Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ tới năng suất và độ nhám bề mặt khi gia công bằng điện cực dây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM NGỌC PHA PHẠM NGỌC PHA CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TỚI NĂNG SUẤT VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI GIA CÔNG BẰNG ĐIỆN CỰC DÂY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 2008 - 2010 Hà Nội - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM NGỌC PHA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TỚI NĂNG SUẤT VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI GIA CÔNG BẰNG ĐIỆN CỰC DÂY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS.TRẦN VĂN ĐỊCH Hà Nội – 2010 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Lời nói đầu Chương TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 12 1.1 Sự xuất đặc điểm gia công tia lửa điện 12 1.2 Sự phát triển phương pháp gia công điện cực dây yêu cầu thực tế cần giải 13 1.3 Khả công nghệ gia công tia lửa điện 13 1.4 Một số phương pháp gia công tia lửa điện 16 1.5 Bản chất phương pháp gia công tia lửa điện 18 1.5.1 Bản chất vật lý 18 1.5.2 Cơ chế trình tách kim loại tia lửa điện 20 1.5.3 Các tượng xấu gia công tia lửa điện 21 1.5.3.1 Hồ quang 21 1.5.3.2 Ngắn mạch, sụt áp 22 1.5.3.3 Xung mạch mở khơng có dịng điện 22 1.5.3.4 Sự nhiệt chất điện môi 23 1.5.3.5 Các yếu tố không điều khiển 23 1.6 Các thông số đặc trưng xung điện 23 1.6.1 Điện áp khởi tạo U i (V) 24 1.6.2 Điện áp phóng tia lửa điện U e (V) 24 1.6.3 Thời gian kéo dài xung t i (µs) 25 1.6.4 Khoảng cách xung t (µs) 25 1.6.5 Thời gian trễ đánh lửa t d (µs) 25 1.6.6 Khe hở phóng điện δ 25 1.7 Chất lượng bề mặt 26 1.7.1 Độ nhám bề mặt 26 1.7.2 Vết nứt tế vi ảnh hưởng nhiệt 26 1.7.3 Độ xác tạo hình gia công tia lửa điện 28 1.8 Chất điện môi gia công tia lửa điện 29 1.8.1 Nhiệm vụ chất điện môi 29 Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch 1.8.1.1 Cách điện 29 1.8.1.2 Ion hóa 29 1.8.1.3 Làm nguội 30 1.8.1.4 Vận chuyển phoi 30 1.8.2 Các loại chất điện môi 30 1.8.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi 31 1.8.4 Các loại dòng chảy chất điện mơi lỗi dịng chảy 32 1.8.5 Hệ thống lọc chất điện môi 34 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1: 35 Chương MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC THƠNG SỐ ĐIỀU CHỈNH TRONG Q TRÌNH GIA CƠNG 36 2.1 Sơ máy cắt dây tia lửa điên 36 2.1.1 Công dụng máy cắt dây 39 2.1.2 Ưu, nhược điểm phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 40 2.1.2.1 Ưu điểm 40 2.1.2.2 Nhược điểm 40 2.2 Độ xác gia cơng cắt dây tia lửa điện 41 2.3 Điện cực vật liệu điện cực 44 2.3.1 Yêu cầu vật liệu điện cực 44 2.3.2 Các loại dây điện cực 44 2.4 Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện 45 2.5 Nhám bề mặt cắt dây 46 2.6 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 46 2.6.1 Dịng phóng tia lửa điện I e bước dòng điện 46 2.6.2 Độ kéo dài xung t i 47 2.6.3 Khoảng cách xung t 47 2.6.4 Điện áp đánh lửa U z (hay U i ) 47 2.6.5 Khe hở phóng điện 47 2.7 Lập trình gia cơng máy cắt dây 48 2.7.1 Các trục điều khiển hệ tọa độ 48 2.7.2 Các chức “G” 49 KẾT LUẬN CHƯƠNG 58 Chương NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ KHI GIA CÔNG CẮT DÂY TIA LỬA ĐIỆN 59 Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Mục tiêu phương pháp tiến hành thí nghiệm 59 Thiết kế thí nghiệm 59 Điều kiện tiến hành thí nghiệm 60 3.1 Máy gia công 60 3.2 Phôi liệu gia công 63 3.3 Các dụng cụ đo kiểm 65 Ảnh hưởng điện áp đánh lửa tới suất độ nhám bề mặt 66 4.1 Ảnh hưởng