- Mỏy chụp ảnh SEM và phõn tớch mũn trờn kớnh hiển vi điện tử TM1000, Nhật Bản.
4.2. Tối ƣu hoỏ quỏ trỡnh cắt khi phay
Để thực hiện tối ưu hoỏ quỏ trỡnh gia cụng và tỡm cực trị, ta cần phải mụ hỡnh hoỏ toỏn học cỏc hàm mục tiờu.
Cỏc hàm mục tiờu ở dạng tổng quỏt như sau: Y = f(s,v,t)
Trong đú Y là chỉ tiờu tối ưu hoỏ (thụng số đầu ra), cú thể là lực cắt, chất lượng bề mặt (độ nhỏm bề mặt, độ súng bề mặt, độ chớnh xỏc gia cụng), mũn và tuổi bền dụng cụ cắt… Cỏc thụng số S, V, t, P là cỏc đại lượng nghiờn cứu (lượng chạy dao, vận tốc cắt và chiều sõu cắt, ỏp suất khi phay). Cỏc hàm mục tiờu được xõy dựng trờn cơ sở quỏ trỡnh nghiờn cứu thực nghiệm.
Để phản ỏnh khỏch quan quỏ trỡnh nghiờn cứu ta cần khảo sỏt nhiều thụng số ảnh hưởng tới quỏ trỡnh gia cụng, khi đú vấn đề cần giải quyết sẽ triệt để và toàn diện hơn. Tuy nhiờn, về mặt toỏn học thỡ quỏ trỡnh nghiờn cứu đú sẽ càng phức tạp và khú ỏp dụng vào thực tế sản xuất, nhưng nếu bỏ qua nhiều thụng số ảnh hưởng thỡ mụ hỡnh và kết quả nghiờn cứu lại kộm chớnh xỏc. Do vậy, khi chọn hàm mục tiờu tối ưu hoỏ quỏ trỡnh cắt ta cần giới hạn bài toỏn phự hợp với điều kiện gia cụng cụ thể, cỏc giới hạn này là cỏc điều kiện biờn của hàm mục tiờu.
Từ cơ sở của nghiờn cứu tổng quan và những định hướng quỏ trỡnh nghiờn cứu như trờn, đề tài "nghiờn cứu và lưa chọn chế tối ưu khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu đối với gang cầu cú bụi trơn tối thiểu " thực hiện trờn
hệ thống cụng nghệ cụ thể nhằm giải quyết đạt mục đớch về nõng cao năng suất, chất lượng bề mặt đồng thời giảm mũn và tăng tuổi bền của dụng cụ cắt. Vỡ vậy cần nghiờn cứu và khảo sỏt cỏc hàm mục tiờu cụ thể như sau:
- Mũn dụng cụ cắt: hs = f(s,v,t) → hsMin
- Độ nhỏm bề mặt: Ra/Rz = f(s,v,t) → RaMin/RzMin
Mục tiờu của nghiờn cứu tối ứu hoỏ chế độ gia cụng là cho năng suất cắt cao và chất lượng bề mặt tốt. Vỡ vậy, việc khảo sỏt nhiều đại lượng như lực cắt, nhiệt cắt, rung động, mũn dụng cụ cắt, độ chớnh xỏc gia cụng… sẽ phản ỏnh đầy đủ và khỏch quan quỏ trỡnh nghiờn cứu khi phay.
Trường ĐHKT Cụng Nghiệp Thỏi Nguyờn 44 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
thuộc lĩnh vực của đề tài, ta thấy cú nhiều thụng số ảnh hưởng đến quỏ trỡnh gia cụng như: Thụng số hỡnh học dụng cụ, vật liệu dụng cụ cắt, cỏc thụng số chế độ cắt và phương phỏp bụi trơn làm mỏt… Trong nội dung nghiờn cứu của đề tài ta cố định một số thụng số đầu vào như vật liệu gia cụng, dụng cụ cắt, phương phỏp làm mỏt thụng số được quan tõm và khảo sỏt là: Vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sõu cắt, và ỏp suất vỡ đõy là cỏc thụng số cú ảnh hưởng nhiều nhất đến kết quả nghiờn cứu.
