Thắ nghiệm sơ bộ là những thắ nghiệm nhằm giải quyết ựược các vấn ựề sau ựây:
Xác ựịnh ựược các nhân tố có ảnh hưởng chắnh, loại bỏ những nhân tố ắt ảnh hưởng hoặc không ảnh ựến kết quả của thắ nghiệm.
Chỉ ra ựược ỘcóỢ hay Ộkhông cóỢ tác dụng tương tác giữa các nhân tố. Xác ựịnh ựược những tương tác của các nhân tố ảnh hưởng một cách cụ thể. Giả sử một yếu tố thắ nghiệm có 9 yếu tố thì sẽ cần 29 = 512 thắ nghiệm cần tiến hành ựể nghiên cứu. Chúng ta chỉ quan tâm ựến ảnh hưởng của các nhân tố chắnh và sự tương tác nhau, với giả thiết rằng sự tương tác nhau ở bậc cao là không ựáng kể, có thể bỏ qua. Chúng ta chỉ cần thử nghiệm tương tác ở mô hình bậc thấp trong 512 thắ nghiệm ựể có cái nhìn sâu vào sự tương tác của các nhân tố ở mô hình bậc thấp. Những thắ nghiệm này gọi là Factional Factorial (FF) hay thiết kế thắ nghiệm riêng phần. Thiết kế thắch hợp nhất cho giai ựoạn này (Screening) ựược gọi là Resolution IV. Các ảnh hưởng bậc hai nghiên cứu trong giai ựoạn này là không phù hợp, những ảnh hưởng bậc hai này ựược gọi là Aliased. Những ảnh hưởng bậc hai này sẽ ựược làm rõ khi ựược bổ sung thêm dữ liệu.
Như vậy, nguyên tắc của việc thiết kế thắ nghiệm sơ bộ là xác ựịnh các biến ựầu vào có ảnh hưởng ựến ựầu ra và ựưa các biến này vào thiết kế các thắ nghiệm tiếp theo.
*- Lựa chọn biến thắ nghiệm:
Trong ựề tài nghiên cứu này, tác giả lựa chọn thông số ựầu vào là chế ựộ cắt bao gồm: tốc ựộ vòng quay trục chắnh (n), lượng chạy dao (S), ựây là ảnh hưởng của các nhân tố chắnh ựến thông số ựầu ra. Thông số ựầu ra là ựộ nhám bề mặt và thời gian gia công. Do ựó ựây là loại thắ nghiệm ựa yếu tố. Chắnh vì vậy, khi thiết kế thực nghiệm loại này phải ựáp ứng ựược các yêu cầu sau:
1) Số thắ nghiệm so với thông số cần khảo sát là tối thiểu, cho phép ựưa vào kế hoạch tối ựa các yếu tố thay ựổi mà số thắ nghiệm là chấp nhận ựược, ắt tốn công sức.
2) Cho phép phân tắch và so sánh ựối chứng hiệu ứng tác ựộng của các thông số riêng rẽ hoặc các cặp thông số theo ựiều kiện ựặt ra ban ựầu.
Với việc lựa chọn thông số ựầu vào là n (v/p) và S (mm/p), có thể lập lên một bảng các thông số của thắ nghiệm sơ bộ như sau:
Bảng 3.4. Các thông số thắ nghiệm.
Thông số Mức thấp Mức cao
Mã hoá - 1 + 1 Biến thắ nghiệm
Tốc ựộ cắt n (v/p) 2900 3500 x1 Lượng chạy dao S (mm/p) 200 450 x2
*- Lựa chọn kiểu thắ nghiệm:
đối với một số lượng nhất ựịnh các yếu tố, chọn thiết kế toàn phần hoặc riêng phần hai mức là thắch hợp. Cần lưu ý rằng bất cứ thiết kế toàn phần hoặc riêng phầnhai mức nào cũng có sự tương tác chưa biết của 2 nhân tố. Tuy nhiên kiến thức về hệ thống và những tương tác thắch hợp nhất của hệ thống có thể làm một trong số những ảnh hưởng bậc hai trở nên không ựáng kể. Hơn nữa việc thiết lập ựúng ựắn các nhân tố sẽ dẫn ựến những yếu tố quan trong nhất có ắt sai số nhất trong việc thiết kế.
Từ các thông số ựầu vào, kiểu thắ nghiệm ựược lựa chọn là toàn phần mức 2k Các thắ nghiệm sơ bộ ựược phần mềm Minitab thiết kế như sau:
*- Bước 1. Tạo một thắ nghiệm mới:
Hình 3.5 Cửa sổ tạo một thắ nghiệm mới.
*- Bước 2. Lựa chọn kiểu thắ nghiệm:
Hình 3.6. Menu và Sub menu của Minitab.
1. Chọn Stat / DOE / Factorial / Create Factorial Design. Xuất hiện hộp thoại (hình 3.6) cho phép ta chọn các thông số tiếp theo trong hộp thoại theo những chỉ dẫn sau:
2. Kắch chuột Display Available DesignsẦ Xuất hiện hộp thoại
Hình 3.8. Lựa chọn số thắ nghiệm cần thiết.
Trong hộp thoại Display Available Designs có thể quan sát thấy các khả năng số thắ nghiệm cần thực hiện tương ứng với số biến. Click OK quay lại hộp thoại chắnh
3. Chọn 2-level factorial (default generators).
5. Kắch Designs. Sẽ xuất hiện hộp thoại cho thấy loại thắ nghiệm và số lượng các yếu tố thắ nghiệm vừa thiết kế.
Hình 3.9. Lựa chọn số lần lặp lại của mỗi thắ nghiệm.
Ở ô Number of replicates for corner points, chọn 2 tức là mỗi thắ nghiệm sẽ ựược lặp 2 lần mục ựắch là ựể có thể loại bỏ sai số thắ nghiệm.
Kắch OK. Quay trở lại hộp thoại chắnh.
*- Bước 3. Nhập tên và cài ựặt biến thắ nghiệm
Các yếu tố (biến thắ nghiệm) có thể ựược nhập (cài ựặt) bằng dạng số hoặc dạng chữ. Nếu các biến thắ nghiệm là liên tục có thể cài ựặt ở dạng số, nếu các biến thắ nghiệm là tuyệt ựối thì cài ựặt ở dạng chữ. Các biến liên tục có thể cài ựặt ở bất cứ giá trị nào trên thang ựo thắ nghiệm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Với ựề tài của luận văn này, các biến thắ nghiệm của bước khảo sát sơ bộ ựược xác lập như bảng 3.5
Bảng 3.5. Xác lập biến thắ nghiệm
Kắch OK quay trở về hộp thoại chắnh.
Bước 4: Ngẫu nhiên hoá thắ nghiệm
Hình 3.10. Lựa chọn ngẫu nhiên hoá thắ nghiệm.
1. Kắch Options trong hộp thoại chắnh
2. Ở ô Base for random data generator, nhập 9. 3. Kắch OK. Quay trở về hộp thoại chắnh.
4. Trong hộp thoại chắnh kắch OK.
Việc tạo ra một bộ cơ sở dữ liệu ngẫu nhiên cho phép người làm thắ nghiệm kiểm soát ựược sự ngẫu nhiên ựể có thể thu ựược cùng 1 mẫu (thắ nghiệm cùng 1 mẫu) ở bất kỳ thời gian nào. Cách này giúp người làm thắ nghiệm làm chủ ựược thắ nghiệm của mình. Việc ngẫu nhiên hoá các thắ nghiệm sẽ làm giảm tác ựộng của các yếu tố mà không cần nghiên cứu trong thắ nghiệm ựặc biệt là những thắ nghiệm phụ thuộc vào thời gian.
*- Bước 5. Bao quát thắ nghiệm
để giảm sai số thắ nghiệm, các giá trị thắ nghiệm ựược lặp lại 2 lần, ứng dụng phần mềm Minitab 15.1 ựã lập ra ựược một bảng khảo sát dưới ựây (bảng 3.6).
Bảng 3.6 . Thông số của thắ nghiệm khảo sát sơ bộ.
*- Bước 6. Thu thập và nhập các dữ liệu vào bảng tắnh
Sau khi ựã có thứ tự tiến hành thắ nghiệm, in bảng thắ nghiệm ựể thuận tiện cho việc thu thập và nhập dữ liệu.
1. Gõ Ra (Mm) vào cột C7, Rz (Mm) vào cột C8 và Q(g/ph) vào cột C9 rồi in bảng dữ liệu này ra dạng lưới bằng cách:
2. Chọn File > Print Worksheet, và kắch chuột vào ô Print Grid Lines. Ở ô Title có thể ựặt tên cho bảng dữ liệu, vắ dụ ỘMa trận thắ nghiệmỢ Kắch OK.
Bảng 3.7. Bảng ma trận thắ nghiệm
Tiến hành thắ nghiệm gia công trên máy phay CNC C-Tek, tắnh toán năng suất cắt, ựo kết quả khảo sát Ra và Rz trên máy ựo ựộ nhám SJ-201P tại các ựiểm thắ nghiệm, lưu kết quả thắ nghiệm vào bảng tắnh ựể phân tắch.
Hình 3.11. Gia công trên máy phay CNC