Nghiên cứu xác định chế độ cắt cho máy EDM

NGUYỄN HỮU HẢO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HỮU HẢO NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÁY EDM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ KHOÁ 2010 Hà Nội –2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HỮU HẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÁY EDM CHUYÊN NGHÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHÀNH CƠ ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN TRỌNG DOANH Hà Nội –2013 LỜI NĨI ĐẦU Ứng dụng cơng nghệ ln nhu cầu cấp bách sản xuất quốc gia Đối với sản xuất khí, phương pháp gia cơng truyền thống đơi khơng cịn đáp ứng u cầu ngày cao phát triển sản phẩm thời kỳ đại Các phương pháp gia công phi truyền thống ngày có vai trị quan trọng giải nhiều vấn đề gia cơng khí, có phương pháp gia cơng cắt dây tia lửa điện Trong luận văn học viên sâu vào phân tích thơng số cơng nghệ máy cắt dây tia lửa điện, qua xác định thông số công nghệ nhằm nâng cao chất lượng bề mặt suất gia công, giúp nâng cao khả sử dụng máy Qua thực đề tài tơi có nhìn sâu cơng nghệ gia cơng EDM, tích lũy nhiều kinh nghiệm thực tế thực tiễn sản suất kiểm chứng vấn đề lý thuyết Để thực đề tài tơi có giúp đỡ quý báu Trước hết xin trân thành cảm ơn TS Nguyễn Trọng Doanh, người hướng dẫn suất q trình thực đề tài Tơi xin cảm ơn kỹ thuật viên, chuyên gia lĩnh vực cắt dây công ty cổ phần Robot Tosy giúp tơi hồn thành đề tài Tuy có nhiều cố gắng, thời gian trình độ có hạn, luận văn cịn nhiều thiếu xót cần bổ sung thêm Rất mong đóng góp ý kiến bổ xung đồng nghiệp Hà Nội, tháng năm 2013 Nguyễn Hữu Hảo DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu/ Chữ viết tắt Ra Rz Rmax h p Si Smi Ý nghĩa Đơn vị Sai lệch số học trung bình profin Chiều cao mấp mơ theo 10 điểm profin Chiều cao lớn profin Chiều cao mấp mô Bước mấp mô Bước trung bình mấp mơ theo đỉnh Bước trung bình mấp mơ theo profin Chiều dài chuẩn µm µm µm µm µm µm µm µm Chiều cao đỉnh thứ i đỉnh cao µm Chiều cao đỉnh thứ i đỉnh thấp µm n Số điểm chia, số thực nghiệm - C Hệ số - Số mũ - Thời gian phóng điện µs ti Độ kéo dài xung µs to Khoảng cách xung µs Dịng phóng tia lửa điện A Điện áp máy phát mở V Điện áp phóng tia lửa điện V σ Sai số bình phương trung bình - xi Giá trị ngẫu nhiên dãy số - ɸ(t) Giá trị phân phối chuẩn - α Sai số phép thử, hệ số phụ thuộc vật liệu - t Tỉ số so sánh - Giá trị t độ tin cậy P - Số thí nghiệm song song thực điều kiện - Chỉ số Kokren - Sai số ngẫu nhiên Phương sai phân phối chuẩn - l ypmi yvmi x,y,z te ie Ui Ue t/p K Gp ξ σ 2 Bậc đa thức thực nghiệm - Số thực nghiệm tiến hành - Sn Tổng bình phương độ lệch - âi Tham số hàm hồi quy thực nghiệm - XT Ma trận chuyển vị ma trận X - Ma trận nghịch đảo ma trận M - Phương sai dư, tính theo S(a) - Độ tin cậy - n0 N,n M-1 Sdu γ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Nội dung hình vẽ, đồ thi Số hình Trang 1.1 Các yếu tố hình học lớp bề mặt 14 1.2 2.1 Các tiên đánh giá độ nhám bề mặt Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện 14 27 2.2 Pha đánh lửa 28 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 28 29 30 34 35 40 2.9 Sự hình thành kênh phóng điện Sự hình thành bốc vật liệu Sơ đồ điện áp dòng điện xung phóng điện Mối quan hệ Rz ti Sơ đồ máy cắt dây Sự cân lực cắt thẳng sai số hình học cắt góc Các trường hợp khó khăn dịng chảy đồng trục 2.10 Khe hở phóng điện gia công cắt dây tia lửa điện 43 4.1 Đồ thị mối quan hệ Rz với I, O F =15 79 4.2 Đồ thị mối quan hệ Rz với I, O F =14 85 42 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số bảng Nội dung bảng biêu Trang 1.1 Cấp nhãn bóng theo TCVN2511-95 15 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Các thí nghiệm để kiểm tra tính đồng thí nghiệm Các thành phần hóa học thép SKD11 Thơng số kỹ thuật máy cắt dây sodick LN1W Kết thực nghiệm với thép SKD11 dày 20mm Bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm Kết thực nghiệm với thép SKD11 dày 20mm Bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm 57 71 72 74 75 80 81 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1:CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY 13 1.1.CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT 13 1.1.1 Chất lượng hình học bề mặt gia công: 13 2.1.2Tính chất lý lớp bề mặt gia công 16 1.2.ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT TỚI KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 17 1.2.1 Ảnh hưởng tới tính chống mòn 17 1.2.2 Ảnh hưởng đến tình ăn mịn hóa học lớp bề mặt chi tiết: 19 1.2.3.Ảnh hưởng đến độ bền mỏi chi tiết máy: 20 2.2.4 Ảnh hưởng đến độ xác mối lắp ghép: 21 1.3 NHẬN XÉT: 22 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN MÁY EDM VÀ CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ 23 2.1.NGHIÊN CỨU VỀ BẢN CHẤT CÔNG NGHỆ MÁY EDM 23 2.1.1 Nguyên lý gia công tia lửa điện (EDM): 23 2.1.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện: 24 2.2.BẢN CHẤT VẬT LÝ: 27 2.3 CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA MÁY EDM 32 2.3.1 Đặc tính điện áp phóng tia lửa điện: 32 2.3.2.Các thông số điều chỉnh: 32 2.4.MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC THƠNG SỐ ĐIỀU CHỈNH TRONG Q TRÌNH GIA CÔNG 35 2.4.1 Sơ máy cắt dây tia lửa điện: 35 2.4.2 Độ xác gia công cắt dây tia lửa điện: 37 2.4.3 Điện cực vật liệu điện cực 40 2.4.4 Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện 42 3.4.5 Nhám bề mặt cắt dây 42 2.4.6 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 43 2.5 CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA MÁY CẮT DÂY SODICK LN1W 45 2.6 NHẬN XÉT: 54 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM 55 3.1.SAI SỐ VÀ KHỬ SAI SỐ THÔ: 55 3.1.1 Sai số hệ thống 55 3.1.2 Sai số ngẫu nhiên 55 3.1.3 Sai số thô: 55 3.2 KIỂM TRA TÍNH ĐỒNG NHẤT CỦA CÁC THÍ NGHIỆM 57 3.3 CHỌN CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM VÀ PHÉP LÀM TRƠN: 59 3.3.1 Chọn bậc tối thiểu đa thức: 59 3.3.2 Chọn công thức khác nhau: 60 3.3.3 Làm trơn số liệu thực nghiệm: 61 3.4 XÁC ĐỊNH THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG BÉ NHẤT 62 3.4.1 Xác định tham số hàm tuyến tính: 64 3.4.2.Kiểm định tham số aj khoảng xác định sai lệch chúng: 69 3.5 NHẬN XÉT: 69 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ 71 4.1 ĐIỀU KIỆN THỰC NGHIỆM: 71 4.1.1 Sơ lược thép SKD11 71 4.1.2.Thiết kế thí nghiệm 71 4.1.3 Các thơng số đầu vào thí nghiệm: 72 4.2 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI THÉP SKD11 DÀY 20MM: 74 4.2.1 Khử sai số thô: 75 4.2.2 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm 75 4.2.3 Chọn công thức thực nghiệm: 76 4.2.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Rz với I, O, F = 15 79 4.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI THÉP SKD11 DÀY 40MM: 80 4.3.1 Khử sai số thô: 80 4.3.2 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm 80 4.3.3 Chọn công thức thực nghiệm 82 4.3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Rz với I, O, F = 14 85 4.4.KẾT LUẬN CHƯƠNG 4: 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 89 𝑘𝑘 ����𝚥𝚥 �2 ��𝑅𝑅𝑅𝑅𝑗𝑗𝑗𝑗 − 𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑠𝑠𝑗𝑗2 = 𝑘𝑘 − K=5 𝑖𝑖=1 Theo công thức (3.8) ta có tiêu Kokrena: 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑆𝑆𝑗𝑗2 0.28 𝐺𝐺𝑝𝑝 = = = 0.178 ∑ 𝑆𝑆𝑗𝑗2 1.57 Với 11 thí nghiệm, số bậc tự m = k -1 = -1 =4, với mức ý nghĩa p=0,99 ta xác định GT =0.265 Vậy Gp< GT => thực nghiệm ổn định.Hay nói cách khác thực nghiệm đồng 4.2.3 Chọn công thức thực nghiệm: Dựa vào bảng 4.1 ta thấy kết đầu vào ON, OFF, I cho theo cấp số cộng, kết đầu ( Rz) xét riêng yếu tố ảnh hưởng có dấu hiệu cấp số cộng Điều cho thấy quan hệ độ nhám bề mặt chế độ cắt có dạng hàm lũy thừa Đặt tham số ON O, tham số OFF F, tham số IPM I Do quan hệ độ nhám bề mặt chế độ cắt có dạng: 𝑅𝑅𝑧𝑧 = 𝐶𝐶 𝑂𝑂𝑎𝑎1 𝐹𝐹 𝑎𝑎2 𝐼𝐼𝑎𝑎3 (4.1) Lấy loga nepe hai vế ta có: Đặt: 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑅𝑅𝑧𝑧 = 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 + 𝑎𝑎1 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 + 𝑎𝑎2 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 + 𝑎𝑎3 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 lnRz = Y lnC = a0 76 (4.2) lnO = X1 lnF = X2 lnI = X3 Như phương trình 4.3 trở thành: 𝑌𝑌 = 𝑎𝑎0 + 𝑎𝑎1 𝑋𝑋1 + 𝑎𝑎2 𝑋𝑋2 + 𝑎𝑎3 𝑋𝑋3 (4.3) Như vậy, Y quan hệ với X1, X2, X3 theo dạng hàm số có nhiều biến số Để xác định a0, a1, a2, a3 ta áp dụng phương pháp BPNN Ma trận chế độ cắt OFI (ma trận thông số vào) ma trận loga nêpe chế độ cắt lnOFI: 005 ⎡005 ⎢ ⎢009 ⎢009 ⎢005 𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂 = ⎢005 ⎢009 ⎢009 ⎢007 ⎢007 ⎣007 017 013 017 013 017 013 017 013 015 015 015 25 1.6094 ⎤ ⎡ 15 1.6094 ⎥ ⎢ 25⎥ 2.1972 ⎢ 15⎥ ⎢2.1972 15⎥ ⎢1.6094 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 = 25⎥ ⎢1.6094 15⎥ ⎢2.1972 ⎢2.1972 25⎥ ⎢1.9459 ⎥ 20 ⎢1.9459 20⎥ ⎣1.9459 ⎦ 20 77 2.8332 2.5649 2.8332 2.5649 2.8332 2.5649 2.8332 2.5649 2.7081 2.7081 2.7081 3.2189 2.7081⎤ ⎥ 3.2189 ⎥ 2.7081⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎦ 1.0000 ⎡1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 𝑋𝑋 = ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎣1.0000 1.6094 1.6094 2.1972 2.1972 1.6094 1.6094 2.1972 2.1972 1.9459 1.9459 1.9459 2.8332 2.5649 2.8332 2.5649 2.8332 2.5649 2.8332 2.5649 2.7081 2.7081 2.7081 Ma trận chuyển vị ma trận X ma trận XT 3.2189 2.7081⎤ 3.2189⎥ 2.7081⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎦ Ma trận M = XT.X 11 𝑀𝑀 = 𝑋𝑋 𝑇𝑇 𝑋𝑋 = �21.0641 29.7167 32.6951 Ma trận nghịch đảo ma trận M: 𝑀𝑀−1 21.0641 41.0310 56.9059 62.6114 29.7167 56.9059 80.4244 88.3270 32.6951 62.6114� 88.3270 97.7032 72.5318 −2.7085 −18.6961 −5.6342 −0.0085 −0.0081� = � −2.7085 1.4390 −18.6961 −0.0085 6.9352 −0.0078 −5.6342 −0.0081 −0.0078 1.9079 Ma trận đầu (Rz) va ma trận loga nepe Rz xác định sau: 12.66 2.5384 ⎡14.52⎤ ⎡2.6755⎤ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ 16.58 ⎢ 18.6 ⎥ ⎢2.8082⎥ ⎢ ⎥ ⎢2.9232⎥ 14.72 ⎢ ⎥ ⎢2.6892⎥ 𝑅𝑅𝑧𝑧 = ⎢ 15.1 ⎥ 𝑌𝑌 = 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑧𝑧 = ⎢2.7167⎥ ⎢15.24⎥ ⎢2.7239⎥ ⎢17.26⎥ ⎢2.8484⎥ ⎢15.65⎥ ⎢2.7505⎥ ⎢15.64⎥ ⎢2.7498⎥ ⎣15.54⎦ ⎣2.7434⎦ Từ ta có ma trận hệ số xác định sau: 78 𝑎𝑎�0 3.0496 𝑎𝑎�1 𝑎𝑎� = � � = 𝑀𝑀−1 𝑋𝑋 𝑇𝑇 𝑌𝑌 = � 0.2918 � −0.3762 𝑎𝑎�2 0.0479 𝑎𝑎�3 Với 𝑎𝑎0 = 3.0496 ⇒ 𝐶𝐶 = 𝑒𝑒 𝑎𝑎0 = 2.71833.0496 = 21.1073 Thay giá trị C, â1, â2, â3 vào phương trình 4.1 ta có quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt theo thực nghiệm: 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 21.1073 × 𝑂𝑂0.2918 × 𝐹𝐹 −0.3762 × 𝐼𝐼0.0479 (4.4) Phương sai hệ số xác định theo công thức 3.56 sau: 𝑆𝑆(𝑎𝑎�) = 𝑆𝑆(𝑎𝑎�0 , 𝑎𝑎�1 , 𝑎𝑎�2 , 𝑎𝑎�3 ) = (𝑌𝑌 − 𝑋𝑋𝑎𝑎�)𝑇𝑇 (𝑌𝑌 − 𝑋𝑋𝑎𝑎�) Thay ma trận Y, X, â vào 4.5 ta có: 𝑆𝑆(𝑎𝑎�) = 0.0186 (4.5) (4.6) 4.2.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Rz với I, O, F = 15 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 21.1073 × 𝑂𝑂0.2918 × 𝐹𝐹 −0.3762 × 𝐼𝐼0.0479 Hình 4.1 Đồ thị mối quan hệ Rz với I, O F =15 79 4.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI THÉP SKD11 DÀY 40MM: Bảng 4.5 Kết thực nghiệm với thép SKD11 dày 40mm STT Mẫu Chếđộcắt ON(µs) Kếtquảđođộnhámbềmặt (µm) OFF(µs) IPM Rz1 Rz2 Rz3 Rz4 Rz5 Rztb (A) 006 016 25 12.0 12.8 12.5 11.9 12.2 12.28 006 012 15 13.3 13.1 12.8 13.7 13.5 13.28 010 016 25 16.8 16.2 16.2 15.5 16.6 16.26 010 012 15 16.7 17.2 16.9 17.8 17.1 17.14 006 016 15 14.8 14.2 13.9 14.5 14.1 14.3 006 012 25 15.4 15.7 15.2 14.6 14.8 15.14 010 016 15 15.2 15.1 14.7 15.5 15.3 15.16 010 012 25 17.5 17.8 16.9 17.1 17.5 17.36 008 014 20 14.5 15.0 15.0 15.2 14.8 14.9 10 008 014 20 13.8 13.7 14.2 14.6 14.5 14.16 11 008 014 20 14.8 14.2 14.7 13.7 14.2 14.32 4.3.1 Khử sai số thơ: Nhìn vào bảng kết đo độ nhám ta thấy khơng có giá trị bất thường, điều có nghĩa bảng kết khơng có sai số thơ.s 4.3.2 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm Dựa vào bảng kết đo độ nhám ta có bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm 80 Bảng 4.4 Bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm Kết đo độ nhám bề mặt (µm) STT Si2 Rz1 Rz2 Rz3 Rz4 Rz5 Rztb 12.0 12.8 12.5 11.9 12.2 12.28 0.548 13.3 13.1 12.8 13.7 13.5 13.28 0.488 16.8 16.2 16.2 15.5 16.6 16.26 0.992 16.7 17.2 16.9 17.8 17.1 17.14 0.692 14.8 14.2 13.9 14.5 14.1 14.3 0.5 15.4 15.7 15.2 14.6 14.8 15.14 0.792 15.2 15.1 14.7 15.5 15.3 15.16 0.352 17.5 17.8 16.9 17.1 17.5 17.36 0.512 14.5 15.0 15.0 15.2 14.8 14.9 0.28 10 13.8 13.7 14.2 14.6 14.5 14.16 0.652 11 14.8 14.2 14.7 13.7 14.2 14.32 0.788 Giá trị lớn 0.992 Tổng giá trị 6.596 Trong : 𝑠𝑠𝑗𝑗2 K=5 𝑘𝑘 ����𝚥𝚥 �2 ��𝑅𝑅𝑅𝑅𝑗𝑗𝑗𝑗 − 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 𝑘𝑘 − 𝑖𝑖=1 Theo công thức (3.8) ta có tiêu Kokrena: 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑆𝑆𝑗𝑗2 0.992 𝐺𝐺𝑝𝑝 = = = 0.15 ∑ 𝑆𝑆𝑗𝑗2 6.596 81 Với 11 thí nghiệm, số bậc tự m = k -1 = -1 =4, với mức ý nghĩa p=0,99 ta xác định GT =0.265 Vậy Gp< GT => thực nghiệm ổn định.Hay nói cách khác thực nghiệm đồng 4.3.3 Chọn công thức thực nghiệm Dựa vào bảng 4.3 ta thấy kết dầu vào ON, OFF, I cho theo cấp số cộng, kết đầu ( Rz) xét riêng yếu tố ảnh hưởng có dấu hiệu cấp số cộng Điều cho thấy quan hệ độ nhám bề mặt chế độ cắt có dạng hàm lũy thừa Đặt tham số ON O, tham số OFF F, tham số IPM I Do quan hệ độ nhám bề mặt chế độ cắt có dạng: 𝑅𝑅𝑧𝑧 = 𝐶𝐶 𝑂𝑂𝑎𝑎1 𝐹𝐹 𝑎𝑎2 𝐼𝐼 𝑎𝑎3 (4.7) Lấy loga nepe hai vế ta có: Đặt: 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑅𝑅𝑧𝑧 = 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 + 𝑎𝑎1 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 + 𝑎𝑎2 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 + 𝑎𝑎3 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 lnRz = Y (4.8) lnC = a0 lnO = X1 lnF = X2 lnI = X3 Như phương trình 4.3 trở thành: 𝑌𝑌 = 𝑎𝑎0 + 𝑎𝑎1 𝑋𝑋1 + 𝑎𝑎2 𝑋𝑋2 + 𝑎𝑎3 𝑋𝑋3 (4.9) 82 Như vậy, Y quan hệ với X1, X2, X3theo dạng hàm số có nhiều biến số Để xác định a0, a1, a2, a3 ta áp dụng phương pháp BPNN Ma trận chế độ cắt OFI ( ma trận thông số vào) ma trận loga nêpe chế độ cắt lnOFI: 006 ⎡006 ⎢ ⎢010 ⎢010 ⎢006 𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂 = ⎢006 ⎢010 ⎢010 ⎢008 ⎢008 ⎣008 016 012 016 012 016 012 016 012 014 014 014 25 1.7918 ⎡1.7918 15⎤ ⎥ ⎢ 25⎥ 2.3026 ⎢2.3026 15⎥ ⎢ 15⎥ ⎢1.7918 25⎥ 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 = ⎢1.7918 15⎥ ⎢2.3026 ⎢2.3026 25⎥ ⎢2.0794 20⎥ ⎢2.0794 20⎥ ⎣2.0794 20⎦ 1.0000 ⎡1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 𝑋𝑋 = ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎢1.0000 ⎣1.0000 1.7918 1.7918 2.3026 2.3026 1.7918 1.7918 2.3026 2.3026 2.0794 2.0794 2.0794 2.7726 2.4849 2.7726 2.4849 2.7726 2.4849 2.7726 2.4849 2.6391 2.6391 2.6391 Ma trận chuyển vị ma trận X ma trận XT 2.7726 2.4849 2.7726 2.4849 2.7726 2.4849 2.7726 2.4849 2.6391 2.6391 2.6391 3.2189 2.7081⎤ ⎥ 3.2189 2.7081⎥ ⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎦ 3.2189 2.7081⎤ 3.2189⎥ 2.7081⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.7081⎥ 3.2189⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎥ 2.9957⎦ Ma trận M = XT.X 11.0000 𝑀𝑀 = 𝑋𝑋 𝑇𝑇 𝑋𝑋 = �22.6158 28.9473 32.6951 Ma trận nghịch đảo ma trận M: 22.6158 47.0218 59.5159 67.2228 83 28.9473 59.5159 76.3427 86.0403 32.6951 67.2228� 86.0403 97.7031 𝑀𝑀−1 66.4672 −3.8766 −15.8325 −5.6326 −0.0083 −0.0082� = � −3.8766 1.9081 6.0323 −0.0083 −15.8325 −5.6326 −5.6326 −0.0082 −0.0083 1.9081 Ma trận đầu (Rz) va ma trận loga nepe Rz xác định sau: 12.28 2.5080 ⎡13.28⎤ ⎡2.5863⎤ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ 16.26 2.7887 ⎢17.14⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢2.8414⎥ ⎢ 14.3 ⎥ ⎢2.6603⎥ 𝑅𝑅𝑧𝑧 = ⎢15.14⎥ 𝑌𝑌 = 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑧𝑧 = ⎢2.7173⎥ ⎢15.16⎥ ⎢2.7187⎥ ⎢17.36⎥ ⎢2.8542⎥ ⎢ 14.9 ⎥ ⎢2.7014⎥ ⎢14.16⎥ ⎢2.6504⎥ ⎣14.32⎦ ⎣2.6617⎦ Từ ta có ma trận hệ số xác định sau: 𝑎𝑎�0 2.6626 𝑎𝑎�1 𝑎𝑎� = � � = 𝑀𝑀−1 𝑋𝑋 𝑇𝑇 𝑌𝑌 = � 0.3515 � −0.2757 𝑎𝑎�2 0.0237 𝑎𝑎�3 Với 𝑎𝑎0 = ⋯ ⇒ 𝐶𝐶 = 𝑒𝑒 𝑎𝑎0 = 2.71832.6626 = 14.3338 Thay giá trị C, â1, â2, â3 vào phương trình 4.9 ta có quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt theo thực nghiệm: 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 14.3338 × 𝑂𝑂0.3515 × 𝐹𝐹 −0.2757 × 𝐼𝐼0.0237 Phương sai hệ số xác định theo công thức 3.56 sau: ( 4.10) 𝑆𝑆(𝑎𝑎�) = 𝑆𝑆(𝑎𝑎�0 , 𝑎𝑎�1 , 𝑎𝑎�2 , 𝑎𝑎�3 ) = (𝑌𝑌 − 𝑋𝑋𝑎𝑎�)𝑇𝑇 (𝑌𝑌 − 𝑋𝑋𝑎𝑎�) (4.11) 𝑆𝑆(𝑎𝑎�) = 0.0397 (4.13) Thay ma trận Y, X, â