(Luận văn) nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến chất lượng gia công trên máy tiện t18a

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP *** - NGUYỄN VĂN CHIẾN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ lu an CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG GIA CÔNG TRÊN va n MÁY TIỆN T18A p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hà Nội - 2011 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -*** - NGUYỄN VĂN CHIẾN lu an NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ va n CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG GIA CÔNG TRÊN to p ie gh tn MÁY TIỆN T18A nl w d oa Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp Mã Số: 60.52.14 ll u nf va an lu oi m LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT z at nh z @ gm NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Hoàng Việt m co l an Lu Hà Nội - 2011 n va ac th si ĐẶT VẤN ĐỀ Trong xu toàn cầu hoá, để nâng cao sức cạnh tranh trình hội nhập cần phát triển sản xuất theo hướng tối giảm chi phí gia cơng sở đảm bảo nâng cao chất lượng sản phẩm Tối ưu hố q trình sản xuất cơng cụ hữu hiệu để đạt mục tiêu Tuy nhiên tối ưu hố tồn q trình sản xuất nói chung, chế tạo khí nói riêng tốn lớn giải sau thực nhiệm vụ tối ưu hố ngun cơng q trình gia cơng lu an Nghiên cứu tối ưu hố ngun công nâng cao hiệu n va kinh tế - kỹ thuật ngun cơng mà cịn tạo liệu quan trọng tn to phục vụ việc tự động hố q trình chuẩn bị cơng nghệ, rút ngắn thời gian gh khối lượng lao động chuẩn bị sản xuất, đồng thời tạo điều kiện p ie cho việc điều khiển ngun cơng tiến tới tự động hố q trình sản w xuất oa nl Khi tớ i ưu hoá các chế đô ̣ của các quá trình công nghê ̣, cũng các d chế đô ̣ làm viê ̣c của máy gia công sẽ diễn viê ̣c giải nhiề u bài toán Các lu va an bước bản hoàn thành chúng đươ ̣c tổ ng quát la ̣i sau: Xác đinh ̣ mục đích u nf và phân tích tở ng quát bài toán tối ưu; Luâ ̣n chứng và lựa cho ̣n các chỉ tiêu tố i ll ưu hoá; Lựa cho ̣n các yế u tố tham số điề u khiể n và phân tích ảnh hưởng m oi chúng tới tiêu chuẩ n tố i ưu; Tính toán và phân tích tấ t cả các thông tin, thiế t z at nh lâ ̣p và cho ̣n lo ̣c các điề u kiê ̣n giới ̣n; Xây dựng mô hình toán ho ̣c của quá z trình, kiể m tra sự thích hơ ̣p của nó đố i với viêc̣ bao hàm các yế u tố quan tro ̣ng gm @ nhấ t, các yế u tố này ảnh hưởng tới quá trình công nghê ̣; Thiế t lâ ̣p thuâ ̣t toán l giải tố i ưu của quá trình; Tố i ưu hoá quá trình mô hình; Nghiên cứu m co triǹ h mô hình, đánh giá các kế t quả, thiế t lâ ̣p và trình bày kiế n nghị an Lu Nhiều vấn đề từ thực tiễn sản xuất nước đặt ra: Với qui mô sản xuất vừa nhỏ loại hình thiết bị phù hợp? Hầu hết thiết bị n va ac th si nhập từ nước ngoài, thiếu nhiều tài liệu sử dụng, để có suất, chất lượng giá thành sản phẩm gia công tối ưu cần giải nhiệm vụ cụ thể nào? Như vậy, tối ưu hố q trình gia cơng cắt gọt yêu cầu tất yếu khách quan Một vấn đề mấu chốt cần phải giải để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật trình gia cơng chế tạo khí phải xác định chế độ cắt tối ưu cho nguyên cơng khác nhau, thích ứng với điều kiện sản xuất cụ thể Máy tiện T18A - thiết bị chủ đạo phục vụ đào tạo sản xuất lu an Trường Cao đẳng Cơ điện PTNT Nam Bộ, máy với tính gia cơng tạo n va mặt trụ ngồi, mặt cơn, tiện lỗ, tiện ren, tiện mặt đầu, tiện cắt đứt, tiện tn to bề mặt định hình ngồi…Tuy nhiên q trình sản xuất chi tiêt, gh sản phẩm khí sở cịn có nhiều bất cập chất lượng, suất p ie thấp, giá thành cao làm hạn chế tính cạnh tranh sản phẩm, gây khơng khó khăn khâu tiêu thụ Có nhiều nguyên nhân làm cho chi phí sản xuất w oa nl cao, chất lượng sản phẩm thấp có ngun nhân chưa