VI. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
3.3.4.2. Ảnh hưởng tổng hợp của te và Ie tới độ nhám bề mặt
Hình 3.24 - Kết quả đo nhám của mẫu thí nghiệm 3.1
Ảnh hưởng tổng hợp của te và Ie tới độ nhám bề mặt Ra được phản ánh thông qua bảng số liệu thực nghiệm sau:
Bảng 3.13. Ảnh hưởng tổng hợp của te và Ie tới Ra Mẫu TN0 te(s) Ie(A) Ra(µm) 3.1 2,0 8 4,95 3.2 0,8 8 5,07 3.3 2,0 2 2,00 3.4 0,8 2 1,68
Dựa vào những kết quả nghiên cứu trước đây, ta có dạng phương trình quan hệ giữa độ nhám bề mặt Ra và thời gian xung te và cường độ dòng điện Ie như sau:
Ra = a.te b .Ie c . Trong đó: a,b,c – là các hệ số cần xác định.
Để áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao, ta phải biến phương trình về dạng đa thức bậc nhất nhiều biến. Do vậy ta sử dụng phương pháp logarit hóa hai vế. Ta được phương trình sau khi lograrit hóa như sau:
lnRa = lna + b.lnUi + c.lnIe
Đặt: y = lnRa
x1 = lnte
x2 = lnIe
Khi đó phương trình trở thành dạng tuyến tính bậc nhất như sau: y = lna + b.x1 + c.x2
Ta có bảng các thông số thí nghiệm được logarit hóa như sau:
Bảng 3.14. Bảng logarit hóa các thông số ảnh hưởng tới Ra
Mẫu TN0 x1 = lnte x2 = lnIe y = lnRa
Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao hai yếu tố như sau:
Bảng 3.15. Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm cho Ra
Mẫu TN0 z1 z2 x1 x2 y
3.1 – 1 – 1 0,693 2,079 1,599
3.2 + 1 – 1 –0,223 2,079 1,623
3.3 – 1 + 1 0,693 0,693 0,693
3.4 + 1 + 1 –0,223 0,693 0,519
Theo phương pháp quy hoạch trực giao, phương trình sau khi tìm được sẽ có dạng: y = a’ + b’.z1 + c’.z2
Trong đó các hệ số a’, b’, c’ được tính theo công thức sau:
a’ = (1,599 + 1,623 + 0,693 + 0,519) a’ = 1,109 b’ = (–1,599 + 1,623 – 0,693 + 0,519) b’ = -0,038 c’ = (–1,599 – 1,623 + 0,693 + 0,519) c’ = -1,503
Phương trình hồi quy thực nghiệm có dạng: y = 1,109 – 0,038.z1 – 1,503.z2
Chuyển phương trình hồi quy thực nghiệm về biến x1 và x2 theo công thức đổi như sau: Zi = xi- xi 1 2Δxi
Trong đó: xi Giá trị trung bình các giá trị của xi
Δxi – Khoảng chênh lệch giá trị của xi
Phương trình hồi quy chuyển về biến x1 và x2 như sau:
y = 1,077 - 0,038.(x1-0,1175)
0,458 -
1,503.(x2-1,386)
0,693
y = 4,087 - 0,083.x1 - 2,169.x2
Vậy ta có các hệ số a, b, c như sau: lna = 4,087 => a = 59,589
b = - 0,083 c = - 2,169
Vậy phương trình thể hiện quan hệ giữa độ nhám bề mặt Ra và thời gian xung te và cường độ dòng điện Ie là:
Ra = 59,589.te -0,083
.Ie -2,169
Lập trình bằng phần mềm Matlab để vẽ dạng đồ thị của phương trình quan hệ giữa Ra và te, Ie với đoạn chương trình như sau:
te= 0.8 : 0.25 : 2.0; % khai bao gia tri te
Ie = 2 : 0.025 : 8; % khai bao gia tri Ie
[x,y] = meshgrid(te,Ie) % Tao ma tran gia tri Ra=59.589*(x.^-0.083).*(y.^-2.169); surf(x,y,Ra);
title('Anh huong cua teva Ie den Ra '); xlabel('te (s)');
Đồ thị 3D biểu diễn quan hệ giữa độ nhám bề mặt Ra với thời gian xung te và cường độ dòng điện Ie như hình dưới:
Hình 3.25 - Đồ thị 3D biểu diễn quan hệ giữa độ nhám bề mặt với điện áp đánh lửa và dòng phóng tia lửa điện
KẾT LUẬN CHƯƠNG III
Trong chương này tác giả đã tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ tới năng suất và độ nhám bề mặt khi gia công bằng điện xung điện. Mà cụ thể ở đây xét đến hai thông số công nghệ là cường độ dòng phóng tia lửa điện (hay điện áp khởi tạo) và thời gian phóng tia lửa điện.
Tác giả đã sử dụng 12 mẫu xung với các chế độ khác nhau. Các mẫu được cắt bằng máy xung điên CHMER - CM323C của Trung Quốc. Đây là máy xung của Trung tâm đào tạo cơ khí chính xác Đại Học Công Nghiệp Hà Nội - Tập Đoàn KHKT Hồng Hải. Các mẫu thí nghiệm được đo bằng thiết bị đo độ nhám Mitutoyo – SJ 301 của Nhật bản, các kích thước được đo bằng thước cặp Mitutoyo – SuperCaliper.
Sau khi có kết quả thực nghiệm, tác giả tiến hành xử lý số liệu thực nghiệm, sử dụng phần mềm Matlab R2007, tác giả đã xác định được phương trình toán học và vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ của các đại lượng sau:
- Mối quan hệ giữa năng suất và điện áp đánh lửa.
- Mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và điện áp đánh lửa. - Mối quan hệ giữa năng suất và dòng phóng tia lửa điện.
- Mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và dòng phóng tia lửa điện.
- Ảnh hưởng tổng hợp của điện áp đánh lửa và dòng phóng tia lửa điện tới năng suất cắt.
- Ảnh hưởng tổng hợp của điện áp đánh lửa và dòng phóng tia lửa điện tới độ nhám bề mặt.
KẾT LUẬN CHUNG
Trong thời đại ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học và công nghệ, có nhiều loại vật liệu mới ra đời với độ bền và độ cứng cao. Hơn nữa, ngành cơ khí ngày nay có yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác, độ bền, độ nhám bề mặt, năng suất và tính kinh tế …. Do vậy việc phát triển những phương pháp gia công phi truyền thống ngày càng trở nên quan trọng hơn.
Máy xung điện nói riêng và các máy gia công tia lửa điện nói chung đã xuất hiện cách đây hơn nửa thế kỷ, tuy nhiên các loại máy này chỉ mới được áp dụng trong sản xuất ở Việt Nam. Trong đó có nhiều máy không được chuyển giao công nghệ hoàn toàn, các thông số gia công tối ưu có thể không được cung cấp cho người sử dụng, hoặc khi gia công các vật liệu mới thì việc điều chỉnh thông số công nghệ để đạt được hiệu quả về năng suất và chất lượng là khó khăn.
Với khuôn khổ của đề tài bản luận văn đã dề cặp nghiên cứu bản chất quá trình phóng tia lửa điện. Tác giả đã mô tả và đánh giá ảnh hưởng của hai yếu tố công nghệ “Cường độ dòng phóng tia lửa điện và thời gian phóng tia lửa điện” đến năng suất, chất lượng bề mặt chi tiết gia công (đối với vật liệu thép SKD 11). Từ đó tìm ra được các phương trình mô tả mối quan hệ giữa các thông số công nghệ với năng suất cắt và độ nhám bề mặt. Việc tìm được các phương trình mô tả các quan hệ này là rất quan trọng, vì từ đây có thể dễ dàng tìm ra được các thông số tối ưu bằng cách sử dụng các phần mềm tính toán.
MỘT SỐ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHO LUẬN VĂN
Trong quá trình tiến hành làm luận văn, vì thời gian có hạn và điều kiện cơ sở vật chất để tiến hành thí nghiệm còn hạn chế, do đó có nhiều vấn đề chưa được đề cập đến trong luận văn. Vì vậy tác giả nêu ra một số hướng để mở rộng cho đề tài như sau:
- Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ khác như ảnh hưởng của vật liệu gia công, ảnh hưởng của tần số xung, ảnh hưởng của các loại chất điện môi khác nhau và dòng chảy của chúng …
- Ở đề tài này tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của yếu tố công nghệ là thời gian phóng tia lửa điện trong một chu kỳ và đã nhận thấy yếu tố này không ảnh hưởng nhiều đến năng suất xung điện. Tác giả thay đổi thời gian phóng điện thay đổi nhưng chu kỳ thời gian vẫn không đổi. Vì vậy có thể mở rộng nghiên cứu thay đổi chu kỳ thời gian cho đề tài nghiên cứu sau.
