Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng bề mặt gia công loại thép hợp kim có độ cứng cao theo phương pháp gia công tia lửa điện điện cực dây VŨ NGỌC HẢI Ngành: Kỹ thuật khí Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thành Nhân Trường: Cơ khí HÀ NỘI, 4/2023 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng bề mặt gia cơng loại thép hợp kim có độ cứng cao theo phương pháp gia công tia lửa điện điện cực dây VŨ NGỌC HẢI Hai.vn211061M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật khí Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thành Nhân Nhóm chun mơn: Khoa: Trường: Cơng nghệ chế tạo máy Cơ khí Chế tạo máy Cơ khí Hà Nội – 4/2023 Chữ ký GVHD CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lâp – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Vũ Ngọc Hải Đề tài luận văn: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng bề mặt gia cơng loại thép hợp kim có độ cứng cao theo phương pháp gia công tia lửa điện điện cực dây Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số SV: 20211061M Tác giả, người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày… tháng … năm 2023 với nội dung sau: Chỉnh sửa số lỗi soạn thảo định dạng bảng biểu, hình ảnh, cơng thức Cấu trúc, thu gọn lại bố cục luận văn, thay đổi tên chương phù hợp Bổ sung lời dẫn vào nội dung trình bày hình ảnh Chuyển số bảng biểu, hình ảnh phần phụ lục Kết luận tập trung làm bật vấn đề khoa học đề tài Ngày tháng Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Nguyễn Thành Nhân Vũ Ngọc Hải CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Nguyễn Kiên Trung năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cá nhân thực thời gian qua, thực hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Thành Nhân Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn hồn tồn trung thực Tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm lời cam đoan NGƯỜI THỰC HIỆN VŨ NGỌC HẢI ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Họ tên: Vũ Ngọc Hải Mã học viên: Ngành: 20211061M Kỹ thuật khí Hệ: Mã đề tài: Thạc sĩ khoa học 2021AKTK-TQ22 Họ tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Thành Nhân Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng bề mặt gia công loại thép hợp kim có độ cứng cao theo phương pháp gia cơng tia lửa điện điện cực dây” Mục tiêu đề tài: - Vật liệu có tính cứng loại vật liệu dụng nhiều ngành chế tạo máy (như dùng khuôn mẫu, chi tiết máy ) đặc điểm tính chất vật liệu Ở nước ta, gia cơng vật liệu có tính cứng thực nhiều loại máy phay CNC, mài,… phương pháp gia công tia lửa điện điện cực dây phương pháp gia công áp dụng rộng rãi gia cơng khí nay, có nhiều cơng trình nghiên cứu liên quan vấn đề Việc tác giả chọn đề tài :”Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng bề mặt gia công loại thép hợp kim có độ cứng cao theo phương pháp gia công tia lửa điện điện cực dây” để xác lập mối quan hệ thông số cắt gọt máy cắt dây tia lửa điện đến độ nhám bề mặt chi tiết, từ tối ưu hóa thơng số đầu ra, có nghĩa tối ưu hóa ngun cơng quy trình Nội dung đề tài, vấn đề cần giải quyết: - Chất lượng bề mặt yếu tố ảnh hưởng - Tổng quan gia công tia lửa điện, gia công tia lửa điện điện cực dây - Thiết bị dụng cụ thí nghiệm (Máy cắt dây, điện cực…), thơng số cơng nghệ cần điều chỉnh q trình gia cơng - Xác lập mối quan hệ thông số đầu vào U (Điện áp), I (Cường độ) T (Độ căng dây) đến thông số đầu độ nhám bề mặt chi tiết loại vật liệu hợp kim có độ cứng cao thép 9XC; 40X; X12M Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Thành Nhân LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Trường Cơ khí, Viện đào tạo Sau đại học, Đại học Bách khoa Hà Nội lãnh đạo huy phận phịng ban, Nhà máy Z129 – Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phòng tạo điều kiện giúp em thực hoàn thành đề tài luận văn Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thành Nhân người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực luận văn từ hình thành ý tưởng lúc hoàn thành Dù cố gắng nghiên cứu, tìm tịi khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Vì em kính mong bảo, đóng góp phê bình thầy cô giáo để đề tài nghiên cứu em luận văn hồn thiện TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Từ đề tài tạo móng việc nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt máy cắt dây ứng dụng máy cắt dây, tác giả thấy kết việc nghiên cứu mang tính thực tiễn cao, nhiên dừng lại mức nghiên cứu số vật liệu tổng quát chung chưa cụ thể cho loại vật liệu Những đề tài thực thường chọn thông số công nghệ U, I, S hay I, tA, tB (Độ kéo dài xung, khoảng cách xung) mà chưa có nhiều nghiên cứu liên quan đến việc chọn thông số công nghệ U, I T (Độ căng dây) Chính với luận văn tác giả muốn tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ U,I,T tới chất lượng bề mặt gia cơng loại thép hợp kim có độ cứng cao mà đại diện ba loại vật liệu (thép 9XC; 40X; X12M) theo phương pháp gia công tia lửa điện điện cực dây Từ phân tích đánh giá trên, đề tài tập trung vào giải vấn đề sau: - Chất lượng bề mặt yếu tố ảnh hưởng - Tổng quan gia công tia lửa điện - Xác lập mối quan hệ thông số cắt gọt độ nhám bề mặt Các công cụ dùng để xác định mối quan hệ máy gia công tia lửa điện CW30 hãng ARISTECH, máy đo độ nhám Hommel-Etamic W10, phần cơng thức tính tốn thực qua phần mềm Microsoft Excel lập đồ thị quan hệ dựa phần mềm Maple Phương pháp nghiên cứu phương pháp quy hoạch thực nghiệm, cho phép nghiên cứu ảnh hưởng nhiều yếu tố đồng thời tới tiêu độ xác gia công Người thực Vũ Ngọc Hải MỤC LỤC CHƯƠNG CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG .1 1.1 Tổng quan nhám bề mặt .1 Trung bình sai lệch số học biên độ (profin), Ra: Chiều cao cực đại biên độ (profin), Ry: Độ cao mười điểm độ nhám, Rz: .2 Sai lệch tiêu chuẩn biên độ (profin), Rq: 1.2 Ảnh hưởng độ nhám bề mặt tới khả làm việc chi tiết máy .3 Ảnh hưởng tới tính chống mịn Ảnh hưởng tới độ bền mỏi chi tiết .6 Ảnh hưởng tới tính chống ăn mịn hóa học lớp bề mặt chi tiết .6 Ảnh hưởng tới độ xác mối lắp ghép .6 Lựa chọn độ nhám bề mặt Kết luận tầm quan trọng độ nhám bề mặt KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN VÀ MÁY CẮT DÂY TIA LỬA ĐIỆN .9 2.1 Đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện a) Các đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện b) Khả công nghệ phương pháp gia công tia lửa điện 2.