d có nghiên cứu tạo lập sở khoa học xác định ảnh hưởng yếu tố đến lu va an chất lượng gia cơng, thiết lập mơ hình tốn học tốn tối ưu hố qúa trình u nf nghiên cứu sử dụng hiệu thiết bị nhập nội điều kiện Việt Nam ll Từ luận điểm khoa học yêu cầu thực tiễn nêu m oi tiến hành thực luận văn tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng z at nh số yếu tố chế độ cắt đến chất lượng gia công máy tiện T18A ” z Kết nghiên cứu đề tài sẽ tài liệu cần thiết cho tính tốn thiết kế, cải gm @ tiến sử dụng hiệu thiết bị phục vụ đào tạo cán kỹ thuật thực m co l tiễn sản xuất, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, hiệu sản xuất an Lu n va ac th si Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu gia cơng cắt gọt phương pháp tiện máy tiện giới Tiện phương pháp gia công cắt gọt thực nhờ chuyển động thơng thường phơi quay tròn tạo thành chuyển động cắt V c kết hợp với chuyển động tiến dao tổng hợp hai chuyển động tiến dao dọc Sd tiến dao ngang Sng dao thực Theo nguyên liệu sản phẩm gia cơng phân gia cơng khí gia cơng vật liệu phi kim lu an Gia cơng tiện khí q trình gia công kim loại học - n va q trình chế tạo sản phẩm thơng dụng ngành chế ta ̣o tn to máy Cùng với phát triển gia công kim loại học, lý thuyết cắt Nhiều cơng trình khoa học việc xây dựng phát triển lý thuyết p ie gh gọt kim loại đời phát triển không ngừng w cắt gọt kim loại phải kể đến nhà bác học Xô Viết (Liên Xô cũ) giáo oa nl sư viện sĩ V.A Arsinop, giáo sư G.C Andrev, V.F Bobrov, C.H d Philonenko, Iacố p Bachisep, Paven Dakhaba, Lép Sôbakin, nhà bác ho ̣c lu va an Mỹ Boston O.W., Ernst H., Merchant M.E.,… u nf Lý thuyết cắt gọt kim loa ̣i sâu nghiên cứu trình tạo phoi, ll lực phát sinh trình gia công giới, công suất thiết bị, m oi chất lượng sản phẩm gia công… đại lượng cần thiết, chúng z at nh làm sở cho việc lựa chọn hình dáng, tính tốn kích thước cơng cụ z cắt, tính tốn thiết kế sử dụng hợp lý thiết bị công cụ gia công gm @ Nhiều công trình sâu nghiên cứu cắt gọt chuyên dùng như: phay, tiện l G.C Andrev, A.V Rudnev, V.F Bobrov; sở lý thuyết mài nhẵn E m co H Maclov…đã đưa phân tích cụ thể động học trình cắt an Lu gọt Đó cơng trình lớn bao gồm vấn đề lý thuyết n va ac th si kinh nghiệm thực tế gia công kim loại mà giới lúc có cơng trình nghiên cứu tương tự đời Nghiên cứu trình cắt vật theo hướng kết hợp lý thuyết thực nghiệm nhà khoa học giới tiến hành như: M.P Semko, E.M.Trent; Granôpxki (Nga);V Gazda (Tiệp Khắc (cũ); P Korecky (Pháp); J Shinozuka (Nhật); Bhattacharya A (Ấn Độ) với kết luận quan trọng sơ đồ cắt động học, tạo phoi, yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt Vào thập kỷ 70 kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loa ̣i ngày hoàn chỉnh với cơng trình nghiên cứu lực phát sinh lu an q trình gia cơng kim loại học nghiên cứu đầy đủ n va xác sở vật lý trình cắt, tượng nhiệt tn to trình cắt Lực cắt đơn vị qui luật lực cắt xác định thông Chế độ cắt đặc trưng ba thông số: vận tốc cắt, lượng chạy dao p ie gh qua công thức lý thuyết [5, 15, 31, 42, 47] w chiều sâu cắt Chế độ cắt ảnh hưởng lớn đến chất lượng gia công, tiêu oa nl hao lượng suất máy Nhiều cơng trình nhà khoa học d tập trung nghiên cứu ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt, lu va an hao mòn công cụ cắt, rung động hệ thống công nghệ “ Máy - Dao cắt u nf - Đồ gá - Chi tiết gia công” tượng lý - hoá xảy ll vùng cắt Điển hình cơng trình nhà bác học Nga Granơpxki phân m oi nhóm sơ đồ cắt động học, cơng trình Zorev N.N lực cắt z at nh phận dao cắt, cơng trình nhà khoa học Đức z Kronenberg, Friedrich, Hippler… qui luật lực cắt, cơng gm @ trình lý thuyết thực nghiệm nhà khoa học Sokolovski, Kasirin, l Tlusty, Tolias, Bhattacharya … sâu xác hoá nhận thức m co nguyên lý qui luật tự rung gia công, hay công trình nhà trường nhiệt độ dụng cụ cắt, phoi chi tiết gia công an Lu khoa học Ostermann, Laladze, Malkin, Smith phương pháp giải tích n va ac th si Trong lĩnh vực gia cơng vật liệu phi kim loại mà điển hình vật liệu gỗ với đặc tính phức tạp (khơng đồng bất đẳng hướng) có nhiều cơng trình tiếng khoa học cắt gọt gỗ, vật liệu từ gỗ Năm 1870, tỷ suất lực cắt lần giáo sư tiến sĩ I A Time xác định cho trường hợp cắt đơn giản phương pháp thực nghiệm [17, 22, 37] Năm 1933, giáo sư tiến sĩ M A Đesevôi tổng hợp xây dựng hoàn chỉnh lý thuyết cắt gọt gỗ Năm 1939, ông cho đời sách “Kỹ thuật gia cơng gỗ”, cơng trình lớn bao gồm vấn đề lý thuyết kinh nghiệm thực tế gia công gỗ mà giới lúc chưa có cơng lu an trình nghiên cứu tương tự đời [17] n va Tỷ suất lực cắt theo tính tốn lực cắt, cơng suất cắt, công suất đẩy tn to tiện gỗ gỗ giáo sư tiến sĩ A L Bersatski xác định cơng thức Nghiên cứu q trình cắt gỗ theo hướng kết hợp lý thuyết thực p ie gh thực nghiệm [17, 41] w nghiệm nhà khoa học Mỹ tiến hành C Fraz [37], với oa nl kết luận quan trọng tạo phoi, yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt, chất d lượng gia công GS B.M.Buglai nghiên cứu độ nhẵn phần lớn dạng lu va an gia công gỗ Theo khả máy, dao cắt theo yêu cầu khâu u nf cơng nghệ Ơng phân thành 10 cấp độ nhẵn bề mặt gia cơng, độ nhẵn ll cao đạt 16 m thấp 1600 m [17,25] m oi Nguyên lý cấu tạo, tính công nghệ máy công cụ, máy cắt z at nh kim loại nói chung, các máy gia cơng tiêṇ nói riêng đã đươ ̣c các nhà khoa ho ̣c z nghiên cứu từ sớm Năm 1712 ông Nartơp, thợ khí người Nga @ gm [6,28] chế tạo máy tiện chép hình để tiện chi tiết định hình Việc l chép hình theo mẫu thực tự động Chuyển động dọc bàn dao m co bánh - thực Cho đến năm 1798 (86 năm sau) ông Henry an Lu Nandsley người Anh nghiên cứu thay chuyển động chuyển động vit me - đai ốc Năm 1873 Spender chế tạo máy tiện tự n va ac th si động có ổ tiếp phơi trục phân phối mang cam đĩa cam thùng Năm 1880 nhiều hãng giới Pittler Ludnig Low (Đức), RSK (Anh) chế tạo máy tiện rơvônve dùng phôi thép Nhằm không ngừng nâng cao khả làm việc cơng cụ cắt, nhiều cơng trình sâu nghiên cứu động học, động lực học trình gia cơng Điển hình cơng trình G.I.Granovski, A.M Danielian; A.S Kondratiev [15,38, 40] Nghiên cứu máy thiết bị cắt kim loại, vật liệu phi kim loa ̣i nhà khoa học Spirindonov A.A, Fedorov V.B., Molchanov G.I., Aliabiev V.I., lu an Manjốt F.M , Makovski N V ,… [5,18, 20, 41, 42, 48] rõ chất lượng gia n va công bao gồm chất lượng bề mặt gia cơng độ xác gia công tn to tiêu quan trọng đánh giá chất lượng máy thiết bị, biểu thị hoàn thiện gh kỹ thuật việc sử dụng chúng để tạo sản phẩm Chất lượng gia công p ie phụ thuộc vào nhiều yếu tố, với điều kiện sản xuất cụ thể sẽ có w tiêu đánh giá định lượng thông qua biểu thức toán học miêu tả tác oa nl động tương hỗ yếu tố ảnh hưởng tới chúng d Công nghệ thiết bị sản xuất gia công loại vật liệu phục vụ sản xuất lu va an nước phát triển giới Nga, Mỹ, Đức, Nhâ ̣t, Thuỵ Điển, u nf Úc…nghiên cứu sâu rộng với dây chuyền sản xuất đại [6, 28] Nhiều hãng ll tiếng như: MAC (Đức) sản xuất loại máy tiện CNC mã hiệu CJK1640 (hình m oi 1.1) với khả gia cơng linh hoạt, đường kính chi tiết gia cơng tới 410 mm, z at nh chiều dài chi tiết 800mm, dải vận tốc vô cấp – 2000 rpm; Hãng Fanuuc (Mỹ) chế z tạo máy tiện, khoan liên hợp mã hiệu PDL-T6/8 (hình 1.2), máy có thiết kế @ gm đại, đặc biệt cho phép gia công nhiều chủng loại sản phẩm tinh xảo, vận l hành an toàn, tiếng ồn nhỏ, suất cao vận hành dễ dàng hơn, điều m co khiển FAGOR có giao diện thân thiện