Tối ưu hóa các thông số công nghệ trên máy cắt dây edm khi gia công thép không gỉ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TỐI ƯU HỐ CÁC THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ TRÊN MÁY CẮT DÂY EDM KHI GIA CÔNG THÉP KHÔNG GỈ PHAN HÙNG DŨNG THÁI NGUYÊN 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TỐI ƯU HỐ CÁC THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ THÁI NGUN 2008 TRÊN MÁY CẮT DÂY EDMTHÁI KHI GIA CÔNG THÉP KHÔNG GỈ ĐẠI HỌC NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Học viên: Phan Hùng Dũng Người HD Khoa học: TS Nguyễn Quốc Tuấn LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THÁI NGUYÊN 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƯỜNG ĐHKT CƠNG NGHIỆP CỘNG HỒ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc о0о *** THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI TỐI ƯU HOÁ CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TRÊN MÁY CẮT DÂY EDM KHI GIA CÔNG THÉP KHÔNG GỈ Học viên: Phan Hùng Dũng Lớp: CHK8 Chuyên ngành: Chế tạo máy Người HD Khoa học: TS Nguyễn Quốc Tuấn Ngày giao đề tài: 01/11/2007 Ngày hoàn thành: 30/4/2008 KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM MỤC LỤC Nội dung Trang Phần mở đầu Chương Tổng quan gia công tia lửa điện 12 1.1 Đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện 12 1.1.1 Các đặc điểm phương pháp gia cơng tia lửa điện 12 1.1.2 Khả công nghệ phương pháp gia công tia lửa điện 12 1.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện 13 1.2.1 Phương pháp gia cơng xung định hình 13 1.2.2 Phương pháp gia cơng cắt dây tia lửa điện 13 1.2.3 Các phương pháp khác 13 1.3 Cơ chế phương pháp gia công tia lửa điện 15 1.3.1 Bản chất vật lý 15 1.3.2 Cơ chế bóc tách vật liệu 20 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình gia cơng tia lửa điện 20 1.4.1 Các đặc tính điện phóng tia lửa điện 20 1.4.2 Dịng điện bước dòng điện 25 1.4.3 Ảnh hưởng khe hở phóng điện  25 1.4.4 Ảnh hưởng điện dung C 27 1.4.5 Ảnh hưởng diện tích vùng gia công 28 1.4.6 Ảnh hưởng ăn mòn điện cực 29 1.5 Lượng hớt vật liệu gia công tia lửa điện 29 1.6 Chất lượng bề mặt 30 1.6.1 Độ nhám bề mặt 30 1.6.2 Vết nứt tế vi ảnh hưởng nhiệt 31 1.7 Độ xác tạo hình gia cơng tia lửa điện 32 1.8 Các tượng xấu gia cơng tia lửa điện 33 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM 1.8.1 Hồ quang 33 1.8.2 Ngắn mạch, sụt áp 34 1.8.3 Xung mạch hở, khơng có dịng điện 35 1.8.4 Sự nhiệt chất điện môi 35 1.9 Các yếu tố không điều khiển 35 1.9.1 Nhiễu hệ thống 35 1.9.2 Nhiễu ngẫu nhiên 36 1.10 Chất điện môi gia công tia lửa điện 36 1.10.1 Nhiệm vụ chất điện môi 36 1.10.2 Các loại chất điện môi 37 1.10.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện mơi 37 1.10.4 Các loại dịng chẩy chất điện môi 40 1.10.5 Hệ thống lọc chất điện môi 42 Kết luận chương 44 Chương Máy cắt dây thơng số điều chỉnh q trình gia công 45 2.1 Sơ máy cắt dây tia lửa điện 45 2.1.1 Công dụng máy cắt dây 46 2.1.2 Đặc điểm phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 46 2.2 Độ xác gia công cắt dây tia lửa điện 47 2.3 Điện cực vật liệu điện cực 50 2.3.1 Yêu cầu vật liệu điện cực 50 2.3.2 Các loại dây điện cực 51 2.4 Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện 51 2.5 Nhám bề mặt cắt dây 52 2.6 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 53 2.6.1 Dịng phóng tia lửa điện Ie bước dịng điện 53 2.6.2 Độ kéo dài xung t i: 53 2.6.3 Khoảng cách xung t 53 2.6.4 Điện áp đánh lửa Ui 54 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM 2.6.5 Khe hở phóng điện 54 2.7 Lập trình gia cơng máy cắt dây 55 2.7.1 Các trục điều khiển hệ toạ độ 55 2.7.2 Các chức “G” 56 Kết luận chương 67 Chương Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến suất chất lượng bề mặt 68 gia công thép không gỉ máy cắt dây EDM 3.1 Thép không gỉ 68 3.1.1 Sơ lược thép không gỉ 68 3.1.2 Thép AISI 304 70 3.2 Thiết kế thí nhiệm 70 3.2.1 Các giả thiết thí nghiệm 71 3.2.2 Điều kiện thực thí nghiệm 71 3.3 Nhóm thí nghiệm 74 3.3.1 Mơ hình định tính trình cắt dây tia lửa điện 74 3.3.2 Các thơng số đầu vào thí nghiệm 75 3.4 Nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm xác định độ nhám bề mặt suất gia công gia công cắt dây tia lửa điện 76 3.4.1 Độ nhám bề mặt 77 3.4.2 Năng suất gia công 82 Kết luận chương 89 Kết luận chung 90 Tài liệu tham khảo 93 Phụ lục 95 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ứng dụng công nghệ luôn nhu cầu cấp bách sản xuất quốc gia Đối với sản xuất khí, phương pháp gia công truyền thống như: đúc, rèn, dập, tiện, phay, mài, công nghệ phay, tiện CNC đơi khơng cịn đáp ứng u cầu ngày cao phát triển sản phẩm thời kỳ đại Ngày sản xuất đời sống xuất ngày nhiều sản phẩm chi tiết có hình dáng hình học phức tạp, làm từ vật liệu cứng khó gia cơng cắt gọt Thực tế địi hỏi phải phát triển cơng nghệ mới, có gia công tia lửa điện Phương pháp gọi gia công EDM ( Electrical Discharge Machine) Thực phương pháp gia công tia lửa điện công nghệ giới áp dụng nửa kỷ qua Ngày nhờ phát triển điều khiển số công nghệ thơng tin, cơng nghệ đại hóa cao trang bị hệ thống điều khiển số CNC Từ cuối thập niên 80 kỷ XX đến nay, nhiều doanh nghiệp nước trang bị loại máy, thiết bị sử dụng công nghệ EDM nhằm cải tiến phương pháp gia công, nâng cao giá trị sản phẩm Bên cạnh kết đạt mặt cơng nghệ nói chung cịn gặp khó khăn định kỹ thuật hiệu kinh tế sử dụng máy thiết bị nguyên nhân sau: - Việc chuyển giao công nghệ chưa đầy đủ - Đầu tư thiếu đồng phần lớn thiết bị không rõ nguồn gốc - Giá thành đầu tư lớn nên mức khấu hao cao - Số lượng sản xuất máy thường theo loạt vừa nhỏ - Chưa chủ động bảo dưỡng, bảo trì máy Vấn đề đặt làm để nâng cao hiệu khai thác, sử dụng loại máy này? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Chun ngành Cơng nghệ CTM Qua tìm hiểu doanh nghiệp sản xuất khí có sử dụng máy thiết bị gia công tia lửa điện EDM, xét mặt xác định chế độ cơng nghệ thấy có số vấn đề sau: - Các doanh nghiệp 100% vốn nước ngồi liên doanh máy gia công sử dụng kỹ thuật EDM chủ yếu để sản xuất mặt hàng truyền thống khuôn mẫu, có tính ổn định cao Chương trình gia cơng máy chuyên gia nước đưa vào nên chế độ cơng nghệ thiết lập chương trình hoàn chỉnh - Các doanh nghiệp sở nước sử dụng máy EDM việc lập trình gia cơng người lập trình thực Chế độ cơng nghệ, xác định cách dựa vào tài liệu kèm theo máy mị mẫm Chính lẽ đó, chế độ cơng nghệ gia cơng máy chưa thể khẳng định hợp lý Vì hiệu khai thác, sử dụng máy hạn chế Chế độ công nghệ gia công máy cắt dây phụ thuộc nhiều vào vật liệu chi tiết gia công (tính dẫn điện, dẫn nhiệt, ) Trong thực tế, ngày thép không gỉ ứng dụng nhiều sống, đặc biệt công nghệ xe hơi, xây dựng, thực phẩm, hố học, dầu khí, chế tạo máy (khuôn mẫu, dưỡng kiểm, bàn cán), Thép không gỉ loại thép có hàm lượng hợp kim cao, việc gia cơng phương pháp gia cơng truyền thống địi hỏi chi phí lớn, suất chất lượng gia công không cao Khi gia công tia lửa điện (EDM), tính dẫn điện nhiệt thép không gỉ khác so với thép chế tạo thông thường khác, làm cho suất chất lượng gia cơng thay đổi Vì cần nghiên cứu tìm giá trị cơng nghệ tối ưu nhằm đảm bảo suất chất lượng (độ nhám bề mặt) gia công thép không gỉ máy cắt dây tia lửa điện Đề tài “ Tối ưu hố thơng số cơng nghệ máy cắt dây EDM gia công thép không gỉ ” lựa chọn để nghiên cứu nhằm mục đích xác định chế độ công nghệ hợp lý tiến tới tối ưu hố chế độ cơng nghệ gia cơng thép không gỉ máy cắt dây việc cần thiết, góp phần vào việc nâng cao hiệu khai Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM thác, sử dụng máy cắt dây EDM sản xuất khí nói riêng sở để nghiên cứu cho máy khác vật liệu khác II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Xuất phát từ đề tài nghiên cứu, phần mở đầu, kết luận chung phụ lục luận văn có nội dung sau: Chƣơng Tổng quan gia công tia lửa điện - Nghiên cứu tổng quan kỹ thuật EDM Chƣơng Máy cắt dây thơng số điều chỉnh q trình gia công - Nghiên cứu sở lý thuyết trình cắt tượng xảy trình cắt - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố cơng nghệ đến q trình cắt Chƣơng Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ đến suất chất lƣợng bề mặt gia công thép không gỉ máy cắt dây EDM - Xây dựng mơ hình tốn xác định độ nhám bề mặt suất gia công cắt dây gia công thép không gỉ - Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng hàm toán học biểu diễn mối quan hệ chế độ công nghệ với độ nhám bề mặt suất gia công gia công thép không gỉ III ĐỐI TƢỢNG VÀ P HẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng chế độ công nghệ q trình cắt nói chung mối quan hệ chế độ công nghệ với yếu tố trình cắt cụ thể là: độ nhám bề mặt suất gia công Việc nghiên cứu thực nghiệm tiến hành với điều kiện sau: - Máy thực nghiệm: máy cắt dây CNC - Vật liệu gia công thép không gỉ AISI 304 - Vật liệu làm điện cực dây CuZn 0,25mm - Đối tượng gia cơng cắt biên dạng cung trịn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM - Đo độ nhấp nhô tế vi bề mặt tính tốn suất gia cơng IV PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm - Nghiên cứu lý thuyết để tìm hiểu mối quan hệ chế độ công nghệ với độ nhám bề mặt suất gia công - Thực nghiệm cắt thử để kiểm chứng sở lý thuyết mối quan hệ chế độ công nghệ với suất độ nhám bề mặt - Thực nghiệm máy để xây dựng hàm toán học biểu diễn mối quan hệ chế độ công nghệ với độ nhám bề mặt suất cắt thép không gỉ Ngồi ra, q trình nghiên cứu cịn trao đổi với Giáo viên hướng dẫn, bạn đồng nghiệp, kỹ thuật viên Nhà khoa học chuyên ngành V Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN Ý NGHĨA KHOA HỌC: Bằng cách nghiên cứu sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, luận văn đưa hàm toán học mô tả mối quan hệ điện áp đánh lửa U i, thời gian xung ti khoảng cách xung t o với độ nhám bề mặt suất cắt gia cơng thép khơng gỉ, từ đưa sở cho việc tối ưu hố q trình cắt cho nghiên cứu khác trình cắt Làm sở cho việc nghiên cứu khía cạnh khác q trình gia cơng tia lửa điện Đề tài góp phần vào việc hồn thiện việc xác định điều chỉnh thông số công nghệ gia cơng máy cắt dây nói chung gia công thép không gỉ máy cắt dây nói riêng Ý NGHĨA THỰC TIỄN : Kết nghiên cứu xây dựng chế độ cắt tối ưu gia cơng máy cắt dây EDM -CNC có ý nghĩa thực tiễn nghiên cứu khoa học sản xuất sau: - Giúp cho việc lựa chọn chế độ công nghệ gia công thép không gỉ máy cắt dây hợp lý hơn, hiệu khai thác, sử dụng máy tốt Góp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM 84 Với thực nghiệm có ba biến đầu vào, làm thí nghiệm với N=2 3= thí nghiệm đỉnh đơn hình ba thí nghiệm trung tâm, ta có bảng quy hoạch thực nghiệm sau: S Biến mã hoá Biến thực nghiệm TT x1 x2 x3 Ui(v) ti( s) t0( s) -1 -1 -1 70 0,1 +1 -1 -1 90 0,1 -1 +1 -1 70 0,7 +1 +1 -1 90 0,7 -1 -1 +1 70 0.1 16 +1 -1 +1 90 0,1 16 -1 +1 +1 70 0,7 16 +1 +1 +1 90 0,7 16 0 80 0,4 12 10 0 80 0,4 12 11 0 80 0,4 12 3.4.2.2 Thực nghiệm suất gia cơng Với tốn đặt điều kiện tác giả lặp lại thí nghiệm lần đo giá trị lấy giá trị trung bình, tổng chiều dài cắt s= 90,26mm (khơng đổi tồn thí nghiệm) Tiến hành gia cơng, ghi chép tính tốn ta có bảng sau: S TT Biến mã hố x1 x2 x3 10 11 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 0 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 0 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 0 Biến thực nghiệm Ui(v) ti( s) t0 ( s) 70 90 70 90 70 90 70 90 80 80 80 0,1 0,1 0,7 0,7 0.1 0,1 0,7 0,7 0,4 0,4 0,4 8 8 16 16 16 16 12 12 12 Thời gian gia công t(mm) lần lần lần TB 33,18 27,98 32,12 28,34 26,78 24,95 26,89 22,31 26,75 27,79 27,23 34,21 26,76 31,23 27,67 25,92 25,76 28,54 22,15 25,97 26,99 28,12 34,1 33,83 25,72 26,82 30,28 31,21 30,9 28,97 25,39 26,03 25,34 25,35 26,23 27,22 20,31 21,59 27,02 26,58 27,18 27,32 27,3 27,55 Năng suất V (mm2 /min) 13,34 16,83 14,46 15,58 17,34 17,80 16,58 20,90 16,98 16,518 16,384 3.4.2.3.Tính hệ số phương trình hồi quy Theo phương pháp quy hoạch trực giao ta có: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật a0 = N N Chuyên ngành Công nghệ CTM 85 (13,34 16,83 14,46 15,58 17,34 17,8 16,58 20,9) yi i a0 = 16,604 a1 = N N ( 13,34 16,83 14,46 15,58 17,34 17,8 16,58 20,9) xi1 y i i a1 = 1,174 a2 = N N ( 13,34 16,83 14,46 15,58 17,34 17,8 16,58 20,9) xi y i i a2 = 0,276 a3 = N N ( 13,34 16,83 14,46 15,58 17,34 17,8 16,58 20,9) xi y i i a3 = 1,551 Vậy thay giá trị a tính vào phương trình được: yˆ =16,604+ 1,174Z1 + 0,276Z2 + 1,551Z3 (3.11) 3.4.2.4 Kiểm định tham số aj * Kiểm định aj =0 (có nghĩa) Ta có thí nghiệm lặp lại tâm với kết sau: y10 =16,98; y0 = y 02 =16,518; y 30 =16,384 (16,98+16,518+16,384) = 16,627 Phương sai tái sinh s 2ts s 2ts = s 2ts = n n0 1i ( y 0i y0 ) (16,98-16,627)2+(16,518-16,627) 2+(16,384-16,627) = 0,0978 sts= 0,0978 = 0,313 s ai2 = s 2ts {C-1}ii Sai= s ts N 0,313 = 0,11 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật tai= a0 s a ta1 = s ta0 = Chuyên ngành Công nghệ CTM 86 s = 16,604 = 150,9 0,11 = 1,174 = 10,7 0,11 ta2 = a 0,276 = = 2,5 s 0,11 ta3 = a 1,551 = = 14,1 s 0,11 Ta chọn mức độ có nghĩa = 0,05 cho bảng thống kê Với =0,05, bậc tự n0 = tra bảng Student ta t =2,35 So sánh |tai| lớn t nên có nghĩa Do hệ số phương trình hồi quy (4.11) có nghĩa 3.4.2.5 Kiểm định phù hợp mơ hình ˆ , ta tính phương sai dư Sau xây dựng mơ hình y s du2 s du2 s du n (k 1) (3 1) ( yi n ( yi yˆ i ) ( yi yˆ i ) i i yˆ i ) i TT yi x1 x2 x3 a0 a1 a2 a3 yˆ i (y i- yˆ i )2 13,34 16,83 14,46 15,58 17,34 17,80 16,58 20,90 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 16,604 16,604 