Sau khi chuẩn bị máy, phôi tôi tiến hành gia công các chi tiết theo bản vẽ kỹ thuật tương tự như trong quá trình thí nghiệm. Kết quả gia công với các
thông số tối ưu thu được là Ra = 1,8391(m), Q = 0,25671(kW) Với số liệu thu thập được đủ đảm bảo với độ tin cậy trên 95%.
90
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Trên cơ sở của những nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về ảnh hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến độ nhám bề mặt và chi phí năng lượng riêng khi tiện các chi tiết trục từ vật liệu thép C45 trên máy tiện CNC- CTX310, chúng tôi đã đạt được một số kết quả sau:
1. Bằng các phương pháp nghiên cứu lý thuyết về khoa học cắt gọt vật liệu, đã phân tích được các yếu tố cơ bản và sự tác động tương hỗ giữa chúng trong quá trình tiện, từ đó lựa chọn được các yếu tố cơ bản nhất thuộc chế độ cắt ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt và chi phí năng lượng riêng là vận tốc cắt V, lượng chạy dao S và chiều sâu cắt t.
2. Bằng nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố đã xây dựng được các công thức thực nghiệm xác định tương quan giữa độ nhám bề mặt Ra và chi phí năng lượng riêngvới các yếu tố chế độ cắt. Kết quả thực nghiệm thu được chứng tỏ các yếu tố chế độ cắt ảnh hưởng đáng kể đến các hàm mục tiêu lựa chọn và mối quan hệ giữa các yếu tố thuộc chế độ cắt (V,S,n) với các hàm mục tiêu là hàm bậc hai.
3. Trên cơ sở thực nghiệm với quy hoạch thực nghiệm bậc 2 đa yếu tố đã xây dựng được các mô hình toán học biểu thị mối quan hệ giữa các hàm độ nhám bề mặt Ra và chi phí năng lượng riêng Q với các yếu tố chế độ cắt V,S, t. Những kết quả này là cơ sở cho xây dựng hàm mục tiêu và phục vụ giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong quá trình tiện chi tiết máy.
4. Bằng phương pháp nhân tử lagrăng cùng với sự trợ giúp của phần mềm Matlab đã xác định được giá trị tối ưu của các thông số chế độ cắt trong khoảng nghiên cứu của các yếu tố ảnh hưởng là: V = 168 m/ph; S = 0,138 mm/v; t = 1,3 mm. Tương ứng các giá trị tối ưu của các yếu tố chế độ cắt thay vào phương trình hồi quy ta có độ nhám bề mặt tối thiểu đạt Ra = 1,9254
91
m và chi phí năng lượng Q = 0,2678 kW để hoàn thành một sản phẩm . Qua kiểm chứng bằng thực nghiệm đã cho phép khẳng định độ tin cậy, tính khả thi của kết quả 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 3.2 đến chất lượng gia công. Chất lượng sản phẩm gia công cần bao hàm cả độ chính xác kích thước, hình dạng, biến cứng bề mặt.
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 hoá động để giải quyết vấn đề trọn vẹn hơn, phù hợp hơn với tự động hoá quá 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 hoá 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 hoá 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. Nông 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 hoá trong sản xuất gia công gỗ, Báo cáo khoa học, Trường ĐH LN, 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, Trường 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 hoá 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.
Phụ lục 1: Các thông số kỹ thuật máy tiện CNC CTX 310
TT Đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t Đơn vi ̣ đo
1 - Đườ ng kính xoay lớn nhất 330,02 mm
2 - Đườ ng kính bàn trượt 259,08 mm
3 - Đườ ng kính dịch chuyển lớn nhất 200,66 mm
4 - Hành trình theo trục X 160,02 mm
5 - Hành trình theo trục Z 449,58 mm
6 - Đầu trục chính 139,7 mm
7 - Băng máy, thanh trượt 50,08 mm
8 - Trục chính đường kính của vật gá 99,06 mm
9 - Ngàm, chấu kẹp 210,82 mm
10 - Mô men xoắn lớn nhất 166,5Nm
11 - Tốc độ quay lớn nhất 5000v/phút
12 - Số lượng các trạm công cụ, kho dao 12
13 - Số lượng các công cụ điều khiển 6
14 - Đường kính trục 30,48 mm
15 -Vận tốc cắt Max 220m/ph
Min 80m/ph
16 -Chiều sâu cắt Max 2mm
Min 0.2mm
17 -Lượng chạy dao Max 0.15mm/vòng
Min 0.05mm/vòng
18 -Điện áp vào 380V
Phụ lục 02
Một số thiết bị đo dùng trong thí nghiệm, hình ảnh thí nghiệm
Hình 2.1. Thiết bị đo độ nhám bề mặt
Hình 2.3. Tiến hành thí nghiệm