Thiết lập mối quan hệ thực nghiệm giữa thông số chế độ cắt và độ nhám bề mặt bằng phương pháp hồi quy thực nghiệm. Thông thường, để đánh giá các hàm số thường dựa trên tổng độ lệch bình phương khoảng cách giữa điểm thực nghiệm và điểm dựa đoán E sao cho E càng nhỏ càng tốt.
66
Trong đó:
=
= n
i
Ei
E
1
2 (4.10)
Với Ei là khoảng cách giữa điểm thực đo Aiđo và điểm tính toán dự đoán bởi phương pháp Aitt.
Khi sử dụng tiêu chuẩn độ lệch E càng nhỏ càng tốt sẽ dẫn đến sai lệch tương đối tại các điểm có thể rất lớn và độ phân tán lớn trong khi vẫn đảm bảo tiêu chuẩn lệch E. Cách tiếp cận theo tiêu chuẩn độ lệch E chưa thể đảm bảo tìm được một mối quan hệ tốt nhất cho tập dữ liệu thực nghiệm. Vì vậy cách tiếp cận để nâng cao khả năng dự đoán chính xác mối quan hệ thực nghiệm là thay vì sử dụng tiêu chuẩn độ lệch E thì sử dụng tiêu chuẩn sai lệch trung bình tại các điểm tbvà độ phân tán các sai số . Một hàm quan hệ thực nghiệm có chất lượng dự đoán chính xác cao phải thỏa mãn sai lệch tại từng điểm dự đoán càng nhỏ càng tốt hay nói cách khác là sai số trung bình của toàn bộ sai số dự đoán tb và độ phân tán của các sai số càng nhỏ càng tốt.
Trong đó:
% 100 .
ido itt ido
i y
y y −
= (4.11)
Xi X
y
Antt Ando En
Ei Aido
Aitt yido
yitt
Ðường quan hệ thực đo Ðường quan hệ dựđoán
E1 A1do
A1tt
Hình 4.6: Đường quan hệ thực nghiệm và dựđoán
67
=
= n
i i
tb n 1
1
(4.12)
( )
1
1
2
−
−
=
=
n
n
i
tb
i
(4.13)
Từ kết quả thực nghiệm, tiến hành xây dựng hàm biểu diễn quan hệ giữa thông số chế độ cắt với chất lượng bề mặt.
Đối với độ nhám bề mặt Rz, dạng hàm thường dùng hiện nay đểxây dựng mối quan hệ giữa thông số chế độ cắt và độ nhám bề mặt là:
Rz = a1. v + a2. S + a3. t + a11. v2+ a22. S2+a33. t2+ a12. v. S
+a13. v. t + a23. S. t + a123. v. S. t (4.14) Sử dụng phần mềm Minitab để xác định các hệ số của phương trình. Từ đó tiến hành tính toán kiểm tra sai số trung bình tb và độ phân tán của các sai số . Tiến hành chạy chương trình, thu được công thức biểu thị mối liên hệ giữa thông số chế độ cắt và độ nhám bề mặt Rz.
Công thức:
2
2 2
5
Rz = -9,72226 .V - 17,9423.S + 69944.t+ 0,0531167.V + 0,00513517.S + 2094,49.t + 0,102569.V.S- 389,395.V.t -20,5609.S.t + 8,75307.10 .V.S.t−
(4.15)
Iterations 2
Final SSE 4,79230 DFE 10
MSE 0,479230 S 0,692265
Lần lượt kiểm tra tb và của công thức ta thu được:
2
1
1 14,82%
n
tb i
n i
=
= =
68
( )2
1
2 12, 97
1
n
i tb
i
n
= = − =
−
Từ công thức cho sai số trung bình của toàn bộ các sai số dự đoán tb và độ phân tán các sai số nhỏ trong mức cho phép. Do đó, ta chọn CT 4.11 để biểu diễn mối liên hệ giữa thông số chế độ cắt và độ nhám bề mặt.
Phân tích thực nghiệm sử dụng phương pháp phân tích Taguchi có thể thấy rằng khi gia công bằng dao phay cầu D10 trên trung tâm gia công CNC Mikron UCP600 với vật liệu gia công là SKD11 sẽ cho kết quả độ nhám nhỏ khi gia công quanh mức chế độ cắt v1 = 150 m/phút, S3 = 400 mm/phút, t2= 0,2 mm.
Ngoài ra sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu kết hợp với phân tích phương sai của sai số (tb và ) thì mô hình toán học xác định mối quan hệ thực nghiệm thông số chế độ cắt và độ nhám bề mặt là:
2 2
2 5
Rz = -9,72226 .V - 17,9423.S + 69944.t+ 0,0531167.V + 0,00513517.S + 2094,49.t + 0,102569.V.S - 389,395.V.t -20,5609.S.t + 8,75307.10 .V.S.t−
69
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 Chương này đã nghiên cứu các vấn đề sau:
- Đánh giá sự ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến độ nhám bề mặt bằng phương pháp Taguchi. Cụ thể, không kể đến các yếu tố lẫn của việc điều khiển thì ảnh hưởng của lượng tiến dao là lớn nhất đến 80,89%, thứ hai là vận tốc cắt 12,61% và thứ ba là chiều sâu cắt 6,4%.
- Xây dựng đồ thị biểu diện sự ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt (v, S, t) đến chất lượng bề mặt Rz.
- Xây dựng hàm quan hệ toán học biểu diễn mối liên hệ giữa thông số chế độ cắt (v, S, t) và độ nhám bề mặt Rz. Từ đó xác định thay đổi yếu tố công nghệ nào đểcó được sựảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng bề mặt.
70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến chất lượng bề mặt khi gia công trên trung tâm gia công CNC bằng dao phay cầu với vật liệu thép SKD11 bằng phương pháp phân tích thực nghiệm Taguchi. Các nghiên cứu được trình bày ở trên đã đạt được những kết quả như sau:
1. Đánh giá ảnh hưởng của góc nghiêng dao và chế độ cắt đến chất lượng bề mặt khi gia công thép SKD11 trên trung tâm gia công 5 trục UCP600 bằng dao phay cầu.
2. Ứng dụng phương pháp Taguchi xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt.
3. Xây dựng đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt đến chất lượng bề mặt theo phương pháp Taguchi.
4. Xây dựng mối quan hệ toán học bằng thực nghiệm giữa chế độ cắt với chất lượng bề mặt. Từ đó, xác lập mối quan hệ giữa các thông số độ nhám bề mặt với chế độ công nghệ để người làm công nghệ điều khiển máy gia công với chế độ công nghệ phù hợp theo độ nhám yêu cầu.
KIẾN NGHỊ
1. Tiếp tục sử dụng ý tưởng và ứng dụng phương pháp Taguchi để đánh giá mức độ ảnh hưởng của chếđộcông nghệ đến chất lượng bề mặt khi gia công trên Trung tâm gia công CNC bằng các phương pháp gia công khác và các loại vật liệu khác.
2. Sử dụng kết quả và phương pháp nghiên cứu của luận văn làm tiền đề nghiên cứu cho quá trình gia công trên Trung tâm gia công bằng dao phay cầu, ứng dụng vào sản xuất thực tiễn.
71