Những đặc điểm nêu trên là định hướng cho việc chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định một số thông số của quá trình gia công khi mài vô tâm thép 20X thấm các bon nhằm cải thiện độ không tròn
Trang 1ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
-
ĐỖ ĐỨC TRUNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ
CỦA QUÁ TRÌNH GIA CÔNG KHI MÀI VÔ TÂM
THÉP 20X THẤM CÁC BON NHẰM CẢI THIỆN
ĐỘ KHÔNG TRÒN VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ: 62.52.01.03
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
THÁI NGUYÊN - 2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học:
1 - PGS.TS Phan Bùi Khôi
2 - TS Ngô Cường
Phản biện 1:………
Phản biện 2:………
Phản biện 3:………
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Đại học Thái Nguyên họp tại……… Vào hồi…… giờ…… tháng…… năm……
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp hoặc Trung tâm học liệu của Đại học Thái Nguyên
Trang 2- 1 -
PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài
Trong gia công cơ khí, mài vô tâm (MVT) là một phương pháp
được sử dụng phổ biến, phương pháp này có năng suất cao hơn nhiều
lần so với mài có tâm nhờ thời gian gá đặt và tháo dỡ chi tiết ít; độ
cứng vững của máy MVT cao hơn so với máy mài có tâm Khi MVT
bề mặt trụ ngoài, chi tiết được định vị bằng chính bề mặt gia công
nên có thể giảm bớt lượng dư gia công; có thể nâng cao chế độ mài
(tốc độ chi tiết) và gia công được chi tiết có đường kính nhỏ với tỷ lệ
chiều dài/đường kính ( / )l d lớn hơn so với phương pháp mài có tâm
vì chi tiết được gá trên thanh tỳ và đá dẫn có độ cứng vững cao; nếu
sử dụng đá có chiều dày lớn có thể giảm đáng kể số lần chạy dao dọc
Đối với phương pháp MVT chạy dao hướng kính, khi gia công bề
mặt ngoài: có thể gia công các chi tiết dạng bậc, chi tiết dạng côn
hoặc nhiều chi tiết đồng thời Ngoài ra, phương pháp này còn đang
được sử dụng để gia công các chi tiết có hình dáng, kích thước nhất
định mà đối với các phương pháp khác (tiện, mài tròn ngoài,…) khó
thực hiện được như con đội xupap, piston, bi côn,…
Cũng như các phương pháp gia công cắt gọt khác, chất lượng gia
công tinh các bề mặt trụ bằng phương pháp mài được đánh giá qua
nhiều thông số Trong đó, độ không tròn (Δ) và độ nhám (Ra) của bề
mặt chi tiết là hai trong số những thông số kỹ thuật quan trọng có ảnh
hưởng lớn đến khả năng làm việc của chi tiết
Cơ chế hình thành Δ và Ra của bề mặt chi tiết khi MVT thường
phức tạp và phụ thuộc nhiều vào các yếu tố (chế độ cắt, chế độ sửa
đá, công nghệ trơn nguội) và các yếu tố của hệ thống công nghệ
(thông số hình học, độ cứng vững, đặc tính tiếp xúc, )
Hiện nay, tại nhiều cơ sở sản xuất khi điều khiển quá trình
MVT vẫn chọn các thông số của quá trình gia công (thông số công
nghệ, thông số sửa đá,…) theo kinh nghiệm của người thợ, theo
phương pháp đo dò cắt thử hay sử dụng các thông số của quá trình
- 2 -
gia công được chọn trong các bảng tra Bên cạnh đó, việc điều chỉnh - lựa chọn giá trị của các thông số để gia công chi tiết có Δ
và Ra đạt giá trị nhỏ thường gặp nhiều khó khăn và tốn nhiều thời gian ngay cả đối với thợ có tay nghề cao Những lý do trên thường làm hạn chế việc cải thiện Δ và Ra của bề mặt chi tiết; hạn chế việc nâng cao hiệu quả của quá trình MVT
Thép 20X thuộc loại thép hợp kim thấp được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy Loại thép này hiện đang được dùng phổ biến (ở trạng thái thấm các bon và tôi) để chế tạo một số loại chi tiết của động cơ, đồ định vị,… với phương pháp MVT được chọn để gia công tinh các bề mặt trụ yêu cầu độ chính xác cao
Mặc dù đã được nghiên cứu bởi nhiều Nhà khoa học, nhưng đến nay cho thấy MVT vẫn còn nhiều vấn đề cần tiếp tục được nghiên cứu Theo số liệu thống kê một số nghiên cứu về MVT được công bố từ năm 1964 đến
2015 cho thấy: Số lượng các nghiên cứu về MVT được công bố trong các giai đoạn tăng dần theo thời gian và tăng rất nhanh trong những năm gần đây; trên các tạp chí khoa học và công nghệ trong nước trong những năm gần đây, ngoài một số nghiên cứu của chính tác giả và cộng sự thì chưa thấy
có nghiên cứu nào về MVT được công bố
Những đặc điểm nêu trên là định hướng cho việc chọn đề tài:
“Nghiên cứu xác định một số thông số của quá trình gia công khi mài vô tâm thép 20X thấm các bon nhằm cải thiện độ không tròn
và độ nhám bề mặt”
Đối tượng nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu công nghệ MVT chạy dao hướng kính với đối tượng thực nghiệm là loại thép 20X thấm các bon
Mục đích nghiên cứu
Mục đích của nghiên cứu là tìm ra phương pháp lựa chọn, điều chỉnh một số thông số của quá trình MVT chạy dao hướng kính nhằm: Giảm thời gian điều chỉnh máy - thời gian gia công thử; giảm Δ và Ra của
bề mặt chi tiết gia công
Trang 3Nội dung nghiên cứu
1 Nghiên cứu tổng quan về MVT
2 Nghiên cứu mô phỏng quá trình MVT để biểu diễn quan hệ
giữa các thông số của quá trình mài với hình dạng hình học của sản
phẩm
3 Nghiên cứu thực nghiệm quá trình MVT chạy dao hướng
kính
4 Xây dựng mối quan hệ giữa một số thông số của quá trình mài
với Δ và Ra
5 Nghiên cứu các thuật toán để xác định giá trị tối ưu cho một
số thông số của quá trình MVT
6 Nghiên cứu thực nghiệm để so sánh kết quả của các thuật toán
tối ưu đã sử dụng
Phương pháp nghiên cứu
Đề tài được thực hiện thông qua việc kết hợp giữa nghiên cứu lý
thuyết, nghiên cứu mô phỏng, nghiên cứu thực nghiệm và nghiên cứu
tối ưu
Ý nghĩa của đề tài
Ý nghĩa khoa học
1 Xây dựng được thuật toán và chương trình máy tính mô phỏng
quá trình MVT chạy dao hướng kính
2 Xây dựng được phương pháp xác định thuận lợi các thông số
hợp lý của quá trình mài cho phép giảm thời gian điều chỉnh máy -
thời gian gia công thử; giảm Δ của bề mặt chi tiết khi MVT chạy dao
hướng kính
3 Xây dựng mô hình Δ và Ra của bề mặt chi tiết với một số thông
số của quá trình gia công làm cơ sở cho việc điều khiển quá trình mài
4 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu mô
phỏng, nghiên cứu thực nghiệm và nghiên cứu tối ưu quá trình mài
được trình bày trong luận án tạo cơ sở khoa học để áp dụng khi nghiên cứu quá trình mài ứng với các điều kiện khác nhau
Ý nghĩa thực tiễn
1 Sử dụng thuật toán và chương trình mô phỏng cho phép đảm bảo và cải thiện Δ của bề mặt chi tiết gia công; giảm thời gian điều chỉnh máy - thời gian gia công thử
2 Tính gia công của vật liệu phụ thuộc nhiều vào thành phần hóa học của vật liệu gia công Do đó, những kết quả nghiên cứu khi mài tinh thép 20X thấm các bon, ngoài việc áp dụng để mài tinh thép 20X thấm các bon thì còn có thể dùng để tham khảo khi MVT các loại vật liệu có thành phần hóa học lớp bề mặt gần giống như thành phần hóa học của vật liệu lớp bề mặt thép 20X thấm các bon
3 Việc áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của quá trình MVT
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÀI VÔ TÂM
Trong chương này tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết của phương pháp MVT chạy dao hướng kính; nghiên cứu các công bố về MVT liên quan đến những nội dung chính sau:
- Ảnh hưởng của một số yếu tố đến Δ
- Ảnh hưởng của một số yếu tố đến Ra
- Xu hướng nghiên cứu về mô phỏng quá trình MVT
