Luận văn gia công chi tiết thành mỏng

Chi tiết dạng thành mỏng (thin – walled component) có thể coi là một trong những nhóm chi tiết mới đang được ứng dụng khá rộng trong nhiều lĩnh vực của nền sản xuất hiện đại. Trong kết cấu của nhiều chủng loại động cơ đốt trong có những cánh tản nhiệt với đặc điểm chung là độ dày thường nhỏ hơn nhiều lần chiều cao của cánh tính từ thân máy và chiều dài dọc theo thân máy. Các chi tiết dạng này thường đước sử dụng làm các chi tiết tản nhiệt trong các thiết bị điện tử như: đèn LED công xuất lớn, tản nhiệt laptop, tản nhiệt cho CPU máy vi tính,… với chung mục đích là tăng tối đa diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí với khối lượng nhỏ nhất. Tuy nhiên, sản xuất số lượng lớn dạng chi tiết này vẫn được coi là bài toán khó. Lý do lớn nhất được đưa ra là sự hợp lý trong chiến lược gia công và điều kiện gia công, các yếu tố trong gia công có tác động lớn tới chất lượng chi tiết thành mỏng đặc biệt là sự không ổn định 6, 11. Lý do thứ hai được nêu ra là miền gia công ổn định của dạng chi tiết thành mỏng thường khó xác định và phụ thuộc nhiều vào vật liệu chế tạo cũng như kết cấu chi tiết và phân bố trong một giải hẹp. Từ những phân tích nêu trên tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến biến dạng và nhám bề mặt khi gia công chi tiết thành mỏng” để nghiên cứu nhằm mục đích xác định và phân tích ảnh hưởng của chế độ cắt trong quá trình phay chi tiết dạng thành mỏng góp phần xác định điều kiện gia công cho chi tiết dạng thành mỏng.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN DUY KHÁNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN BIẾN DẠNG VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI GIA CÔNG CHI TIẾT THÀNH MỎNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2021 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN DUY KHÁNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN BIẾN DẠNG VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI GIA CÔNG CHI TIẾT THÀNH MỎNG Ngành Kỹ thuật Cơ Khí Mã số: 8520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VĂN QUẢNG PGS.TS HOÀNG TIẾN DŨNG Hà Nội – 2021 i LỜI CẢM ƠN Tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Quảng PGS.TS Hoàng Tiến Dũng hướng dẫn hỗ trợ suốt thời gian học tập nghiên cứu Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, Trung tâm Đào tạo sau đại học, Khoa Cơ khí - Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tơi tới người thân gia đình Tơi xin chân thành cảm ơn quan tâm, động viên, tạo điều kiện giúp đỡ anh, em, đồng nghiệp suốt thời gian tơi học tập hồn thiện luận văn Hà Nội, ngày 26 tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Duy Khánh ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Nguyễn Văn Quảng PGS.TS Hoàng Tiến Dũng Kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 26 tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Duy Khánh iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CHI TIẾT THÀNH MỎNG 1.1 Đặc điểm kết cấu vật liệu chi tiết thành mỏng 1.1.1 Đặc điểm chung chi tiết thành mỏng 1.1.2 Phân loại chi tiết thành mỏng 1.1.3 Vật liệu chế tạo chi tiết thành mỏng 10 1.2 Ứng dụng chi tiết thành mỏng 12 1.3 Các phương pháp gia công chi tiết thành mỏng 14 1.4 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 15 1.4.1 Tình hình nghiên cứu nước 15 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 16 1.5 Kết luận chương 18 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH PHAY 20 2.1 Cơ sở vật lý trình cắt gọt kim loại 20 2.1.1 Biến dạng dẻo trình cắt gọt kim loại 20 2.1.2 Quá trình hình thành phoi 22 iv 2.1.3 Nhiệt cắt 29 2.2 Đặc trưng phương pháp phay gia công vật liệu hợp kim nhôm A6061 37 2.2.1 Đặc điểm phương pháp phay 37 2.2.2 Phay vật liệu hợp kim nhôm A6061 39 2.3 Đặc điểm trình phay chi tiết thành mỏng 40 2.4 Biến dạng gia công thành mỏng 41 2.5 Ảnh hưởng số thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt biến dạng chi tiết 43 2.5.1 Độ nhám bề mặt trình phay 43 2.5.2 Ảnh hưởng số thông số đến nhám bề mặt 46 2.5.3 Ảnh hưởng số yếu tố đến biến dạng chi tiết 50 2.6 Xây dựng mơ hình mơ q trình gia cơng chi tiết thành mỏng phân tích 58 2.6.1 Tổng quan phương pháp phần tử hữu hạn mô phân tích 58 2.6.2 Xây dựng mơ hình mơ phân tích 60 2.7 Kết luận chương 71 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 75 3.1 Thiết kế tiến hành thí nghiệm 75 3.1.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm 75 3.1.2 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 76 3.1.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 76 3.1.4 Lựa chọn trang thiết bị thí nghiệm 79 3.1.5 Sơ đồ hóa hệ thống 84 v 3.2 Kết nghiên cứu 86 3.2.1 Kết thực nghiệm với tiêu nhám bề mặt phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 86 3.2.2 Kết mô thực nghiệm với tiêu mức độ biến dạng chi tiết phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 90 3.3 Kết luận chương 96 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 97 Kết luận 97 Hướng nghiên cứu 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Viêt tắt, ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt Analysis of variance Phương pháp phân tích phương sai ANOVA Điều khiển số với hỗ trợ CNC Computer numerical control CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm Fc, Fv Cutting Force Lực căt FEM Finite element method Phương pháp phần tử hữu hạn FRF Natural Frequency Response Tần số dao động tự nhiên HSM High Speed Machining Gia công cao tốc V, Vc Cutting velocity Vận tốc cắt D Tool diameter Đường kính dao phay n Spindle Speed Số vịng quay dao (Trục chính) máy tính Rz Chiều cao nhấp nhô tế vi Ra Sai lệch Profin trung bình ap , ar Deep of cut axial, radial Chiều sâu cắt vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng thơng số mơ hình cấu trúc vật liệu 64 Bảng 2.2 Mơ hình phá hủy vật liệu số vật liệu thông dụng 64 Bảng 2.3 Hệ thống đơn vị thống 65 Bảng 2.4 Thông số vật liệu dụng cụ cắt 66 Bảng 2.5 Thông số vật liệu hợp kim nhôm A6061 66 Bảng 2.6 Mô hình phá hủy vật liệu hợp kim nhơm A6061 67 Bảng 3.1 Bảng thiết kế thông số đầu vào thí nghiệm 78 Bảng 3.2 Ma trận thực nghiệm 79 Bảng 3.3 Thành phần hóa học vật liệu hợp kim nhơm A6061 80 Bảng 3.4 Đặc tính kỹ thuật hợp kim nhôm A6061 thể 81 Bảng 3.5 Bảng kết thực nghiệm 85 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Biểu đồ thể báo liên quan đến gia công thành mỏng công bố Web of Science Hình 1.1 Xác định tỉ lệ mỏng chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 Hình 1.2 Kết cấu thành mỏng khung cánh máy bay Hình 1.3 Một số chi tiết thành mỏng Hình 1.4 Tối ưu hóa thiết kế chi tiết cánh sau máy bay Airbus A350 13 Hình 1.5 Cánh quạt động phản lực 13 Hình 1.6 Tấm tản nhiệt cho CPU máy tính 14 Hình 