(Luận văn) nghiên cứu xác định chế độ công nghệ hợp lý khi phay các chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LÊ MẠNH ĐỨC lu an n va NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HỢP LÝ KHI p ie gh tn to PHAY CÁC CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM THÀNH MỎNG nl w LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT d oa Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí ll u nf va an lu Mã ngành: 8520103 oi m NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC z at nh TRƯỞNG KHOA z l gm @ m co PGS.TS Hoàng Vị an Lu Thái Nguyên, tháng năm 2019 n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Lê Mạnh Đức Học viên lớp cao học khóa K20 - Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Nguyên Hiện công tác : Trung tâm phát triển khoa học công nghệ Sở Khoa học công nghệ Thái Nguyên Tôi xin cam đoan kết có luận văn thân thực hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Hồng Vị Ngồi lu an thơng tin trích dẫn từ tài liệu tham khảo liệt kê, kết n va số liệu thực nghiệm thực chưa công bố gh tn to cơng trình khác p ie Thái Nguyên, tháng 04 năm 2019 Người thực d oa nl w va an lu ll u nf Lê Mạnh Đức oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si LỜI NĨI ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Các chi tiết dạng thành mỏng thường sử dụng nhiều ngành công nghiệp bao gồm lĩnh vực tơ hàng khơng máy xác Vì chi tiết dạng thành mỏng thường dễ bị biến dạng có độ cứng thấp, khó kiểm sốt độ xác gia cơng, thường dẫn đến làm tăng chi phí q trình sản xuất Để đảm bảo độ xác gia cơng, biến dạng cần kiểm sốt q trình làm việc Nếu không chi tiết bị hỏng biến dạng chi tiết tách làm hai dạng biến dạng gia công biến lu an dạng sau gia công Biến dạng gia công sinh trình n va cắt phần vật liệu chứa ứng suất dư ban đầu, biến dạng sau gia công tn to (biến dạng tiếp theo) (thường xảy tồn ứng xuất dư gia công) xảy gh sau lắp ráp xong Nhiều trường hợp báo cáo từ ngành công p ie nghiệp ví dụ tương tự, chi tiết thành mỏng bị loại bỏ xảy biến w dạng Như vậy, việc hiểu dạng ứng suất dư gia công oa nl cần thiết d Theo tài liệu cơng bố q trình phay chi tiết thành mỏng làm lu va an hợp kim nhơm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng thông số công u nf nghệ tới độ nhám bề mặt biến dạng chi tiết, từ xác định chế độ cơng ll nghệ hợp lý chưa quan tâm Chính tác giả chọn đề tài “Nghiên m oi cứu xác định chế độ công nghệ hợp lý phay chi tiết hợp kim nhôm z at nh thành mỏng ”, góp phần hồn thiện bổ sung kiến thức lý thuyết cải z thiện nâng cao hiệu sản xuất phay chi tiết thành mỏng làm l gm Mục tiêu nghiên cứu đề tài @ hợp kim nhôm m co Mục tiêu đề tài Tập trung giải vấn đề ảnh hưởng yếu an Lu tố cơng nghệ tới lực cắt, độ nhám độ xác kích thước phay chi tiết hợp kim nhơm thành mỏng, từ xác định chế độ cơng nghệ tối ưu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si Dự kiến kết đạt - Xây dựng mơ hình nghiên cứu - Xác định ảnh hưởng yếu tố công nghệ (như vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt chiến lược chạy dao) tới độ nhám bề mặt sai lệch kích thước chiều dày thành phay chi tiết làm hợp kim nhôm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Xác định quy luật ảnh hưởng yếu tố điều khiển kiểm sốt q trình gia cơng thành mỏng Phương pháp nghiên cứu lu an Với mục đích nghiên cứu ảnh hưởng thơng số cơng nghệ tới biến n va dạng chi tiết nhám