quả
a) Mục đớnh của thớ nghiệm
Trong quỏ trỡnh gia cụng cú rất nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt chi tiết gia cụng, tuổi thọ dụng cụ cắt, năng suất cắt. Tuy vậy, trong nghiờn cứu chỉ xột tới những yếu tố kiểm soỏt đƣợc và ảnh hƣởng chớnh tới quỏ trỡnh gia cụng cũn cỏc thụng số khỏc coi là điều kiện biờn hay tớn hiệu nhiễu. Khi phay biờn dạng sử dụng dao phay ngún liền khối cỏc đại lƣợng đỏnh giỏ trong quỏ trỡnh cắt và sau quỏ trỡnh cắt: Lực cắt, độ nhỏm bề mặt, rung động, lƣợng mũn dao. Cỏc đại lƣợng này phụ thuộc chủ yếu vào thống số chế độ cắt: vận tốc cắt, lƣợng chạy dao, chiều sõu cắt của dao cũn bề rộng (chiều sõu cắt theo phƣơng dọc trục) đƣợc cố định.
Mục đớch của thớ nghiệm đỏnh giỏ mức độ ảnh hƣởng của chế độ cắt đến lực cắt, độ nhỏm bề mặt, rung động và mũn dao trong quỏ trỡnh gia cụng phay cao tốc biờn dạng bằng
Hỡnh 3.9 Thiết bị đo rung động
Hỡnh 3.11 Thiết bị đo mũn dụng cụ V-12B của NIKON
75
dao phay ngún liền khối. Và xỏc định hàm toỏn học ảnh hƣởng cỏc thống chế độ cắt tới lực cắt(Fx, y, z), độ nhỏm bề mặt (Ra), biờn độ rung động (A), lƣợng mũn mặt sau (VB).
Hàm toỏn học quan hệ thụng số đầu ra với thụng số ảnh hƣởng chớnh và dễ kiểm soỏt là chế độ cắt. Lực cắt trong quỏ trỡnh gia cụng cú dạng: F=f(v,f,ar), biờn độ rung động cú dạng: A=f(v,f,ar), độ nhỏm bề mặt gia cụng cú dạng: Ra=f(v,f,ar), lƣợng mũn phụ thuộc chế độ cắt và thời gian gia cụng VB=f(v,f,ar,).
b) Xỏc định thụng số đầu vào trong thực nghiệm
Đề tài ứng dụng phƣơng phỏp quy hoạch thực nghiệm phõn tớch phƣơng sai (ANOVA) để xõy dựng và đỏnh giỏ hàm quy hoạch thực nghiệm.
Qua nghiờn cứu lý thuyết về quỏ trỡnh cắt và cỏc yếu tố ảnh hƣởng đến quỏ trỡnh cắt, đồng thời dựa trờn khả năng cắt gọt của dao, cụng suất của mỏy thỡ khi thớ nghiệm để xỏc định ảnh hƣởng của chế độ cắt đến chất lƣợng bề mặt, lực cắt, rung động và mũn dao trong gia cụng phay cao tốc. Giỏ trị giới hạn miền tốc độ nghiờn cứu đối với gia cụng vật liệu thộp C45 của dụng cụ cắt dao phay ngún liền khối đƣờng kớnh D=20mm với số răng 4 của hóng Sandvik khuyến cỏo đối với ngƣời sử dụng [38].
- Vận tốc cắt v trờn mỏy phay cao tốc nằm trong khoảng: 370ữ595 m/phỳt - Chiều sõu cắt theo phƣơng hƣớng kớnh ar: 0.1ữ0.95 mm
- Bƣớc tiến f nằm trong khoảng: 2357ữ3790 mm/phỳt.
Theo quy hoạch thực nghiệm ta chọn miền nghiờn cứu thực nghiệm là: Vmax=595 m/phỳt; fmax=3790 mm/phỳt; amax=0,95 mm
Vmin=370 m/phỳt; fmin=2357 mm/phỳt; amin=0,1mm
Nhƣ lý thuyết trong chƣơng 2 cho thấy chế độ cắt ảnh hƣởng rất lớn đến độ nhỏm bề mặt, lực cắt, rung động và mũn dao trong quỏ trỡnh gia cụng. Nghiờn cứu ảnh hƣởng đồng thời của thụng số tốc độ cắt (v), lƣợng chạy dao (f), và chiều sõu cắt theo phƣơng hƣớng kớnh (ar) tuõn theo hàm số mũ (hàm phi tuyến) [35] và cú dạng nhƣ sau:
Hàm độ nhỏm bề mặt cú dạng :Ra=C.vk
.fl.arm ; Hàm quan hệ lực cắt cú dạng :Fx=C1.vk1
.fl1.arm1, Fy=C2.vk2.fl2.arm2, Fz=C3.vk3.fl3.arm3; Hàm quan hệ biờn độ rung động cú dạng: A=C4.vk4.fl4.arm4; Hàm quan hệ lƣợng mũn mặt sau của dao: VB=C5.vk5.fl5.arm5n5. Kết quả tớnh toỏn cỏc giỏ trị trong bảng 3.1
Bảng 3.1 Giỏ trị cỏc yếu tố biến thiờn trong thực nghiệm
Yếu tố X1 X2 X3
Mức trờn 6,3886 8,2401 -0,05129
Mức dƣới 5,9135 7,7622 -2,30259
Mức cơ sở 6,1510 8,0011 -1,1769
Khoảng biến thiờn 0,2375 0,2390 1,1256
Chuyển cỏc biến từ biến tự nhiờn sang biến mó húa khụng thứ nguyờn. Với thớ nghiệm đầu vào là ba yếu tố gồm; tốc độ cắt v, lƣợng chạy dao f, chiều sõu cắt ar , theo quy hoạch thực nghiệm ta sẽ thực nghiệm với 8 thớ nghiệm trong đú cú 8 thớ nghiệm ở 8 đỉnh đơn hỡnh và 3 thớ nghiệm ở trung tõm (cơ sở) ta cú thụng số quy hoạch thực nghiệm với dao phay ngún liền khối đƣờng kớnh D=20mm với số răng căt Z=4 nhƣ bảng 3.2.
76
Bảng 3.2:Quy hoạch thực nghiệm thụng số đầu vào