- Mở rộng các chỉ tiêu cần nghiên cứu như độ chính xác gia công, sai số hình dáng hình học, sai số về vị trí tương quan giữa các bề mặt …
- Các thí nghiệm được nghiên cứu ở luận văn chỉ thực hiện trong thời gian ngắn và điều kiện hạn chế nên chưa đánh giá được ảnh hưởng của yếu tố mòn điện cực. Cần tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng này để nâng cao hiệu quả của quá trình gia công.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến quá trình gia công có tính đến các ảnh hưởng của nhiễu trong quá trình gia công.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Hoài Ân (1994), Nhập môn gia công CNC, Tài liệu giảng dạy. Viện máy và
dụng cụ công nghiệp, Hà Nội.
2. Vũ Hoài Ân (1997), Gia công tia lửa điện CNC, Nxb Khoa Học kỹ thuật, Hà Nội.
3. Nguyễn Trọng Bình (1997), Tối ưu hóa quá trình cắt gọt, Nxb Khoa Học kỹ thuật, Hà Nội.
4. Tạ Văn Dĩnh (2000), Phuơng pháp tính, Bài giảng Cao học và Nghiên cứu sinh Đại học BKHN, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
5. Nguyễn Duy, Trần Sỹ Túy, Trịnh Văn Tự (1997), Nguyên lý cắt kim loại, Nxb
Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
6. Trần Văn Địch (2000), Công nghệ trên máy CNC, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà
Nội.
7. Trần Văn Địch (2003), Các phương pháp xác định độ chính xác gia công, Nxb
Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
8. Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ chính xác gia công bằng các phương pháp thực nghiệm, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
9. Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hòa (1996), Kỹ thuật đo
lường các đại lượng vật lý, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
10. Nghiêm Hùng (1999), Vật liệu học, Bộ Giáo dục và đào tạo, Hà Nội.
11. Tạ Duy Liêm (1999), Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
12. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2000), Nguyên lý gia công vật liệu, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
13.Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2000), Sổ tay
14. Ngô Diệp Tập (1996), Đo lường và điều khiển bằng máy tính, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
15. Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường - kiểm tra trong chế tạo cơ khí, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 16. Tô Cẩm Tú, Trần Văn Diễn, Nguyễn Đình Hiên, Phạm Chí Thành (1999), Thiết
kế và phân tích thí nghiệm, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
17. Đỗ Văn Vũ, Viện máy và dụng cụ công nghiệp, Luận án Tiến sỹ kĩ thuật, Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết được gia công bằng tia lửa điện.
18. Daw D.F Van Coppenolle B (1995), “On the of EDM Reseach”, Proceeding of
the 11th International Symposium of Electromaching (ISEM - 11), Switzerland.
19. DIBTONTO,D.D (1986), “Theoretical models and electrical discharge
machining process. A single cathode erosion model”, Jurnal of applicated Physics 66, pp .4095 - 4103.
20. DIDIER STAUFER (1997) “Machining and Measurement of Sculptured
Surface”, The newest achievement in electrical dischar maching, Krakow.
21. ERLE SHOBERT, Electrical discharge machining Tooling, methods and application, Hannover university, gemany.
22. ERIK L.J.BOHEZ (1995), Electrical discharge machining school of advanced Technology.
23. E.C.Jameson (1983), Electrical discharge machining -Tooling, Methods and application, Dearborn Michigan, USA.
26. JERZY KOZAK (1997), “ Nontraditional manufacturing of sculptured sufaces” university of Technology, Poland.
27. L.Lianles (2000), “ Influence of Electrical discharge machining on the sliding contact response of cemented carbis”, International Journal of Reftractory Metal & hard Materials, 19, pp 35 - 40.
28.Moser and Bill Boehmert, Trends In Electrical discharge machining, Charmilles, Technologies Corporation.