M Ở ĐẦU
3.3.2 Thiết kế các thông số và ma trận thực nghiệm khi phay hợp kim nhôm
A7075.
a.Thiết kế các thông sốđầu vào
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm phân tích phương sai (ANOVA) để xây dựng và đánh giá hàm quy hoạch thực nghiệm. Qua nghiên cứu lý thuyết về quá trình cắt và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt, đồng thời dựa trên khảnăng cắt gọt dụng cụ cắt được khuyến cáo từ nhà sản xuất và công suất của máy cho phép đảm bảo không bị ảnh hưởng của rung động trong quá trình gia công. Mặt khác dựa trên giá trị giới hạn miền tốc độ nghiên cứu đối với gia công vật liệu hợp kim nhôm A7075 của dụng cụ cắt là dao phay ngón phủ Nitride Titan, đường kính dao D = 6 (mm) với sốrăng Z= 2. Ba thông số chếđộ cắt (t,S,V) có thểđiều khiển trong quá trình gia công được chọn làm thông số đầu vào trong các nghiên cứu thực nghiệm. Giá trị các mức được lựa chọn để tiến phay hợp kim nhôm A7075 bằng dao phay phủNitride TiTan được lựa chọn cho thực nghiệm như sau:
- Vận tốc cắt lớn nhất: Vmax = 376 (m/phút).
- Lượng chạy dao lớn nhất: Smax= 1600 (mm/phút) = 0.04mm/răng. - Chiều sâu cắt dọc trục lớn nhất: tmax = 1,5 (mm).
- Vận tốc cắt nhỏ nhất: Vmin= 188 (m/phút).
- Lượng chạy dao nhỏ nhất: Smin= 800 (mm/phút) = 0.02mm/răng. - Chiều sâu cắt dọc trục nhỏ nhất: tmin = 0,5 (mm).
Thực nghiệm xác định các thông số đầu ra: lực cắt, độ nhám, mài mòn khi phay hợp kim nhôm A7075 với hai điều kiện phay khô và phay ướt được cho trên Bảng 3.1. Các thông số này gồm ba mức khác nhau ứng các biến mã hóa.
Bảng 3.1 Thông số chế độ cắt dùng cho thực nghiệm
TT Tham số Đơn vị -1 0 1
X3 V(Vận tốc cắt) m/phút 188 282 376
X2 S(Bước tiến) mm/phút 800 1200 1600
Bảng 3.2 Ma trận thực nghiệm
TT
Thông số mã hóa Thông số chếđộ cắt
X1 X2 X3 t S V (mm) (mm/phút) (m/phút) 1 -1 -1 -1 0,5 800 188 2 1 -1 -1 1,5 800 188 3 -1 1 -1 0,5 1600 188 4 1 1 -1 1,5 1600 188 5 -1 -1 1 0,5 800 376 6 1 -1 1 1,5 800 376 7 -1 1 1 0,5 1600 376 8 1 1 1 1,5 1600 376 9 0 0 0 1,0 1200 282 10 0 0 0 1,0 1200 282 11 0 0 0 1,0 1200 282
Trong luận án này, các thông số đầu ra của nghiên cứu bao gồm:
Lực cắt: Tổng thành phần lực cắt theo 3 phương X, Y, Z là F(N)
Độ nhám bề mặt gia công: Ra (µm) Lượng mòn mặt sau của dao: ∆Hs (µm)
Chuyển các biến từ biến tự nhiên sang biến mã hóa không thứ nguyên. Với thí nghiệm đầu vào là ba thông số gồm: tốc độ cắt V(m/phút), lượng chạy dao S (mm/phút), chiều sâu cắt t (mm), theo quy hoạch thực nghiệm ta sẽ thực nghiệm với 11 thí nghiệm trong đó có 8 thí nghiệm ở8 đỉnh đơn hình và 3 thí nghiệm ởtrung tâm (cơ sở) ta có thông số quy hoạch thực nghiệm với dao phay ngón đường kính D = 6 mm với sốrăng cắt Z=2. Ma trận thực nghiệm được cho trên bảng 3.2.