Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Bình,người đã hướng dẫn và giúp đỡ lựa chọn đề tài, nghiên cứu, thực nghiệm để hoànchỉnh luận văn.Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám hiệu, Khoa Cơ Khí Chế Tạo TrườngĐại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh, Thầy giáo Th.S Nguyễn Thanh Sơn đã tạo điềukiện thuận lợi về mọi mặt để nghiên cứu và thí nghiệm để hoàn thành đề tài này
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BÌNH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH Họ tên: NGUYỄN THÁI HÀ “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU THÉP CAC-BON C45 TRÊN MÁY PHAY CNC” LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn: TS NGUYỄN THANH BÌNH Nghệ An, năm 2017 Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiêm cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Trừ phần tham khảo nêu rõ luận văn! Vinh, ngày tháng năm 2017 NGƯỜI HƯỚNG DẪN TÁC GIẢ TS NGUYỄN THANH BÌNH NGUYỄN THÁI HÀ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Bình, người hướng dẫn giúp đỡ lựa chọn đề tài, nghiên cứu, thực nghiệm để hoàn chỉnh luận văn Tác giả bày tỏ lịng biết ơn Ban Giám hiệu, Khoa Cơ Khí Chế Tạo Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh, Thầy giáo Th.S Nguyễn Thanh Sơn tạo điều kiện thuận lợi mặt để nghiên cứu thí nghiệm để hồn thành đề tài Cuối cùng, tơi muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt tới quan nơi công tác, đồng nghiệp, người thân gia đình tạo điều kiện mặt thời gian, động viên tinh thần để học tập, nghiên cứu suốt q trình khóa học hồn thành đề tài luận văn./ Vinh, ngày 20 tháng 12 năm2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thái Hà Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Lịch sử nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3.1.Mục đích nghiên cứu 3.2.Đối tượng phạm vi nghiên cứu Tóm tắt nội dung thực đóng góp tác giả 10 Phương pháp nghiên cứu 11 Chương 1: CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIÉT MÁY 12 CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT 12 1.1.Chất lượng hình học bề mặt gia công 13 1.2.Tính chất lý lớp bề mặt gia cơng 15 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT 17 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt 17 2.2 Các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ biến cứng lớp bề mặt 21 PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT 22 3.1 Phương pháp đạt độ nhẵn bề mặt 22 3.2 Phương pháp đạt độ cứng bề mặt 23 3.3 phương pháp đạt ứng suất dư bề mặt 24 NHẬN XÉT 24 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CNC 26 KHÁI QUÁT VỀ MÁY CÔNG CỤ CNC 26 1.1 Lịch sử phát triên máy công cụ CNC 26 1.2 Đặc điêm máy công cụ CNC 27 1.2.1 Những nét máy công cụ máy CNC 27 1.2.2 Kết cấu máy công cụ CNC Gồm phần là: 28 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CNC 34 2.1 Khái niệm hệ điều khiển số 34 2.2 Các dạng điều khiển số 34 Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo 2.3 Hệ điều khiển CNC( Computer Numerical Control) 34 MÁY PHAY CNC - ĐẶC ĐIỂM, KẾT CẤU 36 3.1 Sơ lược máy phay CNC 36 3.2 Phân loại máy phay CNC 36 Chương 3: THÉP CACBON VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ 37 NHỮNG ĐẶC TÍNH CỦA THÉP CACBON 37 1.1 Khái niệm: 37 1.2 Tính chất: 38 1.3 Thành phần hoá học 38 1.4 Ảnh hưởng cacbon đến tính chất cơng dụng thép thường 39 1.5 Ảnh hưởng tạp chất 40 PHÂN LOẠI THÉP CACBON 41 2.1 Phân loại theo chất lượng: 41 2.2 Phân loại theo thành phần cacbon 42 TIÊU CHUẨN THÉP CACBON 44 3.1 Tiêu chuẩn Việt Nam: 44 3.2 Tiêu