- Nguyên lý làm việc:
3.3 Phương pháp thực nghiệm Taguchi đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số
hưởng của các thông số
Trong quá trình mài nói chung và quá trình mài tròn ngoài nói riêng thì chất lượng bề mặt có một ý nghĩa rất quan trọng. Trong các thông số của chất lượng bề mặt thì thông số độ nhám là thông số quan trọng và nó chịu ảnh hưởng của rất nhiều thông số như chế độ cắt, vật liệu gia công, lực cắt, rung động của hệ thống công nghệ, đá mài, phương pháp bôi trơn làm nguội.v.v. Các thông số như lực cắt và rung động là các thông số trung gian xảy ra trong quá trình mài và nó cũng chịu ảnh hưởng của các thông số đầu vào.
Với rất nhiều thông số ảnh hưởng đến độ nhám, lực cắt và rung động, ta không thể điều khiển quá trình mài qua tất cả các thông số mà chỉ điều khiển được qua các thông số có ảnh hưởng chính. Để biết được những thông số nào ảnh hưởng chính đến hàm mục tiêu cần tiến hành đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số.
Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số có thể dùng phân tích phương sai (ANOVA). Với phân tích phương sai, để so sánh sự sai khác giữa các giá trị kết quả nghiên cứu (yij) do thay đổi các mức nghiên cứu (Ai) của nhân tố A, dùng chuẩn Fisher để so sánh phương sai của sự thay đổi các mức nghiên cứu với sai số nghiên cứu (phương sai của sai số nghiên cứu) có khác nhau đáng tin cậy hay không. Nếu khác nhau không đáng tin cậy, nhân tố A không ảnh hưởng lên kết quả nghiên cứu, nếu khác nhau đáng tin cậy chứng tỏ nhân tố A đã ảnh hưởng lên kết quả nghiên cứu.
Khác với phân tích ANOVA, phân tích Taguchi sử dụng sử dụng hệ số tín hiệu SN để đánh giá kết quả, giúp lựa chọn thông số tối ưu với độ phân tán nhỏ, phân tích này xét đến được nhiều yếu tố kể cả các yếu tố nhiễu.
Phương pháp Taguchi là phương pháp khử sai số bằng thực nghiệm, được đề xuất bởi tiến sỹ Genichi Taguchi, người Nhật. Taguchi đã phát triển phương pháp thiết kế thực nghiệm nhằm khảo sát các thông số khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến cách thức cũng như sự thay đổi của một đặc tính trong quá trình gia công. Đặc tính đó sẽ quyết định đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình gia công đó.
Thiết kế thực nghiệm này bao gồm bảng trực giao để tổ chức các thông số ảnh hưởng đến quá trình gia công, sự biến đổi của các thông số và mức độ ảnh hưởng của mỗi thông số đó đến quá trình gia công. Thay cho việc kiểm tra tất cả tất cả các thông số ảnh hưởng đồng thời, phương pháp Taguchi có thể kiểm tra theo các cặp thông số, số liệu cần thiết để xác định yếu tố nào ảnh hưởng quyết định đến chất lượng sản phẩm với số thí nghiệm nhỏ
nhất, do đó sẽ tiết kiệm được thời gian và nguyên vật liệu. Phương pháp Taguchi được sử dụng tốt nhất khi số lượng biến trung gian từ 3 - 50 biến, một vài tương tác giữa các biến và chỉ một vài biến có ảnh hưởng đáng kể [37].
Thí nghiệm được xây dựng trên máy mài tròn MEG - 1120 và các thiết bị đo đặt tại phòng thí nghiệm công nghệ chế tạo máy, phòng thí nghiệm vật liệu học và phòng thí nghiệm dung sai thuộc khoa Cơ khí, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội.
Tiến hành đo đồng thời lực cắt và rung động khi mài.
Giả thiết độ nhám bề mặt (Ra), lực cắt (P), rung động (A – biên độ gia tốc,m/s2) khi mài tròn ngoài phụ thuộc vào các thông số: chế độ cắt (lượng chạy dao dọc Sd, tốc độ quay của chi tiết nw, chiều sâu cắt t), chi tiết gia công (đường kính dw, độ cứng vật liệu gia công HRC). Các thông số khác không xét đến được coi là các thông số nhiễu. Có thể xây dựng được các hàm quan hệ như sau:
P = f(Sd, nw, t, HRC, dw) (3.8) A = f(Sd, nw, t, HRC, dw) (3.9) Ra= f(Sd, nw, t, HRC, dw) (3.10) Do các hàm này phụ thuộc vào nhiều biến nên để dễ điều khiển quá trình cắt ta tiến hành đánh giá mức độ ảnh hưởng của các biến đến hàm mục tiêu. Có nghĩa là chỉ điều khiển những biến có ảnh hưởng chính đến hàm mục tiêu.