sử dụng ngôn ngữ ISO với hệ an Lu thống Simulation đại, dễ hiểu, độ an toàn đáng tin cậy, cổng truyền Pro n va ac th si RS-232 thích ứng với Windows 98/ 2000/ XP; Hãng Hyundai (Hàn quốc) thiết kế, chế tạo lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu Hình 1.1 Máy tiện CNC CJK1640 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va tn to p ie gh Hình 1.2 Máy tiện CNC PDL-T6/8 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va Hình 1.3 Trung tâm gia công tiện CNC- HYUNDAI WIA ac th si 78 4.5.2 Thành lập ma trận thí nghiệm Ma trận thí nghiệm Hartley xếp bảng 4.15 Bảng 4.15 Ma trận thí nghiệm Hartley lu an n va X1 105 105 105 105 105 55 55 55 55 55 55 55 p ie gh tn to STT 10 11 12 13 14 15 16 17 X3 0.5 0.5 0.5 0.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.5 2.5 0.5 0.5 0.5 d oa nl w X2 0.1 0.1 0.5 0.5 0.1 0.1 0.5 0.5 0.3 0.3 0.1 0.5 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 u nf va thí nghiệm m = an lu 4.5.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận Harley với số lần lặp lại ll Kết thí nghiệm ghi phụ biểu 04.Trong trình thí nghiệm, oi m số liệu bất thường phải kiểm tra xem xét không đủ độ tin cậy z at nh phải kiểm tra tiến hành lại 4.5.4 Xác định mơ hình tốn hàm độ nhám bề mặt Ra z gm @ Số liệu thực nghiệm tính tốn hàm độ nhám bề mặt theo ma trận Harley thể phụ biểu 05 Kết xử lý giới thiệu bảng 4.16 l Y1 1,956 1,328 Y2 1,834 1,864 Y3 1,945 1,834 Ytb 1,912 1,675 an Lu STT m co Bảng 4.16 Tổng hợp giá trị xử lý hàm độ nhám bề mặt Ra Sj2 0,004554 0,090705 n va ac th si 79 lu 10 11 12 13 14 15 16 17 an 2,216 2,248 1,705 1,766 2,291 2,447 1,536 2,329 3,525 1,728 2,073 2,079 2,557 2,302 2,104 2,438 2,052 2,126 2,054 2,487 2,751 1,933 1,734 3,837 1,923 2,177 1,484 2,376 2,787 2,697 2,403 2,385 1,923 1,855 2,421 2,617 1,766 1,965 3,904 1,792 2,308 1,715 2,533 2,625 2,525 0,029497 0,174809 0,044464 0,029811 0,012612 0,024112 0,042442 0,101773 0,173523 0,012940 0,103537 0,101773 0,021324 0,078408 0,134413 n va 2,554 2,854 1,937 1,745 2,484 2,654 1,830 1,832 4,350 1,724 2,675 1,582 2,665 2,787 2,774 tn to a Kiểm tra tính đồng phương sai Tiêu chuẩn Kohren tra bảng: Gb = 0,376 p ie gh Giá trị chuẩn Kohren tính tốn được: Gtt = 0,1481 d oa chuẩn nl w Kết so sánh: Gtt < Gb, tính đồng phương sai đạt tiêu an lu b Xác định mơ hình tốn hàm độ nhám bề mặt va Sử dụng phần mềm Qui hoạch thực nghiệm ta tính hệ số ll u nf phương trình dạng mã hàm độ nhám bề mặt Ra: oi m Y1 = 2,4913 + 0,0106X1 – 0,01X2 – 0,0253X3 + 0.0603X1X2 + 0,0479X1X3 + + 0,0075X2X3 – 0,3774X12 + 0.2880X 22 - 0,2785X32 z at nh (4.9) c Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số z Sử dụng tiêu chuẩn Student, hệ số có nghĩa ttt > tb @ gm Giá trị tb với  = 0,05;  = N.(n-1) = 34 tb = 2,02 m co l Đối chứng với kết xử lý phụ biểu 13 hệ số có nghĩa là: b0,0, b1,0, b1,1, b2,0, b2,1, b2,2, b3,3; hệ số cịn lại khơng có nghĩa Nhưng việc an Lu bỏ qua hệ số vấn đề cần xem xét Theo [14] định n va ac th si 80 không bỏ hệ số để tiện cho việc tìm giá trị tối ưu d Kiểm tra tính tương thích mơ hình Ftt = 2,9053< Fb = 3,07 Vậy mơ hình ta chọn tương thích e Kiểm tra khả làm việc mơ hình R 1 m.( N  K* ).S2  N.(m  1).Se2 m yˆ  y  N.