Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến năng suất và chất lượng bề mặt khi gia công

Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hµ néi - Vò QUANG Hà Nghiên cứu ảnh h-ởng chế độ công nghệ đến suất chất l-ợng bề mặt gia công ph-ơng pháp cắt dây tia lửa điện luận ¸n TiÕn sÜ kü thuËt Hµ Néi - 2012 Bé giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hµ néi - VŨ QUANG HÀ Nghiên cứu ảnh h-ởng CHế Độ CÔNG NGHệ ĐếN NĂNG SUấT Và CHấT L-ợng bề mặt gia công ph-ơng pháp cắt dây tia lửa điện Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy MÃ số: 62.52.04.01 luận án TiÕn sÜ kü thuËt ng-êi h-íng dÉn khoa häc: PGS.TS nguyễn trọng bình TS nguyễn huy ninh Hà Néi - 2012 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o -LỜI CAM ĐOAN Luận án hồn thành thời gian tơi nghiên cứu sinh hệ quy mơn Cơng Nghệ Chế Tạo Máy thuộc Viện Cơ Khí trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin cam đoan nội dung khoa học luận án cơng trình nghiên cứu Nội dung khoa học luận án trung thực chưa công bố tài liệu khác nước Các số liệu đo kiểm phịng thí nghiệm có uy tín với thiết bị kiểm chuẩn Các tài liệu tham khảo trích dẫn ghi rõ ràng Hà Nội, ngày 27 tháng năm 2012 Người cam đoan VŨ QUANG HÀ LỜI CẢM ƠN Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Trọng Bình, người thầy dẫn dắt tơi vào đường nghiên cứu khoa học cho tơi dẫn mang tính định hướng q trình nghiên cứu Tơi xin cảm ơn TS Nguyễn Huy Ninh ln động viên khích lệ tơi q trình nghiên cứu Tiếp đến, tơi xin cảm ơn TS Nguyễn Trọng Hiếu định hướng giúp trình giải tốn tối ưu để đạt kết mong muốn Tôi xin cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ chế tạo máy, Viện khí trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, trường ĐH Công nghiệp Hà Nội, Công ty TNHH Công nghiệp Quang Nam tạo điều kiện giúp đỡ suốt q trình nghiên cứu Cuối tơi xin bày tỏ lòng biết ơn tới cha mẹ, hai anh trai ruột vợ tôi, người thân đồng nghiệp ln động viên, khích lệ giúp đỡ tơi hồn thành cơng trình MỤC LỤC Mục Nội dung Trang Trang bìa luận án Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục thuật ngữ, ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng biểu 12 Danh mục hình vẽ, đồ thị 13 MỞ ĐẦU 15 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 18 1.1 Phương pháp gia công tia lửa điện 18 1.1.1 Bản chất vật lý 18 1.1.2 Cơ chế bóc kim loại gia công tia lửa điện 22 1.2 Đặc điểm khả công nghệ chế độ gia công tia lửa điện 23 1.2.1 Đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện 23 1.2.2 Khả công nghệ phương pháp gia công tia lửa điện 23 1.3 Các phương pháp gia công tia lửa điện 23 1.3.1 Phương pháp gia cơng xung định hình 23 1.3.1.1 Bản chất phương pháp 23 1.3.1.2 Ưu, nhược điểm phương pháp 24 1.3.1.3 Phạm vi ứng dụng 24 1.3.2 Phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 24 1.3.2.1 Bản chất phương pháp 24 1.3.2.2 Ưu, nhược điểm phương pháp 24 1.3.2.3 Phạm vi ứng dụng 25 1.3.3 Các phương pháp gia công tia lửa điện khác 26 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình gia cơng tia lửa điện 27 1.4.1 Các đặc tính điện phóng điện 27 1.4.2 Ảnh hưởng khe phóng điện 31 1.4.3 Ảnh hưởng điện dung C 33 1.4.4 Ảnh hưởng diện tích vùng gia cơng 34 1.4.5 Ảnh hưởng ăn mòn điện cực 34 1.4.6 Các tượng xấu gia công tia lửa điện 35 1.4.6.1 Hồ quang 35 1.4.6.2 Ngắn mạch, sụt áp 36 1.4.6.3 Xung mạch mở khơng có dịng điện 36 1.4.6.4 Sự q nhiệt chất điện môi 37 1.4.7 Các yếu tố không điều khiển 37 1.4.7.1 Nhiễu hệ thống 37 1.4.7.2 Nhiễu ngẫu nhiên 37 1.5 Chất điện môi gia công tia lửa điện 37 1.5.1 Nhiệm vụ chất điện môi 37 1.5.2 Các loại chất điện môi 38 1.5.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi 39 1.5.4 Các loại dịng chảy chất điện mơi lỗi dòng chảy 40 1.5.5 Hệ thống lọc chất điện môi 42 KẾT LUẬN CHƢƠNG 43 CHƢƠNG 2: GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN BẰNG CẮT DÂY 44 2.1 Máy cắt dây tia lửa điện 44 2.1.1 Giới thiệu máy cắt dây 45 2.1.2 Điện cực vật liệu điện cực 45 2.1.2.1 Yêu cầu vật liệu điện cực 46 2.1.2.2 Các loại dây điện cực 46 2.2 Cơ chế bóc kim loại phoi cắt dây tia lửa điện 46 2.2.1 Cơ chế bóc kim loại 47 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới phoi 48 2.3 Các thơng số điều khiển q trình gia cơng cắt dây tia lửa điện 48 2.3.1 Các thông số điện 48 2.3.1.1 Điện áp đánh lửa Uz 48 2.3.1.2 Dịng phóng tia lửa điện Ie bước dòng điện 48 2.3.1.3 Độ kéo dài xung ti 48 2.3.1.4 Khoảng cách xung t0 48 2.3.1.5 Khe hở phóng điện 49 Các thơng số 49 2.3.2 2.3.2.1 Tốc độ dây cắt 49 2.3.2.2 Tốc độ tiến bàn máy 49 2.3.2.3 Lực căng dây 49 2.4 Lập trình gia cơng máy cắt dây 50 2.4.1 Các trục điều khiển hệ tọa độ 50 2.4.2 Các chức “G” 51 2.4.2.1 Nhóm lệnh dịch chuyển mã “G” 51 2.4.2.2 Nhóm lệnh dịch chuyển đường kính G41 G42 52 2.4.2.3 Các lệnh định vị tự động 53 2.4.3 Các phép copy dịch chuyển 54 2.4.4 Các chức M 55 2.4.5 Các lệnh cắt côn 56 2.4.6 Gia cơng góc lượn 56 2.5 Độ xác gia công cắt dây tia lửa điện 57 2.5.1 Các đại lượng đặc trưng cho độ xác gia công cắt dây 57 2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác gia cơng cắt dây 57 2.5.3 Các sai số cố hữu profin cắt dây tia lửa điện 59 2.6 Chất lượng bề mặt gia công cắt dây tia lửa điện 60 2.6.1 Các đại lượng đặc trưng cho chất lượng bề mặt cắt dây tia lửa điện 60 2.6.1.1 Độ nhám bề mặt 61 2.6.1.2 Vết nứt tế vi bề mặt 61 2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt cắt dây tia lửa điện 62 2.7 Năng suất độ mòn điện cực gia công cắt dây tia lửa điện 63 2.7.1 Năng suất gia cơng 63 2.7.2 Độ mịn điện cực 64 KẾT LUẬN CHƢƠNG 64 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH GIA CƠNG CẮT DÂY 65 TIA LỬA ĐIỆN BẰNG THỰC NGHIỆM 3.1 Sơ đồ nghiên cứu trình cắt dây tia lửa điện 65 3.1.1 Các đại lượng đầu vào 66 3.1.2 Các đại lượng đầu 66 3.1.3 Các đại lượng cố định 66 3.1.4 Các đại lượng nhiễu 66 3.2 Điều kiện thí nghiệm 67 3.2.1 Máy cắt dây tia lửa điện 67 3.2.2 Vật liệu tiến hành thí nghiệm 68 3.2.2.1 Vật liệu thí nghiệm 68 3.2.2.2 Mẫu tiến hành thí nghiệm 68 3.2.3 Vật liệu điện cực chất điện môi 69 3.2.4 Các thông số cố định khác 69 3.3 Các thiết bị đo 70 3.3.1 Thiết bị đo chiều cao nhấp nhô bề mặt 70 3.3.2 Thiết bị đo kích thước gia công 70 3.3.3 Thiết bị đo độ cứng bề mặt 71 3.3.4 Thiết bị chụp cấu trúc lớp tế vi 71 3.4 Xây dựng quy hoạch thực nghiệm 72 3.5 Q trình tiến hành thí nghiệm thu thập số liệu 75 3.5.1 Tiến hành thí nghiệm 75 3.5.2 Thu thập số liệu thí nghiệm 75 3.6 Xử lý số liệu 79 3.6.1 Ảnh hưởng lượng bóc tách W tới suất gia công V 79 gia công thép SKD61 chế độ xử lý nhiệt khác 3.6.1.1 Thép SKD61chưa xử lý nhiệt 79 3.6.1.2 Thép SKD61 cải thiện 80 3.6.1.3 Thép SKD61 cứng 81 3.6.1.4 Phân tích mơ hình tốn học 83 3.6.2 Ảnh hưởng lượng bóc tách W đến chất lượng bề mặt 83 3.6.2.1 Ảnh hưởng lượng bóc tách W đến độ nhám bề mặt Ra 83 3.6.2.2 Ảnh hưởng lượng bóc tách W đến cấu trúc tế vi tính 87 lớp bề mặt gia công thép SKD61 chế độ xử lý nhiệt 3.6.3 Ảnh hưởng lượng bóc tách W lượng bù dây gia cơng 89 thép SKD61 chế độ xử lý nhiệt khác 3.6.3.1 Thép SKD61 chưa xử lý nhiệt 89 3.6.3.2 Thép SKD61 cải thiện 90 3.6.3.3 Thép SKD61độ tơi cứng 91 3.6.3.4 Phân tích mơ hình tốn học 92 3.6.4 Các mơ hình tốn học rút từ thực nghiệm 93 3.7 Lựa chọn chế độ công nghệ hợp lý cắt dây 94 3.7.1 Các tiêu cần tối ưu 94 3.7.2 Xây dựng tốn tối ưu gia cơng cắt dây tia lửa điện 94 3.7.3 Lựa chọn điều kiện ràng buộc 95 3.7.3.1 Chọn chiều cao nhấp nhô bề mặt cho phép [Ra] 95 3.7.3.2 Chọn lượng bù dây cho phép [ε] 95 3.7.4 Xác định chế độ công nghệ hợp lý 96 3.7.5 Sơ đồ thuật giải 97 KẾT LUẬN CHƢƠNG 99 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 101 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ ĐƢỢC 103 CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 CÁC PHỤ LỤC CỦA LUẬN ÁN 109 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT KÝ HIỆU DIỄN GIẢI NỘI DUNG AEDG CAD Computer Aided Design CAM Computer Aided Manufacturing CNC Computer Numerical Control CIM Computer Integrated Manufacturing EDM Electrical Discharge Machining EPS Easy Productivity System FMS Flexible Manufacturing Systems ISO International System Organization 10 MEDM 11 MWEDM 12 NC 13 WEDM 14 ap Hệ số công suất 15 b Bề rộng rãnh cắt (mm) 16 C Điện dung tụ điện (µF) 17 Cgh Điện dung giới hạn (µF) 18 c1 Nhiệt riêng (J/kg.0C) 19 dd Đường kính dây cắt (mm) Abrasive Electrical Discharge Grinding Micro Electrical Discharge Machining Micro Wire Electrical Discharge Machining Numerical Control Wire Electrical Discharge Machining 20 Khe hở phóng điện (µm) 21 Khe hở mạch cắt (µm) 22 E Độ bền ăn mịn Sai lệch lượng bù dây (µm) 23 24 f Tần số dịng điện (Hz) 25 F Diện tích vùng gia cơng (mm2) 26 Fgh Diện tích vùng gia cơng giới hạn (mm2) 27 gtr Khe hở phóng điện mặt trước (µm) 28 gb Khe hở phóng điện mặt bên (µm) 29 h Chiều cao phơi (mm) 30 Ie Dịng phóng tia lửa điện (A) Mẫu S3-5 Mẫu S3-6 Mẫu S3-7 Mẫu S3-8 126 Mẫu S3-9 Mẫu S3-10 127 Chương trình xử lý số liệu dùng cho quy hoạch thực nghiệm Theo [20] phương pháp xác định tham số hàm số tuyến tính biến số y=a+b.x phương pháp bình phương nhỏ - Hàm hồi quy có dạng : y a0 a1.x - Cho biết n kết đầu y1 , y2 , y3 , yn tương ứng giá trị đầu vào x1 , x2 , x3 , xn (n>2) Ta cần xác định a0 , a1 cho n ( yi a0 a1.xi ) đạt S (a0 ; a1 ) (4.1) i Từ (4.1) ta có hệ phương trình sau: n S (a0 , a1 ) a0 ( yi n n.a0 n a1 Xi Yi i n Xi - Yi i i n n Đặt x xi ; y i 1 n n yi ; x y i 1 n n xi yi ; x i 1 n n x 2i i Giải hệ phương trình (4.2) ta được: _2 _ a0 _ y.x _2 _ x a1 _ x ( x y ) _ x _ (4.3) _ ( x y ) y x _2 _ x - n X i2 a1 i - (4.2) i n a0 a0 a1.xi ) i x Hệ số tương quan : n _ xi2 n.( x) S x2 i n n _ yi2 n.( y ) - S y2 i rxy a1 (4.4) n Nếu S y2 Sx Sy rxy đường hồi quy gần với điểm thực nghiệm Tổng dư bình phương S (a0 , a1 ) (n 1).S y2 (1 rxy2 ) 128 (4.5) Xử lý kết thí nghiệm xác định mối quan hệ suất gia công V lượng bóc tách W chế độ thép khác Xử lý số liệu để xác định ảnh hưởng lượng bóc tách W đến suất gia công V phần mềm MAPLE 14, mối quan hệ suất gia công V lượng bóc tách W có dạng hàm số mũ : V = A1.WA2 (4.6) Trong : A1 hệ số A2 số mũ Các hệ số A1 số mũ A2 phụ thuộc vào điều kiện công nghệ cụ thể cặp vật liệu điện cực – vật liệu gia công, chế độ xử lý nhiệt vật liệu gia công v.v xác định thực nghiệm Loganepe vế (4.6) ta : lnV =ln(A1) + A2.ln(W) (4.7) Đặt Y = Ln(V); X = Ln(W); a = Ln(A1); b = A2 4.1 Khi hàm hồi quy (4.7) có dạng: Y= a + b.X 4.1.1 Thép thường (chưa qua xử lý nhiệt) Kết hợp bảng 3.14 công thức (4.8) ta lập bảng sau: Điểm thí nghiệm S1-1 (P1) S1-2 (P2) S1-3 (P3) S1-4 (P4) S1-5 (P5) S1-6 (P6) S1-7 (P7) S1-8 (P8) S1-9 (P7) S1-10 (P7) Tổng Trung bình cộng