chuân nước 47 3.3 Thép cacbon C45 (vật liệu thí nghiệm) 49 Chương : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU THÉP CÁC BON C45 TRÊN MÁY PHAY CNC 50 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀN KHIỂN CÁC THÔNG SỐ CƠNG NGHỆ 50 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM 51 QUY HOẠCH TRỰC GIAO CẤP I 55 3.1 Xác đinh miền biến thiên 55 3.2 Chọn dạng phương trình hồi quy 56 3.3 Kiểm định có nghĩa hệ số hồ quy bj 58 3.4 Kiểm định có nghĩa phương trình hồi quy với chuẩn Fisher 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 I Kết luận 63 II Kiến nghị 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Tiếng Anh 68 Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các yếu tố hình học lớp bề mặt Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Các tiêu đánh giá độ nhám bề mặt Error! Bookmark not defined Hình 1.3 - Quan hệ chiều cao nhấp nhô lượng tiến dao tiện Error! Bookmark not defined Hình 1.4 - Ảnh hưởng hình dáng hình học dụng cụ cắt chế độ cắt đến nhấp nhô bề mặt tiện Error! Bookmark not defined Hình 1.5 - Ảnh hưởng lượng chạy dao S chiều sâu biến cứng tc, tùy theo loại vật liệu gia công vật liệu làm dụng cụ cắt Error! Bookmark not defined Hình 1.6 - Ảnh hưởng vận tốc cắt (V) đến chiều cao nhấp nhô tế vi (Rz) Error! Bookmark not defined Hình 1.8 - Ảnh hưởng lượng tiến dao (S) bán kính lưỡi cắt (r) đến độ biến cứng bề mặt Error! Bookmark not defined Hình 1.9 Ảnh hưởng đến ứng suất dư bề mặt Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Máy phay CNC Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Cấu tạo bàn xoay máy CNC Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Trục bàn xoay Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Cụm trục máy phay CNC Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Băng máy Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Kết cấu cụm vít me đai ốc bi Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Cơ cấu thay dao Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Ảnh hưởng cacbon đến tính thép thường Error! Bookmark not defined Hinh 3.2: Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) Error! Bookmark not defined Hình 4.1 Máy phay CNC Vcenter- 85 Error! Bookmark not defined Hình 4.2a Dao phay mặt đầu Error! Bookmark not defined Hình 4.2b Mẫu hợp kim APMT 1604PDER-M2 VP15TF MisubishiError! Bookmark not defined Hình 4.3 Phơi thí nghiệm Error! Bookmark not defined Hình 4.4 Thiết bị đo độ nhám Mitutoyo SJ210 - Made in Japan Error! Bookmark not defined Hình 4.5 Mơ hình đối tượng công nghệ Error! Bookmark not defined Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cấp độ nhẵn bóng theo TCVN 2511-95 Error! Bookmark not defined Bảng 1.2 Cấp độ nhẵn ứng với phương pháp gia cơngError! Bookmark not defined Bảng 3.1: Bảng tính loại thép phân nhóm A Error! Bookmark not defined Bảng 3.2: Bảng tính loại thép Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Trình bày tính thép cacbon thường loại A Việt Nam Nga (TCVN 1765 - 75 tiêu chuẩn Nga 380 - 71) Error! Bookmark not defined Bảng 3.5: Thành phần hóa học thép cacbon tốt Nhật Error! Bookmark not defined Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật máy phay CNC Vcenter- 85 Error! Bookmark not defined Bảng 4.2 Bảng tính tốn thơng số cơng nghệ Error! Bookmark not defined Bảng 4.3: Ma trận thí nghiệm thơng số phay Error! Bookmark not defined Bảng 4.4 Kết đo độ nhám Ra giá trị Y Error! Bookmark not defined Bảng 4.5 Các hệ số phương trình hồi quy Error! Bookmark not defined Bảng 4.6 Giá trị phương sai tái độ lệch chuẩn Error! Bookmark not defined Bảng 4.7 hệ số phương sai dư Error! Bookmark not defined Bảng 4.8 Giá trị biến mã hóa Error! Bookmark not defined Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Gia công chi tiết máy địi hỏi phải có độ xác cao, chất lượng bề mặt phải đảm bảo độ nhẵn, phẳng đảm bảo tuổi thọ suất cho máy Đặc biệt Việt Nam thành viên tổ chức thương mại giới WTO, Hiệp định TPP có hiệu lực hàng rào thuế quan ASEAN dỡ bỏ, hội nhập kinh tế giới khu vực ASEAN cần đảm bảo tính cạnh tranh yếu tố đặt cho vấn đề công nghệ Công nghệ số tính tất yếu để cạnh tranh chất lượng giá thành việc nghiên cứu để lựa chọn đặc tính cơng nghệ gia cơng cần thiết Thực tế khơng khó cập nhật thơng tin khoa học phần lớn mang tính lý thuyết định hướng, để ứng dụng cụ thể vào sản xuất cần phải nhiều thí nghiệm, tốn tiền bạc chưa kể đến nhiều thời gian khơng đảm bảo tính cạnh tranh mắt sản phẩm Tuy nhiên có nhiều tài liệu, sổ tay kỹ thuật với số liệu thực nghiệm cơng tình nghiên cứu cũ, không đảm bảo vật liệu, công nghệ tốc độ khác xa với điều kiện Trong vài thập niên trở lại ngành công nghiệp Việt Nam thực chuyển mình, máy điều khiển số (NC, CNC) ngày trang bị, nâng cấp cho dây chuyền sản xuất, đặc biệt gia công cắt gọt máy tiện, phay nhiều trục, máy phay tốc độ cao, trung tâm gia công v.v… để nâng cao chất lượng giá thành sản phẩm Việc đầu tư công nghệ, đào tạo độ ngũ thợ sản xuất chuỗi quy trình phát triển doanh nghiệp, sản xuất người thợ dựa vào sổ tay kỹ thuật thí nghiệm công bố làm sở để điều chỉnh chế độ gia cơng, thí nghiệm mở rộng nhiều thông số (V, t, S) đa dạng thí nghiệm loại vật liệu q trình sản xuất đỡ thời gian suất tăng lên đáng kể Điều khiển thông số để đảm bảo chất lượng bề mặt cho thép Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo bon thơng thường số thí nghiệm đưa chế độ cắt chung cho thép cácbon thông thường thép C45 dãi vận tộc cắt lượng tiến dao thấp nên kết chất lượng bề mặt không cao Thép cac-bon C45 thép bon sử dụng rộng rãi chế tạo máy, tuổi thọ hay khả làm việc chi tiết chịu nhiều ảnh hưởng thơng số hình học chất lượng bề mặt làm việc Vì để đảm bảo yêu cầu chất lượng bề mặt giải vấn đề ta phải tìm điều kiện gia công chế độ cắt (V, t, S) để chất lượng bề mặt Ra, Rz đảm bảo gia công thép C45 cao Về công dụng vật liệu thép bon C45 chế tạo máy thường dùng để chế tạo chi tiết trục, bánh răng.v.v Từ thực tiễn tác giả chọn đề tài: Chất lượng chi tiết khả làm việc nó, khả làm việc chi tiết máy chịu ảnh hưởng định thông số chất lượng bề mặt làm việc Vì muốn đạt khả làm việc chi tiết máy hiệu phải đảm bảo yêu cầu chất lượng bề mặt, để giải vấn đề ta phải tìm mối quan hệ thơng số chất lượng bề mặt Ra, Rz, với điều kiện gia công chế độ cắt (V, t, S) Dựa vào mối quan hệ người làm cơng nghệ điều khiển thơng số cơng nghệ máy dao để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy q trình gia cơng cải thiện suất dần tiệm cận “Khai thác tối đa công suất máy” để hạ giá thành sản phẩm Xuất phát từ đặc điểm tầm quan trọng vật liệu thép C45 lĩnh vực chế tạo máy nên tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công vật liệu thép bon C45 máy phay CNC” Lịch sử nghiên cứu Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy trình gia công thực chất xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt (đầu ra) với thông số cơng nghệ (đầu vào) sau nhà cơng nghệ dựa vào mối quan hệ để điều khiển chế độ cắt phù hợp cho máy trình gia công đạt yêu cầu chất lượng bề mặt Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo Việt Nam có xu hướng sử dụng máy CNC ngày nhiều, yêu cầu cấp thiết thực tế sản xuất, nên đề tài nghiên cứu ứng dụng nhằm khai thác hiệu máy CNC lớn đề tài nghiên cứu khoa học: Đỗ Tùng Linh , Xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ gia cơng vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC, Luận văn thạc sỹ, ĐHBK-HN (2010); Nguyễn Chí Cơng, Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công vật liệu Nhôm hợp kim Nhôm máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ, ĐHBK-HN (2012); Nguyễn Anh Tuấn : Điều khiển công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt gia công vật liệu thép bon thông thường máy phay CNC, Luận văn Thạc sỹ ĐHBKHN (2010); Ngô Xuân Hồi : Điều khiển công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt gia công vật liệu thép bon thông thường máy Tiện CNC, Luận văn Thạc sĩ ĐHBKHN (2012); Nguyễn Thanh Bình: Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến số thông số đặc trưng gia công cao tốc mặt khuôn, Luận án Tiến sĩ ĐHBKHN (2016) Trong nhóm đề tài có nhiều đề tài trực tiếp nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt, điều chứng tỏ việc nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy quan trọng Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu là: Đánh giá chất lượng bề mặt chi tiết gia công thép cacbon C45 máy phay CNC Vcenter- 85 (Hãng sx Victor Taichung Đài Loan), từ xác lập mối quan hệ thông số độ nhám bề mặt với chế độ cắt để người làm công nghệ điều khiển máy gia công với chế độ cắt phù hợp theo độ nhám yêu cầu - Dùng làm tài liệu tham khảo cho sản xuất, giảng dạy học tập 3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài là: - Chất lượng bề mặt gia công thép cacbon C45 máy phay CNC - Ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công gia công vật liệu thép cacbon C45 máy phay CNC Nguyễn Thái Hà Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo Hình 4.3 Phơi thí nghiệm - Phay phẳng mặt đầu chi tiết với với phạm vi điều chỉnh chế độ căt sau: - Phạm vi điều chỉnh tốc độ : V = (55-85) m/ph - Phạm vi điều chỉnh lượng tiến dao : S = (0,08-0,16) mm/ vòng - Phạm vi điều chỉnh chiều sâu cắt : t = (0,8-1,6) mm - Không sử dụng dung dịch trơn nguội - Thiết bị đo : Máy đo độ nhám Mitutoyo SJ210 - Made in Japan Hình 4.4 Thiết bị đo độ nhám Mitutoyo SJ210 - Made in Japan Nguyễn Thái Hà 54 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo QUY HOẠCH TRỰC GIAO CẤP I Phương pháp quy hoạch trực giao cấp I phương pháp thiết kế thực nghiệm nhằm thiết lập mối quan hệ yếu tố đầu phụ thuộc bậc yếu tố đầu vào X Y ĐỐI TƯỢNG CÔNG NGHỆ Hình 4.5 Mơ hình đối tượng cơng nghệ 3.1 Xác đinh miền biến thiên < < = Tâm quy hoạch: Bảng 4.2 Bảng tính tốn thơng số cơng nghệ Các yếu tố t(mm) S(mm/vòng) V(m/phút) Mức +1 1,6 0,16 85 Mức -1 0,8 0,08 55 Mức sở 1,2 0,12 70 Khoảng biến thiên 0,4 0,04 15 Số thí nghiệm cần thực hiện: N= 23 =8 xét yếu tố ảnh hưởng (thông số đầu vào) chế độ cắt t,s,v thí nghiệm Tất yếu tố (thông số đầu vào) q trình thí nghiệm thây đổi mức theo bảng 4.2 Nguyễn Thái Hà 55 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo Bảng 4.3: Ma trận thí nghiệm thơng số phay Biến mã hóa STT Khoảng Biến thực nghiệm X1 X2 X3 t(mm) S(mm/vg) V(m/phút) -1 -1 -1 0,8 0,08 55 +1 -1 -1 1,6 0,08 55 -1 +1 -1 0,8 0,16 55 +1 +1 -1 1,6 0,16 55 -1 -1 +1 0,8 0,08 85 +1 -1 +1 1,6 0,08 85 -1 +1 +1 0,8 0,16 85 +1 +1 +1 1,6 0,16 85 0 1,2 0,12 70 10 0 1,2 0,12 70 11 0 1,2 0,12 70 biến thiên Cơ sở 3.2 Chọn dạng phương trình hồi quy Với tốn đặt điều kiện lặp lại thí nghiệm ba lần đo giá trị lấy giá trị trung bình Bảng 4.4 Kết đo độ nhám Ra giá trị Y TT Biến mã hóa chế độ cắt Kết đo độ nhám bề mặt Hàm mục tiêu Y= ln(Ratb) Số thí phương án Ra1 Ra2 Ra3 Ratb LnRtb 55 0,86 0,96 0,94 0,920 -0,083 0,08 55 0,96 1,04 0,94 0,980 -0,020 0,8 0,16 55 1,92 2,01 1,95 1,960 0,673 -1 1,6 0,16 55 2,2 2,06 2,04 2,100 0,742 +1 0,8 0,08 85 0,63 0,62 0,7 0,650 -0,431 t(mm) S(mm/vg) X1 X2 X3 -1 -1 -1 0,8 0,08 +1 -1 -1 1,6 -1 +1 -1 +1 +1 -1 nghiệm k Nguyễn Thái Hà +1 V(m/p) 56 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Số TN Khoa Cơ Khí Chế Tạo +1 +1 +1 1,6 0,08 85 0,78 0,72 0,66 0,720 -0,329 -1 +1 +1 0,8 0,16 85 0,97 1,02 0,92 0,970 -0,030 +1 +1 +1 1,6 0,16 85 2,06 1,93 1,89 1,960 0,673 0 1,2 0,12 70 1,24 1,08 1,1 1,140 0,131 10 0 1,2 0,12 70 1,18 1,24 1,3 1,240 0,215 11 0 1,2 0,12 70 1,23 1,35 1,38 1,320 0,278 tâm Bảng 4.5 Các hệ số phương trình hồi quy Biến mã hóa Hàm mục X Yi X Yi -0,08338 0,08338161 0,08338 0,083382 -0,0202 -0,0202027 0,0202 0,020203 - 0,672944 -0,6729445 0,67294 -0,67294 + - 0,741937 0,74193734 0,74194 -0,74194 - - + -0,43078 0,43078292 0,43078 -0,43078 + + - + -0,3285 0,3285 -0,3285 -0,030 + - + + -0,03046 0,03045921 -0,03046 -0,03046 0,673 + + + + 0,672944 0,67294447 tiêu Y= X0 X1 X2 X3 -0,083 + - - - -0,020 + + - - 0,673 + - + 0,742 + + -0,431 + -0,329 ln(Ratb) b0 X Yi X1Yi -0,3285041 0,67294 0,672944 0,149 b1 0,117 b2 0,365 b3 -0,1785 Vậy phương trình hồi quy thực nghiệm có dạng = 0,149+ 0,117X1 + 0,365X2 -0,1785X3 (4.1) Để kiểm tra ý nghĩa hệ số b Quy hoạch thực nghiệm trước tiên phải tìm phương sai tái Để xác đinh phương sai tái người nghiên cứu phải làm thí nghiệm song song điểm thực nghiệm phải làm thêm số thí nghiệm tâm phương án Vì ma trận thực nghiệm phương án quy hoạch trực giao cấp I ma trận trực giao có tính quay nên hệ số b Nguyễn Thái Hà 57 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo QHTN độc lập xác định với độ xác (Sbj) nhau: 3.3 Kiểm định có nghĩa hệ số hồ quy bj Bảng 4.6 Giá trị phương sai tái = ln( TT = 1,14 0,131 10 = 1,24 0,215 11 = 1,32 0,278 ) = ( độ lệch chuẩn + + ) ( - )2 0,00591 0,208 0,0000517 0,00486 0,01082 Phương sai tái hiện: ∑ = ( )2 Trong đó: m số lần thí nghiệm tâm x 0,01082= 0,0054 = = = 0,0736 Tính ý nghĩa b kiểm định theo chuẩn Student (t) = = √ , , = 0,026 (4.2) = (4.3) Trong đó: N độ lệch chuẩn số thí nghiệm ứng với phương án hệ số thứ j phương trình hồi quy độ lệch quân phương hệ số thứ j Với xác suất tin cậy P=0,95 Phân bố Student với mức có nghĩa p=0.05, bậc tự k = - = ta t (0,05;2)= 2,92 (Phụ lục….) Hệ số b có nghĩa khi: | | ≥ ( , )= 0,026 x 2,92 = 0,076 Vậy hệ số b0;b1;b2;b3 có nghĩa Vậy phương trình hồi quy có dạng: = 0,149 + 0,117X1 + 0,365X2 - 0,1785X3 (4.3) 3.4 Kiểm định có nghĩa phương trình hồi quy với chuẩn Fisher Kiểm tra phù hợp mơ hình, ta tính phương sai dư Nguyễn Thái Hà 58 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo Bảng 4.7 hệ số phương sai dư ( -0,083 -0,1545 0,00506 -0,020 0,0795 0,00994 0,673 0,5755 0,00950 0,742 0,8095 0,00456 -0,431 -0,5115 0,00652 -0,329 -0,2775 0,00260 -0,030 0,2185 0,06198 0,673 0,4525 0,04860 )2 0,14875 = < Với: ( = , ) ( ) Trong đó: ∑ ( ) = 0,14875 = , = 0,037 - phương sai dư K hệ số có nghiã mơi trường thực nghiệm F - tiêu chuẩn Fisher tra bảng với mức có nghĩa p, bậc tự lặp f2 = n0 -1 ; bậc tự dư f1 = N - K = < ( , ) = , , = 6,872 Chọn mức ý nghĩa p=0.05, ứng với bậc tự lặp k2= n0 -1= 3- 1; bậc tự dư k1= N-l = 8-4 =4.(Tra bảng phụ lục Fisher) có Fp(f2,f1)= 19,3> Vậy mơ hình (4.3) hồn tồn có nghĩa phù hợp với thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng biến thực ta chuyển phương trình (4.3) với biến mã hóa Xj phương trình với biến thực xj Mã hóa biến: Nguyễn Thái Hà 59 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh + = + = + = = +1 = = +1 = = +1 = Khoa Cơ Khí Chế Tạo Bảng 4.8 Giá trị biến mã hóa t(mm) S(mm/vg) V(m/phút) Mức +1(max) 1,6 0,16 Mức sở 1,2 Mức -1(min) 0,8 = = = (lnS) 85 0,470 -1,833 4,443 0,12 70 0,182 -2,120 4,248 0,08 55 -0,223 -2,526 4,007 ln(1,6) (lnV) ln(0,8) = 0,347 ln(0,16) ln(0,08) = = 0,347 ln(85) ln(55) = = 0,218 2 = (lnt) thay X1, X2, X3 vào phương trình hồi quy (4.3), ta có: , = 0,149 + 0,117 , + 0,362 , – 0,0648 , , , ⇒ y= 1,462+0,338x2 +1,053x2 -0,820x3 Hay ta có: ln Ra= 1,462+0,338lnt+1,053lnS-0,820lnV ⇒ = , , , , (4.4) Vậy phương trình thể mối quan hệ thông số chế độ cắt s, v, t tới Ra : = = , , , , (4.4) Từ phương trình (4.4) ta thấy s t có số mũ dương nên ảnh hưởng đến Ra theo chiều thuận, tức tăng t s Ra tăng theo Vận tốc cắt v có số mũ âm nên ảnh hưởng v tới Ra theo chiều nghịch, v tăng Ra giảm Vậy muốn đạt chất lượng bề mặt theo mong muốn cần đồng thời điều chỉnh thông số công nghệ phù hợp để gia công chi tiết đảm bảo chất lượng bề mặt theo ý muốn Nguyễn Thái Hà 60 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo - Trong thông số chế độ cắt độ nhám bề mặt bị ảnh hưởng nhiều bước tiến dao S Độ nhám bề mặt tỷ lệ nghịch với tốc độ cắt, tốc độ cắt lớn độ nhám bề mặt nhỏ Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với V, t Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với V, t Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với V S t =1,6 (mm) Nguyễn Thái Hà 61 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với V S Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với S t V=55 (m/ph) Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với S t Nguyễn Thái Hà 62 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Độ nhám bề mặt nói riêng chất lượng bề mặt chung nhiều yếu tố ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt ảnh hưởng rõ nét Để điều khiển thông số công nghệ gia công chi tiết đảm bảo chất lượng bề mặt theo yêu cầu ta cần phải xác định quan hệ độ nhám bề mặt với thông số chế độ cắt Như để xác định mối quan hệ ta phải tiến hành thực nghiệm cách cho chế độ cắt thay đổi sau đo độ nhám bề mặt ứng với chế độ cắt cụ thể, xử lý số liệu nhận thu hàm hồi quy Được đồng ý thầy giáo hướng dẫn, với yếu tố ảnh hưởng (thông số đầu vào) chế độ V, t, S số thực nghiệm cần thiết 23 = Với số thí nghiệm kết nhận chưa thật xác, nhiên cho kết phù hợp với lý thuyết Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng thông công nghệ đến thép C45 Đây loại vật liệu phổ biến, có độ cứng tương đối cao sử dụng nhiều chế tạo máy Trên sở tổng hợp lý thuyết thực nghiệm, đề tài xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ từ mối quan hệ điều khiển thơng số cơng nghệ cách dễ dàng tùy theo yêu cầu chất lượng bề mặt Kết nghiên cứu đề tài bổ sung vào ngân hàng liệu, làm tài liệu tham khảo học tập II Kiến nghị Các kết nghiên cứu cần kiểm chứng sản xuất trước khẳng định tính sát thực Trong q trình tiến hành thực nghiệm chúng tơi tìm quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt, có nghĩa sử dụng dao thay đổi chế độ cắt dãi định Với tầm quan trọng độ nhám bề mặt khả làm việc chi tiết Nguyễn Thái Hà 63 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo máy, theo tơi cần phát triển thêm đề tài theo hướng thay đổi thông số chế độ cắt theo nhiều dãi nữa, thay đổi nhiều loại dao với thơng số hình học dao khác GIÁ TRỊ TỚI HẠN PHÂN PHỐI FISHER