(m  1).S N ; e u 1 N = 17; K = 10; Se2 = 0,06945; S2 = 1,1807; R2 = 0,85 lu Kết quả: R2 > 0,75, mơ hình coi hữu ích sử dụng an va 4.5.5 Xác định mơ hình tốn hàm sai số gia công Δd n Trên sở tổng hợp kết thí nghiệm đa yếu tố hàm sai số gia công gh tn to theo ma trận Harley phụ biểu 06, kết xử lý số liệu thực nghiệm tính tốn p ie thể biểu 4.17 d oa u nf va an lu oi m z at nh z l gm @ Ytb 0,096 0,187 0,156 0,185 0,153 0,202 0,209 0,252 0,229 0,083 0,257 0,098 0,276 0,086 0,234 0,241 0,237 an Lu Y3 0,112 0,192 0,149 0,172 0,167 0,216 0,189 0,275 0,243 0,107 0,235 0,106 0,296 0,071 0,230 0,232 0,231 m co Y2 0,102 0,172 0,145 0,214 0,133 0,177 0,222 0,237 0,234 0,071 0,264 0,107 0,268 0,099 0,218 0,227 0,225 ll Y1 0,073 0,196 0,174 0,170 0,159 0,213 0,215 0,244 0,211 0,072 0,273 0,082 0,264 0,088 0,254 0,263 0,256 nl STT 10 11 12 13 14 15 16 17 w Bảng 4.17 Tổng hợp giá trị xử lý hàm sai số gia công Δd Sj2 0,000410 0,000165 0,000247 0,000617 0,000316 0,000471 0,000302 0,000409 0,000272 0,000420 0,000394 0,000200 0,000304 0,000199 0,000336 0,000380 0,000270 n va ac th si 81 a Kiểm tra tính đồng phương sai Giá trị chuẩn Kohren tính tốn được: Gtt = 0,1080 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng: Gb = 0,376 Ta thấy Gtt < Gb, phương sai thí nghiệm đồng b Xác định mơ hình tốn hàm sai số gia cơng Phương trình dạng mã hàm sai số gia cơng Δd có dạng: Y = 0,2150 + 0,0322X1 - 0,0026X2 - 0,0035X3 - 0,0084X1X2 - 0,0035X1X3 + + 0,0058X2X3 - 0,0248X12 - 0.0103X22 - 0,0081X32 (4.10) c Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số lu an Sử dụng tiêu chuẩn Student, hệ số có nghĩa ttt > tb n va Giá trị tb với  = 0,05;  = N.(n-1) = 34, tb = 2,02 tn to Đối chứng với kết phụ biểu 14 hệ số sau có nghĩa b 0,0, gh b1,0, b1,1, b2,1, b2,2, b3,3; hệ số cịn lại khơng có nghĩa Nhưng việc bỏ qua p ie hệ số vấn đề cần xem xét Theo [14] định không bỏ w hệ số để tiện cho việc tìm giá trị tối ưu oa nl d Kiểm tra tính tương thích mơ hình d Ftt = 2,9291< Fb = 3,07 Vậy mơ hình ta lựa chọn tương thích lu m.( N  K* ).S2  N.(m  1).Se2 u nf R 1 va an e Kiểm tra khả làm việc mơ hình m yˆ  y  N.(m  1).Se2 N ll oi m u 1 z at nh N = 17; K = 10; Se2 = 0,000336; S2 = 0.0057; R2 = 0,9 Kết R2 > 0,75, mơ hình coi hữu ích sử dụng z gm @ 4.5.6 Chuyển phương trình hồi quy hàm mục tiêu dạng thực l m co Trên sở giá trị mã hoá Xi = (xi - xi0)/ei , ta có: an Lu n va ac th si 82 X1 = (V - 55)/50 = 0,02V – 1,1; X2 = (S – 0,3)/0,2 = 5S - 1,2 ; (4.11) X3 = (t - 1,5)/1,0 = t – 1,5 Sau thay vào phương trình hồi quy (4.9 4.10) giản ước ta nhận được: Hàm độ nhám bề mặt gia công: Ra ≡ Y1 = 2,9493 – 0,0193V – 3,8923S + 0,7462t + 0,006V.S + + 0,001 V.t + 0,0375S.t – 0,0002V2 + 7,2S2 – 0,2785t2 (4.12) Hàm sai số gia công: lu an Δd ≡ Y2 = 0,1239 + 0,021V + 0,1097S + 0,0139t – 0,0008V.S – n va - 7.10-5V.t + 0,0290S.t – 9,92.10-6V2 – 0,25S2 – 0,0082t2 (4.13) tn to 4.5.7 Xác định giá trị tối ưu thông số V, S t Thực đạo hàm riêng phương trình (4.9) theo biến X 1, X2 X3 p ie gh Bước 1: Tìm giá trị cực trị hàm Y1 theo phương trình (4.9): w ta hệ phương trình: d oa nl Y1  0, 0106  0, 7548 X1  0, 0603 X  0, 0479 X X1 Y1  0, 01  0, 0603 X1  0,576 X  0, 0075 X X Y1  0, 0253  0, 0479 X1  0, 0075 X  0,557 X X an lu ll u nf va (4.14) oi m z at nh Giải hệ phương trình (4.14) với vế phải khơng, ta có nghiệm z sau: @ gm X1 = 0,01257; X2 = 0,01662; X3 = - 0,04412 m co Bước 2: Tìm giá trị cực trị hàm Y2 (4.10): l Thay giá trị X1, X2, X3 vào Y1 ta có Y1min = 2,4918 X3 ta hệ phương trình: an Lu Thực đạo hàm riêng phương trình (4.10) theo biến X1, X2 n va ac th si 83 Y2  0,0322  0,042 X1  0,0084 X  0,0035 X X1 Y2  0,0026  0,0084 X1  0,0206 X  0,0058 X X Y2  0,0035  0,0035 X1  0,0088 X  0,0162 X X (4.15) Giải hệ phương trình (4.15) với vế phải khơng, ta có nghiệm sau: X1 = 0,90479; X2 = - 0,423347; X3 = - 0,641496 lu Thay giá trị X1, X2, X3 vào Y2 ta có Y2min = 0,2295 an Bước 3: Lập hàm tỷ lệ cực trị tối ưu n va Y1 Y1  Y1min 2, 4918 (4.16) gh tn to 1  ie 1 = 0,9998 + 0,0043X1 – 0,004X2 – 0,01X3 + 0.0242X1X2 +0,0192X1X3 + p + 0,003X2X3 – 0,1515X12 + 0.1156X 22 - 0,1118X32 2  d oa nl w (4.17) (4.18) an lu Y2 Y2  