Ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay cứng vật liệu SKD61

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 0- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ CẮT ðẾN ðỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CỨNG VẬT LIỆU SKD61 PHAN THỊ HƯƠNG THÁI NGUYÊN – 2010 HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 1- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ CẮT ðẾN ðỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CỨNG VẬT LIỆU SKD61 Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: Học Viên: 60.52.04 PHAN THỊ HƯƠNG Người HD Khoa học : TS NGUYỄN VĂN DỰ NGƯỜI HD KHOA HỌC HỌC VIÊN THỰC HIỆN TS Nguyễn Văn Dự Phan Thị Hương BAN GIÁM HIỆU KHOA SAU ðẠI HỌC HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 2- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan kết ñược trình bày luận văn hoàn toàn thân thực Những kết này, theo hiểu biết cá nhân tôi, chưa ñược công bố tài liệu khoa học nào, thông tin tham khảo ñược trích dẫn Thái nguyên, tháng 08 năm 2010 Phan Thị Hương HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 3- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM LỜI CÁM ƠN ðể có ñược kết ñề tài trình bày luận văn này, trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến Tiến sỹ Nguyễn Văn Dự, giáo viên hướng dẫn khoa học tôi, người ñã tận tình bảo, ñộng viên giúp ñỡ cho nhiều suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin trân trọng cám ơn Ban giám hiệu trường Cao ðẳng công nghiệp Việt ðức ñã tạo ñiều kiện ñể ñược tham gia hoàn thành khóa học Cám ơn Ban giám ñốc cán nhân viên công ty TNHH Vạn Xuân ñã giúp ñỡ việc chuẩn bị mẫu thí nghiệm Xin ñược cám ơn tập thể giáo viên khoa Cơ khí Cắt gọt, trường Cao ñẳng công nghiệp Việt ðức ñã giúp ñỡ việc gia công mẫu thí nghiệm Tôi xin cám ơn anh Vũ Xuân Thoàn tập thể cán nhân viên phòng quản lý chất lượng công ty TNHH NN MTV DIEZEN Sông công ñã tạo ñiều kiện giúp ño kiểm mẫu sau bước thí nghiệm Cuối cùng, xin bày tỏ lòng cám ơn thầy cô giáo, bạn bè, ñồng nghiệp trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên ñã thảo luận hỗ trợ suốt thời gian học tập HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 4- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM TÓM TẮT Luận văn trình bày nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng chế ñộ cắt ñến suất gia công ñộ nhám bề mặt phay cứng vật liệu SKD61 ðề tài tập trung ñánh giá giải vấn ñề thực tế sản xuất ñang ñặt nhiều sơ sở sản xuất khuôn mẫu Tuy phay cứng ñang ñược sử dụng rộng rãi ñể gia công khuôn mẫu, thường ñòi hỏi thêm nguyên công ñánh bóng bề mặt tốn ñạt yêu cầu Sau phay ñánh bóng khuôn mẫu SKD61 có ñộ cứng 45 ÷ 48HRC, ñộ nhám Ra thường ñạt ñược khoảng 0,63 ñến 0,36 micromet (khảo sát Công ty DISOCO công ty TNHH Vạn Xuân, Sông công) Kết nghiên cứu tác giả ñã cho thấy gia công cho ñộ nhám Ra thấp 0,2 ñến 0,3 micromet ñạt suất cắt cao so với thực tế sở sản xuất Khi chọn chế ñộ cắt phù hợp, phay cứng chí ñạt ñộ nhám Ra cỡ 0,11 µm ðiều cho phép việc ứng dụng phương pháp phay cứng thay cho mài ñánh bóng sản xuất khuôn mẫu trở nên khả quan Nghiên cứu ñược thực thực nghiệm Thiết kế thí nghiệm toàn phần sở ứng dụng phần mềm Minitab ñã ñược triển khai ñể xây dựng mô hình quan hệ ñộ nhám bề mặt suất cắt với biến gia công bao gồm tốc ñộ cắt lượng chạy dao Hai biến này, qua phân tích thí nghiệm cho thấy, có ảnh hưởng mạnh ñến nhám bề mặt phay cứng Các thí nghiệm leo dốc ñược thiết kế triển khai nhằm khảo sát quan hệ vào-ra dải chế ñộ cắt thông dụng Phương pháp bề mặt tiêu (RSM) ñược ứng dụng ñể xây dựng mô hình xác ñịnh chế ñộ cắt tối ưu phạm vi giá trị ñộ nhám ñịnh Mức ñộ phù hợp mô hình dự ñoán ñược phân tích phương pháp phương sai (ANOVA) HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 5- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM Các thí nghiệm ñược thực máy CNC cho phép gia công với tốc ñộ cắt cao ñộ cứng vững tốt, sử dụng dao phay ngón bốn lưỡi phủ PVD – TiAlN ñiều kiện tưới tràn Kết cho thấy, trình gia công ổn ñịnh, cho thấy khả triển khai ứng dụng hệ thống gia công tương tự Phương pháp thực nghiệm tối ưu hoá ña mục tiêu ñã xác ñịnh ñược dải chế ñộ cắt ñồng thời thoả mãn hai yêu cầu nhám bề mặt thời gian gia công Cách tiếp cận áp dụng cho dạng gia công tương tự HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 6- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam ñoan …………………………………………………………… Lời cảm ơn ……………………………………………………………… Tóm tắt …………………………………………………………………… Mục lục …………………………………………………………………… Danh mục hình vẽ ………… ……………………………………… Danh mục bảng biểu ……………………………………… 10 Các ký hiệu viết tắt ……………………………………………………… 11 Chương I: GIỚI THIỆU ……………………………………………… 12 1.1 Tính cấp thiết ñề tài……………………… ……….………… 12 1.2 Mục tiêu nội dung ñề tài ………………………….… 14 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu ………… ……………………………… 14 1.2.2 Nội dung nghiên cứu ………………………………………… 14 1.3 Phương pháp nghiên cứu ………………………………………… 15 1.3.1 Nghiên cứu thực nghiệm …………………………………… 15 1.3.2 Thiết kế thí nghiệm xử lý kết ………………………… 16 1.4 ðối tượng phạm vi nghiên cứu ………………………………… 17 1.4.1 ðối tượng nghiên cứu ………………………………………… 17 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu ………………………………………… 18 1.5 Các kết ñã ñạt ñược …………………………………… 18 1.6 Bố cục luận văn ………………………………………………… 19 Chương II: TỔNG QUAN ……………………………………………… 20 2.1 Lý thuyết tổng quan vật liệu khuôn mẫu SKD61 …………… 20 HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 7- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM 2.2 Vai trò vật liệu SKD61 ngành công nghiệp sản xuất 21 khuôn mẫu ……………………………………………………… 2.3 Phay cứng vật liệu SKD61 lưu ý chế ñộ cắt ……… 22 2.4 Các nghiên cứu gần ñây gia công cứng nhám bề mặt phay cứng ………………………………………………………… 23 2.5 Mô hình quy hoạch thực nghiệm ………………………………… 25 2.5.1 Chọn thông số ñầu vào ………………………………… 27 2.5.2 Chọn tiêu ñánh giá ……………………………………… 28 2.5.3 Qui hoạch trực giao toàn phần dạng 2k …………………… 28 2.5.4 Quy hoạch thí nghiệm trực giao bậc hai CCD (Quy hoạch Box - Wilson) …………………………………………………… 30 2.5.5 Bài toán tối ưu ñiều kiện ràng buộc ……………… 32 2.6 Kết luận chương ………………………………………………… 32 Chương III: THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM ……………………………… 33 3.1 Vật liệu, máy, dao ………… …………………………………… 33 3.1.1 Vật liệu thí nghiệm …………………………………………… 33 3.1.2 Máy gia công CNC …………………………………………… 35 3.1.3 Dụng cụ cắt …………………………………………………… 37 3.2 Thiết bị ño ……………………………………………………… 37 3.3 Thiết kế thí nghiệm …………….………………………………… 39 3.3.1 Thiết kế thí nghiệm sơ (2k) ……………………… ……… 39 3.3.2 Thiết kế thí nghiệm “leo dốc” …… ………………………… 47 3.3.3 Thiết kế thí nghiệm RSM dạng CCD … …………………… 48 3.4 Mẫu thí nghiệm cách thu thập, nhập liệu ñể xử lý …… … 53 3.4.1 Mẫu thí nghiệm ……………………………………………… 53 HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 8- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM 3.4.2 Cách ño lưu kết ……………………………………… 54 3.5 Kết luận chương ……………….………………………………… 54 Chương IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………………………… 56 4.1 Mô tả mô hình quan hệ toán học ………………………………… 56 4.2 Thí nghiệm sơ ……….………………………………………… 58 4.2.1 Bảng thí nghiệm ……………… …………………………… 58 4.2.2 Phân tích hồi quy kết thí nghiệm sơ ………………… 58 4.3 Thiết kế thí nghiệm xuống dốc ……………………… ……… 60 4.4 Thiết kế thí nghiệm CCD ………………………………………… 64 4.3.1 Bảng ma trận thí nghiệm CCD ……………………………… 64 4.3.2 Phân tích hồi quy kết thí nghiệm CCD …………… …… 65 4.5.Tối ưu hoá hàm ña mục tiêu ……………………………………… 71 4.6 Thảo luận kết quả, so sánh với thực tế …………………………… 76 4.7 Kết luận chương ……………….………………………………… 77 Chương V KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ………………………… 78 5.1 Các ñã ñạt ñược ……………… …………………… 78 5.2 Những khuyến nghị hướng nghiên cứu ………………… 78 Tài liệu tham khảo …………………………………………………… 80 HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT - 9- CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Nội dung Trang Hình 2.1 Sơ ñồ nghiên cứu thực nghiệm …………………………… 26 Hình 2.2 So sánh thiết kế CCD thiết kế Box-Behnken…………… 32 Hình 3.1 Máy phay CNC C-Tek KM80/D100……………………… 35 Hình 3.2 Thông số dao phay SPSED4A………………………… 37 Hình 3.3 Máy phân tích quang phổ ARL 4360……………………… 38 Hình 3.4 Máy ño ñộ cứng Akashi AR 20 máy ño ñộ nhám SJ201P 38 Hình 3.5 Cửa sổ tạo thí nghiệm Minitab…………… 41 Hình 3.6 Cửa sổ menu sub menu Minitab ………………… 41 Hình 3.7 Hộp thoại lựa chọn cức cần thiết thí nghiệm khảo sát sơ bộ…………………………………… 41 Hình 3.8 Hộp thoại lựa chọn số thí nghiệm cần thiết ……………… 42 Hình 3.9 Hộp thoại lựa chọn loại thí nghiệm số lần lặp lại thí nghiệm …………………………………………… 43 Hình 3.10 Hộp thoại lựa chọn ngẫu nhiên hoá thí nghiệm …………… 44 Hình 3.11 Gia công máy CNC ………………………………… 47 Hình 3.12 Hộp thoại thiết kế thí nghiệm CCD ………………… 49 Hình 3.13 Hộp thoại lựa chọn khối sơ ñồ khối thí nghiệm CCD …… 50 Hình 3.14 Mô hình thiết kế thí nghiệm CCD ………………………… 51 Hình 3.15 Hộp thoại lựa chọn kiểu nhập biến thí nghiệm …………… 51 Hình 3.16 Hộp thoại tạo thiết kế bề mặt phản hồi …………… 51 Hình 3.17 Ngẫu nhiên hoá thí nghiệm CCD ……………………… 52 Hình 3.18 Mẫu thí nghiệm …………………………………………… 53 Hình 3.19 ðo ñộ nhám bề mặt máy ño SJ 201 P……………… 54 Hình 4.1 Phân tích hồi quy bậc ANOVA ……………………… 59 HDKH: TStâm Nguyễn Dự Số hóa Trung Học liệuVăn – Đại học Thái Nguyên HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... trò vật liệu SKD61 ngành công nghiệp sản xuất 21 khuôn mẫu ……………………………………………………… 2.3 Phay cứng vật liệu SKD61 lưu ý chế ñộ cắt ……… 22 2.4 Các nghiên cứu gần ñây gia công cứng nhám bề mặt phay cứng. .. NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ CẮT ðẾN ðỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CỨNG VẬT LIỆU SKD61 Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: Học Viên: 60.52.04 PHAN THỊ HƯƠNG... nghiệm ảnh hưởng chế ñộ cắt ñến suất gia công ñộ nhám bề mặt phay cứng vật liệu SKD61 ðề tài tập trung ñánh giá giải vấn ñề thực tế sản xuất ñang ñặt nhiều sơ sở sản xuất khuôn mẫu Tuy phay cứng