Luận án tiến sĩ kỹ thuật vật liệu nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ và hình học đến độ chính xác của chi tiết khi dập khối trong khuôn kín

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu Luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS.TS Phạm Văn Nghệ TS Lê Trung Kiên Nguyễn Quang Thắng i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội cho phép thực luận án Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Dệt May Hà Nội tạo điều kiện tốt cho thực nhiệm vụ nghiên cứu luận án Tơi xin cảm ơn Phịng Đào tạo, Viện Cơ khí Bộ mơn Gia cơng áp lực ln tạo điều kiện thuận lợi suốt trình làm luận án Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Nghệ TS Lê Trung Kiên tận tình hướng dẫn tơi chun mơn để tơi thực hồn thành luận án Tơi xin cảm ơn Cơng ty CP Dụng cụ Cơ khí xuất khẩu, Công ty TNHH MTV Diesel Sông Công tạo điều kiện giúp đỡ cho phép sử dụng máy móc, thiết bị đo, vật tư, trình thực nghiệm Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy phản biện, Thầy hội đồng chấm luận án bớt chút thời gian đọc đóng góp ý kiến q báu để tơi hoàn chỉnh luận án định hướng nghiên cứu trương lai Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, đồng nghiệp người động viên khuyến khích tơi suốt thời gian tham gia nghiên cứu thực cơng trình Nghiên cứu sinh Nguyễn Quang Thắng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC .III DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT VI DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ VIII MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 2.1 Mục đích nghiên cứu .2 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .3 Ý nghĩa đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Các điểm luận án Các nội dung luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ DẬP KHỐI TRONG KHN KÍN 1.1 Khái qt cơng nghệ dập tạo hình khối .6 1.1.1 Dập khối 1.2.2 Dập khối khn kín 1.2 Các nghiên cứu nước nâng cao độ xác dập khn kín 12 1.2.1 Các nghiên cứu nước 12 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước .21 1.3 Xác định vấn đề nghiên cứu luận án 22 KẾT LUẬN CHƯƠNG 24 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CƠNG NGHỆ DẬP KHỐI TRONG KHN KÍN 25 2.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn đặc tính điền đầy dập khối khn kín 25 iii 2.1.1 Đặc điểm chung 25 2.1.2 Các giả thiết tính tốn .26 2.1.3 Tính tốn trường vận tốc q trình biến dạng 27 2.1.4 Tính tốn kích thước góc sản phẩm dập khn kín 31 2.2 Tính tốn thơng số ảnh hưởng đến q trình dập khối khn kín 33 2.2.1 Tính tốn lực dập 33 2.2.2 Tính tốn góc nghiêng thành lịng khn 34 2.2.3 Bán kính góc lượn .36 2.2.4 Lỗ chưa thấu màng ngăn lỗ 37 2.2.5 Biến dạng đàn hồi máy ép trục khuỷu 38 2.3 Các dạng khuyết tật dập khối khn kín 40 2.3.1 Nứt bề mặt sản phẩm .40 2.3.2 Khuyết tật gấp sản phẩm 42 2.3.3 Khuyết tật vết xước sâu tạo rãnh bề mặt 43 2.3.4 Khuyết tật không điền đầy khuôn .43 KẾT LUẬN CHƯƠNG 44 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CHI TIẾT KHỚP NỐI KHI DẬP TRONG KHN KÍN BẰNG MƠ PHỎNG SỐ 45 3.1 Ứng dụng mô số gia công áp lực 45 3.2 Trình tự xây dựng tốn mơ số 46 3.3 Thiết lập tốn mơ số với Deform 3D 47 3.3.1 Mơ hình hình học 47 3.3.2 Mô hình phần tử hữu hạn 48 3.3.3 Mơ hình hành vi - nhiệt vật liệu 49 3.3.4 Điều kiện biên 49 3.2.5 Chọn miền khảo sát cho thông số đầu 50 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ hình học đến độ xác chi tiết khớp nối dập khn kín .53 3.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng H/D tới bán kính r lực tạo hình Pmax 53 3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hệ số ma sát µ tới bán kính r lực tạo hình Pmax 58 iv 3.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng góc nghiêng chày α tới bán kính r lực tạo hình Pmax .62 KẾT LUẬN CHƯƠNG 66 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG DẬP CHI TIẾT KHỚP NỐI TRONG KHN KÍN 67 4.1 Thiết kế thực nghiệm mô .67 4.2 Phân tích phương sai .70 4.3 Phân tích ảnh hưởng mức phù hợp thơng số hình học phơi, góc nghiêng chày α hệ số ma sát tới bán kính r lực tạo hình Pmax 72 4.3.1 Phân tích ảnh hưởng, mức phù hợp thơng số hình học phơi (H/D), góc nghiêng chày (α) hệ số ma sát (µ) tới bán kính r 73 4.3.2 Phân tích ảnh hưởng, mức phù hợp thơng số hình học phơi ( H/D), góc nghiêng chày (α) hệ số ma sát (µ) tới lực tạo hình Pmax 78 4.4 Ứng dụng kết nghiên cứu để dập chi tiết khớp nối khn kín 81 4.4.1 Vật liệu thí nghiệm 82 4.4.2 Thiết bị thí nghiệm 82 4.4.3 Bộ khuôn dập 84 4.4.4 Trình tự thí nghiệm điều kiện cơng nghệ dập 85 4.4.5 Kết thực nghiệm 89 4.4.6 So sánh kết mô thực nghiệm 94 KẾT LUẬN CHƯƠNG 95 KẾT LUẬN CHUNG 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO .99 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .106 PHỤ LỤC 107 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Diễn giải Đơn vị H Chiều cao phơi mm D Đường kính phơi mm H/D Thơng số hình học phơi σx Ứng suất theo phương x hệ tọa độ MPa σy Ứng suất theo phương y hệ tọa độ MPa σz Ứng suất theo phương z hệ tọa độ MPa VP Thế tích phơi cm3 μ Hệ số ma sát α Góc nghiêng chày dập Bán kính góc lượn vành mặt bích sản phẩm (bán kính r) r Pmax Lực dập lớn Độ (0) mm Tấn J A Công  Ứng suất tương đương σb Giới hạn bền kf Giới hạn chảy σf0 Ứng suất chảy thời điểm mức độ biến dạng N/mm2 σf1 Ứng suất chảy thời điểm cuối trình ( P N/mm2 σfm Ứng suất chảy trung bình N/mm2 C Ứng suất cắt N/mm2  Mức độ biến dạng thực ε Mức độ biến dạng kỹ thuật Tm N/mm2 MPa MPa Nhiệt độ nóng chảy  max ) C u Khe hở phía chày cối mm z Khe hở hai phía chày cối mm E Mô đun đàn hồi e Hệ số logarit ν Hệ số Poisson S/N METKDN PTHH N/mm2 Tỷ lệ tín hiệu/ nhiễu Máy ép trục khuỷu dập nóng Phần tử hữu hạn vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Các kích thước hình học phơi dùng để mô 48 Bảng Các bước mơ q trình tạo hình chi tiết khớp nối 48 Bảng 3 Thành phần hóa học thép C45 49 Bảng Các thông số thép C45 49 Bảng Điều kiện biên thơng số cho tốn mơ dập chi tiết khớp nối 50 Bảng Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,3 α = 60 54 Bảng Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,4 α = 60 54 Bảng Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,5 α = 60 55 Bảng Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,6 α = 60 55 Bảng 10 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax H/D=1,4 α = 60 58 Bảng 11 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax H/D=1,6 α = 60 58 Bảng 12 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax H/D=1,8 α = 60 59 Bảng 13 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax H/D=2,0 α = 60 59 Bảng 14 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,3 H/D =1,4 62 Bảng 15 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,4 H/D =1,4 62 Bảng 16 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,5 H/D =1,4 62 Bảng 17 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,6 H/D =1,4 63 Bảng Các thông số đầu vào đầu 67 Bảng Phương án mô thay giá trị mức thông số 69 Bảng Các đặc trưng chất lượng theo Taguichi .69 Bảng 4 Các mức giá trị tương ứng yếu tố ảnh hưởng 73 Bảng Các trường thực nghiệm mô phỏng, kết mức độ bán kính r tỷ lệ S/N .74 Bảng Bảng ANOVA phân tích ảnh hưởng yếu tố tới bán kính r 74 Bảng So sánh bán kính r hồi quy thực nghiệm mô .77 Bảng Các trường thực nghiệm, kết lực tạo hình tỷ lệ S/N 78 Bảng Bảng ANOVA phân tích ảnh hưởng yếu tố tới lực tạo hình 79 Bảng 10 Bảng so sánh lực tạo hình hồi quy thực nghiệm mô 81 Bảng 11 Thông số kỹ thuật máy ép trục khuỷu dập nóng 83 Bảng 12 Các bước tạo hình sản phẩm .86 Bảng 13 Bảng so sánh kích thước thiết kế sản phẩm thực tế 90 Bảng 14 Bảng so sánh kết mô thực nghiệm 94 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1 Xưởng rèn kỷ 13 .6 Hình Máy búa sử dụng thủy máy búa nước Hình Xưởng dập CHLB Đức .7 Hình Sơ đồ cơng nghệ dập khối [1] Hình Sơ đồ dập khối khn hở khn kín [7] Hình Các thiết bị sử dụng để dập khối [9] Hình Dập khối tiết kiệm đến 75% nguyên vật liệu 10 Hình Các yếu tố cơng nghệ dập khn kín [10] .10 Hình Sơ đồ dập khối khuôn hở khn kín [1] 11 Hình 10 So sánh sản phẩm dập (a) khuôn hở (b) khn kín [11] .11 Hình 11 Các chi tiết truyền động dập khối khn kín từ phơi trụ đặc 11 Hình 12 Sơ đồ khn dập khn kín .13 Hình 13 Các dạng chày sử dụng để gia công chi tiết [21] 13 Hình 14 Các hình dạng chày gia công [21] 13 Hình 15 Kết cấu khn khơng phù hợp gây dạng khuyết tật [25] .14 Hình 16 Tối ưu hóa giai đoạn dập khn kín [25] 14 Hình 17 Kết cấu khn [26] 15 Hình 18 Khuôn thiết kế để tăng mức độ điền đầy dập [27] .15 Hình 19 Phơi qua bước tạo hình [28] 16 Hình 20 Các kiểu hình dáng phơi lựa chọn [29] 16 Hình 21 Phơi để thí nghiệm [29] .16 Hình 22 Sản phẩm dập từ dạng phôi khác [29] 16 Hình 23 Biến dạng phơi hình trụ bị định vị lệch tâm 17 Hình 24 Ảnh hưởng nhiệt độ vật liệu đến độ xác sản phẩm dập [43] .19 Hình 25 Biểu đồ mối quan hệ lực dập tốc độ dập 20 Hình 26 Bề mặt sản phẩm tạo thành trường hợp tương ứng .20 Hình 27 So sánh chi tiết mô thực tế [52] 21 Hình Góc khơng điền đầy dập khn kín .26 Hình 2 Biến dạng kiểu 27 viii Hình Biến dạng kiểu 27 Hình Biến dạng kiểu 27 Hình Thành phần lực tác dụng lên vật dập .35 Hình Đồ thị tính góc nghiêng thành lịng khn 36 Hình Bán kính lượn khn 37 Hình Các dạng lỗ chưa thấu màng ngăn lỗ 37 Hình Vết nứt bề mặt 41 Hình 10 Khuyết tật gấp sản phẩm mơ [61] 42 Hình 11 Dòng chảy liên tục dòng chảy xuất điểm chết 42 Hình 12 Trường hợp a, sản phẩm khơng có khuyết tật; b, sản phẩm có khuyết tật 42 Hình 13 Các vết xước sâu bề mặt 43 Hình 14 Vật dập không điền đầy 43 Hình Các bước thiết lập tốn mơ [62] 46 Hình (a) kích thước khớp nối; (b) mơ hình khớp nối 3D .47 Hình 3 Mơ hình 3D tốn dập chi tiết khớp nối 47 Hình Chia lưới phần tử cho phơi 49 Hình Kết hình dáng sản phẩm qua bước dập mơ 50 Hình Mô phá hủy 51 Hình Phân bố biến dạng 51 Hình Ứng suất tương đương 51 Hình Nhiệt độ tạo hình 51 Hình 10 Hướng chảy vật liệu 52 Hình 11 Lưới biến dạng lịng phôi 52 Hình 12 Đồ thị lực tạo hình .52 Hình 13 Các vị trí khó điền đầy dập khn kín 52 Hình 14 Bán kính sản phẩm vành mặt bích đo phần mềm Autocad 54 Hình 15 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,3 α = 60 .54 Hình 16 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng H/D đến bán kính r 56 Hình 17 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng H/D đến lực dập Pmax .57 Hình 18 Đồ thị lực dập Pmax r với α = 60, H/D=1,4 58 Hình 19 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng hệ số ma sát đến bán kính r 60 ix Hình 20 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng hệ số ma sát đến lực dập Pmax 61 Hình 21 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,3 H/D =1,4 62 Hình 22 Đồ thị biễu diễn quan hệ góc nghiêng chày đến bán kính r 63 Hình 23 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng góc nghiêng chày đến mức lực dập Pmax 64 Hình Biểu đồ phân mức yếu tố H/D, µ α cho bán kính r 75 Hình Biểu đồ mức độ ảnh hưởng yếu tố H/D, µ α tới bán kính r 75 Hình Biểu đồ phụ thuộc bán kính sản phẩm tới thơng số H/D, µ α 77 Hình 4 Biểu đồ phân mức yếu tố H/D, µ α cho lực tạo hình Pmax 79 Hình Biểu đồ mức độ ảnh hưởng yếu tố H/D, µ, α tới lực tạo hình Pmax 79 Hình Sự phụ thuộc lực tạo hình vào thơng số H/D, µ α .80 Hình Phơi thí nghiệm 82 Hình Máy ép trục khuỷu 1000T-FP1000G 83 Hình Lò nung trung tần 83 Hình 10 Kết cấu khuôn chồn .84 Hình 11 Kết cấu khối khuôn dập thô 84 Hình 12 Kết cấu khn dập tinh chày dập tinh 85 Hình 13 Lắp khn dập máy 85 Hình 14 Trình tự thực nghiệm 87 Hình 15 Các sản phẩm đạt yêu cầu 88 Hình 16 Các sản phẩm bị sai hỏng thực nghiệm 88 Hình 17 Máy đo tọa độ chiều Mitutoyo 544 89 Hình 18 Máy đo biên dạng Mitutoyo CV-2100 89 Hình 19 (a) Chi tiết thiết kế; (b) sản phẩm thực tế 89 Hình 20 Máy đo tọa độ chiều Mitutoyo 544 đo kích thước sản phẩm 91 Hình 21 Các vị trí lấy mẫu để soi dòng chảy 91 Hình 22 Tổ chức tế vi dịng chảy mẫu M1 theo phương vng góc trục 92 Hình 23 Tổ chức tế vi dịng chảy mẫu M2 theo phương dọc trục 92 Hình 24 Tổ chức tế vi dịng chảy mẫu M3 theo phương dọc trục 92 Hình 25 Bảng hiển thị lực dập METKDN 93 x TT Hình 1.15 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,5 α = 70 Bảng 1.15 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,5 α = 70 µ H/D H D r (mm) Pmax (tấn) αo 0,5 1,4 74 52 1,47 596 0,5 1,6 80 50 1,38 588 0,5 1,8 86,85 48 1,40 580 0,5 2,0 94,57 46 1,48 573 d, Với µ=0,6 TT Hình 1.16 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,6 α = 70 Bảng 1.16 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,6 α = 70 µ H/D H D r (mm) Pmax (tấn) αo 0,6 1,4 74 52 1,49 598 0,6 1,6 80 50 1,40 590 0,6 1,8 86,85 48 1,42 583 0,6 2,0 94,57 46 1,50 578 1.5 Kết khảo sát ảnh hưởng hệ số ma sát tới bán kính r Pmax với α = 80 a,Với µ=0,3 Hình 1.17 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,3 α = 80 112 TT Bảng 1.17 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,3 α = 80 µ H/D H D r (mm) Pmax (tấn) αo 0,3 1,4 74 52 1,37 595 0,3 1,6 80 50 1,32 587 0,3 1,8 86,85 48 1,34 578 0,3 2,0 94,57 46 1,41 571 b, Với µ=0,4 Hình 1.18 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,4 α = 80 Bảng 1.18 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,4 α = 80 TT µ 0,4 0,4 0,4 0,4 c, Với µ=0,5 TT H/D 1,4 1,6 1,8 2,0 H 74 80 86,85 94,57 D 52 50 48 46 αo 8 8 r (mm) 1,42 1,34 1,36 1,43 Pmax (tấn) 597 590 581 573 Hình 1.19 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,5 α = 80 Bảng 1.19 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,5 α = 80 µ H/D H D r (mm) Pmax (tấn) αo 0,5 1,4 74 52 1,43 601 0,5 1,6 80 50 1,36 592 0,5 1,8 86,85 48 1,38 583 0,5 2,0 94,57 46 1,46 579 d, Với µ=0,6 TT Bảng 1.20 µ 0,6 0,6 0,6 0,6 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,6 α = 80 H/D H D r (mm) Pmax (tấn) αo 1,4 74 52 1,46 606 1,6 80 50 1,38 597 1,8 86,85 48 1,40 589 2,0 94,57 46 1,47 582 113 Hình 1.20 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,6 α = 80 1.6 Kết khảo sát ảnh hưởng hệ số ma sát tới bán kính r Pmax với α = 90 a,Với µ=0,3 Hình 1.21 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,3 α = 90 Bảng 1.22 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,3 α = 90 TT µ 0,3 0,3 0,3 0,3 b, Với µ=0,4 TT H/D 1,4 1,6 1,8 2,0 H 74 80 86,85 94,57 D 52 50 48 46 αo 9 9 r (mm) 1,33 1,30 1,32 1,36 Pmax (tấn) 600 590 583 575 Hình 1.23 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,4 α = 90 Bảng 1.24 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,4 α = 90 µ H/D H D r (mm) Pmax (tấn) αo 0,4 1,4 74 52 1,35 605 0,4 1,6 80 50 1,32 594 0,4 1,8 86,85 48 1,34 586 0,4 2,0 94,57 46 1,38 579 114 c, Với µ=0,5 TT Hình 1.25 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,5 α = 90 Bảng 1.25 Kết khảo sát bán kính r lực dập Pmax µ=0,5 α = 90 µ H/D H D r (mm) Pmax (tấn) αo 0,5 1,4 74 52 1,37 611 0,5 1,6 80 50 1,34 599 0,5 1,8 86,85 48 1,36 590 0,5 2,0 94,57 46 1,41 584 1.7 Kết khảo sát với ảnh hưởng góc nghiêng chày α tới bán kính r lực tạo hình với H/D =1,6 a,Với µ=0,3 Hình 1.27 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,3 H/D =1,6 Bảng 1.27 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,3 H/D =1,6 TT αo b, Với µ=0,4 H/D 1,6 1,6 1,6 1,6 H 80 80 80 80 D 