Sau khi chuẩn bị máy, phôi chúng tôi tiến hành gia công các chi tiết theo bản vẽ kỹ thuật tương tự như trong quá trình thí nghiệm. Khối lượng gia công sản phẩm được tính toán đảm bảo các yêu cầu về số lượng quan trắc cần thiết để đảm bảo đủ độ tin cậy theo lý thuyết thực nghiệm.
Theo tài liệu [2, 6, 14] số lượng quan trắc cần thiết để kết quả tin tưởng được xác định bằng công thức 2 2 2 b ct S . t n .
Trong đó: tb- chỉ tiêu Student tra bảng phụ thuộc vào độ tin cậy P và số lượng quan trắc n (P = 0,95; = 0,05);
S- phương sai thí nghiệm; - sai số tương đối, = 0,01 0,05; - sai số tuyệt đối, 2 = . Y .
Với kết quả thu được ở phụ biểu 7. Số lượng quan trắc cần thiết để kết quả có độ tin cậy 95% với sai số tương đối 3%.
a. Hàm chi phis nawng luwowngj rieeng Y1 (Nr trong phụ biểu 07)
Y Y 4,4 1 N 1 S N 1 i 2 2 1 ; 2 = . Y = 0,03 x 72,36 = 2,17. Số lượng quan trắc cần thiết với tb = 1,66
6 , 24 17 , 2 4 , 4 x 4 , 4 x 66 , 1 x 66 , 1 nct , lấy nct = 25
Số thí nghiệm đã thực hiện n = 45 > nct. Với số liệu thu thập đủ đảm bảo với độ tin cậy 95%.
b. Hàm độ nhám bề mặt gia công Y2 (Ra trong phụ biểu 07)
Y Y 7,3 1 N 1 S N 1 i 2 2 1 2 = . Y = 0,03 x 203,38 = 6,1
70 Số lượng quan trắc cần thiết với tb = 1,66
04 , 24 1 , 6 3 , 7 x 3 , 7 x 66 , 1 x 66 , 1 nct , lấy nct = 25
Số thí nghiệm đã thực hiện n = 45 > nct. Với số liệu thu thập đủ đảm bảo với độ tin cậy 95%.
c. So sánh kết quả đã tính toán được
- Kết quả tính toán: Nr ≡ Y1min = 0,183 W.h/mm2. Ra ≡ Y2min = 1,510 m.
- Kết quả thí nghiệm: Nr = 0,186 W.h/mm2. Ra = 1,530 m.
Nhận xét:
Sự sai lệch giữa giá trị tính toán lý thuyết và giá trị thực nghiệm có sự sai lệch không đáng kể, giá trị tối ưu tính toán và thực nghiệm có thể chấp nhận được.
71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận:
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt tới các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của quá trình gia công cắt gọt vật liệu có vai trò quan trọng đặc biệt trong việc giải quyết vấn đề tối ưu hóa nguyên công công nghệ. Nhằm góp phần nhỏ vào nghiên cứu nâng cao hiệu qủa sản xuất thực tiễn gia công các chi tiết máy thông dụng, với khuôn khổ một luận văn thạc sĩ kỹ thuật, từ những nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về ảnh hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt gia công khi phay các chi tiết máy từ vật liệu thép C45 trên máy phay mã hiệu X6332Z, chúng tôi đã đạt được một số kết quả sau:
1. Bằng các phương pháp nghiên cứu trong khoa học cắt gọt vật liệu, đã phân tích, tổng hợp được các yếu tố cơ bản và sự tác động tương hỗ giữa chúng trong qúa trình gia công bằng phương pháp phay, từ đó lựa chọn được các yếu tố cơ bản nhất ảnh hưởng tới chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt sản phẩm gia công để đi sâu nghiên cứu là vận tốc cắt V, lượng chạy dao S.
2. Bằng nghiên cứu thực nghiệm trên cơ sở thực nghiệm đơn yếu tố đã xây dựng được các công thức thực nghiệm xác định tương quan định lượng giữa các chỉ tiêu cơ bản đặc trưng về năng lượng của quá trình cắt là chi phí năng lượng riêng Nr và chất lượng gia công là độ nhám bề mặt Ra với: vận tốc cắt V theo các biểu thức (4.1), (4.2); lượng chạy dao S - các biểu thức (4.3), (4.4). Kết quả này tạo lập cơ sở quan trọng cho giải các bài toán thực tế trong gia công vật liệu cơ khí.
