Ứng dụng phương pháp taguchi trong nghiên cứu ảnh hưởng các thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay thép làm khuôn bằng dao phay mặt đầu trên máy phay CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI TIẾN TÀI BÙI TIẾN TÀI ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI TRONG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM CHẾ TẠO MÁY BỀ MẶT KHI PHAY THÉP LÀM KHUÔN BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TRÊN MÁY PHAY CNC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ KHỐ 2015A Hà Nội – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI TIẾN TÀI ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI TRONG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY THÉP LÀM KHUÔN BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TRÊN MÁY PHAY CNC Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS BÙI NGỌC TUYÊN Hà Nội – Năm 2017 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH PHAY VÀ DAO PHAY 13 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHAY VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KHI PHAY 13 1.1.1 Khái niệm gia công phay: 13 1.1.2 Các phương pháp phay 13 1.2 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT 15 1.3 TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT TRÊN MÁY PHAY 27 1.3.1 Phân loại dao phay 27 1.3.2 Kết cấu thơng số hình học dao phay 30 1.4 CÁC THƠNG SỐ CỦA Q TRÌNH CẮT KHI PHAY 31 1.4.1 Các thông số công nghệ 31 1.4.2 Các yếu tố cắt phay 33 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 41 CHƯƠNG 2: CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT SAU KHI GIA CÔNG CƠ 42 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG 42 2.2 CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT 42 2.2.1 Hình dạng hình học bề mặt lý tưởng 42 2.2.2 Tính chất hình học bề mặt gia công 44 2.2.3 Tính chất lý bề mặt gia cơng 49 2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT 50 2.3.1 Thơng số hình học dụng cụ cắt 50 2.3.2 Ảnh hưởng tốc độ cắt 51 2.3.3 Ảnh hưởng lượng chạy dao 52 2.3.4 Ảnh hưởng chiều sâu cắt 53 2.3.5 Ảnh hưởng vật liệu gia công 53 2.3.6 Ảnh hưởng rung động từ hệ thống công nghệ 53 2.4 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ NHÁM BỀ MẶT TỚI TÍNH CHẤT SỬ DỤNG CỦA CHI TIẾT MÁY 54 2.5 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ NHÁM 56 2.6 KÊT LUẬN 57 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI 58 3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ THỰC NGHIỆM 58 3.1.1 Phương pháp truyền thống (phương pháp bình phương cực tiểu) 58 3.1.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 59 3.1.3 Phương pháp Taguchi 60 3.2 ĐẶC ĐIỂM PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI 61 3.2.1 Thiết kế thí nghiệm 61 3.2.2 Phân tích kết 61 3.2.3 Phạm vi ứng dụng 62 3.2.4 Các ưu, nhược điểm phương pháp Taguchi 62 3.3 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 63 3.3.1 Bảng trực giao 63 3.3.2 Tỷ số S/N 71 3.3.3 Phân tích phương sai ANOVA 74 3.4 CÁC BƯỚC ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI 80 3.5 KẾT LUẬN 83 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI ĐỂ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ TỐI ƯU 84 4.1 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM 84 4.1.1 Vật liệu, dụng cụ, thiết kế thí nghiệm 84 4.1.2 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 85 4.2 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI ĐỂ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ TỐI ƯU 90 4.2.1 Xác định yếu tố tác động, tiêu chí đánh giá chất lượng 90 4.2.2 Xác định yếu tố nhiễu 91 4.2.3 Yếu tố cần tối ưu hóa yếu tố điều khiển 91 4.2.4 Lựa chọn bảng trực giao, thiết kế ma trận thí nghiệm 91 4.2.5 Phân tích liệu: Xác định chế độ công nghệ tối ưu 93 4.3 KẾT LUẬN 101 4.4 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 101 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Từ Nghĩa ANOVA Analysis of Variance Phương sai e Error (experimental) Độ sai lệch F Variance ratio Tỷ số phương sai f (DOF) Degrees of freedom Bậc tự fT Total degrees of freedom Tổng số bậc tự fe Degrees of freedom of Bậc tự yếu tố error khác n Number of trials Số lần thử ngiệm r Number of repetition S Sum of squares 10 T Total (of results) 11 S/N Signal to noisy Tín hiệu nhiễu 12 OA Orthogonal array Mảng trực giao 13 MSD Mean square deviation Độ lệch trung bình Số lần lặp lại thí nghiệm Tổng bình phương Tổng kết thí nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần tính chất lý thép cacbon dụng cụ 17 Bảng 1.2: Thành phần hóa học thép hợp kim 18 Bảng 1.3: Thành phần hoá học thép gió 20 Bảng 1.4: Thành phần HKC tính chất - hố 24 Bảng 1.5: Bảng so sánh vật liệu dụng cụ cắt theo tiêu chuẩn Nga ISO 25 Bảng 2.1: Cấp độ nhám giá trị chiều dai chuẩn l tương ứng 47 Bảng 3.1 Lựa chọn bảng trực giao theo Taguchi 64 Bảng 3.2 Bảng trực giao OA4(23) 65 Bảng 3.3 Bảng trực giao OA8(27) 66 Bảng 3.4 Bảng trực giao OA9(34) 66 Bảng 3.5 Bảng trực giao OA25(56) 67 Bảng 3.6: Một số ý thiết kế bảng trực giao 69 Bảng 3.7: Cách xác định hệ số bảng trực giao 70 Bảng 4.1: Thành phần hóa học thép SKD11 84 Bảng 4.2: Đặc tính xử lý nhiệt thép SKD11 84 Bảng 4.3 Bảng thông số kỹ thuật máy CNC TC500 86 Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật chuôi dao phay mặt đầu BT30 88 Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật thân dao BAP400R-50-22-4T 89 Bảng 4.6: Bảng trực giao L9 91 Bảng 4.7: Giá trị thông số công nghệ thực nghiệm 92 Bảng 4.8: Bản kết tính tốn liệu 93 Bảng 4.9: Kết tỉ lệ S/N yếu tố mức 94 Bảng 4.10: Kết độ nhám Ra yếu tố mức 95 Bảng 4.11: Bảng phân tích phương sai ANOVA với S/N 98 Bảng 4.12: Độ nhám Ra ứng với chế độ cắt tối ưu 100 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Phay thuận phay nghịch 14 Hình 1.2: Phay đối xứng 15 Hình 1.3: Phay khơng đối xứng 15 Hình 1.4: Các dạng mảnh cắt hợp kim cứng gá kẹp thân dao 21 Hình 1.5: Các loại dao phay 29 Hình 1.6: Thơng số hình học dao phay mặt đầu 30 Hình 1.7: Tốc độ cắt phay 31 Hình 1.8: Chiều sâu cắt t phay 33 Hình 1.9: Các thơng số trình cắt phay t0 33 Hình 1.10: Thơng số lớp cắt phay dao phay trụ 35 Hình: 1.11: Thơng số lớp cắt phay dao phay mặt đầu 35 Hình 1.12: Chiều dày cắt phay dao phay hình trụ 36 Hình 1.13: Chiều dày cắt phay dao phay mặt đầu 37 Hình 1.14: Chiều rộng cắt bi chiều dày cắt phay dao phay trụ nghiêng 38 Hình 2.1: Dạng hình học vĩ mơ bề mặt chi tiết lưỡi cắt có r=0 43 Hình 2.2: Dạng bề mặt lý tưởng cho tiết máy tiện, bào với lưỡi cắt có r≠ 43 Hình 2.3: Độ nhám bề mặt chi tiết 45 Hình 2.4: Tổng quát độ nhám độ sóng bề mặt chi tiết máy 48 Hình 2.5: Ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công thép 51 Hình 2.6: Ảnh hưởng lượng chạy dao S tới chiều cao nhấp nhơ tế vi Rz 52 Hình 2.7: Ảnh hưởng độ nhám bề mặt Ra tới độ mịn U chi tiết 54 Hình 2.8: Máy đo độ nhám SV-2100 Mitutoyo 57 Hình 4.1: Hình ảnh mẫu phơi gia công 85 Hình 4.2: Máy phay TC500 85 Hình 4.3: Dao phay mặt đầu BT30 87 Hình 4.4: Thân dao phay mặt đầu BT30 88 Hình 4.5: Thân gá mảnh dao BAP400R-50-22-4T 89 Hình 4.6: Mảnh dao HKC APMT 1604 – PDTR 90 Hình 4.7: Thơng số kích thức mảnh dao HKC APMT 1604 – PDTR 90 Hình 4.8: Ảnh hưởng tốc cắt V đến độ nhám bề mặt Ra 98 Hình 4.9: Ảnh hưởng lượng chạy dao S đến độ nhám bề mặt Ra 99 Hình 4.10: Ảnh hưởng tỷ lệ S/N thay đổi chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt 99 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, làm luận văn, tơi nhận nhiều giúp đỡ, bảo thầy giáo giảng dạy, hướng dẫn, giúp tơi hồn thàn tốt chương trình học cao học hồn thiện luận văn Trước hết xin chân thành cảm ơn với thầy cô giáo giảng viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giảng dạy, giúp đỡ, bảo tận tình, giúp tơi có nhiều kiến thức bổ ích, nâng cao trình độ, lực học tập sáng tạo Tơi xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Bùi Ngọc Tuyên, Đại học Bách Khoa Hà Nội, định hướng đề tài, hướng dẫn tận tình tơi việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo bảo q trình tơi làm luận văn Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc, cán nhân viên phòng Kỹ thuật trung tâm Hồng Hải, đại học Công Nghiệp Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi tiến hành thí nghiệm cơng ty, giúp tơi hồn thành nghiên cứu Cuối tơi muốn bày tỏ lịng cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội, bạn đồng nghiệp gia đình ủng hộ động viên tơi suốt q trình làm luận văn Do kinh nghiệm thân cịn nhiều hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu xót Tơi mong nhận ý kến nhận xét, góp ý q thầy bạn Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả Bùi Tiến Tài Hình 4.6: Mảnh dao HKC APMT 1604 – PDTR Hình 4.7: Thơng số kích thức mảnh dao HKC APMT 1604 – PDTR 4.2 Ứng dụng phương pháp Taguchi để xác định chế độ công nghệ tối ưu 4.2.1 Xác định yếu tố tác động, tiêu chí đánh giá chất lượng Tác nhân ảnh hưởng tới tiêu chất lượng độ nhám bề mặt chi tiết sau q trình gia cơng: Vận tốc cắt (V), lượng chạy dao (S), chiều sâu cắt (t) Ngoài ba yếu tố cơng nghệ chính, chất lượng bề mặt chi tiết gia cơng cịn chịu ảnh hưởng yếu