ШЕРОХОВАТОСТЬ ЛИТЫХ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ (ГАЗАРОВ) ПРИ ФРЕЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ

 

THE SURFACE ROUGHNESS OF POROUS MATERIALS (GAZAR) DURING CUTTING PROCESS

Карпов В.Ю. (НМетАУ, г.Днепропетровск,Украина), Толстенко А.В., Бедин А.С., Биб А.С., Харченко Б.Г. (ДГАУ, г.Днепропетровск, Украина)

 

В статье описывается влияние факторов процесса фрезерования на шероховатость литых пористых материалов.

 

The article describes the influence of factors of the cutting process on the surface roughness of molded porous materials.

 

Ключевые слова: шероховатость Ra, фрезерование, газар.

Keywords: surface roughness Ra, cutting process, gazar.

 

Развитие современной промышленности требует новые материалы и технологии. Это относится к пористым металлам и материалам. Свойства таких материалов используются давно, но они подробно не изучены и не всегда удовлетворяют необходимым требованиям. Так основные недостатки пенометаллов – закрытые поры, что не позволяет использовать их в качестве фильтров, сепараторов и т.д. Изотропность свойств не позволяет использовать их как облегченные конструкционные материалы. В связи с этим большой интерес представляют анизотропные литые пористые материалы с регулируемой пористостью – газары [1].

Газары получают направленной кристаллизацией и имеют четко выраженную анизотропию свойств. Изменяя параметры процесса возможно управление размерами и ориентацией  пор.

Полученные заготовки газаров подвергаются обработке. Для обеспечения точности размеров образцов и качества обрабатываемой поверхности применяется фрезерная обработка. Цель проведенного исследования - изучение шероховатости поверхности образцов от следующих факторов: числа оборотов фрезы, фактической минутной подачи стола, используемой смазочно-охлаждающей жидкости.

Механическая обработка осуществлялась отрезной дисковой фрезой со средним зубом Ø125х1,6 (Р6М5) на горизонтально-фрезерном станке (модель 6Р81Г). Для удержания пористой заготовки был разработан цанговый зажим. Испытания проводились на образцах медных газаров высотой 5 мм и диаметром 20 мм с аксиальными порами среднего диаметра – 30-40 мкм. В работе использовался полное факторное планирование эксперимента. Исследовалось влияние на шероховатость обрабатываемой поверхности числа оборотов вращения фрезы, фактическая минутная подача стола, смазочно-охлаждающих жидкостей. Шероховатость поверхности образцов измерялась профилометром (модель 296). Для оценки влияния указанных факторов и математического описания результатов использовалась модель первого порядка. Значения выбранных уровней варьируемых факторов даны в таблице 1.

 

Таблица 1 – Уровни варьируемых факторов

Факторы

Число оборотов фрезы, мин -1

Фактическая минутная подача стола,

мм/мин

Смазочно-охлаждающая жидкость

Верхний уровень

800

65

Индустриальное масло (И20)

Нижний уровень

100

35

Водный раствор мыла

 

Матрица планирования эксперимента представлена в таблице 2. На основном уровне опыт повторялся трижды.  Для получения коэффициентов регрессии использовали полный факторный эксперимент 23 .

После расчета всех коэффициентов уравнение выглядит следующим образом:

Ra=0,593+0,208Х1+0,041Х2-0,057Х3+0,095Х1Х2+0,020Х1Х3+0,055Х2Х(1)

 

Таблица 2 – Матрица планирования эксперимента

№ опыта

Х0

Х1

Х2

Х3

Шероховатость Ra, мкм

1

+

+

+

+

0,958

2

+

_

+

+

0,305

3

+

+

_

+

0,568

4

+

_

_

+

0,321

5

+

+

+

_

0,915

6

+

_

+

_

0,355

7

+

+

_

_

0,761

8

+

_

_

_

0,567

 

Измерение среднего арифметического отклонения профиля обработанной поверхности медного газара (Ra) при фактических минутных подачах 35-65 мм/мин, числе оборотов вращения фрезы 100-800 мин-1 и при использовании смазочно-охлаждающих жидкостей двух составов одный раствор мыла, масло) позволило сделать следующие выводы:

1.Число оборотов фрезы в исследуемом интервале оказывает наибольшее влияние на шероховатость обрабатываемой поверхности.

2. Наименьшее влияние на шероховатость обработанной поверхности оказывают фактическая минутная подача стола фрезерного станка.

3. Использование водного раствора мыла, в качестве смазочно-охлаждающей жидкости, приводит к уменьшению шероховатости.

 

Список использованных источников

1.    Карпов В.Ю., Шаповалов В.И., Карпов В.В. Водород – легирующий элемент эвтектических сплавов – газаров // Тезисы международной конференции ВОМ-2007, Донецк, - 2007.  - С. 577-580.