Điều khiển các thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt khi gia công các vật liệu có tính dẻo cao trên máy tiện CNC

Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội -*** nguyễn chí công Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lợng bề mặt gia công vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy luận văn thạc sĩ kỹ thuật công nghệ chế tạo máy ngời hớng dẫn khoa học TS nguyễn Thành Nhân GS.TS Nguyễn Đắc lộc hà nội - 2012 Lí LCH KHOA HC I S lc lý lch: H v tờn: Nguyn Chớ Cụng; Gii tớnh: Nam Sinh ngy, thỏng, nm: 27 - 12 - 1981 nh 4x6 Ni sinh(Tnh mi): Xó Phỳ H, Th xó Phỳ Th, Tnh phỳ Th Quờ quỏn: Th Xng, Thnh ph Bc Giang, Tnh Bc Giang Chc v: Tr lý k thut n v cụng tỏc: Nh mỏy Z121-Tng cc CNQP-B Quc phũng Ch riờng hoc a ch liờn lc: Khu 16, Xó Phỳ H, Th xó Phỳ Th, Tnh Phỳ Th in thoi CQ: 0210.3865.055; in thoi NR: 0210.6568.138; in thoi di ng:0988262656 Fax: 0210.3865.054 E-mail: Nguyenchicong21@gmail.com II Quỏ trỡnh o to: Trung hc chuyờn nghip (hoc cao ng): - H o to(Chớnh quy, ti chc, chuyờn tu) : Thi gian o to: t / n - Trng o to - Ngnh hc: Bng tt nghip t loi: i hc: - H o to(Chớnh quy,ti chc, chuyờn tu) : Chớnh quy Thi gian o to: t /2002 n 4/2007 - Trng o to: Hc vin K thut Quõn s - Ngnh hc: C khớ Bng tt nghip t loi: Khỏ Thc s: - H o to:: Thc s k thut; Thi gian o to: t thỏng 9/2010 n thỏng 4/2012 - Chuyờn ngnh hc: Ch to mỏy - Tờn lun vn: iu khin cỏc thụng s cụng ngh m bo cht lng b mt gia cụng cỏc vt liu cú tớnh cao trờn mỏy tin CNC - Ngi hng dn Khoa hc: HDC: TS Nguyn Thnh Nhõn HDP: GS.TS Nguyn c Lc Trỡnh ngoi ng (Bit ngoi ng gỡ, mc no): Ting Anh - B1 - Khung Chõu u III Quỏ trỡnh cụng tỏc chuyờn mụn k t tt nghip i hc: Thi gian Ni cụng tỏc Cụng vic m nhn Nh mỏy Z121-Tng cc 20/3/2007 n Tr lý k thut CNQP-B Quc phũng IV Cỏc cụng trỡnh khoa hc ó cụng b: Tụi cam oan nhng ni dung vit trờn õy l ỳng s tht Ngy 26 thỏng nm 2012 NGI KHAI Kí TấN Mục lục Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu 11 Chơng - Tổng quan công trình nghiên cứu xác lập quan hệ 16 độ nhám bề mặt với thông số công nghệ Chơng - Khái quát lý thuyết cắt gọt phơng pháp tiện, chất 18 lợng bề mặt yếu tố ảnh hởng đến chất lợng bề mặt 2.1 Một số khái niệm có liên quan đến phơng pháp tiện 18 2.1.1 Các chuyển động trình cắt 19 2.1.2 Các đại lợng thuộc chế độ cắt 20 2.1.3 Thông số hình học dao trạng thái tĩnh 20 2.1.4 Thông số hình học lớp kim loại bị cắt 21 2.2 Quá trình cắt 23 2.3 Khái niệm chất lợng bề mặt phơng pháp xác định 25 2.3.1 Các yếu tố đặc trng cho chất lợng bề mặt 25 2.3.2 Phơng pháp xác định chất lợng bề mặt 25 2.4 Khái niệm độ nhám bề mặt yếu tố ảnh hởng đến độ nhám 26 2.4.1 Khái niệm độ nhám bề mặt 26 2.4.2 Các yếu tố ảnh hởng đến độ nhám bề mặt 28 Chơng - Giới thiệu đặc điểm công nghệ CNC 32 3.1 Độ xác đạt đợc 32 3.2 Các hệ điều khiển số 33 3.2.1 Hệ điều khiển NC (Numerical Control) 33 3.2.2 Hệ điều khiển CNC (Computer Numerical Control) 34 3.2.3 Hệ điều khiển DNC (Direct Numerical Control) 34 lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu luận văn khoa học Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, thông số, kết đo đợc hoàn toàn xác cha đợc công bố công trình nghiên cứu khác Tác giả Nguyễn Chí Công 3.2.4 Hệ điều khiển thích nghi 34 3.3 Kết cấu khả công nghệ máy tiện CNC 35 3.3.1 Đặc điểm kết cấu chung 35 3.3.2 Hệ thống