điện áp đánh lửa tới suất cắt 66 4.2 Ảnh hưởng điện áp đánh lửa tới độ nhám bề mặt 68 Ảnh hưởng dịng phóng tia lửa điện đến suất nhám bề mặt 71 5.1 Ảnh hưởng dịng phóng tia lửa điện đến suất cắt 72 5.2 Ảnh hưởng dịng phóng tia lửa điện đến độ nhám bề mặt 74 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới suất cắt độ nhám bề mặt 77 6.1 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới suất cắt V 78 6.2 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới độ nhám bề mặt R a 81 KẾT LUẬN CHƯƠNG 86 KẾT LUẬN CHUNG 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận văn riêng Các số liệu luận văn đo đạc cách trung thực xác phịng thí nghiệm có uy tín Các kết luận văn chưa công bố tài liệu Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2010 Người cam đoan Phạm Ngọc Pha Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân trọng cảm ơn Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, cơng ty khí Sao Mai, phịng đo lường – Trung tâm Emco – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến GS.TS.Trần Văn Địch, người hướng dẫn khoa học cho Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, bạn đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp đỡ tận tình để luận văn hoàn thành Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Chú thích NC Numerical Control CNC Computer Numerical Control EDM Electrical Discharge Machining WEDM Wire Electrical Discharge Machining CAD Computer Aided Design CAM Computer Aided Manufacturing We Năng lượng tách vật liệu Ue Điện áp phóng tia lửa điện Ie Dịng phóng tia lửa điện 10 U i Điện áp đánh lửa 11 t e Thời gian phóng tia lửa điện 12 t d Độ trễ đánh lửa 13 t i Độ kéo dài xung 14 t Khoảng cách xung 15 δ Khe hở phóng điện 16 R a Sai lệch prfin trung bình 17 V Năng suất cắt 18 S Diện tích cắt 19 T Thời gian cắt 20 65Γ Mác thép Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 Tên bảng Các thông số máy cắt dây FI 440CCS Danh mục mã G Danh mục mã M Các lệnh chuyển vị tọa độ Các thông số kỹ thuật máy GS40B Thành phần thép 65Γ Ảnh hưởng U i tới V R a Ảnh hưởng U i tới V Ảnh hưởng U i tới R a Ảnh hưởng I e tới V R a Ảnh hưởng I e tới V Ảnh hưởng I e tới R a Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới V R a Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới V Bảng logarit hóa thơng số ảnh hưởng tới V Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm cho V Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới R a Bảng logarit hóa thơng số ảnh hưởng tới R a Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm cho R a Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Trang 39 49 51 55 63 63 66 66 68 72 72 74 78 78 79 79 81 83 83 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Tên hình vẽ 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Một số chi tiết gia công tia lửa điện Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện Các pha chu kỳ phóng điện Đồ thị dịng điện điện áp xung điện Cấu trúc tế vi lớp kim loại bề mặt sau gia công EDM Sơ đồ gia công cắt dây tia lửa điện Máy cắt dây Goldsun Trung Quốc Máy cắt dây đồng SureFirst Đài Loan Máy cắt dây cỡ lớn Sodic Máy cắt dây FI 440CCS Sự cân lực cắt thẳng sai số hình học cắt góc Các trường hợp khó khăn dịng chảy đồng trục Khe hở phóng điện gia cơng cắt dây tia lửa điện Các lệnh dich chuyển đường kính dây G41/G42 Bảng điều khiển hình điều khiển Bàn máy cắt mẫu Chương trình gia cơng Các nút vận hành Sơ đồ cắt mẫu thí nghiệm Hình ảnh mẫu thí nghiệm Máy đo độ nhám SJ – 400 Thước cặp SuperCaliper Đồ thị thực nghiệm biểu diễn quan hệ V U i 