Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCLời cam đoan………………………………………………………………..1Lời cảm ơn…………………………………………………………………..2Mục lục……………………………………………………………………...3Danh mục các ký hiệu………………………………………………………7Danh mục các bảng biểu…………………………………………………….8Danh mục các hình vẽ………………………………………………………9Phần mở đầu………………………………………………………………...11Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT………..141.1. Tổng quan các loại vật liệu dụng cụ cắt……………………………….141.1.1. Đặc tính chung của vật liệu dụng cụ………………………………..141.1.1.1. Độ cứng……………………………………………………………141.1.1.2. Độ bền cơ học…………………………………………….............141.1.1.3. Tính chịu nhiệt……………………………………………………141.1.1.4. Tính chịu mòn…………………………………………………….151.1.1.5. Tính công nghệ…………………………………………………….151.1.2. Các loại vật liệu dụng cụ cắt trong gia công cơ khí cắt gọt………..161.1.2.1. Thép các bon dụng cụ……………………………………............161.1.2.2. Thép hợp kim dụng cụ……………………………………………161.1.2.3. Thép gió…………………………………………………………..161.1.2.4. Hợp kim cứng……………………………………………..............201.1.2.5. Vật liệu sứ…………………………………………………………201.1.2.6. Vật liệu tổng hợp………………………………………………….211.2. Cơ sở quá trình cắt kim loại……………………………………………221.2.1. Quá trình tạo phoi…………………………………………………….221.2.2. Các dạng phoi……………………………………………………….261.2.2.1. Phoi xếp…………………………………………………………..1.2.2.2. Phoi dây………………………………………………………….. 261.2.2.3. Phoi vụn…………………………………………………………..271.2.3. Sự co rút phoi và các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số co rút phoi……281.2.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu gia công…………………………...........291.2.3.2. Ảnh hưởng của góc cắt……………………………………………301.2.3.3. Ảnh hưởng của góc nghiêng chính φ…………………………….311.2.3.4. Ảnh hưởng của chế độ cắt………………………………………..321.2.4. Hiện tượng lẹo dao………………………………………………….341.2.5. Hiện tượng nhiệt cắt……………………………………………......381.2.6. Hiện tượng rung động………………………………………………401.3. Kết luận chương 1…………………………………………………….41Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KHI TIỆN……………...422.1. Động học quá trình cắt khi tiện……………………………………….422.1.1. Các yếu tố của chế độ cắt khi tiện………………………………….422.1.1.1. Chiều sâu cắt……………………………………………………..422.1.1.2. Lượng chạy dao…………………………………………………..432.1.1.3. Vận tốc cắt…………………………………………………………442.1.1.4. Chiều dày cắt……………………………………………………..442.1.1.5. Chiều rộng cắt…………………………………………………….442.1.1.6. Diện tích lớp cắt………………………………………………….442.2. Các thành phần lực cắt khi tiện……………………………………….452.2.1. Ảnh hưởng của chuyển động cắt đến Pz, Py, Px ……………………462.2.2. Ảnh hưởng của thông số hình học đến lực cắt………………….....482.3 Kết luận chương 2……………………………………………………..50Chương 3: NGHIÊN CỨU MÒN DỤNG CỤ………………………………513.1. Mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt……………………………………....513.1.1. Khái niệm mòn dụng cụ…………………………………………….513.1.2. Cơ chế mài mòn dụng cụ……………………………………………513.1.2.1. Mài mòn vì chảy dính…………………………………………….523.1.2.2. Mài mòn hạt mài………………………………………………….563.1.2.3. Mòn khuyếch tán…………………………………………...........573.1.2.4. Mòn oxy hóa………………………………………………………573.1.2.5. Mòn do nhiệt………………………………………………………583.1.3 Các dạng mài mòn phần cắt dụng cụ…………………………….....583.1.3.1. Mài mòn theo mặt sau……………………………………...........593.1.3.2. Mài mòn theo mặt trước…………………………………………..593.1.3.3. Mòn đồng thời mặt trước và mặt sau……………………………603.1.3.4. Mòn tù lưỡi cắt……………………………………………………603.1.4. Cách xác định vùng mòn theo tiêu chuẩn ISO 3685 : 1993…….....603.1.5. Chỉ tiêu đánh giá mòn dụng cụ……………………………………..623.2. Tuổi bền dụng cụ cắt………………………………………………..633.2.1. Khái niệm tuổi bền dụng cụ………………………………...........633.2.2. Ảnh hưởng các yếu tố đến tuổi bền T……………………...........643.3 Kết luận chương 3………………………………………………………65Chương 4: NGHIÊN CỬU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN MÒN……………………………………………………….664.1. Cơ sở lý thuyết về quy hoạch thực nghiệm…………………………....664.1.1. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm………………………………664.1.2. Quy hoạch trực giao cấp I……………………………………….....664.1.3. Quy hoạch trực giao cấp II………………………………………….674.2. Thiết lập mô hình thí nghiệm…………………………………………704.3. Thiết lập mô hình toán học xác định mối quan hệ giữa độ mòn mặt sau hs với chế độ cắt......................................................................................744.3.1 Thiết lập các mô hình toán hoc và tính toán...................................744.3.2. Kiểm tra tính đồng nhất của thực nghiệm......................................4.3.3. Tính các hệ số của phương trình hồi quy. .....................................774.3.4. Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ của S, V, t đến hs............78 4.3.4.1. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa độ mòn hs với V và t.........82 4.3.4.2. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hs với V và S.......................83 4.3.4.3. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hs với S và t.........................834.4 .Kết luận chương 4...............................................................................84KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................85TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................87
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết Luận Văn trung thực chưa công bố công trình khác Trừ phần tham khảo tài liệu nêu rõ Luận Văn Tác giả Bùi Tiến Dũng LỜI CẢM ƠN Thực đề tài hội quý báu để tiếp xúc với thiết bị công nghệ cao, tìm hiểu vấn đề thực tiễn sản xuất, kiểm chứng vấn đề lý thuyết, từ tích lũy thêm kinh nghiệm thực tế cho công việc Để hoàn thành đề tài nhận nhiều giúp đỡ quý báu Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Bùi Ngọc Tuyên, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, đến trình viết hoàn chỉnh Luận Văn Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn ban lãnh đạo phòng đào tạo sau đại học, khoa khí trường đại học Công Nghiệp Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Trung tâm đo lường /cục tiêu chuẩn đo lường Bộ Quốc Phòng giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Do lực tác giả nhiều hạn chế nên Luận Văn không tránh khỏi sai sót tác giả mong nhận đóng góp thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả Bùi Tiến Dũng MỤC LỤC Lời cam đoan……………………………………………………………… Lời cảm ơn………………………………………………………………… Mục lục…………………………………………………………………… Danh mục ký hiệu……………………………………………………… Danh mục bảng biểu…………………………………………………… Danh mục hình vẽ……………………………………………………… Phần mở đầu……………………………………………………………… Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT……… 1.1 Tổng quan loại vật liệu dụng cụ cắt……………………………… 1.1.1 Đặc tính chung vật liệu dụng cụ……………………………… 1.1.1.1 Độ cứng…………………………………………………………… 1.1.1.2 Độ bền học…………………………………………… 1.1.1.3 Tính chịu nhiệt…………………………………………………… 1.1.1.4 Tính chịu mòn…………………………………………………… 1.1.1.5 Tính công nghệ…………………………………………………… 1.1.2 Các loại vật liệu dụng cụ cắt gia công khí cắt gọt……… 1.1.2.1 Thép bon dụng cụ…………………………………… 1.1.2.2 Thép hợp kim dụng cụ…………………………………………… 1.1.2.3 Thép gió………………………………………………………… 1.1.2.4 Hợp kim cứng…………………………………………… 1.1.2.5 Vật liệu sứ………………………………………………………… 1.1.2.6 Vật liệu tổng hợp………………………………………………… 1.2 Cơ sở trình cắt kim loại…………………………………………… 1.2.1 Quá trình tạo phoi…………………………………………………… 1.2.2 Các dạng phoi……………………………………………………… 1.2.2.1 Phoi xếp………………………………………………………… 1.2.2.2 Phoi dây………………………………………………………… 1.2.2.3 Phoi vụn………………………………………………………… 1.2.3 Sự co rút phoi yếu tố ảnh hưởng đến hệ số co rút phoi…… 1.2.3.1 Ảnh hưởng vật liệu gia công………………………… 1.2.3.2 Ảnh hưởng góc cắt…………………………………………… 1.2.3.3 Ảnh hưởng góc nghiêng φ…………………………… 1.2.3.4 Ảnh hưởng chế độ cắt……………………………………… 1.2.4 Hiện tượng lẹo dao………………………………………………… 1.2.5 Hiện tượng nhiệt cắt…………………………………………… 1.2.6 Hiện tượng rung động……………………………………………… 1.3 Kết luận chương 1…………………………………………………… Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KHI TIỆN…………… 3 11 14 14 14 14 14 14 15 15 16 16 16 16 20 20 21 22 22 26 26 27 28 29 30 31 32 34 38 40 41 42 2.1 Động học trình cắt tiện……………………………………… 2.1.1 Các yếu tố chế độ cắt tiện………………………………… 2.1.1.1 Chiều sâu cắt…………………………………………………… 2.1.1.2 Lượng chạy dao………………………………………………… 2.1.1.3 Vận tốc cắt………………………………………………………… 2.1.1.4 Chiều dày cắt…………………………………………………… 2.1.1.5 Chiều rộng cắt…………………………………………………… 2.1.1.6 Diện tích lớp cắt………………………………………………… 2.2 Các thành phần lực cắt tiện……………………………………… 2.2.1 Ảnh hưởng chuyển động cắt đến Pz, Py, Px …………………… 2.2.2 Ảnh hưởng thông số hình học đến lực cắt………………… 2.3 Kết luận chương 2…………………………………………………… Chương 3: NGHIÊN CỨU MÒN DỤNG CỤ……………………………… 3.1 Mòn tuổi bền dụng cụ cắt…………………………………… 3.1.1 Khái niệm mòn dụng cụ…………………………………………… 3.1.2 Cơ chế mài mòn dụng cụ…………………………………………… 3.1.2.1 Mài mòn chảy dính…………………………………………… 3.1.2.2 Mài mòn hạt mài………………………………………………… 3.1.2.3 Mòn khuyếch tán………………………………………… 3.1.2.4 Mòn oxy hóa……………………………………………………… 3.1.2.5 Mòn nhiệt……………………………………………………… 3.1.3 Các dạng mài mòn phần cắt dụng cụ…………………………… 3.1.3.1 Mài mòn theo mặt sau…………………………………… 3.1.3.2 Mài mòn theo mặt trước………………………………………… 3.1.3.3 Mòn đồng thời mặt trước mặt sau…………………………… 3.1.3.4 Mòn tù lưỡi cắt…………………………………………………… 3.1.4 Cách xác định vùng mòn theo tiêu chuẩn ISO 3685 : 1993…… 3.1.5 Chỉ tiêu đánh giá mòn dụng cụ…………………………………… 3.2 Tuổi bền dụng cụ cắt……………………………………………… 3.2.1 Khái niệm tuổi bền dụng cụ……………………………… 3.2.2 Ảnh hưởng yếu tố đến tuổi bền T…………………… 3.3 Kết luận chương 3……………………………………………………… Chương 4: NGHIÊN CỬU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN MÒN……………………………………………………… 4.1 Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm………………………… 4.1.1 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm……………………………… 4.1.2 Quy hoạch trực giao cấp I……………………………………… 4.1.3 Quy hoạch trực giao cấp II………………………………………… 4.2 Thiết lập mô hình thí nghiệm………………………………………… 4.3 Thiết lập mô hình toán học xác định mối quan hệ độ mòn mặt sau 42 42 42 43 44 44 44 44 45 46 48 50 51 51 51 51 52 56 57 57 58 58 59 59 60 60 60 62 63 63 64 65 66 66 66 66 67 70 74 hs với chế độ cắt 4.3.1 Thiết lập mô hình toán hoc tính toán 4.3.2 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm 4.3.3 Tính hệ số phương trình hồi quy 4.3.4 Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ S, V, t đến hs 4.3.4.1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ độ mòn hs với V t 4.3.4.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hs với V S 4.3.4.3 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hs với S t 4.4 Kết luận chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 74 77 78 82 83 83 84 85 87 Thông số hình học dụng cụ: γ: góc trước α: góc sau φ: góc nghiêng φi: góc nghiêng phụ ɛ: góc mũi dao β: góc sắc δ: góc cắt θ: góc trượt r: bán kính mũi dao Chế độ cắt: v: vận tốc cắt ( m/phút ) t: chiều sâu cắt (mm ) s: lượng chạy dao ( mm/vòng ) ap: chiều dầy phoi h: chiều dầy phoi Lực cắt thông số khác: Px: lực hướng kính tiện Py: lực chiều trục tiện P z: lực tiếp tuyến ( lực cắt ) tiện kf: mức độ biến dạng phoi kbd: mức độ biến dạng phoi miền tạo phoi kms: mức độ biến dạng phoi ma sát với mặt sau cảu dao k: hệ số dẫn