Y2min 0, 2295 u nf va 2 = 0,9368 + 0,1403X1 – 0,0113X2 – 0,0153X3 – 0,0366X1X2 -0,1523X1X3 + + 0,0253X2X3 – 0,1081X12 – 0.1312X22 – 0,0353X32 (4.19) ll oi m z at nh Hàm tổng quát:  = 1 + 2: z  = 1,9366 + 0,1446X1 – 0,0153X2 – 0,0253X3 – 0,0124X1X2 -0,1715X1X3 + (4.20) + 0,0283X2X3 – 0,2596X12 – 0.0156X22 – 0,1471X32 gm @ Thực đạo hàm riêng phương trình (4.20) theo biến X1, X2 m co l X3 ta hệ phương trình: an Lu n va ac th si 84   0,1446  0,5192 X1  0,0124 X  0,1715 X X1   0,0153  0,0124 X1  0,0312 X  0,0283 X X   0,0253  0,1715 X1  0,0283 X  0, 2942 X X (4.21) Giải hệ phương trình (4.21) với vế trái khơng ta nghiệm sau: X1 = - 0,28688; X2 = - 0,331613; X3 = 0,04934 lu Thay giá trị X1, X2, X3 vào , 1, 2 ta được: an min = 1,8673 va n 1min = 0,09961 to gh tn 2min = 0,08727 p ie 1min + 2min = 1,0028 + 0,09549 = 1,09577 Bước 4: Xác định giá trị thực thông số ảnh hưởng oa nl w Từ giá trị X1, X2, X3 nhận ta tìm giá trị thực xi (theo d (4.11)): V = 40,66 m/ph; S = 0,17 mm/v; t = 1,55 mm u nf va được: an lu Thay giá trị V, S, t vào phương trình dạng thực (4.12 4.13) ta ll Ra ≡ Y1min = 1,9758 m oi m Δd ≡ Y2min = 0,0972 mm z at nh 4.4.8.Gia công chi tiết với thông số tối ưu V, S, t Sau chuẩn bị máy, phôi tiến hành gia công chi tiết z gm @ theo vẽ kỹ thuật tương tự q trình thí nghiệm Khối lượng gia cơng sản phẩm tính tốn đảm bảo yêu cầu số lượng quan trắc cần l m co thiết để đảm bảo đủ độ tin cậy theo lý thuyết thực nghiệm Theo tài liệu [2, 6, 14] số lượng quan trắc cần thiết để kết tin tưởng an Lu xác định công thức: n va ac th si 85 t 2b S2 n ct   Trong đó: tb- tiêu Student tra bảng phụ thuộc vào độ tin cậy P số lượng quan trắc n (P = 0,95;  = 0,05); S- phương sai thí nghiệm; - sai số tương đối,  = 0,01  0,05; - sai số tuyệt đối, 2 =  Y Với kết thu phụ biểu 15 Số lượng quan trắc cần thiết để kết có độ tin cậy 95% với sai số tương đối 3% lu an a Hàm độ nhám bề mặt Y1 (Ra phụ biểu 07) N Y1  Y2 2  4,4 S   N  i1 n va to Số lượng quan trắc cần thiết với tb = 1,66 p ie gh tn 2 =  Y = 0,03 x 72,36 = 2,17 1,66x1,66x4,4x4,4  24,6 , lấy nct = 25 2,17 nl w n ct  d oa Số thí nghiệm thực n = 45 > nct Với số liệu thu thập đủ đảm an lu bảo với độ tin cậy 95% N Y1  Y2 2  7,3  N  i1 ll S  u nf va b Hàm sai số gia công Y2 (Δd phụ biểu 07) oi m z at nh 2 =  Y = 0,03 x 203,38 = 6,1 Số lượng quan trắc cần thiết với tb = 1,66 1,66x1,66x7,3x7,3  24,04 , lấy nct = 25 6,1 z gm @ n ct  bảo với độ tin cậy 95% m co l Số thí nghiệm thực n = 45 > nct Với số liệu thu thập đủ đảm an Lu n va ac th si 86 c So sánh kết tính toán Ra ≡ Y1min = 1,9758 m - Kết tính tốn: Δd ≡ Y2min = 0,0972 mm Ra = 1,965 m - Kết thí nghiệm: Δd = 0,098 mm Nhận xét: Sự sai lệch giá trị tính tốn lý thuyết giá trị thực nghiệm có sai lệch không đáng kể, giá trị tối ưu tính tốn thực nghiệm chấp nhận lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Trên sở nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm ảnh hưởng số yếu tố chế độ cắt đến độ nhám bề mặt sai số gia công tiện chi tiết trục từ vật liệu thép C45 máy tiện T18A, đạt số kết sau: Bằng phương pháp nghiên cứu khoa học cắt gọt vật liệu, phân tích yếu tố tác động tương hỗ chúng lu an q trình tiện, từ lựa chọn yếu tố thuộc chế độ cắt n va ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt sai số kích thước sản phẩm gia cơng để tn to sâu nghiên cứu vận tốc cắt V, lượng chạy dao S chiều sâu cắt t ie gh Bằng nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố xây dựng công p thức thực nghiệm xác định tương quan độ nhám bề mặt Ra sai số gia nl w công Δd với yếu tố chế độ cắt: biểu thức từ (4.3) đến (4.9) Kết d oa tạo lập sở quan trọng cho nghiên cứu tối ưu hố ngun cơng, đưa an lu