Đang tải... (xem toàn văn)
Mô hình toán học xác định mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt với chế độ cắt
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Trừ phần tham khảo nêu rõ Luận văn Tác giả Nguyễn Quốc Khá -1- LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn GS TS: Trần Văn Địch, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức q trình viết hồn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Do lực thân cịn nhiều hạn chế nên Luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cơ giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả Nguyễn Quốc Khá -2- MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮVIẾT TẮT .4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼVÀ ĐỒTHỊ PHẦN MỞĐẦU Chương CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY 13 1.1 Các yếu tố đặc trưng chất lượng bề mặt 13 1.1.1 Chất lượng hình học bề mặt gia công 13 1.1.2 Tính chất lý lớp bề mặt gia cơng 16 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết 18 1.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt 18 1.2.2 Các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ biến cứng lớp bề mặt 22 1.2.3 Ảnh hưởng đến ứng suất dư bề mặ 24 t 1.3 Phương pháp đảm bảo chất lượng bề mặt .24 1.3.1 Phương pháp đạt độ nhẵn bề mặt 24 1.3.2 Phương pháp đạt độ cứng bề mặt 25 1.3.3 phương pháp đạt ứng suất dư bề mặt 25 1.4 Nhận xét 26 Chương TỔNG QUAN VỀCÔNG NGHỆCNC .27 2.1 Khái quát máy công cụ CNC .27 2.1.1 Lịch sử phát triên máy công cụ CNC 27 2.1.2 Đặc điểm máy công cụ CNC 28 2.2 Khái quát hệ thống điều khiển CNC 30 2.2.1 Khái niệm hệ điều khiển số 30 2.2.2 Các dạng điều khiển số 30 2.2.3 Hệ điều khiển CNC( Computer Numerical Control) 30 2.2.4 Một số hệ điều hành 32 2.3 Máy tiện CNC – Đặc điểm, kết cấu 32 2.3.1 Sơ lược máy tiện CNC 32 2.3.2 Phân loại máy tiện CNC .32 Chương THÉP CACBON VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ 34 3.1 Những đặc tính thép cacbon .34 3.1.1 Khái niệm: .34 3.1.2 Tính chất: 35 3.1.3 Thành phần hoá học 35 3.1.4 Ảnh hưởng cacbon tính chất cơng dụng thép thường 37 3.1.5 Ảnh hưởng tạp chấ 38 t 3.2 Phân loại thép cacbon .39 3.2.1 Phân loại theo chất lượng: .39 3.2.2 Phân loại theo thành phần cacbon 40 3.3 Tiêu chuẩn thép cacbon 42 3.3.1 Tiêu chuẩn Việt Nam: 42 3.3.2 Tiêu chuẩn nước 46 Chương NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐTHÔNG SỐCÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘNHÁM BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CNC 49 -3- 4.1 Khái quát nghiên cứu thông số công nghệ 49 4.2 Thiết kế thí nghiệm 50 4.3 Mơ hình tốn học xác định mối quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt 53 4.4 Thực nghiệm với mẫu thép cacbon C45 56 4.4.1 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm 57 4.4.2 Tính hệ số phương trình hồi quy 59 4.4.3 Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ S, V, t đến Ra 62 4.5 Kết luận chương 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC 69 CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ra Rz Rmax h p Si Smi l ypmi yvmi n C x, y, z ti Ti σ-1 σ-1a σ-1b σd S V r hmin ϕ ϕ1 γ Thứ Nội dung - Sai lệch số học trung bình prơfin - Chiều cao nhấp nhô theo 10 điểm prôfin - Chiều cao lớn prôfin - Chiều cao nhấp nhô - Bước nhấp nhơ - Bước trung bình nhấp nhơ theo đỉnh - Bước trung bình nhấp nhô theo prôfin - Chiều dài chuẩn - Chiều cao đỉnh thứ i đỉnh cao - Chiều cao đỉnh thứ i đỉnh thấp - Số điểm chia, số thực nghiệm - Hệ số - Số mũ - Thời gian mòn ban đầu, i = 1:3 - Thời gian mòn ổn định, i = 1:3 - Giới hạn bền mỏi - Giới hạn bền mỏi khơng có ứng suất dư - Giới hạn bền mỏi có ứng suất dư - ứng suất dư lớn lớp bề mặt - Bước tiến dao - Vận tốc cắt - Bán kính mũi dao - Chiều dày phoi nhỏ - Góc nghiêng dao - Góc nghiêng phụ dao - Góc trước dao -4- nguyên µm µm µm µm µm µm µm µm µm µm Giây (s) Giây (s) N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 mm/vòng m/phút mm mm Độ (0) Độ (0) Độ (0) α λ ε β tC HB x Yj S2j K Gp - Góc sau dao Góc nâng lưỡi cắt Góc mũi dao Góc sắc dao Chiều sâu biến cứng Độ cứng Brinell Giá trị trung bình - Giá trị trung bình yjk, k = : k Độ (0) Độ (0) Độ (0) Độ (0) mm - - Phương sai dãy số yjk, k = : k - - Số thí nghiệm song song thực điều kiện - Chỉ số Kokren - - NC (Number Control) – Điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có trợ giúp máy tính MCU (Machine Control Unit) – Hệ điều khiển máy ATC (Automatic Tool Changer) CAD (Computer Aided Design) – Thiết kế có trợ giúp máy tính CAM (Computer Aided Manufacturing) – Sản xuất có trợ giúp máy tính DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung Trang 1.1 Cấp độ nhẵn bóng theo TCVN 2511-95 17 1.2 Cấp độ nhẵn ứng với phương pháp gia công 25 Mức độ chiều sâu biến cứng phương pháp gia 1.3 26 công 3.1 Cơ tính loại thép phân nhóm A 44 -5- 3.2 3.3 10 3.4 3.5 4.1 4.2 11 4.3 12 13 14 15 4.4 4.5 4.6 4.7 Thành phần hóa học tính thép cacbon tốt Cơ tính thép cacbon thường loại A Việt nam Nga Thành phần hóa học thép loại B Thành phần hóa học thép cacbon tốt Nhật Thông số kỹ thuật máy phay CTX200E Bảng tính tốn thơng số công nghệ Ma trận thự nghiệm thông số đầu vào thí nghiệm Kết đo độ nhám với mẫu thực nghiệm thép C45 Bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm thép C45 Hệ số phương trình hồi quy mẫu thép C45 Bảng giá trị hàm số vật liệu thép C45 44 47 48 49 52 54 57 58 58 60 62 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TT Hình số 1.1 1.2 1.3 `1.4 1.5 1.6 1.7 Nội dung Trang Các yếu tố hình học lớp bề mặt 15 Các tiêu đánh giá độ nhám bề mặt 15 Quan hệ chiều cao nhấp nhô lượng tiến dao 20 tiện Ảnh hưởng hình dáng hình học dụng cụ cắt 20 chế độ cắt đến nhấp nhô bề mặt tiện Ảnh hưởng lượng chạy dao S chiều sâu biến cứng tc, tùy theo loại vật liệu gia công vật liệu làm dụng cụ cắt Ảnh hưởng vận tốc cắt (V) đến chiều cao nhấp nhơ tế vi (Rz) Phân tích hệ lực tác dụng bào -6- 21 22 23 1.8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.9 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 Ảnh hưởng lượng tiến dao (S) bán kính lưỡi cắt (r) đến độ biến cứng bề mặt Ảnh hưởng góc trước tới lớp biến cứng bề mặt Máy tiện CNC cỡ nhỏ Máy tiện CNC cỡ lớn Các trục máy tiện CNC Ảnh hưởng cacbon đến tính thép thường Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) Máy tiện CNC CTX200E Dao tiện CNC gắn mảnh hợp kim Thiết bị đo độ nhám Mẫu thực nghiệm thép C45 Đồ thị quan hệ Ra – V – t gia công thép C45 Đồ thị quan hệ Ra –V - S gia công thép C45 Đồ thị quan hệ S, t , Ra Khi gia công vật liệu thép C45 -7- 24 24 34 34 35 38 43 52 53 54 57 63 64 64 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Các chi tiết máy có độ xác, chất lượng bề mặt độ bền cao sở cho đời loại thiết bị máy móc, thiết bị đại có chất lượng cao (Độ xác, độ tin cậy, độ bền cao ) Đặc biệt Việt Nam nhập tổ chức thương mại giới WTO, hòa nhập với kinh tế giới, việc gia cơng đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế đảm bảo tính cạnh tranh thị trường đòi hỏi tất yếu đặt cho nhà cơng nghệ Việc chọn máy móc chế độ gia công hợp lý yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng giá thành sản phẩm Mặt khác thông tin khoa học xuất phần lớn mang tính lý thuyết định hướng, để có thơng tin mang tính định lượng, chi tiết cụ thể ta phải làm nhiều thí nghiệm, tốn thời gian tiền bạc nên khó để trung tâm nghiên cứu nước ngồi nước cơng bố, muốn tiếp cận thông tin cần phải mua lại với giá cao Tuy nhiên có nhiều tài liệu, sổ tay với số liệu phần lớn từ cơng trình nghiên cứu cũ không chứa đủ thông tin điều kiện thí nghiệm khác xa với cơng nghệ Trong năm trở lại Việt Nam có xu hướng sử dụng máy gia cơng cắt gọt đại điều khiển theo chương trình số (NC, CNC) máy tiện, máy phay trục, trục, trục, máy phay tốc độ cao (High – Speed - Cutting), trung tâm gia công tiện – phay v.v để nâng cao chất lượng giảm giá thành sản phẩm Thực tế cho thấy chất lượng nâng cao, áp lực công việc người thợ giảm, giá thành chưa giảm, chí chi phí gia cơng cịn cao nhiều so với máy vạn Có nhiều ngun nhân tăng chi phí đó, ngun nhân nhà cơng nghệ chưa chọn chế độ cắt phù hợp cho nhóm máy Do việc nghiên cứu để lựa chọn chế độ cắt phù hợp cho nhóm máy CNC yêu cầu cấp thiết đặt cho nhà nghiên cứu Chất lượng chi tiết khả làm việc nó, khả làm việc chi tiết máy chịu ảnh hưởng định thông số chất lượng bề mặt -8- làm việc Vì muốn đạt khả làm việc chi tiết máy hiệu phải đảm bảo yêu cầu chất lượng bề mặt, để giải vấn đề ta phải tìm mối quan hệ thông số chất lượng bề mặt Ra, Rz, với điều kiện gia công chế độ cắt (V, t, S), thơng số hình học dao Dựa vào mối quan hệ người làm cơng nghệ điều khiển thơng số công nghệ máy dao để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy trình gia cơng, từ dẫn đến tăng suất (Khai thác tối đa công suất máy) hạ giá thành sản phẩm tiến tới tối ưu hóa trình cắt gọt máy Về cơng dụng vật liệu thép cacbon thông thường chế tạo máy thường dùng để chế tạo chi tiết trục, bánh Xuất phát từ đặc điểm tình hình tác giả chọn đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến độ nhám bề mặt tiện thép cacbon máy tiện CNC ” Lịch sử nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy q trình