nhiệt T: tuổi bền dụng cụ hs: độ mòn dụng cụ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học số loại thép gió………………… 17 Bảng 1.2 Công dụng thép gió theo ký hiệu ISO……………………… Bảng 1.3 Giá trị hệ số co rút phoi số vật liệu…………………… Bảng 2.1 Số liệu xp yp tiện thép gang……………………… Bảng 4.1 lượng chay dao máy tiện…………………………………… Bảng 4.2 thành phần hóa học thép gió………………………… Bảng 4.3 thành phần hóa học thép C45 Đơn vị tính % Bảng 4.4 Tổng kết vật liệu thí nghiệm 18 30 47 70 71 73 74 Bảng 4.5 Ma trận thí nghiệm thông số đầu vào Bảng 4.6 Kết đo độ mòn với mẫu thực nghiệm thép C45 Bảng 4.7 Bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm Bảng 4.8 Hệ số phương trình hồi quy mẫu thép C45………………… Bảng 4.9 Giá trị tham số phương trình hồi quy 74 77 78 80 82 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ ram thép gió……………………………………… Hình 1.2 Sơ đồ hóa miền tạo phoi……………………………………… Hình 1.3 Miền tạo phoi ứng với tốc độ cắt khác nhau…………………… Hình 1.4 Tính trượt góc…………………………………………………… Hình 1.5 Các loại phoi tiện……………………………………………… Hình 1.6 Sơ đồ tính toán co rút phoi………………………………… 18 23 24 16 31 Hình 1.7 Ảnh hưởng góc φ đến hệ số co rút………………………… Hình 1.8 Phương thoát phoi lưỡi cắt cong…………………………… Hình 1.9 Quan hệ chế độ cắt hệ số co rút phoi…………………… Hình 1.10 Các dạng lẹo dao……………………………………………… Hình 1.11 Quan hệ tốc độ cắt chiều cao lẹo dao………………… Hình 1.12 Quan hệ độ dẻo vật liệu gia công với chiều cao lẹo dao………………………………………………………………………… Hình 1.13 Quan hệ chiều dày cắt với tốc độ hình thành chiều cao lẹo dao………………………………………………………………… Hình 1.14 Quan hệ góc trước với tốc độ hình thành chiều cao lẹo dao………………………………………………………………………… Hình 1.15 Các nguồn sinh nhiệt…………………………………………… Hình 1.16 Các dòng truyền nhiệt………………………………………… Hình 1.17.Tỷ lệ phân bố nhiệt phoi chi tiết dụng cụ tiện thép 40X dao HKC T60K6 với t = 1,5mm, s = 0,12mm………………… Hình 2.1 Tiện trơn trục với chiều sâu căt t………………………………… Hình 2.2 Tiện trơn trục với chiều sâu cắt t lượng chạy dao s………… Hình 2.3 Thành phần lực cắt tiện…………………………………… Hình 2.4 Ảnh hưởng t s đến PZ, PY, PX…………………………… Hình 2.5 Ảnh hưởng v đến Px,Py, Pz……………………………… Hình 2.6 Ảnh hưởng φ đến PZ……………………………………… Hình 2.7 Ảnh hưởng góc trước γ đến lực cắt………………………… Hình 2.8 Ảnh hưởng góc λ đến lực cắt……………………………… Hình 3.1 Các dạng mòn phần cắt dụng cụ………………………………… 31 32 33 34 35 36 37 38 38 39 43 43 45 46 48 49 49 50 59 Hình 3.2 Sự phát triển vùng mòn dụng cụ theo tiêu chuẩn ISO 3685 : 61 1993……………………………………………………………………… Hình 3.3 Quan hệ lượng mòn thời gian………………………… Hình 3.4 Quan hệ V T ( đồ thị logarit )………………………… Hình 4.1 Máy tiện vạn FEL – 1440 GWM………………………… Hình 4.2 dao tiện thép gió………………………………………………… Hình 4.3 kính hiển vi công cụ ƃΜ N - 1Ц 63 65 70 72 72 Hình 4.4 Phôi thép C45 dược gia công với chế độ cắt khác nhau… Hình 4.5 Đồ thị quan hệ hs ( V, t ) Hình 4.6 Đồ thị quan hệ hs ( V, S) Hình 4.7 Đồ thị quan hệ hs (S, t) 83 84 84 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: - Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật nói chung lĩnh vực dụng cụ cắt kim loại nói riêng, xuất nhiều loại vật liệu dụng cụ cắt với khả ứng dụng chúng máy công cụ máy CNC ngày khẳng định chúng đáp ứng yêu cầu cao như: Nâng cao suất, chất lượng gia công, tuổi bền cao ổn định với chế độ cắt lựa chọn - Dao tiện loại dụng cụ có lưỡi cắt chính, chuyển động cắt tịnh tiến chuyển động phôi quay tròn - Tiện phương pháp gia công phổ biến, có khả công nghệ rộng rãi Tiện gia công bề mặt tròn xoay ( trụ, côn ….) mà gia công nhiều bề mặt định hình khác - Trong trình gia công mòn dụng cụ vấn đề nghiêm trọng Nó làm tăng chi phi sản xuất mà làm giảm chất lượng 10 - τc: Thời gian cắt phôi ( m/phút ) BẢNG 4.4 TỔNG KẾT VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM - Thời gian cắt 01 thí nghiệm liên tục 10 phút TT TT thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm 9 Thí nghiệm 10 Thí nghiệm 11 Đường kính Chiều dài phôi phôi bị cắt Ø 25 => Ø 24,5 Ø 25 => Ø 23 Lần Ø 25 => Ø 24,5 Lần Ø 23 => Ø 21 bị cắt/10 phút 225 mm 225 mm 225 mm 225 mm 225 mm 225 mm 229 mm 229 mm 229 mm 229 mm 445 mm 445 mm 445 mm 445 mm Lần Ø 25 => Ø 23,75 245 mm Cắt lần Lần Ø 23,75 => Ø 22,5 245 mm Trên phôi Lần Ø 24,5 => Ø 24 Lần Ø 25 => Ø 23 Lần Ø 23 => Ø 21 Lần Ø 25 => Ø 24,5 Lần Ø 24,5 => Ø 24 Lần Ø 25 => Ø 23 Lần Ø 23 => Ø 21 Lần Ø 25 => Ø 24,5 Lần Ø 24,5 => Ø 24 Lần Ø 25 => Ø 23 Ghi Chú Cắt lần Cắt lần Cắt lần Trên phôi Cắt lần Trên phôi Cắt lần Trên phôi Cắt lần Trên phôi Cắt lần Trên phôi Cắt lần Trên phôi 4.3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH TOÁN HỌC XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐỘ MÒN MẶT SAU HS VỚI CHẾ ĐỘ CẮT 4.3.1 Thiết lập mô hình toán hoc tính toán Nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời yếu tố ( v,s,t ) tới độ mòn dụng cụ cắt nói chung dao tiện nói riêng , nghiên cứu trước 81 mối quan hệ độ độ mòn dụng cụ cắt có quan hệ với chế độ cắt tuân theo quy luật toán học hàm số mũ (phi tuyến) hs = Khs.tα.Sβ.Vγ Để xác định mô hình toán học ảnh hưởng đồng thời yếu tố chế độ cắt đến độ mòn dao tiện thép gió có giống thiết bị truyền thống hay không ta phải thử nghiệm Giả thiết mối quan hệ độ mòn dao tiện thép gió chế độ cắt tuân theo quy luật hàm số mũ (Phi tuyến) Có nghĩa là: hs = Khs.tα.Sβ.Vγ Trong Khs số; x,y,z số mũ tính đến ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt - xác định thực nghiệm Đây hàm phi tuyến, sử dụng phương pháp tuyến tính hóa hàm phi tuyến cách lấy logarit vế ta thu phương trình Ln(hs) = Ln(Khs) + α.Ln(t) + β.Ln(S) + γ.Ln(V) Đặt Y = Ln(hs); b0= Ln(Khs); b1 = α; b2 = β; b3 = γ x1 = Ln(t); x2 = Ln(S); x3 = Ln(V) Ta phương trình mới: Y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 Dạng tổng quát là: Y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 + + bnxn phương trình hồi quy Bài toán trở thành xác định hàm hồi qui thực nghiệm n biến số Áp dụng phương pháp bình phương cực tiểu Bố trí thí nghiệm cho có tính chất ma trận trực giao cấp chuyển biến từ tự nhiên sang biến mã hóa không thứ nguyên cách gọi biến thực tế là: Z i , i = 1, k Trong xi = ln xi, xi = ln xi,0 82 ∆xi = Zi = xi − xi ∆xi xi max − xi bi = N ∑ Z iuYu ; N i =1 bij = N S u2 = m ( Yuk − Yutb ) ∑ m − k =1 Gp = N ∑Z i =1 S ag2 = Z ju Yu ( bi , bij : hệ số phương trình hồi quy) ( S u2 ) : Phương sai S u2max ∑S i =1 S 02 = iu Gp: Chỉ tiêu Kokren u N ∑ Su ; N u =1 S bi2 = m N ( Ytb − Yn ) ∑ N − B u =1 S 02 ; N n S ag2 t ip = : bi S bi ; tip: Chỉ tiêu Student Phương sai có nghĩa phương trình hồi quy Fp = S ag2 S 02 Fb : Chỉ tiêu Fisher Các tiêu để so sánh kiểm nghiệm tính xác thực nghiệm Quy hoạch thực nghiệm trực giao cho phép xây dựng mô hình toán học biểu thị quan hệ phụ thuộc thông đầu thông số đầu vào (với k thông đầu vào số thí nghiệm phải tiến hành k, k số yếu tố ảnh hưởng (Thông số đầu vào), công việc thực nghiệm nhiều thời gian tốn kém, xử lý kết phức tạp Với toán ta có yếu tố ảnh hưởng (thông số đầu vào) chế độ cắt V, t, S, số thực nghiệm cần thiết 23 = Với thí nghiệm kết nhận chưa thật xác nhiên cho kết phù hợp với lý thuyết Tất các yếu tố (thông số đầu vào) trình thí nghiệm thay đổi mức Bảng 4.5 Ma trận thí nghiệm thông số đầu vào STT Biến mã hóa Biến thực nghiệm 83 X1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 X2 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 X3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 t (mm) 0.5 0.5 0.5 0.5 S (mm/vg) 0.141 0.141 0.280 0.280 0.141 0.141 0.280 0.280 V (m/ph) 12.5 12.5 12.5 12.5 22.5 22.5 22.5 22.5 Bảng 4.6 Kết đo độ mòn với mẫu thực nghiệm thép C45 STT Mẫu Chế độ cắt S t(mm) (mm/vg) 0.5 0.141 0.141 0.5 0.280 0.280 0.5 0.141 0.141 0.5 0.280 0.280 Kết đo độ mòn mặt sau V (m/ph) 12.5 12.5 12.5 12.5 22.5 22.5 22.5 22.5 hs1 hs2 hs3 hstb 0.10 0.23 0.278 0.34 0.37 0.386 0.47 0.5 0.12 0.24 0.29 0.33 0.361 0.383 0.49 0.52 0.11 0.25 0.3 0.325 0.38 0.397 0.461 0.5 0.110 0.240 0.2893 0.3317 0.3703 0.3887 0.4737 0.5067 Khử sai số thô: Nhìn vào bảng kết đo độ nhám bề mặt ta không thấy có kết bất thường 4.3.2 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm Để kiểm tra tính đồng thí nghiệm cần xác định tỷ số phương sai lớn tổng phương sai Dựa vào bảng kết đo độ nhám ta có bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm Bảng 4.7 Bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm STT Mẫu Kết đo độ mòn mặt sau hs1 hs2 hs3 84 Phương hstb sai Su2 1 0.10 0.12 2 0.23 0.24 3 0.278 0.29 4 0.34 0.33 5 0.37 0.361 6 0.386 0.383 7 0.47 0.49 8 0.5 0.52 Giá trị phương sai lớn Tổng giá trị phương sai Trong : 0.11 0.25 0.3 0.325 0.38 0.397 0.461 0.5 0.1100 0.2400 0.2893 0.3317 0.3703 0.3887 0.4737 0.5067 0.021139 0.022765 0.008507 0.001987 0.000658 0.000357 0.010602 0.019777 0.022765 0.085971 m ( hsuk − hstb ) ∑ m − k =1 S u2 = m=3 Ta có giá trị phương sai lớn S u2max = 0.022765 Tổng giá trị phương sai ∑S u =1 u = 0.085971 Theo công thức (3.8) ta có tiêu Kokrena : Gp = S u2max ∑S u =1 i = 0.022765 = 0.264798594 0.085971 Gp gọi tiêu Kokren để mẫu thí nghiệm đồng G p ≤ GT Ta chọn mức độ có nghĩa α= 0,05 xác suất tin cậy P = 0.95 cho bảng thống kê Với α = 0,05, bậc tự n=3 theo phụ lục 22 [6] ta có G T = 0,438 ta thấy G p = 0.26479 ≤ GT = 0.438 thí nghiệm đồng ổn định Trong phương trình hồi quy tồn số hệ số nghĩa (có giá trị nhỏ) 4.3.3 Tính hệ số phương trình hồi quy 85 Ytb (lnRatb) X1 Yu X2 Yu X3 Yu Bảng 4.8 Hệ số phương trình hồi quy mẫu thép C45 X0 Yu X12 Yu X13 Yu X23 Yu -1.24029107 -1.24029107 1.24029107 -1.24029107 1.24029107 -1.42711636 -1.42711636 -1.42711636 1.42711636 1.24029107 -1.24029107 1.42711636 0.99344179 1.10352433 1.24029107 -1.42711636 -2.20727491 -2.20727491 2.207274913 2.207274913 2.207274913 -2.20727491 -2.20727491 -2.20727491 -1.10352433 -1.10352433 -1.10352433 -1.10352433 1.10352433 -1.10352433 1.10352433 0.94494744 1.42711636 0.99344179 -0.99344179 -0.99344179 0.99344179 -0.74718107 1.42711636 -0.94494744 -0.94494744 -0.94494744 0.94494744 -0.94494744 0.94494744 -0.94494744 -0.99344179 -0.99344179 0.99344179 0.74718107 -0.74718107 -0.74718107 0.74718107 -0.74718107 -0.74718107 0.74718107 1.16795 0.12910 0.22524 0.32660 0.07807 0.10014 0.09740 -0.67983617 -0.67983617 -0.67983617 -0.67983617 -0.67983617 -0.67983617 -0.67983617 -0.67983617 Trị tuyệt đối hệ số b 86 Kiểm định tham số bi để biết hệ số có nghĩa hay không ta tính giá trị t1p, t2p, t3p so sánh với tiêu Student phụ lục 15 [6] Để tham số bj có nghĩa t1p, t2p, t3p > tT tra bảng phụ lục 15 với xắc suất tin cậy P = 0.95 tT = 2.365: S 02 = S bi2 = t1 p = N N ∑S u =1 u = ( 0.085971) = 0.01072385 S 02 0.01072385 = = 0.000446872 (N=8 N n 24 b1 S bi = t2 p = t3 p = 0.12910 = 6.107400651 0.021138289 b2 S bi b3 S bi = 0.22524 = 10.65554549 0.021138289 = 0.32660 = 15.45063557 0.021138289 87 n=3) S bi = S bi2 = 0.021138289 Ta thấy giá trị t1p, t2p, t3p > tT ⇒ hệ số b1, b2, b3, có nghĩa Vì phương trình hồi quy có dạng Y = b0 + b1Z1 + b2Z2 + b3Z3 Thay vào ta được: Y= ∆x1 = b b b1 b b b x1 + x2 + x3 + b0 − x10 − x 20 − x30 ∆x1 ∆x ∆x3 ∆x1 ∆x ∆x3 x1 max − x1 ln t max − ln t = = 0.6931 2 ⇒ b1 0.12910 = = 0.1862 ∆x1 0.6931 ∆x = x max − x ln S max − ln S = = 0.3430 2 ⇒ b2 0.22524 = = 0.6566 ∆x 0.3430 ∆x3 = x3 max − x3 ln Vmax − ln Vmin = = 0.3565 2 b 0.32660 ⇒ ∆x = 0.3565 = 0.9161 Hay Y = 0.1862X1 + 0.6566X2 + 0.9161X3 – 1.9458 lnhs = -1.9458 + 0.18623*lnt + 0.6566*lnS + 0.9161*lnV hs = e -1.9458.t 0.18623.S 0.6566.V 0.9161 ( 1) Để xác định xem phương trình hồi quy có nghĩa hay không cần tính giá trị hàm Phương sai có nghĩa: S ag2 = m N ( Ytb − Yn ) ∑ N − B u =1 Ta có: Bảng 4.9 Giá trị tham số phương trình hồi quy stt Ytb -2.2073 Ytt -1.8489 88 ( Ytb − Ytt ) 0.128439 -1.4271 -1.2403 -1.1035 -0.9934 -0.9449 -0.7472 -0.6798 Tổng -1.5907 -1.3984 -1.1402 -1.1957 -0.9375 -0.7452 -0.4870 ∑ (Y tb u =1 S ag 0.026759 0.025000 0.001346 0.040905 0.000055 0.000004 0.037181 − Ytt ) = 0.259689 = 0.06492 Fp = S ag2 S = 0.06492 = 6.053790333 0.01072386 Chọn mức ý nghĩa α=0,05, xác suất tin cậy P =0,95, tra bảng Fisher (phụ lục 21) FT = 8,89 Như Fb = 7.418789999 < FT = 8,89 ; Vậy phương trình hồi quy: hs = e -1.9458.t 0.18623.S 0.6566.V 0.9161 hoàn toàn có nghĩa 4.3.4 Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ S, V, t đến hs Sử dụng phần mềm Microsoft Excel – 2003 để tính toán phần mềm Tablecurve 3D V4.0 để vẽ biểu đồ quan hệ S, V, t đến hs qua có nhận xét cụ thể mối quan hệ toán học 4.3.4.1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ độ mòn hs với V t 89 Hình 4.5 Đồ thị quan hệ hs ( V , t) 4.3.4.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hs với V S 90 Hình 4.6 Đồ thị quan hệ hs ( S, t ) 4.3.4.3 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hs với S t Hình 4.7 Đồ thị quan hệ hs (S, t) * Đánh giá Từ phương trình hồi quy thực nghiệm (1) đồ thị mô tả ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn dụng cụ (Hình 4.5, hình 4.6, hình 4.7), ta rút số nhận xét sau: - Khi tăng tốc độ cắt, lượng chạy dao hay chiều sâu cắt mòn dụng cụ đề tăng theo quy luật hàm mũ Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng khác - Ảnh hưởng tốc độ cắt đến mòn dụng cụ lớn Khi tăng tốc độ cắt mòn dụng cụ xảy mạnh Ảnh hưởng lượng chạy dao nhỏ ảnh hưởng tốc độ cắt Ảnh hưởng chiều sâu cắt đến mòn dụng cụ nhỏ 4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 91 Nghiên cứu điều khiển thông số công nghệ để đạt giá trị độ mòn hs gia công cắt gọt theo yêu cầu thông qua phương trình thực nghiệm quan hệ độ mòn mặt sau thông số công nghệ Về mặt toán học kết hoàn toàn tin cậy Về mặt thực tiến kết thực nghiệm áp dụng hiệu sản xuất gia công máy tiện FEL – 1440 GWM KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * KẾT LUẬN Đề tài trình bày kết nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt (v,s,t ) đến độ mòn dao tiện thép gió sản xuất Công Ty Cổ Phần dụng cụ Số gia công cắt gọt thép C45 Dựa sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, phương pháp quy hoạch thưc nghiệm tác giả đưa hàm toán học mô tả quan hệ độ mòn mặt sau hs với thông số chế độ cắt (v,s,t ) hs = e-1.9458.t 0.18623.S 0.6566.V 0.9161 92 (mm ) (1) Về mặt khoa học, kết nghiên cứu dùng làm sở cho nghiên cứu khía cạnh khác trình cắt gọt, hỗ trợ thiết kế, lập trình phần mềm lựa chọn chế độ cắt Về mặt thực tiễn, kết nghiên cứu dùng làm tài liệu tham khảo cho nhà công nghệ Trong trình khai thác sử dụng dao tiện thép gió sản xuất Việt nam, điều chỉnh chế độ cắt hợp lý để đạt tuổi bền dao tiện, tiết kiệm chi phí gia công tiện Đây sở để lựa chọn chế độ cắt hợp lý đảm bảo độ xác gia công, nâng cao chất lượng sản phẩm hiệu kinh tế * KIẾN NGHỊ - Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến độ mòn dao tiện thép gió P18 gia công thép C45 Các yếu tố khác tác giả chưa có điều kiện nghiên cứu sâu, hướng nghiên cứu đề tài là: - Trên sở nghiên cứu mòn dụng cụ tác giả tiếp tục nghiên cứu tuổi bền dao để có đánh giá toàn diện dao thép gió sản xuất Việt Nam - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt loại dao tiện khác sản xuất Việt Nam - Cần có nghiên cứu yếu tố khác đến mòn dụng cụ như: Bôi trơn, thông số hình học dụng cụ, - Nghiên cứu tìm hiểu dụng cụ vật liệu dụng cụ vật liệu gia công thay đổi 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TSKH Bành Tiến Long, PGS.TS Trần Thế Lục, PGS.TS Trần Sỹ Túy Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học Kỹ thuật 2001 [2] PGS.TS Trần Thế Lục Thiết kế dụng cụ cắt, nhà xuất khoa học Kỹ thuật 2001 [3] PGS.TS Trần Thế Lục Giáo trình mòn tuổi bền vật liệu ĐH Bách khoa Hà nội 1998 [4] GS.TS Trần Văn Địch Nguyên lý cắt kim loại, NXB Khoa học Kỹ thuật 2006 94 [5] GS.TS Trần Văn Địch Nghiên cứu độ xác gia công thực nghiệm, NXB khoa học Kỹ thuật 2003 [6] GS.TS Nguyễn Trọng Bình Tối ưu hóa trình gia công cắt gọt, NXB giáo dục 2003 [6] Nguyễn Doãn Ý Quy hoạch xử lý số liệu thực nghiệm, nhà xuất xây dựng 2000 95 [...]... n mũn dao tin bng thộp giú sn xut ti Vit Nam 2 Mc tiờu ca ti - ỏnh giỏ nh hng ca ch ct n mũn ca dao tin thộp giú sn xut ti Vit Nam khi gia cụng thộp C45 Trờn c s ú a ra mt ch ct hp lý, to ra sn phm cú cht lng v giỏ thnh r - Lm ti liu tham kho v ch ct khi s dng dao tin thộp giú sn xut ti Vit Nam 3 i tng nghiờn cu - Xỏc nh mi quan h gia ch ct v,t,s v mũn ca dao tin thộp giú sn xut ti Vit Nam -... khụng cú dung dch trn ngui chiu cao ca lo dao cú th biu din bng cụng thc thc nghim v cú dng nh hỡnh sau: 90.7 ( mm) V S 0.195 1 8 M hs h= Hỡnh 1.10 Cỏc dng lo dao Gúc trc trong tit din chớnh ca lo dao ph thuc vo tc ct v dao ng trong phm vi t 22 ữ 370 Tng tc ct thỡ gim Mt lo dao i din vi mt ct khin cho gúc sau ca lo dao bng khụng Bỏn kớnh cong n ca lo dao nm trong gii hn ( 8 ữ 15 ) 10 -3 mm... cũn bỏn kớnh cong ca li dao thỡ tng lờn vỡ b mũn ) Vỡ l ú khi ct phoi mng , lo dao n nh cú ý ngha rt ln Nú cú tỏc dng nh mt cỏi chờm cho phộp dao ct c mt chiu dy ct rt nh Tr s, hỡnh dng, tớnh n nh ca lo dao ca cp vt liu gia cụng v vt liu lm dao ph thuc vo nhiu yu t : 34 - Quan h gia tc ct v lo dao nh hỡnh sau: V (m/p) mm I II III IV Hỡnh 1.11 Quan h gia tc ct v chiu cao lo dao khu vc I khi tc ct... phoi ct ra l phoi vn, khụng cú hin tng lo dao khu vc II khi ct to thnh phoi dõy, lo dao bt u xut hin Tng tc ct thỡ chiu cao lo dao ln nht khu vc III khi tip tc tng tc thỡ chiu cao lo dao gim Gii hn trờn khu vc ny l tc ct ng vi thi im lo dao bt u bin mt khu vc IV khi tc ct ó khỏ cao, khụng cú hin tng lo dao - Tớnh cht ca vt liu gia cụng Chiều cao lẹo dao hs (mm) V 35 V (m/p) Hỡnh 1.12 Quan... nm k sỏt vi mt trc ca dao trong quỏ trỡnh ct cú tc di chuyn chm v trong nhng iu kin nht nh lc cn thng c lc ma sỏt trong ni b kim loi thỡ lp kim loi s nm li mt 33 trc to thnh lo dao Vỡ b bin dng rt ln nờn cng ca lo dao ln hn cng ca vt liu gia cụng t 2,5 ữ 3,5 ln v do ú cú th thay th vt liu lm dao thcj hin quỏ trỡnh ct c Thụng s c trng cho kớch thc ca lo dao l chiu cao ca lo dao Khi tin thộp 40 khụng... h s co rỳt phoi 1.2.4 Hin tng lo dao Trong quỏ trỡnh ct khi ct ra phoi dõy , trờn mt trc ca dao k ngay ct thng xut hin nhng lp kim loi cú cu trỳc kim cng khỏc hn vi vt liu gia cụng v vt liu lm dao Nu lp kim loi ny bỏm chc vo li ct ca dng c thỡ c gi l lo dao C ch ca quỏ trỡnh hỡnh thnh lo dao cú th gii thớch nh sau: do chu ỏp lc ln v nhit cao, mt khỏc vỡ mt trc ca dao khụng tuyt i nhn nờn cỏc lp kim... cụng vi chiu cao lo dao Khi vt liu gia cụng cng do thỡ tc hỡnh thnh lo dao cng thp v chiu cao lo dao cng ln Vt liu cú cu to peclit ht cú do cao hn ca vt liu cú cu to peclit mnh Chiu cao ca lo dao cng ln khi lng peclit cú trong thộp cng nhiu mm a1