liệu quan trọng phục vụ việc tự động hố q trình chuẩn bị cơng nghệ, rút va ngắn thời gian khối lượng lao động chuẩn bị sản xuất, đồng thời oi m hố q trình sản xuất ll u nf tạo điều kiện cho việc điều khiển nguyên công tiến tới tự động z at nh Trên sở thực nghiệm với quy hoạch thực nghiệm bậc đa yếu tố xây dựng công thức thực nghiệm xác định hàm độ nhám bề mặt Ra z gm @ sai số gia công Δd với yếu tố chế độ cắt V, S, t: biểu thức (4.12) (4.13) Những kết sở cho xác lập hàm mục tiêu phục vụ giải m co l toán tối ưu hố q trình tiện chi tiết máy an Lu Kết thực nghiệm cho thấy ba yếu tố ảnh hưởng tốc độ cắt V có mức ảnh hưởng lớn đến hai tiêu tỷ độ nhám bề mặt sai số n va ac th si 88 gia công khoảng giá trị từ 20 đến 80 m/ph, chiều sâu cắt t không ảnh hưởng nhiều đến độ nhám bề mặt Đã xác định giá trị tối ưu thông số chế độ cắt điều kiện biên mà đề tài giới hạn nghiên cứu là:V = 40,66 m/ph; S = 0,17 mm/v; t = 1,55 mm Khi độ nhám bề mặt Ra = 1,9758 m Δd = 0,097 mm, đạt chất lượng gia công tinh theo yêu cầu công nghệ chế tạo máy Qua kiểm chứng thực nghiệm cho phép khẳng định độ tin cậy, tính khả thi kết nghiên cứu II Kiến nghị lu an Cần mở rộng phạm vi nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố khác va n q trình gia cơng trình bày mục 3.2 đến chất lượng gia cơng gh tn to Chất lượng sản phẩm gia công cần bao hàm độ xác kích thước, hình p ie dạng, biến cứng bề mặt w Cần mở rộng tốn xác định thơng số chế độ cắt tối ưu oa nl sở luận chứng, lựa chọn hàm mục tiêu bao hàm kinh tế, kỹ thuật xây d dựng toán tối ưu dạng tối ưu hoá động để giả vấn đề trọn vẹn hơn, lu điều khiển tối ưu ll u nf va an phù hợp với tự động hố q trình gia cơng sở đo lường chủ động oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Trọng Bình (2003), Tối ưu hố q trình gia công cắt gọt, Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Nguyễn Ngo ̣c Đào, Trầ n Thế San, Hồ Viế t Biǹ h (2002), Chế độ cắ t gia công hợp lý, Nxb Đà Nẵng, Đà Nẵng Trầ n Văn Đich ̣ (2005), Kỹ thuật tiê ̣n, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch , Nguyễn Trọng Bình, ….(2003), Cơng nghệ chế tạo máy, Nxb Khoa lu an học kỹ thuật, Hà Nội va n Trần văn Địch, Trần Xuân Việt,…(2001), Tự động hoá trình sản xuất, Nxb Khoa tn to học kỹ thuật, Hà Nội ie gh 7.Trần Chí Đức (1981), Thống kê tốn học, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội p Nguyễn Hải (2002), Phân tích dao động máy, Nxb KH & kỹ thuật, Hà Nội nl w Nghiêm Hùng (2007), Vật liệu học sở, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội d oa 10 Nguyễn Văn Huyền (2002), Cẩm nang kỹ thuật khí, Nxb Xây dựng, Hà Nội an lu 11 Lê Công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học, Nxb N nghiệp, Hà Nội ll u nf Hà Nội va 12 Nguyễn Văn Khang (2000), Dao động kỹ thuật, Nxb Khoa học kỹ thuật, z at nh nghiệp, Hà Nội oi m 13 Ngơ Kim Khơi (1998), Thống kê tốn học lâm nghiệp,Nxb Nông 14 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực z nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội @ m co l vật liệu, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội gm 15 Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2001), Nguyên lý gia công 16 Phùng Văn Lư (2005), Giáo trình vật liệu xây dựng, Nxb GD, Hà Nội an Lu n va ac th si 90 17 Hoàng Nguyên (1980), Máy thiết bị gia công gỗ, Tập 1- Nguyên lý cắt gọt gỗ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 18 Nguyễn thi ̣ Quỳnh, Pha ̣m Minh Đa ̣o, Trầ n Sỹ Tuấ n (2009),Giáo trình tiê ̣n, Nxb Lao đô ̣ng, Hà Nội 19 Nguyễn Văn Tiế p (2004), Giáo trình máy tiê ̣n và gia công máy tiê ̣n, Nxb Giáo dục, Hà Nội 20 Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Đức Lộc, Phạm Đắp (1964), Máy cắt kim loại, Nxb Giáo dục, Hà Nội 21 Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Đắp (1983), Thiết kế máy công cụ, Nxb Khoa học kỹ lu an thuật, Hà Nội n va 22 Hoàng Việt (2003), Máy thiết bị chế biến gỗ, Nxb Nông nghiệp, Hà tn to Nội yếu tố chế độ gia công cắt gọt gỗ, Báo cáo khoa học,Trường p ie gh 23 Hoàng Việt (2006), Nghiên cứu xác lập tương quan đặc tính lực với w ĐHLN, Hà Tây oa nl 24 Hoàng Việt (2007), Về luận chứng lựa chọn tiêu chuẩn tối ưu hoá d sản xuất gia công gỗ, Báo cáo khoa học, Trường ĐH LN, Hà Tây lu va an 25 Hoàng Việt (2007), Nghiên cứu thiết lập mơ hình tốn học độ xác u nf gia công máy cắt gọt gỗ, Báo cáo KH, Trường ĐHLN, Hà Tây ll 26 Hoàng Việt, Hồng Thị Th Nga (2010), Cơ sở tính tốn thiết kế máy m oi thiết bị gia công gỗ, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội z at nh 27 Hồng Việt (2010), Động lực học máy, Bài giảng dành cho cao học, z Trường ĐHLN, Hà Nội l cho cao học, Trường ĐHLN, Hà Nội gm @ 28 Hoàng Việt (2011), Tự động hố Nơng lâm nghiệp, Bài giảng dành an Lu học kỹ thuật, Hà Nội m co 29 Nguyễn Dỗn Ý (2003), Giáo trình quy hoạch thực nghiệm, Nxb Khoa n va ac th si 91 Tiếng Anh: 30 Boley B., The determination of temperature, stresses, and deflections in two-dimensional thermoelastic problems - Jour Of the aeronautical sciences, Vol 23, Nr 1, 1956, p 67-75 31 Boley B., Weiner J., Theory of thermal stresses - John Willey and sons Inc., Third print, 1966, Newyork-London-Sidney 32 Iwamura Y., Rybicki E., A transient elastic-plastic thermal stress analysis of flame forming - Trans of the ASME, Journal of eng for ind., Febr 1973, p.163-171 lu an 33 Jahanshahi A., Quasi-static stresses due to moving temperature n va discontinuity on a plane boundary - Trans of the ASME, Jour Of tn to applied mechanics, Dec 1966, p 814-816 Oxford-London-Edinburgh-New York-Paris-Frankfurt p ie gh 34 Johns D., Thermal stress analyses - Pergamon press, First edition, 1965, 35 Landau H., Weiner J., Zwicky E., Thermal stress in a viscoelastic-plastic w oa nl plate with temperature dependent yield stress - Trans of the ASME, d Journal of applied mechanics, June 1960, p.297-302 lu va an 36 McKee R., Moore R., Boston O., A study of heat developed incylindrical u nf grinding - Transactions of the ASME, January 1951, p.21-34 ll 37 Norman C Franz (1958), An Analysis of the Wood-Cutting Process, Ann m oi arbor, Michigan, United States of America z at nh 38 Tarasov L., Some metallurgical aspects of grinding - Reprint from the z book "Machining - theory and practice", American Society for metals @ 39 Weiner J., An elastopic thermal - stress analysis of a free plate - Journal of gm l applied mechanics, September 1956, p.395-402 an Lu 1968, p.48-51 m co 40 Wheels key to high-speed grinding - Metalworking production, May n va ac th si 92 Tiếng Nga: 41 Бершадский А.Л.(1967),Расчёт режимов резания древесины, Изд “Лесная промышленность”, Москва 42 Зорев Н.Н (1956), Вопросы механики резание металлов, Изд.Машгиз, Москва 43.Зорев Н.Н (1958), Расчет проекций силы резания, Изд Машгиз, Москва 44 Манжос Ф М (1963), Деревообрабатывающие станки, Изд “Гослебумиздат”, Москва lu an 45 Пижурин А.А.(1975), Оптимизация теxнологических процессов n va деревообработки, Изд “Лесная промышленность”, Москва tn to 46 Спиридонов А.А., Федоров В.Б.(1982), Металлорежущие станки с gh программным управлением, Изд “Машиностроение”, Москва p ie 47 Филоненко С.Н (1983), Резание металлов, Изд Машгиз, Киев w 48 Черпаков Б.И и др (1999), Металлорежущие станки и деревообрабатываю- d oa nl щего оборудования, Том IV-7, Изд “Машиностроение”, Москва ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si