điều khiển trục 37 3.3.3 Hệ thống điều hiển chạy dao 37 3.3.4 Thiết bị gá kẹp chi tiết 40 3.3.5 Hệ thống thay dao 40 Chơng - Tính dẻo vật liệu 43 4.1 Nhôm hợp kim nhôm 43 4.1.1 Các đặc tính nhôm nguyên chất 43 4.1.2 Hợp kim nhôm phân loại 44 4.1.3 Nhôm hợp kim 16 (Dura) 45 4.1.4 Nhôm hợp kim AlMg2 47 4.2 Đồng hợp kim đồng 49 4.2.1 Đặc tính đồng nguyên chất: 49 4.2.2 Hợp kim đồng 50 4.2.3 Hợp kim đồng 62 (Latông) 50 4.2.4 Hợp kim đồng C59-1 (Latông) 51 4.2.5 ứng dụng Latông 52 4.3 Thép không gỉ 52 4.3.1 Thép không gỉ SUS304, SUS201 53 4.3.2 ứng dụng thép không gỉ SUS304, SUS201 54 Chơng - Nội dung phơng pháp thi nghiệm 5.1 Thiết kế thí nghiệm 55 55 5.1.1 Các giả thiết thí nghiệm 55 5.1.2 Điều kiện thực thí nghiệm 55 5.2 Thí nghiệm loại vật liệu 55 5.2.1 Thí nghiệm với hợp kim đồng Latông 62 59 5.2.2 Thí nghiệm với hợp kim đồng Latông C59-1 67 5.2.3 Thí nghiệm với hợp kim nhôm AlMg2 74 5.2.4 Thí nghiệm với hợp kim nhôm 16T 81 5.2.5 Thí nghiệm với thép không gỉ SUS201 88 5.2.6 Thí nghiệm với thép không gỉ SUS304 95 Kết luận kiến nghị 103 Tóm tắt luận văn 104 Tài liệu tham khảo danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Ký hiệu Nội dung Thứ nguyên Vc Vận tốc cắt m/phút Vs Vận tốc tiến dao m/phút Vt Vận tốc tác động m/phút D Đờng kính trung bình bề mặt cần gia công bề mặt gia công n Số vòng quay phôi phút t Chiều sâu cắt Góc nghiêng dao độ (o) Góc trợt độ (o) Góc trớc lỡi dao độ (o) Hệ số ma sát Ra Sai lệch số học trung bình àm Rz Chiều cao nhấp nhô prôfin theo mời điểm àm Độ thắt tỷ đối % Độ dãn dài tơng đối % fd Diện tích cắt d mm2 mm Vòng/phút mm danh mục bảng STT Ký hiệu Nội dung Bảng 3.1 So sánh mức tự động hóa hệ máy công cụ, NC, CNC Bảng 4.1 Thành phần hóa học hợp kim Dura OCT 4784-97 Bảng 4.2 Cơ tính 16 sau ủ, hoá già Bảng 4.3 Thành phần hóa học (theo tiêu chuẩn Nhật JIS G4303-91) Bảng 5.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật máy tiện PLG-42 Bảng 5.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật máy đo độ nhám POCKETSURF Bảng 5.3 Bảng qui hoạch thực nghiệm Latông 62 Bảng 5.4 Bảng kết thực nghiệm đo độ nhám Latông 62 Bảng 5.5 Ma trận thực nghiệm Latông 62 10 Bảng 5.6 Hệ số phơng trình hồi qui hợp kim Latông 62 11 Bảng 5.7 Giá trị phơng sai hợp kim Latông 62 12 Bảng 5.8 Bảng giá trị phơng sai thực nghiệm Latông 62 13 Bảng 5.9 Bảng qui hoạch thực nghiệm Latông C59-1 14 Bảng 5.10 Bảng kết thực nghiệm đo độ nhám Latông C59-1 15 Bảng 5.11 Ma trận thực nghiệm Latông C59-1 16 Bảng 5.12 Hệ số phơng trình hồi qui Latông C59-1 17 Bảng 5.13 Giá trị phơng sai Latông C59-1 18 Bảng 5.14 Bảng kết phơng sai thực nghiệm Latông C59-1 19 Bảng 5.15 Bảng qui hoạch thực nghiệm củaHợp kim nhôm AlMg2 20 Bảng 5.16 Bảng kết thực nghiệm đo độ nhám nhôm AlMg2 21 Bảng 5.17 Ma trận thực nghiệm nhôm AlMg2 22 Bảng 5.18 Hệ số phơng trình hồi qui nhôm AlMg2 23 Bảng 5.19 Giá trị phơng sai nhôm AlMg2 24 Bảng 5.20 Bảng giá trị phơng sai thực nghiệm nhôm AlMg2 25 Bảng 5.21 Bảng qui hoạch thực nghiệm nhôm 16T 26 Bảng 5.22 Bảng kết thực nghiệm đo độ nhám nhôm 16T STT Ký hiệu Nội dung 27 Bảng 5.23 Ma trận thực nghiệm nhôm 16T 28 Bảng 5.24 Hệ số phơng trình hồi qui nhôm 16T 29 Bảng 5.25 Giá trị phơng sai nhôm 16T 30 Bảng 5.26 Bảng giá trị phơng sai thực nghiệm nhôm 16T 31 Bảng 5.27 Bảng qui hoạch thực nghiệm thép không gỉ SUS201 32 Bảng 5.28 Bảng kết thực