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 Kết đo độ nhám mẫu thí nghiệm (1.1 ÷ 1.4) Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ U i R a 3.19 3.20 3.21 Đồ thị 3D biểu diễn mối quan hệ V với U i I e Kết đo độ nhám mẫu thí nghiệm (3.1 ÷ 3.4) Đồ thị 3D biểu diễn mối quan hệ R a với U i I e Đồ thị biểu diễn đường lý thuyết điểm thực nghiệm U i V Đồ thị biểu diễn đường lý thuyết , điểm thực nghiệm U i R a Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ I e V Đồ thị biểu diễn đường lý thuyết điểm thực nghiệm I e V Kết đo độ nhám mẫu thí nghiệm (2.1 ÷ 2.4) Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ I e R a Đồ thị biểu diễn đường lý thuyết điểm thực nghiệm I e Ra Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 Trang 14 18 19 24 27 36 37 37 37 38 43 45 46 54 60 61 62 62 63 64 65 65 67 68 69 70 71 72 74 75 76 77 81 82 85 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Hình 3.16 Kết đo độ nhám mẫu thí nghiệm (2.1 ÷ 2.4) Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 75 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Từ bảng 3.8 ta có đồ thị thực nghiệm hình 3.17 Quan hệ Ie Ra 16 14 12 10 Ra(µm) 0 0.5 1.5 2.5 Hình 3.17 Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ dịng phóng tia lửa điện độ nhám bề mặt Từ đồ thị hình 3.17 ta thấy quan hệ độ nhám bề mặt dịng phóng tia lửa điện quan hệ tuyến tính Do ta xây dựng cơng thức thực nghiệm quan hệ hai thông số dạng: R a = a + b.I e Dùng phần mềm Matlab R2009b để xác định hàm quan hệ độ nhám bề mặt dịng phóng tia lửa điện, vẽ đồ thị biểu diễn hàm điểm thực nghiệm Đoạn chương trình lập trình sau: Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 76 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Từ đoạn chương trình ta có phương trình thể mối quan hệ độ nhám bề mặt dịng phóng tia lửa điện sau: R a = 6,777 + 3,377.I e Đồ thị biểu diễn đường cong lý thuyết điểm thực nghiệm dịng phóng tia lửa điện suất cắt hình 3.18 15.5 15 Ra(micromet) 14.5 14 13.5 13 12.5 12 11.5 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Ie(A) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn đường lý thuyết điểm thực nghiệm mối quan hệ I e R a Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới suất cắt độ nhám bề mặt Để xác định ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới suất cắt độ nhám bề mặt, ta sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao Do số yếu tố ảnh hưởng k = 2, số thí nghiệm cần thực N = 22 = Do ta tiến hành thí nghiệm, với mẫu thí nghiệm từ 3.1 đến 3.4 Các thí nghiệm tiến hành với giá trị cực đại cực tiểu U i I e Qua thí nghiệm đo kết quả, ta bảng kết thí nghiệm sau: Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 77 Luận văn thạc sĩ khoa học Mẫu TN0 3.1 3.2 3.3 3.4 GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Bảng 3.9 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới V R a U i (V) I e (A) t(phút) V(mm2/ph) R a (µm) 30 1,5 48’36’’ 13,58 14,00 60 1,5 26’18’’ 25,10 10,96 30 2,5 30’20’’ 21,76 14,77 60 2,5 20’26’’ 32,30 13,35 6.1 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới suất cắt V Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới suất cắt V phản ánh thông qua bảng số liệu thực nghiệm sau: Bảng 3.10 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới V Mẫu TN0 U i (V) I e (A) V(mm2/ph) 3.1 30 1,5 13,58 3.2 60 1,5 25,10 3.3 30 2,5 21,76 3.4 60 2,5 32,30 Dựa vào kết nghiên cứu trước đây, ta có dạng phương trình quan hệ suất cắt điện áp đánh lửa U i dịng phóng tia lửa điện I e sau: V = a.U i b.I e c Trong đó: a,b,c – hệ số