3. Kết quả thực nghiệm với quy hoạch thực nghiệm bậc 2 đa yếu tố luận văn đã xây dựng được các công thức thực nghiệm xác định hàm chi phí năng lượng riêng Nr và độ nhám bề mặt Ra với các yếu tố quan trọng của chế độ cắt V,
72
S: các biểu thức (4.8) và (4.9). Những kết quả này là cơ sở cho xác lập hàm mục tiêu phục vụ giải các bài toán tối ưu hóa qúa trình phay chế tạo các chi tiết máy.
4. Kết quả thực nghiệm cho thấy trong hai yếu tố ảnh hưởng thì tốc độ cắt V có mức ảnh hưởng lớn nhất đến chỉ tiêu độ nhám bề mặt gia công trong khoảng giá trị từ 25 đến 100 m/ph. Lượng chạy dao S ảnh hưởng lớn tới chi phí năng lượng riêng.
5. Đã xác định được giá trị tối ưu của các thông số ảnh hưởng tới chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt sản phẩm trong điều kiện biên mà đề tài giới hạn nghiên cứu là: tốc độ cắt V = 82.0 m/ph, lượng chạy dao S = 1.07 mm/vg. Với các thông số trên, độ nhám bề mặt gia công Ra = 1,53 m, đạt chất lượng gia công tinh theo yêu cầu của công nghệ chế tạo máy đồng thời tối giảm được chi phí năng lượng điện tiêu thụ. Qua kiểm chứng bằng thực nghiệm đã cho phép khẳng định độ tin cậy, tính khả thi của kết qủa nghiên cứu.
2. Kiến nghị:
1. Cần mở rộng phạm vi nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khác nữa trong quá trình gia công như đã trình bày ở mục 3.3, 3.4 đến chi phí năng lượng và chất lượng gia công cần bao hàm cả độ chính xác kích thước, hình dạng để vấn đề nghiên cứu được trọn vẹn hơn.
2. Cần mở rộng bài toán xác định các thông số chế độ cắt tối ưu trên cơ sở luận chứng, lựa chọn hàm mục tiêu bao hàm cả kinh tế, kỹ thuật và xây dựng bài toán tối ưu ở dạng tối ưu hóa động để giải quyết vấn đề trọn vẹn hơn, phù hợp hơn với tự động hóa qúa trình gia công trên cơ sở đo lường chủ động và điều khiển tối ưu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn Trọng Bình (2003), Tối ưu hóa quá trình gia công cắt gọt, Nxb. Giáo dục, Hà Nội.
2. Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây.
3. Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình (2002), Chế độ cắt gia công hợp lý, Nxb. Đà Nẵng, Đà Nẵng.
4. Trần Văn Địch (2005), Kỹ thuật tiê ̣n, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
5. Trần Văn Địch , Nguyễn Trọng Bình, … (2003), Công nghệ chế tạo máy, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
6. Trần văn Địch, Trần Xuân Việt, … (2001), Tự động hóa quá trình sản xuất, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
7. Trần Chí Đức (1981), Thống kê toán học, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội. 8. Nguyễn Hải (2002), Phân tích dao động máy, Nxb. KH & kỹ thuật, Hà Nội. 9. Nghiêm Hùng (2007), Vật liệu học cơ sở, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 10. Nguyễn Văn Huyền (2002), Cẩm nang kỹ thuật cơ khí, Nxb. Xây dựng, Hà Nội. 11. Lê Công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học, Nxb. N. nghiệp, Hà Nội. 12. Nguyễn Văn Khang (2000), Dao động kỹ thuật, Nxb. Khoa học và kỹ thuật,
Hà Nội.
13. Ngô Kim Khôi (1998), Thống kê toán học trong lâm nghiệp, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội.
14. Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm và ứng dụng trong kỹ thuật nông nghiệp, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội. 15. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2001), Nguyên lý gia công
vật liệu, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
17. Hoàng Nguyên (1980), Máy thiết bị gia công gỗ, Tập 1- Nguyên lý cắt gọt gỗ, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội.
18. Nguyễn thị Quỳnh, Pha ̣m Minh Đa ̣o, Trần Sỹ Tuấn (2009), Giá o trình tiện, Nxb. Lao động, Hà Nội.
19. Nguyễn Văn Tiếp (2004), Giá o trình máy tiê ̣n và gia công trên máy tiê ̣n,
Nxb. Giáo dục, Hà Nội.
20. Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Đức Lộc, Phạm Đắp (1964), Máy cắt kim loại, Nxb. Giáo dục, Hà Nội.
21. Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Đắp (1983), Thiết kế máy công cụ, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
22. Hoàng Việt (2003), Máy và thiết bị chế biến gỗ, Nxb. N. nghiệp, Hà Nội. 23. Hoàng Việt (2006), Nghiên cứu xác lập tương quan giữa đặc tính lực với
các yếu tố chế độ gia công trong cắt gọt gỗ, Báo cáo khoa học, Trường ĐHLN, Hà Tây.
24. Hoàng Việt (2007), Về luận chứng và lựa chọn các tiêu chuẩn tối ưu hóa trong sản xuất gia công gỗ, Báo cáo khoa học, Trường ĐHLN, Hà Tây. 25. Hoàng Việt (2007), Nghiên cứu thiết lập mô hình toán học độ chính xác
gia công trên các máy cắt gọt gỗ, Báo cáo KH, Tr.ĐHLN, Hà Tây. 26. Hoàng Việt, Hoàng Thị Thuý Nga (2010), Cơ sở tính toán thiết kế máy và
thiết bị gia công gỗ, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội.
27. Hoàng Việt (2010), Động lực học máy, Bài giảng dành cho cao học, Trường ĐHLN, Hà Nội.
28. Hoàng Việt (2011), Tự động hóa trong Nông lâm nghiệp, Bài giảng dành cho cao học, Trường ĐHLN, Hà Nội.
29. Nguyễn Doãn Ý (2003), Giáo trình quy hoạch thực nghiệm, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
Tiếng Anh
30. Boley B., The determination of temperature, stresses, and deflections in two-dimensional thermoelastic problems - Jour. Of the aeronautical sciences, Vol. 23, Nr. 1, 1956, p. 67-75.
31. Boley B., Weiner J., Theory of thermal stresses - John Willey and sons Inc., Third print, 1966, Newyork-London-Sidney.
32. Iwamura Y., Rybicki E., A transient elastic-plastic thermal stress analysis of flame forming - Trans of the ASME, Journal of eng. for ind., Febr. 1973, p.163-171.
33. Jahanshahi A., Quasi-static stresses due to moving temperature discontinuity on a plane boundary - Trans. of the ASME, Jour. Of applied mechanics, Dec. 1966, p. 814-816.
34. Johns D., Thermal stress analyses - Pergamon press, First edition, 1965, Oxford-London-Edinburgh-New York-Paris-Frankfurt.
35. Landau H., Weiner J., Zwicky E., Thermal stress in a viscoelastic-plastic plate with temperature dependent yield stress - Trans. of the ASME, Journal of applied mechanics, June 1960, p.297-302.
36. McKee R., Moore R., Boston O., A study of heat developed incylindrical grinding - Transactions of the ASME, January 1951, p.21-34.
37. Norman C. Franz (1958), An Analysis of the Wood-Cutting Process, Ann arbor, Michigan, United States of America.
38. Tarasov L., Some metallurgical aspects of grinding - Reprint from the book "Machining - theory and practice", American Society for metals. 39. Weiner J., An elastopic thermal - stress analysis of a free plate - Journal of
applied mechanics, September 1956, p.395-402.
40. Wheels key to high-speed grinding - Metalworking production, May 1968, p.48-51.
Tiếng Nga 41. Бершадский А.Л.(1967),Расчёт режимов резания древесины, Изд. “Лесная промышленность”, Москва. 42. Зорев Н.Н. (1956), Вопросы механики резание металлов, Изд.Машгиз, Москва. 43. Зорев Н.Н. (1958), Расчет проекций силы резания, Изд. Машгиз, Москва. 44. Манжос Ф. М. (1963), Деревообрабатывающие станки, Изд. “Госле- бумиздат”, Москва. 45. Пижурин А.А.(1975), Оптимизация теxнологических процессов деревообработки, Изд. “Лесная промышленность”, Москва. 46. Спиридонов А.А., Федоров В.Б.(1982), Металлорежущие станки с программным управлением, Изд. “Машиностроение”, Москва. 47. Филоненко С.Н. (1983), Резание металлов, Изд. Машгиз, Киев. 48. Черпаков Б.И. и др. (1999), Металлорежущие станки и деревообрабаты- ваю щего оборудования, Том IV-7, Изд. “Машиностроение”, Москва.