bề mặt, tác giả chọn phương pháp nghiên cứu kết hợp tn to nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm nghiên cứu thực gh nghiệm Nghiên cứu lý thuyết tổng quan vấn đề liên quan đến p ie gia công phay chi tiết thành mỏng từ định hướng cho nghiên cứu w biến dạng chi tiết gia công Nghiên cứu thực nghiệm để xác định ảnh oa nl hưởng thông số công nghệ tới biến dạng chi tiết nhám bề mặt, từ d đưa thông số công nghệ hợp lý lu va an Các công cụ cần thiết cho nghiên cứu u nf - Phôi hợp kim nhôm, dao phay ll - Trung tâm phay Mazak VC530 z at nh - Dụng cụ đo vạn oi m - Máy đo nhám z Nội dung nghiên cứu luận văn l chương phần kết luận chung gm @ Ngồi lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung gồm m co Chương 1: Tổng quan q trình cắt – mịn dao thép gió phay số trình phay an Lu Chương 2: Ảnh hưởng dung dịch bôi trơn làm nguội tới thông n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng dầu Emusil có trộn bột Al2O3 vào dầu Emusil phay rãnh sử dụng dao phay thép gió Phần Kết luận chung 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si LỜI CẢM ƠN Luận văn Tôi hội lớn để rèn luyện khả thực đề tài phục vụ thực tiễn sản xuất dựa sở lý thuyết khoa học cơng nghệ Luận văn hồn thành nhờ có nhiều giúp đỡ hướng dẫn tận tình cá nhân tập thể Lời cảm ơn sâu sắc Tôi xin gửi đến giáo viên hướng dẫn khoa học, thầy giáo PGS.TS Hoàng Vị tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu Tôi xin cám ơn Ban giám hiệu, phịng Đào tạo sau đại học, thầy lu an giáo trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên tận tình bảo n va giúp đỡ tơi q trình học tập tn to Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tạo điều kiện Ban Giám đốc gh Trung tâm phát triển khoa học công nghệ - Sở Khoa học Công nghệ p ie Thái Nguyên động viên khích lệ gia đình, bạn bè, đồng nghiệp w suốt thời gian học tập làm luận văn oa nl Thái Nguyên, tháng năm 2019 d Người thực u nf va an lu ll Lê Mạnh Đức oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH PHAY CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM DẠNG THÀNH MỎNG 12 1.1 Tổng quan hợp kim nhôm chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng 12 1.1.1 Giới thiệu hợp kim nhôm 12 1.1.2 Đặc điểm hình học chi tiết thành mỏng .14 lu 1.2 Tổng quan trình phay trình hình thành phoi .16 an 1.2.1 Giới thiệu trình phay 16 va 1.2.2 Quá trình cắt phay 17 n tn to 1.2.3 Các chuyển động phay 21 gh 1.2.4 Các thành phần lớp bề mặt bị cắt phay 21 p ie 1.3.Các tiêu đánh giá tính gia công vật liệu 27 w 1.3.1.Tính chất học vật liệu 27 oa nl 1.3.2 Quá trình biến dạng hình thành phoi 27 d 1.3.3 Lực cắt .28 lu an 1.3.4.Nhiệt cắt 28 u nf va 1.3.5.Mòn dụng cụ cắt .29 1.3.6 Chất lượng bề mặt gia công 33 ll oi m 1.3.7 Độ xác gia cơng .39 z at nh 1.3.8 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước quốc tế trình gia công chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng 40 z CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI BIẾN DẠNG VÀ HÁM BỀ @ gm MẶT KHI PHAY CÁC CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM A6061 48 l 2.1 Giới thiệu hợp kim nhôm A6061 45 m co 2.1.1 Hợp kim nhôm A6061 45 an Lu 2.2 Phay chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng A6061 46 2.2.1 Tính gia cơng hợp kim nhôm A6061 .46 n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 2.2.2 Phay chi tiết thành mỏng 47 2.3 Nhám bề mặt yếu tố ảnh hưởng tới nhám bề mặt phay chi tiết thành mỏng 49 2.2.1 Ảnh hưởng chế độ cắt 49 2.2.2 Ảnh hưởng vật liệu dụng cụ cắt vật liệu gia công 54 2.2.3 Ảnh hưởng chiến lược chạy dao phay chi tiết thành mỏng .54 2.3 Giới hạn vấn đề nghiên cứu 56 2.4 Phương pháp nghiên cứu .56 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT TỚI ĐỘ NHÁM BỀ MẶT VÀ BIẾN DẠNG CHI TIẾT KHI PHAY CHI TIẾT HỢP lu an KIM NHÔM THÀNH MỎNG .58 n va 3.1 Đặt vấn đề 58 tn to 3.2 Thiết kế hệ thống thí nghiệm 58 gh 3.2.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm .58 p ie 3.2.2 Hệ thống thí nghiệm 58 w 3.2.2.3 Chế độ công nghệ 60 oa nl 3.2.2.4 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi .61 d 3.3 Kết thảo luận 69 an lu 3.4Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới biến dạng chi tiết phay chi tiết thành u nf va mỏng 70 3.4.1 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới độ nhám bề mặt gia công 81 ll oi m KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .91 z at nh Kết luận chung 91 Hướng nghiên cứu 91 z m co l gm @ an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các cấp độ nhám bề mặt theo TCVN 2511-1995 37 Bảng 2.1 Thành phần hóa học hợp kim nhôm A6061 45 Bảng 2.2 Đặc điểm học hợp kim nhôm A6061 .45 Bảng 3.1 Thơng số kỹ thuật dao phay ngón sử dụng cho thí nghiệm 60 Bảng 3.2 Chế độ cắt khảo sát 61 Bảng 3.3 Các thông số khảo sát mức giá trị tương ứng .62 Bảng 3.4 Bậc tự ma trận thí nghiệm 63 Bảng 3.5 Thiết kế thí nghiệm L9 63 lu an Bảng 3.6 Ma trận thí nghiệm 64 n va Bảng 3.7 Giá trị biến dạng chi tiết, độ nhám tỷ số S/N tương ứng 70 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 10 DANH MỤC HÌNH Hình 1 Chi tiết có dạng thành mỏng .15 Hình Quá trình hình thành phoi [5] 17 Hình Các dạng phoi gia công cắt gọt kim loại [5] .18 Hình Góc tiếp xúc phay dao phay mặt đầu, dao phay ngón 23 Hình Phay khơng đối xứng dao phay mặt đầu, dao phay ngón 24 Hình Chiều dày cắt phay dao phay ngón, dao phay mặt đầu 24 Hình Các phương pháp phay 26 Hình Sơ đồ thể khả tương tác hạt mài với bề mặt vật liệu, lu an n va tn to vết mòn mặt cắt ngang 31 Hình Cấu trúc tế vi lớp bề mặt gia công 34 Hình 10 Nhám bề mặt, sóng bề mặt vết nứt vết gia công bề mặt .35 Hình 11 Xác định nhám bề mặt Rz .37 Hình 12 Đo nhám phương pháp học .38 p ie gh Hình 13 Đo nhám bề mặt khác .38 Hình 14 Biến dạng chi tiết trình gia cơng 40 Hình Chi tiết thành mỏng gia công bởi Fokker Aerost 48 Hình 2 Miền tạo phoi gia công kim loại 50 Hình Ảnh hưởng vận tốc cắt tới hệ số co rút phoi gia công thép cacbon 50 Hình Ảnh hưởng thơng số hình học tới nhám bề mặt tiện 51 Hình Ảnh hưởng lượng chạy dao tới độ nhám bề mặt Rz 53 d oa nl w u nf va an lu ll Hình Trung tâm phay đứng Mazak 530C 59 Hình Dao phay ngón hãng YG 60 Hình 3 Chế độ cắt khuyến cáo nhà sản xuất phay cạnh 61 Hình Đồng hồ so 1/1000 mm .65 Hình Đo độ nhám sản phẩm .65 Hình Thiết lập thơng số mơ hình thí nghiệm TAGUCHI 68 Hình Đo biến dạng chi tiết 69 Hình Đo nhám bề mặt 69 oi m z at nh z l gm @ m co Hình Giá trị trung bình biến dạng chi tiết mức độ ảnh hưởng thông số .71 Hình 10 Ảnh hưởng tới giá trị trung bình lượng biến dạng chi tiết .71 an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 81 3.4.1 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới độ nhám bề mặt gia công Sử dụng phần mềm Minitab, phân tích ảnh hưởng thơng số cơng nghệ tới độ nhám bề mặt phay chi tiết thành mỏng hợp kim nhơm Kết phân tích cho thấy giá trị trung bình độ nhám ứng với mức khác với thông số khảo sát thứ tự ảnh hưởng thông số tới giá trị độ nhám thể hình 3.25 Kết phân tích cho thấy số thơng số khảo sát tỷ lệ bột thơng số có ảnh hưởng mạnh tới giá trị trung bình độ nhám bề mặt gia cơng lu an n va p ie gh tn to oa nl w d Hình 25 Giá trị độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng thơng số an lu Ảnh hưởng thông số khảo sát tương tác chúng tới giá trị độ u nf va nhám trung bình bề mặt gia cơng thể hình 3.26-3.32 ll Kết cho thấy: Khi tăng vận tốc cắt từ 250 m/phút lên đến 300 m/phút oi m giá trị độ nhám trung bình giảm, tăng lên đến 350 m/ph độ z at nh nhám lại tăng Trong khoảng khảo sát, độ nhám đạt giá trị nhỏ v=300m/ph Lượng chạy dao ảnh hưởng mạnh tới độ nhám bề mặt, độ z gm @ nhám đạt giá trị nhỏ fz=0.04mm Trong chiều sâu cắt tăng độ nhám bề mặt tăng Chiều rộng cắt ảnh hưởng không nhiều tới m co l nhám bề mặt Ảnh hưởng tương tác thông số khảo sát tới độ nhám bề mặt trung an Lu bình phân tích thể hình từ 3.26-3.32 Kết n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 82 cho thấy tương tác thông số công nghệ ảnh hưởng nhiều tới độ nhám bề mặt chi tiết, đặc biệt vận tốc cắt 250m/ph, fz 0.06mm/răng, chiều sâu cắt 1.2mm chiều rộng cắt 16mm Main Effects Plot for Means Data Means Cutting speed Feed per tooth 0.22 0.20 lu Mean of Means 0.18 0.16 0.14 an 250 300 Radial depth of cut 350 0.02 0.04 Axial depth of cut 0.06 0.3 0.6 1.2 12 16 0.22 va 0.20 n 0.18 to 0.16 ie gh tn 0.14 p Hình 26 Ảnh hưởng thơng số cơng nghệ tới giá trị độ nhám trung bình nl w oa Interaction Plot for Means d Data Means 0.04 0.06 an lu 0.02 u nf va 0.25 0.20 Cutting speed ll 0.15 oi m 0.10 z at nh 0.25 0.20 Cutting speed 250 300 350 z Feed per tooth Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 0.10 300 350 m co l 250 gm @ 0.15 Hình 27 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt lượng chạy dao tới giá an Lu trị độ nhám trung bình n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 83 Interaction Plot for Means Data Means 12 16 Cutting speed 250 300 350 0.25 0.20 Cutting speed 0.15 0.10 Axial depth of cut 12 16 0.25 0.20 Axial depth of cut 0.15 lu an 0.10 n va 250 300 350 tn to Hình 28 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều rộng cắt tới giá trị p ie gh độ nhám trung bình Interaction Plot for Means Data Means w 0.6 1.2 oa nl 0.3 0.25 d lu 0.20 an Cutting speed 0.15 u nf va 0.10 ll 0.25 oi m 0.20 z at nh Radial depth of cut 0.15 350 gm @ 300 Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 z 0.10 250 Cutting speed 250 300 350 m co độ nhám trung bình l Hình 29 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều sâu cắt tới giá trị an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 84 Interaction Plot for Means Data Means 0.3 0.6 1.2 0.25 0.20 Feed per tooth Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 0.15 0.10 0.25 0.20 Radial depth of cut Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 0.15 lu an 0.10 n va 0.02 0.04 0.06 tn to Hình 30 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều sâu cắt tới giá p ie gh trị độ nhám trung bình w Interaction Plot for Means nl Data Means 12 16 d oa an lu 0.25 0.20 va Feed per tooth 0.15 ll u nf 0.10 m oi 0.25 z at nh 0.20 Axial depth of cut 0.15 Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 Axial depth of cut 12 16 z 0.04 0.06 l gm 