cần xác định Để áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao, ta phải biến phương trình dạng đa thức bậc nhiều biến Do ta sử dụng phương pháp logarit hóa vế Ta phương trình sau lograrit hóa sau: lnV = lna + b.lnU i + c.lnI e Đặt: y = lnV x = lnU i x = lnI e Khi phương trình trở thành dạng tuyến tính bậc sau: y = lna + b.x + c.x Ta có bảng thơng số thí nghiệm logarit hóa sau: Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 78 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Bảng 3.11 Bảng logarit hóa thơng số ảnh hưởng tới V Mẫu TN0 x = lnU i x = lnI e y = lnV 3.1 3,401 0,405 2,609 3.2 4,094 0,405 3,223 3.3 3,401 0,916 3,080 3.4 4,094 0,916 3,475 Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao hai yếu tố sau: Bảng 3.12 Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm cho V Mẫu TN0 z1 z2 x1 x2 y 3.1 -1 -1 3,401 0,405 2,609 3.2 +1 -1 4,094 0,405 3,223 3.3 -1 +1 3,401 0,916 3,080 3.4 +1 +1 4,094 0,916 3,475 Theo phương pháp quy hoạch trực giao, phương trình sau tìm có dạng: y = a’ + b’.z + c’.z Trong hệ số a’, b’, c’ tính theo cơng thức sau: a’ = � N N i=1 a’ = 3,097 b’ = � N N c’ = � N i=1 z1i yi = ( - 2,609 + 3,223 - 3,080 + 3,475) i=1 z2i yi = ( - 2,609 - 3,223 + 3,080 + 3,475) b’ = 0,252 1 yi = (2,609 + 3,223 + 3,080 + 3,475) N 4 c’ = 0,181 Phương trình hồi quy thực nghiệm có dạng: y = 3,097 + 0,252.z + 0,181.z Chuyển phương trình hồi quy thực nghiệm biến x x theo công thức đổi sau: zi = xi −x�ı Δxi Trong đó: x�ı – Giá trị trung bình giá trị x i Δx i – Khoảng chênh lệch giá trị x i Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 79 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Phương trình hồi quy chuyển biến x x sau: y = 3,097 + 0,252 x1 − 3,7475 0,3465 x2 − 0,6605 + 0,181 0,2555 y = - 0,096 + 0,727.x + 0,708.x Vậy ta có hệ số a, b, c sau: lna = - 0,096 ⇒ a = 0,908 b = 0,727 c = 0,708 Vậy phương trình thể quan hệ suất cắt điện áp đánh lửa U i dịng phóng tia lửa I e là: V = 0,908.U i 0,727.I e 0,708 Lập trình phần mềm Matlab R2009b để vẽ dạng đồ thị phương trình quan hệ V U i , I e với đoạn chương trình sau: Đồ thị 3D biểu diễn quan hệ suất cắt V với điện áp đánh lửa U i dịng phóng tia lửa điện I e hình dưới: Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 80 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Quan he giua V voi Ui va Ie 35 V(mm2/phut) 30 25 20 15 10 2.5 1.5 Ie(A) 30 35 40 45 50 55 60 Ui(V) Hình 3.19 Đồ thị 3D biểu diễn quan hệ suất cắt với điện áp đánh lửa dịng phóng tia lửa điện 6.2 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới độ nhám bề mặt R a Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới độ nhám bề mặt R a phản ánh thông qua bảng số liệu thực nghiệm sau: Bảng 3.13 Ảnh hưởng tổng hợp U i I e tới R a Mẫu TN Ui(V) Ie(A) Ra(µm) 3.1 30 1,5 14,00 3.2 60 1,5 10,96 3.3 30 2,5 14,77 3.4 60 2,5 13,35 Kết đo độ nhám bề mặt mẫu thí nghiệm từ 3.1 ÷ 3.4 máy đo độ nhám SJ – 400 hãng mitutoyo (Nhật Bản) hình dưới: Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 81 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Hình 3.20 Kết đo độ nhám mẫu thí nghiệm (3.1 ÷ 3.4) Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 82 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Dựa vào kết nghiên cứu trước đây, ta có dạng phương trình quan hệ độ nhám bề mặt Ra điện áp đánh lửa Ui dịng phóng tia lửa điện Ie sau: Ra = a.Uib.Iec Trong đó: a,b,c – hệ số cần xác định Để áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao, ta phải biến phương trình dạng đa thức bậc nhiều biến Do ta sử dụng phương pháp logarit hóa vế Ta phương trình sau lograrit hóa sau: lnRa = lna + b.lnUi + c.lnIe Đặt: y = lnRa x1 = lnUi x2 = lnIe Khi phương trình trở thành dạng tuyến tính bậc sau: y = lna + b.x1 + c.x2 Ta có bảng thơng số thí nghiệm logarit hóa sau: Bảng 3.14 Bảng logarit hóa thông số ảnh hưởng tới Ra Mẫu TN0 x1 = lnUi x2 = lnIe y = lnRa 3.1 3,401 0,405 2,639 3.2 4,094 0,405 2,394 3.3 3,401 0,916 2,693 3.4 4,094 0,916 2,592 Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao hai yếu tố sau: Mẫu TN0 3.1 3.2 3.3 3.4 Bảng 3.15 Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm cho Ra z1 z2 x1 x2 y -1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 3,401 4,094 3,401 4,094 Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 0,405 0,405 0,916 0,916 2,639 2,394 2,693 2,592 83 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Theo phương pháp quy hoạch trực giao, phương trình sau tìm có dạng: y = a’ + b’.z1 + c’.z2 Trong hệ số a’, b’, c’ tính theo cơng thức sau: a’ = � N N i=1 a’ = 2,580 b’ = � N N c’ = � N i=1 z1i yi = ( -2,639 + 2,394 - 2,693 + 2,592) i=1 z2i yi = ( - 2,639 - 2,394 + 2,693 + 2,592) b’ = -0,0865 1 yi = (2,639 + 2,394 + 2,693 + 2,592) N 4 c’ = 0,063 Phương trình hồi quy thực nghiệm có dạng: y = 2,58 – 0,0865.z1 + 0,063.z2 Chuyển phương trình hồi quy thực nghiệm biến x1 x2 theo công thức đổi sau: zi = xi −x�ı Δxi Trong đó: x�ı – Giá trị trung bình giá trị xi Δxi – Khoảng chênh lệch giá trị xi Phương trình hồi quy chuyển biến x1 x2 sau: x1 − 3,7475 y = 2,58 - 0,0865 0,3465 x2 − 0,6605 + 0,063 0,2555 y = 3,353 – 0,25.x1 + 0,247.x2 Vậy ta có hệ số a, b, c sau: lna = 3,353 ⇒ a = 28,579 b = - 0,25 c = 0,247 Vậy phương trình thể quan hệ độ nhám bề mặt Ra điện áp đánh lửa Ui dịng phóng tia lửa Ie là: Ra = 28,579.Ui-0,25.Ie0,247 Lập trình phần mềm Matlab R2009b để vẽ dạng đồ thị phương trình quan hệ Ra Ui, Ie với đoạn chương trình sau: Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 84 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch Đồ thị 3D biểu diễn quan hệ độ nhám bề mặt Ra với điện áp đánh lửa Ui dòng phóng tia lửa điện Ie hình dưới: Quan he giua Ra voi Ui va Ie 16 Ra(micromet) 15 14 13 12 11 2.5 60 50 40 Ie(A) 1.5 30 Ui(V) Hình 3.21 Đồ thị 3D biểu diễn quan hệ độ nhám bề mặt với điện áp đánh lửa dịng phóng tia lửa điện Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 85 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương tác giả tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới suất độ nhám bề mặt gia công điện cực dây Mà cụ thể xét đến hai thông số công nghệ điện áp đánh lửa (hay điện áp khởi tạo) dịng phóng tia lửa điện Tác giả sử dụng 12 mẫu cắt dây với chế độ khác Các mẫu cắt máy cắt dây Goldsun – GS40B Trung Quốc Đây máy cắt dây cơng ty khí Sao Mai Các mẫu thí nghiệm đo thiết bị đo độ nhám Mitutoyo – SJ 400 Nhật bản, kích thước đo thước cặp Mitutoyo – SuperCaliper Sau có kết thực nghiệm, tác giả tiến hành xử lý số liệu thực nghiệm, sử dụng phần mềm Matlab R2009b, tác giả xác định phương trình tốn học vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ đại lượng sau: - Mối quan hệ suất điện áp đánh lửa - Mối quan hệ độ nhám bề mặt điện áp đánh lửa - Mối quan hệ suất dịng phóng tia lửa điện - Mối quan hệ độ nhám bề mặt dịng phóng tia lửa điện - Ảnh hưởng tổng hợp điện áp đánh lửa dịng phóng tia lửa điện tới suất cắt - Ảnh hưởng tổng hợp điện áp đánh lửa dịng phóng tia lửa điện tới độ nhám bề mặt Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 86 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch KẾT LUẬN CHUNG Trong thời đại ngày nay, với phát triển vượt bậc khoa học cơng nghệ, có nhiều loại vật liệu đời với độ bền độ cứng cao Hơn nửa, ngành khí ngày có u cầu ngày cao độ xác, độ bền, độ nhám bề mặt, suất tính kinh tế… Do việc phát triển phương pháp gia công phi truyền thống ngày trở nên quan trọng Máy cắt dây tia lửa điện nói riêng máy gia cơng tia lửa điện nói chung xuất cách nửa kỷ, nhiên loại máy áp dụng sản xuất Việt Nam Trong có nhiều máy khơng chuyển giao cơng nghệ hồn tồn, thơng số gia cơng tối ưu khơng cung cấp cho người sử dụng, gia cơng vật liệu việc điều chỉnh thông số công nghệ để đạt hiệu suất chất lượng khó khăn Do vậy, tác giả vào nghiên cứu ảnh hưởng số thông nghệ gia công vật liệu cụ thể (thép 65Γ), từ tìm phương trình mơ tả mối quan hệ thông số công nghệ với suấ cắt độ nhám bề mặt Việc tìm phương trình mô tả quan hệ quan trọng, từ dễ dàng tìm thông số tối ưu cách sử dụng phần mềm tính tốn  Một số hướng phát triển cho luận văn Trong trình tiến hành làm luận văn, thời gian có hạn điều kiện sở vật chất để tiến hành thí nghiệm cịn hạn chế, có nhiều vấn đề chưa đề cập đến luận văn Vì tác giả nêu số hướng để mở rộng cho đề tài sau: - Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ khác ảnh hưởng vật liệu gia công, ảnh hưởng tần số xung, ảnh hưởng loại chất điện môi khác dòng chảy chúng… - Mở rộng tiêu cần nghiên cứu độ xác gia cơng, sai số hình dáng hình học, sai số vị trí tương quan bề mặt … Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 87 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch - Các thí nghiệm nghiên cứu luận văn thực tron thời gian ngắn điều kiện hạn chế nên chưa đánh giá ảnh hưởng yếu tố mòn điện cực Cần tập trung nghiên cứu ảnh hưởng tượng để nâng cao hiệu trình gia công - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố cơng nghệ đến q trình gia cơng có tính đến ảnh hưởng nhiễu trình gia công Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 88 Luận văn thạc sĩ khoa học GVHD: GS.TS.Trần Văn Địch TÀI LIỆU THAM KHẢO Hassan El-Holfy, Advanced machining processes nontraditional and hybrid machining processes, Mc Graw Hill Nguyễn Hoài Ân (2003), Gia công tia lửa điện CNC, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Lương Hải Chung (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng nguyên công gia công thép phương pháp cắt dây, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Phùng Quang (2008), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 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 sĩ khoa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trần Quốc Trình (2006), Hướng dẫn lập trình vận hành cho máy cắt dây CNC – hệ Goldsun GS-X, Xưởng in Học viện Kỹ thuật Quân Trần Quốc Trình (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt gai công phương pháp điện cực dây, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Dỗn Ý (2003), Giáo trình quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010 89 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM NGỌC PHA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TỚI NĂNG SUẤT VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI GIA CÔNG BẰNG ĐIỆN CỰC DÂY... lượng bề mặt Chất lượng bề mặt gia công sản phẩm gia công tia lửa điện đánh giá dựa tiêu chí sau: - Độ nhám bề mặt - Vết nứt tế vi bề mặt - Các ảnh hưởng nhiệt lớp bề mặt 1.7.1 Độ nhám bề mặt Trong... giả chọn nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ tới suất độ nhám bề mặt gia công điện cực dây? ?? Học Viên: Phạm Ngọc Pha Lớp : Cao học Công nghệ chế tạo máy 2008 - 2010