W X=ln(W) V Y=ln(V) (4.8) X.Y X2 12.000 9,392662 17,712 2,874242 26,99679 88,2221 10.000 9,210340 16,735 2,817502 25,95016 84,83037 8.000 8,987197 15,655 2,75079 24,72189 80,76971 3.600 8,188689 12,349 2,513575 20,58288 67,05463 4.200 8,342840 12,941 2,560401 21,36101 69,60298 5.600 8,630522 14,108 2,646742 22,84276 74,48591 6.300 8,748305 14,609 2,681638 23,45978 76,53284 7.500 8,922658 15,406 2,734757 6.300 8,748305 14,609 2,681638 23,45978 76,53284 24,4013 79,61383 6.300 8,748305 14,609 2,681638 23,45978 76,53284 69.800 87,91982 148,733 26,94292 237,2362 774,178 6.980 8,791982 14,8733 2,694292 23,72362 Áp dụng công thức (4.3) ta tính được: a = 0,073; b = 0,298 Thay vào (4.8) ta được: Y = 0,073 + 0,298.X Vậy hàm hồi quy trở thành: V = 1,076.W0,298 Áp dụng cơng thức (4.4) ta có: Sx2 = 0,132 Sy2 = 0,012 rxy = 0,988 129 77,4178 (4.9) (4.10) 4.1.2 Thép cải thiện Kết hợp bảng 3.16 công thức (4.8) ta lập bảng sau: Điểm thí W X=ln(W) V Y=ln(V) nghiệm S2-1 (P1) 12.000 9,392662 16,735 2,81747 S2-2 (P2) 10.000 9,21034 15,912 2,76704 X.Y X2 26,463605 88,2221 25,485433 84,83037 S2-3 (P3) 8.000 8,987197 14,932 2,70353 24,297177 80,76971 S2-4 (P4) 3.600 8,188689 11,808 2,46876 20,215943 67,05463 S2-5 (P5) 4.200 8,34284 12,286 2,50847 20,927778 69,60298 S2-6 (P6) 5.600 8,630522 13,481 2,60125 22,450175 74,48591 S2-7 (P7) 6.300 8,748305 13,866 2,62942 23,003006 76,53284 S2-8 (P8) 7.500 8,922658 14,640 2,68373 23,946003 79,61383 S2-9 (P7) 6.300 8,748305 13,866 2,62942 23,003006 76,53284 S2-10 (P7) 6.300 8,748305 13,866 2,62942 23,003006 76,53284 Tổng Trung bình cộng 69.800 87,91982 141,390 26.43854 232,795132 6.980 8,791982 14,139 2,643854 23,2795132 Áp dụng cơng thức (4.3) ta tính được: a = 0,074; b = 0,292 Thay vào (4.8) ta được: Y = 0,074 + 0,292.X Vậy hàm hồi quy trở thành: V = 1,076.W0,292 Áp dụng cơng thức (4.4) ta có : Sx2 = 0,132 Sy2 = 0,011 rxy = 0,988 4.1.3 Thép cứng Kết hợp bảng 3.18 công thức (4.8) ta lập bảng sau: Điểm thí W X=ln(W) V Y=ln(V) nghiệm S3-1 (P1) 16,177 12.000 9,392662 2,78357 S3-2 (P2) 15,333 10.000 9,21034 2,73003 S3-3 (P3) 14,379 8.000 8,987197 2,66579 S3-4 (P4) 11,419 3.600 8,188689 2,43527 S3-5 (P5) 11,983 4.200 8,34284 2,48347 S3-6 (P6) 12,976 5.600 8,630522 2,56310 S3-7 (P7) 13,425 6.300 8,748305 2,59709 S3-8 (P8) 14,087 7.500 8,922658 2,64526 130 774,178 77,4178 (4.11) (4.12) X.Y X2 26,145179 88,2221 25,144545 84,83037 23,957997 80,76971 19,941655 67,05463 20,719196 69,60298 22,120905 74,48591 22,720183 76,53284 23,602781 79,61383 S3-9 (P7) S3-10 (P7) Tổng Trung bình cộng 6.300 8,748305 13,425 2,59709 22,720183 76,53284 13,425 6.300 8,748305 2,59709 22,720183 76,53284 69.800 87,91982 136,628 26,09779 229,792808 774,178 6.980 8,791982 13,6628 2,609779 22,97928 Áp dụng công thức (4.3) ta tính được: a = 0,081; b = 0,288 Thay vào (4.8) ta được: Y = 0,081 + 0,288.X Vậy hàm hồi quy trở thành: V = 1,085.W0,288 Áp dụng cơng thức (4.4) ta có: Sx2 = 0,132 77,4178 (4.13) (4.14) Sy2 = 0,011 rxy = 0,998 Xử lý kết thí nghiệm xác định mối quan hệ chiều cao nhấp nhô bề mặt Ra lượng bóc tách W chế độ thép khác Xử lý số liệu để xác định ảnh hưởng lượng bóc tách W đến chiều cao nhấp nhơ bề mặt Ra phần mềm MAPLE 14, mối quan hệ chiều cao nhấp nhô bề mặt Ra lượng bóc tách W có dạng hàm số mũ : Ra = A3.WA4 (4.15) Trong : A3 hệ số A4 số mũ Các hệ số A3 số mũ A4 phụ thuộc vào điều kiện công nghệ cụ thể cặp vật liệu điện cực – vật liệu gia công, chế độ xử lý nhiệt vật liệu gia công v.v xác định thực nghiệm Loganepe vế (4.15) ta : Ln(Ra) = ln(A3) + A4.ln(W) (4.16) Đặt