Bằng việc sử dụng phương pháp Taguchi trong xử lý số liệu thực nghiệm kết hợp với phân tích phương sai ANOVA, việc phân tích và đánh
99
giá kết quả thực nghiệm đảm bảo xác định chính xác hơn mức độ ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt (các yếu tố điều khiển được) đến độ độ chính xác hình học của bề mặt tự do cụ thể như sau: Đối với đường kiểu đường dụng cụ T ảnh hưởng lớn nhất với (49,65%), Bước tiến ngang S0 (36,78%) tiếp đến kính dụng cụ cắt D, (10,60%) và ảnh hưởng của các yếu tố nhiễu (2,97%). Kết quả trên cũng chỉ ra rằng kiểu đường dụng cụ T đóng vai trò quan trọng độ chính xác hình học khi gia công chế tạo bề mặt tự do. Nghiên cứu cũng đưa ra được lựa chọn tối ưu chế độ cắt trong phạm vi miền giá trị lựa chọn các thông số chế độ cắt nhằm đạt được độ chính xác hình học của bề mặt gia công là:
- Kiểu đường dụng cụ T là kiểu Oneway; - Bước tiến ngang S0 = 0,10 mm;
- Đường kính dụng cụ D = 4,0mm).
Sản phẩm cánh máy bơm được chế tạo khi sử dụng bộ thông số lựa chọn tối ưu trên để gia công trên máy phay CNC 3 trục với độ chính xác tạo hình cao, đáp ứng các yêu cầu về thủy động học theo thiết kế được thể hiện ở (Hình 4.17).
100
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận:
Luận văn đã nghiên cứu và hệ thống hóa được hệ thống đường và mặt tự do, ứng dụng của mặt và đường tự do trong thiết kế và gia công cơ khí. Tìm hiểu, phân tích và đánh giá đường dụng cụ, dụng cụ, các thông số của đường dụng cụ và dụng cụ cùng các ảnh hưởng của chúng đến độ chính xác tạo hình bề mặt chi tiết và chất lượng gia công.
Sản phẩm đã thiết kế và mô hình hóa được các mẫu thực nghiệm và cánh máy bơm bằng phần mềm SOLIDWORKS để phục vụ quá trình thực nghiệm và gia công chế tạo cánh máy bơm.
Đã sử dụng phương pháp Taguchi trong nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với phân tích phương sai ANOVA, việc phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm đảm bảo xác định chính xác hơn mức độ ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt (các yếu tố điều khiển được) đến độ chính xác tạo hình bề mặt gia công cụ thể như sau: Kiểu đường dụng cụ T ảnh hưởng lớn nhất (49,65%), bước tiến ngang S0 (36,78%), tiếp đến là đường kính dụng cụ cắt D (10,60%) và ảnh hưởng của các yếu tố nhiễu (2,97%). Kết quả trên cũng chỉ ra rằng kiểu đường dụng cụ T đóng vai trò quan trọng độ chính xác hình học khi gia công chế tạo bề mặt tự do.
Luận văn đã lựa chọn được bộ thông số chế độ cắt tối ưu nhằm đạt được độ chính xác hình học của bề mặt gia công là: Kiểu đường dụng cụ T là kiểu Oneway, bước tiến ngang S0 = 0,10 mm, đường kính dụng cụ D = 4,0mm). Kết quả thực nghiệm trên là cơ sở để điều khiển và tối ưu hóa đa mục tiêu quá trình gia công nhằm đem lại hiệu quả thiết thực mà các nhà công nghệ hướng tới.
2.Kiến nghị và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo:
Trong luận văn này tác giả mới nghiên cứu được ảnh hưởng tương tác đơn của các thông số chế độ cắt (Kiểu đường dụng cụ, bước tiến ngang S0 và kích thước dụng cụ D) khi phay bề mặt tự do có dạng ellipse dạng lõm
101
hợp kim nhôm AL6061 trên máy phay CNC 3 trục, ứng dụng phương pháp Taguchi kết hợp với phân tích phương sai ANOVA. Kết quả của luận văn cũng là tiền đề để phát triển các hướng nghiên cứu tiếp theo như:
- Đánh giá ảnh hưởng tương tác của các thông số chế độ cắt đến độ chính xác bề mặt gia công từ đó đánh giá đánh giá các yếu tố về kinh tế, kỹ thuật đối với sản phẩm máy bơm được thiết kế khi sử dụng bộ thông số để gia công cánh;
- Nghiên cứu sự liên hệ và ảnh hưởng của bộ thông số kiểu đường dụng cụ, bước tiến ngang S0, kích thước dụng cụ D và các thông số chế độ cắt như: Vận tốc cắt v, chiều sâu cắt t, lực cắt F đối với các vật liệu khác nhau để đưa ra sự lựa chọn tối ưu trong công nghệ gia công cánh máy bơm trên máy phay CNC 3 trục.
