Xác định hệ số phương trình Taylor khi tiện thép kết cấu bằng dụng cụ phủ Titanium nitrit

Xác định các hệ số phương trình Taylor ỦY BAN NHÂN DÂN TPHCM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ THỦ ĐỨC KHOA CƠ KHÍ THUYẾT MINH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ Đề tài: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHƯƠNG TRÌNH TAYLOR KHI TIỆN THÉP KẾT CẤU BẰNG DỤNG CỤ PHỦ TITANIUM NITRIT(TiN) Người thực hiện: Hồ Phi Anh Trần Xuân Trinh Tp.HCM, tháng 03 năm 2014 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor MỤC LỤC  Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu trình phát triển dụng cụ cắt 1.2 Dụng cụ cắt có lớp phủ 1.2.1 Cấu tạo đặc điểm dụng cụ cắt có lớp phủ 1.2.2 Quy trình phủ 1.2.2.1 Phương pháp phủ bay vật lý( PVD) 1.2.2.2 Phương pháp phủ bay hoá học (CVD) 1.2.2.3 Tóm tắt quy trình chế tạo mảnh dao tiện (Insert) 1.2.3 Các loại dụng cụ cắt có lớp phủ thơng dụng 1.2.4 Các cơng trình nghiên cứu vật liệu phủ có liên quan đến luận văn 10 1.2.4.1 Cơng trình N.H.KIM,J.S.CHUN “Nghiên cứu tuổi bền dao có bít vơnfram vật liệu lớp phủ bít ti tan nhơm oxít” 10 1.2.4.2 “Nghiên cứu mòn tuổi bền dao phay lăn đĩa xích thép gió có lớp phủ sản xuất Việt Nam", luận văn thạc sĩ, trường đại học thái nguyên 13 1.3 Tính Cấp Thiết Của Đề Tài 14 1.4 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 14 1.5 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 15 1.7 Kết luận 15 CHƯƠNG 2: MÒN VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ CẮT CÓ LỚP PHỦ KHI TIỆN THÉP KẾT CẤU 17 2.1 Bản chất vật lý mài mòn dụng cụ cắt 17 2.2 Q trình mài mịn dụng cụ cắt 19 2.3 Các dạng mòn dụng cụ cắt 20 2.3.1 Mài mòn mặt trước 21 2.3.2 Mài mòn mặt sau 22 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor 2.4 Chỉ tiêu đánh giá mài mòn dụng cụ cắt 23 2.4.1 Chỉ tiêu đánh giá mòn mặt sau 23 2.4.2 Chỉ tiêu đánh giá mòn mặt trước 25 2.5 Tuổi bền dao phương trình Taylor tuổi bền dao 26 2.5.1 Khái niệm tuổi bền dao 26 2.5.2 Phương trình Taylor tuổi bền dao 27 2.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi bền dao 28 2.5.3.1 Ảnh hưởng chi tiết gia công 28 2.5.3.2 Ảnh hưởng vận tốc cắt 28 2.6 Kết luận 30 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ TRONG PHƯƠNG TRÌNH TAYLOR KHI TIỆN THÉP S45C BẰNG DAO PHỦ TITANIUM NITRIT(TIN) 31 3.1 Cơ sở phương pháp nghiên cứu 31 3.2 Nhám bề mặt gia công 31 3.2.1 Khái niệm 31 3.2.3 Chiều cao nhấp nhô profin theo mười điểm Rz 32 3.2.4 Phương pháp kiểm tra chất lượng bề mặt chi tiết máy 33 3.2.5 Các giá trị nhám bề mặt đạt gia công cắt gọt 33 3.3 Lựa chọn mơ hình quy hoạch 34 3.3.1 Lựa chọn giá trị chế độ cắt 35 3.3.2 Phương pháp định mòn tới hạn 36 3.4 Trang thiết bị thực nghiệm 38 3.4.1 Máy tiện CNC 38 3.4.2 Dụng cụ cắt 39 3.4.3 Chi tiết gia công 40 3.4.4 Dụng cụ đo thí nghiệm 41 3.4.4.1 Thiết bị đo độ bóng bề mặt 41 3.4.4.2 Dụng cụ đo kích thước 41 3.4.5 Phần mềm mô chương trình gia cơng 42 3.5 Quy trình thực nghiệm 43 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor 3.5.1 Chuẩn bị kiểm tra mơ hình thực nghiệm 43 3.5.2 Xây dựng phương trình Taylor tuổi bền dao xét đến ảnh hưởng vận tốc cắt 45 3.5.3 Thực nghiệm xây dựng phương trình Taylor mở rộng xét ảnh hưởng nhiều yếu tố đến tuổi bền dao 49 3.5.3.1 Cơ sở thiết kế thực nghiệm 49 3.5.3.2 Xác định số thí nghiệm lặp 52 3.5.3.3 Kết thực nghiệm xử lý số liệu 52 3.5.3.4 Xác định hệ số n, m, k, C phương trình Taylor mở rộng 59 3.5.4 Xác định mối quan hệ yếu tố chế độ cắt đến tuổi bền dao 61 3.6 Kết luận 64 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor DANH MỤC HÌNH ẢNH  Trang Hình 1 Sự phát triển hệ dụng cụ Hình 1.2 Cấu tạo dụng cụ cắt có lớp phủ a) Một lớp phủ b) Nhiều lớp phủ Hình 1.3 Mô tả nguyên lý phủ bay lắng đọng vật lý (PVC) Hình 1.4 Mơ tả nguyên lý phủ bay lắng đọng hoá học Hình 1.5 Mơ tả trình trộn nguyên vật liệu Hình Quá trình định hình dạng mảnh dao Hình Sơ đồ mơ tả trình thiêu kết Hình Sơ đồ cấu trúc thiết bị thiêu kết xung điện Plasma Hình Mảnh dao mài tinh sau thiêu kết Hình 10 Sơ đồ thiết bị phủ mảnh dao Hình 11 Một số dụng cụ cắt có lớp phủ thơng dụng Hình 12 Sơ đồ chế mòn dụng cụ cắt 13 Hình Sự tiếp xúc ma sát phoi mặt trước dao 17 Hình 2 Mơ tả khối lẹo dao trình cắt 18 Hình Mơ tả khối q trình khuếch tán vật liệu 19 Hình Đồ thị mơ tả q trình mài mòn dao qua giai đoạn 19 Hình Các dạng mài mịn dụng cụ cắt; 20 Hình Mơ tả hai dạng mịn đặc trưng dao tiện; a) Các vùng mòn; 21 Hình Mơ tả mịn mặt trước dao tiện, a) mơ hình 3D; b) hình chụp tế vi 22 Hình Mơ tả mịn mặt sau dao tiện 23 Hình Mặt cắt mịn mặt sau dao tiện [28] 24 Hình 10 Mặt cắt mịn mặt trước dao tiện [29] 26 Hình 11 Ảnh hưởng cấu trúc tế vi đến tuổi bền tiện a) gang; b) thép 28 Hình 12 Mơ tả phụ thuộc vận tốc cắt tuổi bền dao theo độ mòn mặt sau VB cho trước [23] 29 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor Hình 13 Quan hệ vận tốc cắt, tuổi bền dạng đồ thị Lôgarit [29] 29 Hình 3.1 Mơ tả nhám bề mặt xác định Ra 32 Hình 2: Mơ tả nhám bề mặt xác định Rz 32 Hình 3.3 Mơ hình ngun lý đo profin bề mặt [16] 33 Hình 3.4 Ảnh hưởng bán kính mũi dao lượng chạy dao đến độ nhấp nhô bề mặt 34 Hình 3.5 Mơ tả quan hệ mòn dao sai số gia cơng 37 Hình 3.6 Máy tiện CNC sử dụng thực nghiệm 38 Hình 3.7 Cán lưỡi dao sử dụng thực nghiệm 39 Hình 3.8 Máy đo độ bóng bề mặt SJ - 301 sử dụng thực nghiệm 41 Hình 3.9 Dụng cụ đo kích thước sử dụng thực nghiệm 42 Hình 3.10 Mô thực nghiệm phần mềm MTS 42 Hình 3.11 Mơ hình gia cơng thực nghiệm 44 Hình 3.12 Calip lại thiết bị đo độ bóng bề mặt kiểm tra phôi trước lúc thực nghiệm 44 Hình 3.13 Đồ thị mặt ba chiều yếu tố chế độ cắt ảnh hưởng đến tuổi bền dao 49 Hình 3.14 Đồ thị Lơgarit quan hệ vận tốc cắt tuổi bền dao 49 Hình 3.15 Mơ tả sơ đồ thực nghiệm 52 Hình 3.16 Đồ thị dạng 3D quan hệ s,v đến tuổi bền 60 Hình 3.17 Đồ thị đường mức với t giữ mức thấp 60 Hình 3.18 Đồ thị quan hệ vận tốc cắt tuổi bền 60 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor DANH MỤC BẢNG BIỂU  Trang Bảng 1 Chế độ cắt làm thực nghiệm 10 Bảng Tuổi bền dụng cụ cắt carbide khơng có lớp phủ 11 Bảng Tuổi bền dụng cụ cắt có lớp phủ TiC 11 Bảng Tuổi bền dụng cụ cắt có lớp phủ TiC +Al2O3 12 Bảng Lượng mòn mặt sau cho phép theo tiêu chuẩn ΓOCT [2] 24 Bảng 2 Lượng mòn mặt sau cho phép theo tiêu chuẩn AISI/SAE [2] 25 Bảng Giá trị hệ số n C phương trình Taylor [23] 27 Bảng Miền giá trị nhân tố đầu vào 36 Bảng Thông số máy tiện CNC JG – 100 Đài Loan 38 Bảng 3 Thông số kích thước mảnh Insert 39 Bảng Thơng số kích thước cán dao 40 Bảng Thành phần hố học phơi làm thực nghiệm 40 Bảng Kết thực nghiệm 46 Bảng Ma trận quy hoạch, kết 47 Bảng Ma trận thực nghiệm giá trị mã hoá tương ứng 51 Bảng Kết thực nghiệm 53 Bảng 10 Phương sai thí nghiệm lặp 56 Bảng 11 Các giá trị thu từ phương trình hồi quy 58 Bảng 12: Kết ma trận quy hoạch thực nghiệm 61 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ  Chử viết tắt Nghĩa tiếng anh Nghĩa tiếng việt CAD Computer Aided Design Thiết kế với hỗ trợ máy tính CAM Computer Aided Manufacturing Chế tạo với hỗ trợ máy tính HSS Hight Speed Stell Thép gió PVD Physical Vapour Deposition Bay ngưng tụ vật lý CVD Chemical Vapour Deposition Bay ngưng tụ hoá học HRC Hardness Rockwell C Thang đo độ cứng Rockwell ISO International Standardization Orgnization Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế DIN Deutsche Industrie Norm ( tiếng Đức) Tiêu chuẩn công nghiệp Đức ANSI American National Standards Institute Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ JIS Japan Industry Standard Tiêu chuẩn nhật LCD Liquid Crystal Display Màn tinh thể lỏng TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam TNHH Trách Nhiệm Hữu Hạn ISO 3685 Tool-life testing with single-point turning tools Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor LỜI MỞ ĐẦU Nghiên cứu q trình gia cơng lĩnh vực rộng, có nhiều cơng trình nghiên cứu, khảo sát lực cắt, nhiệt cắt, góc độ hình dáng hình học dao Tuy nhiên tìm hiểu ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền dao cịn ít, đặc biệt loại dụng cụ cắt có lớp phủ, mẽ Đối với nhóm vật liệu dụng cụ hiểu rõ, mang lại hiệu kinh tế gia cơng cao Phương trình Taylor tuổi bền dao sử dụng hàng trăm năm áp dụng cho thép gió, hợp kim cứng, gốm, kim cương….Về vật liệu phủ chưa có cơng trình nghiên cứu cơng bố rộng rãi, đặc biệt nhóm vật liệu phủ Titanium Nitrit (TiN) chiếm số lượng lớn thị trường chưa ngiên cứu Gia cơng khí có phát triển vượt bậc, từ người biết áp dụng máy tính điện tử hỗ trợ cho q trình thiết kế gia công Cho đến ngày với máy CNC gia cơng với số vịng quay hàng chục ngàn vòng/phút Tuy nhiên, để khai thác hiệu trang thiết bị, dụng cụ cắt phải chịu đựng môi trường khắc nghiệt Với xu chuyên môn hố, chế tạo dụng cụ cắt có tập đồn lớn cung cấp, nên nghiên cứu khơng sâu quy trình chế tạo, nghiên cứu ứng dụng hiệu Đưa tốc độ cắt hợp lý ứng với tuổi bền cho trước Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Xác định hệ số phương trình Taylor CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu trình phát triển dụng cụ cắt Quá trình phát triển vật liệu dụng cụ cắt trải qua giai đoạn vô mạnh mẽ Ngay từ thép gió (HSS) đời cải thiện tốc độ cắt đáng kể so với loại vật liệu trước đó, tiếp sau nhóm vật liệu hợp kim cứng, vật liệu gốm cho vận tốc cắt tới hàng ngàn mét/phút, giúp phát triển q trình gia cơng tăng suất, cải thiện chất lượng bề mặt chi tiết gia công Sự phát triển khoa hoc công nghệ kết hợp với việc cạnh tranh kinh tế đặt yêu cầu cao việc lựa chọn dụng cụ cắt Để thỏa mãn nhu cầu người ta tiến hành tìm kiếm dụng cụ vật liệu cách thử nghiệm nhiều vật liệu khác Những vật liệu dụng cụ cắt phát minh q trình thí nghiệm kết nỗ lực liên tục hàng nghìn thợ lành nghề, nhà sáng chế, nhà công nghệ, kỹ sư… Sự phát triển ví trình tiến hóa sinh học Hình 1 Sự phát triển hệ dụng cụ Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang Xác định hệ số phương trình Taylor 0 ⎤ ⎡0.125 T -1 0.125 ⎢ (X X) = ⎥ ; ⎢ 0 0.125 ⎥ ⎣ 0 0.125⎦ 29.03 −1.89 X TY = (3.26) −4.79 −1.49 Thế phương trình (6.26) vào phương trình (6.23) ta có ma trận hệ số bj 3.62875 0.125 0 ⎡ ⎤ 29.03 −1.89 −0.23625 B= = ⎢ 0.125 ⎥ = (3.27) −0.59875 ⎢ 0 0.125 ⎥ −4.79 −0.18625 ⎣ 0 0.125⎦ −1.49  Thế giá trị bj (b0 = 3.62875; b1 = -0.23625; b2 = -0.59875; b3 = 0.18625) từ phương trình (6.27) vào phương trình (6.17), ta thu phương trình hồi quy Y = 3.62875 – 0.23625x1 – 0.59875x2 – 0.18625x3 (3.28)  Phân tích thống kê Tính phương sai tái Phương sai tái thí nghiệm ký hiệu s2{y}, xác định theo công thức: ⋯ s 2{y} = =∑ (3.29) Trong đó: s j2 – phương sai thực nghiệm thứ j, tính theo cơng thức (6.30) s 2j = ∑ (3.30) – giá trị kết trung bình thực nghiệm thứ j − số thí nghiệm lặp (trong nghiên cứu n = 4) N – số thực nghiệm yju – kết thí nghiệm lặp lần thứ u thực nghiệm thứ j Theo kết thực nghiệm bảng (3.9), ta giá trị tương ứng vào phương trình 3.30 ta có phương sai thí nghiệm lặp bảng (3.10) Tiếp theo ta giá trị sj2 từ bảng (3.10) vào phương trình 3.29 ta có phương sai tái là: Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 55 Xác định hệ số phương trình Taylor s 2{y} = =0.008968 Bảng 10 Phương sai thí nghiệm lặp [X] Số tt thí nghiệm x0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 x1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 x2 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 x3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 Ti(phút) 89.5 4.4942 90 4.4998 90.5 4.5053 90 4.4998 65 4.1744 64 4.159 66.5 4.1972 65 4.1744 35 3.555 36 3.584 36.5 3.597 34 3.526 21 3.044 21.5 3.068 20 2.995 21 3.045 79 4.369 78 4.357 78.5 4.363 78 4.356 48 3.871 48.5 3.88 47 3.85 47.5 3.86 21 3.04 20 2.995 22 3.09 21.5 3.068 12 2.485 11 2.397 12.5 2.525 11.5 2.44 +1 +1 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH sj2 =lnTi 4.499 0.0002133 4.176 0.002478 3.565 0.01 3.038 0.00944667 4.361 0.0003633 3.865 0.0017 3.048 0.01679 2.46 0.031 Trang 56 Xác định hệ số phương trình Taylor Đánh giá độ xác, ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy  Sau xác định phương sai tái ta tiến hành đánh giá độ xác hệ số phương trình hồi quy Phương sai hệ số bj xác định theo công thức: s 2{bj} = cjj.s2{y} (3.31) Trong đó: cjj giá trị đường chéo ma trận (XTX)-1 phương trình (3.26) Trong thí nghiệm có giá trị là: c00 = c11 = c22 = c33 = 0.125 Thay giá trị cjj vào phương trình (6.31) ta có phương sai hệ số bj s 2{b0} = s2{b1} = s2{b2} = s2{b3} = 0.125x0.008968 = 0.001121 → → s{b0} = s{b1} = s{b2} = s{b3} = √0.001121 = 0.0335 Loại bỏ hệ số bj khơng có ý nghĩa Với số thí nghiệm lặp n = tổng số thực nghiệm N = Ta có bậc tự phương sai thực nghiệm là: fy = N(n-1) = 8.(4-1) = 24 (3.32) Mức ý nghĩa q = 0.05 fy = 24, theo phân bố Student ta tra tb=2.06 [12] Để loại bỏ hệ số bj khơng có ý nghĩa ta phải so sánh mối quan hệ tj tb theo công thức: tj = { } (3.33) Các hệ số bj lấy từ phương trình hồi quy (3.28), thay vào (3.33) ta có: t0 = t1 = t2 = t3 = = 108,3 ˃ tb = 2,06 = 7,05 ˃ tb = 2,06 (3.34) = 17.87 ˃ tb = 2,06 = 5,5 ˃ tb = 2,06 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 57 Xác định hệ số phương trình Taylor Từ phương trình (3.34) thấy hệ số bj có ý nghĩa phương trình hồi quy, nên tất hệ số giữ lại sử dụng Kiểm tra tính thích hợp phương trình hồi quy Mục đích bước nhằm xác định xem mơ hình xây dựng dự đốn đại lượng đầu với độ xác kết thực nghiệm hay không [12] Nội dung gồm bước sau: Xác định tổng bình phương, đặc trưng thích hợp mơ hình Sth Sth = n.∑ ( − ) (3.35) Trong đó: n: số thí nghiệm lặp ( n = 4) : giá trị trung bình thơng số đầu thực nghiệm thứ j : giá trị thơng số đầu ra, tính theo phương trình hồi quy tương ứng thực nghiệm thứ j Có giá trị bảng (3.11) Bảng 11 Các giá trị thu từ phương trình hồi quy ( Số TT - )2 4.499 4.65 0.022801 4.176 4.1775 2.25E-06 3.565 3.4525 0.012656 3.038 2.98 0.003364 4.361 4.2775 0.006972 3.865 3.805 0.0036 3.048 3.08 0.001024 2.46 2.607 0.021609 Thay số vào phương trình liên quan tính được: S th = 0.2884 Tính bậc tự phương sai thích hợp fth = N – p = Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH (3.36) Trang 58 Xác định hệ số phương trình Taylor Tính phương sai thích hợp s2th = = 0.01524 (3.37) Kiểm tra tính đồng theo tiêu chuẩn Fisher F tt = { } = = 1,69 (3.38) Dựa vào fth, fy, q, ta tra bảng phụ lục giá trị phân bố Fisher [12] ta giá trị Fb = 2,78 So sánh với giá trị tính tốn ta có: Ftt = 1,69 < Fb = 2,78 Kết luận: Mơ hình hồi quy chọn trên, thích hợp để mơ tả đối tượng thí nghiệm 3.5.3.4 Xác định hệ số n, m, k, C phương trình Taylor mở rộng Phần xử lý số liệu kiểm tra mơ hình tốn, nhiên giá trị số liệu theo dạng mã hoá Để dễ hình dung kết hợp phương trình giả định trên, nhằm tìm kết cuối tốn Theo phương trình hồi quy (3.28) khó hình dung, kết hợp phương trình (3.28) với phương trình (3.19; 3.20; 3.21) ta có phương trình mơ tả đại lượng thực sau: Y= lnT = 3.62875 – 0.23625(2.436lns – 2.38) – 0.59875(6.76lnV – 39.3) – 0.186(1.82lnt + 1.19) (3.39) Biến đổi (3.39) ta Y = lnT = 27.5 – 0.575lns – 4.04lnV – 0.3389lnt (3.40) Phương trình (3.40) đồng dạng phương trình (3.16), từ ta rút hệ số lnT +0.575lns + 4.04lnV + 0.3389lnt = lnC = 27.5 → lnT.s0.575.V4.04.t0.3389 = lnC = 27.5 → T.s0.575.V4.04.t0.3389 = e27.5 → n = 4.04, m = 0.575, k = 0.3389; C = e27.5 Thay hệ số vào phương trình (3.15) ta có phương trình Taylor xét đến ảnh hưởng nhiều nhân tố sau: T.V4.04.s0.575.t0.3389 = 87719925130 (3.41) Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 59 Xác định hệ số phương trình Taylor Để dễ hình dung, sử dụng phần mềm Minitab mô tả mối quan hệ yếu tố chế độ cắt tuổi bền dao T(phút) hình sau Hình 3.16 Đồ thị dạng 3D quan hệ s,v đến tuổi bền Hình 3.17 Đồ thị đường mức với t giữ mức thấp Hình 3.18 Đồ thị quan hệ vận tốc cắt tuổi bền Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 60 Xác định hệ số phương trình Taylor 3.5.4 Xác định mối quan hệ yếu tố chế độ cắt đến tuổi bền dao Khảo sát bậc ta tìm hệ số phương trình Taylor mở rộng phần Dựa kết thực nghiệm trên, ta bổ sung thêm thực nghiệm điểm sao, thêm thực nghiệm tâm quy hoạch, quy hoạch hỗn hợp đối xứng bậc hai dạng B Mơ hình phương trình hồi quy: y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b12x1x2 + b13x1x3 + b23x2x3 + b11x12 + b22x22 + b33x23 Tiến hành thực nghiệm bổ sung, kết hợp bảng 3.9 ta có bảng ma trận thực nghiệm sau Bảng 12 Kết ma trận quy hoạch thực nghiệm Số TN x0 x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 x12 x22 x32 y =T (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) +1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 4.4998 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 4.1763 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 3.566 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 3.038 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 4.471 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 3.866 +1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 3.050 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 2.464 +1 -1 0 0 +1 0 3.611 10 +1 +1 0 0 +1 0 3.466 11 +1 -1 0 0 +1 4.21 12 +1 +1 0 0 +1 2.833 13 +1 0 -1 0 0 +1 3.42 14 +1 0 +1 0 0 +1 3.33  Xác định hệ số phương trình hồi quy Ta gọi ma trận hệ số B tính theo cơng thức Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 61 Xác định hệ số phương trình Taylor ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ B=⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ T -1 T ⎥ = (X X) (X Y) ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ (3.23) Với hỗ trợ máy tính dễ dàng thực phép biến đổi ma (X T.X)-1 trận có kết 0.40625 0 0 0 -0.15625 -0.15625 -0.15625 0.1 0 0 0 0 0 0.1 0 0 0 0 0 0.1 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0.125 0 -0.15625 0 0 0 0.40625 -0.09375 -0.09375 -0.15625 0 0 0 -0.09375 0.40625 -0.09375 -0.15625 0 0 0 -0.09375 -0.09375 0.40625 590.875 -93.375 -251.125 -45.875 (XTY) = 40.625 -9.625 -3.375 448.375 463.375 437.875 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 62 Xác định hệ số phương trình Taylor Thế giá trị vào (3.23) ta có giá trị hệ số bj b ⎡ b ⎢ ⎢b ⎢b ⎢b B=⎢ b ⎢b ⎢ ⎢b ⎢b ⎣b 29.16406 ⎤ ⎡ −9.3375 ⎤ ⎥ ⎢−25.1125⎥ ⎥ ⎢ ⎥ −4.5875 ⎥ ⎢ ⎥ ⎥ 5.078125 ⎢ ⎥ ⎥ = −1.20313 ⎢ ⎥ ⎥ −0.42188⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 5.335937 ⎥ ⎥ ⎢ 12.83594 ⎥ ⎥ ⎣ 0.085938 ⎦ ⎦  Phân tích thống kê Để xác định phương sai tái ta tiến hành thực nghiệm tâm quy hoạch, nhận giá trị yếu tố đầu y10 = 22; y20 = 29; y30 = 27.5; y40 = 31 Ta có phương sai tái là: s 2{y} = ∑ ( ) = 14,89 Phương sai hệ số bj xác định: s 2{bj} = cjj.s2{y}, cjj giá trị đường chéo (XT.X)-1 → s{b0} = 2.46; s{b1} =1.22; s{b2}= 1.22; s{b3}= 1.22; s{b12}= 1.36; s{b13} = 1.36; s{b23} = 1.36; s{b11} = 2.46; s{b22}= 2.46; s{b33} = 2.46 Tính ý nghĩa hệ số kiểm định theo tiêu chuẩn Student tj = { } t0 = 11.8; t1 = 7.65; t2 = 20.58; t3 = 3.76; t12 = 3.73; t13 = 0.88; t23 = 0.31; t11 = 2.17; t22 = 5.21; t33 = 0.03 Tra bảng tb với q = 0.05, f = ta có tb = 3.18 Vì t13, t23, t11, t33 < tb hệ số b13, b23, b11, b33 bị loại khỏi phương trình hồi quy phương trình có dạng: y = 29.164 – 9,337x1 – 25.11x2 – 4.587x3 + 5.07x1x2 + 12.835x22 (3.42) Sự tương thích phương trình hồi quy với thực nghiệm kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 63 Xác định hệ số phương trình Taylor F tt = { } ( S th = n.∑ s2th = − ) = 499.36 = = 62.42 Thay số vào ta có: Ftt = 4.19 Tra phụ lục Fisher với fy = 3, fth = ta có Fb = 8.85 So sánh F tt Fb ta thấy Ftt = 4.19 < Fb = 8.85 Vậy phương trình hồi quy tương thích với thực nghiệm Với mối quan hệ dạng mã hoá dạng tự nhiên trình bày (3.19 ÷3.21), cụ thể sau: x1 = ; x2 = ; x3 = Thay biểu thức vào phương trình 3.42 ta nhận được: T = 29.164 – 9.337( 5.07( ) +12.835( ) – 25.11( ) – 4.587 ( ) + )2 6.6 Kết luận Qua tham khảo số nghiên cứu giới có liên quan tới đề tài khác nhóm vật liệu Đăng tạp chí, nhận thấy kết thực nghiệm nghiên cứu có phần tương đồng mặt quy luật hệ số phương trình Taylor Taylor mở rộng Các nghiên cứu liên quan tất sử dụng mơ hình quy hoạch thực nghiệm bậc nhất, hệ số C hai phương trình (Taylor Taylor mở rộng) có giá trị chênh lệch lớn Vì kết luận nhóm vật liệu dụng cụ có tính cao, hệ số C phương trình Taylor có giá trị lớn Ở nghiên cứu khảo sát trạng thái gia công tinh, mảnh dao thực nghiệm cịn ứng dụng cho gia cơng thơ Vì giá trị nghiên cứu ứng dụng thực tế gia công tinh Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 64 Xác định hệ số phương trình Taylor KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI  Kết luận chung Qua thực đề tài, rút số kết luận tóm tắt sau: Xu phát triển dụng cụ cắt dụng cụ cắt có lớp phủ ngày phổ biến Cơ chế mài mòn dụng cụ cắt chủ yếu theo mặt trước mặt sau Khi tiện thép S 45C dụng cụ cắt có lớp phủ Titanium Nitrit (TiN) thu được: Phương trình Taylor V.T0.272 = 855 Phương trình Taylor mở rộng T.V4.04.s0.575.t0.3389 = 87719925130 Quan hệ yếu tố điều kiện cắt với tuổi bền dao T = 29.164 – 9.337( ) – 25.11( ) – 4.587 ( ) + 5.07( ) +12.835( )2 Những kết áp dụng vào thực tế sản xuất nhằm ước lượng tuổi bền dao biết trước chế độ cắt  Kiến nghị Dụng cụ cắt có lớp phủ ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, tiện, phay, khoan, doa, tarô vv… Đề tài nghiên cứu tiện điều kiện gia cơng tinh Do đó, cần có nghiên cứu lĩnh vực gia công khác nhau, gia công tinh gia cơng thơ cho nhóm vật liệu Đề nghị thực hoàn thiện mặt thực nghiệm, tăng giới hạn độ nhấp nhô bề mặt Ra ( gia công thơ) nhằm xác định tuổi bền tối đa, có đủ kinh phí thực nghiệm Tiến hành nghiên cứu tương tự xác định tuổi bền theo giới hạn mòn mặt sau, có đủ trang thiết bị thực nghiệm Sau so sánh kết phương án nhằm tăng độ tin cậy Nghiên cứu nhóm vật liệu tương tự áp dụng cho gia công phay Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 65 Xác định hệ số phương trình Taylor TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] Trần Doãn Sơn Kỹ Thuật Chế Tạo NXB Đại học quốc gia HCM, 2007 [2] Nguyễn Đức Thắng Và Nhóm Tác Giả Gia Cơng Cắt Gọt Trên Máy Công Cụ NXB KHKT Hà Nội 2011 [3] Trần Văn Địch Nguyên Lý Cắt Kim Loại NXB KHKT Hà Nội 2009 [4] Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý Nguyên Lý Gia Công Vật Liệu NXB KHKT Hà Nội 2001 [5] Phùng Rân, Trương Ngọc Thục Cơ Sở Cắt Gọt Kim Loại Trường Đại Học SPKT TP.HCM, 1994 [6] Nguyễn Thế Đạt Kỹ Thuật Sản Xuất Trong Chế Tạo Máy NXB KHKT Hà Nội,2006 [7] Trần Văn Địch Nghiên Cứu Độ Chính Xác Gia Công Bằng Thực Nghiệm NXB KHKT Hà Nội 2011 [8] Lê Công Dưỡng Vật Liệu Học NXB KHKT Hà Nội, 2000 [9] Nghiêm Hùng Vật Liệu Học Cơ Sở NXB KHKT 2002 [10] Nguyễn Văn Dán, Nguyễn Ngọc Ngà, Đặng Vũ Ngoạn Vật Liệu Kỹ Thuật NXB Đại học quốc gia thành phố.HCM, 2006 [11] Hà Văn Vui, Nguyễn Chỉ Sáng, Phan Đăng Phong Sổ tay thiết kế khí tập 1,2,3 NXB KHKT, Hà Nội 2006 [12] Nguyễn Hữu Lộc Quy Hoạch Thực Nghiệm NXB Đại học quốc gia HCM, 2011 [13] Hoàng Văn Điện, Nguyễn Xuân Chung Nguyên Lý Cắt NXB Giáo Dục, 2009 [14] Nguyễn Văn Hùng DỤNG CỤ CẮT TRÊN MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ Đại học Kỹ Thuật Thái Nguyên , 2006 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 66 Xác định hệ số phương trình Taylor [15] N.H.KIM,J.S.CHUN “A study of the tool life of TiC and plus Al2O3 chemical vapour deposited tungsten carbide tools,” JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE 20 (1985) 12.85 – 1290 [16] Technical Guide SANDVIK.Coromant “Turning Tools 2012” [17] Shanyong Zhang “ TiN coating of tool steels,” Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Cheongryang, Seoul, Korea [18] M Soković “Quality management in developmentof hard coatings on cutting tools,” Faculty of Mechanical Engineering, University of Ljubljana,Askerceva 6, SI-1000 Ljubljana, Slovenia [19] M Polok-Rubiniec “Comparison of the PVD coatings deposited onto hot work tool steel and brass substrates” Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering Vol 24, October 2007 [20] George Schneider, Jr.Cmfge “ Cutting Tool Application” WWW.prenhall.com [21] Arthur A Tracton “ Coating Technology Handbook” Marcel Dekke, Inc Basel [22] Jack W Dini “The Materials Science of Coatings and Substrates”G NOYES PUBLICATIONS Westwood, New Jersey, U.S.A.e [23] Mikell P Groover “FUNDAMENTALS OF MODERN MANUFACTURING” JOHN WILEY & SONS, INC [24] Graham T Smith, “Cutting Tool Technology- Industrial Handbook” Springer [25] GEOFFREY BOOTHROYD “ Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools” McGRAW – HILL BOOK COMPANY [26] SEROPE KALPAKJIAN Manufacturing Engineering and Technology ADDISON-WESLEY PUBLISHING COMPANY [27] V.C.VENKATESH, H.CHANDRASEKARAN EXPERIMENTAL METHODS IN METAL CUTTING Prentice Hall Private Limited,1982 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 67 Xác định hệ số phương trình Taylor [28] Viktor P Astakhov “ The assessment of cutting tool wear” International Journal of Machine Tools and Manufacturre 44(2004) 637-647 [29] INTERNATIONAL STANDARD “ ISO 3685: 1993” Second edition 199311-15 [30] X.A.POPOV, L.G DIBNER, A.X KAMENKOVITS Mài sắc dụng cụ cắt NXB KHKT, Hà Nội -1980 Người dịch Hà Nghiệp [31] Edward Trent and Paul Wright METAL CUTTING Boston Oxford Aucklaud Johannesburg Melbourne New Delhi – Fourth edition 2000 Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 68 ... XUÂN TRINH Trang 30 Xác định hệ số phương trình Taylor CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ TRONG PHƯƠNG TRÌNH TAYLOR KHI TIỆN THÉP S45C BẰNG DAO PHỦ TITANIUM NITRIT( TIN) 3.1 Cơ sở phương pháp nghiên cứu... Sau trình xử lý số liệu thực nghiệm tác giả xác định hệ số phương trình tuổi bền dao Taylor Wu’s sau: - Phương trình Taylor + Dụng cụ cắt carbide không phủ: VT0,23 = 209 + Dụng cụ cắt carbide phủ. .. CNC máy công cụ truyền thống Tác giả: HỒ PHI ANH – TRẦN XUÂN TRINH Trang 16 Xác định hệ số phương trình Taylor CHƯƠNG 2: MỊN VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ CẮT CĨ LỚP PHỦ KHI TIỆN THÉP KẾT CẤU 2.1 Bản