Файл: Кацев, П. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента.pdf

Г л а в а IV. Решение проблем резания и режуш>его инструмента на основе теории корреляции

Наблюдения за работой сверл различных диаметров (от 3 до 28 мм) и в различных условиях эксплуатации обрабатывались методами регрессионного и корреляционного анализа.

Зависимость стойкости сверл от параметров

Некоторые из полученных зависимостей стойкости сверл от от­ дельных параметров приведены в табл. 36. Анализ ряда зависимо­ стей позволил оптимизировать параметры сверл. Уравнения (1) * и (2) показывают, что с увеличением диаметра сверла оптимальное значение заднего угла уменьшается. Дальнейшая обработка ряда серий испытаний позволила получить зависимость аопт = 11,27+

+ 3’^64 с корреляционным отношением т]=0,88. Уравнение (3) *

показывает, что для сверл диаметром менее 10 мм с увеличением обратной конусности стойкость уменьшается. Для больших диамет­ ров сверл [уравнение (4)], наоборот , с увеличением обратной конус­ ности стойкость повышается [34]. Уравнения (5) и (6) показывают,

жесткость сверла обеспечена его диаметром (что обычно имеет место при d > 10 мм) или достаточной толщиной сердцевины (более 0,25d), то увеличение толщины сердцевины не увеличивает

стойкость сверл [34]. Более того, при достаточной толщине серд­ цевины исчезает влияние на стойкость обратной конусности, ши­ рины ленточки и длины сверла, т. е. тех факторов, которые также влияют на жесткость сверла [34].

Увеличение ширины ленточки в известных пределах увеличи­ вает стойкость для сверл диаметром 8 мм и менее [уравнение (7) ], для больших диаметров сверл примерно до 13 мм коэффициенты корреляции получились низкими (от 0,03 до 0,16), что свидетель­ ствует о статистической незначимое™ связи. При дальнейшем увеличении диаметра сверл зависимость эта становится обратной: с увеличением ширины ленточки стойкость уменьшается [уравне­ ние (8) ].

Полученные из найденных зависимостей оптимальные зна­ чения параметров сверл использованы при изготовлении больших

В скобках показаны номера уравнений в табл. 36.

116

Таблица 36

Зависимости стойкости сверл от его параметров

партий инструмента. Сверла с новыми параметрами испытаны на различных машиностроительных заводах и показали увели­ чение стойкости в 1,5—4 раза. Кроме того, сверла испытывались в лабораторных условиях при скорости резания 35— 40 м/мин и также показали стойкость в несколько раз выше, чем стандартные сверла. Некоторые из результатов испытаний приведены в работе [34]. Эти результаты показывают, что применение оптимальных значений параметров позволяет увеличить стойкость сверл до 4 раз.

Определение обрабатываемости материалов резанием

Рассмотрим на конкретных примерах определение обрабаты­ ваемости для трех групп материалов: стеклопластиков, цветных металлов и инструментальных сталей *. Математически обрабо­

* Экспериментальные исследования обрабатываемости стеклопластиков вы­ полнил во ВНИИ А. А. Королев, обрабатываемости цветных металлов и инстру­ ментальных материалов — Г. И. Красько и В. П. Роговцев.

1 1 7

таны результаты испытаний на обрабатываемость резанием 16 ма­ рок стеклопластиков, 16 марок цветных сплавов (латунь и бронза) и 7 марок инструментальных быстрорежущих сталей. Исследуе­ мые материалы испытаны для получения показателей физикомеханических свойств. Математическая обработка заключалась в установлении корреляционных зависимостей коэффициентов обрабатываемости резанием (по скорости) с параметрами физико­ механических свойств обрабатываемого материала. Кроме того, устанавливали зависимости между параметрами физико-механи­ ческих свойств данного материала.

Некоторые полученные зависимости и коэффициенты корре­ ляции представлены в табл. 37. Каждая группа материалов имеет один или несколько показателей физико-механических свойств, которые с наибольшей вероятностью определяют обрабатывае­ мость. Так, например, для цветных сплавов относительное удли­ нение с высокой теснотой связи почти функционально (г = 0,98)

связано с коэффициентом обрабатываемости. То же относится и

ктвердости (г — —0,88). В то же время для жаропрочных сталей

иалюминиевых сплавов связь коэффициента обрабатываемости

Таблица 37

Зависимости коэффициента обрабатываемости от физико-механических свойств материалов

118

с относительным удлинением отсутствует (г = 0,1 и г = 0,00),

для стеклопластиков отсутствует связь твердости с обрабатывае­ мостью, а для цветных и алюминиевых сплавов твердость опре­ деляет обрабатываемость с высокой вероятностью. Для быстро­ режущей стали важнейшими факторами, определяющими обра­

ваемостью (г = —0,75) оказалась истирающая способность, изме­ ряемая в миллиграммах т потери веса образца на 1 м пути тре­

можно вычислять уравнения множественной корреляции, связы­ вающие обрабатываемость не с одним, а двумя или более пара­ метрами. Для этого были рассчитаны уравнения и коэффициенты

Расчетами на ЭВМ получено уравнение множественной корре­ ляции обрабатываемости стеклопластиков с их свойствами в сле­ дующем виде:

Kv= 0,559 — 0,00012ств — 0,00033сти — 0,000820, + 0,004а„ + 0,41 х

X 10~ЪЕ + 0,037ЯВ + 2,40/тр — 0,087 1 03/п.

Расчет дисперсии стойкости по величине размаха

В статистике известны таблицы, связывающие (для нормаль­ ного распределения) значение среднего квадратического отклоне­ ния (дисперсию) с размахом случайной величины для разного объема выборок. Представляет интерес найти такую связь для стойкости режущего инструмента, имея в виду, что стойкость да­ леко не всегда подчиняется нормальному закону.

Для решения этой задачи использованы результаты стойкостных испытаний различных видов режущего инструмента с раз­ мером партий от п = 3 до п — 150 и общим числом партий N =

= 225. Номенклатура инструмента: сверла спиральные диаметром

размера; метчики Ml2 и М20; зенкеры насадные твердосплавные диаметром 41,35 мм; резцы, оснащенные неперетачиваемыми пла­ стинками твердого сплава, проходные, подрезные, расточные.

119