Nghiên cứu khảo sát sự ảnh hưởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dao trên máy tiện cnc

NGUYỄN CHÍ BẢO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN TUỔI BỀN CỦA DAO TRÊN MÁY TIỆN CNC NGUYỄN CHÍ BẢO 2005 - 2007 HÀ NỘI 2007 HÀ NỘI 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN TUỔI BỀN CỦA DAO TRÊN MÁY TIỆN CNC NGÀNH : CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ MÃ SỐ : NGUYỄN CHÍ BẢO NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS.TRẦN XUÂN VIỆT HÀ NỘI 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN TUỔI BỀN CỦA DAO TRÊN MÁY TIỆN CNC NGÀNH : CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ NGUYỄN CHÍ BẢO NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS.TRẦN XUÂN VIỆT HÀ NỘI 2007 Lời cam đoan đề tài “ Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền dao máy tiện CNC ” Những số liệu báo cáo đề tài nghiên cứu thực nghiệm Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với số liệu báo cáo đề tài Người cam đoan Nguyễn chí bảo Mục lục Chương I :Tổng quan công nghệ tiện CNC 1.1 Quá trình phát triẻn kỹ thuật CAD/CAM - CNC 1.2 Máy tiện CNC 1.2.1 Nguyên lý hoạt động máy tiện CNC 1.2.1.1 Khái niệm………………………………………………………… 1.2.1.2 Nguyên lý máy công cụ CNC .7 1.2.1.3 Hệ thống truyền dẫn đo đường dịch chuyển máy NC, CNC.14 1.2.1.4 Hệ trục toạ độ máy công cụ CNC 18 1.2.2 Cấu hình máy tiện CNC 25 1.2.2.1 Các hệ thống điều khiển số: 25 1.2.2.2 Các dạng điều khiển ……………………………………………… 29 1.2.3 Hệ thống dụng cụ dùng cho máy công cụ CNC ………………… …32 1.2.3.1 Các hệ thống dụng cụ tiện CNC ………………………………… 32 1.2.3.2 Lựa chọn dụng cụ cắt 36 1.2.3.3 Lắp đặt trước dụng cụ (định vị sơ bộ) .37 1.2.3.4 Quản lý dụng cụ CNC 39 1.2.4 Các chu trình gia cơng 40 1.2.4.1 Chu trình tiện thơ theo phương dọc trục (G71)…………………… 41 1.2.4.2 Chu trình tiện tinh (G70) ………………………………………… 41 1.2.4.3 Chu trình tiện thơ theo phương hướng kính (G72) ……………… 42 1.2.4.4 Chu trình gia cơng thơ chép hình hay lặp lại biến dạng (Contour)….42 1.2.4.5 Chu trình tiện ren hỗn hợp (G76)……………………………………42 1.2.5 Lập trình gia cơng máy CNC 44 1.2.5.1 Các hình thức tổ chức lập trình …………………………………….44 1.2.5.2 Cấu tạo chương trình gia cơng NC ……………………… 46 1.2.6 Chức bù hiệu chỉnh dao CNC 48 1.2.6.1 Bù hình học dao: 48 1.2.6.2 Bù lượng mòn dụng cụ 49 1.2.7 Hiệu kinh tế tiện CNC 50 Chương II: Cơ sở lý thuyết trình cắt gọt kim loại tuổi bền dao máy tiện CNC 52 2.1 Cơ sở vật lý trình cắt 52 2.1.1 Sự biến dạng tinh thể 52 2.1.2 Quá trình hình thành phoi 55 2.2 Các tượng xảy trình cắt 59 2.2.1 Lực cắt tiện 59 2.2.2 Hiện tượng nhiệt cắt 62 2.2.2.1 Nguyên nhân sinh nhiệt cắt 62 2.2.