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 ận Lu NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ HỢP LÝ KHI n vă PHAY CÁC CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM THÀNH MỎNG ạc th sĩ Kĩ tN uậ th LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT n iê gh Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí u Mã ngành: 8520103 TRƯỞNG KHOA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hoàng Vị Thái Nguyên, tháng năm 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Ngun Hiện công tác : Trung tâm phát triển khoa học công nghệ Sở Khoa học công nghệ Thái Ngun Tơi xin cam đoan kết có luận văn thân thực hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Hoàng Vị Ngồi thơng tin trích dẫn từ tài liệu tham khảo liệt kê, kết n vă cơng trình khác ận Lu số liệu thực nghiệm thực chưa công bố ạc th sĩ Thái Nguyên, tháng 04 năm 2019 Kĩ n iê gh tN uậ th Người thực u Lê Mạnh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 ô tô hàng không 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 khơng chi tiết bị hỏng biến dạng chi tiết tách làm hai dạng biến dạng gia công biến dạng sau gia công Biến dạng gia công sinh trình ận Lu cắt phần vật liệu chứa ứng suất dư ban đầu, biến dạng sau gia công vă (biến dạng tiếp theo) (thường xảy tồn ứng xuất dư gia công) xảy n sau lắp ráp xong Nhiều trường hợp báo cáo từ ngành cơng ạc th sĩ nghiệp ví dụ tương tự, chi tiết thành mỏng bị loại bỏ xảy biến Kĩ gh tN cần thiết uậ th dạng Như vậy, việc hiểu dạng ứng suất dư gia công n iê Theo tài liệu cơng bố q trình phay chi tiết thành mỏng làm u hợp kim nhơm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ tới độ nhám bề mặt biến dạng chi tiết, từ xác định chế độ cơng nghệ hợp lý chưa quan tâm Chính tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu xác định chế độ công nghệ hợp lý phay chi tiết hợp kim nhơm thành mỏng ”, góp phần hoàn thiện bổ sung kiến thức lý thuyết cải thiện nâng cao hiệu sản xuất phay chi tiết thành mỏng làm hợp kim nhôm Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài Tập trung giải vấn đề ảnh hưởng yếu tố công nghệ tới lực cắt, độ nhám độ xác kích thước phay chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng, từ xác định chế độ cơng nghệ tối ưu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Với mục đích nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới biến ận Lu dạng chi tiết nhám bề mặt, tác giả chọn phương pháp nghiên cứu kết hợp vă nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm nghiên cứu thực n nghiệm Nghiên cứu lý thuyết tổng quan vấn đề liên quan đến ạc th sĩ gia công phay chi tiết thành mỏng từ định hướng cho nghiên cứu Kĩ uậ th biến dạng chi tiết gia công Nghiên cứu thực nghiệm để xác định ảnh n iê đưa thông số công nghệ hợp lý gh tN hưởng thông số công nghệ tới biến dạng chi tiết nhám bề mặt, từ u Các cơng cụ cần thiết cho nghiên cứu - Phôi hợp kim nhôm, dao phay - Trung tâm phay Mazak VC530 - Máy đo nhám - Dụng cụ đo vạn Nội dung nghiên cứu luận văn Ngồi lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung gồm chương phần kết luận chung Chương 1: Tổng quan q trình cắt – mịn dao thép gió phay Chương 2: Ảnh hưởng dung dịch bôi trơn làm nguội tới thơng số q trình phay Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 ận Lu n vă ạc th sĩ Kĩ n iê gh tN uậ th u Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 công 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 Hồng Vị tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu Tơi xin cám ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo sau đại học, thầy cô giáo trường Đại học Kỹ thuật cơng nghiệp Thái Ngun tận tình bảo ận Lu giúp đỡ tơi q trình học tập vă Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tạo điều kiện Ban Giám đốc n Trung tâm phát triển khoa học công nghệ - Sở Khoa học Công nghệ ạc th sĩ Thái Nguyên động viên khích lệ gia đình, bạn bè, đồng nghiệp Kĩ tN uậ th suốt thời gian học tập làm luận văn n iê gh Thái Nguyên, tháng năm 2019 Người thực u Lê Mạnh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 1.2 Tổng quan trình phay trình hình thành phoi .16 1.2.1 Giới thiệu trình phay 16 ận Lu 1.2.2 Quá trình cắt phay 17 n vă 1.2.3 Các chuyển động phay 21 ạc th 1.2.4 Các thành phần lớp bề mặt bị cắt phay 21 sĩ 1.3.Các tiêu đánh giá tính gia công vật liệu 27 Kĩ uậ th 1.3.1.Tính chất học vật liệu 27 gh tN 1.3.2 Quá trình biến dạng