Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt (v, s, t) đến độ nhấp nhô bề mặt khi gia công thép 45 bằng dao tiện thép gió sản xuất tại việt nam

LỜI CAM ĐOAN Tôi Đoàn Văn Đô, học viên lớp Cao học K10B CTM kỹ thuật Sau thời gian học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Trần Thế Lục- giáo viên hướng dẫn, đến chặng đường cuối khóa học Trong trình học tập giúp đỡ định hướng thầy chọn đề tài cho khóa học là: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt s, t, v đến chất lượng bề mặt gia công thép C45 dao tiện thép gió sản xuất Việt Nam” làm đề tài nghiên cứu Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn PGS.TS Trần Thế Lục tài liệu tham khảo liệt kê Tôi không chép công trình cá nhân khác hình thức Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường pháp luật Người cam đoan Đoàn Văn Đô LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Trần Thế Lục – giáo viên định hướng hướng dẫn đề tài Sự hướng dẫn trình tiếp cận đề tại, tài liệu tham khảo trình hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới bạn, đồng nghiệp giúp đỡ trình hoàn thành nghiệm Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám Hiệu trường CĐ Kinh tế – Kỹ thuật Thái Bình thầy cô khoa - nơi công tác tạo điều kiện cho theo khóa học hoàn thành thí nghiệm Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, thầy cô giáo ủng hộ động viên suốt trình hoàn thành luận văn Tác giả Đoàn Văn Đô MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .8 II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .8 III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHẦN TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT, CHẤT LƯỢNG LỚP BỀ MẶT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY SAU GIA CÔNG CHƯƠNG QUÁ TRÌNH CẮT VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT SAU GIA CÔNG 1.1 Đặc điểm trình tạo phoi gia công 1.1.1 Cấu tạo – liên kết biến dạng tinh thể kim loại 1.1.2 Quá trình cắt tạo phoi 11 1.1.3 Hiện tượng lẹo dao .16 1.1.4 Hiện tượng co rút phoi nhân tố ảnh hưởng đến hệ sô co rút phoi K .19 1.2 Chất lượng bề mặt sau gia công 22 1.2.1 Khái niệm chung lớp bề mặt .22 1.2.2 Bản chất lớp bề mặt 23 1.3 Ảnh hưởng điều kiện cắt đến độ ổn định trình cắt 30 1.3.1 Ảnh hưởng chiều rộng cắt b .31 1.3.2 Ảnh hưởng chiều dầy cắt a .32 1.3.3 Ảnh hưởng vận tốc cắt v 32 1.3.4 Ảnh hưởng thông số hình học phần cắt 33 1.3.5 Kết luận .34 1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết máy 34 1.4.1 Các yếu tố mang tính chất hình học dụng cụ cắt chế độ cắt 34 1.4.2 Các yếu tố phụ thuộc biến dạng dẻo lớp bề mặt .37 1.4.3 Ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công 39 1.5 Ảnh hưởng chất lượng bề mặt tới khả làm việc chi tiết máy .39 1.5.1 Ảnh hưởng đến tính chống mòn 39 1.5.2 Ảnh hưởng đến độ bền mỏi chi tiết máy 40 1.5.3 Ảnh hưởng tới chống ăn mòn hóa học lớp bề mặt chi tiết 41 1.5.4 Ảnh hưởng tới độ xác mối lắp ghép .42 1.6 Kết luận 42 CHƯƠNG 44 MÒN VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ CẮT 44 2.1 Khái niệm 44 2.2 Cơ chế mòn dụng cụ .44 2.2.1 Mài mòn chảy dính .45 2.2.2 Mài mòn hạt mài 45 2.2.3 Mòn khuyếch tán 46 2.2.4 Mòn ôxy hóa 47 2.3 Các dạng mài mòn phần cắt dụng cụ 47 2.3.1 Mòn mặt sau 48 2.3.2 Mòn mặt trước 48 2.3.3 Mòn đồng thời hai mặt (trước sau) 48 2.3.4 Mòn tù lưỡi cắt .49 2.4 Ảnh hưởng độ cứng phôi đến mòn dụng cụ tuổi bền dụng cụ 49 2.5 Kết luận 51 PHẦN 2: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHẤP NHÔ BỀ MẶT CHI TIẾT SAU GIA CÔNG 52 CHƯƠNG 1: THỰC NGHIỆM 52 1.1 Thiết bị thực nghiệm 52 1.1.1 Máy tiện 52 1.1.2 Máy đo độ nhám .53 1.1.3 Máy mài dao 54 1.1.4 Vật liệu làm dao 55 1.2 Trình tự thí nghiệm .56 1.2.1 Thí nghiệm - ảnh hưởng v, ( t, s = const) 56 1.2.2 Thí nghiệm - ảnh hưởng s, (t, n = const) 56 1.2.3 Thí nghiệm - ảnh hưởng t, (s, v = const) 56 1.3 Kết nghiệm 57 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 58 2.1 Xây dựng đồ thị 58 2.2 Phân tích kết thực nghiệm 59 2.3 Phân tích kết thực nghiệm phương pháp quy hoạch thực nghiệm .59 2.3.1 Xác định hàm quan hệ độ nhám bước tiến s (mm) .61 2.3.2 Xác định hàm quan hệ độ nhám vận tốc cắt v (m/ph) 63 2.3.3 Xác định hàm quan hệ độ nhám chiều sâu cắt t (mm) 64 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM 67 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP CỦA ĐỀ TÀI 68 4.1 Kết luận chung 68 4.2 Hướng nghiên cứu tiếp đề tài .69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Thống số hình học dụng cụ cắt : góc trước : góc sau  góc nghiêng i góc nghiêng phụ  góc mũi dao  góc sắc  góc cắt  góc trượt r bán kính mũi dao (mm) Chế độ cắt v: vận tốc cắt (m/ph) s: lượng chạy dao (mm/vg) t: chiều sâu cắt (mm) ap : chiều dày phoi (mm) b: chiều rộng phoi (mm) hmin: chiều dày phoi (mm) hi : chiều cao nhấp nhô tế vi (m) : góc trượt phoi Lực cắt thông số khác Px: lực chiều trục tiện (Kg) Py: lực hướng kính tiện (Kg) Pz lực tiếp tuyến tiện (Kg) 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 dao K: hệ số co rút phoi Ra, Rz: độ nhám bề mặt (m) T: tuổi thọ dao (ph) hs : độ mòn tới hạn (m) c: nhiệt dung riêng A: biên độ dao động (m) Hv: độ biến cứng bề mặt DANH MỤC BẢNG BIỂU B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng 10 B¶ng 11 B¶ng 12 B¶ng 13 B¶ng 14 B¶ng 15 B¶ng 16 B¶ng 17 B¶ng 18 Tên bảng biểu Bảng hệ số co rút phoi Mức độ biến cứng chiều sâu lớp biến cứng Các giá trị Rz Ra Thông số máy tiện Thông số máy đo độ nhám Thông số máy mài dao Thông số hình học dao cắt Thành phần hóa học dao cắt Thành phần hóa học vật liệu gia công Số liệu thí nghiệm vận tốc cắt, v Số liệu thí nghiệm bước tiến, s Số liệu thí nghiệm chiều sâu cắt, t Kết thí nghiệm vận tốc cắt, v Kết thí nghiệm bước tiến, s Kết thí nghiệm chiều sâu cắt, t Bảng xử lý số liệu bước tiến s Bảng xử lý số liệu vận tốc cắt v Bảng xử lý số liệu chiều sâu cắt t Trang 23 27 53 54 55 55 55 55 56 56 56 57 57 57 62 63 65 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ H×nh H×nh H×nh H×nh H×nh H×nh H×nh Tên hình vẽ Cấu tạo nguyên tử Mô hình liên kết phân tử Đồ thị Cấu tạo mạng tinh thể điển hình Đường đàn hồi kim loại Sơ đồ hóa miền tạo phoi Miền tạo phoi Trang 9 10 10 11 12 H×nh H×nh H×nh 10 H×nh 11 H×nh 12 H×nh 13 H×nh 14 H×nh 15 H×nh 16 H×nh 17 H×nh 18 H×nh 19 H×nh 20 H×nh 21 H×nh 22 H×nh 23 H×nh 24 H×nh 25 H×nh 26 H×nh 27 H×nh 28 H×nh 29 H×nh 30 H×nh 31 H×nh 32 H×nh 33 H×nh 34 H×nh 35 H×nh 36 H×nh 37 Các dạng phoi Lẹo dao đồ thị Quan hệ chiều cao lẹo dao v Quan hệ chiều cao lẹo dao t Quan hệ chiều cao lẹo dao  Điều kiện hình thành lẹo dao Sơ đồ tính hệ số co rút phoi Ảnh hưởng góc  đến hệ số co rút phoi Quan hệ chế độ cắt hệ số co rút phoi Độ nhám bề mặt Tổng quan độ nhám độ sóng Ảnh hưởng b đến A Ảnh hưởng s đến A Ảnh hưởng v đến A “chung” Ảnh hưởng v đến A Ảnh hưởng  đến A Ảnh hưởng  đến A tiện Ảnh hưởng  đến A Ảnh hưởng  đến A Quan hệ chiều cao nhấp nhô tế vi lượng tiến dao ảnh hưởng hình dạng hình học chế độ cắt tới độ nhám bề mặt tiện ảnh hưởng vận tốc cắt tới chiều sâu lớp biến cứng mài thép 45 ảnh hưởng tốc độ cắt đến chiều cao nhấp nhô tế vi Rz ảnh hưởng lượng chạy dao đến chiều cao nhấp nhô tế vi Rz Các hình dạng mòn dụng cụ Các yếu tố ảnh hưởng đến T Sơ đồ thí nghiệm Biểu đồ quan hệ vận tốc cắt (v) độ nhám bề mặt Ra Biểu đồ quan hệ bước tiến (s) độ nhám bề mặt Ra Biểu đồ quan hệ chiều sâu cắt (t) độ nhám bề mặt Ra 13 15 16 17 17 17 19 19 20 26 28 29 30 31 31 33 33 34 34 35 36 37 38 38 48 51 56 58 58 59 PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Chất lượng bề mặt gia công yêu cầu kỹ thuật quan trọng ngành gia công khí gắn với phát triển khoa học công nghệ Khi công nghệ phát triển chất lượng bề mặt coi yếu tố chủ chốt công nghệ gia công Chính lẽ mà nay, thiết bị đo đại đời nhằm đáp ứng nhu cầu kiểm tra chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công Chất lượng bề mặt gia công hàm đa biến yếu tố công nghệ (chế độ cắt, thông số hình học dụng cụ, vật liệu ) nghiên cứu chất lượng bề mặt nghiên cứu yếu tố liên quan ảnh hưởng trực tiếp tới chúng Chính tính cấp thiết yếu tố nên chọn “nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt s, t, v đến độ nhấp nhô bề mặt gia công thép C45 dao tiện thép gió sản xuất Việt Nam” làm đề tài nghiên cứu II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý thuyết chế độ cắt ảnh hưởng chế độ cắt tới chất lượng bề mặt Nghiên cứu thực nghiệm chế độ cắt (s, t, v) độc lập khác nhau, thay đổi thông số chế độ cắt Ghi chép kết quả, phân tích, tổng hợp, đưa mối liên hệ chế độ cắt độ nhấp nhô bề mặt III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt s, t v đến chiều cao nhấp nhô bề mặt chi tiết Ra, Rz (thép C45) sau gia công dao tiện thép gió (HSS) sản xuất Việt Nam PHẦN TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT, CHẤT LƯỢNG LỚP BỀ MẶT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY SAU GIA CÔNG CHƯƠNG QUÁ TRÌNH CẮT VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT SAU GIA CÔNG 1.1 Đặc điểm trình tạo phoi gia công 1.1.1 Cấu tạo – liên kết biến dạng tinh thể kim loại Kim loại coi nguyên tố có điện trở dương (nhiệt độ tăng điện trở tăng) (a) Cấu tạo: (hình 1) Đặc điểm quan trọng kim loại số điện tử hóa trị (số điện tử lớp kim loại thường lớp sát với kim loại chuyển tiếp) ít, thường từ đến nguyên tử Những điện tử dễ dàng bứt trở thành điện tử tự do, nguyên tử trở thành iôn dương Điện tử tự định tính chất đặc trưng cho kim loại tính dẫn nhiệt, dẫn điện, phản xạ ánh sáng Mặt khác, điện tử tự đặc trưng để hình thành liên kết kim H×nh 1: Cấu tạo nguyên tử : Điện tử hóa trị : Hạt nhân mang điện tích dương loại đảm bảo cho mối liên kết không bị biến đổi trình biến dạng dẻo, khiến cho kim loại có tính dẻo cao (b) Liên kết kim loại Phần lớn nguyên tử kim loại tồn dạng iôn dương có điện tử tự bao quanh, iôn dương sinh lực đẩy, điện tử tự iôn dương sinh lực hút Sự cân hai lực sở liên kết kim loại a) H×nh 2: b) a) Mô hình liên kế iôn; b) liên kết kim loại Khi hai nguyên tử cách xa vô tận, ta coi chúng không Khi nguyên tử xích lại gần nhau, lượng tương tác chúng thay đổi Khi hai nguyên tử lại gần lực hút lực đẩy tăng tăng với mức độ khác Thoạt tiên lực hút tăng nhanh, sau lại tăng chậm, lực đẩy tăng chậm sau tăng nhanh, đường cong có dạng hình Thế nhỏ ứng với khoảng cách r nguyên tử trạng thái cân H×nh 3: cặp nguyên tử (1) lực đẩy, (2) lực hút, (3) lực tổng hợp (c) Cấu tạo mạng tinh thể kim loại 10 Góc nghiêng tối đa bàn máy (0) +45 Hành trình tối đa đầu trượt mang đá mài theo phương 230 / 250 đứng ngang (mm) Tốc độ dịch chuyển lên xuống đầu mài (mm/ph) 280 Khoảng cách trục mài, mm (max/min) 298 / 48 Góc xoay đầu mài theo phương ngang (0) 360 Góc nghiêng trục mài (0) + 15 Tốc độ quay trục mài (v/ph) 2700/4000/5500 Tổng công suất tiêu thụ (kW ) 3.15 Kích thước máy: dài x rộng x cao (mm) 1332x1318x314 Khối lượng máy (kg ) 1100 Bảng 6: thông số máy mài dao 1.1.4 Vật liệu làm dao Vật liệu thép gió sản xuất Việt Nam mài theo TCVN 3020-79 có thông số hình học thành phần hóa học: BxHxL l m    1 12x12 30 100 100 450 100 Bảng 7: thông số hình học dao cắt Nguyên tố hóa học Hàm lượng C W Cr V Mn Tạp chất 0,86 8,5 4,1 1,9 0,3 1,2 Bảng 8: thành phần hóa học dao cắt 1.1.5 Vật liệu gia công Thép C45 có thành phần hóa học Nguyên tố hóa học Hàm lượng C Mn Si Cr P Ni 0,42 0,61 0,28 0,29 0,045 0,3 55 Bảng 9: thành phần hóa học vật liệu gia công 1.2 Trình tự thí nghiệm Chi tiết để thực thí nghiệm tiện sơ thành đoạn ngắn xl = 30x10 có dạng hình vẽ H×nh 34: Sơ đồ thí nghiệm 1.2.1 Thí nghiệm - ảnh hưởng v, ( t, s = const) Đường kính chi tiết :  30mm, t =0,2mm; s = 0,123mm/vg Thay đổi giá trị v (thay đổi n), tiến hành gia công đo độ nhám bề mặt chi tiết N 139 244 317 386 594 V 13 23 30 36,3 55,9 Bảng 10: số liệu thí nghiệm vận tốc 1.2.2 Thí nghiệm - ảnh hưởng s, (t, n = const) Đường kính chi tiết :  30mm, t =0,4mm; v  30m/ph (n = 317) Thay đổi giá trị s, tiến hành gia công đo độ nhám bề mặt chi tiết S 0,04 0,079 0,123 0,16 0,2 0,245 Bảng 11: số liệu thí nghiệm bước tiến 1.2.3 Thí nghiệm - ảnh hưởng t, (s, v = const) Đường kính chi tiết :  30mm, s =0,098mm/vg; v  30m/ph (n = 317) Thay đổi giá trị t, tiến hành gia công đo độ nhám bề mặt chi tiết 56 0,3 t 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 Bảng 12: số liệu thí nghiệm chiều sâu cắt 1.3 Kết nghiệm 1.3.1 Thí nghiệm - ảnh hưởng v V 13 23 30 36,3 55,9 Ra Rz 8.29 43.17 8.09 47.61 7.56 37.73 7.34 41.68 7.22 41.62 Bảng 13: kết thí nghiệm vận tốc 1.3.2 Thí nghiệm - ảnh hưởng s S 0,04 0,079 0,123 0,16 0,2 0,245 0,3 Ra 4.22 5.28 8.84 10.08 13,57 15,98 Rz 23.32 29.54 39.71 41.46 41.99 43,01 45,02 Bảng 14: kết thí nghiệm bước tiến 1.3.3 Thí nghiệm - ảnh hưởng t t 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 Ra 8.38 6.49 7.77 9.05 7.73 8,3 8,6 Rz 33.65 28.82 40.78 40.14 38.82 41,03 40,01 Bảng 15: kết thí nghiệm chiều sâu cắt 57 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 2.1 Xây dựng đồ thị 2.1.1 Đồ thị thí nghiệm v V Ra 13 8.29 23 8.09 30 7.56 36,3 7.34 55,9 7.22 8.4 8.2 7.8 7.6 7.4 7.2 6.8 6.6 13 23 30 36,3 55,9 H×nh 35: Biểu đồ quan hệ vận tốc cắt độ nhám Ra (m) 2.1.2 Đồ thị thí nghiệm s S Ra 0.04 4.22 0.079 5.28 0.123 0.16 8.84 0.2 10.08 0,245 13.57 18 15 12 0.04 0.079 0.123 0.16 0.2 0,245 0,3 H×nh 36: Biểu đồ quan hệ bước tiến độ nhám Ra (m) 58 0,3 15.98 2.1.3 Đồ thị thí nghiệm t t Ra 0.2 8.1 0.4 6.9 0.6 7.77 0.8 8.5 1.2 8.3 7.73 1.4 8.4 10 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 H×nh 37: Biểu đồ quan hệ chiều sâu cắt độ nhám Ra (m) 2.2 Phân tích kết thực nghiệm Từ kết thí nghiệm sơ đồ ta thấy: Với giá trị vận tốc thay đổi (vận tốc tăng) chất lượng bề mặt có tăng (Ra giảm) không tăng đáng kể Với giá trị bước tiến tăng (s tăng) chất lượng bề mặt giảm (Ra tăng) nhanh Với giá trị chiều sâu cắt tăng (t tăng) chất lượng bề mặt không đổi Như vậy, xem xét yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt cách riêng lẻ chất lượng bề mặt phụ thuộc nhiều vào yếu tố chế độ cắt S không phụ thuộc vào yếu tố chế độ cắt t 2.3 Phân tích kết thực nghiệm phương pháp quy hoạch thực nghiệm 59 Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xử lý số liệu thực nghiệm cho nhiều đối tượng liên quan với Trong toán ta khảo sát tương quan hai đại lượng chất lượng bề mặt đánh giá bới thông số Ra chế độ cắt (s, t, v) thông qua số liệu thực nghiệm Dựa vào lý thuyết ta giả thuyết công thức thực nghiệm sau : Ra  C A m A thông số chế độ cắt s, t v Tiến hành lôgarit hóa ta đưa dạng phương trình tuyến tính Log(Ra) = log(C) + mlog(A) Đặt tham số y= log(Ra) x= log(A) a= log(C) b=m Ta đưa phương trình dạng y = a.x + b Như vậy, toán trở thành tìm tham số a b công thức suy đoán lý thuyết biết chuỗi cặp số liệu (xiyi) tương ứng Vì thường giả thuyết mối quan hệ y, x a,b có dạng y = f(x,a,b) Để thực toán ta phải giả thuyết số liệu phải tuân theo luật phân phối chuẩn Bằng cách sử dụng công thức toán học xác định tham số hàm tuyến tính quy hoạch thực nghiệm ta có a0  y.x  x.x y x2  x n  xi2  n.x Sx  i 1 rxy  aˆ1 n 1 Sx Sy a1  x y  x y x2  x n y Sy  i  n y i 1 n 1 S (aˆ , aˆ1 )  (n  1) S y2 (1  rxy ) 60 Khi tổng dư S( ) gần đến không rxy gần đến 1, đường hồi quy gần đến n điểm thực nghiệm Sy phụ thuộc vào sai số dụng cụ phân tán y quanh giá trị trung bình Khi rxy=1 S( ) = 0, đường hồi quy qua tất điểm thực nghiệm hàm chặt chẽ mô tả Sau có kết nhận phương pháp bình phương nhỏ ta phải đánh giá lại kết nhận Khi hệ số âj nhỏ ta có quyền nghi ngờ, ta cần kiểm tra âj=0 hay âj  Nếu biểu thức sau tồn âj  0: aˆ j S du m jj Trong S du2  Trong :  t (n  m  1,1   ) S (aˆ ) n  m 1 n số lần thử nghiệm m thông số cần xác định trừ thông số a0 t( n-m-1, 1-/2) phân vị (1+)/2 luật phân bố Student với n-m-1 bậc tự Đồng thời ta có khoảng sai lệch âj với độ tin cậy (1-) là: 1   1    jj  aˆ j  S du m jj t  n  m  1,   aˆ j  S du m x n  m  1,      Sử dụng quy hoạch thực nghiệm xác định hàm hồi quy quan hệ độ nhám bước tiến, vận tốc chiều sâu cắt 2.3.1 Xác định hàm quan hệ độ nhám bước tiến s (mm) Giả sử quan hệ độ nhám bước tiến có dạng sau: Ra  C.S m Lôgarit hóa ta đưa dạng phương trình tuyến tính Log(Ra) = log(C) + mlog(S) 61 Đặt tham số y= log(Ra) x= log(S) a= log(C) b=m Ta đưa phương trình dạng y = a.x + b dựa vào số liệu ban đầu ta có Tt ∑ TB x -1.397940 -1.102373 -0.910095 -0.795880 -0.698970 -0.610834 -0.522879 -6.038970 -0.862710 Y 0.625312 0.722634 0.903090 0.946452 1.003461 1.132580 1.203577 6.537106 0.933872 x*y -0.874149 -0.796612 -0.821898 -0.753262 -0.701389 -0.691818 -0.629325 -5.268453 -0.752636 x2 1.954236 1.215226 0.828273 0.633425 0.488559 0.373118 0.273402 5.766239 0.823748 y2 0.391016 0.522200 0.815572 0.895772 1.006933 1.282737 1.448597 6.362826 0.908975 Bảng 16: bảng xử lý số liệu bước tiến y.x  x.x y 0,933872.0,823478  0,862710.0,752636  1,509428 2 , 823748  , 862710 x x x y  x y  0,752636  0,862710.0,933872 a1    0,667149 2 , 823748  , 862710 x x a0  n x Sx  i  n.x n 1 n Sy  5,766239  7.0,823748    0,092726 i 1 y i  n y i 1 rxy  aˆ1 n 1  6,362826  7.0,933872   0,043001 Sx 0,092726  0,667149  1,438643 Sy 0,043001 S (aˆ , aˆ1 )  (n  1) S y2 (1  rxy )  6.0,0430012.(1  1,438643)  0,002135 62 Như vậy, S tiến gần đến không “0” Thay ngược trở lại: * a = a0=logC = 1,509428 => C = 101,509428 hay C =32,31678 * b = a1=m hay m =0,667149 ta có hàm hồi quy độ nhám bước tiến Ra=32,31678.S0,667149 Hay Ra  32,317.S0,667 2.3.2 Xác định hàm quan hệ độ nhám vận tốc cắt v (m/ph) Giả sử quan hệ độ nhám vận tốc cắt có dạng sau: Ra  C.V m Lôgarit hóa ta đưa dạng phương trình tuyến tính Log(Ra) = log(C) + mlog(V) Đặt tham số y= log(Ra) x= log(V) a= log(C) b=m Ta đưa phương trình dạng y = a.x + b dựa vào số liệu ban đầu ta có Tt X y x*y x2 y2 1.113943 0.918555 1.023218 1.24087 0.843742 1.361728 0.907949 1.236379 1.854303 0.824371 1.477121 0.878522 1.297683 2.181887 0.771801 1.559907 0.865696 1.350405 2.433309 0.74943 1.747412 0.858537 1.500218 3.053448 0.737086 63 ∑ 7.260111 4.429258 6.407903 10.76382 3.926429 TB 1.452022 0.885852 1.281581 2.152763 0.785286 Bảng 17: bảng xử lý số liệu vận tốc cắt a0  a1  y.x  x.x y x2  x x y  x y x2  x  xi2  n.x n 1 n Sy  7,260111  5.1,452022    0,055494 i 1 y i  n y i 1 rxy  aˆ1 0,885852.2,152763  1,52022.1,281581  1,039432 2,152763  1,452022  1,281581  1,452022.0,885852  0,10577 2,152763  1,452022  n Sx   n 1 4,429258  5.0,885852   0,000691 Sx 0,055494  0,10577  8,4949 Sy 0,000691 S (aˆ , aˆ1 )  (n  1) S y2 (1  rxy )  4.0,0006912.(1  8,4949)  0,000172 Như vậy, S tiến gần đến không “0” Thay ngược trở lại: * a = a0=logC = 1,039432 => C = 101,039432 hay C =10,95045 * b = a1=m hay m =-0,10577 ta có hàm hồi quy độ nhám vận tốc cắt Ra=10,95045.V-0,10577 2.3.3 Xác định hàm quan hệ độ nhám chiều sâu cắt t (mm) Giả sử quan hệ độ nhám chiều sâu cắt có dạng sau: Ra  C t m Lôgarit hóa ta đưa dạng phương trình tuyến tính 64 Log(Ra) = log(C) + mlog(t) Đặt tham số y= log(Ra) x= log(t) a= log(C) b=m Ta đưa phương trình dạng y = a.x + b Dựa vào số liệu ban đầu ta có Tt X y x*y x2 y2 -0.69897 0.923244 -0.64532 0.488559 0.85238 -0.39794 0.812245 -0.32322 0.158356 0.659741 -0.22185 0.890421 -0.19754 0.049217 0.79285 -0.09691 0.956649 -0.09271 0.009392 0.915177 0.888179 0 0.788863 0.079181 0.919078 0.072774 0.00627 0.844705 0.146128 0.934498 0.136556 0.021353 0.873287 ∑ -1.19036 6.324314 -1.04946 0.733147 5.727002 TB -0.17005 0.903473 -0.14992 0.104735 0.818143 Bảng 18: bảng xử lý số liệu bước tiến a0  a1  y.x  x.x y x2  x x y  x y x2  x n x Sx  2 i   n.x Sy  i 1 n 1  0,752636  0,862710.0,933872  0,48983 0,104735  017005 0,733147  7.1,17005    0,088454 n 1  yi2  n y 0,903473.0,104735  0,17005.0,14992  0,911803 0,104735  0,17005 2 i 1 n  5,727002  7.0,903473   0,002192 65 rxy  aˆ1 Sx 0,088454  0,48983  1,976678 Sy 0,002192 S (aˆ , aˆ1 )  (n  1) S y2 (1  rxy )  6.0,0021922.(1  1,976678)  0,0000275 Như vậy, S tiến gần đến không “0” Thay ngược trở lại: * a = a0=logC = 0,911803 => C = 100,911803 hay C =8,162121 * b = a1=m hay m =0,48983 ta có hàm hồi quy độ nhám chiều sâu cắt Ra=8,162121.t0,48983 Kết luận Vậy, quan hệ độ nhám với chế độ cắt s, t v thể riêng lẻ theo công thức sau: Ra=32,31678.S0,667149 (m) Ra=10,95045.V-0,10577 (m) Ra=8,162121.t0,48983 (m) => Trên sở thiết lập quan hệ độ nhám yếu tố chế độ cắt riêng biệt ta thiết lập công thức tổng quát sau: Ra  0,0674.v-0,10577.s0,66719.t0,48983 (m) 66 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM Qua trình thực nghiệm sử dụng quy hoạch thực nghiệm ta xác định hàm quy hoạch thực nghiệm cho toán ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt v, s t đến chất lượng bề mặt chi tiết Chất lượng bề mặt chi tiết chịu ảnh hưởng t lớn chế độ cắt s chịu ảnh hưởng bới yếu tố chế độ cắt t Quan hệ chất lượng bề mặt chi tiết (độ nhấp nhô bề mặt chi tiết) hàm số mũ 67 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP CỦA ĐỀ TÀI 4.1 Kết luận chung Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ nói chung lĩnh vực gia công cắt gọt nói riêng xuất ngày nhiều loại vật liệu đặc biệt vật liệu dụng cụ với khả gia công ngày mở rộng làm tăng suất gia công, tuổi bền độ ổn định trình cắt Sự đa dạng hóa chủng loại dụng cụ cắt tạo cách mạng dụng cụ cắt ngành khí Song ngay, thực trạng ngành khí nước nhà thép gió loại vật liệu làm dụng cụ cắt sử dụng rộng rãi nhà máy đặc biệt môi trường giáo dục Vì việc nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt dụng cụ cắt có thông số hình học xác định tới chất lượng bề mặt chi tiết (thép C45) điều kiện nước ta lĩnh vực quan trọng Nó giúp tìm thông số chế độ cắt phù hợp với yêu cầu kỹ thuật sản phẩm Với đề tài “nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt v, s, t đến độ nhấp nhô bề mặt gia công thép 45 bàng dao tiện thép gió sản xuất Việt Nam” cho vấn đề: - Tìm hiểu thành phần vật liệu làm dụng cụ cắt (thép gió) thực tế Việt Nam so với thành phần hóa học lý thuyết - Tìm hiểu cấu tạo thành phần thép C45 nước để từ đưa chất lượng bề mặt đạt sử dụng loại vật liệu làm vật liệu chi tiết máy - Từ nghiên cứu đưa quan điểm để đánh giá tính gia công vật liệu làm dao (thép gió) vật liệu gia công (thép 45) sản xuất Việt Nam để từ đưa hàm gia công phù hợp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm - Từ nghiên cứu thực nghiệm trình gia công ta đưa ảnh hưởng chế độ cắt đến chất lượng bề mặt chi tiết với dụng cụ có thông số hình học xác định 68 4.2 Hướng nghiên cứu tiếp đề tài Do thời gian có hạn nên tác giả nghiên cứu giới hạn ảnh hưởng chế độ cắt s, t, v đến chất lượng bề mặt cách riêng lẻ với thông số hình học xác định Với mong muốn thời gian tới có điều kiện, tác giả nghiên cứu sâu nội dung chuyên đề luận văn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Bình Tối ưu hóa trình cắt gọt Nhà xuất GD Nguyễn Duy, Bành Tiến Long, Trần Thế Lục Nguyên lý gia công vật liệu Trường ĐH Bách Khoa Hà nội-Khoa Cơ khí-Bộ môn gia công vật liệu dụng cụ công nghiệp Lê Công Dưỡng Kim loại học Nhà xuất Khoa học kỹ thuật GS.TS Trần Văn Địch Nguyên lý cắt kim loại Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội năm 2006 TS Hoàng Văn Điện, ThS Nguyễn Xuân Chung, ThS Phùng Xuân Sơn Nguyên lý cắt NXB Giáo Dục Việt Nam Nghiêm Hùng Vật liệu học Trường ĐHBK Hà nội - 1999 Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy Nguyên lý gia công vật liệu Nhà xuất khoa học kỹ thuật Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, Khoa khí – Bộ môn chế tạo máy Cơ sở công nghệ chế tạo máy NXB Khoa học Kỹ thuật GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS,TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ CTM T tập 1,2,3 NXB Khoa học Kỹ thuật 69 ... mặt gia công thép C45 dao tiện thép gió sản xuất Việt Nam làm đề tài nghiên cứu II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý thuyết chế độ cắt ảnh hưởng chế độ cắt tới chất lượng bề mặt Nghiên cứu thực... hệ chế độ cắt hệ số co rút phoi Độ nhám bề mặt Tổng quan độ nhám độ sóng Ảnh hưởng b đến A Ảnh hưởng s đến A Ảnh hưởng v đến A “chung” Ảnh hưởng v đến A Ảnh hưởng  đến A Ảnh hưởng  đến A tiện. .. nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt s, t v đến chiều cao nhấp nhô bề mặt chi tiết Ra, Rz (thép C45) sau gia công dao tiện thép gió (HSS) sản xuất Việt Nam PHẦN TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT, CHẤT LƯỢNG LỚP BỀ