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ cắt 64 2.2.3 Hiện tượng lẹo dao 71 2.2.4 Hiện tượng biến cứng cắt 72 2.2.5 Hiện tượng rung động cắt 73 2.3 Sự mài mòn tuổi bền dao 75 2.3.1 Sự mài mòn dao 75 2.3.1.1 Q trình mài mịn dao .75 2.3.1.2 Các dạng mài mòn dao .76 2.3.1.3 Cơ chế mài mòn dụng cụ cắt 78 2.3.1.4.Tiêu chuẩn mài mòn dụng cụ 78 2.3.1.5 Các phương pháp đo mòn dao 80 2.3.2 Tuổi bền dụng cụ 88 2.3.2.1 Phương pháp định xác tuổi bền dụng cụ 89 2.3.2.2 Ảnh hưởng yếu tố đến tuổi bền T 90 Chương III: Thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền dụng cụ gia công máy tiện cnc 95 3.1 Cơ sở lý thuyết tượng mịn dao q trình cắt 95 3.1.1 Cơ chế gây mòn dao mối quan hệ lượng mòn thời gian cắt … 96 3.1.2 Q trình mịn dao: .97 3.2 Thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng chế độ cắt đến độ mòn dao tuổi bền dụng cụ…………………………… 100 3.2.1 Điều kiện thực nghiệm …………………………………………… 100 3.2.2 Thực nghiệm xác định lượng mòn dao theo mặt sau hs: 106 3.2.2.1 Kết đo xử lý kết sau thực nghiệm 106 3.2.2.2 Đánh giá độ tin cậy hàm hồi qui thực nghiệm 110 3.2.3 Đo lượng mòn theo hướng kính .112 3.2.3.1 Kết đo xử lý kết 114 3.3.2.2 Đánh giá độ tin cậy hàm hồi qui thực nghiệm 117 ChươngIV: Kết luận 119 Tài liệu tham khảo 121 Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Máy tiện CNC Hình 1.2 Cấu tạo bên ngồi máy tiện cnc Hình 1.3 Hệ thống truyền động chạy dao máy tiện CNC Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy gia cơng CNC Hình 1.5 Vịng lắp phản hồi vị trí Hình 1.6 Đo vị trí trực tiếp Hình 1.7 Đo vị trí gián tiếp Hình 1.8 Đo vị trí tuyệt đối Hình 1.9 Đo vị trí tương đối(gia tăng) Hình 1.10 Hệ thống trục toạ độ theo quy tắc bàn tay phải Hình 1.11 Các trục toạ độ máy tiện Hình 1.12 Điểm gốc máy Hình 1.13 điểm chuẩn máy Hình 1.14 Điểm chi tiết ( W) Hình 1.15 Điểm thay dao Hình 1.16 Điểm điều chỉnh dao E Hình 1.17 Điểm cắt dao P Hình 1.18 Vị trí điểm chuẩn điểm o máy tiện Hình 1.19 Cấu trúc điều khiển CNC Hình 1.20 Hệ thống DNC Hình 1.21 hệ thống điều khiển thích nghi Hình 1.22 Điều khiển điểm Hình 1.23 Điều khiển đường Hình 1.24 Điều khiển theo đường viền (contour) Hình 1.25a đièu khiển 2D 2 Hình 1.25b Điều khiển2 D (mặt XZ) Điều khiển2 D (mặt YZ) Hình 1.25 c Điều khiển 3D Hình 1.25 d biên dạng 4D Hình 1.25 e Điều khiển theo đường viền 5D Hình 1.26 a Hệ thống gá đặt dụng cụ Hình 1.26 b Hệ thống gá đặt dụng cụ Hình 1.27 Kho chứa dao dạng xích Hình 1.28 dụng cụ điều chỉnh Hình 1.29 Kiểm tra kích thước dụng cụ Hình 2.1 Mặt phương trượt theo mạng tinh thể Hình 2.2 Sự trượt kéo dài hạt tinh thể Hình 2.3 Sơ đồ hố miền tạo phoi Hình 2.4 Miền tạo phoi ứng với Hình 2.5 Tính góc trượt Hình 2.6 Sơ đồ trượt tương đối Hình 2.7 Hệ thống lực cắt tiện Hình 2.8 Sự phân bố nhiệt vùng cắt Hình 2.9 ảnh hưởng tính chất học đến nhiệt cắt vật liệu gia cơng Hình 2.10 ảnh hưởng V đến nhiệt cắt Hình 2.11 