Trong nội dung đề tài này để giải quyết bài toỏn tối ưu thay cho việc tối ưu chế độ cắt khi phay gang cầu cú bụi trơn tối thiểu thỡ tỏc giả chỉ lựa chọn bộ thụng số ( s, v, t ) phự hợp thụng qua việc gia cụng cắt thử nghiệm, tỏc giả sẽ giải quyết bài toỏn tối ưu chế độ cắt khi phay gang cầu cú bụi trơn tối thiểu bằng việc nghiờn cứu để tỡm ra ỏp suất dũng khớ tối ưu khi phay mặt phẳng gang cầu cú bụi trơn tối thiểu vỡ đõy cũng là một trong những thụng số quan trọng của chế độ cắt khi gia cụng phay cú bụi trơn tối thiểu. Theo lý thuyết về bụi trơn tối thiểu thỡ để giảm ma sỏt và mũn của dụng cụ cắt trong quỏ trỡnh cắt kim loại, từ cỏc yếu tố trờn ta thấy rằng ỏp lực dũng khớ nộn là một yếu tố quan trọng để thực hiện bởi cỏc lý do sau [3]:
- Áp lực dũng khớ sẽ thổi sạch cỏc hạt cứng của vật liệu gia cụng khỏi vựng cắt khụng để cỏc hạt này tiếp xỳc với dụng cụ cắt, đồng thời ỏp lực của dũng khớ sẽ đẩy dung dịch vào cỏc kẽ hở tại vựng tiếp xỳc của mặt trượt của phoi và mặt trước, của chi tiết và mặt sau. Áp lực dũng khớ sẽ đẩy dung dịch vào cỏc vết nứt tế vi trờn bề mặt chi tiết tạo thành cỏi nờm giỳp cho biến dạng dẻo bề mặt biến cứng của chi tiết. Yếu tố này cho thấy khả năng điền đầy dung dịch vào cỏc vết nứt tế vi trờn chi tiết phụ thuộc vào ỏp lực khớ lớn hay nhỏ.
- Áp lực dũng khớ phự hợp sẽ đưa cỏc phần tử dung dịch vào vựng cắt một cỏch thuận lợi nhất. Cỏc phần tử này va đập trực tiếp lờn chi tiết gia cụng tạo thành ứng suất dư nộn trờn bề mặt chi tiết chống lại biến dạng dẻo tại vựng chi tiết tiếp xỳc với mặt sau của dao.
Trường ĐHKT Cụng Nghiệp Thỏi Nguyờn 45 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Áp lực dũng khớ sẽ tạo ra khớ động lực học nõng cỏnh phoi khỏi mặt trước dụng cụ, đồng thời lỳc này ỏp lực dũng khớ đẩy dung dịch vào vựng gia cụng hiệu quả nhất.
- Dũng khớ được bố trớ cú hướng ngược chiều với hướng của cỏc hạt kim loại khi tỏch phoi bắn ra ngoài. Tỏc dụng này sẽ giỳp đẩy cỏc hạt kim loại bay ra khỏi vựng gia cụng và khụng gõy va đập với dụng cụ cắt. Hiện tượng này cú tỏc dụng làm giảm ứng suất cú hại như tạo cỏc vết nứt tế vi trờn bề mặt dụng cụ cắt.
- Tỏc dụng của dũng khớ sẽ làm chuyển động cỏc phõn tử tớch tụ trong dung dịch, cỏc phần tử này sẽ chuyển động đến va vào chi tiết với ỏp lực của dũng khớ nộn, tạo thành một lớp màng phủ lờn bề mặt chi tiết, giỳp bảo vệ chi tiết trong mụi trường sau khi gia cụng.
- Hiện tượng tỏn nhiệt nhanh từ vựng cắt ra mụi trường xung quanh phụ thuộc rất nhiều vào ỏp lực của dũng khớ.
Nếu ỏp lực của dũng khớ lớn:
- Khả năng tạo sương mự và đưa cỏc hạt sương mự vào vựng cắt tốt. - Đẩy nhiệt và phoi ra khỏi vựng cắt tốt.
- Khả năng giữ cỏc hạt sương mự trong vựng cắt kộm. - Khụng an toàn cho người và thiết bị.
Nếu ỏp suất dũng khớ nhỏ:
- Khả năng tạo sương mự và đưa cỏc hạt sương mự vào vựng cắt khụng tốt. - Đẩy nhiệt và phoi ra khỏi vựng cắt kộm.
Vỡ vậy, để nõng cao hiệu quả của quỏ trỡnh bụi trơn làm nguội tối thiểu cần lựa chọn được ỏp suất dũng khớ hợp lý ứng với từng phương phỏp gia cụng và cỏc điều kiện cụ thể khỏc.
Nếu dũng khớ nhiệt độ thấp thỡ hiệu quả của quỏ trỡnh làm nguội sẽ đạt hiệu quả rất cao.
Trường ĐHKT Cụng Nghiệp Thỏi Nguyờn 46 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn