Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng gia công trên máy tiện CZ6240A​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN THỊ HÒA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CZ6240A LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN THỊ HÒA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CZ6240A Chuyên ngành: Kỹ thuật máy giới hóa nơng - lâm nghiệp Mã số: 60 52 14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ VĂN THÁI Hà Nội, 2012 i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn nhận quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện tổ chức, cá nhân; xin gửi lời cám ơn chân thành tới: - TS Lê Văn Thái - Chủ nhiệm mơn Kỹ thuật khí - Trường đại học lâm nghiệp người hướng dẫn trực tiếp, dành nhiều thời gian, bảo tận tình cung cấp tài liệu khoa học - Tập thể cán bộ, thầy cô giáo khoa sau đại học, khoa điện cơng trình trường Đại học lâm nghiệp góp ý tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài - Tập thể cán bộ, thầy cô giáo Trung tâm thực hành công nghệ cao- Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Nam Định tạo điều kiện hướng dẫn tiến hành thực nghiệm Tôi xin gửi lời cám ơn tới Ban lãnh đạo nhà trường, cán khoa khí, bạn đồng nghiệp trường Cao đẳng nghề LILAMA trường Trung cấp nghề số 14- Bộ quốc phịng, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tơi xin cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Hoà ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục bảng v Danh mục hình vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy tiện gia công cắt gọt kim loại giới 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy tiện Việt Nam 1.3 Kết Luận: 12 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Mucc̣ tiêu nghiên cứu 15 2.2 Đối tương,c̣ phaṃ vi nghiên cứu 15 2.3 Nội dung/ nhiệm vụ nghiên cứu 16 2.4 Phương pháp nghiên cứu 16 2.4.1 Các phương pháp nghiên cứu chung 16 2.4.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 18 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 35 3.1 Khả công nghệ thông số kỹ thuật máy tiện CZ6240A 35 3.2 Động học động lực học trình cắt 35 3.2.1 Động học trình cắt 35 3.2.2 Động lực học trình cắt 41 iii 3.3 Chất lượng gia công 43 3.3.1 Chất lượng bề mặt gia công 43 3.3.2 Độ nhám bề mặt gia công 45 3.3.3 Các tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công 46 3.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công 48 3.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng gia cơng máy tiện 51 3.3.6 Xác định suất gia công tiện 54 3.3.7 Chi phí lượng riêng: 56 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 59 4.1 Mục tiêu thực nghiệm tham số điều khiển 59 4.1.1 Mục tiêu thực nghiệm 59 4.1.2 Các tham số điều khiển khoảng giới hạn chúng 59 4.2 Thiết bị đo phương pháp đo 60 4.3 Kết thí nghiệm thăm dị 60 4.4 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 61 4.4.1 Ảnh hưởng vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt chi phí lượng riêng 61 4.4.2 Ảnh hưởng lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt chi phí lượng riêng 66 4.4.3 Ảnh hưởng chiều sâu cắt tới độ nhám bề mặt chi phí lượng riêng 71 4.5 Kết thực nghiệm đa yếu tố 76 4.5.1 Vùng nghiên cứu giá trị biến thiên yếu tố ảnh hưởng 76 4.5.2 Thành lập ma trận thí nghiệm 77 iv 4.5.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận Harley với số lần lặp lại thí nghiệm m = 78 4.5.4 Xác định mơ hình tốn hàm độ nhám bề mặt Ra 78 4.5.5 Xác định mơ hình tốn hàm chi phí lượng riêng Q 79 4.6 Lập giải toán tối ưu đa mục tiêu 81 4.7 Gia công chi tiết với thông số tối ưu (Vtư, Stư ttư ) 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy tiện CJK1640 1.2 Thông số kỹ thuật máy tiện CNC PDL - T 1.3 Thông số kỹ thuật máy tiện CNC- HUYN 4.1 Kết thí nghiệm xác định ảnh hưởng c nhám bề mặt Ra chi phí lượng ri 4.2 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm đ vận tốc cắt thay đổi 4.3 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm ch riêng vận tốc cắt thay đổi 4.4 Kết thí nghiệm xác định ảnh hưởng c đến độ nhám bề mặt Ra chi phí l 4.5 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm đ lượng chạy dao thay đổi 4.6 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm ch riêng lượng chạy dao thay đổi 4.7 Kết thí nghiệm xác định ảnh hưởng c độ nhám bề mặt Ra chi phí lượn 4.8 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm đ chiều sâu cắt thay đổi 4.9 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm ch riêng chiều sâu cắt thay đổi 4.10 Mã hố thơng số đầu vào 4.11 Ma trận thí nghiệm Hartley 4.12 Tổng hợp giá trị xử lý hàm 4.13 Tổng hợp giá trị xử lý hàm c vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình 1.1 Máy tiện CNC mã hiệu CJK1640 1.2 Máy tiện CNC PDL - T6/8 1.3 Trung tâm gia công tiện CNC- HUYND 3.1 Máy tiện CZ6240A 3.2 Chuyển động chuyển động ch 3.3 Hình 3.3 Dịch chuyển dao cắt: 3.4 Hình 3.4 Dao tiện mặt ngồi: 3.5 Hình 3.5 Các yếu tố chế độ cắt 3.6 Hình 3.6 Hệ thống lực cắt tiện 3.7 Hình 3.7 Ảnh hưởng chiều sâu cắt tỷ lệ lực tiện thép 40 3.8 Hình 3.8 Các dạng bề mặt gia cơng: 3.9 Hình 3.9 Độ nhám bề mặt 3.10 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên dao cắ 3.11 Sơ đồ phân tích thành phần lực cắt 4.1 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc cắt đến đ 4.2 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc cắt đến c 4.3 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao đ 4.4 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao đế 4.5 Đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt đến 4.6 Đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt đến Ảnh hưởng chiều sâu cắt 3.1 Ảnh hưởng chiều sâu cắt đến độ nhám TT 3.2 Ảnh hưởng chiều sâu cắt đến chi phí lượng riêng TT THỰC NGHIỆM ĐA YẾU TỐ Xây dựng ma trận thí nghiệm STT 10 11 12 13 14 15 16 17 Bố trí thí nghiệm kết đo đạc 1.Ảnh hưởng đồng thời yếu tố đến độ nhám STT 10 11 12 13 14 15 16 17 2.Ảnh hưởng đồng thời yếu tố đến chi phí lượng riêng STT 10 11 12 13 14 15 16 17 Phụ lục 4: Kết xử lý số liệu đơn yếu tố Ảnh hưởng vận tốc cắt V đến độ nhám bề mặt Ra DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : No │ so so 11.177+ -0.062X1+ Phuong sai So bac tu Phuong sai So bac tu Tieu chuan ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 6.06 │ 5.99 │ 6.35 │ 6.133│ 6.238│ 0.105│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Tam cua mat quy hoach X = ( 410.149 , ) Ytam = cac he so chinh tac 0.0001 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 │ │ │ │ │ │ 0.000X1 Ảnh hưởng lượng chạy dao S đến độ nhám bề mặt Ra DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : No │ so so -0.210+ 31.430X1+-33.185X1 Phuong sai So bac tu Phuong sai So bac tu Tieu chuan ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 1.93 │ 1.99 │ 2.14 │ 2.020│ 2.092│ 0.072│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac -33.1845 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 │ │ │ │ │ │ Ảnh hưởng chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt Ra DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : No │ so so 3.061+ -0.932X1+ Phuong sai So bac tu Phuong sai So bac tu Tieu chuan ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 2.73 │ 2.92 │ 3.03 │ 2.893│ 2.884│ -0.009│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac 0.2531 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 │ │ │ │ │ │ 4.Ảnh hưởng vận tốc cắt V đến chi phí lượng riêng Q DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : No │ so so 3.515+ -0.009X1+ -0 Phuong sai So bac tu Phuong sai So bac tu Tieu chuan ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 2.64 │ 2.59 │ 2.52 │ 2.583│ 2.643│ 0.060│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Tam cua mat quy hoach X = ( -834.120 , ) Ytam = cac he so chinh tac -0.0000 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 │ │ │ │ │ │ Ảnh hưởng lượng chạy dao S đến chi phí lượng riêng Q DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he No │ │ │ │ │ │ │ so so ti Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : T0,0 T1,0 T1,1 Phuong sai So bac tu Phuong sai So bac tu Tieu chuan ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 3.53 │ 3.38 │ 3.59 │ 3.500│ 3.485│ -0.015│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac -29.9479 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 = = = = = = Ảnh hưởng chiều sâu cắt t tới chi phí lượng riêng Q DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he Y = b1,0 b1,1 ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 3.03 │ 2.96 │ 3.08 │ 3.023│ 0.989│ -2.034│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac -2.3634 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 No │ │ │ │ │ │ │ so so T Phụ lục 4: Kết xử lý đa yếu tố Kết xử lý hàm độ nhám bề mặt DANH GIA DONG NHAT P ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he No │ 10 11 12 13 14 15 16 17 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ so so tieu chuan t Y = 1.654+ b0,0 b1,0 b1,1 b2,0 b2,1 b2,2 b3,0 b3,1 b3,2 b3,3 Tieu chuan T student cho cac he so la : 0.068X1+ 1.878X1X1+ 0.848X3+ 0.758X3X1+ - = = = = = = = = = = T0,0= T1,0= T1,1= T2,0= T2,1= T2,2= T3,0= T3,1= T3,2= T3,3= Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai So bac tu Tieu chuan ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 10 │ │ 11 │ │ 12 │ │ 13 │ │ 14 │ │ 15 │ │ 16 │ │ 17 │ 1.86 │ 1.86 │ 1.93 │ 1.883│ 1.654│ -0.229│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Tam cua mat quy hoach X = ( -0.209 , -1.939 , -0.982 , ) cac he so chinh tac vec to rieng U ( A=UWUt) Kết xử lý hàm chi phí lượng riêng Q DANH GIA ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he he Y = b0,0 b1,0 b1,1 b2,0 b2,1 b2,2 b3,0 b3,1 b3,2 b3,3 so so tieu chuan tra 2.352+ -0.248X1+ -0.260X1X1+ 0.366X3+ = = = = = = = = = = T0,0= T1,0= T1,1= T2,0= T2,1= T2,2= T3,0= T3,1= T3,2= T3,3= Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai So bac tu Tieu chuan ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 10 │ │ 11 │ │ 12 │ │ 13 │ │ 14 │ │ 15 │ │ 16 │ │ 17 │ 2.10 │ 2.16 │ 2.32 │ 2.193│ 2.352│ 0.158│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Tam cua mat quy hoach X = ( -0.686 , cac he so chinh tac vec to rieng U ( A=UWUt) ... HÒA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CZ6240A Chun ngành: Kỹ thuật máy giới hóa nơng - lâm nghiệp Mã số: ... chất lượng gia công độ nhám bề mặt chi tiết chi phí lượng riêng Các tham số chế độ cắt lựa chọn để 16 nghiên cứu ảnh hưởng chúng tơí tiêu chi phí lượng riêng chất lượng bề mặt gia công vận tốc cắt. .. trình nghiên cứu cụ thể ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt đến chất lượng sản phẩm gia công, suất gia công chi tiết máy để tạo lập sở tính tốn thiết kế, cải tiến thiết bị, lựa chọn chế độ gia công tối