0.02 @ 0.10 giá trị độ nhám trung bình m co Hình 31 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều rộng cắt tới an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 85 Interaction Plot for Means Data Means 0.3 0.6 1.2 0.25 0.20 Axial depth of cut A xial depth of cut 12 16 0.15 0.10 0.25 0.20 Radial depth of cut Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 0.15 0.10 12 16 lu an Hình 32 Ảnh hưởng tương tác chiều sâu cắt chiều rộng cắt tới giá n va trị độ nhám trung bình tn to Sử dụng phần mềm Minitab, phân tích ảnh hưởng thơng số gh cơng nghệ tới tỷ số tín hiệu nhiễu S/N tính cho độ nhám trung bình Kết p ie phân tích cho thấy tỷ số tín hiệu nhiễu tính cho độ nhám trung bình ứng với w mức khác với thông số khảo sát thứ tự ảnh hưởng oa nl thông số tới giá trị tỷ số S/N độ nhám trung bình thể hình d 3.33 Kết phân tích cho thấy số thơng số khảo sát lượng chạy lu va an dao chiều sâu cắt thơng số có ảnh hưởng mạnh tới tỷ số S/N ll u nf độ nhám trung bình bề mặt gia cơng oi m z at nh z m co l gm @ Hình 33 Tỷ số S/N độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng an Lu thơng số n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 86 Ảnh hưởng thông số khảo sát tới tỷ số S/N độ nhám trung bình thể Hình 3.28 Kết cho thấy: tỷ số S/N tăng nhanh tăng tỷ lệ hạt lên 0,2 % có giảm mạnh tiếp tục tăng lên 0,4%; vận tốc cắt ảnh hưởng khơng nhiều tới tỷ số tín hiệu nhiễu S/N tính cho độ nhám bề mặt gia công Tỷ số S/N độ nhám bề mặt đạt giá trị lớn ứng với thông số: V=300m/ph, fz=0.04, chiều sâu cắt 0.3mm chiều rộng cắt 12mm Ảnh hưởng tương tác thông số khảo sát tới tỷ số S/N độ nhám bề mặt phân tích thể hình từ 3.35-3.40 Kết lu an cho thấy tương tác thông số công nghệ ảnh hưởng n va nhiều tới độ nhám bề mặt chi tiết, đặc biệt vận tốc cắt 250m/ph, fz tn to 0.06mm/răng, chiều sâu cắt 0.6 mm chiều rộng cắt 12mm gh Main Effects Plot for SN ratios p ie Data Means Cutting speed Feed per tooth 17 w 14 250 an lu 13 d 300 Radial depth of cut 350 0.02 0.04 Axial depth of cut 0.06 12 16 va 17 u nf Mean of SN ratios 15 oa nl 16 ll 16 m 15 oi 14 0.3 0.6 Signal-to-noise: Smaller is better z at nh 13 1.2 z m co l bình gm @ Hình 34 Ảnh hưởng thông số tới tỷ số S/N độ nhám trung an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 87 Interaction Plot for SN ratios Data Means 0.02 0.04 0.06 20 18 16 Cutting speed Cutting speed 250 300 350 14 12 20 Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 18 16 Feed per tooth 14 lu 12 an 250 300 350 n va Signal-to-noise: Smaller is better tn to Hình 35 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt lượng chạy dao tới tỷ số S/N ie gh độ nhám trung bình p Interaction Plot for SN ratios w Data Means nl 0.3 0.6 1.2 20 oa Cutting speed 250 300 350 d 18 lu 16 an Cutting speed va 14 12 u nf 20 Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 ll oi m 18 16 Radial depth of cut z at nh 14 12 300 350 z 250 gm @ Signal-to-noise: Smaller is better độ nhám trung bình m co l Hình 36 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều sâu cắt tới tỷ số S/N an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 88 Interaction Plot for SN ratios Data Means 12 16 20 18 16 Cutting speed Cutting speed 250 300 350 14 12 20 Axial depth of cut 12 16 18 16 Axial depth of cut 14 lu 12 an 250 300 350 n va Signal-to-noise: Smaller is better tn to Hình 37 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều rộng cắt tới tỷ số S/N p ie gh độ nhám trung bình Interaction Plot for SN ratios nl w Data Means 12 16 d oa 20 18 lu an 16 Feed per tooth va 14 u nf 12 Axial depth of cut 12 16 ll 20 m 18 oi z at nh 16 Axial depth of cut 14 12 0.06 gm @ 0.04 Signal-to-noise: Smaller is better z 0.02 Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 S/N độ nhám trung bình m co l Hình 38 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều rộng cắt tới tỷ số an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 89 Interaction Plot for SN ratios Data Means 0.3 0.6 1.2 20 Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 18 16 Feed per tooth 14 12 20 Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 18 16 Radial depth of cut 14 lu 12 an 0.02 0.04 0.06 va Signal-to-noise: Smaller is better n tn to Hình 39 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều sâu cắt tới tỷ số S/N p ie gh độ nhám trung bình Interaction Plot for SN ratios nl w Data Means 0.3 0.6 1.2 d oa 20 Axial depth of cut 12 16 18 lu an 16 Axial depth of cut u nf va 14 12 Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 ll 20 m 18 oi z at nh 16 Radial depth of cut 14 12 16 gm @ 12 z Signal-to-noise: Smaller is better độ nhám trung bình m co l Hình 40 Ảnh hưởng tương tác chiều sâu cắt chiều rộng cắt tới tỷ số S/N an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 90 KẾT LUẬN CHƯƠNG Tác giả xây dựng mơ hình thí nghiệm phân tích ảnh hưởng vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt chiều rộng cắt tới biến dạng chi tiết độ nhám bề mặt gia công Phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi sử dụng cho thấy vận tốc cắt chiều rộng cắt ảnh hưởng mạnh tới biến dạng chi tiết Thơng qua phân tích tỷ số tín hiệu nhiễu S/N, tác giả thông số đảm bảo biến dạng chi tiết nhỏ nhât (V=350m/ph, fz=0.04mm/răng, a=0.6mm b=8mm) lu an Đồng thời phân tích Taguchi cho thấy, lượng chạy dao chiều n va sâu cắt hai thông số ảnh hưởng mạnh tới nhám bề mặt Trong vùng tn to khảo sát nhám bề mặt bị ảnh hưởng vận tốc cắt chiều rộng cắt gh Nhám bề mặt đạt giá trị nhỏ với thông số công nghệ V=300m/ph, p ie fz=0.04, chiều sâu cắt 0.3mm chiều rộng cắt 12mm 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 91 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận chung Qua chương đề tài giải vấn đề sau: Nghiên cứu đặc điểm trình phay yếu tố trình phay Nghiên cứu đặc điểm yếu tố ảnh hưởng tới biến dạng nhám bề mặt phay chi tiết thành mỏng làm hợp kim nhôm Xây dựng ma trận thí nghiệm sử dụng phương pháp quy hoạch lu thực nghiệm Taguchi để phân tích ảnh hưởng thông số công nghệ tới an Nghiên cứu cho thấy gia công chi tiết thành mỏng, chi tiết bị n va biến dạng chi tiết độ nhám bề mặt gia công gh tn to biến dạng lớn độ cứng vững chi tiết thấp Đồng thời tác giả đề p ie xuất thông số công nghệ đảm bảo lượng biến dạng chi tiết nhỏ w (V=350m/ph, fz=0.04mm/răng, a=0.6mm b=8mm) oa nl Nghiên cứu thông số công nghệ đảm bảo nhám bề d mặt chi tiết nhỏ V=300m/ph, fz=0.04, chiều sâu cắt 0.3mm chiều an lu rộng cắt 12mm u nf va Hướng nghiên cứu ll Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới lực cắt rung oi m động q trình gia cơng z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Agba, E.I., Ishee, D & Berry, J.T., "High speed machining of thin walled structures", in: 3rd international machining and grinding conference (SME), Cincinnati, Ohio, 1999 [2] Sebastien, S., Francisco J., Campa and Norberto L D L., Lionel A and Gilles D., Gorka A., 2008, Toolpath dependent stability lobes for the milling of thin-walled parts [3] Smith, S & Dvorak, D., "Tool path strategies for high speed milling of aluminium workpieces with thin webs", in: Mechatronics, vol 8, 1998, p 291-300 lu an [4] Trent E M and Wright P.K (2000), Metal Cutting, Butterworth- n va Heinemann, USA tn to [5] Zorev N N (1966), Metal Cutting Mechanics, Pergamon Press, Oxford ie gh [6] Doyle E D Home J C and Tabor D (1979), ‘’Frictional Interaction p beween Chip Land Rake Face in Continuous Chip Formation’’, Proceeding of nl w Royal Society Lodon, A 336, pp 173-183 d oa [7] TS Nguyễn Văn Hùng; Tính gia cơng vật liệu chế tạo máy; an lu Trường ại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên; 2009 [8] Khabeery, M.M.El., Fattouh, M., 1988 Residual stress distribution va u nf caused by milling.Int J Mach Tools Manuf 29 (3), 391–401 ll [9] Kuang, H.F., Wu, C.F., 1995 A residual stress model for the m oi milling of aluminum alloy (2014-T6) J Mater Process Technol 51, z at nh 87–105 [10] Coto, B., Navas, V.G., Gonzalo, O., Aranzabe, A., Sanz, C., z @ 2011 Influences of turning parameters in surface residual stresses in l gm AISI 4340 steel Int J Adv Manuf Technol 53, 911–919 [11] Navas, V.G., Gonzalo, O., Bengoetxea, I., 2012 Effect of m co cutting parameters in the surface residual stresses generated by turning an Lu in AISI4340 steel Int J Mach Tools Manuf 61, 48–57 n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 93 [12] Mohammadpour, M., Razfar, M.R., Jalili Saffar, R., 2010 Numerical investigating the effect of machining parameters on residual stresses in orthogonal cutting Simul Model Pract Theory 18, 378–389 [13] Liang, S.Y., Su, J.C., 2007 Residual stress modeling in orthogonal machining CIRPAnn.: Manuf Technol 56 (1), 65–68 [14] Ulutan, D., Alaca, B.E., Lazoglu, I., 2007 Analytical modeling of residual stresses in machining J Mater Process Technol 183, 77–87 [15] Robinson, J.S., Tanner, D.A., Truman, C.E., Wimpory, R.C., 2011 Measurement and prediction of machining induced redistribution of residual stress in the aluminium alloy 7449 Exp Mech 51, 981–993 lu an [16] H Ning, W Zhigang, J Chengyu, Z Bing, Finite Elemet Method n va Analysis and Control Stratagem for Machining Deformation of Thin Walled Journal of Materials Processing Technology, 139(1−3)(2003)332–336 [17] E Budak Analytical Model for High Performance Milling Part I: ie gh tn to Components, p Cutting Structural Forces, Deformations and Tolerance Intergrity, 1489–1499 d oa nl w International Journal of Machine Tools and Manufacture, 46 (12−13) (2006) lu [18] Z.T.Tang, Z.Q.Liu, Y.Z.Pan, Y.Wan,X.Ai, The Influence Of Tool va an Flank Wear On Residual Stresses Induced By Milling Aluminium Alloy, u nf Journal of Materials Processing Technology, 209(9) (2009)4502–4508 ll [19] K.A Shamsuddin, A.R Ab-Kadir, M.Z Osman, A Comparison of m oi Milling Cutting Path Strategies for Thin-Walled Aluminum Alloys (2013)1−8 z at nh Fabrication, The International Journal of Engineering and Science, (3) z @ [20] S Seguy, G Dessein, L Arnaud, Surface Roughness Variation of gm Thin Wall Milling, Related to Model Interactions, International Journal of m co l Machine Tools and Manufacture, 48(3−4) (2008) 261−274 [21] I Mane, V