102
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] B. Akar, N. Kaynak, D. Gökçe, and M. Erdi (2010), “Computer
Numerical Control (CNC),” , in Computer Numerical Control (CNC),
Hacettepe University.
[2] S. N. Grigoriev and G. M. Martinov (2014), “Research and
development of a cross-platform CNC kernel for multi-axis machine tool,” , Procedia CIRP, vol. 14, pp. 517-522.
[3] A. Ghionea and G. Constantin (2014), “Kinematic Structures and
Machining Possibilities of,” vol. XXIII, no. 250, pp. 45-53.
[4] L. Kang-Ju, L. Yong-Xian, and Z. Zhe (2011), “Research in multiple
factors vibration controlling of CNC milling machine,” , Proc. - 4th Int. Conf. Intell. Comput. Technol. Autom. ICICTA 2011, vol. 1, pp. 472 - 475. [5] F. Abdulhani and J. ALswede (2014), “Study Of Vibration For CNC Machine At Difference Feed,” , Int. J. Adv. Res. Technol., vol. 3, no. 11, pp. 21-29.
[6] D. G. Ford, A. Myers, F. Haase, S. Lockwood, and A. Longstaff (2014),
“Active vibration control for a CNC milling machine,”, Proc. Inst. Mech.
Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci., vol. 228, no. 2, pp. 230 - 245.
[7] M. N. Osman Zahid, K. Case, and D. Watts (2015), “End mill tools integration in CNC machining for rapid manufacturing processes: simulation studies,” , Prod. Manuf. Res., vol. 3, no. 1, pp. 274-288.
[8] A. Gjelaj, J. Balič, and M. Fičko (2013), “Intelligent optimal tool selections for CNC programming of machine tools(Transactions of Famena (2013) 36:3 (31-40)),” , Trans. Famena, vol. 37, no. 4, p. 99. [9] Y. Koren (1976), “Interpolator for a Computer Numerical Control
System,” , IEEE Trans. Comput., vol. C-25, no. 1, pp. 32-37.
[10] P. S. Stephen F. Krar, Arthur Gill (2000), “Computer Numerical
Control 121 Simplified.” New York: Industrial Press inc, 2000.
[11] H. Q. Nguyễn (2018), “Nghiên cứu xây dựng phương pháp nội suy theo
thời gian thực các biên dạng tự do trong tạo hình bề mặt chi tiết gia công
trên máy công cụ CNC 3 trục,” , Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2018.
[12] H. T. Yau, M. T. Lin, and M. S. Tsai (2006), “Real-time NURBS
interpolation using FPGA for high speed motion control,” , CAD Comput.
103
[13] W. P. Hong, S. W. Lee, H. Z. Choi, and M. Y. Yang (2003),
“Simultaneous 3D machining with real-time NURBS interpolation,”,
KSME Int. J., vol. 17, no. 3, pp. 336-342.
[14] E. L. O. Valvo, S. Drago, I. Chimica, I. Meccanica, and V. Scienze
(2014), “An Efficient NURBS Path Generator for a Open Source CNC,” ,
Recent Adv. Mech. Eng., pp. 173-180.
[15] “Evaluating the Roughness According to t...ree Form Surfaces for Mold Application.pdf,”.
[16] P. Fallböhmer, T. Altan, H.-K. Tönshoff, and T. Nakagawa (2002),
“Survey of the die and mold manufacturing industry - practices in Germany, Japan, and the United States,” , J. Mater. Process. Technol., vol. 59, no. 1-2, pp. 158-168.
[17] S. P. Radzevich (2008), “Geometry Kinematic Geometry Machining.”
Taylor & Francis Groups, LLC, 2008.
[18] P. Spanoudakis, N. Tsourveloudis, and I. Nikolos (2008), “Optimal
Selection of Tools for Rough Machining of Sculptured Surfaces,” , Proc.
Int. MultiConference Eng. Comput. Sci. 2008 Vol II IMECS 2008, 19-21 March, 2008, Hong Kong, vol. II, no. March, pp. 19-21.
[19] M. Bey and T. Zahida (2017), “Optimization of the Roughing
Operation of Sculptured Surfaces Based on Offset Contours and Feedrate Adaptation Optimisation de l ’ Opération d ’ Ebauchage des Surfaces Gauches en se Basant sur les Contours Décalés et l ’ Adaptation des
Vitesses d ’ Avance,” no. December.
[20] E. Kuram and B. Ozcelik (2014), “Modern Mechanical Engineering,”
no. JANUARY. 2014.
[21] GS.TS. Lê Danh Liên. “Bơm, quạt cánh dẫn,”. Nhà xuất bản Bách Khoa - Hà Nội. Hà Nội 2014. Mã số: 128-2014/CXB/61-01/BKHN.
[22] А. К. Михайлов, В. В. Малюшенко. Лопастные Насосы. Теория,
Расчет и Конструирование. Москва “Машиностроение” 1977.
[23] Лопастные Насосы. Справочник. Под обшей редакцией В. А.
Зимницкого и В. А. Умова. Ленинград “Машиностроение”.
Ленинградское Отделение 1986.
[24] C. Tournier and E. Duc (2014), “A surface based approach for constant
scallop height tool path generation To cite this version : HAL Id : hal- 01076666 A surface based approach for constant scallop height tool path generation.”
104
[25] P. K. Wright, D. A. Dornfeld, V. Sundararajan, and D. Mishra (2004),
“Tool path generation for finish machining of freeform surfaces in the
cybercut process planning pipeline,” , Pap. Present. NAMRC 32, vol. 32,
pp. 159- 166.
[26] N. Engineering (2016), “Constant Scallop-height Machining of Free-
form Surfaces,” vol. 116, no. May 1994.
[27] B. Lauwers, J. P. Kruth, and P. Dejonghe (2001), “An Operation
Planning System for Multi-Axis Milling of Sculptured Surfaces,” pp. 799-
804.
[28] W. L. Ralph Ip and M. Loftus (1992), “Cusp geometry analysis in free-
form surface machining,” , Int. J. Prod. Res., vol. 30, no. 11, pp. 2697– 2711.
[29] X. Liu, Y. Li, S. Ma, and C. H. Lee (2015), “A tool path generation
method for freeform surface machining by introducing the tensor property
of machining strip width,” , CAD Comput. Aided Des., vol. 66, pp. 1-13.
[30] G. Elber (1995), “Freeform surface region optimization for 3-axis and
& 125 axis milling,” vol. 27, no. 6, pp. 465-470.
[31] S. Ding, M. A. Mannan, A. N. Poo, D. C. H. Yang, and Z. Han (2003),
“Adaptive iso-planar tool path generation for machining of free-form surfaces,” , Comput. Des., vol. 35, no. 2, pp. 141-153.
[32] J. Senatore, S. Segonds, W. Rubio, and G. Dessein (2012),
“Correlation between machining direction, cutter geometry and step-over distance in 3- axis milling: Application to milling by zones,” , CAD Comput. Aided Des., vol. 44, no. 12, pp. 1151-1160.
[33] J. S. Kwak (2005), “Application of Taguchi and response surface methodologies for geometric error in surface grinding process,” , Int. J. Mach. Tools Manuf., vol. 45, no. 3, pp. 327-334.
[34] M. Yasir, T. L. Ginta, B. Ariwahjoedi, A. U. Alkali, and M. Danish (2016), “Effect of cutting speed and feed rate on surface roughness of AISI
316l SS using end-milling,” , ARPN J. Eng. Appl. Sci., vol. 11, no. 4, pp.
2496-2500.
[35] V. Q. Hoàng, “Nghiên cứu lựa chọn dụng cụ và đường dụng cụ hợp lý