Nghiên cứu sự ảnh hưởng của góc sau, chiều sâu cắt, tốc độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi tiện trơn gang trên máy tiện EER1330

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT BỘ GIÁO DỤC & ĐÀOTẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ HỒNG THANH NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC SAU, CHIỀU SÂU CẮT, TỐC ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TRƠN GANG TRÊN MÁY TIỆN EER1330 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT BỘ GIÁO DỤC & ĐÀOTẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ HỒNG THANH NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC SAU, CHIỀU SÂU CẮT, TỐC ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TRƠN GANG TRÊN MÁY TIỆN EER1330 Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nông lâm nghiệp Mã số: 60 52 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LÊ TẤN QUỲNH HÀ NỘI - 2012 i LỜI CẢM ƠN Sau sáu tháng làm việc khẩn trương với tinh thần trách nhiệm cao cộng với quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Lê Tấn Quỳnh dẫn tập thể, cá nhân hoàn thành luận văn tốt nghiệp Nhân dịp này, cho phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Lê Tấn Quỳnh dành nhiều thời gian bảo tận tình cung cấp nhiều tài liệu có giá trị Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Sau đại học, Trung tâm thí nghiệm, thực hành Khoa Cơ điện Công trình trường Đại học Lâm nghiệp, Trường Cao đẳng nghề LILAMA tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài Xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ trình thực đề tài Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Những kết luận văn tính toán xác, trung thực chưa có tác giả công bố Những nội dung tham khảo, trích dẫn luận văn dẫn nguồn gốc Hà Nội, tháng năm 2012 Tác giả Lê Hồng Thanh ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng ivi Danh mục hình vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sử dụng nghiên cứu máy tiện giới 1.2 Tình hình sử dụng nghiên cứu máy tiện nước ta 10 Chương 19 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 2.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 19 2.3 Nội dung nghiên cứu 19 2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 19 2.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm 19 2.4 Phương pháp nghiên cứu 20 2.5 Nội dung phương pháp qui hoạch thực nghiệm 20 2.5.1 Thí nghiệm thăm dò 20 2.5.2 Thực nghiệm đơn yếu tố 23 2.5.3 Thực nghiệm đa yếu tố 27 2.5.4 Xác định giá trị hợp lý 35 Chương 38 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 38 iii 3.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy tiện EER 1330 38 3.1.1 Cấu tạo 38 3.1.2 Nguyên lý hoạt động 38 3.2 Chi phí lượng riêng 40 3.3 Ảnh hưởng yếu tố đến lực cắt tiện 42 3.4 Độ nhám bề mặt gia công 45 Chương 48 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 48 4.1 Chuẩn bị thực nghiệm 48 4.2 Kết thí nghiệm thăm dò 48 4.3 Kết thí nghiệm đơn yếu tố 51 4.3.1 Ảnh hưởng góc cắt sau tới chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt 51 4.3.2 Ảnh hưởng chiều sâu cắt tới chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt gia công 53 4.3.3 Ảnh hưởng tốc độ cắt tới chi phí lượng riêng 56 4.4 Kết nghiên cứu đa yếu tố 59 4.4.1 Chọn vùng khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng 59 4.4.2 Xác lập ma trận thí nghiệm 59 4.4.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận Harley 60 4.2.4 Xác định mô hình toán thực phép tính kiểm tra 60 4.2.5 Chuyển phương trình hồi quy hàm mục tiêu dạng thực63 4.2.6 Xác định giá trị tối ưu thông số v, u  63 4.5 Các trị số công nghệ hợp lý tiện trơn gang máy tiện EER1330 64 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 65 Kết luận 65 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên Nr Chi phí lượng riêng Nđ Công suất chi phí động T Thời gian làm việc để thực khối lượng Đơn vị kWh/m3 kW h công việc M M Khối lượng công việc thực thời gian T m3 Nc Công suất máy kW ηm Hiệu suất máy Kt Hệ số tải cho phép Pz Lực tiếp tuyến N Py Lực hướng kính N Px Lực chạy dao N Vz Tốc độ cắt m/p Vx Tốc độ chạy dao m/p Cp Hệ số phụ thuộc tính chất vật liệu gia công Cv Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công Ra Sai lệch trung bình số học profin Rz Chiều cao nhấp nhô trung bình profin v Tốc độ cắt s Lượng ăn dao mm/v t Chiều sâu cắt Mm hz Mức độ mòn mặt sau dao cắt φ Góc nghiêng Độ φ1 Góc nghiêng phụ Độ ε Góc mũi dao Độ γ Góc trước Độ m/p v α Góc sau Độ δ Góc cắt Độ β Góc sắc Độ c Số lượng nhóm K Khoảng chia nhóm a Số tổ chia n Số lần thí nghiệm k Cự ly tổ xmax, Trị số thu thập lớn nhất, bé đại lượng nghiên cứu S S% Sai tiêu chuẩn Hệ số biến động R Phạm vi biến động Sk Độ lệch Ex Độ nhọn l Số tổ hợp m Số lần lặp ∆% Y Sai số tương đối Giá trị trung bình đại lượng nghiên cứu Gtt Tính đồng theo tiêu chuẩn Kohren S2max Phương sai lớn N thí nghiệm F Giá trị tính toán theo tiêu chuẩn Fisher N Tổng số thí nghiệm e Khoảng biến thiên R Hệ số đơn định T Giá trị chuẩn Student vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Mã hoá yếu tố ảnh hưởng 29 2.2 Ma trận thí nghiệm theo kế hoạch Hartley 30 3.1 Một số thông số kỹ thuật máy tiện EER-1330 39 4.1 Tổng hợp kết phân bố thực nghiệm 49 4.2 Các đặc trưng phân bố thực nghiệm 49 4.3 Tổng hợp kết phân bố thực nghiệm 50 4.4 Các đặc trưng phân bố thực nghiệm 50 4.5 Kết thí nghiệm ảnh hưởng góc cắt 45 4.6 Kết thí nghiệm ảnh hưởng chiều sâu cắt 54 4.7 Kết thí nghiệm ảnh hưởng tốc độ cắt 56 4.8 Giá trị mã hoá X1, X2, X3 59 4.9 Ma trận thí nghiệm Hartley 60 4.10 Tổng hợp giá trị xử lý hàm Nr 61 4.11 Tổng hợp giá trị xử lý hàm Ra 62 vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Mô hình máy tiện gỗ loài người 1.2 Mô hình máy tiện đạp chân 1.3 Máy tiện mã hiệu IZ250ITV01 1.4 Máy tiện mã hiệu TNA 400 1.5 Máy tiện CNC CTX600E 1.6 Máy tiện mã hiệuTAC510 1.7 Máy tiện mã hiệuTMM200 1.8 Máy tiện mã hiệuYCL1440 1.9 Máy tiện STANKO 1100/5000 11 1.10 Máy tiện TONGIL TIPL 4SP 12 1.11 Máy tiện FM 1330 12 1.12 Máy tiện T616 13 1.13 Máy tiện vạn Việt chuẩn 5m5 13 1.14 Máy tiện CNC GENOS L200H 14 1.15 Máy tiện CNC CRL-1640 15 3.1 Cấu tạo máy tiện EER-1330 38 3.2 Các thành phần lực cắt tiện 41 3.3 Ảnh hưởng góc  đến lực Px, Py, Pz 43 3.4 Ảnh hưởng góc  đến thành phần lực căt Px Py 44 3.5 Ảnh hưởng bán kính đỉnh dao đến thành phần lực cắt 44 4.1 Đồ thị ảnh hưởng góc cắt sau đến chi phí lượng riêng 52 4.2 Đồ thị ảnh hưởng góc cắt sau đến độ nhám bề mặt gia công 53 4.3 Đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt đến chi phí lượng riêng 55 4.4 Đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt gia công 56 4.5 Đồ thị ảnh hưởng tốc độ cắt đến chi phí lượng riêng 57 4.6 Đồ thị ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt 58 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành khí chế tạo ngành quan trọng tạo loại máy móc, thiết bị sản phẩm phục vụ đời sống văn hóa xã hội Trình độ phát triển ngành chế tạo máy có tác dụng lớn đến phát triển nhiều ngành khác định suất lao động sản xuất xã hội nói chung Chế tạo máy phát triển Anh nước Tây Âu, sau Mỹ vào kỷ XVIII Trong chế tạo máy, gia công kim loại cắt gọt sử dụng rộng rãi Tiện phương pháp gia công kim loại cắt gọt phổ biến ngành khí chế tạo máy Trong nhà máy khí, máy tiện chiếm số lượng lớn nhất, khoảng 30% đến 40% Trên giới, nước phát triển, phương pháp gia công cắt gọt có vai trò quan trọng công việc gia công khí Ngày nay, Khoa học - Công nghệ phát triển thiết bị gia công cắt gọt thường làm việc với trợ giúp người máy (Robot) hệ thống điều khiển tự động Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ đảm bảo cho người máy máy cắt làm việc theo chương trình chế độ cắt hợp lý xác định trước Năm 2003, nước ta Thủ tướng phủ phê duyệt Chiến lược phát triển ngành khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn tới 2020 Trong có chiến lược phát triển máy công cụ như: Ưu tiên phát triển ngành chế tạo máy công cụ nhằm đáp ứng nhu cầu ngành công nghiệp, nghiên cứu thiết kế, chế tạo mẫu máy đại (ứng dụng công nghệ PLC, CNC) thiết bị gia công đặc biệt Gia công kim loại cắt gọt lĩnh vực quan trọng thiếu mà gia công phương pháp tiện chiếm tỷ trọng lớn Trong Việt Nam sản xuất số loại máy tiện T613, T616, T630,T6M16, T18A lại nhập máy tiện từ nước với số lượng lớn nhiều chủng loại khác 56 Từ kết xử lý bảng 4.6, ta xây dựng đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt gia công: Hình 4.4 Đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt gia công 4.3.3 Ảnh hưởng tốc độ cắt tới chi phí lượng riêng Kết thí nghiệm thể bảng 4.7 Bảng 4.7 Kết thí nghiệm ảnh hưởng tốc độ cắt STT v (m/p) 320 320 320 740 740 740 1160 1160 1160 1580 1580 1580 2000 2000 2000 Nr (Wh/m3) 13.05 12.78 14.01 10.15 10.35 10.87 8.14 8.44 10.20 8.59 8.41 8.19 8.03 8.34 8.24 Ra (μm) 2.016 2.344 2.513 2.353 2.323 2.317 2.196 2.257 2.363 1.969 1.731 2.001 1.330 0.989 0.947 t (s) 63.60 64.20 63.80 43.30 42.70 43.50 27.40 27.60 27.20 17.50 17.40 17.43 11.00 11.20 11.31 v (cm3) 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 0.620 57 + Chi phí lượng riêng - Tính đồng phương sai kiểm tra theo Kohren: Gtt = 0,6660 < Gb = 0,7885 Phương sai thí nghiệm coi đồng - Kiểm tra mức độ ảnh hưởng yếu tố đầu vào theo Fisher: S 2y = 0,37195; S e2 = 0,04674; Ftt= 7,96 > Fb= 4,1 Như vậy, ảnh hưởng tốc độ cắt đến Nr đáng kể - Xác định mô hình thực nghiệm đơn yếu tố Từ số liệu thí nghiệm xác định phương trình tương quan: Nr = 15,74 - 0,0088.v - 2,53.10-6.v2 (4.5) - Kiểm tra tính tương thích mô hình Ftt = 1,257 < Fb = 4,1 Hai mô hình tương thích Từ kết xử lý bảng 4.7, ta xây dựng đồ thị ảnh hưởng tốc độ cắt đến chi phí lượng riêng: v(m/p) Hình 4.5 Đồ thị ảnh hưởng tốc độ cắt đến chi phí lượng riêng 58 + Độ nhám bề mặt gia công - Tính đồng phương sai kiểm tra theo Kohren: Gtt = 0,4653 < Gb = 0,7885 Phương sai thí nghiệm coi đồng - Kiểm tra mức độ ảnh hưởng yếu tố đầu vào theo Fisher: S 2y = 0,2745; S e2 = 0,00587; Ftt = 4,676 > Fb= 4,1 Như vậy, ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến Ra đáng kể - Xác định mô hình thực nghiệm đơn yếu tố Từ số liệu thí nghiệm xác định phương trình tương quan: Ra= 1,95 + 0,0012 v - 0,82.10-6 v2 (4.6) - Kiểm tra tính tương thích mô hình Ftt= 2,137 < Fb= 4,1 Mô hình tương thích Từ kết xử lý bảng 4.7, ta xây dựng đồ thị ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công: v(m/p) Hình 4.6 Đồ thị ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt 59 4.4 Kết nghiên cứu đa yếu tố Kết thực nghiệm đơn yếu tố cho khảng định rằng: ảnh hưởng góc cắt sau, chiều sâu cắt tốc độ cắt đến hai hàm mục tiêu chi phí lượng độ nhám bề mặt hàm phi tuyến Theo [7], không tiến hành quy hoạch thực nghiệm bậc mà thực quy hoạch thực nghiệm bậc hai theo phương án Hartley Các bước tiến hành sau: 4.4.1 Chọn vùng khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng Từ giá trị thực nghiệm đơn yếu tố, tổng hợp kết nghiên cứu trình bày mục 3.5.2, xác định giá trị lớn giá trị nhỏ yếu tố đầu vào Sử dụng công thức (2.26) xác định giá trị X1, X2, X3 dạng mã thông số góc cắt sau, chiều sâu cắt h, tốc độ cắt v Kết ghi bảng 4.8 Bảng 4.8 Giá trị mã hoá X1, X2, X3 Các yếu tố Mã hoá Mức biến thiên X1 X2 X3 α(độ) t(mm) v(vòng/phút) Mức +1 0,7 2000 Mức sở 0,5 1160 Mức -1 0,3 320 Khoảng biến thiên 0,2 840 4.4.2 Xác lập ma trận thí nghiệm Ma trận thí nghiệm Hartley xếp bảng 4.9 60 Bảng 4.9 Ma trận thí nghiệm Hartley STT 10 11 12 13 14 15 16 17 X1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 -1 0 0 0 X2 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 0 +1 -1 0 0 X3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 0 0 +1 -1 0 4.4.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận Harley Kết thí nghiệm ghi phụ biểu Trong trình thí nghiệm, số liệu bất thường phải kiểm tra xem xét không đủ độ tin cậy kiểm tra tiến hành lại 4.2.4 Xác định mô hình toán thực phép tính kiểm tra - Hàm chi phí lượng riêng Nr : Tiêu chuẩn Kohren Gtt = 0,3105 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb = 0,376 Gtt < Gb tính đồng phương sai đạt tiêu chuẩn Hàm Nr có dạng: Y1 = 13,022 - 1,045X1 + 5,462X12 - 11,116X2 - 0,686X2X1 + 2,864X22 15,095X3 + 0,282X3X1 + 10,362X3X2 + 5,201X32 (4.7) 61 + Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số: sử dụng tiêu chuẩn Student, hệ số có nghĩa ttt > tb Giá trị tb  = 0,05;  = N.(n-1) = 34 tb = 2,02 Để tiện cho việc tìm giá trị tối ưu, định không bỏ hệ số + Kiểm tra tính tương thích mô hình Ftt = 2,024 < Fb = 3,07 Vậy mô hình ta chọn tương thích Bảng 4.10 Tổng hợp giá trị xử lý hàm Nr STT Y1 Y2 Y3 Ytb Y_ Yost Sj 73.956 73.157 66.572 71.228 63.763 -7.467 16.447 75.552 73.045 70.279 72.959 62.481 -10.479 6.494 30.766 28.332 25.997 28.365 22.180 -6.187 5.689 23.392 18.413 20.137 20.647 18.153 -2.494 6.393 7.553 10.837 9.957 9.449 12.284 2.834 2.901 6.000 5.835 4.981 5.605 12.131 6.527 0.299 1.428 1.312 1.255 1.332 12.150 10.820 0.008 1.424 1.504 1.407 1.445 9.251 7.808 0.002 18.603 19.003 18.805 18.803 17.439 -1.361 0.040 10 10.187 10.024 3.016 0.036 11 13.976 15.581 14.593 14.717 4.770 -9.946 0.652 12 17.879 17.429 19.944 18.417 27.002 8.585 1.791 13 30.201 30.806 32.237 31.081 3.128 -27.989 1.072 14 8.170 33.318 26.628 1.772 15 11.954 12.308 15.097 13.120 13.022 -0.098 2.973 16 11.954 12.308 15.097 13.120 13.022 -0.098 2.973 17 11.954 12.308 15.097 13.120 13.022 -0.098 2.973 5.592 9.806 6.314 10.005 13.022 6.692 + Kiểm tra khả làm việc mô hình: R2 1 m.( N  K* ).S2  N.(m  1).Se2 m yˆ  y  N.(m  1).S N u 1 2 e ; 62 N = 17; K* = 10; m=3; Se2 = 6,3053; S2 = 3,1159; Y =20,595 Vậy R2 =0,83> 0,75 mô hình coi hữu ích sử dụng [6] - Hàm độ nhám bề mặt gia công: Tiêu chuẩn Kohren Gtt = 0,2089 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb = 0,376 Gtt < Gb tính đồng phương sai đạt tiêu chuẩn Hàm Ra có dạng: Y2 = 2,221 + 0,465X1 - 0,351X12 + 0,232X2 – 0,069X2X1 + 0,551X22 0,478X3 – 0,192X3X1 – 0,015X3X2 – 0,491X32 (4.8) + Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số: sử dụng tiêu chuẩn Student, hệ số có nghĩa ttt > tb Giá trị tb  = 0,05;  = N.(n-1) = 34, tb = 2,02 Để tiện cho việc tìm giá trị tối ưu, định không bỏ hệ số + Kiểm tra tính tương thích mô hình Ftt = 2,9998 < Fb = 3,07 Vậy mô hình ta chọn tương thích Bảng 4.11 Tổng hợp giá trị xử lý hàm Ra STT 10 11 12 13 14 15 16 17 Y1 1.512 3.429 1.935 3.273 1.151 1.808 1.204 2.063 2.363 1.578 3.687 1.653 1.33 2.016 2.196 2.196 2.196 Y2 1.431 3.392 1.909 3.009 1.162 1.734 1.214 1.873 2.298 1.319 3.749 1.92 0.989 2.344 2.257 2.257 2.257 Y3 1.452 3.411 1.926 3.342 1.17 1.81 1.185 1.855 2.328 1.687 3.617 1.765 0.947 2.513 2.363 2.363 2.363 Ytb 1.465 3.411 1.923 3.208 1.161 1.784 1.201 1.930 2.330 1.528 3.684 1.779 1.089 2.291 2.272 2.272 2.272 Y_ 1.427 3.112 2.055 3.461 0.888 1.635 1.477 1.946 2.503 1.426 3.001 2.531 1.211 2.238 2.227 2.227 2.227 Yost -0.036 -0.298 0.131 0.255 -0.272 -0.149 0.281 0.019 0.173 -0.104 -0.686 0.755 0.121 -0.052 -0.046 -0.046 -0.046 Sj 0.002 0.000 0.000 0.030 0.000 0.002 0.000 0.013 0.001 0.036 0.004 0.018 0.044 0.062 0.007 0.007 0.007 63 + Kiểm tra khả làm việc mô hình: R 1 m.( N  K* ).S2  N.(m  1).Se2 m yˆ  y  N.(m  1).S N u 1 ; e N = 17; K* = 10; m=3; Se2 = 0,62221; S2 = 0,23723; Y = 2,094 Vậy R2 =0,79> 0,75 mô hình coi hữu ích sử dụng [6] 4.2.5 Chuyển phương trình hồi quy hàm mục tiêu dạng thực Trên sở thay giá trị mã hoá: xi = (Xi - X0i)/ei vào phương trình hồi quy (4.1 4.2); Như ta có: X1 = (α- 6)/2 = 0,5α - 3; X2 = (t- 0,5)/0,2 = 5t – 2,5; (4.9) X3 = (v- 1160)/840 = 1,19.10-3v – 1,38 Thay ký hiệu X1 α, X2 h, X3 v Sau giản ước ta : Hàm chi phí lượng riêng Nr theo phương trình (4.1): Nr ≡ Y1 = 107,7 + 1,15.α2 + 0,6.α - 1,72.α.t - 173,6.t + 71,6.t2 - 0,07.v + 0,17.10-3.v.α + 61,68.10-3.v.t + 7,37.10-6.v2 (4.10) Hàm chất lượng mạch xẻ theo phương trình (3.2): Ra ≡ Y2 = 2,553 – 0,088.α2 + 0,354.α + 5,88.t +13,77.t2 – 0,173.t.α 0,5.10-3.v – 0,114.10-3.α.v - 0,009.10-3.v.t - 0,7.10-6.v2 (4.11) 4.2.6 Xác định giá trị tối ưu thông số v, u  Để xác định thông số tối ưu, đề tài lựa chọn phương pháp nhân tử Lagranger Trong hàm mục tiêu hàm chi phí lượng riêng Ta có phiếm hàm: F(X, λ)=Y1+λ(Y2-ε ) =13,022 - 1,045X1 + 5,462X12 - 11,116X2 - 0,686X2X1 + 2,864X22 15,095X3 + 0,282X3X1 + 10,362X3X2 + 5,201X32 + λ(1,274 + 0,465X1 0,351X12 + 0,232X2 – 0,069X2X1 + 0,551X22 -0,478X3 – 0,192X3X1 – 64 0,015X3X2 – 0,491X32) (4.12) Với ε=0,947 (Ra = Ramin=0,947μm) Giải hệ phương trình  F  X    F  X    F  0  X   F    (4.12) Ta được: X1=0,779; X2=-0,062; X3=0,815; λ=6,88 Thay X1, X2, X3 vào phương trình 4.9 ta được: α=7,56 (độ); t=0,49 (mm); v=1844,6 (v/p), thay φ, t v vào phương trình 4.10 4.11 ta được: Nr=7,064 (Wh/m3); Ra=1,525 (μm) 4.5 Các trị số công nghệ hợp lý tiện trơn gang máy tiện EER1330 Sau xác định thông số hợp lý, tiến hành chạy máy với thông số góc cắt sau α=8 độ; chiều sâu cắt t=0,5 mm tốc độ cắt v=2000 v/p Thực 30 lần phay thu kết sau: Chi phí lượng riêng Nr=6,718 (Wh/m3) độ nhám bề mặt Ra=1,566 (μm) Sai số: 7,064  6,718 1,566  1,525 100  4,9% ; 100  2,7% 7,064 1,525 Vậy sai số không đáng kể 65 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ Kết luận Được giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo TS Lê Tấn Quỳnh ThS Phạm Văn Lý giúp đỡ các đồng sự, thực đầy đủ nội dung nghiên cứu phê duyệt thực mục tiêu đề đề tài nghiên cứu Sau thực xong đề tài, có số kết luận sau: Chi phí lượng riêng Nr chất lượng (độ nhám) bề mặt gia công Ra tiện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: + Nhóm yếu tố thuộc máy : - Vận tốc cắt; - Lượng chạy dao; - Chiều sâu cắt; + Vật liệu gia công + Nhóm nhóm yếu tố thuộc dao cắt: - Góc độ dao; - Bán kính đỉnh dao; - Mức độ mòn mặt sau dao Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng ba thông số góc cắt sau, chiều sâu cắt tốc độ cắt đến Chi phí lượng riêng Nr độ nhám bề mặt gia công Ra Bằng thí nghiệm đơn yếu tố, đề tài xác định quy luật ảnh hưởng yếu tố đến chi phí lượng độ nhám bề mặt thông qua phương trình toán học đồ thị tương quan, cụ thể là: - Ảnh hưởng góc cắt sau: Nr = 13,226 - 1,52 α + 0,12 α2 66 Ra = 0,204 + 0,402 α - 0,017 α2 - Ảnh hưởng chiều sâu cắt: Nr = 27,12 – 70,05.t + 64,33.t2 Ra = 3,007 - 7,684 t + 12,279 t2 - Ảnh hưởng tốc độ cắt: Nr = 15,74 - 0,0088.v - 2,53.10-6.v2 Ra= 1,95 + 0,0012 v - 0,82.10-6 v2 Bằng thí nghiệm đa yêu tố, Luận văn xác định quy luật ảnh hưởng đồng thời yếu tố đến chi phí lượng riêng Nr, độ nhám bề mặt gia công Ra dạng hàm số dạng thực, cụ thể sau: Y1 = 13,022 - 1,045X1 + 5,462X12 - 11,116X2 - 0,686X2X1 + 2,864X22 15,095X3 + 0,282X3X1 + 10,362X3X2 + 5,201X32 Y2 = 2,221 + 0,465X1 - 0,351X12 + 0,232X2 – 0,069X2X1 + 0,551X22 0,478X3 – 0,192X3X1 – 0,015X3X2 – 0,491X32 Nr ≡ Y1 = 107,7 + 1,15.α2 + 0,6.α - 1,72.α.t - 173,6.t + 71,6.t2 - 0,07.v + 0,17.10-3.v.α + 61,68.10-3.v.t + 7,37.10-6.v2 Ra ≡ Y2 = 2,553 – 0,088.α2 + 0,354.α + 5,88.t +13,77.t2 – 0,173.t.α 0,5.10-3.v – 0,114.10-3.α.v - 0,009.10-3.v.t - 0,7.10-6.v2 Đề tài xác định trị số hợp lý góc cắt sau, chiều sâu cắt tốc độ cắt, tiến hành thực nghiệm máy tiện cho thấy sai lệch tính toán lý thuyết với thực nghiệm không đáng kể, cụ thể là: α=7,56 (độ); t=0,49 (mm); v=1844,6 (v/p), Nr=7,064 (Wh/m3); Ra=1,525 (μm) Chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt chạy máy với giá trị hợp lý yếu tố ảnh hưởng Nr=6,718 (Wh/m3); Ra=1,566 (μm) Sai số tính toán với thực nghiệm 4,9% 2,7% 67 Kiến nghị Từ kết đạt điểm tồn trình nghiên cứu, Đề tài đề xuất số kiến nghị sau: Cần tiếp tục nghiên cứu cách tổng thể phụ thuộc chi phí lượng riêng Nr độ nhám bề mặt gia công Ra vào yếu tố ảnh hưởng khác để có kết toàn diện hơn; Phương pháp nghiên cứu đề tài dùng làm tài liệu tham khảo để nghiên cứu đề tài tương tự khác; Kết đề tài dùng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu tiếp theo, cho sản xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Vũ An (1992), Tối ưu hoá chế độ cắt, Luận văn thạc sỹ, Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Bỉ (2004), "Về việc giải toán tối ưu công nghiệp rừng", Tạp chí Nông nghiệp phát triển nông thôn 2, pp 266-268 Đinh Minh Diệm (2003), Kỹ thuật khí, Đại học Đà Nẵng-Trường đại học kỹ thuật Trần Văn Địch (2008), Công nghệ chế tạo máy, Nxb Khoa học kỹ thuật, Trần Văn Địch (2009), Nguyên lý cắt kim loại, Nxb Khoa học kỹ thuật Trần Ngọc Giang (2008), Nghiên cứu mối quan hệ mòn tuổi bền dao gắn mảnh PCBN theo chế độ cắt tiện thép 9XC qua tôi, Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, Nxb Nông Nghiệp Lê Xuân Lâm (1995), Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt đến chất lượng gia công tiện luận văn thạc sỹ, Đại học bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Hoàng Minh Phúc (2008), Xác định trường nhiệt độ dụng cụ PCBN tiện cứng trực giao , Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 10 Ngô Ngọc Tân (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng thép X12M qua đến chất lượng bề mặt mòn dụng cụ tiện cứng, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên 11 Phạm Tài Thắng (2005), Nghiên cứu lượng tiêu hao tiện thép C45 dụng cụ phủ Titan, Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh 12 Nguyễn Trọng Anh Tuấn (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt nhám bề mặt tiện cứng thép 9XC, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 13 Hoàng Xuân Tứ (2009), Ảnh hưởng bôi trơn tối thiểu ( MQL) đến mòn dụng cụ cắt nhám bề mặt tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 14 Nguyễn Việt Tiệp (2004), Giáo trình máy tiện gia công máy tiện, Nxb Giáo dục, Hà Nội 15 Nguyễn Thị Thanh Vân (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc cắt tới chế mòn dụng cụ PCBN sử dụng tiện tinh thép 9XC qua tôi, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 16 Hà Văn Vui, Nguyễn Chỉ Sáng, Phạm Đăng Phong (2006), Sổ tay thiết kế có khí tập 1, Nxb Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 17 Nguyễn Thị Yên(2005), Vật liệu khí, Nxb Giáo dục, Hà Nội Tiếng anh 18 High speed precision lathe model EER-1330 instruction and spare parts manaul Tiếng nga 19 Абрамов ф.и, ковалиеико в.в 1983, Справочик по обработке металлов резаниeм, ИЗД Tехника 20 Анохина А.Ю (2009), Исследование качества обработанной поверхиости при скоростном точении, ДонНТУ 21 Богуславский В.А, Ивченко T.T, (2009), Оптимизация режимов резания при точении трудообрабатываемых материаллов с учетом температурных ограничений ДонНТУ 22 Домнина B.B (2007), Технологическое обеспечение повышения качества отверсрий при обработке осевым иструментом, ДонНТУ 23 Кузнецова А.В (2007), Повышение эффективности обработки деталей машин с использованием современных инструментальных материаллов, ДонНТУ 24 Малафеев Ю.М., Кирсанов А.О (2000), Исследование шероховатости обработанной поверхности и стойкости при точении сплава 50н , НТУ Киев 25 Мохамед M (2008), Повышение износостойкости деталей машин технологическими методами ДонНТУ 26 Пустова А.А (2009), Технологическое обеспечение качества деталей горных машин с учетом их эксплуатационных свойств ДонНТУ 27 Рудина И.А (2006), Повышение эффективности обработки плоскцх поверхностей деталей засчет выбора рациональных параметров процесса резания ДонНТУ 28 Скрынников токерных В.С (2001), резцов, многогранными Усовершенствование оснашенных пластинами конструкций минералокерамическими для повышения их универсальности 29 Форменко Р.Ч (2009), Исследование влияния износостойких покрытий инструмента на различные параметры процесса резания при точеии Угату ... HỒNG THANH NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC SAU, CHI U SÂU CẮT, TỐC ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TRƠN GANG TRÊN MÁY TIỆN EER1330 Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết... sâu cắt đến chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt tiện trơn gang máy tiện EER1330, xác định giá trị hợp lý góc sau, chi u sâu cắt, tốc độ cắt đảm bảo yêu cầu chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt nhỏ... ảnh hưởng chi u sâu cắt đến chi phí lượng riêng 55 4.4 Đồ thị ảnh hưởng chi u sâu cắt đến độ nhám bề mặt gia công 56 4.5 Đồ thị ảnh hưởng tốc độ cắt đến chi phí lượng riêng 57 4.6 Đồ thị ảnh hưởng