого и инструменталь- ного материала. Расчет параметров шероховатости производится в цикле несколько раз. По окончании расчетов по алгоритмам математической статистики рассчитываются их средние значения и поля рассеи- вания. Для генерации профиля риски шероховатости в со- ответствии с законами распределения (10) рассчитыва- ются случайные значения углов в плане и радиуса при вершине резца. Затем в соответствии с этими параме- трами формируется профиль риски и производится его сглаживание. На полученный профиль накладывается случайная составляющая (11), параметры которой за- висят от скорости резания и свойств обрабатываемого материала. Для получения зависимости, отражающей топогра- фию поверхности, достаточно рассмотреть ее разверт- ку, на которую наложены отдельные рассчитанные по алгоритму стохастического моделирования профиля y ( l ). Расчет топографии y ( l ,c) сводится к следующему алгоритму. 1. Задание шага вдоль оси детали h l и по ее поверхности в тангенциальном направлении h c . (Для равномерного пред- ставления топографии по обеим координатам h l = h c .) 2. Расчет профиля поверхности, получаемой за счет геометрического копирования. 3. Для других сечений профиль поверхности получа- ется аналогично со сдвигом вдоль оси детали на вели- чину Δ l = π dh c / S . Для получения промежуточных точек используется интерполяция. 4. На сформированную топографию накладывается случайная составляющая профиля, рассчитанная по вы- ражению (11). Разработанные алгоритмы позволяют прогнозиро- вать реализации топографии поверхности и определять ее площадь для обеспечения требуемого качества по- крытия и прочности его сцепления с основой. Список литературы 1. Суслов А.Г. Научные основы технологии машинострое- ния / А.Г. Суслов, А.М. Дальский. – М.: Машиностроение, 2002. – 684 с. 2. Розенберг Ю.А. Создание нормативов по определению сил резания с использованием теоретических зависимостей процесса резания /Ю.А. Розенберг // Вестник машинострое- ния. – 2000. – №9. – С. 35–40. 3. Кудинов В.А. Динамика станков / В.А. Кудинов. – М.: Ма- шиностроение, 1967. – 360 с. 4. Беляев Н. М. Сопротивление материалов / Н.М. Беля- ев. – М.: Главная редакция физико-математической литерату- ры изд-ва «Наука», 1976. – 608 с. 5. Леонов С.Л. Основы создания имитационных технологий прецизионного формообразования / С.А. Леонов, А.Т. Зино- вьев / Алт .гос.техн.ун -т им. И.И.Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006. –198 с. 6. Пешель М. Моделирование сигналов и систем / М. Пе- шель. – М.: Мир, 1981. – 300 с. Эмпирические коэффициенты для учета случайной составляющей Группа материалов ω 1 A 1 ω 2 A 2 ω 3 A 3 Сталь 40Х 31,7 0,0114 59,5 0,0064 95,6 0,0029 Чугун СЧ20 32,9 0,0176 98,2 0,0036 219,3 0,0011 Алюминий АК4 71,4 0,0054 99,0 0,0023 144,3 0,0011 ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (42) 2009 30 КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