16,604 16,604 16,604 16,604 16,604 16,604 1,174 1,174 1,174 1,174 1,174 1,174 1,174 1,174 0,276 0,276 0,276 0,276 0,276 0,276 0,276 0,276 1,551 1,551 1,551 1,551 1,551 1,551 1,551 1,551 13,603 15,950 14,155 16,503 16,705 19,053 17,258 19,605 0,069 0,774 0,093 0,851 0,403 1,569 0,459 1,677 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật s du 87 Chuyên ngành Công nghệ CTM (0,069 0,774 0,093 0,851 0,403 1,569 0,459 1,677) 1,474 Ta có: s du2 = 1,474> s 2ts = 0,0978 s du Fˆ s ts 1,474 15,07 0,0978 Với bậc tử m1 = n-(k+1) = 4, bậc mẫu n0 - = Chọn mức ý nghĩa = 0,05, tra bảng Fisher ta F = 19,2 Fˆ < F mơ hình phù hợp Chuyển biến Zj yˆ =16,604+ 1,174z1 + 0,276z2 + 1,551z3 Z j Z 0j Với x j thay vào ta được: Zj Z 12 Z 80 Z 0,4 + 0,276 + 1,551 yˆ = 16,604 + 1,174 0,3 10 Từ yˆ = 2,1917 + 0,1174Z1 + 0,9208Z2 + 0,3878Z3 a0 = ln(K V) (3.12) K V = e a0 = e2,1917 = 8,95 thay vào ta được: V = 8,95.Ui 0,1174 ti0,9208 t00,3878 (mm2 /min) (3.13) Là phương trình hồi quy thực nghiệm 3.4.2.6 Đồ thị biểu thi mối quan hệ suất V với Ui ti to=8( s) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành Công nghệ CTM 88 V(Ui,ti)=8.95*Ui0.1174*ti0.9208*80.3878 32.64 Nang suat V Nang suat V 24.48 16.32 8.16 0.6 90 0.5 0.4 Do keo dai xung ti 85 0.3 80 0.2 75 0.1 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 70 Dien ap danh lua Ui http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 89 Chuyên ngành Công nghệ CTM Kết luận chương Trong chương tác giả tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng thông số điện tới độ nhám bề mặt suất gia công phương pháp cắt dây tia lửa điện gia công thép không gỉ 304, thực điều kiện sản xuất thực tế trường Đại Học KTCN Thái Nguyên Trong tập trung giải số vấn đề sau: - Xây dựng mơ hình định tính q trình gia cơng yếu tố đầu vào đến thực kết thúc trình - Đã tiến hành thí nghiệm thành cơng thu kết đảm bảo độ tin cậy - Xây dựng mối quan hệ thông số công nghệ (Ui, ti, to) đến độ nhám bề mặt suất gia công cắt thép không gỉ 304 máy cắt dây EDM Cụ thể sau: Ra = 4,1691.Ui 0,007 ti 0,3477 t00,0543 ( m) V = 8,95.Ui 0,1174 ti0,9208 t00,3878 (mm2 /min) Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 90 Chuyên ngành Công nghệ CTM KẾT LUẬN CHUNG Trong thời đại mà cạnh tranh ngày gay gắt đòi hỏi công đoạn dây chuyền sản xuất phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu độ xác, độ bền, suất, tính kinh tế cao, Điều trở nên cần thiết công đoạn, nguyên công gia công loại vật liệu quý hiếm, loại vật liệu khó gia công, Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, công tác ngày hiệu Tuy nhiên, việc thiết bị gia cơng phức tạp địi hỏi phải có chế độ gia công tối ưu nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm Cũng với mục đích đó, tác giả tập trung sâu nghiên cứu chất q trình gia cơng tia lửa điện, mô tả đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ tới suất chất lượng gia công cắt dây tia lửa điện Thép không gỉ thép có hàm lượng hợp kim cao, loại vật liệu ứng dụng nhiều, đặc biệt cơng nghệ xe hơi, xây dựng, thực phẩm, hố học, dầu khí, khn mẫu, bàn cán, Việc gia công thép không gỉ phương pháp gia công truyền thống địi hỏi chi phí lớn, suất chất lượng gia công không cao đặc biệt bề mặt phức tạp Khi gia công tia lửa điện (EDM), tính dẫn điện nhiệt thép không gỉ khác so với vật liệu thông thường khác, nên làm cho suất chất