4.5 Kết quả và phân tích kết quả
4.5.2 Kết quả hồi qui bậc 2 theo phương pháp mặt đáp ứng
Hồi qui bậc 2 theo phương pháp mặt đáp ứng (Response Surface Regression) Y = Ra theo các biến f, V, n.
4.5.2.1! Mẫu số 1
Bảng 4. 20. Các hệ số phương trình hồi qui dạng mã hóa mẫu 1
Bảng 4. 21. Tổng kết mơ hình mẫu 1
Hình 4. 18. Biều đồ Pareto của các ảnh hưởng được chuẩn hóa của mẫu 1
Hình 4. 19. Đồ thị biểu diễn các sai lệch của Ra của mẫu 1
4.5.2.2! Mẫu số 2
Bảng 4. 24. Tổng kết mơ hình mẫu 2
Bảng 4. 25. Phân tích phương sai (ANOVA) mẫu 2
Hình 4. 21. Đồ thị biểu diễn các sai lệch của Ra của mẫu 2
4.5.2.3! Mẫu số 3
Bảng 4. 26. Các hệ số phương trình hồi qui dạng mã hóa mẫu 3
Bảng 4. 27. Tổng kết mơ hình mẫu 3
Hình 4. 23. Đồ thị biểu diễn các sai lệch của Ra của mẫu 3
4.5.3! Tìm thơng số cơng nghệ tối ưu 4.5.3.1! Mẫu 1
Bảng 4. 29. Các thông số tối ưu mẫu 1
Bảng 4. 30. Phương án tối ưu mẫu 1
Bảng 4. 31. Ước lượng đáp ứng mẫu 1
4.5.3.2! Mẫu 2
Bảng 4. 32. Các thông số tối ưu mẫu 2
Bảng 4. 33. Phương án tối ưu mẫu 2
Bảng 4. 34. Ước lượng đáp ứng mẫu 2
4.5.3.3! Mẫu 3
Bảng 4. 35. Các thông số tối ưu mẫu 3
Bảng 4. 36. Phương án tối ưu mẫu 3
.
Bảng 4. 37. Ước lượng đáp ứng mẫu 3
CHƯƠNG 5! KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
5.1! Kết luận
* Kết luận 1: Ảnh hưởng của các nhân tố đến độ nhám bề mặt (Ra càng nhỏ càng
tốt) sẽ phụ thuộc nhiều nhất vào tần số kế đó là điện áp kích thích và ít phụ thuộc hơn vào tốc độ quay của trục chính.
* Kết luận 2: Ở cả ba mẫu thí nghiệm, chế độ cơng nghệ ứng với thí nghiệm số 9
ln cho độ nhám bề mặt Ra dưới 1,6 µm. Khi này f = 40kHz và V = 200V bất chấp tốc độ quay trục chính.
* Kết luận 3: Về giá trị độ nhám nhỏ nhất khi tối ưu hóa tìm được từ các mơ hình
hồi qui của ba mẫu thí nghiệm cho thấy mẫu 3 có độ nhám tốt nhất. Điều này cũng dễ hiểu khi tăng tốc độ quay của trục chính trong giới hạn cho phép của độ bền dụng cụ ln có ảnh hưởng tích cực đến chỉ số nhám bề mặt.
- Mẫu 1: Ra = 1,576 µm @ f = 38kHz, V = 240V, n = 180 vòng/phút. - Mẫu 2: Ra = 1,669 µm @ f = 38,44kHz, V = 200V, n = 210 vịng/phút. - Mẫu 3: Ra = 1,173 µm @ f = 38kHz, V = 240V, n = 300 vòng/phút.
Chế độ công nghệ tối ưu của mẫu 2 tuy sai lệch dưới 5% nhưng sẽ khơng được chọn vì Ra khơng được lớn hơn 1,6 µm. mà sẽ chọn các giá trị thỏa mãn Ra không lớn hơn 1,6 µm. Chế độ cơng nghệ tối ưu ở mẫu 3 phù hợp cho gia công thực tế với điều kiện
chế tạo dễ dàng dụng cụ gia công hoạt động tốt ở điều kiện f = 38kHz, V = 240V, n = 300 vòng/phút.
* Kết luận 4: Các thí nghiệm có Ra dưới 1,6 µm có thể chọn do vơ tình trùng với
thơng số qui hoạch thí nghiệm. Trong ba mẫu thí nghiệm thì mẫu 3 cho nhiều kết quả đạt độ nhám Ra dưới 1,6µm nhất và có giá trị độ nhám lớn nhất trong các thí nghiệm là bé nhất.