Điều kiện hình thành lẹo dao Hình 2.12 Các thơng số mịn phần cắt dao tiện quan hệ lượng mòn thời gian Hình 2.13 Các dạng mài mịn phần dụng cụ cắt Hình 2.14 Các tiêu đánh giá độ mịn dao Hình 2.15 Xác định lượng mịn theo hướng kính Hình 2.16 Đo vị trí dao Sensor Hình 2.17 Quan hệ tốc độ, độ mòn thời gian Hình 2.18 Quan hệ tốc độ cắt V tuổi bền dao Hình 2.19 Quan hệ V T (đồ thị lơgarit) Hình 3.1 Quan hệ lượng mịn thời gian cắt Hình 3.2 Đồ thị mối quan hệ lượng mòn thời gian cắt thí nghiệm Hình 3.3 Cấu tạo bên ngồi máy tiện CNC MORISEIKI-SL253 Hình 3.4 Máy đo 3D Hình3.5- Cụm điều khiển đầu đo Máy đo quang học pj-300 Hình 3.6 -Máy đo quang học pj-300 - 117 - áp dụng phương pháp bình phương nhỏ tính toán qui hoạch thực nghiệm, sở hỗ trợ phần mềm MATLAB R6.5, Microsoft EXCEL ta thu kết sau: Ta có : [X] [Y] = [A] Với : Ma trận [X] Là ma trận biến số đầu vào thực nghiệm Ma trận [Y] ma trận cột giá trị đo lực thành phần Ma trận [A] ma trận hệ số tương ứng với ao, a1, a2, a3  5.8545 - 0.2257   Kết tính tốn ta ma trận hệ số: [ A] =  - 0.166    - 0.0814  ⇒ e5,8545.V-0,2257.S-0,166.t-0.0814 T= 348,8.V-0,2257.S-0,166.t-0.0814 = (3.2) 3.2.2.2 Đánh giá độ tin cậy hàm hồi qui thực nghiệm Độ tin cậy đánh giá theo công thức: r= σ −σ y σ y2 ,2 y [13] n  = σ ( yi − y )2  y n − ∑ Trong  n  = σ'y ∑ ( y i − y i ' )  n −1 Với yi: Giá trị tuổi bền T thực nghiệm y i : Giá trị trung bình tuổi bền T thực nghiệm , y i : Giá trị tuổi bền T theo hàm hồi qui thực nghiệm n: Số thí nghiệm Lập bảng tính tốn ( bảng 3.10) Bảng 3.10: Kết tính tốn giá trị STT (mm) Ti (phút) T’i (Ti-Ttb)2 (Ti-T’i)2 0.1 267.5 257.2886 7101.893 104.271847 V S t (m/phút) (mm/vòng) 80 0.05 - 118 - 200 0.05 0.1 206 209.2211 518.5971 10.3757101 80 0.24 0.1 198 198.3054 218.2335 0.09327686 200 0.24 0.1 151 161.2573 1038.597 105.213149 80 0.05 184 201.6122 0.597107 310.188987 200 0.05 168 163.9463 231.8698 16.4322018 80 0.24 157 155.3927 687.8698 2.58328251 200 0.24 128 126.3618 3050.052 2.68383004 126.5 0.11 0.45 187 180.0912 14.23347 47.7313088 10 126.5 0.11 0.45 190 180.0912 45.86983 98.1840181 11 126.5 0.11 0.45 179 180.0912 17.86983 1.1907504 12925.68 698.948361 Tổng 2015.5 Trung bình Ttb=183 2273 Sau tính tốn ta có kết quả: r= 12925,68 - 698,948361 = 0,9459 12925,68 *Kiểm định tham số aj - Tính phương sai dư Ta có phương sai dư Sdư tính theo cơng thức: S ( a$) n − m −1 Trong đó: + n số thí nghiệm; S d2- = m số thông số cần xác định, trừ thơng số a0 +Tổng dư bình phương: S(â) = (Y-X.â)T.(Y-X.â) = 0,0196 Suy S du = 0,0196 = 0,0028 ⇒ Sdư= 0,052915 11 − − -Xác định tồn Ta có: t tiÝnh = ≥ t bảng (n-m-1,1-(α/2)) Sd- m ii - 119 - mii số hạng thứ ii ma trận M-1( ma trận nghịch đảo ma trận M) M = (XT.X) Với ma trận M −1  15.0713 - 2.8825 0.4491 0.0447  - 2.8825 0.5955   =  0.4491  0.2032   0 0.0557   0.0447 Kết tính tốn ta được: ( 0) t tinh = 5,8545 = 28,499 ; 0,052915 15,0713 t tinh = − 0,166 = −6,959 ; 0,052915 0,2032 ( 2) (1) t tinh = − 0,2257 = −5,527 ; 0,052915 0,5955 ( 3) t tinh = − 0,0814 = −6,518 0,052915 0,0557 Với độ tin cậy P = 0,95 tra bảng phân bố Student có tbảng(7 ; 0,95) = 1,895 Vậy |titính| > tbảng , i = - Như hệ số thực tồn Vậy kết T= e5,8545.V-0,2257.S-0,166.t-0.0814 = 348,8.V-0,2257.S-0,166.t0.0814 3.2.3 Đo lượng mịn theo hướng kính: Thực nghiệm khảo sát mối quan hệ lượng tăng đường kính chi tiết mịn dao theo thời gian để xây dựng hàm tốn học mơ tả mối quan hệ ∆ ri = fi (τj) (3.3) Thực nghiệm với 11 thí nghiệm sau 20 phút tiến hành đo đường kính chi tiết để xác định lượng tăng bán kính ∆r Căn vào kết đo, xác định hàm ∆ri = fi(τj); với i = 1÷11 ( số thí nghiệm) ; j = 1÷ ( lần đo thời gian cắt 180phút) Kết đo lập theo bảng sau (bảng 3.11) Bảng 3.11: Qui hoạch thực nghiệm đo lượng tăng bán kính chi tiết ST T Biến mã hố Biến thực nghiệm Lượng tăng bán kính đo tương ứng với thời gian cắt Tuổi bền - 120 - x1 x2 x3 V (m/p) S(mm/v ) t (mm) -1 -1 -1 80 0.05 0,1 +1 -1 -1 200 0,05 0,1 -1 +1 -1 80 0,24 0,1 +1 +1 -1 200 0,24 0,1 -1 -1 +1 80 0.05 +1 -1 +1 200 0,05 -1 +1 +1 80 0,24 +1 +1 +1 200 0,24 0 126,5 0,11 0,45 10 0 126,5 0,11 0,45 11 0 126,5 0,11 0,45 τ1 20’ τ2 40’ τ3 60’ τ τ9 180’ dao Ti Sau có kết đo thực nghiệm, vào hàm ∆ri = fi(τj) xác định để xử lý đưa hàm số biểu diễn mối quan hệ lượng tăng bán kính chi tiết với thời gian ∆ri = fi(τj) tương tứng với cặp chế độ cắt thực nghiệm Vi,Si , ti Ta biết rằng, cắt tinh bán tinh lượng mòn dao cho phép theo mặt sau [hs] = 0,2 ÷0,25mm mặt hình học ta xác định lượng tăng đường kính chi tiết mịn dao cho phép sau ( Hình 3.7): Ta có: ∆r = Rc – Rđ Trong đó: Rc: bán kính chi tiết tương ứng với lượng mịn dao Hình 3.7:Lượng tăng bán kính chi tiêtg/c - 121 - Rđ : Bán kính chi tiết tương ứng với dao chưa mịn Rc = hs2 + l l = Rd + hs tgα ; Thay vào ta có: Rc = hs2 + ( Rd + hs tgα ) ( 3.4) Chi tiết thực nghiệm có bán kính cắt theo điều chỉnh dao cố định 15mm Dao thực nghiệm có góc sau α1 = 7o Thay vào cơng thức (3.4) ta có: Rc = hs2 + (15 + 0,12278456hs ) (3.5) Như trình bày ta chọn độ mịn cho phép [hs] = 0,2 ÷0,25mm thay vào Rc = 15,02588801 ÷ 15,03277508 (3.5) ta có Vậy [∆r] = 0,02588801 ÷ 0,03277508 Căn vào kết ta chọn [∆r] = 0,03 để xử lý số liệu thực nghiệm Với ∆ri = fi(τj), ta thay ∆ri = [∆r] để tìm giá trị thời gian từ cắt đến dao mòn đến độ mòn cho phép ta tìm thời gian τj tuổi bền dao Ti tương ứng với chế độ cắt Từ kết đó, xử lý số liệu ta xác định cơng thức tính tuổi bền dụng Ti = f(Vi, Si , ti) cụ: (3.6) Như nêu lên vấn đề xác định lượng mòn dao cách xác định lượng tăng bán kính chi tiết gia cơng Thực