50 50 50 50 µ 0,3 0,3 0,3 0,3 r (mm) 1,37 1,35 1,32 1,30 Hình 1.28 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,4 H/D =1,6 115 Pmax (tấn) 571 582 587 590 Bảng 1.28 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,4 H/D =1,6 TT αo c, Với µ=0,5 TT H/D 1,6 1,6 1,6 1,6 H 80 80 80 80 D 50 50 50 50 µ 0,4 0,4 0,4 0,4 r (mm) 1,39 1,36 1,34 1,32 Pmax (tấn) 576 586 590 594 Hình 1.29 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,5 H/D =1,6 Bảng 1.29 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,5 H/D =1,6 H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 1,6 80 50 0,5 1,41 581 1,6 80 50 0,5 1,38 588 1,6 80 50 0,5 1,36 592 1,6 80 50 0,5 1,34 599 d, Với µ=0,6 TT Hình 1.30 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,6 H/D =1,6 Bảng 1.30 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,6 H/D =1,6 H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 1,6 80 50 0,6 1,43 585 1,6 80 50 0,6 1,40 590 1,6 80 50 0,6 1,38 597 1,6 80 50 0,6 1,36 608 1.8 Kết khảo sát với ảnh hưởng hệ số ma sát tới r lực tạo hình với H/D =1,8 a,Với µ=0,3 116 Hình 1.31 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,3 H/D =1,8 b, Với µ=0,4 TT Bảng 1.32 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,4 H/D =1,8 H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 1,8 86,85 48 0,4 1,41 569 1,8 86,85 48 0,4 1,38 576 1,8 86,85 48 0,4 1,36 581 1,8 86,85 48 0,4 1,34 586 Hình 1.32 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,4 H/D =1,8 c, Với µ=0,5 TT Hình 1.33 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,5 H/D =1,8 Bảng 1.34 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,5 H/D =1,8 H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 1,8 86,85 48 0,5 1,43 576 1,8 86,85 48 0,5 1,40 580 1,8 86,85 48 0,5 1,38 583 1,8 86,85 48 0,5 1,36 590 117 d, Với µ=0,6 Hình 1.35 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,6 H/D =1,8 Bảng 1.35 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,6 H/D =1,8 TT H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 1,8 86,85 48 0,6 1,45 579 1,8 86,85 48 0,6 1,42 583 1,8 86,85 48 0,6 1,40 589 1,8 86,85 48 0,6 1,38 598 1.9 Kết khảo sát với ảnh hưởng hệ số ma sát tới r lực tạo hình với H/D =2,0 a,Với µ=0,3 TT Hình 1.36 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,3 H/D =2,0 Bảng 1.36 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,3 H/D =2,0 H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 2,0 94,57 46 0,3 1,46 560 2,0 94,57 46 0,3 1,44 568 2,0 94,57 46 0,3 1,41 571 2,0 94,57 46 0,3 1,36 575 b, Với µ=0,4 Hình 1.37 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,4 H/D =2,0 118 TT Bảng 1.37 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,4 H/D =2,0 H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 2,0 94,57 46 0,4 1,49 565 2,0 94,57 46 0,4 1,46 570 2,0 94,57 46 0,4 1,43 573 2,0 94,57 46 0,4 1,38 579 c, Với µ=0,5 Hình 1.38 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,5 H/D =2,0 Bảng 1.38 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,5 H/D =2,0 TT αo d, Với µ=0,6 H/D 2,0 2,0 2,0 2,0 H 94,57 94,57 94,57 94,57 D 46 46 46 46 µ 0,5 0,5 0,5 0,5 r (mm) 1,50 1,48 1,46 1,41 Pmax (tấn) 570 574 579 584 Hình 1.39 Đồ thị lực dập Pmax r với µ=0,6 H/D =2,0 Bảng 1.39 Kết khảo sát bán kính r lực ép Pmax µ=0,6 H/D =2,0 TT H/D H D µ r (mm) Pmax (tấn) αo 2,0 94,57 46 0,6 1,52 573 2,0 94,57 46 0,6 1,50 578 2,0 94,57 46 0,6 1,47 582 2,0 94,57 46 0,6 1,44 589 Chương trình Matlab xây dựng hàm số thể phụ thuộc bán kính r vào yếu tố H/D, hệ số ma sát µ, góc nghiêng chày α syms a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 a11 a12 a13 a14 a15 X Y Z A1=1.4; A2=1.6;A3=1.8;A4=2.0; B1=0.3;B2=0.4;B3=0.5;B4=0.6; C1=6;C2=7;C3=8;C4=9; 119 muctieu=a1.*X.^3+a2.*Y.^3+a3.*Z.^3+a4.*X.