lượng gia cơng thay đổi Vì cần nghiên cứu thiết lập tìm giá trị cơng nghệ tối ưu nhằm đảm bảo suất chất lượng (độ nhám bề mặt) gia công thép không gỉ máy cắt dây tia lửa điện Từ đó, phát triển mơ hình hố q trình gia cơng Kết cụ thể là: Đã xây dựng hệ thống đầy đủ từ tham số công nghệ đơn kết hợp yếu tố công nghệ khác ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công (độ nhám) suất gia công Đề tài đưa kết luận liên quan tới ảnh hưởng yếu tố công nghệ tới suất chất lượng bề mặt gia công, điều sở để lựa chọn chế độ gia công tối ưu nhằm nâng cao hiệu trình gia cơng Trong có kết luận sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 91 Chuyên ngành Công nghệ CTM - Điện áp đánh lửa Ui: yếu tố có ảnh hưởng lớn tới suất chất lượng bề mặt gia công Điều hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu trình gia cơng tia lửa điện trước nghiên cứu - Độ kéo dài xung t i: Đây yếu tố có ảnh hưởng lớn trình gia cơng cắt dây tia lửa điện Đặc biệt độ kéo dài xung ảnh hưởng lớn tới chất lượng bề mặt gia công Khi t i tăng đồng nghĩa với việc khe hở phóng điện tăng chất lượng bề mặt giảm xuống độ nhám cao Điều thể rõ trường hợp dòng điện xung nhỏ - Khoảng cách xung t 0: Đây yếu tố có ảnh hưởng tỷ lệ nghịch với suất gia cơng Điều giải thích t tăng lên tỷ lệ thời gian phóng điện thời gian gia cơng giảm nên lượng tách phoi giảm dẫn đến suất gia cơng giảm Tuy nhiên, khoảng cách xung có ảnh hưởng tới chất lượng gia cơng Thực tế cho thấy t nhỏ thường hay gây lỗi q trình gia cơng mà điển hình khơng đủ thời gian cho chất điện mơi thơi ion hố dẫn đến lỗi phóng hồ quang q trình gia cơng Xây dựng thành cơng mơ hình tốn học mối quan hệ độ nhám bề mặt suất gia công với yếu tố công nghệ điện áp đánh lửa U i, độ kéo dài xung t i, khoảng cách xung t gia thép không gỉ Từ mơ hình tốn học giúp người vận hành sử dụng máy chọn chế độ gia công phù hợp đảm bảo chất lượng gia công đạt suất cao gia công thép không gỉ * Một số kiến nghị: - Tiếp tục mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ khác có ảnh hưởng tới suất chất lượng gia công (Ie , tp, ) đặc biệt yếu tố phi công nghệ như: ảnh hưởng vật liệu, ảnh hưởng dòng chảy chất điện mơi,… - Các thí nghiệm nghiên cứu luận văn thực thời gian gia công ngắn nên chưa đánh giá ảnh hưởng yếu tố tới độ mịn điện Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 92 Chuyên ngành Công nghệ CTM cực Cần tập trung nghiên cứu ảnh hưởng nhằm nâng cao hiệu q trình gia cơng - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến q trình gia cơng có tính đến ảnh hưởng nhiễu q trình gia cơng - Cần nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến q trình gia cơng thực vật kiệu khác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 93 Chuyên ngành Công nghệ CTM TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS, TS Vũ Hoài Ân (2007), Gia công tia lửa điện CNC, NXB Khoa học kỹ thuật PGS, TS Nguyễn Trọng Bình (2003), Tối ưu hố q trình gia cơng cắt gọt, NXB Giáo dục Lê CôngDưỡng (1996), Vật liệu học, NXB Khoa học kỹ thuật GS, TSKH Phan Quốc Khánh - TS Trần Huệ Nương (2003), Quy hoạch tuyến tính, NXB Giáo dục Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia công thực nghiệm, NXB khoa học kỹ thuật PGS, TS Bùi Minh Trí (2005), Xác suất thống kê quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học kỹ thuật B.N Arzamaxov (2004), Vật liệu học, NXB Giáo dục Trần Văn Địch (2004), Công nghệ CNC, NXB Khoa học kỹ thuật Trần Hữu Đà, Nguyễn Văn Hùng, Cao Thanh Long (1998), Cơ sở chất lượng trình cắt, Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 10 Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học kỹ thuật 11 Trần Mao, Phạm Đình Sùng (1998), Vật liệu khí, NXB Giáo dục 12 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang, Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm, NXB Nông nghiệp 13 Sách tra cứu vật liệu khó gia cơng (1981), NXB Khoa học kỹ thuật 14 TS Trần Hữu Đà, ThS Nguyễn Thị Hoa (2001), Gia công hợp kim cứng tia lửa điện, Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 15 Nguyễn Quốc Dũng (2006), Nghiên cứu tính gia cơng số loại thé p không gỉ dùng chế tạo máy, ứng dụng xác định chế độ cắt cho loại vật liệu này, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học KTCN Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 94 Chuyên ngành Công nghệ CTM 16 Nguyễn Thị Hồng Sơn (2006), Tối ưu hoá trình gia cơng khn cị mổ vật liệu 5XHM xung điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 17 Nguyễn Nam Sơn (2005), Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến suất chất lượng gia công máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học bách khoa Hà Nội 18 Tào Ngọc Minh (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng yếi tố công nghệ đến chất lượng bề mặt máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học bách khoa Hà Nội 19 Nguyễn Hồng Hải, Nguyễn Việt Anh (2006), Lập trình Matlab ứng dụng, NXB khoa học kỹ thuật 20 Nguyễn Văn Hùng (2003), Nghiên cứu tối ưu hố thơng số cơng nghệ q trình mài điện hố đá mài kim cương gia công hợp kim cứng, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 21 Operation Manual – CNC Wire cut EDM – Chmer EDM Ching Hung Mechinery and Electric Industrial Co, Ltd – Taiwan 22 PC Pandey- HS Shan (2002), Modern Machining Processes, Tata McGraw- Hill Pulishing Company Limited 23 Advanced Machining Processes (2004), McGraw- Hill, Mechanical Engineering Series Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 95 Chuyên ngành Công nghệ CTM PHỤ LỤC Thiết bị thí nghiệm Máy cắt dây CW322S trung tâm thí nghiệm Trường Đại học KTCN Thái Nguyên Máy đo nhám SJ201 phòng Dung sai đo lường Trường Cao Đẳng Cơ khí Luyện kim Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 96 Chun ngành Cơng nghệ CTM Q trình thực nghiệm 2.1 Bản vẽ chi tiết thí nghiệm 2.2 Chương trình gia cơng O0100 N100 G0 G21 G90 N102 G92 X0 Y10 I5 J0 N110 D1 N112 G41 G1 Y5.165 N114 X14 N116 G2 X14.165 Y5 J-.165 N118 G1 Y0 N120 G2 X14 Y-.165 I-.165 N122 G1 X12.1639 N124 G2 X-12.1639 I-12.1639 J.165 N126 G1 X-14 N128 G2 X-14.165 Y0 J.165 N130 G1 Y5 N132 G2 X-14 Y5.165 I.165 N134 G1 X0 N136 G40 Y10 N138 M50 N140 M30 % 2.3 Gia cơng thực nghiệm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thc s k thut 97 Tác giả làm thực nghiệm Bể chứa dung dịch điện môi (khi gia công) S hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyờn Chuyờn ngnh Cụng ngh CTM KTV Đỗ Thế Vinh hỗ trợ làm thực nghiệm Màn hình hiển thị trình gia công http://www.lrc-tnu.edu.vn Lun Thc s k thut 98 Chuyờn ngnh Cụng ngh CTM Sản phấm nhận đ-ợc sau gia công 2.4 Thc nghim o nhỏm Quá trình ®o ®é nh¸m Số hóa Trung tâm Học liệu i hc Thỏi Nguyờn Kết Ra đ-ợc hiển thÞ http://www.lrc-tnu.edu.vn