gia cơng thực chất xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt(đầu ra) với thông số cơng nghệ(đầu vào) sau nhà cơng nghệ dựa vào mối quan hệ để điều khiển chế độ cắt phù hợp cho máy dao trình gia cơng đạt u cầu chất lượng bề mặt Việt Nam có xu hướng sử dụng máy CNC ngày nhiều, yêu cầu cấp thiết thực tế sản xuất, nên đề tài nghiên cứu ứng dụng nhằm khai thác hiệu máy CNC lớn đề tài nghiên cứu khoa học, luận án tiến sỹ, luận văn thạc sỹ, kể đến: Phan Cơng Trình, Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công máy phay CNC, Luận văn cao học, ĐHBKHN (2006); Trần Xuân Việt, Phạm Văn Bổng, Khảo sát thực nghiệm ảnh hưởng thông số công nghệ V, t, S đến lực cắt máy tiện CNC, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, Số 105 (12/2005); Hà Quang Sáng , Xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt với thơng số cơng nghệ gia cơng vật liệu có tính dẻo cao máy tiện CNC, Luận văn thạc sỹ, ĐHBK-HN (2006); -9- Nguyễn Quốc Tuấn, Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công vật liệu Nhôm hợp kim Nhôm máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ, ĐHBK-HN (2007); Nguyễn Thị Linh, Nghiên cứu chất lượng bề mặt gia công mài thép SUJ đá mài CBN máy mài phẳng, Luận văn thạc sỹ, ĐHKTCN – Thái Nguyên…… Trong nhóm đề tài có nhiều đề tài trực tiếp nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến độ nhám bề mặt, điều chứng tỏ việc nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy quan trọng Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu là: Đánh giá chất lượng bề mặt chi tiết gia công thép cacbon thông thường máy tiện CNC CTX200E, từ xác lập mối quan hệ thông số độ nhám bề mặt với chế độ cắt để người làm công nghệ điều khiển máy gia công với chế độ cắt phù hợp theo độ nhám yêu cầu - Dùng làm tài liệu tham khảo cho sản xuất, giảng dạy học tập 3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài là: - Chất lượng bề mặt gia công thép cacbon thông thường máy tiện CNC - Ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công gia công vật liệu thép cacbon thông thường máy tiện CNC - Ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy gồm nhiều yếu tố thơng số chế độ cắt, thơng số hình học dao… Phạm vi nghiên cứu đề tài tìm mối quan hệ chất lượng bề mặt chi tiết máy Ra với thông số chế độ cắt V, t, S tiện vật liệu thép cacbon thông thường máy tiện CNC - Máy thực nghiệm: máy tiện CNC CTX 200E Đức - Vật liệu gia công thép cacbon C45 - Vật liệu làm dao mảnh hợp kim TN150 WIDIA – GERMANY - 10 - -1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 0.5 1.5 0.5 1.5 0.5 1.5 0.12 0.12 0.06 0.06 0.12 0.12 100 100 150 150 150 150 4.4 Thực nghiệm với mẫu thép cacbon C45 Phơi thép C45 có kích thước (Φ29, dài 80 mm) Với toán đặt điều kiện lặp lại thí nghiệm ba lần đo giá trị lấy giá trị trung bình Hình 4.4 Mẫu thực nghiệm thép C45 Bảng 4.4 Kết đo độ nhám với mẫu thực nghiệm thép C45 STT Mẫu 1_1 1_2 1_3 1_4 1_5 1_6 1_7 1_8 t(mm) 0.5 1.5 0.5 1.5 0.5 1.5 0.5 1.5 Chế độ cắt S (mm/vg) V (m/ph) 0.06 100 0.06 100 0.12 100 0.12 100 0.06 150 0.06 150 0.12 150 0.12 150 - 56 - Kết đo độ nhám bề mặt Ra1 Ra2 Ra3 Ratb 0.96 0.8 0.82 0.8600 1.72 1.66 1.78 1.7200 2.12 2.16 2.01 2.0967 3.26 3.22 3.28 3.2533 0.8 0.7 0.8 0.7667 1.04 0.9 0.95 0.9633 1.96 2.1 2.0200 2.98 2.86 2.91 2.9167 Khử sai số thơ: Nhìn vào bảng kết đo độ nhám bề mặt ta không thấy có kết bất thường 4.4.1 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm Để kiểm tra tính đồng thí nghiệm cần xác định tỷ số phương sai lớn tổng phương sai Dựa vào bảng kết đo độ nhám ta có bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm Bảng 4.5 Bảng kiểm tra tính đồng thực nghiệm STT Mẫu 1_1 1_2 1_3 1_4 1_5 1_6 1_7 1_8 Phương Kết đo độ nhám bề mặt (µm) Ra1 Ra2 Ra3 0.96 1.72 2.12 3.26 0.8 1.04 1.96 2.98 0.8 1.66 2.16 3.22 0.7 0.9 2.1 2.86 0.82 1.78 2.01 3.28 0.8 0.95 2.91 Ratb 0.8600 1.7200 2.0967 3.2533 0.7667 0.9633 2.0200 2.9167 Giá trị phương sai lớn Tổng giá trị phương sai Trong : Su2 = sai Su2 0.009799 0.001218 0.001395 0.000088 0.005949 0.005341 0.001258 0.000426 0.009799 0.025476 m ( Rauk − Ratb ) ∑ m − k =1 m=3 Ta có giá trị phương sai lớn S u max = 0.009799 Tổng giá trị phương sai ∑S u =1 u = 0.025476 Theo công thức (3.8) ta có tiêu Kokrena : Gp = S u2max ∑S u =1 i = 0.009799 = 0.384653115 0.025476 Gp gọi tiêu Kokren để mẫu thí nghiệm đồng G p ≤ GT Ta chọn mức độ có nghĩa α= 0,05 xác suất tin cậy P = 0.95 cho bảng thống kê - 57 - Với α = 0,05, bậc tự n=3 theo phụ lục 22 [6] ta có G T = 0,438 ta thấy G p = 0.3846 ≤ GT = 0.438 thí nghiệm đồng ổn định Trong phương trình hồi quy tồn số hệ số khơng có nghĩa (có giá trị nhỏ) - 58 - - 59 - - 0.70309751 0.03735579 - 0.26570317 1.17968011 - 0.74034878 - 0.54232429 - 0.15082289 - 0.70309751 - 0.03735579 0.26570317 - 1.17968011 0.74034878 - 0.54232429 - 0.15082289 X12 Yu 1.07044141 1.07044141 X13 Yu 0.01435 0.06710 X3 Yu 0.15082289 - 0.54232429 - 0.74034878 - 1.17968011 - 0.26570317 - 0.03735579 0.70309751 1.07044141 0.10513 X2 Yu 0.15082289 - 0.54232429 0.74034878 1.17968011 0.26570317 0.03735579 0.70309751 1.07044141 0.45064 X1 Yu - 0.15082289 0.54232429 - 0.74034878 1.17968011 0.26570317 - 0.03735579 - 0.70309751 1.07044141 0.21602 X0 Yu - 0.15082289 0.54232429 0.74034878 1.17968011 - 0.26570317 - 0.03735579 0.70309751 1.07044141 0.47275 Bảng 4.6 Hệ số phương trình hồi quy mẫu thép C45 Ytb (lnRatb) - 0.15082289 0.54232429 0.74034878 1.17968011 - 0.26570317 - 0.03735579 0.70309751 1.07044141 bTrị tuyệt đối hệ số 4.4.2 Tính hệ số phương trình hồi quy X23 Yu - 0.15082289 0.54232429 - 0.74034878 - 1.17968011 0.26570317 0.03735579 0.70309751 1.07044141 0.06851 Kiểm định tham số bi để biết hệ số có nghĩa hay khơng ta tính giá trị t1p, t2p, t3p so sánh với tiêu Student phụ lục 15 [6] Để tham số bj có nghĩa t1p, t2p, t3p > tT tra bảng phụ lục 15 với xắc suất tin cậy P = 0.95 tT = 2.365: S 02 = N N ∑S u =1 u = ( 0.025476) = 0.00318451 S 02 0.00318451 S = = = 0.000132688 (N=8 N n 24 bi t1 p = b1 S bi = t2 p = t3 p = n=3) S bi = S bi2 = 0.011519024 0.21602 = 18.75343143 0.011519024 b2 S bi b3 S bi = 0.45064 = 39.1214288 0.011519024 = 0.10513 = 9.126753443 0.011519024 Ta thấy giá trị t1p, t2p, t3p > tT ⇒ hệ số b1, b2, b3, có nghĩa Vì phương trình hồi quy có dạng Y = b0 + b1Z1 + b2Z2 + b3Z3 Thay vào ta được: Y= b b b1 b b b x1 + x2 + x3 + b0 − x10 − x 20 − x30 ∆x1 ∆x ∆x3 ∆x1 ∆x ∆x3 ∆x1 = x1 max − x1 ln t max − ln t = = 0.5493 2 b1 0.21602 = = 0.3933 ∆x1 0.5493 - 60 - ⇒ ∆x = ⇒ x max − x ln S max − ln S = = 0.3466 2 b2 0.45064 = = 1.30027 ∆x 0.3466 ∆x3 = x3 max − x3 ln Vmax − ln Vmin = = 0.2027 2 ⇒ b3 - 0.10513 = = -0.5186 ∆x3 0.2027 Hay Y = 0.3933X1 + 1.30027X2 - 0.5186X3 + 6.1076 lnRa = 6.1076 + 0.3933*lnt + 1.30027*lnS – 0.5186*lnV Ra = e6.1076.t 0.3933.S 1.30027.V -0.5186 Để xác định xem phương trình hồi quy có nghĩa hay khơng cần tính giá trị hàm Phương sai có nghĩa: S ag2 = m N ( Ytb − Yn ) ∑ N − B u =1 Ta có: Bảng4.7 Giá trị hàm số vật liệu thép C45 stt Ytb Ytt ( Ytb − Ytt ) 2 -0.1508 0.5423 0.7403 1.1797 -0.2657 -0.0374 0.7031 1.0704 -0.0888 0.3433 0.8125 1.2445 -0.2990 0.1330 0.6022 1.0343 0.003849 0.039625 0.005206 0.004207 0.001111 0.029021 0.010172 0.001308 Tổng ∑ (Y u =1 tb S − Ytt ) = 0.094501 ag = 0.02363 Fp = S ag2 S = 0.02363 = 7.418789999 0.00318451 - 61 - Chọn mức ý nghĩa α=0,05, xác suất tin cậy P=0,95, tra bảng Fisher (phụ lục 21) FT = 8,89 Như Fb = 7.418789999 < FT = 8,89; Vậy phương trình hồi quy hồn tồn có nghĩa Từ phương trình hồi quy thực nghiệm Ra = e6.1076.t 0.3933.S 1.30027.V -0.5186 ta thấy: S có số mũ dương lớn nên ảnh hưởng đến Ra nhiều theo chiều thuận, nghĩa S tăng Ra tăng V ảnh hưởng tới Ra theo chiều nghịch nghĩa tăng V Ra giảm, cịn t có số mũ dương nhỏ nên nói t ảnh hưởng đến Ra Vì muốn đạt chất lượng bề mặt theo mong muốn nhà cơng nghệ quan tâm đến bước tiến dao S chủ yếu Và dựa vào phương trình nhà cơng nghệ điều khiển thơng số cơng nghệ phù hợp để gia công chi tiết đảm bảo chất lượng bề mặt theo mong muốn 4.4.3 Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ S, V, t đến Ra Sử dụng phần mềm Microsoft Excel – 2003 để tính tốn phần mềm Tablecurve 3D V4.0 để vẽ biểu đồ quan hệ S, V, t đến Ra qua có nhận xét cụ thể mối quan hệ tốn học 4.4.3.1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với V t S=0.06 (mm/vg) - 62 - Hình 4.5 Đồ thị quan hệ Ra – V – t gia công thép C45 4.4.3.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với V S t =1.5 (mm) Hình 4.6 Đồ thị quan hệ Ra –V - S gia công thép C45 4.4.3.3 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ra với S t V=100 (m/ph) - 63 - Hình 4.7 Đồ thị quan hệ S, t , Ra Khi gia công vật liệu thép C45 4.5 Kết luận chương Dựa vào kết nghiên cứu đưa số kết luận sau : - Độ nhám bề mặt bị ảnh hưởng lớn chế độ cắt - Đã xây dựng mối quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt quan hệ hàm lũy thừa sau : Ra = e6.1076.t 0.3933.S 1.30027.V -0.5186 - Mơ hình cho phép đánh giá mức độ ảnh hưởng chế độ cắt tới độ nhám bề mặt gia công ứng với điều kiện công nghệ cụ thể sở để lựa chọn chế độ cắt hợp lý - Trong thông số chế độ cắt độ nhám bề mặt bị ảnh hưởng nhiều bước tiến dao S Độ nhám bề mặt tỷ lệ nghịch với tốc độ cắt, tốc độ cắt lớn độ nhám bề mặt nhỏ Tuy nhiên tốc độ cắt tối đa phụ thuộc vào vật liệu gia công vật liệu làm dao chế độ bôi trơn, làm nguội Nên tăng tốc độ cắt mong muốn Chiều sâu cắt ảnh hưởng nhỏ đến độ nhám bề mặt - Ở chế độ cắt vật liệu cứng độ nhám bề mặt nhỏ - Với kết nhận từ phương trình hồi quy thực nghiệm ta điều chỉnh thơng số cơng nghệ để nhận độ nhám bề mặt mong muốn, tức lựa chọn chế độ cắt phù hợp, tính tốn đưa giá trị tiến dao (S) lớn để đạt suất cao Đây tiền đền để đến việc tự động chọn chế độ cắt theo yêu cầu độ nhám bề mặt - 64 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Độ nhám bề mặt nói riêng chất lượng bề mặt chung nhiều yếu tố ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt ảnh hưởng rõ nét Để điều chỉnh thông số công nghệ gia công chi tiết đảm bảo chất lượng bề mặt theo yêu cầu ta cần phải xác định quan hệ độ nhám bề mặt với thông số chế độ cắt Như để xác định mối quan hệ ta phải tiến hành thực nghiệm cách cho chế độ cắt thay đổi (Trong khoảng lựa chọn) sau đo độ nhám bề mặt ứng với chế độ cắt cụ thể, xử lý số liệu nhận thu hàm hồi quy Để thu hàm hồi quy gần với hàm quan hệ thật cần phải tiến hành nhiều thực nghiệm, tức cho chế độ cắt thay đổi với nhiều mức khác Tuy nhiên chế độ cắt thay đổi với nhiều mức phải tiến hành nhiều thực nghiệm Được đồng ý thầy giáo hướng dẫn, với yếu tố ảnh hưởng (thông số đầu vào) chế độ V, t, S, số thực nghiệm cần thiết 23 = Với số thí nghiệm kết nhận chưa thật xác nhiên cho kết phù hợp với lý thuyết Với vật liệu gia công cho kết khác nhau, thực thực nghiệm nhiều vật liệu khác cho nhiều kết Tuy nhiên thực nghiệm với loại vật liệu cịn tùy thuộc vào việc loại vật liệu có thường gia cơng máy thực nghiệm hay khơng Nếu vật liệu thường gia cơng máy kết thực nghiệm mang nhiều ý nghĩa Được thống cán hướng dẫn, chọn loại vật liệu thực nghiệm thép C45 Đây loại vật liệu phổ biến, có độ cứng tương đối cao sử dụng nhiều chế tạo máy Trên sở tổng hợp lý thuyết thực nghiệm, đề tài xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt với thông số công nghệ từ mối quan hệ - 65 - điều khiển thông số công nghệ cách dễ dàng tùy theo yêu cầu chất lượng bề mặt Kết nghiên cứu đề tài bổ xung vào ngân hàng liệu làm tài liệu tham khảo II Kiến nghị Các kết nghiên cứu cần kiểm chứng sản xuất trước khẳng định tính sát thực Trong trình tiến hành thực nghiệm chúng tơi tìm quan hệ độ nhám bề mặt với chế độ cắt, có nghĩa sử dụng dao, chế độ bôi trơn, làm lạnh Với tầm quan trọng độ nhám bề mặt khả làm việc chi tiết máy, theo tơi phát triển thêm đề tài nên phát triển theo hướng thay đổi thông số chế độ cắt theo nhiều mức nữa, thay đổi nhiều dao với thông số vật liệu khác nhau, thay đổi nhiều chế độ bôi trơn, làm nguội khác nhau, độ nhám bề mặt trước gia cơng thay đổi Có nghĩa tìm quan hệ độ nhám với nhiều yếu tố - 66 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Ngọc Ánh (2002), Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Trọng Bình, Giáo trình đào tạo cao học Tối ưu hóa q trình cắt gọt , Tài liệu sử dụng nội bộ, Đại Học Bách Khoa , Hà Nội Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia công thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch (2004), Gia cơng tính bề mặt chi tiết máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Xn Việt (2003), Cơng nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nghiêm Hùng (2002) , Giáo trình vật liệu học sở , NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Văn Huyền (2004), Cẩm nang kỹ thuật khí, NXB Xây dựng, Hà Nội Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tạ Duy Liêm (2001), Hệ thống điều khiển máy công cụ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật , Hà Nội 10 Nguyễn Đắc Lộc (2005), Công nghệ chế tạo máy theo hướng tự động hóa sản xuất, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Nguyễn Đắc Lộc (1983), Nâng cao chất lượng suất trình mài ren đá nhiều đầu mối nhờ ổn định lực cắt, Luận án tiến sỹ, Ki-ep 12 Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thi Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường kiểm tra chế tạo khí, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 13 Ninh Đức Tốn (2000), Dung sai lắp ghép, NXB Giáo dục - 67 - 14 Trung tâm thông tin tiêu chuẩn đo lường chất lượng, TCVN2511 : 1995 – Nhám bề mặt – thông số giá trị 15 Phan Cơng Trình (2006) Nghiên cứu ảnh hưởng thơng số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách Khoa - Hà Nội 16 Nguyễn Quốc Tuấn (2007), Điều khiển thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy gia công vật liệu Nhôm Hợp kim nhôm máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách Khoa – Hà Nội 17 Nguyễn Dỗn Ý (2003), Giáo trình quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 18 Phạm Thị Ngọc Yến, Ngơ Hữu Tình, Lê Tấn Hùng, Nguyễn Thị Lan Hương (2005), Cơ sở matlab ứng dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh 19 E Paul Decarmo, J.I Black, Ronal A Koser (1997), Materials and Processes in Manufacturing, Pretice – Hall Internatinal 20 Steve F Krar, Albert F Chech (1998), Technology of Machine Tool, International Edition 21 John A Schey (2000), Introduction to Manufacturing Processes, New York – London 22 Cochran W.G Wiley (1957), Experimental Design, New York 23 B.J Winer, Mc Graw (1971), Statistical Principls in Experimental Design, Hill New York - 68 - PHỤ LỤC Một số hình ảnh mẫu, số kết đo độ nhám bề mặt q trình thí nghiệm Mẫu thí nghiệm trước gia công Mẫu sau gia công - 69 - ... làm việc chi tiết máy Chất lượng sản phẩm nghành chế tạo máy bao gồm chất lượng chế tạo chi tiết chất lượng chi tiết lắp ghép với thành sản phẩm hoàn chỉnh Đối với chi tiết máy chất lượng chế... học, độ bền mỏi ) - Chất lượng bề mặt chi tiết máy phụ thuộc vào phương pháp điều kiện gia công cụ thể Chất lượng bề mặt mục tiêu chủ yếu cần đạt bước gia công tinh chi tiết máy Lớp bề mặt chi tiết. .. số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy trình gia công thực chất xác lập mối quan hệ độ nhám bề mặt(đầu ra) với thông số công nghệ( đầu vào) sau nhà cơng nghệ dựa vào mối quan