tố khác như: Vật liệu dao, vật liệu gia công, kết cấu hình học cấu dao, loại máy, độ cứng vững hệ thống cơng nghệ, rung động q trình cắt gọt… 90 4.2.2 Xác định yếu tố nhiễu Yếu tố nhiễu: Chất lượng thép, tay nghề công nhân đứng máy, độ mặt Êto, yếu tố gá đặt, kẹp chặt… 4.2.3 Yếu tố cần tối ưu hóa yếu tố điều khiển Hàm mục tiêu:  Độ nhám bề mặt Yếu tố điều khiển:  Vận tốc cắt (V),  Lượng chạy dao (S),  Chiều sâu cắt (t) 4.2.4 Lựa chọn bảng trực giao, thiết kế ma trận thí nghiệm Với ba yếu tố điều khiển, yếu tố có mức giá trị, ta chọn bảng trực giao sử dụng lần thí nghiệm L9(33) Bảng 4.6: Bảng trực giao L9 Chế độ cắt Thí nghiệm V (m/ph) S (mm/v) t(mm) 1 1 2 3 2 2 3 3 số 91 Các thông số công nghệ :  Vận tốc cắt V (m/phút)  Lượng tiến dao S (mm/vòng)  Chiều sâu cắt t (mm) Giá trị thơng số cơng nghệ sử dụng q trình thực nghiệm trình bày bảng 4.7 Bảng 4.7: Giá trị thông số công nghệ thực nghiệm Mức độ thông số công nghệ Thông số công nghệ Thông số thiết Thấp Trung bình Cao P1 100 150 200 P2 0.15 0.2 0.25 P3 0.5 0.75 kế Vận tốc cắt (m/ph) Lượng tiến dao (mm/V) Chiều sâu cắt (mm) 92 4.2.5 Phân tích liệu: Xác định chế độ công nghệ tối ưu Bảng 4.8: Bản kết tính tốn liệu Giá trị độ nhám Ra (  m ) Bình S V S t (m/ph) (mm/V) (mm) Ra phương TB TB T S/N Lần Lần Lần T (MSD) 1 1 0.68 0.69 0.68 0.6833 0.4669 3.3071 2 1.08 1.07 1.08 1.0766 1.1592 -0.6417 3 1.48 1.47 1.48 1.4766 2.1805 -3.3856 2 0.75 0.76 0.75 0.7533 0.5675 2.46 2 1.01 1.03 1.02 1.02 1.0404 -0.1722 1.14 1.14 1.15 1.1433 1.3072 -1.1635 3 0.42 0.4 0.41 0.41 0.1681 7.7426 0.62 0.61 0.62 0.6166 0.3803 4.1987 3 0.91 0.9 0.89 0.9 0.81 0.9148 8.08 Tổng 13.26 Chú ý: Mỗi thí nghiệm thực lần sau lấy kết trung bình Từ bảng 4.8 thiết lập ta xác đinh kết độ nhám bề mặt chi tiết Theo đó, tính giá trị cột S/N: Yêu cầu đặt sản phẩm sau q trình gia cơng đạt độ nhám bề mặt thấp Do cơng thức tính S/N chọn: S / N  10log10 ( MSD) Do kết đầu nhỏ tốt nên công thức tính MSD áp dụng: MSD  (Y12  Y22   Y22 ) / N 93 Khi hàng xác định: (Y12  Y22  Y32 ) (5,22  5,12  5,22 ) MSD1    26,6967 3 Tương tự ta tính hàng cịn lại  Từ bảng 4.8 ta tính giá trị S/N trung bình yếu tố mức: Vi = (Tổng tất kết với đầu vào yếu tố V mức i)/ 3; Sj = (Tổng tất kết với đầu vào yếu tố S mức j)/ 3; tk = (Tổng tất kết với đầu vào yếu tố t mức k)/ 3; Kết thể bảng 4.9 Bảng 4.9: Kết tỉ lệ S/N yếu tố mức Yếu tố Tỷ lệ S/N Tỷ lệ S/N Tỷ lệ S/N Tỷ lệ S/N (lần 1) (lần 2) (lần 3) trung bình Vận tốc V1 3.3071 -0.6417 -3.3856 -0,24 cắt V2 2.46 -0.1722 -1.1635 0,3747 V V3 7.7426 4.1987 0.9148 4,2853 Lượng S1 3.3071 2.46 7.7426 4,5 chạy dao S2 -0.6417 -0.1722 4.1987 1,128 S S3 -3.3856 -1.1635 0.9148 -1,211 Chiều sâu t1 3.3071 -1.1635 4.1987 2,11 cắt t2 -0.6417 2.46 0.9148 0,911 t t3 -3.3856 -0.1722 7.7426 1,3948 Tương tự ta tính giá trị độ nhám Ra yếu tố mức Kết thể bảng 4.10 94 Bảng 4.10: Kết độ nhám Ra yếu tố mức Yếu tố Độ nhám Độ nhám Độ nhám Độ nhám Ra Ra1 Ra2 Ra3 trung bình Vận tốc V1 0,6833 1,0766 1,4766 1,0789 cắt V2 0,7533 1,02 1,1433 0,9722 V V3 0,41 0,6166 0,9 0,6422 Lượng S1 0,6833 0,7533 0,41 0,6155 chạy dao S2 1,0766 1,02 0,6166 0,904 S S3 1,4766 1,1433 0,9 1,173 Chiều sâu t1 0,6833 1,1433 0,6166 0,8144 cắt t2 1,0766 0,7533 0,9 0,91 t t3 1,4766 1,02 0,41 0,9689 Chú ý: Gán yếu tố V, S, t A, B, C Áp dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) ta có: Tổng số lần thử: n = a Bậc tự do:  Tổng số bậc tự do: fT = – =  Bậc tự yếu tố: Yếu tố V: f A  fV    Yếu tố S: fB  fS    Yếu tố t: fC  ft     Bậc tự yếu tố khác: fe = fT – fA – fB – fC = – – – = 95 b Tổng bình phương độ lệch Từ bảng 4.8 ta có: ST  Yi  C.F = 108,66 – 19,5364 = 89,1246 i 1 Trong đó: n T C.F   n  (Y ) (13,26)2   19,5364 i i 1 n c Tổng bình phương yếu tố: A12 A22 A32 SA     C.F = 36,15 N A1 N A2 N A3 B12 B22 B32 SB     C.F = 49,5233 N B1 N B2 N B3 C12 C22 C32 SC     C.F = 2,1987 NC1 NC2 NC3 Se  ST  S A  SB  SC  89,1246 – 36,15 – 49,5233 – 2,1987 = 1,2516 Với: d N Ai  N Bi  NCi  Phương sai yếu tố: VA  S A 36,15  = 18,075 fA VB  S B 49, 5233   24,7616 fB VC  SC 2,1987   1,0993 fC 96 Ve  Se 1, 2516   0,6258 fe e Tỷ số phương sai F FA  VA 18,075   28,883 Ve 0,6258 FB  VB 24,7616   39,568 Ve 0,6258 FC  VC 1,0993   1,7566 Ve 0,6258 f Tổng bình phương S A'  S A  f A.Ve  36,15   0,6258  34,8984 SB'  SB  f B Ve  49,5233   0,6258  48,2717 SC'  SC  fC Ve  2,1987   0,6258  0,9471 g Phần trăm ảnh hưởng yếu tố: PA  SA 36,15 100%  100%  40,56 ST 89,1246 PB  SB 49,5233 100%  100%  55,56% SB 89,1246 PC  SC 2,1987 100%  100%  2,46% ST 89,1246 Pe  Se 1,2516 100%  100%  1,42% ST 89,1246 97 Bảng 4.11: Bảng phân tích phương sai ANOVA với S/N Bậc tự S’ S V F 36,15 18,075 28,883 34,8984 40,56 % 49,5233 24,7616 39,568 84,2717 55,56 % 2,1987 1,0993 1,7566 0,9471 e 1,2516 0,6258 Tổng Vận tốc cắt V Lượng tiến dao S Chiều sâu cắt t P 2,46 % 1,42 % 100% - Từ bảng 4.9 4.10 ta có mối quan hệ ảnh hưởng vận tốc cắt (V), lượng chạy dao (S) chiều sâu cắt (t) tới độ nhám bề mặt: Hình 4.8: Ảnh hưởng tốc cắt V đến độ nhám bề mặt Ra 98 Hình 4.9: Ảnh hưởng lượng chạy dao S đến độ nhám bề mặt Ra Hình 4.10: Ảnh hưởng tỷ lệ S/N thay đổi chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt Bảng 4.9, bảng 4.10 hình 4.8, hình 4.9, hình 4.10 trình bày kết phân tích phương sai ANOVA tỷ số S/N ảnh hưởng thông số chế độ cắt (V,S,t) đến độ nhám bề mặt Ra Khi tỷ lệ S/N lớn có nghĩa Ra nhỏ 99 Qua kết phân tích phương sai ANOVA ta thấy:  Lượng chạy dao S có mức độ phần trăm ảnh hưởng lớn đến Ra (55,56%),  Tốc độ cắt V ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt Ra là: (40,56%),  Chiều sâu cắt t ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt Ra là: (2,46%)  Ảnh hưởng yếu tố nhiễu đến độ nhám Ra là: 1,42% Kết thực nghiệm cho thấy độ nhám bề mặt có giá trị nhỏ tương ứng với thông số chế độ cắt mức (V3S1t1) Tiến hành gia công kiểm chứng theo chế độ (V=200 m/phút, S = 0,15 mm/V, t= 0,5 mm) với số lần lặp lần Áp dụng cơng thức tính giá trị kết đầu điều kiện tối ưu V3S1t1: T 8,08 V3  S1  t1   0,6422  0,6155  0,8144   0,27 n (µm) Kết đo thực tế độ nhám bề mặt trung bình Ra= 0,3 (µm) Qua phân tích bảng 4.9, bảng 4.10 hình 4.8, hình 4.9, hình 4.10 ta thấy tốc độ cắt tăng từ V1 đến V3 độ nhám Ra giảm dần Khi lượng tiến dao tăng dần từ S1 đến S3 độ nhám tăng dần Với chiều sâu cắt t, tăng chiều sâu cắt t từ t3 độ nhám tăng dần Như lựa chọn thông số chế độ cắt tối ưu độ nhám Ra là: V3 = 200 m/phút, S1 = 0,15 mm/vòng t1 = 0,5 mm Khi độ nhám đạt Ra = 0,3 (µm) Bảng 4.12: Độ nhám Ra ứng với chế độ cắt tối ưu Chế độ cắt tối ưu V(m/ph) S(mm/v) 200 0,15 Độ nhám Ra (μm) t(mm) Theo tính tốn Thực nghiệm 0,5 0,27 0,3 100 Sai số 11% 4.3 Kết luận Trong q trình gia cơng khí nói chung , q trình phay nói riêng vấn đề xác định ảnh hưởng tối ưu hóa thơng số cơng nghệ giúp đem lại nhiều lợi ích như: Rút ngắn thời gian chuẩn bị, thời gian gia công, nâng cao hiệu suất, chất lượng bề mặt, độ xác gia công Do vậy, giúp đem lại hiệu kinh tế cao Trong nghiên cứu truyền thống thường nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (yếu tố điều khiển được) đến chất lượng gia công mà không xét đến ảnh hưởng yếu tố không điều khiển (yếu tố nhiễu) Trong nghiên cứu này, việc sử dụng phương pháp Taguchi nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với phân tích phương sai ANOVA, việc phân tích đánh giá kết thực nghiệm đảm bảo xác định xác mức độ ảnh hưởng thông số chế độ cắt (các yếu tố điều khiển được) đến độ nhám bề mặt Ra cụ thể sau: Đối với độ nhám bền mặt bước tiến dao S ảnh hưởng lớn (55,56%) tiếp đến ảnh hưởng tốc độ cắt V (40,56%), chiều sâu cắt t (2,46%) ảnh hưởng yếu tố nhiễu (1,42%) Kết lượng chạy dao S đóng vai trò quan trọng giảm thiểu độ nhám Nghiên cứu đưa lựa chọn tối ưu chế độ cắt phạm vi miền giá trị lựa chọn thông số chế độ cắt nhằm đạt đồng thời độ nhám nhỏ : V=200m/phút, S=0,15 mm/vòng, t=0,5mm) Kết thực nghiệm sở để điều khiển tối ưu hóa đa mục tiêu q trình gia cơng nhằm đem lại hiệu thiết thực mà nhà công nghệ hướng tới 4.3 Hướng nghiên cứu Trong luận văn tác giả nghiên cứu ảnh hưởng tương tác đơn thông số chế độ cắt (vận tốc cắt v, lượng tiến dao s, chiều sâu cắt t) phay mặt phẳng thép SKD11 máy phay CNC ứng dụng phương pháp Taguchi kết hợp với phân tích phương sai ANOVA Kết luận văn tiền đề để phát triển hướng nghiên cứu như: 101 - Đánh giá ảnh hưởng tương tác cặp thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt - Ảnh hưởng thơng số hình học dụng cụ cắt đến độ nhám bề mặt - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt v, s, t đến độ mòn dụng cụ cắt, độ xác kích thước gia cơng… 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bành Tiến Long, Trần Thế Lực, Trần Sỹ Túy (2005), Nguyên lý gia công vật liệu, NXB KHKT Hà Nội [2] Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt (2008), Công nghệ chế tạo máy, NXB KHKT Hà Nội [3] Bùi Ngọc Tuyên (2015), Nguyên lý dụng cụ cắt, NXB giáo dục Việt Nam [4] Phùng Xuân Sơn (2015), Nguyên lý cắt, NXB khoa học kỹ thuật [5] Nguyễn Ngọc Kiên (2013) ứng dụng phương pháp trí tuệ nhân tạo phân tích taguchi để xác định chế độ cắt tối ưu gia công máy phay CNC , luận án tiến