vào 4.12 ta có: 84 4.3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Rz với I, O, F = 14 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 14.3338 × 𝑂𝑂0.3515 × 14−0.2757 × 𝐼𝐼0.0237 Hình 4.2 Đồ thị mối quan hệ Rz với I, O F =14 4.4.KẾT LUẬN CHƯƠNG 4: Trong chương tác giả tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng thong số điện tới độ nhám bề mặt phương pháp cắt dây tia lửa điện gia cơng thép SKD11, tập trung giải số vấn đề sau: - Xây dựng mơ hình định tính q trình gia cơng yếu tố đầu vào đến thực kết thúc trình Tiến hành thí nghiệm thành cơng thu kết đảm bảo độ tin cậy - Xây dựng mối quan hệ thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt - gia công thép SKD11 Quan hệ độ nhám bề mặt chế độ cắt quan hệ hàm lũy thừa sau: • Đối với thép SKD11 chiều dày 20mm: 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 28.4920 × 𝑂𝑂0.2918 × 𝐹𝐹 −0.3762 × 𝐼𝐼0.0479 • Đối với thép SKD11 chiều dày 40mm: 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 14.3338 × 𝑂𝑂0.3515 × 𝐹𝐹 −0.2757 × 𝐼𝐼0.0237 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong thời đại mà cạnh tranh ngày gay gắt địi hỏi cơng đoạn dây truyền sản xuất phải đảm bảo yếu cầu tối thiểu độ xác, độ bền suất, tính kinh tế cao… Điều trở nên cần thiết công đoạn, nguyên công gia công loại vật liệu quý hiếm, loại vật liệu khó gia cơng,… Cùng với mục đích đó, tác giả tập trung sâu nghiên cứu chất q trình gia cơng tia lửa điện, mơ tả đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng gia công cắt dây tia lửa điện Thép SDK11 thép có độ cứng, đồ bề cao loại vật liệu sử dụng nhiều chế tạo khuôn đột dập, khuôn nhựa có độ xác cao Việc gia cơng phương pháp gia cơng truyền thống địi hỏi chi phí lớn, suất chất lượng gia công không cao đặc biệt bề mặt phức tạp Khi gia cơng tia lửa điện (EDM), tính dẫn điện nhiệt thép SKD11 khác so với vật liệu thông thường khác, nên làm cho suất chất lượng gia cơng thay đổi Vì cần nghiên cứu thiết lập tìm giá trị cơng nghệ tối ưu nhằm đảm bảo chất lượng (độ nhám bề mặt) gia công thép SKD11 máy cắt dây tia lửa điện Một số kết thu là: - Xây dựng hệ thống tham số công nghệ đơn kết hợp yếu tố công nghệ khác ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công (độ nhám) Đề tài đưa kết luận liên quan tới ảnh hưởng yếu tố công nghệ tới chất lượng bề mặt gia công, điều làm sở để lựa chọn chế độ gia công tối ưu nhằm nâng cao hiệu q trình gia cơng - Xây dựng thành cơng hàm tốn học mối quan hệ độ nhám bề mặt với yếu tố cơng nghệ dịng đánh lửa Ie, thời gian phóng tia lửa điện ON, thời gian dừng hai lần phóng điện liên tiếp OFF gia cơng thép SKD11 86 - Từ mơ hình tốn học giúp người vận hành sử dụng máy chon chế độ gia công phù hợp đảm bảo chất lượng gia công cao Một số kiến nghị: - Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng thông số cơng nghệ khác có ảnh hưởng tới chất lượng gia công, đặc biệt yếu tố phi công nghệ như: ảnh hưởng loại vật liệu khác nhau, … - Các thí nghiệm thực thời gian gia công ngắn nên chưa đánh giá ảnh hưởng yếu tố tới độ mòn điện cực Cần nghiên cứu ảnh hưởng nhằm nâng cao hiệu q trình gia cơng - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố cơng nghệ đến q trình gia công thực vật liệu khác 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS, TS Vũ Hoài Ân (2007), Gia công tia lửa điện CNC, NXB Khoa học kỹ thuật Phan Hùng Dũng (2008), Tối ưu hóa thong số cơng nghệ máy cắt dây EDm gia công thép không gỉ, luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Thái Nguyên Lê Công Dưỡng (1996), Vật liệu học, NXB Khoa học Kỹ thuật Trần Văn Địch (2004), Công nghệ CNC, NXB Khoa học kỹ thuật Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Mao, Phạm Đình Sùng (1998), Vật liệu khí, NXB Giáo Dục Nguyễn Nam Sơn (2005), Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến suất chất lượng gia công máy cắt dây tia lửa điện, luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường kiểm tra chế tạo khí, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Phan Cơng Trình (2006), Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công máy phay CNC, luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Bách Khoa Hà Nội 11 PGS, TS Bùi Minh Trí (2005), Xác xuất thống kê quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học kỹ thuật 12 Ninh Đức Tốn ( 2000), Dung sai lắp ghép, NXB Giáo dục 13 Nguyễn Dỗn Ý (2003), Giáo trình quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 14 Sách tra cứu vật liệu khó gia cơng (1981), NXB Khoa học kỹ thuật 15 Machine Tool LN1W, NC-wire cut EDM – Sodick co.,Ltd, Japan 16 Machining Condition Table – wire cut EDM - Sodick co., Ltd, Japan 88 PHỤ LỤC Thiết bị thí nghiệm Máy cắt dây sodick LNiW AQ325L Máy đo độ nhám Mitutoyo SJ301 89 Quá trình thực nghiệm - Bản vẽ chi tiết thí nghiệm - Sản phẩm thực nghiệm - Thực nghiệm đo nhám 90 ... theo máy mị mẫm Do chế độ công nghệ gia công máy chưa thể khẳng định hợp lý Vì hiệu khai thác, sử dụng máy hạn chế Đề tài“ nghiên cứu xác định chế độ cắt cho máy EDM? ?? lựa chọn để nghiên cứu nhằm... khả làm việc chi tiết máy Chương Tổng quan máy EDM thông số công nghệ - Nghiên cứu tổng quan kỹ thuật máy EDM - Nghiên cứu sở lý thuyết trình cắt tượng xảy trình cắt - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố... việc chế tạo khuôn đột dập, khn nhựa có độ xác cao Ngồi tác giả nghiên cứu ảnh hưởng chiều dày vật liệu khác 10 III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng chế độ