Nguyễn Thái Hà 64 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo Bảng : Nguyễn Thái Hà 65 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo GIÁ TRỊ PHÂN PHÂN PHỐI STUDENT TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thái Hà 66 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo Tiếng Việt [1] Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2001) Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học Kỹ thuật [2] Giang Kim Liên (2010), Bài giảng môn Quy hoạch thực nghiệm Đại học Đà Nẵng [3] Bùi Minh Trí « Xác suất thông kê quy hoạch thực nghiệm » Đại học bách khoa Hà Nội [4] Nguyễn Duy, Trần Sỹ Túy, Trịnh Văn Tự (1977) “Nguyên lý cắt kim loại” NXB Đại học Trung học Chuyên nghiệp - Hà Nội [5] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2000)- Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Trần Quang Khánh (2007)- Giáo trình sở MatLab tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [7] Ngô Xuân Hồi : Điều khiển công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt gia công vật liệu thép bon thông thường máy Tiện CNC, Luận văn Thạc sĩ ĐHBKHN (2012); [8] Đỗ Tùng Linh , Xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt với thông số cơng nghệ gia cơng vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC, Luận văn thạc sỹ, ĐHBK-HN (2010); [9] Nguyễn Chí Cơng, Điều khiển thơng số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công vật liệu Nhôm hợp kim Nhôm máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ, ĐHBK-HN (2012); [10] Nguyễn Thanh Bình: Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến số thông số đặc trưng gia công cao tốc mặt khuôn, Luận án Tiến sĩ ĐHBKHN (2016) Nguyễn Thái Hà 67 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Khoa Cơ Khí Chế Tạo [11] Nguyễn Anh Tuấn : Điều khiển công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt gia công vật liệu thép bon thông thường máy phay CNC, Luận văn Thạc sỹ ĐHBKHN (2010); Tiếng Anh [11].Hoang Tien Dung, Nguyen Huy Ninh, Tran Van Dich, Tran Ngọc Hien and Nguyen Thanh Binh (2014) Optimizing cutting conditions in high speed milling using evolution algorithms.The 7th AUN/SEED-Net Regional conference in mechanical and manufacturing engineering, pp 146-150 [12] A.E Tay, M.G Stevenson, G DeVahl Davis (19740), sing the finite element method to determine temperature distribution in orthogonal machining, Proc Inst Mech Eng 188, PP 627-638 [13] A.O Schmidt, O.W Gilbert, A Boston (1945), Thermal balance method and mechanical investigation for evaluating machinability, Trans ASME 67 [14] Herbert Schulz,The history of high speed machining (1997), Institute of Production Engineering and Machine Tools (PTW) Darmstadt University of Technology, Germany [15] J Lin, S.L Lee, C.I Weng (1992), Estimation of cutting temperature in high speed machining, J Eng Mater Technol., Trans ASME 114 pp 289-296 Nguyễn Thái Hà 68 Luận văn Thạc sĩ ... : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU THÉP CÁC BON C45 TRÊN MÁY PHAY CNC KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀN KHI? ??N CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ Nghiên cứu ảnh hưởng. .. nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài là: - Chất lượng bề mặt gia công thép cacbon C45 máy phay CNC - Ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công gia công vật liệu thép cacbon C45 máy phay. .. vật liệu thép C45 lĩnh vực chế tạo máy nên tác giả chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công vật liệu thép bon C45 máy phay CNC” Lịch sử nghiên cứu