2.1 Sơ đồ biến dạng độ bề cắt 21 Hình 2.2 Sơ đồ mơ tả q trình tạo phoi với dạng cắt tự 24 Hình 2.3 Các dạng phoi hình thành trình cắt 25 Hình 2.4 Vùng hình thành phoi 26 Hình 2.5 Cơ chế hình thành phoi phân đoạn 27 Hình 2.6 Mơ tả xác định hệ số co rút phoi 28 Hình 2.7 Các nguồn sinh nhiệt 30 Hình 2.8 Các dịng truyền nhiệt 30 Hình 2.9 Quan hệ nhiệt cắt chế độ cắt V, S,t 31 Hình 2.10 Ảnh hưởng chiều dày cắt a (mm) chiều rộng cắt b (mm) đến nhiệt cắt 32 Hình 2.11 Sự phân bố lớp ứng suất dư lớp hóa bền (biên cứng) bề mặt chi tiết 35 88 Bảng 3.7 Mức độ ảnh hưởng thông số khảo sát đến nhám bề mặt Ra Level Vc fz ar 0.46 0.156 0.46 0.4667 0.3833 0.47 0.45 0.8367 0.4467 Delta 0.0167 0.68 0.0232 Rank Ra, [micromet] Tác động yếu tố khảo sát tới nhám bề mặt Vc, [mét/phút] Fz, [mm/răng] ar, [mm] Hình 3.9 Ảnh hưởng thông số khảo sát đến nhám bề mặt chi tiết 89 b Xây dựng mô hình hồi quy độ nhám phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhơm A6061 Phương trình hồi quy ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến nhám bề mặt chi tiết sau gia cơng có mức độ ảnh hưởng thống số riêng lẻ ảnh hưởng lẫn nhau, thông số đầu vào tới độ nhám bề mặt đánh giá bảng phân tích ANOVA bảng 3.6 So sánh kết đo từ thực nghiệm độ nhám bề mặt chi tiết sau gia cơng mơ tả hình 3.10 Qua hình mơ tả cho thấy kết dự đoán gần với kết đo Giá trị R2 phương trình hồi quy số liệu đo nhám 96,96% Vì vậy, mơ hình hồi quy tốn học mơ hình hồi quy phù hợp với thông số đầu vào (vận tốc cắt, chiều sâu cắt theo hướng kính, lượng ăn dao) thơng số đầu giá trị độ nhám bề mặt Mô hình độ nhám bề mặt chi tiết sau phay: 𝑅𝑎 = 0.209 − 0.00057𝑉𝑐 + 9.98𝑓𝑧 − 0.548𝑎𝑟 − 0.0184𝑉𝑐 ∗ 𝑓𝑧 +0.00196𝑉𝑐 ∗ 𝑎𝑟 + 2.50𝑓𝑧 ∗ 𝑎𝑟 (3.5) { 2 R = 96.96%, R Ajd = 87.85% c Kiểm mơ hình hồi quy Mơ hình hồi quy độ nhám bề mặt gia công kiểm tra dựa sở so sánh kết dự đoán kết độ nhám từ thực nghiệm Các kết so sánh mơ tả Hình 3.10 Kết so sánh rằng, độ nhám bề mặt gia cơng dự đốn sát với độ nhám đo từ thực nghiệm Kết chứng minh hàm hồi quy độ nhám bề mặt gia cơng có ý nghĩa dự đốn dùng để dự đốn độ nhám bề mặt gia công phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 90 Độ nhám bề mặt Ra[micromet] 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Thí nghiệm RaThực thực nghiệm nghiệm Dựdựđốn Ra đốn Hình 3.10 Biểu đồ so sánh sai lệch Ra dự đốn Ra thực nghiệm 3.2.2 Kết mơ thực nghiệm với tiêu mức độ biến dạng chi tiết phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 a Ảnh hưởng nhân tố đầu vào tới biến dạng chi tiết sở phân tích tác động lực cắt Như phân tích chương 2, lực cắt ngoại lực tác dụng vào chi tiết q trình gia công coi nguyên nhân trực tiếp gây biến dạng q trình gia cơng, theo lực cắt tăng biến dạng chi tiết tăng ngược lại (hình 3.12) Khi lực cắt tăng từ 85,79 (N) lên 143,2 (N) , biến dạng tăng từ 0,025 (mm) lên 0,051 (mm) Lực cắt đạt giá trị cực đại 164,07 (N) biến dạng lớn với giá trị df = 0,065 (mm) Từ số liệu kết thực nghiệm (bảng 3.2) thấy yếu tố đầu vào tác động lớn đến lực cắt trường hợp lượng ăn dao (fz), lực cắt (F) tăng (fz), tăng ngược lại, nói cách khác lượng ăn dao (fz) yếu tố 91 đầu vào tác động lớn đến biến dạng chi tiết xét mơ hình lực cắt 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 200 150 100 50 Lực cắt,N Biến dạng,mm Tác động lực cắt đến biến dạng Thí nghiệm Biến Biếndạng dạng(df) (df) Lực cắtcắt(f)(F) Lực Hình 3.11 Xu hướng tác động lực cắt đến biến dạng chi tiết b So sánh kết mô hình FEM thực nghiệm Biến dạng df 0.08 0.07 0.06 mm 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 Thí nghiệm Thực nghiệm FEM Hình 3.12 So sánh kết mơ FEM thực nghiệm Từ biểu đồ hình 3.12 ta thấy kết mơ hình mơ xây dựng chương kết thực nghiệm tương đồng Mức độ xác kết mơ 92 so với thực tế đạt 85% thí nghiệm, phần sai số đến từ yếu tố mơi trường tác động q trình thực nghiệm môi trường mô lý tưởng khơng mơ tả trình nhiệt mơ hình Đặc biệt số thí nghiệm cho kết tương đồng đến 98 %.Từ kết cho thấy yếu tố đầu vào xác định tốc độ căt, lượng ăn dao răng, chiều sâu cắt hướng kính tác động lớn đến biến dạng q trình phay chi tiết thành mỏng hợp kim nhôm A6061 Một số yếu tố trình nhiệt, lẹo dao,… tác động đến biến dạng chi tiết gia công Mô hình FEM có độ xác tương đối cao trường hợp c Phân tích phương sai mức độ biến dạng Kết phân tích phương sai cho mức độ biến dạng gia công chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 dao phay ngón liền khối thống kê bảng 3.6 Kết phân tích bảng rằng: Sử dụng phương pháp ANOVA phân tích mức độ ảnh hưởng thông số thông qua bảng 3.8 cho thấy lượng tiến dao (fz) ảnh hưởng lớn đến biến dạng chi tiết chiều sâu cắt hướng kính (ar), tốc độ cắt (Vc) ảnh hưởng đáng kể so với lượng tiến dao cụ thể thể bảng phân tích ANOVA (bảng 3.8) Phân tích thay đổi giá trị độ nhám theo mức thông số đầu vào, ta có số đánh sau: Sử dụng phương pháp phân tích Taguchi phần mềm Minitab 19 để tìm mức độ ảnh hưởng tốc độ cắt Vc, lượng tiến dao (fz) chiều sâu cắt hướng kính (ar) đến nhám bề mặt (Ra) bảng 3.8 Từ ta có biểu đồ đánh giá mức độ ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công hình 3.13 Ảnh hưởng lượng tiến dao (fz) tới nhám bề mặt lớn nhất, miền khảo sát giá trị lượng tiến dao tăng từ mức tương ứng 0.02 (mm/răng) đến mức tương ứng 0.1 (mm/răng) giá trị (Ra) tăng nhanh từ 0,156  m đến giá trị 0,8367  m Tương tự độ nhám có xu hướng tăng nhẹ từ 0,46  m đến 0,4667  m vận tốc (Vc) từ mức lên 93 mức 2, nhiên vân tốc cắt tiếp tục tăng lên mức độ nhám lại có xu hướng giảm nhẹ xuống mức 0,45  m Tương tự, giá trị Ra tăng từ 0.46  m lên mức 0.47  m ar tăng từ mức lên mức sau lại nhám bề mặt giảm ar tăng Như tác động thông số lượng tiến dao đến nhám bề mặt lớn tăng từ 0.02 (mm/răng) lên 0.1 (mm/răng) (Ra) tăng lên từ 0,156  m lên 0,8367  m , tác động hai thơng số cịn lại có xu hướng tác động tương đồng tương đối nhỏ so với lượng tiến dao (fz) Bảng 3.8 Kết phân tích ANOVA biến dạng chi tiết Number of obs: R-squared: 0.960 Root MSE: 0.00512 Adj R-squared: 0.843 Mean square Fvalue Prob >F 0.90186105 16.22 0.000 Source Sum of squares Degree of freedo m Model 0.001241 Vc 0.000072 0.000036 0.44 752.7 5.38 fz 0.001110 0.000555 752.7 0.001 82.81 ar 0.0000775 0.000039 0.86 0.005 5.78 Error 0.000956 Total 0.721489 Percent contributio n (%) 6.03 0.09018610 100.000 94 Bảng 3.9 Mức độ ảnh hưởng thông số khảo sát đến mức độ biến dạng df Level Vc 0.044 0.04567 0.052 0.04933 0.05067 0.057 0.4833 Delta Rank fz ar 0.03133 0.04267 0.00667 0.02567 0.00667 Tương tự phân tích để tìm mức độ ảnh hưởng tốc độ cắt (Vc), lượng tiến dao (fz) chiều sâu cắt hướng kính (ar) đến biến dạng chi tiết (df) Từ ta có biểu đồ đánh giá mức độ ảnh hưởng thông số chế độ cắt tới biến dạng lực cắt hình 3.13 Ảnh hưởng lớn tới biến dạng chi tiết lượng tiến dao (fz), giá trị biến dạng cực đại chi tiết tăng mạnh từ 0.03(mm) mức 0.02 (mm/răng) lên 0.057(mm) mức 0.1(mm/răng) Tác động (ar) đến nhám bề mặt (Ra) lớn thứ hai sau lượng tiến dao (fz) tác động tốc độ cắt (Vc) nhỏ Trong tốc độ cắt (Vc) tăng lên từ 100 (m/phút) tương ứng mức lên 170 (m/phút) mức 2, 240 (mm/phút) mức giá trị mức độ biến dạng tăng nhẹ từ 0.044 (mm) lên 0.05 (mm) Mức độ biến dạng chi tiết tăng từ 0.04267 (mm) lên 0.4933 (mm) chiều sâu cắt hướng kính (ar) tăng từ 0.5 (mm) mức lên 1.0 (mm) tương ứng mức 2, nhiên giá trị chiều sâu cắt hướng kính (ar) tiếp tục tăng lên mức giá trị biến dạng lại giảm xuống 0.04833 (mm) 95 df, [milimet] Tác động yếu tố khảo sát tới biến dạng Vc, [mét/phút] fz, [mm/răng] ar, [mm] Hình 3.13 Ảnh hưởng thơng số khảo sát đến mức độ biến dạng chi tiết d Xây dựng mơ hình hồi quy biến dạng phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhơm A6061 Phương trình tốn học hồi quy ảnh hưởng thông số chế độ cắt biến dạng phay có mức độ ảnh hưởng thống số riêng lẻ ảnh hưởng lẫn thông số đầu vào tới biến dạng đánh bảng phân tích ANOVA bảng 3.8 So sánh kết đo từ thực nghiệm giá trị dự đoán mức độ biến dạng mơ tả hình 3.13 Qua hình mơ tả cho thấy kết dự đốn gần với kết đo Giá trị R2 phương trình hồi quy biến dạng đạt 96,09% Vì vậy, mơ hình hồi quy tốn học mơ hình hồi quy phù hợp với thơng số đầu vào (vận tốc cắt, chiều sâu cắt theo phương dọc trục, lượng chạy dao) thông số đầu biến dạng chi tiết Mơ hình biến dạng chi tiết sau phay: 96 𝑑𝑓 = 0.028 + 0.000055𝑉𝑐 − 0.279𝑓𝑧 + 0.0611𝑎𝑟 + 0.00352𝑉𝑐 ∗ 𝑓𝑧 −0.000233𝑉𝑐 ∗ 𝑎𝑟 − 0.100𝑓 ∗ 𝑎𝑟 { R2 = 96.09%, R2Ajd = 84.37% (3.6) e Kiểm nghiệm mơ hình hồi quy df[milimet] Biến dạng chi tiết 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 Thí nghiệm DfThực thực nghiệm nghiệm Df dự đốn Dự đốn Hình 3.14 Biểu đồ so sánh sai lệch df dự đoán theo hàm hồi quy df thực tế Mơ hình hồi quy biến dạng chi tiết gia công kiểm tra dựa sở so sánh kết dự đoán kết đo biến dạng từ thực nghiệm Các kết so sánh mô tả Hình 3.14 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Thơng số lượng tiến dao fz ảnh hưởng lớn đến biến dạng nhám bề mặt chi tiết thành mỏng gia cơng phương pháp phay sử dụng dao phay ngón liền khối Trong ảnh hưởng thông số vận tốc cắt chiều sâu cắt hướng kính nhỏ Các phương trình hồi quy dự đốn biến dạng nhám bề mặt xây dựng nội dung chương có độ tin cậy 96% có độ trung khớp với kết thực nghiệm kết thu từ mơ hình phần tử hữu hạn Như vậy, phương trình hồi quy xây dựng ứng dụng dự đốn nhám bề mặt biến dạng chi tiết thành mỏng 97 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO KẾT LUẬN Bằng phương pháp kết hợp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm, luận văn tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ đến biến dạng chi tiết nhám bề mặt gia cơng q trình phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 Các kết luận rút từ kết quả luận văn sau: Chi tiết thành mỏng với ưu điểm khối lượng thấp, chế tạo nhiều loại vật liệu khác đáp ứng yêu cầu ứng dụng cụ thể nhiều lĩnh vực khác công nghiệp Gia công cắt gọt chi tiết thành mỏng phức tạp độ cứng vững thấp, lực cắt sinh trình cắt tác động trực tiếp vào chi tiết gây nên biến dạng rung động cho chi tiết Rung động q trình gia cơng ảnh hưởng đến nhám bề mặt chi tiết sau gia công Tuy nhiên lực cắt chịu tác động trực tiếp từ thông số: Vận tốc cắt, chiều sâu cắt, lượng tiến dao, nội dung sở lý thuyết xây dựng phân tích mối quan hệ tác động thông số vc, fz, ar đến biến dạng nhám bề mặt chi tiết thành mỏng Vấn đề nghiên cứu để dự đoán biến dạng nhám bề mặt gia cơng q trình trình phay chi tiết thành mỏng phức tạp Vì vậy, nghiên cứu để mơ hình hóa dự đốn tiêu phương pháp mơ hình hóa thực nghiệm cách tiếp cận hợp lý Bằng nghiên cứu thực nghiệm, ảnh hưởng thông số chế độ cắt (Lượng tiến dao, vận tốc cắt chiều sâu cắt hướng kính) đến biến dạng chi tiết độ nhám bề mặt gia cơng phân tích Trong hai tiêu nhám bề mặt biến dạng, thơng số lượng tiến dao fz có tác động lớn bật hai thơng số cịn lại Mơ hình hồi quy biến dạng chi tiết độ nhám bề măt gia công xây dựng với hệ số xác định trung bình cao R2 > 90% Các 98 mơ hình hồi quy xây dựng kiểm tra cách so sánh kết dự đoán kết thực nghiệm với kết khả quan Các mơ hình hồi quy sử dụng để dự đốn biến dạng chi tiết nhám bề mặt gia công phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhôm A6061 dao ngón liền khối HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Nghiên cứu thực số khoảng khảo sát cụ thể, vậy, kết nghiên cứu đánh giá trường hợp cụ thể chưa đánh giá quy luật chung q trình phay Cần có nghiên cứu để làm rõ nhiều khía cạnh khác theo số hướng sau: • Nghiên cứu tối ưu hóa thơng số biến dạng nhám bề mặt gia công phay chi tiết thành mỏng vật liệu hợp kim nhơm A6061 • Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt cắt đến biến dạng nhám bề mặt chi tiết thành mỏng 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Văn Địch, Nguyên lý cắt kim loại: Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [2] Trần Văn Địch, et al., Công nghệ chế tạo máy: Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2003 [3] Phạm Thị Hoa, "Nghiên cứu q trình tạo phơi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061," Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2017 [4] Bành Tiến Long, et al., "Nghiên cứu ảnh hưởng thông số cắt đến hệ số co rút phoi độ nhám bề mặt gia công hợp kim nhôm A6061," 2018 [5] Phùng Xuân Sơn, et al., Giáo trình nguyên lý cắt: Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2015 [6] Lionel Arnaud, et al., "Simulation of low rigidity part machining applied to thin-walled structures," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 54, pp 479-488, 2011 [7] Martin P Bendsoe, et al., "An analytical model to predict optimal material properties in the context of optimal structural design," 1994 [8] Dirk Biermann, et al., "A general approach to simulating workpiece vibrations during five-axis milling of turbine blades," CIRP annals, vol 59, pp 125-128, 2010 [9] Gururaj Bolar, et al., "Measurement and analysis of cutting force and product surface quality during end-milling of thin-wall components," Measurement, vol 121, pp 190-204, 2018 [10] Meherwan P Boyce, Gas turbine engineering handbook: Elsevier, 2011 [11] U Bravo, et al., "Stability limits of milling considering the flexibility of the workpiece and the machine," International Journal of machine tools and manufacture, vol 45, pp 1669-1680, 2005 [12] FJ Campa, et al., "Chatter avoidance in the milling of thin floors with bull-nose end mills: Model and stability diagrams," International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol 51, pp 43-53, 2011 [13] Guang Chen, et al., "Finite element simulation of high-speed machining of titanium alloy (Ti–6Al–4V) based on ductile failure model," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 56, pp 1027-1038, 2011 [14] Irene Del Sol, et al., "Thin-wall machining of light alloys: A review of models and industrial approaches," Materials, vol 12, p 2012, 2019 [15] Yang Ding and Lida Zhu, "Investigation on chatter stability of thin-walled parts considering its flexibility based on finite element analysis," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 94, pp 3173-3187, 2018 100 [16] Hui-yue DONG and Ying-lin KE, "Study on machining deformation of aircraft monolithic component by FEM and experiment," Chinese Journal of Aeronautics, vol 19, pp 247-254, 2006 [17] MA Elbestawi and R Sagherian, "Dynamic modeling for the prediction of surface errors in the milling of thin-walled sections," Journal of materials processing technology, vol 25, pp 215-228, 1991 [18] Jia Feng, et al., "Mechanism of process damping in milling of thin-walled workpiece," International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol 134, pp 1-19, 2018 [19] Jilu Feng, et al., "Identification of chatter in milling of Ti-6Al-4V titanium alloy thin-walled workpieces based on cutting force signals and surface topography," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 82, pp 1909-1920, 2016 [20] Liu Gang, "Study on deformation of titanium thin-walled part in milling process," Journal of materials processing technology, vol 209, pp 2788-2793, 2009 [21] Qiang Guo, et al., "Chatter modeling and stability lobes predicting for nonuniform helix tools," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 87, pp 251-266, 2016 [22] Xiaozhong Hao, et al., "Dynamic machining process planning incorporating inprocess workpiece deformation data for large-size aircraft structural parts," International Journal of Computer Integrated Manufacturing, vol 32, pp 136147, 2019 [23] S Herranz, et al., "The milling of airframe components with low rigidity: a general approach to avoid static and dynamic problems," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, vol 219, pp 789-801, 2005 [24] JP Immarigeon, et al., "Lightweight materials for aircraft applications," Materials characterization, vol 35, pp 41-67, 1995 [25] R Izamshah, et al., "Hybrid deflection prediction on machining thin-wall monolithic aerospace components," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, vol 226, pp 592-605, 2012 [26] Xiaohui Jiang, et al., "Effects of tool diameters on the residual stress and distortion induced by milling of thin-walled part," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 68, pp 175-186, 2013 [27] Xiaohui Jiang, et al., "An approach to predict the distortion of thin-walled parts affected by residual stress during the milling process," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 93, pp 4203-4216, 2017 101 [28] Zenghui Jiang, et al., "Experimental study on milling force in processing Ti6Al4V thin-walled part," in 2017 6th International Conference on Measurement, Instrumentation and Automation (ICMIA 2017), 2017, pp 486515 [29] E Kannatey-Asibu Jr, "A transport-diffusion equation in metal cutting and its application to analysis of the rate of flank wear," 1985 [30] Kiran Kolluru, et al., "A solution for minimising