- Mẫu 1: thí nghiệm 12 có Ra=1,321µm @ f = 40kHz, V = 240V, n = 180 vịng/phút. - Mẫu 2: thí nghiệm 1 có Ra=1,478µm @ f = 38kHz, V = 200V, n = 210 vịng/phút. - Mẫu 2: thí nghiệm 5 có Ra=1,241µm @ f = 38kHz, V = 240V, n = 240 vịng/phút. - Mẫu 2: thí nghiệm 9 có Ra=1,259µm @ f = 40kHz, V = 200V, n = 270 vịng/phút. - Mẫu 3: thí nghiệm 2 có Ra=1,332µm @ f = 38kHz, V = 200V, n = 300 vịng/phút. - Mẫu 3: thí nghiệm 4 có Ra=1,127µm @ f = 38kHz, V = 240V, n = 300 vòng/phút. - Mẫu 3: thí nghiệm 9 có Ra=1,283µm @ f = 40kHz, V = 200V, n = 360 vòng/phút. - Mẫu 3: thí nghiệm 10 có Ra=1,178µm @ f = 40kHz, V = 240V, n = 300 vòng/phút. - Mẫu 3: thí nghiệm 12 có Ra=1,400µm @ f = 40kHz, V = 240V, n = 360 vòng/phút.
* Kết luận 5: Dụng cụ siêu âm tích hợp được dùng trong nghiên cứu này hoàn toàn
khả thi cho giải pháp ứng dụng gia công tinh trên máy CNC.
Như vậy, từ kết quả ban đầu đạt được của nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng rung động siêu âm tích hợp vào dụng cụ cắt và kết hợp với thiết bị gia cơng điều khiển số là hồn tồn khả thi, đặc biệt là ứng dụng trong gia công tinh các lỗ, các hốc và các rãnh có kích thước nhỏ hẹp nhẳm mục đích giảm tốc độ vịng quay trục chính xuống mức thấp nhất có thể chấp nhận được mà vẫn đảm bảo điều kiện gia công tinh và độ bền kết cấu trục chính. Với mức độ cơng suất thấp (50W – 60W) của đầu rung tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường hồn tồn phù hợp cho việc tích hợp vào dụng gia cơng tinh theo ngun lý đã tính tốn và đề xuất của nghiên cứu.
Về cơ bản, nghiên cứu đã hoàn thành mục tiêu đề ra là “xét các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt q trình gia cơng tinh cạnh biên với ứng dụng siêu âm”. Cụ thể là chất lượng bề mặt sẽ phụ thuộc lớn vào nhân tố tần số kế đó là điện áp kích thích và tốc độ quay của trục chính.
5.2! Những thiếu sót cịn tồn tại
Do nhiều giới hạn như thời gian tiến hành nghiên cứu trong khuôn khổ qui định, điều kiện trang thiết bị phục vụ nghiên cứu chưa đồng bộ, thời gian tính tốn xây dựng mơ hình, chế tạo dụng cụ kéo dài và thiếu kinh phí thực hiện nên số lượng mẫu thí nghiệm thực hiện chưa đủ lớn để thể hiện được tính chắc chắn của số liệu thực nghiệm.
Trong q trình tiến hành thí nghiệm một số sự cố về kết cấu cụng cụ phát sinh như va chạm gây hư hỏng, kết cấu khó tháo lắp, sai lệch do sự đồng trục giữa dụng cụ cắt với tâm trục chính gia tăng khi cải tiến dụng cụ gia công từ lắp chặt sang lắp lỏng xử dụng collet đã gây sự tiếp xúc không tốt giữa dụng cụ cắt và bề mặt gia cơng nên ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt thực tế sẽ xấu đi. Điều này có thể được khắc phục và dự báo sẽ cho kết quả tốt hơn.
Một số thông số bị giới hạn như tốc độ tiến dao F(mm/phút) và chiều sâu cắt t(mm) đã được cố định để tạo ra chất lượng bề mặt nền thống nhất cho việc so sánh tương đối giữa các thí nghiệm. Điều này đã hạn chế bớt khả năng phát huy của phương pháp khi việc giảm tốc độ tiến dao F và chiều sâu cắt t so với hiện tại có thể sẽ cho chất lượng bề mặt tốt hơn.
Một số vấn đề liên quan đến việc truyền năng lượng từ bộ phát tín hiệu siêu âm đến dụng cụ gia cơng thơng qua cổ góp điện ít nhiều ảnh hưởng đến năng lượng và độ ổn định về điện của dụng cụ. Đồng thời, việc tăng tốc độ quay trục chính lên cao cũng làm tăng nguy cơ gián đoạn tín hiệu tại cổ góp làm ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công.
Một số vấn đề liên quan đến q trình giải nhiệt cho dụng cụ gia cơng khơng được thực hiện ít nhiều ảnh hưởng đến giá trị cộng hưởng của dụng cụ.
5.3! Hướng phát triển
Với kết quả nghiên cứu bước đầu này, cơ sở tiến hành các nghiên cứu đánh giá chuyên sâu hơn về sự ảnh hưởng của các thơng số q trình khác như tốc độ tiến dao F(mm/phút), chiều sâu cắt t(mm) sẽ được tiếp tục triển khai.
Một hướng nghiên cứu khác là đánh giá cải tiến dụng cụ gia công về kết cấu và vật liệu cho phù hợp với thực tế dựa trên đánh giá các thông số tối ưu và các sự cố phát sinh trong q trình gia cơng mà khi tiến hành thực nghiệm ghi nhận được.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] H. N. Trần, A. S. Tr n, T. H. Nguyễn và Đ. T. A. Nguy n, “Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Gia Cơng Hồn Thiện Bề Mặt Kích Thước Nhỏ Có Hổ Trợ Của Rung Động Siêu Âm,” Tạp chí Cơ khí Việt Nam, vol.12, pp. 463–471, Tháng 3 2022. [2] T. L. Bùi và N. T. Bùi, Lý thuyết tạo hình bề mặt và ứng dụng trong kỹ thuật
c khí. Hà Nội: Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2012.
[3] T. L. Tr n, Nguyên lý và dụng cụ cắt. Hà Nội: Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2009.
[4] H. L. Nguy n, Giáo trình Quy hoạch và phân tích thực nghiệm. Tp. HCM: Nhà xuất bản ĐHQG Tp.HCM, 2021.
[5] M. P. Groover. “Grinding and other abrasive processes,” in Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems 5th ed., Linda Ratts,
Ed. United States of America: Wiley, 2007, pp. 653–677.
[6] D. Ensminger, and L. J. Bond, Ultrasonics-Fundamentals, Technologies, and Applications. New York: Taylor & Francis Group, 2012.
[7] J. A. G. Juarez, and K. F. Graff, Power Ultrasonics Applications of High-
-intensity Ultrasound (Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical
Materials). Massachusetts: Elsevier, 2015.
[8] I. Romaniuc. “Development of a Magnetostrictive Vibromotor,” presented at 6th WSEAS International Conference, Romania, 2013.
[9] M. N. Kumar, S. K. Subbu, P. V. Krishna, and A. Venugopal. “Vibration Assisted Conventional and Advanced Machining A Review,” Procedia Engineering, vol. 97, pp. 1577-1586, Dec. 2014.
[10] V. I. Babitsky, V. K. Astashev, and A. Meadows. “Vibration excitation and energy transfer during ultrasonically assisted drilling,” Journal of Sound and
[11] S. Amini, A. F. Tehrani, A. Barani, and H. Paktinat. “Vibration Drilling Process on Al2024,” Advanced Materials Research, vol. 445, pp. 79-83, Jan. 2012. [12] X. H. Shen, J. Zhang, D. X. Xing, and Y. Zhao. “A study of surface roughness
variation in ultrasonic vibration-assisted milling,” The International Journal of
Advanced Manufacturing Technology, vol. 58, pp. 553-561, Jan. 2012.
[13] G. Tao, C. Ma, X. Shen, and J. Zhang. “ Experimental and modeling study on cutting forces of feed direction ultrasonic vibration-assisted milling,” The
International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 90, pp. 709-715, April 2016.
[14] S. Koshimizu, “Ultrasonic Vibration-Assisted Cutting of Titanium Alloy,” Key
Engineering Materials, vol. 42, pp. 389-390, Jan. 2009.
[15] C. S. Nguyễn và T. P. Nguy n, “Tool design of the finishing surface machining of a small surface applied ultrasonic vibration assisted machining,” Kỹ sư, Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp.HCM, Tp.HCM 2022.
PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
Họ và tên: Phạm Văn Tuân
Ngày, tháng, năm sinh: 02/06/1991 Nơi sinh: Đà Nẵng
QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
-! Đại học: Từ năm 2009 đến 2015, tại trường Đại học Bách Khoa, chuyên ngành: Kỹ thuật tàu thuỷ
-! Cao học: Từ năm 2018 đến 2022, tại trường Đại học Bách Khoa, chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí.
Q TRÌNH CƠNG TÁC
-! Làm việc tại Công ty Intel Việt Nam: Từ năm 2017 đến 2018, Vị trí: Giám sát sản xuất.
-! Làm việc tại Công ty Bảo Hiểm Fubon Việt Nam: Từ năm 2019 đến 2021, Vị trí: Chuyên viên bồi thường.
-! Làm việc tại Công ty Fuse Online Việt Nam: Từ năm 2022 đến nay, Vị trí: Trưởng phịng bồi thường.