sĩ – ĐHBK Hà Nội [6] Genechi Taguchi (1990) , A primer on the Taguchi methor – Joyce cary, TS 156.R69 (1990)89-14736 [7] Mohammed T.Hayjneh,nontasser S.Tahat, Joachim Bluhm (2007) A study of the effects of Machining Parameters on the surface Roughness in the End – Miling process, Journal of Machanical and industrial Engineering [8] Hedi Yangui1 , Bacem Zghal (2010), Influence of Cutting and Geometrical Parameters on the Cutting Force in Milling, Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax (E.N.I.S.) [9] Dr Sudip Mukherjee, Subhajit Dangar (2014), Optimization of cutting parameters for improving surface roughness in turning operation using Taguchi method and anova, Department of Mechanical Engineering, Jalpaiguri Government Engineering College, West Bengal, India [10] G.Guruvaiah Naidu, A Venkata Vishnu (2014), Optomization of process parameters for surface roughness in milling of EN-31 stell material using Taguchi robust design methodlogy, International Journal of Mechanical And Production Engineering, ISSN: 2320-2092 103 [11] Chien-Hung Liu and Huei-Chu Weng (2016), Optimization of Minimum Quantity Lubricant Conditions and Cutting Parameters in Hard Milling of AISI H13 Steel, Department of Mechanical Engineering, National Kaohsiung University of Applied Sciences, 415 Chien Kung Road, Sanmin District, Kaohsiung 80778 [12] M Subramanian, M Sakthivel, K Sooryaprakash(2014), Optimization of Cutting Parameters for Cutting Force in Shoulder Milling of Al7075-T6 Using Response Surface Methodology and Genetic Algorithm, International Conference on Design an Manufacturing [13] Reena Pundir , G.H.V.C Chary , M.G Dastidar (2016) , Application of Taguchi method for optimizing the process parameters for the removal of copper and nickel by growing Aspergillus sp, Centre for Energy Studies, Indian Institute of Technology Delhi, Hauz Khas, New Delhi-110016, India [14] Phạm Thị Thu (2012), Tối ưu hóa chế độ cắt phay dao phay ngón hợp kim cứng - ứng dụng phay thơ lịng khn ép nhựa y8a, luận văn thạc sĩ - ĐH Thái Nguyên [15] Dương Xuân Trường (2014), tối ưu hóa chế độ cắt phay vật liệu SKD 61 mảnh dao phủ PVD – TIALN, ĐH Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [16] Phạm Văn Hiển (2013), Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền dao phay cầu phủ TiAlN gia công thép hợp kim CR12MOV, luận văn thạc sĩ 104 ... - BÙI TIẾN TÀI ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI TRONG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY THÉP LÀM KHUÔN BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TRÊN MÁY PHAY CNC Chuyên ngành... hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt phay thép làm khuôn dao phay mặt đầu máy phay CNC 10 Mục đích nghiên cứu luận văn Mục tiêu nghiên cứu đề tài nghiên cứu mức độ ảnh hưởng thông số chế độ. .. mang tính ứng dụng cao, kết nghiên cứu đề tài sở cho việc lựa chọn thông số chế độ cắt tối ưu để phay thép làm khuôn SKD 11 máy phay CNC dao phay mặt đầu chắp mảnh HKC nhằm đạt độ nhám bề mặt thấp