nghiệm đo độ nhám thép không gỉ SUS201 33 Bảng 5.29 Ma trận thực nghiệm thép không gỉ SUS201 34 Bảng 5.30 Hệ số phơng trình hồi qui thép không gỉ SUS201 35 Bảng 5.31 Giá trị phơng sai thép không gỉ SUS201 36 Bảng 5.32 Bảng giá trị phơng sai thực nghiệm thép không gỉ SUS201 37 Bảng 5.33 Bảng qui hoạch thực nghiệm thép SUS304 38 Bảng 5.34 Bảng kết thực nghiệm đo độ nhám thép SUS304 39 Bảng 5.35 Ma trận thực nghiệm thép không gỉ SUS304 40 Bảng 5.36 Hệ số phơng trình hồi qui thép SUS304 41 Bảng 5.37 Giá trị phơng sai thép không gỉ SUS304 42 Bảng 5.38 Bảng kết phơng sai thực nghiệm thép không gỉ SUS304 danh mục hình STT Ký hiệu Hình 2.1 Nội dung Các bề mặt gia công điển hình máy tiện Hình 2.2 Các hớng chuyển động vận tốc trình tiện Hình 2.3 Các đại lợng thuộc chế độ cắt Hình 2.4 Thông số hình học dao tiện thép gió Hình 2.5 Thông số hình học dao tiện có gắn mảnh hợp kim Hình 2.6 Các phận dao tiện có gắn mảnh hợp kim Hình 2.7 Diện tích cắt tiện tthông số hình học lớp cắt tiện Hình 2.8 Sự hình thành bề mặt chi tiết trình cắt Hình 2.9 Sơ đồ vùng tạo phoi 10 Hình 2.10 Miền tạo phoi ứng với vận tốc cắt khác 11 Hình 2.11 Thay đổi chiều sâu lát cắt đỉnh dao có bán kính cong 12 Hình 2.12 Độ nhám bề mặt chi tiết 13 Hình 2.13 ảnh hởng hình dáng hình học dụng cụ cắt đến độ nhám bề mặt tiện 14 Hình 2.14 ảnh hởng lợng chạy dao đến độ nhấp nhô tế vi Rz 15 Hình 3.1 Cấu trúc máy CNC 16 Hình 3.2 Sơ đồ khắc vạch thớc 17 Hình 3.3 Sơ đồ khắc vạch thớc đo theo gia số 18 Hình 3.4 Đài Revolver 19 Hình 3.5 Kho chứa dụng cụ kiểu xích 20 Hình 3.6 Cơ cấu thay dao 21 Hình 4.1 Giản đồ pha Al-nguyên tố hợp kim 22 Hình 4.2 Giản đồ pha Al - Mg 23 Hình 4.3 ảnh hởng Mg đến tính nhôm 24 Hình 4.4 Giản đồ pha Cu-Zn 25 Hình 4.5 ảnh hởng nhiệt độ đến tính 62 ta12; ta13; ta23 nhỏ tT nên a12; a13; a23 nghĩa Vì phơng trình hồi quy có dạng: y = ao + a1x1 + a2x2 + a3x3 Thay vào phơng trình ta đợc: Y= a1 a a a x a x a x x1 + x2 + x3 + a0 10 20 30 x1 x2 x3 x1 x2 x3 x = x max x1 ln vmax ln vmin - 0,08221 = = 0,111572 a1 = = -0,73687 x1 0,111572 2 x = 0,255909 x max x2 ln S max ln S = = 0,255413 a = = 1,001944 2 x2 0,255413 x = 0,12401 x max x3 ln tmax ln tmin = = 0,346574 a3 = = 0,357818 2 x3 0,346574 Ta đợc: Y = 4,933056 - 0,73687x1 + 1,001944x2 + 0,357818x3 hay Ra = e4,933056.v-0,73687.s1,001944.t0,357818 5.2.5.5 Kiểm định phù hợp mô hình: Để xác định xem phơng trình hồi qui vừa nhận đợc có nghĩa hay không cần tính giá trị hàm: Phơng sai có nghĩa: N s = ( yRatb yi ) N B i =1 ag Bảng 5.32 Bảng kết phơng sai thực nghiệm thép không gỉ SUS201 YRatb Yi (YRatb-Yi)2 -0,653926 -0,852075 0,039263 -0,828585 -1,016504 0,035313 -0,425668 -0,340257 0,007295 -0,610032 -0,5046851 0,011098 -0,727049 -0,6040553 0,0151274 -0,836248 -0,7684834 0,004592 0,1133287 -0,0922364 0,042257 -0,076161 -0,2566645 0,0325814 STT 93 N Tổng (y i =1 Ratb yi ) = 0,0392632 S 2ag = 0,0098158 FP = S ag2 S = 0,0098158 = 2,1915979 0,004479 Chọn mức ý nghĩa = 0,05, với xác suất tin cậy P = 0,95 Theo phụ lục 21 [4] tra bảng Fisher ta đợc FT = 8,89 Nh FP = 2,1915979 < 8,89 = FT nên phơng trình hồi qui hoàn toàn có nghĩa Từ phơng trình hồi quy thực nghiệm Ra = e4,933056.v-0,73687.s1,001944.t0,357818 (àm) ta có nhận xét sau: - s có số mũ dơng lớn nên ảnh hởng đến Ra nhiều theo chiều thuận, nghĩa s tăng Ra tăng - v có số mũ âm nhỏ nên ảnh hởng đến Ra theo chiều nghịch, nghĩa tăng v Ra giảm nhng - t có số mũ dơng nhỏ nên ảnh hởng đến Ra theo chiều thuận, nghĩa tăng t Ra tăng nhng Từ ta đa nhận xét với thép SUS201, để đạt chất lợng bề mặt theo mong muốn ngời làm công nghệ quan tâm đến bớc tiến dao s chủ yếu Dựa vào phơng trình ngời làm công nghệ điều khiển thông số công nghệ chế độ cắt phù hợp để gia công chi tiết đảm bảo chất lợng bề mặt theo mong muốn 94 5.2.6 Thí nghiệm với thép không gỉ SUS304 Vật liệu gia công thép không gỉ SUS304: thành phần hóa học tính nêu chơng Phôi thép không gỉ có kích thớc 16 mm, l=60 mm, độ cứng mẫu: 185 ữ 240 (HV) Hình 5.9 Mẫu thực nghiệm thép không gỉ SUS304 5.2.6.1 Các thông số đầu vào thí nghiệm Qua nghiên cứu tài liệu thép SUS304 khảo sát thực tế tác giả lựa chọn làm thí nghiệm gia công vật liệu thép SUS304 với thông số công nghệ nh sau: vmax = 50 (m/phút); smax = 0,1 (mm/vòng); tmax = (mm) vmin = 40 (m/phút); smin = 0,06 (mm/vòng); tmin = 0,5 (mm) Với thực nghiệm có ba biến đầu vào, làm thí nghiệm với thí nghiệm đỉnh đơn hình ta có bảng qui hoạch sau: Bảng 5.33 Bảng qui hoạch thực nghiệm thép SUS304 STT Biến mã hóa Biến thực nghiệm x1 x2 x3 v(m/ph) s(mm/vg) t(mm) -1 -1 -1 40 0,06 0,5 +1 -1 -1 50 0,06 0,5 -1 +1 -1 40 0,1 0,5 +1 +1 -1 50 0,1 0,5 -1 -1 +1 40 0,06 +1 -1 +1 50 0,06 -1 +1 +1 40 0,1 +1 +1 +1 50 0,1 0 45 0,09 0,75 10 0 45 0,09 0,75 11 0 45 0,09 0,75 95 5.2.6.2 Thực nghiệm đo nhám Với toán đặt điều kiện tác giả lặp lại thí nghiệm lần đo giá trị lấy giá trị trung bình Bảng 5.34 Bảng kết thực nghiệm đo độ nhám thép SUS304 STT Chế độ cắt Kết đo độ nhám bề mặt (àm) v(m/ph) s(mm/vg) t(mm) Ra1 Ra2 Ra3 Ratb 40 0,06 0,5 0,25 0,27 0,31 0,523333 50 0,06 0,5 0,25 0,21 0,27 0,466667 40 0,1 0,5 0,87 0,9 0,97 0,876667 50 0,1 0,5 0,71 0,79 0,81 0,773333 40 0,06 0,3 0,33 0,31 0,696667 50 0,06 0,27 0,29 0,23 0,596667 40 0,1 0,97 0,93 0,91 1,133333 50 0,1 0,87 0,86 0,83 1,023333 5.2.6.3 Tính hệ số phơng trình hồi qui: áp dụng tính chất quy hoạch trực giao cấp ta tính hệ số theo công thức: ao = N N y i =1 i ; = N N x i =1 j yi ; aij = N N x x i =1 i j yi Bảng 5.35 Ma trận thực nghiệm thép SUS304 Thông số đầu vào Stt Ratb x0 x1(v) x2(s) x3(t) x12 x13 x23 1 -1 -1 -1 1 -1 0,523333 1 -1 -1 -1 -1 0,466667 -1 -1 -1 1 0,876667 1 -1 -1 -1 0,773333 -1 -1 1 -1 0,696667 1 -1 -1 -1 0,596667 -1 1 -1 -1 -1 1,133333 1 1 1 1,023333 96 Bảng 5.36 Hệ số phơng trình hồi qui thép SUS304 Ytb (lnRatb) x0.Yj x1.Yj x2.Yj x3.Yj x12.Yj x13.Yj x23.Yj -0,64754 -0,64754 0,6475367 0,6475367 0,6475367 -0,647537 -0,647537 0,647537 -0,76214 -0,76214 0,7621401 0,7621401 0,7621401 -0,76214 -0,76214 0,7621401 -0,13163 -0,13163 0,1316284 -0,1316284 0,1316284 0,1316284 -0,131628 -0,131628 -0,25705 -0,25705 -0,257045 -0,2570451 0,2570451 -0,257045 0,2570451 0,257045 -0,36145 -0,36145 0,3614482 0,3614482 -0,3614482 -0,361448 0,3614482 -0,361448 -0,5164 -0,5164 -0,516397 0,5163967 -0,5163967 0,5163967 -0,516397 0,125163 0,125163 -0,125163 0,1251631 0,1251631 0,023065 0,023065 0,0230653 0,0230653 Hệ số a -0,316 -0,062133 0,2558846 0,516397 -0,125163 -0,125163 -0,125163 0,0230653 0,0230653 0,0230653 0,023065 0,1335917 0,0052547 -0,002128 97 0,007958 Bảng 5.37 Giá trị phơng sai thép không gỉ SUS304 Y1 Y2 (Y1 Ytb)2 (Y2 Ytb)2 (Y3 Ytb)2 (Y j Ytb ) S2 Y3 Ytb 0,6161 0,693 15 0,6348 78 0,6475 37 0,0009 0,0020 83 0,0001 602 0,003223 0,0016 12 0,7550 0,733 97 0,7985 08 0,7621 5,07E- 0,0007 05 94 0,0013 226 0,002166 0,0010 83 0,1984 0,094 31 0,1053 61 0,1316 28 0,0044 0,0013 65 93 0,0006 0,006547 0,0032 74 0,2357 0,274 44 0,2613 65 0,2570 45 0,0004 0,0003 55 02 0,0000 18 0,000775 0,0003 88 0,3424 0,328 0,4155 15 0,3614 48 0,0003 0,0010 59 85 0,0029 233 0,004368 0,4620 0,527 63 0,5621 19 0,5163 97 0,0029 0,0001 55 26 0,0020 905 0,005171 0,0025 86 0,1739 0,104 53 36 0,0953 102 0,1251 631 0,0023 0,0004 33 0,0008 912 0,003704 0,0018 52 0,0295 0,009 59 95 0,0295 588 0,0230 653 0,0000 0,0001 42 72 0,0000 42 0,000256 0,0001 28 0,0021 84 0,0131 07 Tổng 98 Kiểm tra tính đồng thí nghiệm cần xác định G p tỷ số phờng sai lớn tổng phơng sai S2max = 0,003274; S2 = 0,013107 Thay số ta đợc: G p = S max 0,003274 = = 0,249779 S 0,013107 Gp - gọi số Kokrena Theo phụ lục 22 [4] với xác suất tin cậy P = 0,95; N = (N: số thí nghiệm); m = K - 1= (m: số bậc tự do; K = 3: số thí nghiệm song song) ta tìm đợc GT = 0,438 Ta thấy Gp < GT Vậy giả thiết đợc chấp nhận thí nghiệm ổn định 5.2.6.4 Kiểm định hệ số phơng trình hồi quy: Trong phơng trình hồi quy tồn số hệ số nghĩa (có giá trị nhỏ) Để xác định hệ số có nghĩa hay không ta cần tính Phơng sai tái sinh sts2 : s02 = n S = 0,013107 = 0,001638 N i s ai2 = s02 0,001638 = = 0,000068 Sai = 0,008262 N n 8.3 t a1 = t a3 = t a13 = a1 s 0,255885 = 30,96977 0,008262 0,06213 = 7,52001 ; 0,008262 = a 0,133592 0,005254 = 16,16864 ; t a12 = 12 = = 0,635973 0,008262 s 0,008262 a3 s a13 s a2 = = ta2 = s = a 0,002128 0,007958 = 0,25759 ; t a 23 = 23 = = 0,963156 0,008262 0,008262 sai Ta chọn mức độ có nghĩa = 0,05 cho bảng kê Với = 0,05 , số lợng thí nghiệm m = N = tra bảng Student ta đợc tT = 2,365 So sánh: ta1; ta2; ta3 lớn tT nên a1; a2; a3 có nghĩa ta12; ta13; ta23 nhỏ tT nên a12; a13; a23 nghĩa Vì phơng trình hồi quy có dạng: 99 y = ao + a1x1 + a2x2 + a3x3 Thay vào phơng trình ta đợc: Y= a1 a a a x a x a x x1 + x2 + x3 + a0 10 20 30 x1 x2 x3 x1 x2 x3 x = x max x1 ln vmax ln vmin - 0,06213 = = 0,111572 a1 = = -0,55689 x1 0,111572 2 x = 0,255885 x max x2 ln S max ln S = = 0,255413 a = = 1,001847 0,255413 2 x2 x = x max x3 ln tmax ln tmin 0,133592 = = 0,346574 a3 = = 0,385464 2 x3 0,346574 Ta đợc: Y = 4,445184 - 0,55689x1 + 1,001847x2 + 0,385464x3 Ra = e4,445184.v-0,55689.s1,001847.t0,385464 hay 5.2.6.5 Kiểm định phù hợp mô hình: Để xác định xem phơng trình hồi quy vừa nhận đợc có nghĩa hay không cần tính giá trị hàm: Phơng sai có nghĩa: s ag N = ( y Ratb yi ) N B i =1 Bảng 5.38 Bảng kết phơng sai thực nghiệm thép không gỉ SUS304 STT YRatb Yi (YRatb-Yi)2 -0,6949093 -0,6475367 0,0022442 -0,8191759 -0,7621401 0,0032531 -0,1831402 -0,1316284 0,0026535 -0,3074067 -0,2570451 0,0025363 -0,4277258 -0,3614482 0,0043927 -0,5519924 -0,5163967 0,0012671 0,08404329 0,1251631 0,0016908 -0,0402233 0,0230653 0,0040054 Tổng (Y u =1 Ratb Yi ) = 0,0220431; S 2ag = 0,0055108 100 FP = S ag2 S = 0,005510 = 3,3634771 0,001638 Chọn mức ý nghĩa = 0,05, với xác suất tin cậy P = 0,95 Theo phụ lục 21 [4] tra bảng Fisher ta đợc FT = 8,89 Nh FP = 3,3634771 < 8,89 = FT nên phơng trình hồi qui hoàn toàn có nghĩa Từ phơng trình hồi quy thực nghiệm Ra = e4,445184.v-0,55689.s1,001847.t0,385464 (àm) ta có nhận xét sau: - s có số mũ dơng lớn nên ảnh hởng đến Ra nhiều theo chiều thuận, nghĩa s tăng Ra tăng - v có số mũ âm nhỏ nên ảnh hởng đến Ra theo chiều nghịch, nghĩa tăng v Ra giảm nhng - t có số mũ dơng nhỏ nên ảnh hởng đến Ra theo chiều thuận, nghĩa tăng t Ra tăng nhng Từ ta đa nhận xét với thép SUS304, để đạt chất lợng bề mặt theo mong muốn ngời làm công nghệ quan tâm đến bớc tiến dao s chủ yếu Dựa vào phơng trình ngời làm công nghệ điều khiển thông số công nghệ chế độ cắt phù hợp để gia công chi tiết đảm bảo chất lợng bề mặt theo mong muốn Nhận xét chung cho loại vật liệu Kết thực nghiệm gia công hợp kim 62, C59-1, 16T, AlMg2, SUS201, SUS304 máy tiện CNC (PLG-42), dao tiện tiêu chuẩn Kết phơng trình thực nghiệm với vật liệu trên: - Với hợp kim đồng 62 (Latông): Ra = e3,9137.v- 0,04473.s1,629185.t0,052112 (àm) - Với hợp kim đồng C59-1 (Latông): Ra = e4,37686.v- 0,316071.s1,20307.t0,032413 (àm) - Với hợp kim nhôm AlMg2: Ra = e6,29632.v- 0,52672.s1,506426.t0,079447 (àm) - Với hợp kim nhôm 16T (Duyra): Ra = e7,28660.v- 0,77626.s1,665243.t0,119538 (àm) - Với hợp thép không gỉ SUS201: Ra = e4,93305.v- 0,73687.s1,001944.t0,357818 (àm) - Với hợp thép không gỉ SUS304: Ra = e4,44518.v- 0,55689.s1,001847.t0,385464 (àm) ảnh hởng bớc tiến dao s đến Ra lớn nhất, tốc độ cắt v chiều sâu cắt t ảnh hởng hầu nh không đáng kể 101 Tốc độ cắt v chiều sâu cắt t ảnh hởng đến Ra ngợc Thông số bớc tiến dao s ảnh hởng đến Ra hợp kim nhôm nhiều nhất, vật liệu thép không gỉ Vì thép không gỉ có hàm lợng Ni, Cr cao nên độ dẻo, dai thép không gỉ lớn thờng tạo phoi dây, hợp kim đồng hợp kim nhôm không nên tùy tiện chọn bớc tiến s mà phải nghiên cứu khảo sát kỹ, thực tế sản xuất, ngời công nhân thờng phải cắt thử mẫu nhiều lần kiểm tra chất lợng bề mặt trớc sản xuất loạt Tốc độ cắt v ảnh hởng đến Ra hợp kim đồng nhất, hợp kim nhôm thép không gỉ xấp xỉ nh Thép không gỉ hợp kim nhôm có độ dẻo dai lớn hợp kim đồng, tính cắt gọt đồng thờng đơn giản số nhóm hợp kim Chiều sâu cắt t ảnh hởng đến Ra thép không gỉ lớn hợp kim đồng Thép lợng Ni Cr cao, tính đàn hồi tơng đối cao, nên khả biến dạng đàn hồi lớn, khó cắt gọt, gia công với chiều sâu cắt lớn nhanh mòn dao mặt khác cắt với t nhỏ dễ xảy trợt mũi dao cắt nguyên nhân mòn dao, ảnh hởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt Cùng hợp kim đồng Latông thông số bớc tiến dao s ảnh hởng đến Ra 62 lớn C59-1, thông số v, t Do C59-1 có thêm hàm lợng chì nên gia công chế độ công nghệ C59-1 thờng dễ đạt độ bóng Ra nhôm 16T chịu ảnh hởng bớc tiến dao s lớn AlMg2, ảnh hởng v, t Tính dẻo dai 16T thấp AlMg2, gia công nhôm 16T thờng tạo phoi dây nhng AlMg2 Ra thép không gỉ SUS201, SUS304 chịu ảnh hởng thông số công nghệ s, v, t tơng đơng Đối với hai loại thép không gỉ thực tế sản xuất ngời ta thờng phải ủ cải thiện tính trớc cắt gọt 102 Kết luận kiến nghị Kết luận: ảnh hởng đến độ nhám bề mặt có nhiều yếu tố nh đợc trình bầy, song hạn chế luận văn tác giả gói gọn yếu tố thông số công nghệ chế độ cắt, thông số hình học dao tác giả không xét đến dao CNC chế tạo theo tiêu chuẩn Coi rung động trình gia công không đổi suốt trình gia công Trên sở nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, đề tài đa công thức mối quan hệ độ nhám thông số công nghệ Tuy nhiên, cha tự động tối u hoá trình cắt gọt, hạn chế đề tài Để xác định mối quan hệ độ nhám bề mặt thông số công nghệ ta phải tiến hành thực nghiệm cách cho chế độ cắt thay đổi sau đo độ nhám bề mặt ứng với chế độ cắt cụ thể, xử lý số liệu nhận đợc thu đợc hàm hồi qui Để thu đợc hàm hồi quy xác ta phải tiến hành thực nghiệm, tức cho chế độ cắt thay đổi theo nhiều chế độ khác Đề tài: "Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lợng bề mặt gia công vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC"là đề tài mang ý nghĩa thực tế Luận văn sử dụng phơng pháp quy hoạch thực nghiệm để nghiên cứu xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ Kết điều khiển thông số công nghệ để đạt đợc giá trị độ nhám bề mặt chi tiết máy theo yêu cầu Về mặt toán học kết hoàn toàn tin cậy đợc Về mặt thực tiến kết thực nghiệm đợc áp dụng hiệu sản xuất Xí nghiệp Cơ khí Công ty TNHH MTV Hoá chất 21 Tổng cục CNQP Bộ Quốc phòng, chất lợng bề mặt chi tiết máy đợc đảm bảo, xuất tăng lên rõ dệt Kết nghiên cứu đề tài bổ sung vào ngân hàng d liệu Kiến nghị Các kết luận cần đợc kiểm chứng sản xuất trợc khẳng định tính sát thực Cần mở rộng nghiên cứu cho nhiều loại vật liệu khác để áp dụng rộng dãi sản xuất 103 Tóm tắt luận văn Luận văn đợc trình bày bốn chơng với nội dung nh sau: Phần mở đầu: Đã nêu bật lên lý chọn lựa đề tài, lịch sử nghiên cứu, xác định nội dung nghiên cứu, đối tợng phạm vi nghiên cứu, luận điểm đóng góp tác giả phơng pháp nghiên cứu Chơng 1: Tổng quan công trình nghiên cứu Chơng 2: Chất lợng bề mặt chi tiết máy, yếu tố đặc trng, nhân tố ảnh hởng đến chất lợng bề mặt chi tiết máy Từ phân tích tìm nội dung nghiên cứu phù hợp với khuôn khổ luận văn thạc sĩ Chơng 3: Tổng quan công nghệ CNC, tổng quan cấu trúc máy CNC, Hệ điều khiển máy CNC, phần mềm sử dụng ứng dụng CNC ngành công nghiệp chế tạo máy Chơng 4: Nhôm hợp kim nhôm, đồng hợp kim đồng, thép không gỉ, đặc tính, phân loại ứng dụng Chơng 5: Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lợng bề mặt gia công vật liệu nhôm hợp kim nhôm, đồng hợp kim đồng, thép không gỉ máy tiện CNC, thí nghiệm, kết thực nghiệm, xử lý kết để tìm quan hệ toán học độ nhám bề mặt (Ra) thông số công nghệ (v, t, s) Dựa vào quan hệ đa kết luận việc điều chỉnh máy cho gia công đạt suất cao mà đảm bảo chất lợng bề mặt Kết luận: Là phần kết luận chung nêu vấn đề mà luận văn cha làm đợc so với yêu cầu, nh đề cập lại phạm vi nghiên cứu luận văn từ đa hớng nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu thực tế sản xuất 104 a brief of master thesis This thesis embodies five chapters including contents as follows: Preamble: Highlights reasons for choosing, history research, identify where the research object and scope of research, the basic arguments and contribution of the author and research methods Chapter 1: The general about piece of researched Chapter 2: Roughness surface of machining detail, specific elements, Many factors effect to machining detail roughness surface From this analysis it out of the research consistent with the framework of the masters thesis Chapter 3: Overview of CNC technology, overview of the structure of the CNC machines, CNC machine control systems, software and applications used in industry for CNC machine Chapter 4: Aluminium and aluminium alloys, copper and copper alloys, stainless steel, property, classification and application Chapter 5: Control the technological parameters to ensure the surface quality of processing Aluminium and aluminium alloys, copper and copper alloys, stainless steel CNC turning machines, experiment, the exprimental results, treatment results to find the mathematical relationship between surface roughness (Ra) and the technological parameters (v, t, s) Based on that relationship to make conclusions about the adjustment of the machine that worked and still achieve high quality surface Conclusion: The overall conclusion stated that theses issues have yet to be compared with the reqirements, as well as mention the range of dissertation research from which it made further research in order to meet actual requirements of production 105 Tài liệu tham khảo Lê Công Dỡng (2000), Vật liệu học, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch (2004), Công nghệ CNC, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt (2005), Đồ gá khí hóa tự động hóa, Nhà xuất Khoa học kỹ thuât, Hà Nội Trần Văn Địch (2008), Các phơng pháp xác định độ xác gia công, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đắc Lộc (2005), Công nghệ chế tạo máy theo hớng tự động hóa sản xuất, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đắc Lộc (1993), Công nghệ chế tạo máy, Tập 1, 2, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Đắc Lộc (Chủ biên), Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2010), Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Tập 1,2,3, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Erik Oberg, Franklin D Jones, Holbrook L Horton, Henry H Ryffel (2004), Machinery's Handbook 27th Edition, Industrial Press Inc, New York Nguyễn Phơng, Nguyễn Thị Phơng Giang (2005), Cơ sở tự động hóa ngành khí, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10 Trần Đức Quý, Phạm Văn Bổng, Nguyễn Xuân Chung, Nguyễn Văn Thiện, Hoàng Tiến Dũng, Trịnh Văn Long (2008), Giáo trình công nghệ CNC, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 11 Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lờng kiểm tra chế tạo khí, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 12 Nguyễn Viết Tiếp (2002), Nghiên cứu tính gia công vật liệu chế tạo máy ứng dụng nó, Tài liệu nội Đại học Bách Khoa, Hà Nội 106 13 Nguyễn Khắc Xơng (2003), Vật liệu kim loại mầu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 14 Bùi Minh Trí (2003), Mô hình toán kinh tê, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 15 Hà Quang Sáng (2006), Xác lập quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ gia công vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 16 Nguyễn Quốc Tuấn (2007), Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lợng bề mặt chi tiết gia công vật liệu nhôm hợp kim nhôm máy phay CNC, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 107 ... cao máy tiện CNC Lịch sử nghiên cứu Điều khi n thông số công nghệ để đảm bảo chất lợng bề mặt chi tiết gia 12 công thực chất xác lập quan hệ thông số công nghệ (đầu vào), với chất lợng bề mặt. .. nghiên cứu tác giả lựa chọn nghiên cứu đề tài "Điều khi n thông số công nghệ để đảm bảo chất lợng bề mặt gia công vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC" Từ phân tích, đánh giá dự định nội dung... nhám bề mặt với thông số công nghệ gia công vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC" , Luận văn thạc sỹ ĐHBKHN (2006); Lê Văn Toản "Nghiên cứu ảnh hởng thông số công nghệ mài phẳng tới độ nhám bề mặt