vibrations in milling of thin walled casings by applying dampers to workpiece surface," CIRP Annals, vol 62, pp 415-418, 2013 [31] Xin Li, et al., "Modeling and application of process damping in milling of thinwalled workpiece made of titanium alloy," Shock and vibration, vol 2015, 2015 [32] Changqing Liu, et al., "A sensor fusion and support vector machine based approach for recognition of complex machining conditions," Journal of Intelligent Manufacturing, vol 29, pp 1739-1752, 2018 [33] Jian Liu, et al., "Evaluation of ductile fracture models in finite element simulation of metal cutting processes," Journal of Manufacturing Science and Engineering, vol 136, 2014 [34] Shaogang Liu, et al., "Optimal fixture design in peripheral milling of thinwalled workpiece," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 28, p 653, 2006 [35] Jian-wei Ma, et al., "Stability recognition for high-speed milling of TC4 thinwalled parts with curved surface," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 91, pp 2819-2829, 2017 [36] A Mahmud, et al., "Magnetic attraction forces between permanent magnet group arrays in a mobile magnetic clamp for pocket machining," CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, vol 11, pp 82-88, 2015 [37] Angelos P Markopoulos, "Finite element method in machining processes," 2012 [38] O Matsuda, et al., "Coherent shear phonon generation and detection with ultrashort optical pulses," Physical review letters, vol 93, p 095501, 2004 [39] R Panczuk, "Clean alternative technology to chemical milling: Demonstration of technical, environmental and economic performance of mechanical milling for the machining of complex shaped panels used in the aeronautical and space industries—GAP (Green Advanced Panel) 2007," ed [40] V Richter-Trummer, et al., "Methodology for prediction of distortion of workpieces manufactured by high speed machining based on an accurate through-the-thickness residual stress determination," The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol 68, pp 2271-2281, 2013 102 [41] Ingo Scheider and Wolfgang Brocks, "Residual strength prediction of a complex structure using crack extension analyses," Engineering Fracture Mechanics, vol 76, pp 149-163, 2009 [42] Tony L Schmitz, et al., "Runout effects in milling: Surface finish, surface location error, and stability," International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol 47, pp 841-851, 2007 [43] Sébastien Seguy, et al., "Surface roughness variation of thin wall milling, related to modal interactions," International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol 48, pp 261-274, 2008 [44] Garimella Sridhar and P Ramesh Babu, "Understanding the challenges in machining thin walled thin floored Avionics components," International Journal of Applied Science and Engineering Research, vol 2, pp 93-100, 2013 [45] Hans Kurt Toenshoff and Berend Denkena, "Basics of cutting and abrasive processes," 2013 [46] ML Wilkins, et al., "Cumulative-strain-damage model of ductile fracture: simulation and prediction of engineering fracture tests," Lawrence Livermore National Lab., CA (USA); Science Applications, Inc., San …1980 [47] Ji-Hong Zhu, et al., "Topology optimization in aircraft and aerospace structures design," Archives of Computational Methods in Engineering, vol 23, pp 595622, 2016