nghiệm với 11 thí nghiệm, sau thời gian cắt 20 phút (tương ứng với chi tiết) tiến hành đo đường kính để suy lượng tăng bán kính (chính lượng mịn theo hướng kính dao) 3.2.3.1 Kết đo xử lý kết Kết đo theo bảng sau (bảng 3.12) Bảng 3.12: Kết đo lượng mòn dao theo hướng kính TT Chế độ cắt Lượng mịn ∆U đo sau thời gian τi(phút) - 122 - V S t 20 40 80 0.05 0.1 0.0065 0.0083 200 0.05 0.1 0.0125 80 0.24 0.1 200 0.24 80 60 80 100 120 140 160 180 0.0105 0.0123 0.0143 0.0163 0.0183 0.0205 0.0223 0.0145 0.0165 0.0185 0.0205 0.0225 0.0245 0.0265 0.0285 0.0135 0.0153 0.0175 0.0195 0.0213 0.0235 0.0255 0.0275 0.0295 0.1 0.0178 0.0198 0.0215 0.0238 0.0258 0.0275 0.0295 0.0315 0.0333 0.05 0.0105 0.0125 0.0143 0.0163 0.0183 0.02 0.0225 0.0245 0.0265 200 0.05 0.017 0.019 0.021 0.0233 0.0253 0.0273 0.0295 0.0313 0.033 80 0.24 0.0058 0.0098 0.0138 0.0178 0.0218 0.0258 0.0298 0.0338 0.0378 200 0.24 0.008 0.012 0.0158 0.02 0.024 0.0283 0.0318 0.0358 0.04 126.5 0.11 0.45 0.0145 0.0165 0.0185 0.02 0.0225 0.0245 0.0265 0.0285 0.0305 10 126.5 0.11 0.45 0.014 0.016 0.018 0.02 0.022 0.024 0.026 0.0275 0.03 11 126.5 0.11 0.45 0.015 0.017 0.019 0.021 0.023 0.0248 0.0268 0.0288 0.0308 * Xác định cơng thức tính lượng mịn theo thời gian Theo công thức: U = aτ + b Căn vào kết đo độ mòn ta thu hàm Ui=a.τi +b (bảng 3.12) ứng với độ mịn cho phép theo hướng kính [U] = 0,03, thay vào hàm Ui ta τi tương ứng tuổi bền dao Ti (bảng 3.13) Bảng 3.13: Hàm mòn tuổi bền dao V Chế độ cắt S t 80 0.05 0.1 U1=0,0001.τ+0,004 260 200 0.05 0.1 U2=0,0001.τ+0,0105 195 80 0.24 0.1 U3=0,0001.τ+0,0114 186 200 0.24 0.1 U4=0,0001.τ+0,0158 142 80 0.05 U5=0,0001.τ+0,0084 216 200 0.05 U6=0,0001.τ+0,0151 149 80 0.24 U7=0,0002.τ+0,0018 141 Số thứ tự Hàm mòn Ui Tuổi bền Ti (Phút) - 123 - 200 0.24 U8=0,0002.τ+0,004 130 126.5 0.11 0.45 U9=0,0001.τ+0,0125 175 10 126.5 0.11 0.45 U10=0,0001.τ+0,012 180 11 126.5 0.11 0.45 U11=0,0001.τ+0,013 170 * Xác định cơng thức tính tuổi bền phụ thuộc vào chế độ cắt Bảng 3.14: Bảng số liệu tuổi bền dao theo thực nghiệm Số thứ tự X1 X2 X3 V(m/phút) S(mm/vòng) t(mm) T(phút) -1 -1 -1 80 0.05 0.1 260 +1 -1 -1 200 0.05 0.1 195 -1 +1 -1 80 0.24 0.1 186 +1 +1 -1 200 0.24 0.1 142 -1 -1 +1 80 0.05 216 +1 -1 +1 200 0.05 149 -1 +1 +1 80 0.24 141 +1 +1 +1 200 0.24 130 0 126.5 0.11 0.45 175 10 0 126.5 0.11 0.45 180 11 0 126.5 0.11 0.45 170 a b Theo công thức 2.28 ta có T = CT V S t c Logarit số e vế phương trình ta có: ln(T)=ln(CT) + a.ln(V)+b.ln(S)+c.ln(t) Đặt a0=ln(CT); a1=a; a2=b; a3=c; y=ln(T); x1=ln(V); x2=ln(S); x3=ln(t) Ta được: y = a0 + a1x1 +a2x2 + a3x3 Lập bảng tính tốn (3.15) Bảng 3.15: Các giá trị tính tốn Logarit STT V S (m/phút) (mm/vòng) t T (mm) (phút) Ln(V) Ln(S) Ln(t) Ln(T) 80 0.05 0.1 260 4.382027 -2.99573 -2.30259 5.560682 200 0.05 0.1 195 5.298317 -2.99573 -2.30259 5.273 80 0.24 0.1 186 4.382027 -1.42712 -2.30259 5.225747 - 124 - 200 0.24 0.1 142 5.298317 -1.42712 -2.30259 4.955827 80 0.05 216 4.382027 -2.99573 0.693147 5.375278 200 0.05 149 5.298317 -2.99573 0.693147 5.003946 80 0.24 141 4.382027 -1.42712 0.693147 4.94876 200 0.24 130 5.298317 -1.42712 0.693147 4.867534 126.5 0.11 0.45 175 4.840242 -2.20727 -0.79851 5.164786 10 126.5 0.11 0.45 180 4.840242 -2.20727 -0.79851 5.192957 11 126.5 0.11 0.45 170 4.840242 -2.20727 -0.79851 5.135798 áp dụng phương pháp bình phương nhỏ tính tốn qui hoạch thực nghiệm, sở hỗ trợ phần mềm MATLAB R6.5, Microsof EXCEL ta thu kết sau: Ta có: [X] [Y] = [A] Với: Ma trận [X] Là ma trận biến số đầu vào thực nghiệm Ma trận [Y] ma trận cột giá trị đo lực thành phần Ma trận [A] ma trận hệ số tương ứng với ao, a1, a2, a3  6.0061 - 0.2756  Kết tính tốn ta ma trận hệ số: [ A] =  - 0.1936   - 0.0684 ⇒ T= e6,0061.V-0,2756.S-0,1936.t-0.0684 = 405,89.V-0,2756.S-0,1936.t-0.0684 (3.7) 3.3.2.2 Đánh giá độ tin cậy hàm hồi qui thực nghiệm Độ tin cậy đánh giá theo công thức: r= σ −σ y σ y2 ,2 y n  = ( yi − y )2 σ  y n − ∑ [15] Trong  n  = ∑ ( y i − y i ' ) σ'y  n −1 Với yi: Giá trị tuổi bền T thực nghiệm - 125 - y i : Giá trị trung bình tuổi bền T thực nghiệm y i, : Giá trị tuổi bền T theo hàm hồi qui thực nghiệm n: Số thí nghiệm Lập bảng tính tốn (bảng 16) - Bảng 3.16: Kết tính tốn giá trị STT V S t (m/phút) (mm/vòng) (mm) Ti (phút) T’i (TiTtb) i-T’i) 80 0.05 0.1 260 253.6274 6934.347 40.61011 200 0.05 0.1 195 197.0262 333.8926 4.105322 80 0.24 0.1 186 187.2009 85.98347 1.442081 200 0.24 0.1 142 145.4238 1205.983 11.72263 80 0.05 216 206.6359 1542.347 87.68699 200 0.05 149 160.5216 768.8017 132.7469 80 0.24 141 152.5167 1276.438 132.6344 200 0.24 130 126.5 0.11 0.45 175 173.1326 2.983471 3.487195 10 126.5 0.11 0.45 180 173.1326 10.71074 47.16123 11 126.5 0.11 0.45 170 173.1326 Tổng 1944 Trung bình Ttb=176,7273 Sau tính tốn ta có kết quả: r= 118.48 2183.438 132.7098 45.2562 9.813163 14390,18 604,1199 14390,18 - 604,1199 = 0,958 14390,18 *Kiểm định tham số aj - Tính phương sai dư Ta có phương sai dư Sdư tính theo cơng thức: S d2- = S ( a$) n − m −1 Trong đó: +n số thử nghiệm; m số thông số cần xác định, trừ thông số a0 +Tổng dư bình phương: S(â)=(Y-X.â)T.(Y-X.â)= 0,0252 Suy S du2 = 0,0252 = 0,0036 ⇒Sdư=0,06 11 − − - 126 - -Xác định tồn Ta có: t tiÝnh = ≥ tbảng (n-m-1,1-(α/2)) Sd- m ii mii số hạng thứ ii ma trận M-1( ma trận nghịch đảo ma trận M = XT.X) Với ma trận M −1  15.0713 - 2.8825 0.4491 0.0447  - 2.8825 0.5955    =  0.4491  0.2032   0 0.0557   0.0447 Kết tính tốn ta được: (0) t tinh = ( 2) t tinh = 6,0061 0,06 15,0713 − 0,1936 0,06 0,2032 = 25,7849 ; = −7,158 ; (1) t tinh = t tinh = ( 3) − 0,2756 0,06 0,5955 − 0,0684 0,06 0,0557 = −5,952 ; = −4,830 Với độ tin cậy P=0,95 tra bảng phân bố Student có tbảng(7;0,95)=1,895 Vậy |titính| > tbảng , i=0-3 Như hệ số thực tồn kết luận chương iii Qua thực nghiệm khảo sát ,giá trị tuổi bền da theo lượng mịn mặt sau [hs] lượng tăng bán kính [∆r]Theo bảng 3.7 vàbảng 3.13 xấp xỉ mà xét độ mòn theo [hs] [∆r]là hai cách khả thi Nghiên cưú thực nghiệm điều kiện định để xác định hệ số số mũ công thức hàm số tuổi bền dao phụ thuộc vào yếu tố chế độ cắt Bằng 11 thí nghiệm theo qui hoạch thực nghiệm cách xác định lượng mòn dao theo [hs] đo lượng mịn theo hướng kính với hỗ trợ xử lý số liệu phần mềm tính tốn đưa công thức thực nghiệm với độ tin cậy ≈ 95% Kết nghiên cứu chương làm sở cho việc xác định hàm giới hạn toán tối ưu hoá chế độ cắt gia công máy tiện CNC - 127 - chương IV: kết luận Tối ưu hố q trình cắt gọt phương pháp xác định chế độ cắt tối ưu thơng qua việc xây dựng mối quan hệ tốn học hàm mục tiêu kinh tế với thông số chế độ cắt tương ứng với hệ thống giới hạn mặt chất lượng, kỹ thuật tổ chức doanh nghiệp Hiện công đổi đất nước với phát triển cơng nghiệp hố đại hố, sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm phù hợp với nhu cầu phát triển xã hội, nhiều doanh nghiệp sử dụng máy tiện CNC sản xuất nhằm mục đích nâng cao chất lượng, giảm giá thành sản phẩm Trong dụng cụ cắt thường sử dụng mảnh hợp kim nước sản xuất Giá thành mảnh cắt cao Việc lựa chọn chế độ cắt máy gia công sử dụng kỹ thuật CNC nói chung máy tiện CNC nói riêng để đảm bảo tiêu kinh tế, kỹ thuật có tính đến tuổi bền dụng cụ thực chưa nhà quản lý quan tâm nhiều nên hiệu khai thác, sử dụng máy hạn chế Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ (chế độ cắt V, S , t) để tìm mối quan hệ tuổi bền dụng cụ với thông số công nghệ (chế độ cắt) cụ thể nhằm phục vụ cho việc xây dựng chế độ cắt tối ưu máy tiện CNC vấn đề trọng tâm luận văn Nghiên cứu luận văn đạt số kết sau: - Đã tổng hợp kiến thức sở lý thuyết trình cắt gọt kim loại để làm rõ mối quan hệ ảnh hưởng thơng số cơng nghệ (V, S, t) tới q trình cắt làm sở cho việc khảo sát thực nghiệm xác định tuổi bền dụng cụ cắt máy tiện CNC - Căn vào lý thuyết qui hoạch thực nghiệm nhà khoa học nghiên cứu tiến hành thực nghiệm để khảo sát thực tế ảnh hưởng - 128 - thông số công nghệ chế độ cắt (V, S, t) đến tuổi bền dao máy tiện CNC - Thông qua khảo sát thực nghiệm xác định hệ số số mũ công thức hàm số tuổi bền dao phụ thuộc vào yếu tố chế độ cắt làm sở cho việc xác định hàm giới hạn toán tối ưu hoá chế độ cắt gia công máy tiện CNC Kết nghiên cứu nhằm mục đích khảo sát ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt tuổi bền dụng cụ Kết nghiên cứu làm sở cho việc xác định chế độ cắt tối ưu gia công máy tiện CNC - 129 - Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Trọng Bình (2003), Tối ưu hóa q trình gia cơng cắt gọt, NXB giáo dục, Hà Nội [2] Phạm Văn Bổng(2000), Nghiên cứu xây dung mơ hình phịng học thực hành CAD/CAM=CNC với hệ điều khiển FANUC, HEIDENHAIN phục vụ chương trình đào tạo cao đằng kỹ thuật khí- Luận văn cao học 2000 [3] Trần Văn Địch(2003), Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, NXB khoa học kĩ thuật, Hà Nội [4] Trần Văn Địch(2005), Tối ưu hố q trình cắt gọt, Bài giảng công nghệ chế tạo máy, ĐHBK Hà Nội [5] Trần Văn Địch, Trần Xuân Việt, Nguyễn Trọng Doanh, Lưu Văn Nhang(2001), Tự động hố q trình sản xuất, NXB khoa học kĩ thuật, HN [6] Nguyễn Đắc Lộc(chủ biên), Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch, Nguyễn Văn Huyến, Lê Văn Tiến, Nguyễn Viết Tiếp, Đỗ Đức Tuý, Trần Xuân Việt, Lê Văn Vĩnh(1998), Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội [7] Lưu Quang Huy (2004) Nghiên cứư đặc trưng trình cắt gọt tiện xuất cao dùng lượng chạy dao lớn Luận án Tiến sỹ kỹ thuật 2004 [8] Tăng Huy Nguyễn Đắc Lộc (1999) Điều khiển số công nghệ máy điều khiển số CNC , NXB Khoa học kỹ thuật , Hà nội [9] Bành Tiến Long – Trần Thế Lục – Trần sỹ Tuý (2001) Nguyên lý gia công vật liệu , NXB Khoa học kỹ thuật , Hà nội - 130 - [10] Nguyễn Tiến Thọ – Nguyễn Thị Xuân Bảy – Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001) Kỹ thuật đo kiểm tra chế tạo khí NXB Khoa học kỹ thuật , Hà nội [11] Trần Xuân Việt (2006) Những khái niệm gia công CNC Bài giảng công nghệ CNC, ĐHBK Hà Nội [12] Trần Xn Việt (2000) Giáo trình cơng nghệ gia công máy điều khiển số Đại học Bách khoa Hà Nội [13] Nguyễn Doãn ý (2003) Qui hoạch thực nghiệm , NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [14] P.M.ĐênhejnưI – G.M.Chixkin – I.E.Tơkho (1981), kỹ thuật tiện (người dịch: Nguyễn Quang Châu), NXB Công nhân kỹ thuật, Hà Nội [15] S Hagglund – Department of Production Engineering, Chalmers University of Technology, SE-41292 Gothenburg, Sweden – New procedure for optimizing cutting data for general turning,… [16] Ian R.Sinclair,Sensors and Transducers ... việc máy tiện CNC công nghệ tiện CNC - Nghiên cứu sở lý thuyết trình cắt tượng xảy trình cắt - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt trình cắt đến tuổi bền dao máy tiện CNC - Nghiên cứu khảo sát. .. tố chế độ cắt (V,S,t) đến tuổi bền dụng cụ cắt máy tiện CNC “đựơc chọn để nghiên cứu nhằm mục đích khảo sát thực nghiệm ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt (V,S,t) đến tuổi bền dụng cụ cắt máy tiện CNC. .. hệ chế độ cắt với tuổi bền dao máy tiện CNC (gia cơng mặt trụ ngồi với phôi thép) III - đối tượng nghiên cứu Đối tương nghiên cứu khảo sát tìm hiểu ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền dụng cụ cắt