(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của bán kính mũi dao đến quá trình tiện cứng thép ổ lăn bằng dụng cụ PCBN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TRẦN TRUNG SƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BÁN KÍNH MŨI DAO ĐẾN Q TRÌNH TIỆN CỨNG THÉP Ổ LĂN BẰNG DỤNG CỤ PCBN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN - 2018 i download by : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tên là: Trần Trung Sơn Học viên: Lớp Cao học K16 Đơn vị công tác: Trường Trung cấp nghề Hà Tĩnh Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng bán kính mũi dao đến q trình tiện cứng thép ổ lăn dụng cụ PCBN” Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Tơi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Trừ phần tham khảo ghi rõ Luận văn./ HỌC VIÊN Trần Trung Sơn ii download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập, nghiên cứu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, em thầy cô giáo trường tạo điều kiện, bảo, giúp đỡ tận tình để truyền đạt kiến thức chun mơn Để hồn thành Luận văn này, trước hết em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành tới TS Nguyễn Thị Quốc Dung, người tận tình hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu hồn thành Luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp, Phịng Đào tạo, Trung tâm thực nghiệm - Khoa Cơ khí thầy Bộ môn Chế tạo máy tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập, nghiên cứu thực Luận văn Em xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu trường Trung cấp nghề Hà Tĩnh nơi em công tác, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ em suốt thời gian qua Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo, nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp để thân em Luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! HỌC VIÊN Trần Trung Sơn iii download by : skknchat@gmail.com CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU PCBN: Nitrit Bo lập phương đa tinh thể CBN: Nitrit Bo lập phương BN: Nitrit Bo a: chiều dày lớp kim loại bị cắt ap: chiều dày phoi Kf: mức độ biến dạng phoi Kbd: mức độ biến dạng phoi miền tạo phoi Kms: mức độ biến dạng phoi ma sát với mặt trước dao  : góc trượt r: bán kính mũi dao  (hay  n) : góc trước dao Fz (hay Fc): lực tiếp tuyến tiện Fy (hay Fp): lực hướng kính tiện Fx: lực chiều trục tiện S: lượng chạy dao (mm/vòng) t: chiều sâu cắt (mm) V: vận tốc cắt (m/phút) KAB: ứng suất cắt trung bình miền biến dạng thứ As: diện tích mặt phẳng cắt Vs: vận tốc vật liệu cắt mặt phẳng cắt ρ: tỷ trọng vật liệu Ф: góc tạo phoi γm: tốc độ biến dạng lớp phoi gần mặt trước Kc, Kt: hệ số thực nghiệm φ: góc nghiêng φ1: góc nghiêng phụ Ra, Rz: độ nhám bề mặt tiện iv download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ix PHẦN MỞ ĐẦU 1 Giới thiệu tiện cứng Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Dự định kết CHƯƠNG I: BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH TIỆN CỨNG 1.1 Bản chất vật lý 1.1.1 Quá trình cắt tạo phoi 1.1.2 Đặc điểm trình tạo phoi tiện cứng 10 1.2 Lực cắt tiện 13 1.2.1 Lực cắt tiện thành phần lực cắt 13 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt tiện 17 1.2.2.1 Ảnh hưởng vận tốc cắt 17 1.2.2.2 Ảnh hưởng lượng chạy dao chiều sâu cắt 18 1.2.2.3 Ảnh hưởng vật liệu gia công 18 1.2.2.4 Ảnh hưởng vật liệu làm dao đặc điểm vật liệu CBN tiện cứng 19 1.2.2.5 Ảnh hưởng bán kính đỉnh dao r 21 1.2.2.6 Ảnh hưởng mòn dụng cụ cắt 22 1.3 Nhám bề mặt 22 1.3.1 Bản chất lớp bề mặt 23 1.3.2 Tính chất lý hố lớp bề mặt 24 1.3.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt tiện cứng 26 1.3.3.1 Ảnh hưởng thơng số hình học dụng cụ cắt 26 1.3.3.2 Ảnh hưởng tốc độ cắt 27 1.3.3.3 Ảnh hưởng lượng chạy dao 28 v download by : skknchat@gmail.com 1.3.3.4 Ảnh hưởng chiều sâu cắt 29 1.3.3.5 Ảnh hưởng vật liệu gia công 29 1.3.3.6 Ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ 30 1.4 Kết luận 30 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM 31 2.1 Mục đích thí nghiệm 31 2.2 Thiết bị thực thí nghiệm .31 2.2.1 Máy thí nghiệm .31 2.2.2 Phơi thí nghiệm .32 Hình 2.2 Hình ảnh phơi thí nghiệm 32 2.2.3 Các dụng cụ đo kiểm .33 2.2.4 Dụng cụ cắt 34 2.2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm .35 2.2.6 Cơ sở lý thuyết mô hình thí nghiệm 35 2.3 Tiến trình thí nghiệm 39 2.4 Kết luận 39 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Kết đo thực nghiệm .40 3.2 Đánh giá kết thực nghiệm 41 3.2.1 Mức độ ảnh hưởng thông số đến Ra 41 3.2.2 Ảnh hưởng yếu tố đến lực dọc trục Fx .44 3.3.3 Ảnh hưởng yếu tố đến lực hướng kính Fy 46 3.3.4 Ảnh hưởng yếu tố đến lực tiếp tuyến Fz 49 3.3.5 Tối ưu hóa đa mục tiêu 53 3.3.5.1 Các bước tối ưu hóa sử dụng phân tích quan hệ xám (Grey Relational Analysis – GRA) 53 3.3.5.2 Thực bước lý thuyết 56 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 63 4.1 Kết luận chung 63 vi download by : skknchat@gmail.com 4.2 Khuyến cáo 63 4.3 Ý nghĩa khoa học 64 4.4 Ý nghĩa thực tiễn 64 4.5 Hướng nghiên cứu đề tài 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 vii download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật máy 31 Bảng 2.2: Thành phần hóa học nguyên tố .33 Bảng 2.3: Chế độ nhiệt luyện .33 Bảng 2.4 Sơ đồ thí nghiệm theo thiết kế Taguchi L9 38 Bảng 3.1 Kết độ nhám Ra, Fx, Fy, Fz tỉ số SN tiêu 40 Bảng 3.2 ANOVA trị số Ra 41 Bảng 3.3 Thứ tự ảnh hưởng thơng số đến độ nhám trung bình 42 Bảng 3.4 Thứ tự ảnh hưởng thông số đến tỉ số SN Ra 43 Bảng 3.5 ANOVA trị số Fx 44 Bảng 3.6 Thứ tự ảnh hưởng thông số đến lực dọc trục trung bình .44 Bảng 3.7 Mức độ ảnh hưởng thông số đến tỉ số SN Fx 45 Bảng 3.8 ANOVA trị số Fy 46 Bảng 3.9 Thứ tự ảnh hưởng thơng số đến lực cắt hướng kính trung bình Fy .47 Bảng 3.10 Mức độ ảnh hưởng thông số đến tỉ số SN Fy 48 Bảng 3.11 ANOVA trị số Fz 49 Bảng 3.12 Thứ tự ảnh hưởng thông số đến lực tiếp tuyến trung bình Fz 50 Bảng 3.13 Mức độ ảnh hưởng thông số đến tỉ số SN Fz 51 Bảng 3.14 Trị số S/N giá trị chuẩn hóa Zij SN 56 Bảng 3.15 Độ sai lệch j(k) dãy tham chiếu 57 Bảng 3.16 Trị số quan hệ xám ứng với thông số đầu trị số quan hệ xám trung bình .58 Bảng 3.17: Hệ số quan hệ GRA 0i (k) .59 Bảng 3.18 ANOVA trị số quan hệ xám 60 Bảng 3.19 Mức độ ảnh hưởng thông số đến hệ số quan hệ xám 60 viii download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ miền tạo phoi Hình 1.2: Miền tạo phoi Hình 1.3: Miền tạo phoi ứng với vận tốc cắt khác .7 Hình 1.4: Tính góc trượt  Hình 1.5: Quan hệ vận tốc cắt biến dạng phoi .9 Hình 1.6 Quan hệ bán kính mũi dao r biến dạng phoi 10 Hình 1.7 Ba giai đoạn hình thành phoi tiện thép 100Cr6 11 Hình 1.8: Dạng phoi mối liên hệ với độ cứng phơi 13 Hình 1.9: Hệ thống lực cắt tiện 14 Hình 1.10: Mối quan hệ lực cắt chiều dài cắt tiện thép thấm Các bon, Ni tơ cứng đến 60 HRC dao PCBN 15 Hình 1.11: Ảnh hưởng vận tốc cắt tới lực cắt 17 Hình 1.12: Cấu trúc tế vi hai loại mảnh dao TDGN160304S2501, TDGN160308S1501 .20 Hình 1.13: Ảnh hưởng bán kính đỉnh dao tới lực cắt 21 Hình 1.14 Chi tiết bề mặt vật rắn 24 Hình 1.15 Ảnh hưởng thơng số hình học dao tiện tới độ nhám bề mặt 27 Hình 1.16 Ảnh hưởng tốc độ cắt tới nhám bề mặt gia công thép 27 Hình 1.17 Ảnh hưởng lượng chạy dao tới độ nhám bề mặt 29 Hình 2.1 Máy tiện CS-460x1000G 32 Hình 2.2 Hình ảnh phơi thí nghiệm 32 Hình 2.3 Đầu đo lực Kistler 9257BA .33 Hình 2.4 Máy đo độ nhám SJ-201 hãng Mitutoyo – Nhật Bản 34 Hình 2.5 Mảnh dao tiện PCBN 34 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 35 Hình 3.1 Thiết kế thí nghiệm Taguchi 40 ix download by : skknchat@gmail.com Hình 3.2 Ảnh hưởng thơng số đến độ nhám trung bình 42 Hình 3.3 Ảnh hưởng thơng số đến tỉ số SN Ra 43 Hình 3.4 Ảnh hưởng thơng số đến Fx trung bình 44 Hình 3.5 Ảnh hưởng thông số đến tỉ số SN Fx 46 Hình 3.6 Ảnh hưởng thơng số đến Fy trung bình 47 Hình 3.7 Ảnh hưởng thông số đến tỉ số SN Fy 49 Hình 3.8 Ảnh hưởng thơng số đến Fz trung bình 50 Hình 3.9 Ảnh hưởng thơng số đến tỉ số SN Fz .52 Hình 3.10 Hệ số quan hệ GRA theo thứ tự thí nghiệm 59 Hình 3.11 Ảnh hưởng thông số đến trị số quan hệ GRA trung bình 61 x download by : skknchat@gmail.com Hình 3.9 Ảnh hưởng thơng số đến tỉ số SN Fz Kết luận: Khác với gia công tiện thông thường (lực cắt tiếp tuyến Fz thường thành phần có trị số lớn nhất), tiện cứng thành phần lực cắt hướng kính Fy thành phần lực có trị số lớn - Bán kính mũi dao thơng số ảnh hưởng mạnh đến nhám bề mặt lượng chạy dao ảnh hưởng mạnh đến lực cắt Từ kết phân tích cho thấy, với lượng chạy dao S = 0.06 mm/vịng, bán kính mũi dao 0,8 mm cho nhám bề mặt lực cắt hướng kính nhỏ nhất, 0,4 mm cho lực tiếp tuyến nhỏ 1,2 mm cho lực chiều trục nhỏ - Lượng chạy dao thông số ảnh hưởng mạnh bán kính mũi dao lực cắt Trong trường hợp, lượng chạy dao tăng nhám bề mặt lực cắt tăng Lượng chạy dao nhỏ mức khảo sát cho nhám bề mặt lực cắt nhỏ Lượng chạy dao tối ưu 0,06 mm/vòng 52 download by : skknchat@gmail.com 3.3.5 Tối ưu hóa đa mục tiêu 3.3.5.1 Các bước tối ưu hóa sử dụng phân tích quan hệ xám (Grey Relational Analysis – GRA) Phương pháp Taguchi ứng dụng để giải tốn tối ưu hóa kết đầu Tuy nhiên, thuật toán tối ưu mạnh phải giải đồng thời nhiều mối quan hệ đầu tốt Một số nghiên cứu gần tối ưu hóa thành cơng đồng thời nhiều kết đầu tiện cứng kết hợp phân tích quan hệ xám (GRA - Grey Relational Analysis) với phương pháp Taguchi Trong phân tích kết hợp Taguchi - GRA, cấp quan hệ xám thu sử dụng để đánh giá đồng thời kết đầu Điều biến tốn tối ưu hóa nhiều đặc tính phức tạp thành tối ưu hóa cấp quan hệ xám Trong nghiên cứu này, kết hợp phương pháp Taguchi GRA sử dụng để tối ưu hóa thương lượng đồng thời kết đầu nhám bề mặt Ra lực cắt hướng kính Fy Cả hai mục tiêu mong muốn nhỏ tốt Bước 1: Xác định tỉ lệ SN cho mục tiêu tương ứng theo công thức: Lớn tốt (Larger - the – better) (3-1) Trong đó: n số lần lặp thí nghiệm yij giá trị đo lần đo thứ i = 1, 2, ….n; j = 1,2, ….k Giá trị áp dụng cho mục tiêu quan tâm mà mong muốn tìm kiếm tối đa hố đặc tính chất lượng Giá trị tiêu chuẩn (danh nghĩa) tốt (Nominal - the – best) (3-2) Trong đó: 53 download by : skknchat@gmail.com Đây gọi vấn đề loại danh nghĩa tốt mà người ta cố gắng giảm thiểu sai số bình phương xung quanh giá trị mục tiêu cụ thể Chuẩn hóa chuyển đổi thực liệu đầu vào để phân phối liệu đồng biến thành phạm vi chấp nhận để phân tích thêm Nhỏ tốt (Smaller - the – better) (3-3) Trong điều kiện toán này: Mong muốn nhám bề mặt lực cắt Fy nhỏ tốt Bước 2: yij chuẩn hóa Zij (0 ≤ Zij ≤ 1) theo công thức sau để tránh ảnh hưởng việc sử dụng đơn vị khác để giảm biến đổi Cần phải chuẩn hóa liệu ban đầu trước phân tích chúng với lý thuyết liên quan đến Quan hệ xám phương pháp luận khác Một giá trị thích hợp khấu trừ từ giá trị mảng tương tự để làm cho giá trị mảng xấp xỉ Khuyến nghị nên sử dụng giá trị tỷ số SN chuẩn hóa liệu phân tích Quan hệ xám (3-4) (Sử dụng cho tỉ số SN với mong muốn lớn tốt hơn) (3-5) (Sử dụng cho tỉ số SN với mong muốn nhỏ tốt hơn) (3-6) 54 download by : skknchat@gmail.com (Sử dụng cho tỉ số SN với mong muốn giá trị tiêu chuẩn tốt nhất) Bước 3: Tính tốn hệ số tương tác quan hệ xám tỉ số SN chuẩn hóa: (3-7) Trong đó: +) j=1, 2,…n; k=1, 2, ….m, n số thí nghiệm, k số mục tiêu đầu +) y0(k) giá trị trung bình đầu thí nghiệm yj(k) giá trị trung bình đầu thí nghiệm thứ j giá trị tuyết đối sai lệch y0(k) yj(k) +) +) giá trị nhỏ 0j +) giá trị lớn 0j +)  hệ số phân biệt, xác định khoảng ≤ K ≤ (giá trị điều chỉnh dựa yêu cầu thực tế hệ thống) Bước 4: Xác định mức độ Quan hệ xám theo công thức: (3-8) Đây giá trị trung bình tương tác quan hệ GRA xác định bước k số mục tiêu cần tối ưu Bước 5: Xác định yếu tố tối ưu mức độ tương quan chúng: Mối quan hệ GRA cao hàm ý chất lượng sản phẩm tốt Do đó, dựa mức độ quan hệ xám, ước lượng tác động yếu tố mức độ tối ưu cho yếu tố kiểm sốt Bước 6: Thực ANOVA (Analysis of Variance) để xác định yếu tố quan trọng 55 download by : skknchat@gmail.com 3.3.5.2 Thực bước lý thuyết Bước 1: Với mục tiêu tối ưu hóa Ra Fy nhỏ tốt nên tỉ số SN tương ứng với yếu tố đầu tính theo cơng thức (3-3) cho bảng 3.14 Bước 2: Tỉ số SN mong muốn lớn tốt nên tính tốn trị số chuẩn hóa Zij SN theo công thức (3-4), cho bảng 3.14 Bảng 3.15 thể độ sai lệch dãy tham chiếu 0j(k) Bảng 3.14 Trị số S/N giá trị chuẩn hóa Zij SN SN Zij Ra TT r S Ra Fy Ra Fy Fy Trị số tham chiếu 1.000 1.000 0.4 0.06 0.93 143.33 0.62 -43.13 0.514 0.536 0.4 0.08 2.573 140.67 -8.23 -42.96 0.136 0.738 0.4 0.1 3.72 151 -11.41 -43.58 0.000 0.000 0.8 0.06 0.25 137 11.98 -42.74 1.000 1.000 0.8 0.08 0.363 150.67 8.79 -43.56 0.864 0.024 0.8 0.1 0.773 141.33 2.23 -43.01 0.583 0.679 1.2 0.06 0.363 149 8.71 -43.46 0.860 0.143 1.2 0.08 0.417 147 7.57 -43.35 0.811 0.274 1.2 0.1 4.15 -43.03 0.665 0.655 0.62 141.67 56 download by : skknchat@gmail.com Bảng 3.15 Độ sai lệch j(k) dãy tham chiếu j(k) TT r S Ra Fy Ra Fy j(1) j(2) 0.4 0.06 0.93 143.33 0.486 0.464 0.4 0.08 2.573 140.67 0.864 0.262 0.4 0.1 3.72 151 1.000 1.000 0.8 0.06 0.25 137 0.000 0.000 0.8 0.08 0.363 150.67 0.136 0.976 0.8 0.1 0.773 141.33 0.417 0.321 1.2 0.06 0.363 149 0.140 0.857 1.2 0.08 0.417 147 0.189 0.726 1.2 0.1 0.62 141.67 0.335 0.345 Bước 3: Thực phân tích mối quan hệ xám Khảo sát bảng 3.15 cho thấy: max = (1) = (2) = 1.000 min = (1) = (2) = 0.000 Từ liệu bảng 3.15, tính tốn hệ số quan hệ xám cho chuẩn hóa tỉ lệ SN cách sử dụng công thức (3-7) Giá trị cho ξΔmax lấy 0,5 57 download by : skknchat@gmail.com phương trình (3-7) Kết tính tốn trị số quan hệ xám cho mục tiêu đưa bảng 3.16 Bước 4: Tính tốn hệ số quan hệ xám trung bình cơng thức (3-8) Kết tính tốn thể bảng 3.16 Bảng 3.16 Trị số quan hệ xám ứng với thông số đầu trị số quan hệ xám trung bình Hệ số quan hệ xám   TT Ra Fy 0.507 0.519 0.513 0.367 0.656 0.511 0.333 0.333 0.333 1.000 1.000 1.000 0.786 0.339 0.562 0.545 0.609 0.577 0.781 0.368 0.575 0.726 0.408 0.567 0.599 0.592 0.595 Với mục tiêu tối ưu hóa đồng thời nhám bề mặt lực cắt lớn Fy nhỏ tốt Kết tính tốn giá trị quan hệ xám  cho Ra, Fy TB cho bảng 3.17: 58 download by : skknchat@gmail.com Bảng 3.17: Hệ số quan hệ GRA 0i (k) Thứ hạng r S Ra Fy TB 0.4 0.06 1 1 0.4 0.08 0.54 0.66 0.60 0.4 0.1 0.38 0.50 0.44 0.8 0.06 0.69 0.44 0.57 0.8 0.08 0.72 0.51 0.62 0.8 0.1 0.90 0.72 0.81 1.2 0.06 0.72 0.62 0.67 1.2 0.08 0.74 0.82 0.78 1.2 0.1 0.83 0.75 0.79 TB Hình 3.10 Hệ số quan hệ GRA theo thứ tự thí nghiệm Hệ số quan hệ xám lớn tốt Hình 3.10 hệ số quan hệ xám lớn thí nghiệm số với giá trị 1.000 ANOVA trị số quan hệ xám Minitab 16 để đánh giá ảnh hưởng bán kính mũi dao lượng chạy dao đến đầu trình tiện cứng thép SUJ2 Ramin Fymin Kết ANOVA trị số quan hệ xám thể 59 download by : skknchat@gmail.com bảng 3.18 Kết cho thấy, theo phần trăm đóng góp ảnh hưởng, bán kính mũi dao có ảnh hưởng mạnh (41.2%) lượng chạy dao (25.05%) Bảng 3.18 ANOVA trị số quan hệ xám Thông DF SS Adj SS MS F C% r 0.10184 7.553 0.05092 2.44 41.20 S 0.06192 2.124 0.03096 1.48 25.05 Error 0.08343 1.997 0.020858 Total 0.24719 số 33.75 100 Bước 5: ANOVA trị số quan hệ xám trung bình có bảng yếu tố ảnh hưởng bảng 3.19 đồ thị ảnh hưởng hình 3.11 Theo đó, bán kính mũi dao ảnh hưởng mạnh so với lượng chạy dao đến tiêu nhám bề mặt lực cắt hướng kính nhỏ Bảng 3.19 Mức độ ảnh hưởng thông số đến hệ số quan hệ xám Thông số Mức r S 0.4525 0.6959 0.7131 0.5469 0.5791 0.5019 Delta 0.2605 0.1941 Thứ tự ảnh hưởng 60 download by : skknchat@gmail.com Hình 3.11 Ảnh hưởng thơng số đến trị số quan hệ GRA trung bình Bước 6: Quan sát trị số quan hệ xám lớn ứng với mức yếu tố (bảng 3.19 hình 3.11), ta rút thơng số tối ưu nhằm đáp ứng Ra Fy nhỏ tốt là: r3/S1, tương ứng với: r = 0.8 mm, S = 0.06 mm/vòng Kết thực nghiệm r = 0.8 mm S = 0.06 mm/vịng Ra = 0.25 µm, Fy = 137 N Kết luận chương 3: 1) Đã nghiên cứu thí nghiệm thành công tiện cứng thép ổ lăn SUJ2 sau nhiệt luyện đạt độ cứng HRC (58-62) dao tiện PCBN 2) Lực cắt hướng kính Fy thành phần lực có trị số cao thành phần lực đo kiểm 3) Bán kính mũi dao ảnh hưởng mạnh ảnh hưởng lượng chạy dao đến nhám bề mặt sau tiện Bán kính mũi dao r mức (0.8 mm) lượng chạy dao S mức (0.06 mm) cho nhám bề mặt có trị số nhỏ 0.25µm 4) Lượng chạy dọc S ảnh hưởng mạnh bán kính mũi dao r đến lực cắt dọc trục Fx, lực hướng kính Fy lực tiếp tuyến Fz Tuy nhiên, ảnh hưởng lượng chạy dao dọc S đến thành phần lực không 61 download by : skknchat@gmail.com giống Bán kính mũi dao r mức (1.2 mm) lượng chạy dao S mức (0.06 mm/vịng) cho lực chiều trục Fx có trị số nhỏ 37 N theo thực nghiệm Bán kính mũi dao mức 0.4 mm cho lực hướng trục nhỏ lượng chạy dao nhỏ, mức có lượng chạy dao lớn lực cắt lại lớn nhiều so với mức có bán kính mũi dao lớn Bán kính mũi dao r mức (0.8 mm) lượng chạy dao S mức (0.06 mm/vịng) cho lực hướng kính Fy có trị số nhỏ 137 N Bán kính mũi dao r mức (0.4 mm) lượng chạy dao S mức (0.06 mm/vòng) cho lực tiếp tuyến Fz có trị số nhỏ 36.67 N 5) Đã kết hợp phương pháp GRA thiết kế thí nghiệm Taguchi để tối ưu hóa đa mục tiêu nhám bề mặt lực cắt lớn Fy Bán kính mũi dao lớn cắt với lượng chạy dao nhỏ cho nhám bề mặt lực chiều trục nhỏ tốt Bộ thơng số tìm cho tiêu là: S = 0.06 mm/vòng; r = 0.8 mm; thực nghiệm đó: Ra = 0.25 µm; Fy = 137 N 62 download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 4.1 Kết luận chung Với nội dung “Ảnh hưởng bán kính mũi dao đến q trình tiện cứng thép ổ lăn dụng cụ PCBN” qua ba chương đề tài giải vấn đề sau: - Đã triển khai thành công kỹ thuật tiện cứng thép ổ lăn SUJ2; độ cứng HRC > 58; không sử dụng dung dịch trơn nguội - Đề tài đánh giá ảnh hưởng bán kính mũi dao lượng chạy dao dọc đến nhám bề mặt thành phần lực cắt thép SUJ2 tiện dao phủ PCBN - Đã tối ưu hóa đơn mục tiêu ảnh hưởng bán kính mũi dao lượng chạy dao đến nhám bề mặt, đến lực chiều trục Fx, đến lực hướng kính Fy đến lực tiếp tuyến Fz phân tích đánh giá tỉ số SN theo phương pháp Taguchi - Đã tối ưu hóa đa mục tiêu ảnh hưởng bán kính mũi dao lượng chạy dao đến nhám bề mặt lực hướng kính Fy với mong muốn nhỏ tốt phương pháp phân tích hệ số GRA thiết kế Taguchi Tìm thơng số tối ưu cho tiêu này, cụ thể là: r = 0.8 mm, S = 0.06 mm/vòng cho nhám bề mặt lực cắt đạt nhỏ 4.2 Khuyến cáo Căn kết đạt sau thực nghiệm, tiện cứng thép ổ lăn SUJ2, tác giả đưa khuyến cáo cho bán kính mũi dao sau: Với chế độ cắt có số vịng quay trục 650 vịng/phút, chiều sâu cắt 0,1 mm sử dụng bán kính mũi dao r = 0,8 mm lượng chạy dao S = 0,06 mm cho kết tối ưu cho nhám bề mặt lực cắt Ra = 0,25 µm Fy = 137 N 63 download by : skknchat@gmail.com 4.3 Ý nghĩa khoa học Các kết nghiên cứu đề tài sở khoa học để ứng dụng công nghệ tiện cứng chế tạo sản phẩm góp phần mở rộng phạm vi ứng dụng chất lượng cao thực tiễn sản xuất Các kết nghiên cứu mở hướng nghiên cứu phát triển công nghệ tiện cứng có hiệu cao cơng nghiệp chế tạo nước ta 4.4 Ý nghĩa thực tiễn Các kết nghiên cứu ứng dụng nhà máy chế tạo Quá trình ứng dụng kết nghiên cứu cho phép mở rộng phạm vi gia công ngành chế tạo máy nói chung cơng nghệ tiện cứng nói riêng Góp phần tạo sản phẩm có chất lượng tốt, giá thành hạ nâng cao khả ứng dụng vào thực tiễn phù hợp với điều kiện sản xuất nước ta 4.5 Hướng nghiên cứu đề tài Kết nghiên cứu đề tài dừng chế độ công nghệ, loại dụng cụ cắt, loại vật liệu chiều sâu cắt định Vì cần tiến hành thí nghiệm cách tổng quan để tìm quy luật rộng Thêm vào cần tiến hành kiểm tra mòn chế mòn phần cắt dao chất lượng bề mặt phôi Nghiên cứu ảnh hưởng hình dạng lưỡi cắt đến chất lượng bề mặt mòn dụng cụ Nghiên cứu ảnh hưởng lực cắt đến chất lượng bề mặt tuổi bền dụng cụ Nghiên cứu triển khai đề tài trung tâm CNC đại hơn, tối ưu hóa nhiều mục tiêu (Hạ giá thành sản phẩm, nâng cao tuổi bền dao, đánh giá chiều sâu lớp trắng, vật liệu làm dao) để có cơng bố tạp chí có uy tín 64 download by : skknchat@gmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Văn Vũ (2002), Phương pháp Taguchi – khả ứng dụng quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu tối ưu hóa Cơ khí ngày 2002, số 08, trang 30 [2] Trần Văn Địch (2004), Gia công tinh bề mặt chi tiết máy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt (2006), Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] Trần Hữu Đà, Nguyễn Văn Hùng, Cao Thanh Long (1998), Cơ sở chất lượng trình cắt, Trường ĐHKTCN Thái Nguyên [6] Nguyễn Thị Quốc Dung (2012), Luận án tiến sỹ: “Nghiên cứu q trình tiện thép hợp kim qua tơi dao PCBN”, Trường ĐH KT CN Thái Nguyên [7] Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [8] Trần Thế Lục (1988), Giáo trình Mịn Tuổi bền dụng cụ cắt, Khoa khí - Trường ĐHBK Hà Nội [9] Phan Quang Thế (2002), Luận án tiến sỹ: “Nghiên cứu khả làm việc dụng cụ thép gió phủ dùng cắt thép bon trung bình”, Trường ĐHBK Hà Nội [10] Nguyễn Quốc Tuấn (2005), Cơ sở chất lượng trình cắt, Trường ĐHKTCN Thái Nguyên [11] Phan Quang Thế, Trần Ngọc Giang (2008), “Nghiên cứu chế mòn dao gắn mảnh PCBN sử dụng tiện tinh thép 9XC qua tơi”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, tập 2, số (48) 65 download by : skknchat@gmail.com [12] Liu.X.L, Wen.D.H, Li.Z.J, Xiao.L, Yan.F.G, (2002), “Experimental Study on Hard Turning Hardened GCr15 Steel with PBCN Tool”, Journal of Materials Processing Technology, Vol.129, pp 217-222 [13] Diniz.A.E, Ferreira.J.R, Filho.F.T, (2003), “Influence of Refrigeration/ Lubrication Condition on SAE 52100 Hardened Steel Turning at Several Cutting Speeds”, International Journal of Machine Tools and [14] Trent E.M and Wright P.K (2000), Metal cutting, Butterworth – Heinemann USA [15] A Primer on the Taguchi method, Ranjit K Roy, 2010 66 download by : skknchat@gmail.com ... tài: “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BÁN KÍNH MŨI DAO ĐẾN Q TRÌNH TIỆN CỨNG THÉP Ổ LĂN BẰNG DỤNG CỤ PCBN? ?? Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan chất vật lý trình cắt kim loại tiện cứng đặc điểm trình. .. hưởng đến lực cắt nhám bề mặt trình tiện cứng thép ổ lăn chưa có nghiên cứu cụ thể Vì vậy, đề tài nghiên cứu ảnh hưởng bán kính mũi dao, lượng chạy dao đến nhám bề mặt, lực cắt tiện cứng thép ổ lăn. .. điểm trình tiện cứng - Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng bán kính mũi dao tới nhám bề mặt, lực cắt sử dụng dụng cụ PCBN tiện tinh thép ổ lăn Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu kết hợp