5. Nội dung của luận văn
3.4.1. Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm, quỏ trỡnh thớ nghiệm
3.4.1.1. Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm
Sử dụng sơ đồ quy hoạch thực nghiệm, ma trận quy hoạch thực nghiệm thể hiện như sau:
Điểm tõm Điểm trục Điểm gúc (V2500, S15) (V2500, S10) (V2000, S15) (V2000, S10) (0,0) Trục A Trục B
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức Học viờn: Bựi Thế Nam
Hỡnh 3.6 Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm
Tiến hành thiết kế thớ nghiệm:
Tiến hành cỏc thớ nghiệm toàn phần, 2 yếu tố là lượng chạy dao S (mm/ph) và tốc độ trục chớnh n (v/ph). Mục đớch là xỏc định mụ hỡnh quan hệ đơn giản giữa nhỏm bề mặt và 2 yếu tố đầu vào. Phương trỡnh hồi quy bậc nhất cú được từ kết quả thớ nghiệm sẽ dựng làm cơ sở cho việc phõn tớch.
Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm với hai thụng số thay đổi: tốc độ trục chớnh n (v/p); lượng chạy dao: S(mm/p), với chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng bề mặt gia cụng nhỏm Ra: Điểm TN nd (v/ph) S (mm/ph) Ra (m) 1 2000 10 0,265 2 2500 15 0,364 3 2000 15 0,471 4 2000 10 0,324 5 2500 10 0,168 6 2000 15 0,435 7 2500 15 0,412 8 2500 10 0,171
Bảng 3.2 Ma trận thực nghiệm và kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhỏm bề mặt khi phay nhụm hợp kim A7075 bằng dao phay đầu
cầu 10-P18. 3.4.1.2 Quỏ trỡnh thớ nghiệm
Quỏ trỡnh thớ nghiệm được thực hiện như sau:
- Tiến hành chạy dao theo chế độ cụng nghệ theo cỏc thụng số như trong bảng 3.2.
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức Học viờn: Bựi Thế Nam
- Đo cỏc thụng số đỏnh giỏ nhỏm bề mặt: Ra
- Để đảm bảo tớnh ngẫu nhiờn, giảm sai số do nhiễu, đối với mỗi bộ thụng số cụng nghệ lặp lại thớ nghiệm 2 lần, đo kết quả rồi lấy giỏ trị trung bỡnh của hai lần thớ nghiệm đú.
Hỡnh 3.7 Thớ nghiệm gia cụng trờn trung tõm gia cụng Mazak SMART 530C
3.4.2. Xử lý số liệu thực nghiệm
3.4.2.1. Ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhỏm bề mặt
Thực nghiệm quỏ trỡnh phay, nghiờn cứu chất lượng bề mặt gia cụng dưới ảnh hưởng của hai thụng số chế độ cắt: n(v/ph); Sd (mm/ph). Chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng bề mặt gia cụng: độ nhỏm Ra.
Kết quả của nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu thực nghiệm về phay [1], [2], [3], [6], [12], [13],[14]… đó cho thấy quan hệ giữa cỏc chỉ tiờu đỏnh giỏ Y (Ra, Rz, Rt, Py, Pz,…) với chế độ cắt (n, t, Sd, …) cú dạng hàm mũ: 2 1. . a da a Cn S R (3.34)
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức Học viờn: Bựi Thế Nam
Số mũ a và hệ số C của phương trỡnh (3.34) được xỏc định bằng thực nghiệm.
Lấy logarit hai vế ta cú:
y = ao + a1x1 + a2x2 (3.35)
Trong đú:
y = lnRa; a0 = lnC; x1 = lnn; x2 = lnSd
Trong phương trỡnh (3.35) y, x1, x2 đó biết. Cần xỏc định cỏc hệ số: ao; a1; a2. Để nhận được phương trỡnh dạng (3.34) dựng phần mềm Minitab15 để giải phương trỡnh (3.35) với kết quả thực nghiệm trong (bảng 3.2), ta được phương trỡnh hồi quy như sau:
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức Học viờn: Bựi Thế Nam
a) Hàm hồi quy thực nghiệm của Ra
Nhỡn vào bảng trờn ta suy ra phương trỡnh hồi quy cho mụ hỡnh dữ liệu thớ nghiệm như sau:
Ra = 0,3262 – 0,0475n + 0,0942S
Như vậy hàm hồi quy nhỏm bề mặt Ra; Rt cú dạng như sau: lnRa = ln(0,3262) – 0,0475lnn + 0,0942lnS
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức Học viờn: Bựi Thế Nam
Sau khi đổi biến cú quan hệ giữa nhỏm bề mặt Ra với tốc độ trục chớnh n(v/ph) và lượng chạy dao S(mm/ph) theo hàm sau:
0942 , 0 0475 , 0 . . 531 . 3 n S Ra (3.37)
Đõy chớnh là phương trỡnh hồi quy thực nghiệm của quan hệ giữa nhỏm bề mặt với chiều tốc độ trục chớnh (n) và lượng chạy dao (S).
Sử dụng phần mềm Minitab 15 đỏnh giỏ ảnh hưởng chớnh và sự tương tỏc qua cỏc biểu đồ qua mối quan hệ của hàm như sau:
Hỡnh 3.8 Biểu đồ ảnh hưởng của tốc độ trục chớnh n(v/ph) và lượng chạy dao S(mm/ph) đến độ nhỏm Ra
Quan sỏt biể đồ ta thấy: Khi thiết lập cỏc biến ở cỏc mức khỏc nhau thỡ ảnh hưởng của chỳng đến hàm chỉ tiờu (Ra) khỏc nhau và đường thẳng nối giữa giỏ trị chỉ tiờu trung bỡnh ở mức thấp và mức cao của biến lượng chạy dao S cú độ dốc lớn hơn so với giỏ trị chỉ tiờu trung bỡnh của tốc độ trục chớnh nờn biến lượng chạy dao S ảnh hưởng đến độ nhỏm Ra lớn hơn tốc độ của trục chớnh.
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức Học viờn: Bựi Thế Nam
Hỡnh 3.9 Biểu đồ biểu thị sự tương tỏc của việ thay đổi thiết lập giữa tốc độ trục chớnh n(v/ph) và lượng chạy dao S(mm/ph) đến độ nhỏm Ra
Vỡ sự tương tỏc cú thể khuếch đại hoặc triệt tiờu cỏc ảnh hưởng chớnh, do vậy để đỏnh giỏ sự tương tỏc giữa cỏc yếu tố hết sức quan trọng.
Quan sỏt biểu đồ hỡnh 3.8 ta thấy, nếu kộo dài 2 đường sẽ cắt nhau nờn cú sự tương tỏc giữa tốc độ trục chớnh n(v/ph) và lượng chạy dao S(mm/ph), tuy nhiờn sự tương tỏc này là khụng đỏng kể. Khi gia cụng với tốc độ trục chớnh n=2500(v/ph) và S=10(mm/ph) thỡ độ nhỏm Ra đạt khoảng 0,18m cũn với chế độ cắt n=2000(v/ph) và S=15(mm/ph) thỡ độ nhỏm Ra đạt khoảng 0,45m. Do vậy để đảm bảo gia cụng nhụm A7075 bằng dao phay đầu cầu đạt được độ nhỏm bề mặt cấp 9, 10 thỡ ta nờn gia cụng ở chế độ n=2500(v/ph) và S=10(mm/ph)