^2.*Y+a5.*Y.^2.*Z+a6 *Z.^2.*X+a7.*X^2.*Z+a8.*Y^2.*X+a9.*X.^2+a10.*Y.^2+a11.*Z.^2+a1 2.*X+a13.*Y+a14.*Z+a15; A=[A1 A1 A1 A1 A2 A2 A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4 A4 A4 A4]; B=[B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4]; C=[C1 C2 C3 C4 C2 C1 C4 C3 C3 C4 C1 C2 C4 C3 C2 C1]; DB1=1.45; DB2=1.44; DB3=1.43; DB4=1.41; DB5=1.35; DB6=1.34; DB7=1.34; DB8=1.43; DB9=1.35; DB10=1.34; DB11=1.43; DB12=1.42; DB13=1.36; DB14=1.49; DB15=1.48; DB16=1.47; DB=[DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 DB8 DB9 DB10 DB11 DB12 DB13 DB14 DB15 DB16]; %thay so muctieu1=(DB(1)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(1),B(1),C(1)})))^2; muctieu2=(DB(2)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(2),B(2),C(2)})))^2; muctieu3=(DB(3)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(3),B(3),C(3)})))^2; muctieu4=(DB(4)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(4),B(4),C(4)})))^2; muctieu5=(DB(5)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(5),B(5),C(5)})))^2; muctieu6=(DB(6)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(6),B(6),C(6)})))^2; muctieu7=(DB(7)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(7),B(7),C(7)})))^2; muctieu8=(DB(8)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(8),B(8),C(8)})))^2; muctieu9=(DB(9)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(9),B(9),C(9)})))^2; muctieu10=(DB(10)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(10),B(10),C(10)})))^2; muctieu11=(DB(11)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(11),B(11),C(11)})))^2; muctieu12=(DB(12)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(12),B(12),C(12)})))^2; muctieu13=(DB(13)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(13),B(13),C(13)})))^2; muctieu14=(DB(14)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(14),B(14),C(14)})))^2; muctieu15=(DB(15)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(15),B(15),C(15)})))^2; muctieu16=(DB(16)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(16),B(16),C(16)})))^2; muctieutong=(muctieu1+muctieu2+muctieu3+muctieu4+muctieu5+muct ieu6+muctieu7+muctieu8+muctieu9+muctieu10+muctieu11+muctieu12+ muctieu13+muctieu14+muctieu15+muctieu16); 120 %dao ham pt1=diff(muctieutong,a1); pt2=diff(muctieutong,a2); pt3=diff(muctieutong,a3); pt4=diff(muctieutong,a4); pt5=diff(muctieutong,a5); pt6=diff(muctieutong,a6); pt7=diff(muctieutong,a7); pt8=diff(muctieutong,a8); pt9=diff(muctieutong,a9); pt10=diff(muctieutong,a10); pt11=diff(muctieutong,a11); pt12=diff(muctieutong,a12); pt13=diff(muctieutong,a13); pt14=diff(muctieutong,a14); pt15=diff(muctieutong,a15); nghiem=solve(pt1,pt2,pt3,pt4,pt5,pt6,pt7,pt8,pt9,pt10,pt11,pt1 2,pt13,pt14,pt15,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a1 4,a15); x1=eval(nghiem.a1) x2=eval(nghiem.a2) x3=eval(nghiem.a3) x4=eval(nghiem.a4) x5=eval(nghiem.a5) x6=eval(nghiem.a6) x7=eval(nghiem.a7) x8=eval(nghiem.a8) x9=eval(nghiem.a9) x10=eval(nghiem.a10) x11=eval(nghiem.a11) x12=eval(nghiem.a12) x13=eval(nghiem.a13) x14=eval(nghiem.a14) x15=eval(nghiem.a15) noisuyhambac3=eval(subs(muctieu,{a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a1 0,a11,a12,a13,a14,a15},{x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12 ,x13,x14,x15})); X=A; Y=B; Z=C; noisuyhambac3cc=eval(subs(muctieu,{a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9, a10,a11,a12,a13,a14,a15},{x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x 12,x13,x14,x15})); K=(A4-A1)./10; L=(B4-B1)./10; Z=C4; % x=meshgrid(A1:K:A4); y=meshgrid(B1:L:B4); [X,Y]=meshgrid(x,y); %phuong trinh 121 noisuyhambac3z=eval(subs(muctieu,{a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a 10,a11,a12,a13,a14,a15},{x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x1 