Y = Ln(Ra); X = Ln(W); a = Ln(A3); b = A4 4.2 Khi hàm hồi quy (4.16) có dạng: Y= a + b.X 4.2.1 Thép thường (chưa qua xử lý nhiệt) Kết hợp bảng 3.14 công thức (4.17) ta lập bảng sau: Điểm thí nghiệm S1-1 (P1) S1-2 (P2) S1-3 (P3) S1-4 (P4) S1-5 (P5) S1-6 (P6) S1-7 (P7) S1-8 (P8) (4.17) Ra Y=ln(Ra) X.Y X2 12.000 9,392662 1,350 0,300105 2,818781 88,2221 10.000 9,21034 1,340 0,293670 2,695587 84,83037 8.000 8,987197 1,330 0,285179 2,562959 80,76971 3.600 8,188689 1,310 0,270027 2,211168 67,05463 4.200 1,320 0,2777632 2,316237 69,60298 5.600 8,630522 1,330 0,285179 2,461243 74,48591 6.300 8,748305 1,340 0,292670 2,560363 76,53284 7.500 8,922658 1,350 0,300105 2,677731 79,61383 W X=ln(W) 8,34284 131 S1-9 (P7) S1-10 (P7) 6.300 8,748305 1,340 6.300 8,748305 69.800 87,91982 1,350 13,360 0,292670 2,560363 76,53284 0,300105 2,625406 76,53284 2,896339 25,489839 774,178 Tổng Trung 6.980 8,791982 1,336 0,289634 bình cộng Áp dụng cơng thức (4.3) ta tính được: a = 0,104; b = 0,021 Thay vào (4.17) ta được: Y = 0,104 + 0,021.X Vậy hàm hồi quy trở thành: Ra = 1,120.W0,021 Áp dụng cơng thức (4.4) ta có: Sx2 = 0,132057 Sy2 = 0,000083 rxy = 0,842425 4.2.2 Thép cải thiện Kết hợp bảng 3.16 công thức (4.17) ta lập bảng sau: Điểm thí W X=ln(W) Ra Y=ln(Ra) nghiệm S2-1 (P1) 12.000 9,392662 1,250 0,292670 S2-2 (P2) 10.000 9,21034 1,180 0,300105 2,548984 77,4178 (4.18) (4.19) X.Y X2 2,748947 88,2221 2,764065 84,83037 S2-3 (P3) 8.000 8,987197 1,250 0,292670 2,630279 80,76971 S2-4 (P4) 3.600 8,188689 1,170 0,262364 2,148419 67,05463 S2-5 (P5) 4.200 8,34284 1,250 0,277632 2,316237 69,60298 S2-6 (P6) 5.600 8,630522 1,180 0,285179 2,461234 74,48591 S2-7 (P7) 6.300 8,748305 1,270 0,322083 2,817685 76,53284 S2-8 (P8) 7.500 8,922658 1,230 0,292670 2,611391 79,61383 S2-9 (P7) 6.300 8,748305 1,390 0,329304 2,880850 76,53284 S2-10 (P7) 6.300 8,748305 1,400 0,336472 2,943562 76,53284 69.800 87,91982 13,490 2,991148 26,322678 774,178 Tổng Trung 6.980 8,791982 1,349 0,299115 2,632268 77,4178 bình cộng Áp dụng cơng thức (4.3) ta tính được: a = 0,124869; b = 0,020 Thay vào (4.17) ta được: Y = 0,125 + 0,020.X (4.20) 0,020 Vậy hàm hồi quy trở thành: Ra = 1,133.W (4.21) Áp dụng cơng thức (4.4) ta có : Sx2 = 0,132057 Sy2 = 0,000075 rxy = 0,838205 132 4.2.3 Thép cứng Kết hợp bảng 3.18 công thức (4.17) ta lập bảng sau: Điểm thí W X=ln(W) Ra Y=ln(Ra) X.Y nghiệm S3-1 (P1) 1,440 12.000 9,392662 0,364643 3,424969 S3-2 (P2) 1,430 10.000 9,21034 0,357674 3,294303 S3-3 (P3) 1,400 8.000 8,987197 0,336472 3,023942 S3-4 (P4) 1,380 3.600 8,188689 0,322083 2,637442 S3-5 (P5) 1,400 4.200 8,34284 0,336472 2,807134 S3-6 (P6) 1,420 5.600 8,630522 0,350657 3,026352 S3-7 (P7) 1,420 6.300 8,748305 0,350657 3,067653 S3-8 (P8) 1,450 7.500 8,922658 0,371564 3,315335 S3-9 (P7) 1,410 6.300 8,748305 0,343590 3,005827 S3-10 (P7) 1,400 6.300 8,748305 0,336472 2,943562 Tổng 69.800 87,91982 14,150 3,470285 30,546520 Trung 6.980 8,791982 1,415 0,347028 3,054652 bình cộng Áp dụng cơng thức (4.3) ta tính được: a = 0,083; b = 0,030 Thay vào (4.17) ta được: Y = 0,083 + 0,030.X Vậy hàm hồi quy trở thành: Ra = 1,086.W0,030 Áp dụng cơng thức (4.4) ta có: Sx2 = 0,132057 X2 88,2221 84,83037 80,76971 67,05463 69,60298 74,48591 76,53284 79,61383 76,53284 76,53284 774,178 77,4178 (4.22) (4.23) Sy2 = 0,000170 rxy = 0,836562 Xử lý kết thí nghiệm xác định mối quan hệ lượng bù dây lượng bóc tách W chế độ thép khác Xử lý số liệu để xác định ảnh hưởng lượng bóc tách W đến lượng bù dây phần mềm MAPLE 14, mối quan hệ lượng bù dây lượng bóc tách W có dạng hàm số mũ : = A5.WA6 (4.24) Trong : A5 hệ số A6 số mũ Các hệ số A5 số mũ A6 phụ thuộc vào điều kiện công nghệ cụ thể cặp vật liệu điện cực – vật liệu gia công, chế độ xử lý nhiệt vật liệu gia công v.v xác định thực nghiệm Loganepe vế (4.24) ta : Ln( ) = ln(A5) + A6.ln(W) (4.25) Đặt Y = Ln( ); X = Ln(W); a = Ln(A5); b = A6 4.3 Khi hàm hồi quy (4.25) có dạng: Y= a + b.X 133 (4.26) 4.3.1 Thép thường (chưa qua xử lý nhiệt) Kết hợp bảng 3.14 công thức (4.26) ta lập bảng sau: Điểm thí nghiệm S1-1 (P1) S1-2 (P2) S1-3 (P3) S1-4 (P4) S1-5 (P5) S1-6 (P6) S1-7 (P7) S1-8 (P8) S1-9 (P7) S1-10 (P7) W X=ln(W) Y=ln( ) X.Y X2 88,2221 12.000 9,392662 31,550 3,451574 32,419464 10.000 9,210340 29,800 3,394508 31,264578 84,83037 8.000 8,987197 27,750 3,323236 29,866575 80,76971 3.600 8,188689 23,550 3,159126 25,869099 67,05463 4.200 8,342840 23,550 3,159126 26,356081 69,60298 5.600 8,630522 25,300 3,230804 27,883528 74,48591 6.300 8,748305 25,800 3,250374 28,435267 76,53284 7.500 8,922658 27,200 3,303217 29,473476 79,61383 6.300 8,748305 26,100 3,261935 28,536405 76,53284 6.300 8,748305 26,050 3,260018 28,519629 76,53284 69.800 87,91982 266,650 32,793918 288,624102 774,178 Tổng Trung 6.980 8,791982 26,665 3,279392 28,862410 77,4178 bình cộng Áp dụng cơng thức (4.3) ta tính được: a = 0,987; b = 0,261 Thay vào (4.26) ta được: Y = 0,987 + 0,261.X (4.27) 0,261 Vậy hàm hồi quy trở thành: = 2,683.W (4.28) Áp dụng cơng thức (4.4) ta có: Sx2 = 0,132057 Sy2 = 0,009000 rxy = 0,995937 4.3.2 Thép cải thiện Kết hợp bảng 3.16 công thức (4.26) ta lập bảng sau: Điểm thí W X=ln(W) Y=ln( ) nghiệm S2-1 (P1) 12.000 9,392662 34,900 3,552487 S2-2 (P2) 10.000 9,21034 31,900 3,462606 X.Y X2 33,367308 88,2221 31,891780 84,83037 S2-3 (P3) 8.000 8,987197 28,850 3,362110 30,215944 80,76971 S2-4 (P4) 3.600 8,188689 22,250 3,102342 25,404114 67,05463 S2-5 (P5) 4.200 8,34284 23,150 3,141995 26,213159 69,60298 S2-6 (P6) 5.600 8,630522 25,250 3,228826 27,866455 74,48591 S2-7 (P7) 6.300 8,748305 26,300 3,269569 28,603186 76,53284 S2-8 (P8) 7.500 8,922658 28,100 3,335770 29,763932 79,61383 134 S2-9 (P7) 6.300 8,748305 26,300 3,269569 28,603186 76,53284 S2-10 (P7) 6.300 8,748305 26,250 3,267666 28,586538 76,53284 69.800 87,91982 273,250 32,992939 290,515603 774,178 Tổng Trung 6.980 8,791982 27,325 3,299294 29,051560 77,4178 bình cộng Áp dụng cơng thức (4.3) ta tính được: a = -0,103; b = 0,387 Thay vào (4.26) ta được: Y = -0,103 + 0,387.X (4.29) 0,387 Vậy hàm hồi quy trở thành: = 0,902.W (4.30) Áp dụng công thức (4.4) ta có : Sx2 = 0,132057 Sy2 = 0,020000 rxy = 0,994280 4.3.3 Thép cứng Kết hợp bảng 3.18 cơng thức (4.26) ta lập bảng sau: Điểm thí W X=ln(W) Y=ln( ) nghiệm S3-1 (P1) 26,550 12.000 9,392662 3,279030 S3-2 (P2) 24,500 10.000 9,21034 3,198673 S3-3 (P3) 22,600 8.000 8,987197 3,117950 S3-4 (P4) 18,150 3.600 8,188689 2,898671 S3-5 (P5) 19,000 4.200 8,34284 2,944439 S3-6 (P6) 20,150 5.600 8,630522 3,003204 S3-7 (P7) 21,000 6.300 8,748305 3,044522 S3-8 (P8) 22,050 7.500 8,922658 3,093313 S3-9 (P7) 20,900 6.300 8,748305 3,039749 S3-10 (P7) 20,950 6.300 8,748305 3,042139 Tổng 69.800 87,91982 215,850 30,661689 Trung 6.980 8,791982 21,585 3,066169 bình cộng Áp dụng cơng thức (4.3) ta tính được: a = 0,265; b = 0,319 Thay vào (4.26) ta được: Y = 0,265 + 0,318583.X Vậy hàm hồi quy trở thành: = 1,303.W0,319 Áp dụng cơng thức (4.4) ta có: Sx2 = 0,132057 Sy2 = 0,013700 rxy = 0,990399 135 X.Y X2 30,798818 88,2221 29,460868 84,83037 28,021629 80,76971 23,736312 67,05463 24,564983 69,60298 25,919220 74,48591 26,634411 76,53284 27,600571 79,61383 26,592652 76,53284 26,613556 76,53284 269,943022 774,178 26,994302 77,4178 (4.31) (4.32) Bảng lập mã G mã M lập trình gia cơng máy cắt dây 5.1 Danh mục mã G N0 Mã G 00 Định vị - Chạy nhanh 01 Cắt nội suy theo đưòng thẳng 02 Cắt nội suy theo vòng tròn chiều kim đồng hồ 03 Cắt nội suy theo vòng tròn ngược chiều kim đồng hồ 04 01 Quay dừng chỗ 00 10 20 Chức Nhóm Thay đổi giá trị dịch chuyển đường kính dây Số liệu vào theo hệ inch 06 21 Số liệu vào theo hệ mét 22 Lưu giữ kiểm tra chức ON 10 23 Lưu giữ kiểm tra chức OFF 11 27 Kiểm tra trở lại điểm gốc 12 28 Trở lại điểm gốc 13 29 14 30 Trở lại điểm gốc thứ 2, thứ 3, thứ 15 31 Chức nhảy (skip function) 16 40 17 41 04 00 07 42 19 48 Xố bù đường kính dây Bù đường kính dây bên trái 07 18 Tự động trở lại điểm gốc Bù đường kính dây bên phải Ghép vào góc lượn R tự động ON 10 20 +49 Ghép vào góc lượn R tự động OFF 21 +50 Xố nghiêng dây 22 51 23 52 08 Nghiêng dây bên trái Nghiêng dây bên phải 136 24 Đặt hệ toạ độ máy 53 00 25 53.1 +54.0 26 14 Đặt hệ toạ độ cục Chọn hệ toạ độ phôi(24 hệ) 59.3 27 Cùng góc lượn R thẳng đứng +60 09 28 61 29 65 30 90 31 +91 32 92 33 94 00 Góc lượn R Gọi macro Hệ toạ độ tuyệt đối 03 00 Hệ toạ độ tương đối Đặt hệ toạ độ/độ dày Chạy dao số 05 Chạy dao servo 34 +95 35 100 08 Cắt côn trục ON 36 102 00 Nội suy với chức M - cắt dư 37 103 Nội suy với chức M - cắt rời 38 107 Nhận biết va chạm vào, ngắt hành trình nhanh 39 110 Định vị mép tự động 40 111 Định tâm lỗ tự động 41 112 Định tâm rãnh tự động 42 192 Lưu giữ điểm xuất phát cắt/đặt độ dày 00 5.2 Danh mục bảng mã M N0 Mã M Chức M00 Stop chương tình M01 Stop chương trình tuỳ chọn (optional) M02 Kết thúc chương trình M30 Kết thúc chương trình trở đầu chương trình M31 Cho hiển thị thời gian cắt 137 M40 Ngắt phóng tia lửa điện M41 Ngắt điện gia công cắt dây M42 Ngắt chạy dao dây M43 Ngắt bơm dung dịch chất điện môi 10 M44 Ngắt tức thời tuỳ chọn 11 M45 Ngắt tức thời tuỳ chọn 12 M46 Ngắt tức thời tuỳ chọn 13 M47 Ngắt tức thời tuỳ chọn 14 M48 Ngắt tức thời tuỳ chọn 15 M49 Ngắt tức thời tuỳ chọn 16 M50 Cắt đứt dây điện cực 17 M60 Thay dây điện cực 18 M70 Khởi động ngược trở lại điểm xuất phát 19 M80 Đóng phóng điện (Discharge ON) 20 M81 Đóng điện EDM (EDM power ON) 21 M82 Đóng dao chạy dây 22 M83 Cho mở nước 23 M84 Đóng tức thời tuỳ chọn 24 M85 Đóng tức thời tuỳ chọn 25 M86 Đóng tức thời tuỳ chọn 26 M87 Đóng tức thời tuỳ chọn 27 M88 Đóng tức thời tuỳ chọn 28 M89 Đóng tức thời tuỳ chọn 29 M96 Kết thúc chạy ngược lại copy đối xứng gương 30 M97 Khởi động chạy ngược lại copy đối xứng gương 31 M98 Gọi chương trình 32 M99 Kết thúc chương trình 138 Chương trình lập trình QN EDM > restart; with(Maplets[Elements]): > CTTT := proc() > local Cdt, Ui, Ie, te, Ra, ex, Wtu, Wto, Id, i,j,k, Rahl, exhl; > use Maplets[Tools] in > Ui:=[50,55,60,65,70]; Ie:=[1,2,3,4,5]; te:=[30,35,40,45,50]; > Cdt := Get('CoB4'); > Ra := Get( 'TF1'::numeric ); > ex := Get( 'TF2'::numeric ); > if Cdt = "THUONG" then Wtu := min((Ra/(.936))^(1/.036), (ex/(.378))^(1/.481)) end if; > if Cdt = "TOI CAI THIEN" then Wtu := min((Ra/(1.075))^(1/.015), (ex/(.329))^(1/.504)) end if; > if Cdt = "TOI CUNG" then Wtu := min((Ra/(.909))^(1/.050), (ex/(.197))^(1/.531)) end if; > Wto:=Ui[1]*Ie[1]*te[1]; Id:=[1,1,1] ; > for j from to for i from to for k from to > if Wto if Cdt = "THUONG" then Rahl := 936*Wto^(.036); exhl:=.378*Wto^(.481); end if; > if Cdt = "TOI CAI THIEN" then Rahl := 1.075*Wto^(.015); exhl:=.329*Wto^(.504); end if; > if Cdt = "TOI CUNG" then Rahl := 909*Wto^(.050); exhl:=.197*Wto^(.531); end if; > Set(TF00=Get(CoB1)); Set(TF01=Get(CoB2));Set(TF02=Get(CoB3));Set(TF03=Get(CoB4));Set(TF04=Get(CoB 5)); > Set(TF05=Ie[Id[2]]); Set(TF06=Ui[Id[1]]); Set(TF07=te[Id[3]]); Set(TF08=Wtu);Set(TF09=Wto); Set(TF10=Rahl); Set(TF11=exhl); Set(TF12=Ra); Set(TF13=ex); > end use; > end proc: > Mlet := Maplet('onstartup' = RunWindow(W1), Window(reference = W1, title = "QN EDM", height = 600, width = 500, [BoxRow([Label("TINH TOAN CAC THONG SO CONG NGHE ", 'font' = Font(".Times", bold, 14), width = 350), Label("MAY CAT DAY TIA LUA DIEN", 'font' = Font("Times", bold, 14), width = 350)]), BoxRow(border = true, caption = "Cac dieu kien cong nghe", [Label("THIET BI"), Label("VAT LIEU DAY CAT"), Label("VAT LIEU PHOI"), Label("CHE DO XU LY NHIET"), Label("CHAT DIEN MOI")], [ComboBox[CoB1](["CHMER420"], editable = false), ComboBox[CoB2](["CuZn35"], editable = false), ComboBox[CoB3](["SKD61"], editable = false), ComboBox[CoB4](["THUONG", "TOI CAI THIEN", "TOI CUNG"], editable = false), ComboBox[CoB5](["DD E-MU-XI"], editable = false)]), BoxRow(border = true, caption = "Yeu cau ky thuat nguyen cong", [Label("DO NHAM BE MAT CHO PHEP [Ra]"), Label("SAI LECH LUONG BU DAY CHO PHEP [ϵ]")], [TextField[TF1](5, "1.500"), TextField[TF2](5, "40.000")], [Label("μm"), Label("μm")]), BoxRow(Button("RUN", Action(Evaluate(function = "CTTT"), CloseWindow(W1), RunWindow(W2))), Button("CLOSE", onclick = Shutdown()))]), Window(reference = W2, title = "QN EDM", height = 500, width = 600, 139 [BoxRow([Label("TINH TOAN CAC THONG SO CONG NGHE ", 'font' = Font("Times", bold, 14), width = 350), Label("MAY CAT DAY TIA LUA DIEN", 'font' = Font("Times", bold, 14), width = 350)]), BoxRow(border = true, caption = "Cac thong so cong nghe hop ly", BoxColumn(border = true, [BoxColumn(Label("THIET BI"), Label("VAT LIEU DAY CAT"), Label("VAT LIEU PHOI"), Label("CHE DO XU LY NHIET"), Label("CHAT DIEN MOI")), BoxColumn(TextField[TF00](10), TextField[TF01](10), TextField[TF02](10), TextField[TF03](10), TextField[TF04](10))]), BoxColumn(border = true, [BoxColumn(Label("DONG DIEN Ie [A] "), Label("DIEN AP Ui [V] "), Label("THOI GIAN PHONG te [μs] "), Label("NANG LUONG TOI UU Wtu [Jun]"), Label("NANG LUONG HOP LY Whl [Jun]")), BoxColumn(TextField[TF05](10), TextField[TF06](10), TextField[TF07](10), TextField[TF08](10), TextField[TF09](10))])),BoxRow(border = true, caption = "Kiem tra cac thong so Ra ϵ", BoxColumn(border = true, [BoxColumn(Label("Ra [μm]"), Label(" ϵ [μm]")), BoxColumn(TextField[TF10](10), TextField[TF11](10))]), BoxColumn(border = true, [BoxColumn(Label("[Ra] [μm] "), Label("[ϵ] [μm]")), BoxColumn(TextField[TF12](10), TextField[TF13](10))])), BoxRow(Button("BACK", Action(CloseWindow(W2), RunWindow(W1))), Button("CLOSE", onclick = Shutdown()))])): > Maplets[Display](Mlet): 140 ... 3.6.2 Ảnh hưởng lượng bóc tách W đến chất lượng bề mặt 83 3.6.2.1 Ảnh hưởng lượng bóc tách W đến độ nhám bề mặt Ra 83 3.6.2.2 Ảnh hưởng lượng bóc tách W đến cấu trúc tế vi tính 87 lớp bề mặt gia công. .. nhiệm vụ chất điện môi, loại chất điện môi, tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi … Đã đề xuất nội dung nghiên cứu đề tài là: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ công nghệ đến suất chất lượng bề mặt gia công. .. VŨ QUANG H Nghiên cứu ảnh h-ởng CHế Độ CÔNG NGHệ ĐếN NĂNG SUấT Và CHấT L-ợng bề mặt gia công ph-ơng pháp cắt dây tia lửa điện Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy MÃ số: 62.52.04.01 luận ¸n TiÕn