Gagnol, B.C Bouzgarrou, P Ray, Stability-based an Lu Spindle Speed Control During Flexible WorkpieceHigh Speed Milling, n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 94 International Journal of Machine Tools and Manufacture,48(2) (2008) 184−194 [22] M.A Davies, B Balachandran, Impact Dynamics in Milling of Thin Walled Structures, Nonlinear Dynamics, 22(4)(2000) 375−392 [23] P.G Benardos, G.C Vosniakos, Predicting Surface Roughness in Machining, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 43(8) (2003) 833−844 [24] V Thevenot, L Arnoud, G Dessien, G Cazenava-Larroche, Influence of Material Removal on Dynamic Behavior of Thin Walled Structure in Peripheral Milling, Machining Science and Technology, 10(3) ( lu an 2006)275−287 n va [25] M Wan, J Feng, W.H Zhang, Y Yang, Y.C Ma, Working theory for peripheral milling tools, J Mater Process Technol 249 (2017) gh tn to mechanism of helix angle on peak cutting forces together with its design ie 570–580 p [26] B Jabbaripour, M.H Sadeghi, Sh Faridvand, A study of the nl w effects of cutter path strategies and cutting speed variations in milling of oa thin-walled parts, The 7th Jordanian International Mechanical Engineering d Conference (JIMEC’7), (2010) lu Durakbasa, A Akdogan, A.S Vanli, A.G Bulutsuz, va an [27] M.N u nf Optimization of end milling parameters and determination of the effects of ll edge profile for high surface quality of AISI H13 steel by using precise and m oi fast measurements, Measurement 68 (2015) 92–99 z at nh [28] S Herranz, F.J Campa, L.N López, A Rivero, A Lamikiz, E Ukar, J A Sánchez and Bravo U., The milling of airframe components with z @ low rigidity: A general approach to avoid static and dynamic problems, gm Proc Inst Mech Engg Part B: J Engg Manuf.219 (11) (2005) 789–801 Kalra, A preliminary assessment of m co l [29] A Polishetty, M Goldberg, G Littlefair, M Puttaraju, P Patile, A machinability of titanium alloy an Lu Ti6Al4V during thin wall machining using trochoidal milling, 12th n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si 95 Global Congress on Manufacturing and Management, GCMM 2014, Procedia Engineering 97 (2014) 357–364 [30] R Izamshah, M Zulhairy, M Shahir, M Hadzley, M Amran, M Amri, Sivarao, Cutter path strategies for shoulder milling of thin deflecting walls, App Mech Mat 529 (2014) 175–180 [31] D Vakondios, P Kyratsis, S Yaldiz, A Antoniadis, Influence of milling strategy on the surface roughness in ball end milling of the aluminum alloy Al7075 -T6, Measurement 45 (2012) 1480–1488 [32] M Subramanian, M Sakthivel, K Sooryaprakash, R Sudhakaran, Optimization of end mill tool geometry parameters for Al7075-T6 machining lu an operations based on vibration amplitude by response surface methodology, n va Measurement 46 (2013) 4005–4022 Rejab, R Daud, K.A Abou-El-Hossein, Optimization of surface roughness gh tn to [33] K Kadirgama, M.M Noor, N.M Zuki, M.M Rahman, M.R.M ie in end milling on mould aluminium alloys (AA6061-T6) using response p surface method and radian basis function network, Jordan J Mech Ind nl w Eng 2(4) (2008) 209–214 Karkalos, N.I Galanis, A.P Markopoulos, Surface d oa [34] N.E lu roughness prediction for the milling of Ti–6Al–4V ELI alloy with the ll u nf 25–35 va an use of statistical and soft computing techniques, Measurement 90 (2016) oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si