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện a) Phương pháp gia cơng xung định hình .9 b) Phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện .10 c) Các phương pháp khác 10 2.3 Nghiên cứu chất phương pháp gia công tia lửa điện 12 Bản chất vật lý 12 Cơ chế trình tách kim loại tia lửa điện .15 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình gia công tia lửa điện 16 Các đặc tính điện phóng tia lửa điện 16 Ảnh hưởng diện tích vùng gia công 19 Ảnh hưởng ăn mòn điện cực 19 Các tượng không mong muốn xảy gia công tia lửa điện 20 Các yếu tố không điều khiển 21 2.5 Chất lượng bề mặt .21 Độ nhám bề mặt 21 Vết nứt tế vi ảnh hưởng nhiệt 22 Độ xác tạo hình gia cơng tia lửa điện 23 2.6 Chất điện môi gia công tia lửa điện 24 Nhiệm vụ chất điện môi 24 Các loại chất điện môi 25 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi 25 Các loại dòng chảy chất điện môi 26 Hệ thống lọc chất điện môi 27 2.7 Tổng quan máy cắt dây tia lửa điện .28 Công dụng máy cắt dây 29 Ưu, nhược điểm phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 29 2.8 Độ xác gia cơng cắt dây tia lửa điện .30 2.9 Điện cực vật liệu điện cực .32 Yêu cầu vật liệu điện cực 32 Các loại dây điện cực 32 2.10 Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện 33 2.11 Nhám bề mặt cắt dây 33 2.12 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 34 a) Dịng phóng tia lửa điện Ie bước dòng điện .34 b) Độ kéo dài xung ti: 34 c) Khoảng cách xung t0 34 d) Điện áp đánh lửa Uz 34 e) Độ căng dây 34 f) Khe hở phóng điện 34 2.13 Lập trình gia công máy cắt dây ARISTECH CW30 35 KẾT LUẬN CHƯƠNG 35 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN KẾT QUẢ 36 3.1 Khái quát thép hợp kim thép hợp kim dùng thực nghiệm 36 Thành phần hóa học 36 Các đặc tính thép hợp kim 36 Hợp kim cứng 36 3.2 Các thông số cơng nghệ hệ thống thí nghiệm 38 Máy cắt dây ARISTECH CW30 38 Vật liệu cắt 39 Mẫu thí nghiệm 40 Phương pháp gia công: Cắt đoạn 41 Dung dịch làm mát 41 Thiết bị đo độ bóng chi tiết sau gia cơng 41 3.3 Quy hoạch thực nghiệm 42 3.4 Biện luận kết 43 3.4 Với vật liệu X12M .45 3.5 Với vật liệu 9XC 52 3.6 Với vật liệu 40X .59 KẾT LUẬN .66 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Profin bề mặt chi tiết Hình 1.2 Bề mặt chi tiết sau mài Hình 1.3 Sơ đồ xác định frofin trung bình cộng Ra Hình 1.4 Sơ đồ xác định frofin Ry .2 Hình 1.5 Sơ đồ xác định frofin trung bình cộng Rz Hình 1.6 Mơ hình bề mặt tiếp xúc Hình 1.7 Q trình mịn cặp ma sát Hình 1.8 Quan hệ lượng mòn ban đầu (V) sai lệch profin trung bình cộng Ra Hình 1.9 Q trình ăn mịn hóa học lớp bề mặt chi tiết máy Hình 2.1 Sơ đồ gia cơng xung định hình 10 Hình 2.2 Sơ đồ gia công cắt dây tia lửa điện 10 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện 12 Hình 2.4 Nguyên lý gia công tia lửa điện 13 Hình 2.5 Mối quan hệ U, i với thời gian phóng tia lửa điện 14 Hình 2.6 Ảnh hưởng ti t0 tới suất gia công 17 Hình 2.7 Điều khiển servo 19 Hình 2.8 Cấu trúc tế vi chi tiết gia công xung định hình 21 Hình 2.9 Vùng ảnh hưởng nhiệt bề mặt phôi 23 Hình 2.10 Dịng chảy bên ngồi 27 Hình 2.11 Sơ đồ máy cắt dây 28 Hình 2.12 Một số loại dây điện cực 32 Hình 3.1 Máy cắt dây đồng Aristech CW30 39 Hình 3.2 Dây đồng dùng cho máy cắt dây CW30 40 Hình 3.3 Các mẫu dùng thí nghiệm 40 Hình 3.4 Gá đặt thực tế q trình gia cơng 41 Hình 3.5 Máy đo độ nhám Hommel-Etamic W10 42 Hình 3.6 Đồ thị mối quan hệ Ra với U,I T=1000 T=2200 thép X12M 49 Hình 3.7 Đồ thị mối quan hệ Ra với I,T U=50 U=120 thép X12M 50 Hình 3.8 Đồ thị mối quan hệ Ra với U,T I=0,7 I=1,2 thép X12M 50 Hình 3.9 Đồ thị mối quan hệ Ra với U,I T=1000 T=2200 56 Hình 3.10 Đồ thị mối quan hệ Ra với I,T U=50 U=120 thép 9XC 57 Để kiểm tra tính có nghĩa phương trình hồi quy ta cần tính theo tiêu Fisher Fb Fb= ୫ୟ୶ሺୗమౝ Ǣୗమ౯ ሻ (5.11) ୫୧୬ሺୗమౝǢୗమ౯ ሻ ଶ phương sai có nghĩa phương trình hồi quy, tính theo công Ở ୟ thức: ଶ ୟ ͳ ൌ ሺ୨୲୬ െ ୨୲୲ ሻଶ ሺͷǤͳʹሻ െ ୨ୀଵ Ở đây:୨୲୬ ୨୲୲ giá trị thực nghiệm giá trị tính tốn phương trình hồi quy B số hệ số phương trình hồi quy, B=4 Bảng 3.21 Giá trị hàm số vật liệu 9XC Ytn Ytt (Ytn-Ytt)2 0,49408630 0,612062 0,013918 0,62576016 0,677465 0,002673 0,76220672 0,694514 0,004582 0,86190494 0,759917 0,010402 0,91094313 0,806499 0,010908 0,93713856 0,871902 0,004256 0,83479141 0,888952 0,002933 0,83883357 0,954354 0,013345 Stt thí nghiệm ଶ ሺ୨୲୬ െ ୨୲୲ ሻଶ ൌ ͲǡͲ͵ͲͳͺǢୟ ൌ ͲǡͲͳͷͷͷ ୨ୀଵ Vậy tiêu Fisher Fb = 4,285361 < FT=8,89 (FT tra theo bảng phụ lục 21 [ ]) Vậy phương trình có nghĩa 58 3.6 Với vật liệu 40X Sau thí nghiệm, đo độ nhám mẫu thép hợp kim 40X ta có kết bảng 3.26 Bảng 3.22 Kết đo độ nhám qua thí nghiệm mẫu 40X STT thí Độ nhám đo Ra (m) Ratb nghiệm Ra1 Ra2 Ra3 1,828 1,834 1,794 1,818667 1,992 1,985 1,972 1,983 1,865 1,854 1,893 1,870667 2,181 2,275 2,278 2,244667 1,782 1,936 1,842 1,853333 2,021 2,117 1,995 2,044333 1,984 2,229 2,044 2,085667 2,391 2,525 2,226 2,380667 Bảng 3.23 Ma trận đơn vị thí nghiệm mẫu 40X STT thí nghiệm Thơng số đầu vào X1 X2 X3 (U) (I) (T) X12 Hàm số X13 X23 đầu (Ln Ratb) Yj -1 -1 -1 1 0,59810363 +1 -1 -1 -1 -1 0,68461085 -1 +1 -1 -1 -1 0,62629487 +1 +1 -1 -1 -1 0,80855703 -1 -1 +1 -1 -1 0,61698582 +1 -1 +1 -1 -1 0,71507174 -1 +1 +1 -1 -1 0,73508855 +1 +1 +1 1 0,86738056 59 60 Yj.X1 -0,5981036 0,68461085 -0,6262949 0,80855703 -0,6169858 0,71507174 -0,7350885 0,86738056 b1 0,06239341 Hàm số đầu (Ln Ratb) 0,59810363 0,68461085 0,62629487 0,80855703 0,61698582 0,71507174 0,73508855 0,86738056 b0 0,70651 -0,5981036 -0,6846108 0,62629487 0,80855703 -0,6169858 -0,7150717 0,73508855 0,86738056 b2 0,05281862 Yj.X2 -0,5981036 -0,6846108 -0,6262949 -0,808557 0,61698582 0,71507174 0,73508855 0,86738056 b3 0,02712003 Yj.X3 0,01624513 0,59810363 -0,6846108 -0,6262949 0,80855703 0,61698582 -0,7150717 -0,7350885 0,86738056 b12 Yj.X12 Bảng 