(Luận văn) nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay mặt phẳng bằng dao mặt đầu trên máy phay tum20vs

Phần lớn các chi tiết máy từ nhiều loại vật liệu khác nhau đều được tạo hình bằng các phương pháp gia công cơ là gia công bằng cắt gọt, đặc biệt trong những trường hợp khi cần có chi tiế

Trang 1

TRƯƠNG VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY MẶT PHẲNG BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TRÊN MÁY PHAY TUM20VS

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2012

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 2

TRƯƠNG VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY MẶT PHẲNG BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TRÊN MÁY PHAY TUM20VS

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp

Mã số: 60 52 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS TRỊNH HỮU TRỌNG

HÀ NỘI - 2012

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Bằng sự phấn đấu nỗ lực hết sức mình và được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Trịnh HữuTrọng cùng với sự động viên và giúp đỡ của các tập thể,các cá nhân, tôi đã hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp này Nhân dịp này ,cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới:

Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Trịnh Hữu Trọng đã dành nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và cung cấp nhiều tài liệu có giá trị

Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Sau đại học, Trung tâm thí nghiệm, thực hành Khoa Cơ điện và Công trình trường Đại học Lâm nghiệp, Trường Cao đẳng nghề LILAMA Ninh bình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài

Xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc vì những giúp đỡ quý báu đó

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những kết quả trong luận văn này được tính toán chính xác, trung thực và chưa có tác giả nào công bố Những nội dung tham khảo, trích dẫn trong luận văn đều được chỉ dẫn nguồn gốc

Trang 4

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh mục hình iv

Danh mục bảng v

Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vi

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở trên thế giới 3

1.2 Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở trong nước 15

Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNGPHÁPNGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 23

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 23

2.2 Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu 23

2.3 Nội dung nghiên cứu 24

2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 24

2.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm 24

2.4 Phương pháp nghiên cứu 25

2.5 Nội dung của phương pháp qui hoạch thực nghiệm 26

2.5.1 Thí nghiệm thăm dò 26

2.5.2 Thực nghiệm đơn yếu tố 28

2.5.3 Thực nghiệm đa yếu tố 32

2.5.4 Xác định các giá trị hợp lý 40

Chương 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 42

3.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phay vạn năng TUM20VS 42

3.1.1 Cấu tạo 42

3.1.2 Nguyên lý hoạt động 44

Trang 5

3.2 Lực cắt và công suất cắt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu 44

3.2.1 Cấu tạo của dao phay mặt đầu 44

3.2.2 Lực cắt và công suất cắt khi phay 46

3.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng khi phay 51

3.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khi phay 52

3.4.1 Độ nhám bề mặt gia công 52

3.4.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công 53

3.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công 55

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 60

4.1 Chuẩn bị thực nghiệm 60

4.2 Kết quả thí nghiệm thăm dò 60

4.3 Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố 63

4.3.1 Ảnh hưởng của tốc độ cắt tới chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt 63

4.3.2 Ảnh hưởng của góc mài tới chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt gia công 66

4.4 Kết quả nghiên cứu đa yếu tố 69

4.4.1 Chọn vùng và các khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng 69

4.4.2 Xác lập ma trận thí nghiệm 69

4.4.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận thí nghiệm 70

4.4.4 Xác định mô hình toán và thực hiện các phép tính kiểm tra 70

4.4.5 Chuyển phương trình hồi quy của các hàm mục tiêu về dạng thực 72

4.4.6 Xác định giá trị tối ưu của các thông số v, u và  72

4.5 Các trị số công nghệ hợp lý khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu trên máy phay TUM 20VS 73

KẾT LUẬN - KHUYẾN NGHỊ 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC

Trang 6

DANH MỤC HÌNH

3.3 Quá trình phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu 47

4.2 Đồ thị ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lượng

Trang 7

DANH MỤC BẢNG

2.2 Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành với hai

yếu tố ảnh hưởng

33

4.5 Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ cắt 61 4.6 Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của góc mài 64

4.9 Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Nr 68 4.10 Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Ra 69 luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 8

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

f Tiết diện cắt ngang do một răng dao thực hiện tại

thời điểm tính toán

mm2

A Hệ số tính đến điều kiện cắt và phụ thuộc vào tính

chất của vật liệu gia công

n Số mũ đặc trưng cho ảnh hưởng của a đến lực p

η Hiệu suất của máy

Kn Hệ số quá tải tức thời cho phép

W Chi phí năng lượng để làm ra khối lượng sản phẩm

M

kWh

M Khối lượng sản phẩm mà thiết bị làm ra m3

Nd Công suất của động cơ cần thiết để cho máy phay

hoạt động trong thời gian T làm ra một khối lượng sản phẩm

kW

T Thời gian máy phay tạo ra khối lượng sản phẩm M H

Ra Sai lệch profin trung bình cộng bằng giá trị trung

bình cộng của các chiều cao h tính từ đường trung bình trong phạm vi chiều dài chuẩn 1

mm, μm luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 9

Rz Chiều cao nhấp nhô của profin theo mười điểm mm

sm Bước trung bình các nhấp nhô của profin mm

S Bước trung bình nhấp nhô của profm theo đỉnh mm

Rmax Chiều cao lớn nhất các nhấp nhô của profin mm

∆% Sai số tương đối

Y Giá trị trung bình của đại lượng nghiên cứu

Gtt Tính đồng nhất theo tiêu chuẩn Kohren

S2max Phương sai lớn nhất trong N thí nghiệm

F Giá trị tính toán theo tiêu chuẩn Fisher

Trang 10

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngành chế tạo máy nói riêng và ngành cơ khí nói chung giữ một vai trò rất lớn trong nền kinh tế quốc dân, là một trong những ngành công nghiệp nền tảng, có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, củng cố an ninh, quốc phòng của đất nước Trong những năm qua, ngành Cơ khí đã có những đóng góp quan trọng cho nền kinh tế Hàng năm, Ngành đã sản xuất trên 500 danh mục sản phẩm với tổng khối lượng hàng trăm ngàn tấn, đáp ứng nhu cầu cho các ngành kinh tế quốc dân Báo cáo tại Hội nghị đánh giá Chiến lược phát triển ngành Cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020, cũng cho thấy, nếu như vào những năm đầu của thập kỷ 90 thế kỷ trước, ngành Cơ khí mới chỉ đáp ứng được khoảng 8-10% nhu cầu trong nước, thì đến những năm gần đây, con số này đã đạt 40%, tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 40%/năm Theo báo cáo của Hiệp hội Doanh nghiệp Cơ khí Việt Nam, hiện nay, cả nước có khoảng 53.000 cơ sở sản xuất cơ khí, thu hút trên 500.000 lao động, chiếm gần 12% lao động công nghiệp

Phần lớn các chi tiết máy từ nhiều loại vật liệu khác nhau đều được tạo hình bằng các phương pháp gia công cơ là gia công bằng cắt gọt, đặc biệt trong những trường hợp khi cần có chi tiết với độ chính xác cao và độ nhám

bề mặt thấp Để phương pháp gia công cơ đạt năng suất cao, giá thành hạ và chất lượng đạt yêu cầu cần phải biết những quy luật cơ bản của quá trình cắt gọt, trên cơ sở đó có thể điều khiển được những hiện tượng xảy ra trong vùng cắt và lựa chọn được thông số công nghệ tối ưu

Phay là một phương pháp gia công phổ biến, là một phần quan trọng trong qui trình công nghệ gia công kim loại, đồng thời cũng là một trong những phương pháp gia công cho năng suất cao Gia công các chi tiết, máy luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 11

phay chiếm khoảng 20% khối lượng gia công kim loại bằng cắt gọt, chính vì vậy, ở nước ta trong những năm gần đây đã nhập khẩu và đưa vào sử dụng nhiều loại máy phay khác nhau Để sử dụng hiệu quả các thiết bị nhập nội cần thiết có những nghiên cứu về tính năng, tác dụng và các thông số kỹ thuật của thiết bị, xác định được chế độ làm việc hợp lý nhằm nâng cao năng suất và giảm giá thành sản phẩm nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu Thực hiện ý tưởng nên trên và được sự đồng ý của BGH Trường Đại học Lâm nghiệp và Ban chủ nhiệm khoa sau Đại học, tôi thực hiện luận văn

Thạc sỹ khoa học kỹ thuật với tên đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến chi phí năng lượng riêng

và độ nhám bề mặt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu trên máy phay TUM 20VS"

Trang 12

và đưa vào sản xuất

Trong số các nước phát triển,nước Anh là một trong những nước công nghiệp đi tiên phong trong lĩnh vực chế tạo máy công cụ Ở Anh có khoảng hơn 200 hãng chế tạo máy công cụ với công suất khoảng 60000 sản phẩm trong một năm gồm các loại máy sau: Máy tiện chiếm khoảng 38,2%, máy phay chiếm khoảng 11,3%, máy mài chiếm khoảng 15,6%, máy CNC chiếm khoáng 9,5% Một số hãng có sản phẩm được xuất khẩu sang nhiều nước khác nhau trên thế giới như hãng Colchester sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu:MF-70, FF 500 CNC, FF 500 MICRO (hình 1.1) có kích thước bàn máy 310 x 100mm, công suất 400 w, tốc độ quay của trục dao 180 ÷2500 v/ phút,VMC 850L/S, VM1020L/S, VMC 1300S, VMC 500L, VMC 610L/S (hình 1.2)có các thông số kỹ thuật cơ bản nhưhành trình bàn theo trục X 610mm theo trục Y 460mm, theo trục Z 460mm; công suất 11 kw; tốc độ trục chính từ 6000÷12000 v/phú.Hãng Axminster đã sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu ZX 2M2, ZX 25M2,ZX30M,SIEG X2, SIEG X3,SIEG SX2,SIEG SX4.Hãng DUGARD cho ra đời các loại máy phay với các mã hiệu:PC-460,EAGLE N 210 Y, EAGLE SMV 600,EAGLE 1000 có công suất luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 13

7,5 kw, tốc độ quay 8000 v/phút, hành trình bàn máy theo trục X 1020 mm, theo trục Y 510 mm, theo trục Z 510 mm; hệ điều hành Siemen (hình 1.3)

Hình 1.1.Máy phay FF500 MICRO

Trang 14

Hình 1.2.Máy phay Colchester 610 L/S

Hình 1.3.Máy phay EAGLE 1000

Ở Nga,ngành chế tạo máy công cụ rất phát triển,nhiều hãng chế tạo máy nổi tiếng thế giới đã sản xuất nhiều loại máy phay khác nhau như hãng Treliabinskơ đã sản xuất các loại máy phay CNC với các mã hiệu như QV209,QV179, QV159, QV147, QV117, Q127(hình 1.4) có các thông số kỹ luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 15

thuật chính như kích thước bàn máy 1500x700mm;hành trình bàn theotrục X 1300mm,theo trục Y 900mm, theo trụcZ 850mm; tốc độ trục chính 40÷8000v/phút; công suất 15 kw

Hình 1.4 Máy phay QV 127

Hãng Mekhanit đã sản xuất nhiều kiểu máy phay với cácmã hiệu khác nhau như:INNO 600, INNO 810, HANDYMAN 1000, HANDYMAN 1270

HANDYMAN 3000, ACELER 1120, ACELER 1120, ACELER 1320, ACELER 1520, OPTIMAL 1100, OPTIMAL 1250, OPTIMAL 1500, OPTIMAL 1800, ACUMEN 660, ACUMEN 1100, ACUMEN 900 (hình1.5)

có các thông số kỹ thuật chính như kích thước bàn máy 1100x500mm;hành trình bàn theo trục X 900mm,theo trục Y 520mm, theo trụcZ 590mm; tốc độ trục chính8000÷15000v/phút; công suất 11 kw.Hãng CKC Stanko sản xuất các loại máy phayvạn năng với các mã hiệu như CD 10, 6T82G, 6T83G,6T12, 6T82S,6T83S(hình 1.6) có các thông số kỹ thuật chính như kích thước bàn máy 1600x400mm, tốc độ trục chính 50÷1600 v/phút, công suất động cơ chính 11kw

Trang 16

Hình 1.5 Máy phay Acumen 900

Hãng chế tạo máy Votkinsk đã sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu khác nhau E 320, HL3,HL4, LH108, L262, L256, L322, L421, L422, L423, L526, M218(hình 1.7) có các thông số kỹ thuật chính kích thước bàn máy 830x 405mm; hành trình bàn máy trục X 660mm,theo trục Y 410mm,theo trục Z 610mm; tốc độ trục dao 8000÷10000v/phút; công suất 7,5kw; hệ điều hành Siemen

Trang 17

Hình 1.6.Máy phay 6T83S

Hình 1.7 Máy phay M218

Cộng hòa liên bang Đức là một trong những nước công nghiệp phát triển đi đầu trong xuất khẩu máy công cụ Nước Đức có khoảng 433 hãng sản xuất máy,trung bình xuất xưởng khoảng 206 nghìn sản phẩm trong một năm, luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 18

bao gồm máy mài,máy doa chiếm 20,1%,máy tiện CNC chiếm 16,2%,máy phay chiếm 13,8%, máy tiện thường chiếm 12,35%

Ngay từ những năm đầu của thế kỷ XIX, sản xuất công nghiệp ở Đức phát triển, nhu cầu máy móc để cơ giới hóa các quá trình sản xuất rất lớn, đòi hỏi ngành chế tạo máy phải có các loại máy công cụ có năng suất cao, chất lượng tốt Cho tới nay, ở Đức vẫn tiếp tục nghiên cứu sản xuất máy công cụ

có chất lượng cao như hãng OPTIMUM đã cho ra đời các loại máy phay có

mã hiệu OPTI F100 TC, OPTI 100, OPTI BF 30, OPTI BF46, OPTI BF20 (hình 1.8) có các thông số kỹ thuật chính như hành trình bàn máy theo trục X 175mm,theo trục Y280mm, theo trụcZ 120mm; công suất động cơ 850 W; tốc

độ trục chính 30÷3000 v/phút

Hình 1.8.Máy phay OPTI BF 20

Hãng Traub sản suất các loại máy phay CNC như SNC 86,F 400, FZ 12W, TVC 350, TVC200,TVC200P có công suất 9,7KW, tốc độ trục chính luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 19

8000 vòng/phút,hành trình bàn theo trụcX 400mm,theo trụcY 300mm, theo trụcZ 400 mm, hệ điều hành Fanuc

Hãng Gildemeister đã sản xuất ra các loại máy phay CNC có độ chính xác cao như HSC20,HSC55, HSC75, HSC105,DMCH340, DMCH 600V, DMF180, DMF280, DMF380, DMF500,DMU40, DMU60, DMU80, DMU100, DMU65, DMU85,DMU105, DMU125, DMU 210P (hình 1.9)có các thông số kỹ thuật chính như hành trình bàn máy theo trục X 1800mm,theo trục Y 2100mm, theo trụcZ 1250mm; công suất động cơ 44kW; tốc độ trục chính 10000 v/phút

Hình 1.9 Máy phay CNC DMU 210P

Ở Nhật Bản, hãng Mitsubishi đã sản suất các loại máy phay có mã hiệu MH-100C, MH-50E, MH-60E, MH-80D, MH-80E, MV-5B, V-65,MVR35, MVR40 (hình 1.10) có các thông số kỹ thuật chính như hành trình bàn máy theo trục X 6200mm,theo trục Y3000mm, theo trụcZ 701mm; công suất động

cơ 29kW; tốc độ trục chính 6000 v/phút Hãng Takisawa sản suất các loại máy phay có mã hiệu MAC-V1E,MAC-V2E,MAC-V40, MAC-V SUPER, MAC-V10,MAC-V0,MAC-V4 (hình 1.10) có các thông số kỹ thuật chính luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 20

như hành trình bàn máy theo trục X 909mm,theo trục Y500mm, theo trụcZ 5001mm; công suất động cơ 7,5kW; tốc độ trục chính 7000 v/phút; hệ điều hành Fanuc

Hình 1.10 Máy phay MVR40

Hình 1.11.Máy phay MAC- V4

Tình hình sản xuất và sử dụng máy phay kim loại ở một số nước nêu ở trên cho thấy rằng: Gia công các chi tiết máy bằng phương pháp phay là luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 21

phương pháp gia công thông dụng cho nên đã có nhiều loại máy phay khác nhau được chế tạo và đưa vào sản xuất,đáp ứng nhu cầu của ngành chế tạo máy ở các nước khác nhau trên thế giới Cùng với việc chế tạo máy phay thì nghiên cứu hoàn thiện,nâng cao chất lượng máy và quá trình sử dụng máy đã được quan tâm trong nhiều công trình nghiên cứu ở Nga và những nước có nền công nghiệp phát triển

Phay là phương pháp gia công cắt gọt trong đó dụng cụ cắt quay tròn tạo ra chuyển động cắt.Chuyển động tiến dao thông thường do máy, cũng có khi do dao hoặc có khi do cả máy và dao cùng thực hiện theo các hướng khác nhau.Qúa trình phay kim loại là quá trình gia công bằng cơ học một trong những quá trình chế tạo sản phẩm thông dụng nhất của ngành chế tạo máy đã thu hút sự chú ý của nhiều học giả vì vậy nhiều công trình khoa học trong việc xây dựng và phát triển lý thuyết cắt gọt kim loại ra đời.Lý thuyết cắt gọt kim loại đi sâu nghiên cứu về quá trình tạo phoi,các lực phát sinh trong quá trình gia công bằng cơ giới, công suất của thiết bị,chất lượng sản phẩm khi gia công những đại lượng này rất cần thiết,chúng làm cơ sở cho việc lựa chọn hình dáng,tính toán kích thướccủa các công cụ gia cắt,tính toán thiết kế và sử dụng hợp lý các thiết bị và các công cụ gia công

Năm 1780,Giáo sư trường Đai học Mỏ địa chất Petecbua I.A.Time công bố công trình:Sức bền của kim loại và của gỗ khi cắt gọt Trong đó,quá trình biến dạng của kim loại khi hình thành phoi lần đầu tiên được nghiên cứu

vì vậy công trình này được coi là điểm bắt đầu của lý thuyết cắt gọt kim loại

và tác giả của nó là người sáng lập ra lý thuyết cắt gọt

Năm 1893, Giáo sư trường Đại học Công nghệ Kharcốp K.A.Zvôzưkin

đã xuất bản cuốn sách"Công và lực cần thiết để tách phoi kim loại" Trong cuốn sách tác giả đã đưa ra phương pháp nghiên cứu để xác định lực tác dụng lên dao cắt,lực ma sát ở mặt trước và mặt sau của lưỡicắt và bằng lý thuyết luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 22

ông đã chứng minh rằng áp lực tác dụng lên mặt trước của lưỡi cắt tạo ra lực

ma sát giữa các phoi khi cắt và cản trở chúngchuyển động.Ngoài ra,một phần đáng kể trong cuốn sách dành cho việcnghiên cứu sự phụ thuộc của lực cắt vào chiều dày của phoi

Sau chiến tranh thế giới lần thứ II,nhiều công trình đi sâu giải quyết các vấn đề chuyên môn sâu trong lý thuyết cắt gọt như quá trình biến dạng bề mặt kim loại khi cắt, hiện tượng nhiệt và mòn dụng cụ Một số công trình chủ yếu được công bố trong thời gian này như: V.A Krivoukhôvưi "Sự biến dạng của các lớp mặt kim loại trong quá trình cắt gọt"; I.M Bexprôzvanưi "Cơ sở vật

lý của lý thuyết cắt gọt kim loại"; C.F.Glebovưi "Cơ chế biến dạng dẻo khi cắt gọt kim loại”; A.I.Ixaevưi "Qúa trình hình thành lớp mặt khi gia công kim loại"; A.M.Đanhielian"Mòn dụng cụ và hiện tượng nhiệt khi cắt gọt kim loại"

Vào thập kỷ 70 của thế kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loại ngày càng được hoàn chỉnh với những công trình nghiên cứu mới về lực phát sinh trong quá trình gia công kim loại bằng cơ học được nghiên cứu đầy đủ hơn và chính xác hơn về cơ sở vật lý của quá trình cắt, hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt

Nghiên cứu quá trình cắt gọt kim loại theo hướng kết hợp lý thuyết và thực nghiệm đã dược nhiều nhà khoa học trên thế giới tiến hành như:M.P Semko,E.M.Trent, G.I.Granôvxki (Nga); V.Grazda (Tiệp Khắc cũ); P.Kôrecky (Pháp); Shinozuka (Nhật bản); Bhattacharya (Ấn độ) với những kết luận quan trọng về các sơ đồcắt động học,quá trình hình thành phoi,các yếu tố ảnh hướng tới lực cắt

Trong quá trình gia công kim loại,chế độ cắt ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng gia công,tiêu hao năng lượng và năng suất của máy gia công vì vậy, nghiên cứu xác định chế độ cát tối ưu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu

Trang 23

Trong công trình nghiên cứu [29], Tác giả Poliakova.E.V đã nghiên cứu khả năng nâng cao năng suất và chất lượng gia công bề mặt của chi tiết máy Trong quá trình nghiên cứu đã xây dựng được mô hình xác định nhiệt độ cắt gọt khi phay chi tiết ở các chế độ cắt khác nhau Xây dựng mô hình toán học xác định độ nhám bề mặt chi tiết phụ thuộc vào chế độ cắt Xác định được chế độ cắt tối ưu bằng phương pháp qui hoạch thực hiện nghiệm phi tuyến Với hàm mục tiêu là giá thành sản phẩm

Trong công trình [26], tác giả Ruđina I A đã nghiên cứu nâng cao hiệu quả gia công bề mặt của các chi tiết máy nhờ chọn thông số kỹ thuật của quá trình cắt hợp lý Đã xây dựng được mô hình toán học để xác định chế độ cắt hợp lý khi phay ở tốc độ cao nhằm mục tiêu nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm

Trong một vài năm gần đây,việc sử dụng các chi tiết máy làm bằng vật liệu khó gia công từ hợp chất của những chất không gỉ, chịu được axít, chịu nhiệt…được quan tâm ở nhiều nước trên thế giới.Trong số các hợp chất được

sử dụng rộng rãi có hợp chất của titan với tính ưu việt nổi trội so với hợp chất của các kim loại như sắt,niken, manhê, nhôm và các kim loại khác.Tuy nhiên, khi gia công các chi tiết làm bằng hợp chất của titan gặp một số khó khăn do tính chất cơ lý của nó gây nên như làm mòn dụng cụ, giảm năng suất và chất lượng bề mặt gia công Tác giả, đã nghiên cứu nâng cao năng suất phay các chi tiết làm bằng hợp kim của titan nhờ áp dụng phương pháp cắt tốc độ cao.Trong công trình [22], tác giả Kirukhin D.E đã xây dựng được mô hình toán thể hiện được sự ảnh hưởng của các thông số cắt đến mòn dụng cụ trong

đó có mòn đặc trưng cho phương pháp phay hợp kim titan tốc độ cao Từ những kết quả nghiên cứu thu được tác giả đã khuyến cáo áp dụng phương pháp phay độ cao tốc để tăng năng suất và chất lượng sản phẩm khi gia công các chi tiết làm từ hợp kim titan trên các máy phay có độ cứng vững cao luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 24

Nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm trong quá trình phay các vật liệu khác nhau là vấ đề mang tính thời sự cũng được quan tâm nghiên cứu

Trong công trình [21], tác giả Gilaev.E.Vxây dựng được lý thuyết mới miêu tả quá trình phay thực hiện bởi lưỡi phay cùng lúc thực hiện chuyển động quay và chuyển động dọc trục quay.Trên cơ sở phân tích quan hệ giữa răng cắt và vật liệu trong quá trình gia công đã xây dựng được phương pháp xác định lực cắt khi phay có tính đến dao động dọc trục và độ tù của cạnh cắt.Xác định được chế độ làm việc tối ưu cho thiết bị mới để gia công gót giầy đảm bảo được phay đi lượng dư vật liệu cần thiết và đạt được độ bóng theo yêu cầu

Trong công trình[24],tác giả Kovalevski.A.Vđã nghiên cứu nâng cao năng suất,độ chính xác khi gia công mặt chi tiết định hình làm từ hợp kim chịu nhiệt niken bằng phương pháp phay.Tác giả đã xây dựng được phương pháp xác định các thông số công nghệ cho phép nâng cao độ chính xác gia công, giảm độ nhám bề mặt chi tiết, nâng cao năng suất và độ cứng vững của dao cắt 2÷2,5 lần khi phay chi tiết làm bằng hợp kim chịu nhiệt niken

Trong công trình [32],tác giả Haxan – Al – Đabac đã nghiên cứu nâng cao chất lượng gia công nhờ chế tạo và sử dụng đầu măng danh khoan phay Bằng lý thuyết đã khảo sát đặc tính đầu măng danh khoan phay và đề xuất cấu tạo của đầu măng danh với mục tiêu nâng cao độ chính xác và chất lượng gia công Tiến hành nghiên cứu trạng thái biến dạng và ảnh hưởng của tốc độ quay đến lực kẹp của đầu măng danh Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Khi phay với tốc độ từ 6000 đến 12000 vòng/phút lực ly tâm không ảnh hưởng đến lực kẹp Khi sử dụng đầu măng danh khoan phay độ nhám bề mặt chi tiết

1.2 Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở trong nước

Ở nước ta, ngay từ thập kỷ 70, ngành cơ khí chế tạo đã được quan tâm đầu tư,một số nhà máy cơ khí có qui mô tương đối lớn đã được xây dựng như luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 25

nhà máy Công cụ số 1, Cơ khí Hà Nội, Cơ khí Cẩm phả,có nhiều trung tâm đào tạo nghiên cứu ra đời.Theo số liệu thống kê, số lượng cơ sở cơ khí trong

cả nước có khoảng 53000 đơn vị thu hút số lượng công nhân trực tiếp tham gia sản xuất khoảng 500000 người,chiếm khoảng 12% lao động công nghiệp của cả nước,góp phần đáng kể vào việc đẩy mạnh công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước

Máy phay là một trong những thiết bị chủ đạo của ngành chế tạo máy

do đó đã dươc tập trung nghiên cứu,thiết kế chế tạo ngay từ thập kỷ 70 của thế kỷ XX.Một số máy phay vạn năng đã được chế tạo như P623, P613 Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau như chất lượng không cao, độ bền kém cho nên chúng chưa được sử dụng rộng rãi trong sản xuất Để đáp ứng nhu cầu của sản xuất, ngay từ thập kỷ 70 chúng ta đã nhập khẩu nhiều máy phay khác nhau từ các nước xã hội chủ nghĩa trước đây dưới dạng viện trợ không hoàn lại

Hiện nay, để đáp ứng yêu cầu cao về chất lượng sản phẩm cơ khí chúng

ta phải nhập khẩu nhiều máy công cụ hiện đại với mức độ tự động hóa cao từ nhiều nước khác nhau Các loại máy phay thông dụng được nhập từ Đài Loan, Hàn Quốc,các loại máy phay CNC và công nghệ CAD-CAM-CNC chủ yếu được nhập khẩu từ Cộng hòa liên bang Đức,Nhật bản Máy phay của một số hãng đã được người tiêu dùng Việt nam tin dùng như: HãngFull Mark, Shanxi,Yuan hang(Đài loan);hãngNam sun,Samsung (Hàn quốc);hãngEnshu, Moriseki (Nhật bản); hãng Hermle, Apple Gmh (Cộng hòa liên bang Đức)

Năm 2004, lần đầu tiên ở Việt nam, công ty Cơ điện tử bách khoa đã chế tạo thành công máy phay CNC với mã hiệu VMC65 (hình 1.12) có các thông số kỹ thuật chính:Hành trình bàn theo trục X 650mm, theo trục Y 400mm, theo trục Z 480 mm;tốc độ trục chính 10000v/p; công suất động cơ 7,5kw;bộ điều khiển Mitsu M64

Trang 26

Hình 1.12 Máy phay VMC 65

Công ty chế tạo máy Golsun đã chế tạo máy phay CNC với các mã hiệu:GSVM-6540,GSVM-6540A,GSVM-8050 (hình 1.13) có các thông số kỹ thuật cơ bản như hành trình bàn máy theo trục X 800mm,theo trục Y500mm, theo trụcZ 550 mm; công suất động cơ 11kW; tốc độ trục chính 8000 v/phút;

Trang 27

Hình 1.13 Máy phay GSVM-8050

Nghiên cứu về máy phay và quá trình phay kim loại được tiến hành ở một số trung tâm nghiên cứu lớn như Viện Cơ khí trường Đại học Bách khoa, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên,Trường Đại học lâm nghiệp Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc xác định chế độ làm việc tối ưu cho máy phay ở các điều kiện làm việc khác nhau được thể hiện ở một

số công trình sau:

Trong công trình nghiên cứu [6], tác giả Phạm Văn Khiêm đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công và sai số gia công khi phay các chi tiết máy từ vật liệu thép C45 trên máy phay FA3AU.Đã xây dựng được mối quan hệ giữa các thông số chế độ cắt(vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sâu phay) đến độ nhám bề mặt và độ chính xác kích thước gia công tạo chi tiết máy dạng thanh trên máy phay FA3AU.Đã xác định được chế độ cắt hợp lý khi phay chi tiết máy trên máy phay FA3AU đảm bảo yêu cầu chất lượng bề mặt và độ chính xác kích thước gia công cao với sai số gia công 0,194 mm, độ nhám bề mặt gia công Ra=1,415 µm

Trang 28

Trong công trình nghiên cứu [7], tác giả Đỗ Thị Làn đã nghiên cứu nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC-85S; Đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của máy;

đề xuất các biện pháp công nghệ nhằm nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công đứng VMC-85S; Sử dụng công nghệ CAD/CAM, CNC trong thiết kế gia công cơ khí chính xác

Trong công trình nghiên cứu [9], tác giả Đặng Nguyệt Minh đã nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt tối ưu khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu với gang cầu có bôi trơn tối thiểu Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết cơ sở liên quan đến phay cũng bằng dao phay mặt đầu các bít như lực cắt, nhiệt cắt, mòn dao

và lý thuyết về bôi trơn làm nguội tối thiểu khi phay bằng dao phay mặt đầu như tác dụng của dung dịch bôi trơn nguội với các mức áp suất khác nhau trong công nghệ bôi trơn tối thiểu đã xây dựng được mối quan hệ giữa độ mòn dao, độ nhám bề mặt và tuổi thọ của dao với thời gian cắt khi thay đổi áp suất trong gia công có bôi trơn tối thiểu

Trong công trình [10], tác giả Ngô Đức Hạnh đã nghiên cứu đặc tính rung động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính Tác giả đã xác định được đại lượng đặc trưng của rung động tự kích thích và nghiên cứu ảnh hưởng của bước tiến dao đến rung động tự kích thích Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần bổ sung cho lý luận về rung động trong kỹ thuật nói chung và lý luận về dao động trong quá trình cắt kim loại nói riêng, làm cơ sở cho việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế ảnh hưởng của rung động tự kích thích nhằm đảm bảo an toàn chohệ thống công nghệ gia công, đảm bảo chất lượng sản phẩm

Trong công trình nghiên cứu [11], tác giả Đỗ Như Hoàng đã nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu tới mòn dao và độ nhám bề luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 29

mặt chi tiết khi phay phẳng thép 65T đã tôi bằng dao phay mặt đầu các bít Tác giả đã tập trung nghiên cứu các vấn đề chủ yếu như nghiên cứu mòn và

cơ chế mòn dao khi phay phẳng thép đã tôi bằng dao phay mặt đầu các bít dưới các điều kiện cắt khô và bôi trơn làm nguội tối thiểu; Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch làm nguội đến độ nhám bề mặt chi tiết khi phay phẳng thép đã tôi bằng dao phay mặt đầu sử dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu

Trong công trình nghiên cứu [12], tác giả Bùi Đức Hùng đã nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt, góc nghiêng của bề mặt gia công đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công khuôn thép R12 MOV qua tôi Trong quá trình nghiên cứu, đã xây dựng được mối quan hệ giữa chế độ cắt và góc nghiêng của phôi đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi cắt ở toàn bộ biên dạng dao để gia công thép hợp kim C12MOV qua tôi đạt độ cứng 40-45HRC thông qua các chỉ tiêu nhám bề mặt, bằng mô hình toán học về mối quan hệ giữa tốc độ cắt, góc nghiêng phôi θ, chiều sâu cắt t=0,5mm, lượng chạy dao s=0,2mm/răng và tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN qua tôi đạt

độ cứng 40-45HRC

Nhận xét

Gia công kim loại bằng phương pháp phay là phương pháp gia công phổ biến trong chế tạo máy cho nên ở những nước có nền công nghiệp phát triển đã chế tạo ra nhiều loại máy phay khác nhau để đáp ứng cho nhu cầu của sản xuất trong mỗi nước đồng thời xuất khẩu sang nhiều nước khác nhau trên thế giới

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghiệp luyện kim, ngành chế tạo máy ở nhiều nước phát triển vượt bậc, đã cho ra đời thế hệ máy công cụ mới có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao,chất lượng gia công với độ chính xác cao,cải thiện tối đa điều kiện làm việc của công nhân

Trang 30

Trong nhiều năm qua, nghiên cứu hoàn thiện và sử dụng hợp lý các máy công cụ nói chung và máy phay nói riêng luôn được quan tâm nghiên cứu ở các nước phát triểnmột cách bài bản và có hệ thống Những thành tựu nghiên cứu của các nước phát triển cả trong lý thuyết cũng như trong thực tiễn

đã đóng góp rất lớn vào kho tri thức của nhân loại nói chung và là động lực thúc đẩy cho ngành chế tạo máy phát triển rực rỡ,đáp ứng được các yêu cầu đặt ra của thực tiễn sản xuất ở nhiều nước trên thế giới.Những thành tựu nghiên cứu này cũng là bài học kinh nghiệm để cho những nhà nghiên cứu ở các nước đang phát triển như chúng ta tham khảo và học hỏi nhằm tìm ra hướng đi và phương pháp nghiên cứu đúng đắn

Ở nước ta,ngành chế tạo máy được coi là ngành công nghiệp then chốt

và đã ðýợc quan tâm ðầu tý.Chúng ta đã thu được những thành tựu ban đầu trong nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy công cụ.Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau ngành chế tạo máy chưa đáp ứng được nhu cầu đặt ra của sản xuất, phần lớn máy công cụ trong các xí nghiệp đều được nhập khẩu từ các nước trên thế giới cho nên việc nghiên cứu để sử dụng hợp lý các thiết bị nhập nội trong điều kiện sản xuất của nước ta là rất cần thiết

Máy phay TUM20VS là máy phay vạn năng được nhập khẩu từ Đài loan đặt tại Trung tâm Thí nghiệm, thực hành Khoa Cơ điện và Công trình Trường Đại học Lâm nghiệp.Đây là loại máy phay được sử dụng rộng rãi trong các trường đào tạo nghề kỹ thuật cơ khí và trong các xí nghiệp sản xuất ở nước ta đặc biệt trong các đoanh nghiệp qui mô vừa và nhỏ vì cấu tạo của nó không phức tạp, dễ sử dụng và sửa chữa, giá máy không cao

Để sử dụng hiệu quả thiết bị nhập nội này cần thiết phải có các công trình nghiên cứu cụ thể về sự ảnh hưởng của các yếu tố đến chi phí năng lượng riêng, một chỉ tiêu quan trọng chiếm một phần không nhỏ trong giá luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 31

thành gia công sản phẩm trên máy phay và độ nhám bề mặt chi tiết,chỉ tiêu quyết định chất lượng gia công

Từ những phân tích ở trên một lần nữa cho thấy vấn đề mà luận văn cần giải quyết là thời sự và cấp thiết

Trang 32

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNGPHÁPNGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung:

Xác định được qui luật và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố như góc mài,tốc độ cắtđến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay mặt phẳng bằng bằng dao phay mặt đầu trên máy phay TUM 20VS.Từ đó, chọn được các các thông số kỹ thuật hợp lý,góp phần xây dựng ngân hàng dữ liệu cho việc sử dụng hiệu quả máy phay

Mục tiêu cụ thể:

-Xây dựng được mối quan hệ giữa các yếu như góc mài, tốc độ cắt với chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu trên máy phay TUM 20VS

- Xác định được giá trị hợp lý của góc mài,tốc độ cắt đảm bảo được yêu cầu chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt là nhỏ nhất

2.2 Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

Do thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài giới hạn đối tượng nghiên cứu

và phạm vi nghiên cứu cụ thể sau:

Thiết bị gia công:Thiết bị nghiên cứu được sử dụng là máy phay mã

hiệuTUM 20VS Đây là máy phay vạn năng sản xuất tại Đài Loan, được dùng

ở các trường đào tạo nghề kỹ thuật cơ khí và các công ty có qui mô sản xuất vừa và nhỏ ở nước ta

Vật liệu chế tạo chi tiết gia công và dao cắt: Đề tài chỉ tập trung nghiên

cứu loại vật liệu dùng phổ biến trong ngành cơ khí đó là thép C8,sản phẩm là luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 33

tấm thép.Dao phay được chọn làm bằng thép hợp kim dụng cụ 9XC có độ cứng 62÷64 HRC

Các chỉ tiêu và tham số nghiên cứu:Chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy là

chi phí năng lượng riêng và chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm là độ nhám

bề mặt.Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố như góc mài,tốc độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay mặt phẳng, loại thép thông dụng trên máy phay TUM 20VS bằng dao phay mặt đầu

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu lý thuyết nhằm tổng hợp được những cơ sở khoa học của quá trình gia công cắt gọt kim loại nói chung và quá trình gia công chi tiết trên máy phay nói riêng, xây dựng được cơ sở lý luận của sự ảnh hưởng của các yếu tố nghiên cứu đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt của chi tiết Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải quyết các vấn đề sau:

- Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy phay

- Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng khi gia công trên máy phay

- Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt của chi tiết khi gia công trên máy phay

- Xác định mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt chi tiết

2.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm nghiệm các kết quả tính theo lý thuyết và xác định chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay mặt phẳng Từ các kết quả đó làm cơ sở lựa chọn thông số hợp lý và xác định luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trang 34

thông số hợp lý của máy phay TUM20VS khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu

Nội dụng nghiên cứu thực nghiệm bao gồm các vấn đề sau:

- Xác định chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt chi tiết cho một

số chế độ cắt khác nhau ứng với vật liệu gia công là thép C8

- Xác định chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt chi tiết ứng với các thông số khác nhau của máy phay TUM20VS khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu

- Xác định chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi vận hành máy phay TUM20VS với các thông số hợp lý của góc mài và tốc độ cắt

2.4 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu chủ đạo được sử dụng để giải quyết các nội dung nghiên cứu của đề tài là:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:Được sử dụng nhằm xây dựng cơ

sở lý luận của đề tài và xây dựng phần tổng quan nghiên cứu của đề tài

- Phương pháp kế thừa: Thông qua tổng quan nghiên cứu, tìm hiểu thu thập được những kết quả nghiên cứu về lĩnh vực quan tâm của đề tài ở trên thế giới và Việt Nam

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:Do các yếu tố chọn để nghiên cứu là những yếu tố điều khiển được cho nên đề tài sử dụng phương pháp qui hoạch thực nghiệm để giải quyết nội dung của đề tài.Đây là phương pháp nghiên cứu mới, trong đó công cụ toán học giữ vai trò tích cực Cơ sở toán học, nền tảng của lý thuyết qui hoạch thực nghiệm là toán học thống kê với hai lĩnh vực quan trọng là phân tích phương sai và phân tích hồi qui

Trang 35

2.5 Nội dung của phương pháp qui hoạch thực nghiệm

2.5.1 Thí nghiệm thăm dò

Tiến hành thí nghiệm thăm dò để xác định qui luật phân bố của đại lượng cần nghiên cứu Quy luật phân bố của đại lượng nghiên cứu có thể khái quát hoá thành phân bố lý thuyết gọi là phân bố thực nghiệm Xây dựng các phân bố thực nghiệm để khái quát hoá thành các phân bố lý thuyết là một trong những nhiệm vụ quan trọng

Để có thể phát hiện ra qui luật phân bố khách quan trong tổng thể dựa vào những tài liệu thu thập được ở đại lượng nghiên cứu, trước hết ta cần sắp xếp các trị số quan sát được của đại lượng theo một trật tự nhất định, rồi thống kê các phần tử nằm trong những khoảng xác định Để lập được phân bố thực nghiệm phải tiến hành chia tổ ghép nhóm các trị số thu thập được theo công thức kinh nghiệm của Brooks và Carruther [8]:

Xác định các đặc trưng của phân bố thực nghiệm:

Sai số trung bình mẫu:

1 i n

2

n

1 x

x x n

1

Sai tiêu chuẩn: trường hợp mẫu lớn (n>30):

Trang 36

2

) (

1 n

n i i

n.S

) x (x

Nếu Sk=0, thì phân bố là đối xứng;

Sk>0 thì đỉnh đường cong lệch trái so với số trung bình;

Sk<0thì đỉnh đường cong lệch phải so với số trung bình

Độ nhọn phân bố:Ex= 3

n.S

) x (x

4

n

1

4 i





(2.9) Nếu: Ex=0 thì đường cong thực nghiệm tiệm cận chuẩn;

Ex>0 thì đỉnh đường cong nhọn so với phân bố chuẩn

Ex<0 thì đỉnh đường cong bẹt hơn so vơi phân bố chuẩn Xác định luật phân bố:

χn =l 

2 l i

f

) f (f

(2.10) l- Số tổ hợp sau khi đã gộp những tổ hợp có tần số lý luận fi

Nếu χn2 > χα2(k) thì luật phân bố của đại lượng nghiên cứu là phân bố chuẩn χα2(k) được xác định bằng cách tra bảng phụ lục 5[8], với k=n-1 là bậc

tự do và mức ý nghĩa α=0,05

Trang 37

Xác định số lần lặp cho các thí nghiệm: Việc xác định số lần lặp cho các thí nghiệm có ý nghĩa rất quan trọng, nó phải đủ lớn để đảm bảo mức độ chính xác của luật phân bố chuẩn, nhưng lại phải tối thiểu để giảm bớt khối lượng thực nghiệm Số lần lặp cho mỗi thí nghiệm được tính theo kết quả của thí nghiệm thăm dò và theo công thức:

m=

Y Δ%

.S τ

2

2 2.

Trong đó: m- Số lần lặp;

τ- Tiêu chuẩn Student tra bảng với mức ý nghĩa φ=0,05;

∆%- Sai số tương đối, ≤5%;

Y- Giá trị trung bình của đại lượng nghiên cứu

2.5.2 Thực nghiệm đơn yếu tố

Nhiệm vụ cơ bản của thực nghiệm đơn yếu tố là xác định các thông số ảnh hưởng để xem thông số nào thực sự ảnh hưởng đến các chỉ tiêu đánh giá, xác định mức độ và quy luật ảnh hưởng của chúng đến chỉ tiêu quan tâm Thực nghiệm đơn yếu tố được tiến hành theo các bước sau:

1 Thực hiện thí nghiệm với từng thông số thay đổi với số mức không nhỏ hơn 4, khoảng thay đổi lớn hơn 2 lần sai số bình phương trung bình của phép đo giá trị thông số đó

2 Sau khi thí nghiệm xong, tiến hành xác định độ tin cậy về ảnh hưởng của mỗi yếu tố tới năng suất và chi phí năng lượng riêng Đánh giá tính thuần nhất của phương sai trong quá trình thí nghiệm, để chứng tỏ ảnh hưởng khác đối với thông số cần xét là không có hoặc không đáng kể

Thuật toán phân tích phương sai để xác định độ tin cậy và tính thuần nhất, [8] như sau:

a Đánh giá tính đồng nhất của phương sai

Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai theo tiêu chuẩn Kohren

Trang 38



 N

1 u

2 u

2 max tt

) Y (Y 1 m

y m

1

y u=1, 2, 3,…N (2.14) Ứng với N điểm thí nghiệm trong kế hoạch thực nghiệm ta có N phương sai 2

m- Số lần lặp lại ở thí nghiệm mà ở đó có phương sai cực đại m = mu

Giá trị thống kê chuẩn Kohren được tính sẵn theo mức ý nghĩa , hoặc

tự do và ký hiệu G btra bảng [8]

Nếu Gtt<Gb thì giả thiết H0 không mâu thuẫn với số liệu thí nghiệm

b Kiểm tra mức độ ảnh hưởng của các yếu tố

Phương pháp đánh giá này dùng chuẩn Fisher Thực chất là so sánh phương sai thành phần do thay đổi thông số nào gây nên và phương sai do nhiễu gây ra Nếu tỷ số giữa hai phương sai này lớn hơn giá trị lý thuyết tra bảng của tiêu chuẩn F thì sự khác biệt giữa các giá trị trung bình là đáng kể và các thông số vào có ảnh hưởng thực sự đến thông số ra, trội hẳn so với ảnh hưởng ngẫu nhiên

Giá trị tính toán của tiêu chuẩn F là tỷ số:

Trang 39

1 n

Y ( 1 N

S - Ước lượng phương sai do nhiễu thực nghiệm gây ra





 N

1 n

2 u 2

1 u u

y N

Nếu F>F b thì ảnh hưởng của các thông số vào là đáng kể

c Xác định mô hình thực nghiệm đơn yếu tố để tiến hành các phân tích

và dự báo cần thiết

Nhờ sự trợ giúp của máy tính với số liệu thu thập được, ta có thể lập được phương trình tương quan giữa thông số đầu ra là 2 chỉ tiêu quan tâm và thông số đầu vào là những yếu tố ảnh hưởng ở dạng mô hình hồi quy

d Kiểm tra tính tương thích của mô hình hồi quy

Trang 40

Phép kiểm tra này thực chất là so sánh phương sai tuyển chọn S2 tạo

nên do sự chênh lệch giữa các giá trị hàm tính theo mô hình và giá trị thực nghiệm của nó với phương sai 2

Phương sai do nhiễu tạo nên 2

2 u 2

N

1

Phương sai tuyển chọn 2

S được tính theo công thức:

2

S =

2 N

1 u

K N

So sánh Ftt với giá trị lý thuyết tra bảng theo bậc tự do γ1, γ2 nêuF tt<F b

mô hình là tương thích NếuFtt>Fb chứng tỏ sự vượt trội một cách có hệ thống của thống kê tập hợp được ước lượng bởi S2 so với tham số tương ứng được luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Tiêu đề	Nghiên cứu Một Số Thông Số Ảnh Hưởng Đến Chi Phí Năng Lượng Riêng Và Độ Nhám Bề Mặt Khi Phay Mặt Phẳng Bằng Dao Mặt Đầu Trên Máy Phay Tum20VS
Tác giả	Trương Văn Dũng
Người hướng dẫn	TS. Trịnh Hữu Trọng
Trường học	Trường Đại học Lâm nghiệp
Chuyên ngành	Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp
Thể loại	Luận văn Thạc sĩ Kỹ Thuật
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	1,98 MB