hình thành phoi 27 n iê 1.3.3 Lực cắt .28 u 1.3.4.Nhiệt cắt 28 1.3.5.Mòn dụng cụ cắt .29 1.3.6 Chất lượng bề mặt gia công 33 1.3.7 Độ xác gia cơng .39 1.3.8 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước quốc tế q trình gia cơng chi tiết hợp kim nhơm thành mỏng 40 CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI BIẾN DẠNG VÀ HÁM BỀ MẶT KHI PHAY CÁC CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM A6061 48 2.1 Giới thiệu hợp kim nhôm A6061 45 2.1.1 Hợp kim nhôm A6061 45 2.2 Phay chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng A6061 46 2.2.1 Tính gia công hợp kim nhôm A6061 .46 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 KIM NHÔM THÀNH MỎNG .58 ận Lu 3.1 Đặt vấn đề 58 n vă 3.2 Thiết kế hệ thống thí nghiệm 58 ạc th 3.2.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm .58 sĩ 3.2.2 Hệ thống thí nghiệm 58 Kĩ uậ th 3.2.2.3 Chế độ công nghệ 60 gh tN 3.2.2.4 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi .61 n iê 3.3 Kết thảo luận 69 u 3.4Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới biến dạng chi tiết phay chi tiết thành mỏng 70 3.4.1 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới độ nhám bề mặt gia công 81 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .91 Kết luận chung 91 Hướng nghiên cứu 91 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 nhơm A6061 45 Bảng 2.2 Đặc điểm học hợp kim nhôm A6061 .45 Bảng 3.1 Thông 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 Bảng 3.6 Ma trận thí nghiệm 64 ận Lu Bảng 3.7 Giá trị biến dạng chi tiết, độ nhám tỷ số S/N tương ứng 70 n vă ạc th sĩ Kĩ n iê gh tN uậ th u Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 không 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, ận Lu vết mịn 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 n vă ạc th 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 sĩ Kĩ n iê gh tN uậ th u 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 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 ận Lu n vă ạc th sĩ Kĩ gh tN uậ th n iê Hình 25 Giá trị độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng thơng số u Ảnh hưởng thông số khảo sát tương tác chúng tới giá trị độ nhám trung bình bề mặt gia cơng thể hình 3.26-3.32 Kết cho thấy: Khi tăng vận tốc cắt từ 250 m/phút lên đến 300 m/phút giá trị độ nhám trung bình giảm, tăng lên đến 350 m/ph độ 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 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 nhám bề mặt Ảnh hưởng tương tác thông số khảo sát tới độ nhám bề mặt trung bình phân tích thể hình từ 3.26-3.32 Kết Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Mean of Means 0.18 0.16 0.14 250 300 Radial depth of cut 350 0.02 0.04 Axial depth of cut 0.06 1.2 12 16 0.22 0.20 Lu 0.18 ận 0.16 n vă 0.14 0.6 ạc th 0.3 sĩ Kĩ Hình 26 Ảnh hưởng thông số công nghệ tới giá trị độ nhám trung bình tN uậ th gh Interaction Plot for Means n iê Data Means 0.04 0.06 u 0.02 0.25 0.20 Cutting speed Cutting speed 250 300 350 0.15 0.10 0.25 0.20 Feed per tooth Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 0.15 0.10 250 300 350 Hình 27 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt lượng chạy dao tới giá trị độ nhám trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 83 Interaction Plot for Means Data Means 12 16 0.25 0.20 Cutting speed Cutting speed 250 300 350 0.15 0.10 0.25 0.20 Axial depth of cut Axial depth of cut 12 16 0.15 0.10 250 300 350 ận Lu n vă Hình 28 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều rộng cắt tới giá trị ạc th độ nhám trung bình sĩ Kĩ Interaction Plot for Means uậ th Data Means 0.6 1.2 gh tN 0.3 0.25 n iê 0.20 u Cutting speed Cutting speed 250 300 350 0.15 0.10 0.25 0.20 Radial depth of cut Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 0.15 0.10 250 300 350 Hình 29 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều sâu cắt tới giá trị độ nhám trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 0.10 0.02 0.04 0.06 ận Lu n vă Hình 30 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều sâu cắt tới giá ạc th trị độ nhám trung bình sĩ Kĩ th uậ Interaction Plot for Means 12 16 iê gh tN Data Means n 0.25 u 0.20 Feed per tooth Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 0.15 0.10 0.25 0.20 Axial depth of cut Axial depth of cut 12 16 0.15 0.10 0.02 0.04 0.06 Hình 31 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều rộng cắt tới giá trị độ nhám trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Hình 32 Ảnh hưởng tương tác chiều sâu cắt chiều rộng cắt tới giá ận Lu trị độ nhám trung bình n vă Sử dụng phần mềm Minitab, phân tích ảnh hưởng thơng số ạc th cơng nghệ tới tỷ số tín hiệu nhiễu S/N tính cho độ nhám trung bình Kết sĩ phân tích cho thấy tỷ số tín hiệu nhiễu tính cho độ nhám trung bình ứng với Kĩ tN uậ th mức khác với thông số khảo sát thứ tự ảnh hưởng gh thông số tới giá trị tỷ số S/N độ nhám trung bình thể hình n iê 3.33 Kết phân tích cho thấy số thơng số khảo sát lượng chạy u dao chiều sâu cắt thơng số có ảnh hưởng mạnh tới tỷ số S/N độ nhám trung bình bề mặt gia cơng Hình 33 Tỷ số S/N độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng thơng số Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 không 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 cho thấy tương tác thông số công nghệ ảnh hưởng ận Lu nhiều tới độ nhám bề mặt chi tiết, đặc biệt vận tốc cắt 250m/ph, fz n vă 0.06mm/răng, chiều sâu cắt 0.6 mm chiều rộng cắt 12mm th ạc Main Effects Plot for SN ratios sĩ Data Means th uậ tN 16 gh 15 14 n iê 13 250 300 Radial depth of cut 350 0.02 0.3 0.6 1.2 u Mean of SN ratios Feed per tooth Kĩ Cutting speed 17 0.04 Axial depth of cut 0.06 12 16 17 16 15 14 13 Signal-to-noise: Smaller is better Hình 34 Ảnh hưởng thơng số tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 12 250 300 350 Signal-to-noise: Smaller is better ận Lu n vă Hình 35 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt lượng chạy dao tới tỷ số S/N ạc th độ nhám trung bình sĩ Kĩ Interaction Plot for SN ratios uậ th Data Means 0.6 tN 0.3 1.2 20 gh n iê 18 u Cutting speed 16 Cutting speed 250 300 350 14 12 20 18 16 Radial depth of cut 14 Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 12 250 300 350 Signal-to-noise: Smaller is better Hình 36 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều sâu cắt tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 12 250 300 350 Signal-to-noise: Smaller is better Lu ận Hình 37 Ảnh hưởng tương tác vận tốc cắt chiều rộng cắt tới tỷ số S/N vă n độ nhám trung bình ạc th sĩ Kĩ th Interaction Plot for SN ratios 12 16 iê gh tN uậ Data Means 18 n u Feed per tooth 20 16 Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 14 12 20 18 16 Axial depth of cut 14 Axial depth of cut 12 16 12 0.02 0.04 0.06 Signal-to-noise: Smaller is better Hình 38 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều rộng cắt tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 89 Interaction Plot for SN ratios Data Means 0.3 0.6 1.2 20 18 16 Feed per tooth Feed per tooth 0.02 0.04 0.06 14 12 20 Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 18 16 Radial depth of cut 14 12 0.02 0.04 0.06 ận Lu Signal-to-noise: Smaller is better n vă Hình 39 Ảnh hưởng tương tác lượng chạy dao chiều sâu cắt tới tỷ số S/N th ạc độ nhám trung bình sĩ Kĩ th Interaction Plot for SN ratios tN uậ Data Means 0.3 0.6 1.2 iê gh 20 n 18 u Axial depth of cut 16 14 Axial depth of cut 12 16 12 20 18 16 Radial depth of cut 14 Radial depth of cut 0.3 0.6 1.2 12 12 16 Signal-to-noise: Smaller is better Hình 40 Ảnh hưởng tương tác chiều sâu cắt chiều rộng cắt tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Thông 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) Đồng thời phân tích Taguchi cho thấy, lượng chạy dao chiều ận Lu sâu cắt hai thông số ảnh hưởng mạnh tới nhám bề mặt Trong vùng vă khảo sát nhám bề mặt bị ảnh hưởng vận tốc cắt chiều rộng cắt n Nhám bề mặt đạt giá trị nhỏ với thông số công nghệ V=300m/ph, ạc th sĩ fz=0.04, chiều sâu cắt 0.3mm chiều rộng cắt 12mm Kĩ n iê gh tN uậ th u Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 thực nghiệm Taguchi để phân tích ảnh hưởng thông số công nghệ tới biến dạng chi tiết độ nhám bề mặt gia công Lu ận Nghiên cứu cho thấy gia công chi tiết thành mỏng, chi tiết bị vă n biến dạng lớn độ cứng vững chi tiết thấp Đồng thời tác giả đề ạc th sĩ xuất thông số công nghệ đảm bảo lượng biến dạng chi tiết nhỏ Kĩ uậ th (V=350m/ph, fz=0.04mm/răng, a=0.6mm b=8mm) gh tN Nghiên cứu thông số công nghệ đảm bảo nhám bề n iê mặt chi tiết nhỏ V=300m/ph, fz=0.04, chiều sâu cắt 0.3mm chiều u rộng cắt 12mm Hướng nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới lực cắt rung động q trình gia cơng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 [4] Trent E M and Wright P.K (2000), Metal Cutting, Butterworthận Lu Heinemann, USA [5] Zorev N N (1966), Metal Cutting Mechanics, Pergamon Press, n vă th Oxford ạc [6] Doyle E D Home J C and Tabor D (1979), ‘’Frictional Interaction sĩ Kĩ beween Chip Land Rake Face in Continuous Chip Formation’’, Proceeding of uậ th tN Royal Society Lodon, A 336, pp 173-183 iê gh [7] TS Nguyễn Văn Hùng; Tính gia cơng vật liệu chế tạo máy; n Trường ại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên; 2009 u [8] Khabeery, M.M.El., Fattouh, M., 1988 Residual stress distribution caused by milling.Int J Mach Tools Manuf 29 (3), 391–401 [9] Kuang, H.F., Wu, C.F., 1995 A residual stress model for the milling of aluminum alloy (2014-T6) J Mater Process Technol 51, 87–105 [10] Coto, B., Navas, V.G., Gonzalo, O., Aranzabe, A., Sanz, C., 2011 Influences of turning parameters in surface residual stresses in AISI 4340 steel Int J Adv Manuf Technol 53, 911–919 [11] Navas, V.G., Gonzalo, O., Bengoetxea, I., 2012 Effect of cutting parameters in the surface residual stresses generated by turning in AISI4340 steel Int J Mach Tools Manuf 61, 48–57 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 [16] H Ning, W Zhigang, J Chengyu, Z Bing, Finite Elemet Method Journal of ận Components, Lu Analysis and Control Stratagem for Machining Deformation of Thin Walled Materials Processing Technology, vă n 139(1−3)(2003)332–336 th ạc [17] E Budak Analytical Model for High Performance Milling Part I: sĩ Forces, Structural Deformations Kĩ Cutting and Tolerance Intergrity, th iê gh 1489–1499 tN uậ International Journal of Machine Tools and Manufacture, 46 (12−13) (2006) n [18] Z.T.Tang, Z.Q.Liu, Y.Z.Pan, Y.Wan,X.Ai, The Influence Of Tool u Flank Wear On Residual Stresses Induced By Milling Aluminium Alloy, Journal of Materials Processing Technology, 209(9) (2009)4502–4508 [19] K.A Shamsuddin, A.R Ab-Kadir, M.Z Osman, A Comparison of Milling Cutting Path Strategies for Thin-Walled Aluminum Alloys Fabrication, The International Journal of Engineering and Science, (3) (2013)1−8 [20] S Seguy, G Dessein, L Arnaud, Surface Roughness Variation of Thin Wall Milling, Related to Model Interactions, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 48(3−4) (2008) 261−274 [21] I Mane, V Gagnol, B.C Bouzgarrou, P Ray, Stability-based Spindle Speed Control During Flexible WorkpieceHigh Speed Milling, Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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) ( 2006)275−287 Lu [25] M Wan, J Feng, W.H Zhang, Y Yang, Y.C Ma, Working ận mechanism of helix angle on peak cutting forces together with its design vă n theory for peripheral milling tools, J Mater Process Technol 249 (2017) ạc th 570–580 sĩ Kĩ [26] B Jabbaripour, M.H Sadeghi, Sh Faridvand, A study of the th tN uậ effects of cutter path strategies and cutting speed variations in milling of iê gh thin-walled parts, The 7th Jordanian International Mechanical Engineering Durakbasa, A Akdogan, A.S Vanli, A.G Bulutsuz, u [27] M.N n Conference (JIMEC’7), (2010) Optimization of end milling parameters and determination of the effects of edge profile for high surface quality of AISI H13 steel by using precise and fast measurements, Measurement 68 (2015) 92–99 [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 low rigidity: A general approach to avoid static and dynamic problems, Proc Inst Mech Engg Part B: J Engg Manuf.219 (11) (2005) 789–801 [29] A Polishetty, M Goldberg, G Littlefair, M Puttaraju, P Patile, A Kalra, A preliminary assessment of machinability of titanium alloy Ti6Al4V during thin wall machining using trochoidal milling, 12th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 operations based on vibration amplitude by response surface methodology, Lu Measurement 46 (2013) 4005–4022 ận [33] K Kadirgama, M.M Noor, N.M Zuki, M.M Rahman, M.R.M vă n Rejab, R Daud, K.A Abou-El-Hossein, Optimization of surface roughness th ạc in end milling on mould aluminium alloys (AA6061-T6) using response sĩ Kĩ surface method and radian basis function network, Jordan J Mech Ind th N.I Galanis, A.P Markopoulos, Surface iê gh Karkalos, tN [34] N.E uậ Eng 2(4) (2008) 209–214 n roughness prediction for the milling of Ti–6Al–4V ELI alloy with the u use of statistical and soft computing techniques, Measurement 90 (2016) 25–35 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn