(Luận văn) nghiên cứu ảnh hưởng của bán kính mũi dao đến quá trình tiện cứng thép ổ lăn bằng dụng cụ pcbn

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