3.24 Hệ số phương trình hồi quy 40X 0,59810363 -0,6846108 0,62629487 -0,808557 -0,6169858 0,71507174 -0,7350885 0,86738056 b13 -0,0047989 Yj.X13 0,59810363 0,68461085 -0,6262949 -0,808557 -0,6169858 -0,7150717 0,73508855 0,86738056 b23 0,01478427 Yj.X23 61 Hàm Y1 0,603222 0,689139 0,623261 0,779783 0,577736 0,703592 0,685115 0,871712 STT 0,606499 0,685619 0,617345 0,82198 0,660624 0,75 0,801553 0,926241 Hàm Y2 0,584448 0,679048 0,638163 0,823298 0,610852 0,690644 0,714909 0,800206 Hàm Y3 0,598057 0,684602 0,626256 0,808354 0,616404 0,714745 0,733859 0,866053 Ytb 0,000027 0,000021 0,000009 0,000816 0,001495 0,000124 0,002376 0,000032 (Y1-Ytb)2 Bảng 3.25 Giá trị phương sai 40X 0,000071 0,000001 0,000079 0,000186 0,001955 0,001243 0,004582 0,003623 (Y2-Ytb)2 0,000185 0,000031 0,000142 0,000223 0,000031 0,000581 0,000359 0,004336 (Y3-Ytb)2 0,000142 0,000026 0,000115 0,000613 0,001741 0,000974 0,003659 0,003995 Phương sai Sj2 Xác định tính đồng thí nghiệm dựa tiêu Kokren Gp Theo bảng 5.16: Giá trị phương sai lớn Max ୨ଶ = 0,003995 Giá trị tổng phương sai σ ୨ଶ= 0,011264 Chỉ tiêu Kokren Gp = ୫ୟ୶ ୗమౠ σ ୗమౠ = 0,3547 Theo phụ lục 22 [ ] ta xác định giá trị Gt với xác suất tin cậy P=0,95 Ta thấy Gp d Gt = 0,438 thí nghiệm ổn định Trong phương trình hồi quy tồn số hệ số khơng có nghĩa (có giá trị nhỏ) Vì vậy, để xác định xem hệ số có nghĩa hay khơng ta cần tính phương sai sb2 theo công thức: ୠଶ = ୗమ౯ (5.13) Ǥ୬ Trong đó: ୷ଶ ͳ ൌ ୨ଶ ൌ ͲǡͲͲͳͶ ୨ୀଵ ୠଶ = 0,000058 Sb = 0,0077 Các hệ số (b0, b1, b2, b3, ) có nghĩa |b|t Sb.t Ở đây: t - tiêu student, xác định theo phụ lục 15 [ ]với số lượng thí nghiệm N = xác suất tin cậy P = 0,95 t = 2,365 So sánh với tiêu student t0p = t1p = t2p = t3p = ȁబ ȁ ௌ್ ȁభ ȁ ௌ್ ȁమ ȁ ௌ್ ȁయ ȁ t12p = t13p = t23p = ௌ್ = 92,239 = 8,1458 = 6,8958 = 3,5406 ȁభమ ȁ ௌ್ ȁభయ ȁ ௌ್ ȁమయ ȁ ௌ್ = 2,1209 = 0,6265 = 1,9301 Vì t0, t1, t2, t3 > t =2,365 nên hệ số b0, b1 b2, b3 có nghĩa t12, t13, t23 < t nên hệ số b12, b13, b23 khơng có nghĩa Nên phương trình hồi quy có dạng: Y = bo + b1X1 + b2X2 + b3X3 62 Bảng 3.26 Quy đổi đại lượng đầu vào thí nghiệm thép 40X Các đại lượng đầu vào Khoảng thay x1’ x1 x2’ x2 x3’ x3 đổi (I, A) (ln I) (U, V) (ln U) (T, g) (ln T) 120 4,787492 1,2 0,182322 2200 7,696213 85 4,442651 0,95 -0,05129 1600 7,377759 -1 50 3,912023 0,7 -0,35667 1000 6,907755 Δx 0,443652 0,269498 0,394229 Thay vào ta được: Y = bo + భ Ǥ௫బభ ௱௫భ + మ Ǥ௫బమ ௱௫మ + య Ǥ௫బయ ௱௫య + భ ௱௫భ X1 + మ ௱௫మ X2 + య ௱௫య X3 Y = -0,2223+0,1425X1+0,20X2+0,0687X3 Ln Ra = -0,2223+0,1425 lnU +0,2 lnI+0,0687 lnT Ra= e-0,2223.U0,1425.I0,2.T0,0687 Đây phương trình biểu thị quan hệ đại lượng đầu vào (U, I, T) với độ nhám sản phẩm 40X Hình 3.12 Đồ thị mối quan hệ Ra với U,I T=1000 T=2200 thép 40X 63 Hình 3.13 Đồ thị mối quan hệ Ra với I,T U=50 U=120 thép 40X Hình 3.14 Đồ thị mối quan hệ Ra với U,T I=0,7 I=1,2 thép 40X 64 Để kiểm tra tính có nghĩa phương trình hồi quy ta cần tính theo tiêu Fisher Fb Fb= ୫ୟ୶ሺୗమౝ Ǣୗమ౯ ሻ (5.14) ୫୧୬ሺୗమౝǢୗమ౯ ሻ ଶ phương sai có nghĩa phương trình hồi quy, tính theo cơng Ở ୟ thức: ଶ ୟ ͳ ൌ ሺ୨୲୬ െ ୨୲୲ ሻଶ ሺͷǤͳͷሻ െ ୨ୀଵ Ở đây:୨୲୬ ୨୲୲ giá trị thực nghiệm giá trị tính tốn phương trình hồi quy B số hệ số phương trình hồi quy, B=4 Bảng 3.27 Giá trị hàm số vật liệu 40X Stt thí nghiệm Ytn Ytt (Ytn-Ytt)2 0,59810363 0,68461085 0,62629487 0,80855703 0,61698582 0,71507174 0,73508855 0,86738056 0,56418 0,688966 0,669817 0,794604 0,61842 0,743206 0,724057 0,848844 0,001151 0,000018 0,001894 0,000195 0,000002 0,000792 0,000122 0,000344 ଶ ሺ୨୲୬ െ ୨୲୲ ሻଶ ൌ ͲǡͲͲͶͷͳͺǢୟ ൌ ͲǡͲͲͳͳʹͻ ୨ୀଵ Vậy tiêu Fisher Fb = 0,802 < FT=8,89 (FT tra theo bảng phụ lục 21 [ ]) Vậy phương trình có nghĩa 65 KẾT LUẬN Sau tính tốn theo quy hoạch thực nghiệm ta có quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt theo thực nghiệm: (1) * Với thép X12M: Ra= e-0,72181.U0,169022.I0,13.T0,0928 * Với thép 40X: Ra= e-0,2223.U0,1425.I0,2.T0,0687 (2) * Với thép 9XC: Ra= e-1,360.U0,0747.I0,15.T0,2466 (3) Dựa vào ba phương trình ta có nhận xét sau: ¾ Khi tăng yếu tố cường độ dòng điện I, điện áp U độ căng dây T (đồng nghĩa với việc tốc độ cắt tăng) chiều cao nhấp nhô tế vi bề mặt Ra, Rz tăng Yếu tố cường độ dịng điện có ảnh hưởng lớn Điều có nghĩa gia cơng máy cắt dây tia lửa điện, chi tiết có yêu cầu độ bóng bề mặt cao cần giảm yếu tố trên, tốc độ cắt chậm hơn, nên cắt thơ cắt tinh để có độ bóng bề mặt cao Cụ thể nên so sánh với đồ thị để tra thông số gia công tương ứng với độ nhám bề mặt mong muốn Với kết này, tính khả thi, tính xác kết áp dụng thực tế Nhà máy Z129 có tính tham khảo cho trung tâm gia cơng khác ¾ Kết nghiên cứu xây dựng mối quan hệ thông số đầu vào thông số công nghệ U,I,T tới chất lượng bề mặt gia cơng loại thép hợp kim có độ cứng giúp cho việc lựa chọn chế độ công nghệ gia công hợp kim cứng máy gia công tia lửa điện điện cực dây hợp lý hơn, hiệu khai thác sử dụng máy tốt Góp phần vào việc nâng cao chất lượng hạ giá thành sản phẩm Đây yếu tố có ý nghĩa lớn phát triển doanh nghiệp ¾ Trong q trình tiến hành thực nghiệm tác giả tìm mối quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt cho riêng loại vật liệu hợp kim cứng sử dụng lần cắt Với tầm quan trọng độ nhám bề mặt khả làm việc chi tiết máy, hướng nghiên cứu tương lai thay đổi thông số chế độ cắt theo nhiều mức gia công lần cắt thô tinh loại vật liệu để tìm mối quan hệ độ nhám với nhiều yếu tố công nghệ Ngồi gia cơng tia lửa điện điện cực dây, hướng nghiên cứu tác giả tìm chế độ làm việc biện pháp gia công khác máy xung, máy mài, máy tiện CNC…để đạt khả cho suất cao đảm bảo chất lượng bề mặt theo yêu cầu gia công hợp kim cứng sản xuất 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Trần Văn Địch (ĐH Bách khoa Hà Nội) Ths Trần Quốc Trinh (Học viện Kỹ thuật quân sự) ảnh hưởng tham số điều khiển đến độ nhám bề mặt gia công phương pháp điện cực dây, tạp chí Khoa học cơng nghệ (Năm 2009) TS Nguyễn Huy Ninh, Ths Nguyễn Quang Đăng Nghiên cứu ứng dụng máy cắt dây tia lửa điện CNC năm trục, siêu cao tốc FI 440 CC để gia công khuôn dập cho sản phẩm có biên hình phức tạp, Luận văn cao học, ĐH Bách khoa Hà Nội (Năm 2010) Trung tâm thông tin tiêu chuẩn đo lường chất lượng, TCVN2511 : 1995 - Nhám bề mặt — thông số giá trị Gia công tia lửa điện CNC - PGS TS Vũ Hoài Ân (2005), NXB khoa học Kỹ thuật Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm (Giáo trình dùng cho học viên cao học) - GS TSKH Trần Văn Địch (2006), NXB khoa học kỹ thuật Tối ưu hóa q trình gia cơng cắt gọt - PGS TS Nguyễn Trọng Bình, NXB giáo dục Trần Văn Địch (2004), Gia công tinh bề mặt chi tiết máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Xuân Việt (2003), Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Văn Huyền (2004), Cẩm nang kỹ thuật khí, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Nguyễn Đắc Lộc (2005), Công nghệ chế tạo máy theo hướng tự động hóa sản xuất, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường kiểm tra chế tạo khí, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 12 Manual of ARISTECH CW-30 13 Technologies Manual of ARISTECH CW-30 14 Maintenance Manual of ARISTECH CW-30 15 Programming Manual of ARISTECH CW-30 16 Options Manual of ARISTECH CW-30 PHỤ LỤC A1 Chi tiết thí nghiệm: Máy cắt dây tia lửa điện thơng số, vật tư thí nghiệm máy đo độ nhám bề mặt kết đo độ nhám Máy cắt dây đồng Aristech CW30 Bảng thông số kỹ thuật máy cắt dây đồng ARISTECH CW-30 THÔNG SỐ KỸ THUẬT MÁY CẮT DÂY ĐỒNG ARISTECH Phương pháp gia cơng CW-30 Chìm nước phun tưới nguội Kích thước phơi lớn (WxDxH)(mm) 780x500x250 Trọng lượng phơi lớn 500 kg Hành trình trục X,Y Hành trình trục Z 400x300 (mm) 250 (mm) Hành trình trục U, V ±50 x ±50 mm Bước tiến trục X-Y Tối đa 900 mm / phút Drive motor (X, Y, U, V) Đường kính dây ( standard) Động Servo AC ø0,25 mm (ø0,15 - 0,3) Độ Căng dây 200-2500 gf Tốc độ cấp dây 0-15m / phút Độ nhám bề mặt tốt sau gia cơng Ra0,65 Pm Góc côn lớn ±15 ° / 80 Trọng lượng tối đa cuộn dây kg Kích thước bên thùng làm việc (WxDxH)(mm) (S)970x719x510 (F)1040x719x450 Trọng lượng máy 2200 kg Bảng thơng số lọc Dung tích bể lọc (lít) 690/420 Lít Bộ lọc phần tử 15 l ion nhựa trao đổi Bộ lọc giấy Kiểm soát độ dẫn điện Tiêu chuẩn Kiểm soát nhiệt độ chất lỏng Tự động Kích thước bên ngồi (WxHxD) (mm) S)1100x1570x1290 (F)950x1400x1290 Khối lượng tịnh 250 kg Bảng thông số nguồn máy cắt dây ARISTECH CW-30 Circuit system Power MOS transistor Max output current 25 A Voltage select 145 Volt IP select 10 steps Off time select 50 steps Bảng thông số điều khiển máy cắt dây ARISTECH CW-30 I/O device Keyboard, RS-232C, CF CARD Display type 15" LCD-TFT Control system IPC, close loop software servo system Control axis X, Y, Z, U, V, (5 axes) Setting unit 0.001 mm Max command value ± 9999.999 mm Interpolation Linear/Circular Command system Abs./lnc Machining feed control Servo/Const Feed scaling 0.001-999.999 Machining condition memory 0-255 Outside dimensions(WxDxH) 600x870x1850 mm Total AC power input 3ø220 V ±10㸣 / 13 KVA Các mẫu sau gia công Thực đo độ nhám mẫu sau gia công Một số hình ảnh kết đo độ nhám Hình ảnh lập trình vẽ đồ thị phần mềm Maple
Ngày đăng: 27/07/2023, 22:53
Xem thêm:
