Nghiên cứu nhấp nhô bề mặt khi gia công các loại hợp kim nhôm khi tiện bằng dao thép gió sản xuất tại việt nam

LỜI CAM ĐOAN Tên là: Đào Anh Dũng - Mã số: CB101278; Học viên cao học lớp: 10B CTM; Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy; Viện Cơ khí - Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt giúp đỡ PGS.TS Trần Thế Lục, thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp tôi, đến cuối chặng đường để kết thúc khóa học Tôi định chon đề tài ―Nghiên cứu nhấp nhô bề mặt gia công loại hợp kim nhôm tiện dao thép gió sản xuất Việt Nam‖ Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Trần Thế Lục, tài liệu tham khảo có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, không chép hình thức Nếu có vấn đề nội dung luận văn xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Người cam đoan Đào Anh Dũng MỤC LỤC Số Trang LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài II Nội dung nghiên cứu III Đối tượng phạm vi nghiên cứu IV Phương pháp nghiên cứu V Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT GIA CÔNG CƠ KHÍ 10 1.1 Tổng quan công trình nghiên cứu xác lập quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ 10 1.2 Khái niệm độ nhám bề mặt 11 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt 13 1.3.1 Ảnh hưởng yếu tố mang tính chất hình học dụng cụ cắt chế độ cắt tới độ nhám bề mặt 13 1.3.2 Các yếu tố phụ thuộc biến dạng dẻo lớp bề mặt 15 1.3.3 Ảnh hưởng dung động hệ thống công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công 17 1.4 Ảnh hưởng nhám bề mặt tới khả làm việc chi tiết máy 18 1.4.1 Ảnh hưởng đến tính chống mòn 18 1.4.2 Ảnh hưởng đến độ bền mòn chi tiết máy 20 1.4.3 Ảnh hưởng đến tới tính chống ăn mòn hóa học lớp bề mặt chi tiết 21 CHƯƠNG 2: NGHÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT 24 2.1 Các vật liệu dụng cụ thường dùng nghành chế tạo máy 24 2.1.1 Đặc tính chung vật liệu dụng cụ 24 2.1.1.1 Độ cứng 24 2.1.1.2 Độ bền học 24 2.1.1.3 Tính chịu nhiệt 24 2.1.1.4 Tính chịu mòn 25 2.1.1.5 Tính công nghệ 25 2.1.2 Các loại vật liệu dụng cụ 25 2.1.2.1 Thép bon dụng cụ 25 2.1.2.2 Thép hợp kim dụng cụ 26 2.1.2.3 Thép gió 26 2.1.2.4 Hợp kim cứng 29 2.1.2.5 Vật liệu sứ 31 2.1.2.6 Vật liệu tổng hợp 31 2.2 Cơ sở vật lý trình cắt kim loại 32 2.2.1 Cấu tạo tinh thê kim loại 33 2.2.1.1 Cấu tạo nguyên tử 33 2.2.1.2 Liên kết kim loại 33 2.2.1.3 Cấu tạo mạng tinh thê kim loại 34 2.2.2 Sự biến dạng tinh thể 35 2.2.2.1 Biến dạng dẻo đơn tinh thể 36 2.2.2.2 Biến dạng dẻo đa tinh thể 37 2.2.3 Quá trình cắt tạo phoi 39 2.2.4 Các dạng phoi 42 2.2.4.1 Phoi sếp 43 2.2.4.2 Phoi dây 43 2.2.4.3 Phoi vụn 43 2.2.5 Sự co rút phoi cácc yếu tố ảnh hưởng đến hệ số co rút phoi 44 2.2.5.1 Ảnh hưởng vật liệu gia công 45 2.2.5.2 Ảnh hưởng góc cắt δ 46 2.2.5.3 Ảnh hưởng góc nghiêng υ 47 2.2.6 Hiện tượng lẹo dao 49 2.2.7 Kết luận 49 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHẤP NHÔ BỀ MẶT CHI TIẾT SAU GIA CÔNG 55 3.1 Thiết bị thực nghiệm 55 3.1.1 Máy tiện 55 3.1.2 Máy đo độ nhám 56 3.1.3 Máy mài dao 57 3.1.4 Vật liệu làm dao 58 3.1.5 Vật liệu gia công 58 3.2 Trình tự thí nghiệm 59 3.2.1 Thí nghiệm - Ảnh hưởng v, ( t,s = const) 59 3.2.2 Thí nghiệm - Ảnh hưởng s, (t,v = const) 60 3.2.3 Thí nghiệm - Ảnh hưởng t, (s,v = const) 60 3.3 Kết nghiệm 60 3.3.1 Thí nghiệm - Ảnh hưởng v 60 3.3.2 Thí nghiệm - Ảnh hưởng s 60 3.3.3 Thí nghiệm - Ảnh hưởng t 60 3.4 Xây dựng đồ thị 61 3.4.1 Độ thị thí nghiệm cua v 61 3.4.2 Độ thị thí nghiệm cua s 61 3.4.3 Độ thị thí nghiệm cua t 62 3.5 Phân tích kết thực nghiệm phương pháp quy hoạch thực nghiệm 62 3.5.1 Xác định hàm quan hệ độ nhám bước tiến s (mm) 64 3.5.2 Xác định hàm quan hệ độ nhám vận tốc cắt v (m/ph) 65 3.5.3 Xác định hàm quan hệ độ nhám chiều sâu cắt t (mm) 67 3.6 Kết luận 69 * Kết luận trình thí nghiệm 69 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 4.1 Kết luận 70 4.2 Kiến nghị 70 Tài liệu tham khảo 71 Danh mục ký hiệu chữ 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 Tên bảng biểu Bảng.1 Các giá trị Ra,Rz chiều dài chuẩn l ứng với cấp độ nhám bề Trang 13 mặt Bảng.2 Thành phần hóa học số loại thép gió (%) 27 Bảng.3 Công dụng thép gió theo ký hiệu ISO số nước tương ứng 29 Bảng.4 Giá trị hệ số co rút phoi 46 Bảng.5 Thông số máy tiện 56 Bảng.6 Thông số máy đo độ nhám 57 Bảng.7 Thông số máy mài dao 58 Bảng.8 Thông số hình học dao cắt 58 Bảng.9 Thành phần hóa học dao cắt 58 Bảng.10 Thành phần hóa học nhôm 58 Bảng.11 Số liệu thí nghiệm vận tốc 59 Bảng.12 Số liệu thí nghiệm bước tiến 60 Bảng.13 Số liệu thí nghiệm chiều sâu cắt 60 Bảng.14 Kết thí nghiệm vận tốc 60 Bảng.15 Kết thí nghiệm bước tiến 60 Bảng.16 Kết thí nghiệm chiều sâu cắt 60 Bảng.17 Bảng xử lý số liệu bước tiến 64 Bảng.18 Bảng xử lý số liệu vận tốc cắt 66 Bảng.19 Bảng xử lý số liệu bước tiến 68 Danh mục hình vẽ đồ thị Tên hình vẽ Trang H.1 Độ nhám bề mặt 11 H.2 Quan hệ chiều cao nhấp nhô tế vi lượng tiến dao tiện 14 H.3 Biểu thị ảnh hưởng hình dạng hình học chế độ cắt tới độ nhám 15 bề mặt tiện H.4 Ảnh hưởng tốc độ cắt đến chiều cao nhấp nhô tế vi Rz 16 H.5 Ảnh hưởng lượng chạy dao s chiều cao nhấp nhô tế vi Rz 17 H.6 Quá trình mài mòn cặp chi tiết ma sát(tiếp xúc) với 19 H.7 Quan hệ lượng mòn ban đầu (U) sai lệch profin trung bình Ra 20 H.8 Quá trình ăn mòn hóa học lớp bề mặt chi tiết máy 21 H.9 Sơ đồ ram thép gió 28 H.10 Các kiểu mạng tinh thể kim loại 34 H.11 Sơ đồ kéo kim loại, 35 H.12 Sơ đồ hóa miền tạo phoi 39 H.13 Miền tạo phoi ứng với tốc độ cắt khác 41 H.14 Tính góc trượt 41 H.15 Các dạng phoi 42 H.16 Sơ đồ tính toán co rút phoi 46 H.17 a: Ảnh hưởng góc υ đến hệ số co rút phoi; b: Phương thoát phoi lưỡi cắt cong 47 H.18 Quan hệ chế độ cắt hệ số co rút phoi 49 H.19 Dạng lẹo dao 50 H.20 Quan hệ tốc độ cắt chiều cao lẹo dao 51 H.21 Quan hệ độ dẻo vật liệu gia công với chiều cao lẹo dao 52 H.22 Quan hệ chiều dày cắt với tốc độ hình thành chiều cao lẹo dao 52 H.23 Quan hệ góc trước ó với tốc độ hình thành chiều cao lẹo dao 53 H.24 Điều kiện hình thành lẹo dao 54 PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết 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 đề tài ―Nghiên cứu nhấp nhô bề mặt gia công loại hợp kim nhôm tiện dao thép gió sản xuất Việt Nam‖ làm đề tài nghiên cứu II Nội dung nghiên cứu Xuất phát từ đề tài nghiên cứu, luận văn có nội dung sau: - Tổng quan nghiên cứu độ nhám bề mặt - Tổng quan độ nhám bề mặt ảnh hưởng tới khả làm việc máy - Nghiên cứu lý thuyết chế độ cắt ảnh hưởng chế độ cắt tới chất lượng bề mặt - Nghiên cứu thực nghiệm chế độ cắt (v, s, t) 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 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng chế độ công nghệ độ nhám bề mặt Việc nghiên cứu thực nghiệm tiến hành với điều kiện sau: - Máy thực nghiệm: Máy tiện ET Đài loan - Vật liệu gia công hợp kim nhôm Д16 - Vật liệu làm dao mảnh thép gió sản xuất Việt Nam - Đối tượng gia công mặt trụ - Thiết bị đo độ nhấp nhô tế vi bề mặt hãng Mitutoyo, ký hiệu 178–9544E IV Phương pháp nghiên cứu Dùng phương pháp nghiên cứu kết hợp với thực nghiệm - Nghiên cứu lý thuyết để tìm hiểu mối quan hệ yếu tố chế độ cắt với độ nhám bề mặt gia công - Nghiên cứu thực nghiệm chế độ cắt (v, s, t,) 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 V Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học Bằng cách nghiên cứu sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, luận án cần đưa hàm toán học mô tả mối quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt làm sở cho việc tối ưu hóa trình cắt cho nghiên cứu khác chế độ cắt Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu đề tài làm sở cho việc lựa chọn chế độ cắt hợp lý gia công hợp kim nhôm dao thép gió sản xuất Việt Nam để giảm chi phí gia công tăng suất, chất lượng sản phẩm CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT GIA CÔNG CƠ KHÍ 1.1 Tổng quan công trình nghiên cứu xác lập quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ Xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt ( đầu ) với thông số công nghệ ( đầu vào ), giới nghiên cứu từ lâu, kết thực công trình nghiên cứu người ta bảo mật với mục đích thương mại, công bố, báo cáo khoa học đăng tải đưa kết ngiên cứu mang tính định hướng Thực điều khó hiểu đa số Viện nghiên cứu thực đề tài nghiên cứu khoa học theo đơn đặt hàng tập đoàn công nghiệp với tính thương mại hóa Mục đích công trình nghiên cứu tìm công thức tổng quát mối quan hệ độ nhám (Ra) với thông số công nghệ ( v, s, t ) thông qua phương pháp thực nghiệm, gia công loại hợp kim nhôm tiện dao thép gió sản xuất Việt Nam Điểm chung công trình nghiên cứu nhà nghiên cứu khoa học đưa mối quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ thông qua phương trình: Theo Lyre ta có quan hệ độ nhám với thông số công nghệ sau : Ra= CR.sa.vp.tz Trong đề tài nghiên cứu gần đây, có nhiều đề tài trực tiếp nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt, điều chứng tỏ ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công quan trọng Hầu hết công trình nghiên cứu đến kết luận: - Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào tính chất hình học dụng cụ cắt chế độ cắt - Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào biến dạng dẻo lớp bề mặt - Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào độ cứng vững hệ thống công nghệ Từ đánh trên, dự định đề tài nghiên cứu trọng giải 10 Tiêu chuẩn đo ANSII, ISO, VDA Tham số đo Rz, Ra, Rt Hiển thị LCD + Printer Nguồn AC Kích thước hiển thị 307x165x95 (1,2kg) kích thước đầu đo 115x23x26 (0,2kg) Bảng 6: Thông số máy đo độ nhám 3.1.3 Máy mài dao vạn MA 6025 Model MA6025 Khoảng cách đầu đá mài đường chống tâm (mm) 545 Chiều dài chống tâm (mm) 650 Đường kính gia công tối đa (mm) 250 Chiều cao chống tâm (mm) 130 Chiều dài mài tối đa (mm) 270 Hành trình bàn máy tay quay (mm) 400 Góc nghiêng tối đa bàn máy (0) +45 57 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 7: Thông số máy mài dao 3.1.4 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 16x16 30 150 120 450 100 Bảng 8: 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 9: Thành phần hóa học dao cắt 3.1.5.Vật liệu gia công Vật liệu gia công lựa chọn la nhôm Д 16 với thành phần hóa học sau: Nguyên tố hóa học Cu Mg Mn Ti Zr Al Hàm lượng 4,3 1,5 0,6 0,6 0,6 Còn lại Bảng 10: Thành phần hóa học nhôm 58 Tổ chức Д 16 trạng thái cân không cân Pha Trạng thái cân Trạng thái không cân α++S α1+( α +S)+2+S2 α1+( α +S)+( α++S )+2+S2 T0 Giới hạn Nhiệt độ T0=5000C T0 giới hạn 5050C 4950C Độ cứng trung bình: 100 - 110 HB Độ cứng sau tôi: 95 – 110 HB Sau hóa già: 135 – 147 HB b = 50 – 54 kg/mm2 3.2 Trình tự thí nghiệm Chi tiết để thực thí nghiệm tiện sơ thành đoạn ngắn, với thí nghiện thực với mẫu khác có dạng hình vẽ 3.2.1 Thí nghiệm - Ảnh hưởng v, ( t, s = const) Đường kính chi tiết :  30mm, t =1mm; s = 0,094mm/vg Thay đổi giá trị v (thay đổi n), tiến hành gia công đo độ nhám bề mặt chi tiết n 300 400 550 770 1100 V 28,3 37,7 51,8 72,5 103,6 Bảng 11: Số liệu thí nghiệm vận tốc 59 3.2.2 Thí nghiệm - Ảnh hưởng s, (t, n = const) Đường kính chi tiết :  30mm, t =1mm; v  72,5m/ph (n = 770) Thay đổi giá trị s, tiến hành gia công đo độ nhám bề mặt chi tiết S 0,068 0,094 0,117 0,136 0,188 Bảng 12: Số liệu thí nghiệm bước tiến 3.2.3 Thí nghiệm - Ảnh hưởng t, (s, v = const) Đường kính chi tiết :  30mm, s =0,094mm/vg; v  72,5m/ph (n = 770) Thay đổi giá trị t, tiến hành gia công đo độ nhám bề mặt chi tiết t 0,5 1,0 1.5 2,0 2,5 Bảng 13: Số liệu thí nghiệm chiều sâu cắt 3.3 Kết nghiệm 3.3.1 Thí nghiệm - Ảnh hưởng v V 28,3 37,7 51,8 72,5 103,6 Ra Rz 2,203 11,524 2,015 10,493 1.954 9,463 1,741 9,104 1,642 8,743 Bảng 14: Kết thí nghiệm vận tốc 3.3.2 Thí nghiệm - Ảnh hưởng s S 0,068 0,094 0,117 0,136 0,188 Ra 1,397 1,741 2,048 2,947 3,292 Rz 7,742 9,104 9,496 14,657 19,264 Bảng 15: Kết thí nghiệm bước tiến 3.3.3 Thí nghiệm - Ảnh hưởng t t 0,5 1,0 1.5 2,0 2,5 Ra 1,499 1,741 1,839 1,956 2,297 Rz 8,098 9,104 10,274 11,283 12,541 Bảng 16: Kết thí nghiệm chiều sâu cắt 60 3.4 Xây dựng đồ thị 3.4.1 Đồ thị thí nghiệm v V 28,3 37,7 51,8 72,5 103,6 Ra Rz 2,203 11,524 2,015 10,493 1.954 9,463 1,741 9,104 1,642 8,743 Ra 2.5 1.5 0.5 V 28.3 37.7 51.8 72.5 103.6 Hình 25: Biểu đồ quan hệ vận tốc cắt độ nhám Ra (m) 3.4.2 Đồ thị thí nghiệm s S 0,068 0,094 0,117 0,136 0,188 Ra 1,397 1,741 2,048 2,947 3,292 Rz 7,742 9,104 9,496 14,657 19,264 3.5 2.5 1.5 0.5 Ra S 0.068 0.094 0.117 0.136 0.188 Hình 26: Biểu đồ quan hệ bước tiến độ nhám Ra (m) 61 3.4.3.Đồ thị thí nghiệm t t 0,5 1,0 1.5 2,0 2,5 Ra 1,499 1,741 1,839 1,956 2,297 Rz 8,098 9,104 10,274 11,283 12,541 Ra 2.5 1.5 0.5 t 0.5 1.5 2.5 Hình 27 Biểu đồ quan hệ chiều sâu cắt độ nhám Ra (m) 3.5 Phân tích kết thực nghiệm phương pháp quy hoạch thực nghiệm 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 62 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 Sx  a1   xi2  n.x x2  x n Sy  i 1 n 1 rxy  aˆ1 x y  x y Sx Sy y i 1 i  n y n 1 S (aˆ , aˆ1 )  (n  1)S y2 (1  rxy ) Khi tổng dư S( ) gần đến không r xy 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   t (n  m  1,1   S (aˆ ) n  m 1 63 ) Trong : 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 3.5.1 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) 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 -1.16749 -1.02687 -0.93181 -0.86646 -0.72584 -4.71848 -0.9437 y 0.145196 0.240799 0.020361 0.46938 0.51746 1.393196 0.278639 x.y -0.16952 -0.24727 -0.01897 -0.4067 -0.37559 -1.21805 -0.24361 x2 1.363035 1.054466 0.868278 0.750755 0.526847 4.563381 0.912676 Bảng 17: Bảng xử lý số liệu bước tiến 64 y2 0.021082 0.057984 0.000415 0.220318 0.267765 0.567563 0.113513 Áp dụng: y x 2- x x y * a0 = x -( x ) 0, 278639*0,912676  (0,9437) *(0, 24361)  1,104316 0,912676  (0,9437)  a0  x y x y *a1 = x ( x ) -0.24361×-0.9437×0.278639 = 0.078811 0.912676×-0.94372  a1 = n  x 2i - n.( x )2 * Sx= i 1 n-1  SX  4,563381  5*( 0,9437)  0, 027633 1 n  y i2 - n.( y )2 * Sy =  SY  i 1 n-1 0,567563  5*0, 2786392  0, 044841 1 Sx *rxy = a1 S y 0.027633  rxy = 0.078811× 0.044841 = 0.048566 Ta có : a = a0 =logC ; b = a1 = m thay a0 = 1.104316 ta được: logC = 1.104316 C = 101.104316 = 12.714989 * m = 0.078811 Vậy Ra = C.Am  Ra= 12,714989*S0,078811 3.5.2 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: 65 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 ∑ TB 1.451786 1.576341 1.71433 1.860338 2.01536 8.618155 1.723631 0.343014 0.304275 0.290925 0.240799 0.215373 1.394386 0.278877 0.497984 0.479641 0.498741 0.447967 0.434054 2.358387 0.471677 2.107684 2.484852 2.938927 3.460857 4.061675 15.05399 3.010799 0.117659 0.092583 0.084637 0.057984 0.046386 0.399249 0.07985 Bảng 18: Bảng xử lý số liệu vận tốc cắt Áp dụng: y x 2- x x y * a0 = 2 x -( x ) 0,278877  3,010799  1,723631 0,471677  a0   0,667887 3,010799  1,7236312 * a1 =  a1 = x y x y x 2.( x )2 0.471677×1.723631×0.278877 = 0.025347 3.010799×1.7236312 n  x 2i - n.( x )2 * Sx= i 1 n-1 15, 05399  5*1, 7236312  SX   0, 049869 1 66 n  y i2 - n.( y )2 i 1 * Sy = n-1  SY  0,399249  5*0, 278877  0, 002596 1 *rxy = a1 Sx Sy  rxy = 0.025347× 0.049869 = 0.486914 0.002596 Ta có : a = a0 =logC ; b = a1 = m Thay a0 = 0.667887 ta được: logC = 0.667887 = 4.654649  C = 10 *m = 0.025347 Vậy Ra = C.Am 0.667887 Ra= 4,654649*V0,025347 3.5.3 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 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 -0.30103 0.175802 -0.05292 0.090619 0.030906 0.240799 0 0.057984 0.176091 0.264582 0.046591 0.031008 0.070003 0.30103 0.291369 0.087711 0.090619 0.084896 67 0.39794 0.361161 0.14372 0.158356 0.130437 ∑ 0.574031 1.333712 0.2251 0.370602 0.374227 TB 0.114806 0.266742 0.04502 0.07412 0.074845 Bảng19: Bảng xử lý số liệu bước tiến Áp dụng: y x 2- x x y * a0 = a0  x -( x ) 0, 266742*0, 07412  0,114806*0, 04502  0, 23962 0, 07412  0,1148062 x y x y *a1 = x ( x ) 0.04502×0.114806×0.266742 = 1.411217 0.07412×0.1148062  a1 = n  x 2i - n.( x )2 i 1 * Sx= SX  n-1 0,370602  5*0,1148062  0, 076174 1 n  y i2 - n.( y )2 * Sy =  SY  i 1 n-1 0,374227  5*0, 2667422  0, 004617 1 Sx *rxy = a1 S y 0.076174  rxy = 1.411217× 0.004617 = 23.283093 Ta có : a = a0 =logC ; b = a1 = m Thay a0 = 0.23962ta được: logC = 0.23962  C = 100.23962 = 1.73628 * m = 1.411217 Vậy Ra = C.Am Ra = 1,73628*t1,411217 68 3.6 Kết luận Vậy, quan hệ độ nhám với chế độ cắt s, t v thể riêng lẻ theo công thức sau: Ra= 12,714989*S0,078811 (m) Ra= 4,654649*V0,025347 (m) Ra = 1,73628*t1,411217 (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  CR V0,025347.S0,078811.t1,411217 (m) Từ công thức ta có giá trị CR theo quan hệ giá trị sau: + Với Ra = 2,015 m; v = 37,7 v/p; t = 1mm; s = 0,094 mm/s Thay giá trị vào công thức tổng quát ta có: 2,015 = CR 37,7 0,025347.0,094 0,078811.11,411217  CR = 2,21495 + Với Ra = 1,397 m; v = 72,5 v/p; t = mm; s = 0,068 mm/s 1,397 = CR 72,5 0,025347.0,068 0,078811.1 1,411217  CR = 1,54900 + Với Ra = 1,839 m; v = 72,5 v/p; t = 1,5 mm; s = 0,094mm/s 1,839 = CR 72,5 0,025347.0,0940,078811.1,5 1,411217  CR = 1,12164 Với cách tính ta làm với giá trị Ra lại tìm giá trị CR tương ứng *Kết luận 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 yếu tố chế độ cắt t Quan hệ chất lượng bề mặt chi tiết (độ nhấp nhô bề mặt chi tiết) hàm số mũ 69 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Với đề tài ―Nghiên cứu nhấp nhô bề mặt gia công loại hợp kim nhôm tiện dao 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 Nhôm 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 (Nhôm) 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 4.2 Kiến nghị 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 Các kết kết luận kiểm chứng nơi thực nghiêm, áp dụng vào điều kiện sản xuất nơi khác cần kiểm chứng lại trước đưa vào ứng dụng sản xuất Cần mở rộng nghiên cưú cho nhiều loại vật liệu khác để áp dụng rộng rãi thực tế sản xuất Với mong muốn thời gian tới có điều kiện, tác giả nghiên cứu sâu nội dung chuyên đề luận văn 70 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 10 Lê Văn Toản, ‗‗ Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ mài phẳng tới độ nhám bề mặt số vật liệu có tính dẻo cao‘‘ Luận văn thạc sĩ, ĐHBK – HN 11 Nguyễn Doãn Ý, ‗‗Giáo trình quy hoạch thực nghiệm‘‘, NXB Khoa học Kỹ thuật 12 Trần Xuân Việt, Phạm Văn Bổng‗‗Khảo sát thực nghiệm ảnh hưởng thông số công nghệ v, s, t đến lực cắt máy tiện CNC‘‘, Tạp chí khí Việt Nam, số 105 (12/2005) 71 ... nên chọn đề tài Nghiên cứu nhấp nhô bề mặt gia công loại hợp kim nhôm tiện dao thép gió sản xuất Việt Nam làm đề tài nghiên cứu II Nội dung nghiên cứu Xuất phát từ đề tài nghiên cứu, luận văn... nghiệm: Máy tiện ET Đài loan - Vật liệu gia công hợp kim nhôm Д16 - Vật liệu làm dao mảnh thép gió sản xuất Việt Nam - Đối tượng gia công mặt trụ - Thiết bị đo độ nhấp nhô tế vi bề mặt hãng Mitutoyo,... công trình nghiên cứu tìm công thức tổng quát mối quan hệ độ nhám (Ra) với thông số công nghệ ( v, s, t ) thông qua phương pháp thực nghiệm, gia công loại hợp kim nhôm tiện dao thép gió sản xuất