2,x13,x14,x15})); figure(1) surfc(X,Y,noisuyhambac3z), xlabel('YEU TO X'), ylabel('YEU TO Y'), zlabel('muc tieu '); hold on grid on shading interp color map(gray); Giatritrungbinhthinghiem=(DB1+DB2+DB3+DB4+DB5+DB6+DB7+DB8+DB9+ DB10+DB11+DB12+DB13+DB14+DB15+DB16)/16; ynho=DB-Giatritrungbinhthinghiem; ynhomu=noisuyhambac3cc-Giatritrungbinhthinghiem; enho=DB-noisuyhambac3cc; TSS=ynho(1)^2+ynho(2)^2+ynho(3)^2+ynho(4)^2+ynho(5)^2+ynho(6)^ 2+ynho(7)^2+ynho(8)^2+ynho(9)^2+ynho(10)^2+ynho(11)^2+ynho(12) ^2+ynho(13)^2+ynho(14)^2+ynho(15)^2+ynho(16)^2; ESS=ynhomu(1)^2+ynhomu(2)^2+ynhomu(3)^2+ynhomu(4)^2+ynhomu(5)^ 2+ynhomu(6)^2+ynhomu(7)^2+ynhomu(8)^2+ynhomu(9)^2+ynhomu(10)^2 +ynhomu(11)^2+ynhomu(12)^2+ynhomu(13)^2+ynhomu(14)^2+ynhomu(15 )^2+ynhomu(16)^2; SSE=enho(1)^2+enho(2)^2+enho(3)^2+enho(4)^2+enho(5)^2+enho(6)^ 2+enho(7)^2+enho(8)^2+enho(9)^2+enho(10)^2+enho(11)^2+enho(12) ^2+enho(13)^2+enho(14)^2+enho(15)^2+enho(16)^2; n=16;p=15; MSE=SSE/(n-p); %=SSE/(n-p) n=16;p=15 MSM=ESS/(p-1); %=SSM/(p-1) MST=TSS/(n-1);%=SST/(n-1) Phuong sai tai sinh; f1=n-p; f2=m-1 F(f2,f1) %% R binh phuong %Rbinhphuong=ESS/TSS Rbinhphuong1=1-(SSE/TSS) Rbinhphuonghieuchinh=1-(MSE/MST); %% Fisher %Fisher1=MSM/MST %% phuong sai du phuongsaidu=SSE/(n-p);% phuong sai tuong thich OK %% Phuong sai lap dd=1.43;ee=1.45;ff=1.47; tb=(dd+ee+ff)/3; phuongsailap=((dd-tb)^2+(ee-tb)^2+(ff-tb)^2)/2; Fisher2=phuongsaidu/phuongsailap %Fisher3=(Rbinhphuong1/(p-1))/((1-Rbinhphuong1)/(n-p)) %Fisher4=MSM/MSE %% f(alpha,p-1,n-p) Kết quả: x1 = -2.3646 x2 = -2.9064 x3 = -0.0100 x4 = -0.0302 122 x5 = 0.3944 x6 = 0.0664 x7 = -0.2785 x8 = -0.0904 x9 = 14.9897 x10 = 0.8065 x11 = 0.0969 x12 = -26.7278 x13 = -1.0637 x14 = -0.7234 x15 = 19.0607 Rbinhphuong = 0.9516 Chương trình Matlab xây dựng hàm số thể phụ thuộc lực tạo hình vào yếu tố H/D, hệ số ma sát µ, góc nghiêng chày α syms a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 a11 a12 a13 a14 a15 X Y Z A1=1.4; A2=1.6;A3=1.8;A4=2.0; B1=0.3;B2=0.4;B3=0.5;B4=0.6; C1=6;C2=7;C3=8;C4=9; muctieu=a1.*X.^3+a2.*Y.^3+a3.*Z.^3+a4.*X.^2.*Y+a5.*Y.^2.*Z+a6 *Z.^2.*X+a7.*X^2.*Z+a8.*Y^2.*X+a9.*X.^2+a10.*Y.^2+a11.*Z.^2+a1 2.*X+a13.*Y+a14.*Z+a15; A=[A1 A1 A1 A1 A2 A2 A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4 A4 A4 A4]; B=[B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4]; C=[C1 C2 C3 C4 C2 C1 C4 C3 C3 C4 C1 C2 C4 C3 C2 C1]; DB1=580; DB2=592; DB3=601; DB4=618; DB5=582; DB6=590; DB7=599; DB8=585; DB9=578; DB10=586; DB11=576; DB12=583; DB13=575; DB14=565; DB15=574; DB16=582; DB=[DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 DB8 DB9 DB10 DB11 DB12 DB13 DB14 DB15 DB16]; %thay so muctieu1=(DB(1)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(1),B(1),C(1)})))^2; muctieu2=(DB(2)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(2),B(2),C(2)})))^2; muctieu3=(DB(3)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(3),B(3),C(3)})))^2; muctieu4=(DB(4)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(4),B(4),C(4)})))^2; muctieu5=(DB(5)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(5),B(5),C(5)})))^2; muctieu6=(DB(6)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(6),B(6),C(6)})))^2; muctieu7=(DB(7)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(7),B(7),C(7)})))^2; 123 muctieu8=(DB(8)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(8),B(8),C(8)})))^2; muctieu9=(DB(9)-(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(9),B(9),C(9)})))^2; muctieu10=(DB(10)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(10),B(10),C(10)})))^2; muctieu11=(DB(11)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(11),B(11),C(11)})))^2; muctieu12=(DB(12)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(12),B(12),C(12)})))^2; muctieu13=(DB(13)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(13),B(13),C(13)})))^2; muctieu14=(DB(14)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(14),B(14),C(14)})))^2; muctieu15=(DB(15)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(15),B(15),C(15)})))^2; muctieu16=(DB(16)(subs(muctieu,{X,Y,Z},{A(16),B(16),C(16)})))^2; muctieutong=(muctieu1+muctieu2+muctieu3+muctieu4+muctieu5+muct ieu6+muctieu7+muctieu8+muctieu9+muctieu10+muctieu11+muctieu12+ muctieu13+muctieu14+muctieu15+muctieu16); %dao ham pt1=diff(muctieutong,a1); pt2=diff(muctieutong,a2); pt3=diff(muctieutong,a3); pt4=diff(muctieutong,a4); pt5=diff(muctieutong,a5); pt6=diff(muctieutong,a6); pt7=diff(muctieutong,a7); pt8=diff(muctieutong,a8); pt9=diff(muctieutong,a9); pt10=diff(muctieutong,a10); pt11=diff(muctieutong,a11); pt12=diff(muctieutong,a12); pt13=diff(muctieutong,a13); pt14=diff(muctieutong,a14); pt15=diff(muctieutong,a15); nghiem=solve(pt1,pt2,pt3,pt4,pt5,pt6,pt7,pt8,pt9,pt10,pt11,pt1 2,pt13,pt14,pt15,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a1 4,a15); x1=eval(nghiem.a1) x2=eval(nghiem.a2) x3=eval(nghiem.a3) x4=eval(nghiem.a4) x5=eval(nghiem.a5) x6=eval(nghiem.a6) x7=eval(nghiem.a7) x8=eval(nghiem.a8) x9=eval(nghiem.a9) x10=eval(nghiem.a10) x11=eval(nghiem.a11) x12=eval(nghiem.a12) x13=eval(nghiem.a13) 124 x14=eval(nghiem.a14) x15=eval(nghiem.a15) noisuyhambac3=eval(subs(muctieu,{a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a1 0,a11,a12,a13,a14,a15},{x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12 ,x13,x14,x15})); X=A; Y=B; Z=C; noisuyhambac3cc=eval(subs(muctieu,{a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9, a10,a11,a12,a13,a14,a15},{x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x 12,x13,x14,x15})); K=(A4-A1)./10; L=(B4-B1)./10; Z=C4; % x=meshgrid(A1:K:A4); y=meshgrid(B1:L:B4); [X,Y]=meshgrid(x,y); %phuong trinh noisuyhambac3z=eval(subs(muctieu,{a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a 10,a11,a12,a13,a14,a15},{x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x1 2,x13,x14,x15})); figure(1) surfc(X,Y,noisuyhambac3z), xlabel('YEU TO X'), ylabel('YEU TO Y'), zlabel('muc tieu '); hold on grid on shading interp color map(gray); Giatritrungbinhthinghiem=(DB1+DB2+DB3+DB4+DB5+DB6+DB7+DB8+DB9+ DB10+DB11+DB12+DB13+DB14+DB15+DB16)/16; ynho=DB-Giatritrungbinhthinghiem; ynhomu=noisuyhambac3cc-Giatritrungbinhthinghiem; enho=DB-noisuyhambac3cc; TSS=ynho(1)^2+ynho(2)^2+ynho(3)^2+ynho(4)^2+ynho(5)^2+ynho(6)^ 2+ynho(7)^2+ynho(8)^2+ynho(9)^2+ynho(10)^2+ynho(11)^2+ynho(12) ^2+ynho(13)^2+ynho(14)^2+ynho(15)^2+ynho(16)^2; ESS=ynhomu(1)^2+ynhomu(2)^2+ynhomu(3)^2+ynhomu(4)^2+ynhomu(5)^ 2+ynhomu(6)^2+ynhomu(7)^2+ynhomu(8)^2+ynhomu(9)^2+ynhomu(10)^2 +ynhomu(11)^2+ynhomu(12)^2+ynhomu(13)^2+ynhomu(14)^2+ynhomu(15 )^2+ynhomu(16)^2; SSE=enho(1)^2+enho(2)^2+enho(3)^2+enho(4)^2+enho(5)^2+enho(6)^ 2+enho(7)^2+enho(8)^2+enho(9)^2+enho(10)^2+enho(11)^2+enho(12) ^2+enho(13)^2+enho(14)^2+enho(15)^2+enho(16)^2; n=16;p=15; MSE=SSE/(n-p); %=SSE/(n-p) n=16;p=15 MSM=ESS/(p-1); %=SSM/(p-1) MST=TSS/(n-1);%=SST/(n-1) Phuong sai tai sinh; f1=n-p; f2=m-1 F(f2,f1) %% R binh phuong %Rbinhphuong=ESS/TSS 125 Rbinhphuong1=1-(SSE/TSS) Rbinhphuonghieuchinh=1-(MSE/MST); %% Fisher %Fisher1=MSM/MST %% phuong sai du phuongsaidu=SSE/(n-p);% phuong sai tuong thich OK %% Phuong sai lap dd=575;ee=580;ff=585; tb=(dd+ee+ff)/3; phuongsailap=((dd-tb)^2+(ee-tb)^2+(ff-tb)^2)/2; Fisher2=phuongsaidu/phuongsailap %Fisher3=(Rbinhphuong1/(p-1))/((1-Rbinhphuong1)/(n-p)) %Fisher4=MSM/MSE %% f(alpha,p-1,n-p) Kết quả: x1 =235,6504 x2 =1708,9 x3 =2,0069 x4 =-37,4482 x5 =-57,2845 x6 =-13,9747 x7 =54,4815 x8 =195,8764 x9 =-1,581,1 x10 = -2210,4 x11 = -18,5233 x12 = 2679,7 x13 =1113,3 x14 =148,1471 x15 =-1464,1 Rbinhphuong =0.9723 126