- Tối ưu quá trình mài
Sau đó rút ra một số kết luận:
Kết luận chương 1
1 Các nghiên cứu về MVT được công bố gần đây thường tập trung vào việc mô hình hóa – mô phỏng, tối ưu hóa và điều khiển quá trình mài Các nghiên cứu thường hướng tới mục tiêu: Giảm thời gian điều chỉnh máy - thời gian gia công thử; giảm Δ và Ra của bề mặt chi tiết
Trang 4- 5 -
2 Để giảm Δ và Ra của bề mặt chi tiết, các tác giả thường tập
trung vào nghiên cứu điều chỉnh - lựa chọn giá trị của các thông số:
Góc hợp bởi hai tiếp tuyến của bề mặt chi tiết tại điểm tiếp xúc giữa
chi tiết với đá mài, tiếp xúc giữa chi tiết với đá dẫn và được gọi là
góc cao tâm của chi tiết (β); lượng chạy dao dọc khi sửa đá mài (Ssd);
lượng chạy dao hướng kính (Sk) và vận tốc đá dẫn (vdd)
3 Giá trị của các thông số β, Ssd, Sk, vdd được sử dụng trong các
nghiên cứu đã công bố là cho những điều kiện gia công cụ thể; các
công thức hướng dẫn xác định giá trị của β và giá trị tối ưu của thông
số này cũng mới được chỉ ra trong một số điều kiện cụ thể
4 Chưa thấy công bố nào tiến hành xây dựng đồng thời mối
quan hệ giữa các thông số β , Ssd, Sk, vdd với cả hai thông số Δ và Ra
của bề mặt chi tiết
5 Trên các tạp chí khoa học và công nghệ trong nước những năm gần
đây chưa thấy có nghiên cứu nào về MVT được công bố (ngoài một số
nghiên cứu của tác giả và cộng sự)
Từ đó, xác định một số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu về MVT
là:
1 Nghiên cứu mô hình hóa - mô phỏng quá trình mài để biểu
diễn quan hệ giữa các thông số của quá trình mài với hình dạng hình
học của sản phẩm Từ đó cho phép xác định được giá trị hợp lý của
một số thông số công nghệ, góp phần làm giảm thời gian điều chỉnh
máy - thời gian gia công thử
2 Sử dụng và kết hợp kết quả mô hình hóa - mô phỏng với việc
triển khai nghiên cứu thực nghiệm, xây dựng mối quan hệ giữa các
thông số β, Ssd, Sk, vdd với Δ và Ra
3 Áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cùng với các công
cụ toán học và tin học hiện đại, các phần mềm máy tính cho việc chọn giá
trị của các thông số β, Ssd, Sk, vdd thỏa mãn các yêu cầu về Δ và Ra
- 6 -
4 Nghiên cứu các thuật giải tối ưu để tìm ra giá trị của các thông
số β, Ssd, Sk, vdd đảm bảo bề mặt gia công có Δ và Ra nhỏ
Với đối tượng thực nghiệm là thép 20X thấm các bon, kết quả nghiên cứu sẽ có ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn
Chương 2: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH MÀI VÔ TÂM CHẠY
DAO HƯỚNG KÍNH Đặt vấn đề
MVT là một quá trình gia công phức tạp, Δ của bề mặt chi tiết gia công phụ thuộc vào nhiều yếu tố Việc điều chỉnh hệ thống công nghệ với một số lượng lớn các thông số để gia công chi tiết có Δ nhỏ
là một công việc phức tạp, tốn nhiều thời gian ngay cả đối với thợ có tay nghề cao
Mô phỏng quá trình MVT để dự đoán được khoảng giá trị của các thông số công nghệ đảm bảo bề mặt chi tiết gia công có Δ nhỏ trong từng trường hợp cụ thể sẽ giảm được thời gian điều chỉnh máy - thời gian gia công thử, góp phần giảm chi phí cho quá trình gia công
và nâng cao chất lượng sản phẩm
Một số phương pháp mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao hướng kính
Trong phần này, tiến hành nghiên cứu hai phương pháp mô phỏng quá trình MVT chạy dao hướng kính đã công bố trên những tạp chí Quốc tế có uy tín cao, bao gồm:
* Rowe và Barash (1964) nghiên cứu mô phỏng quá trình MVT
chạy dao hướng kính thông qua việc phân tích động học của chi tiết với mô hình trên hình 2.1 để xây dựng phương trình cơ sở cho quá trình mô phỏng (phương trình 2.7)
Trang 5( ) ( ) ( ) ( ) ( 2 ) ( 2 )
sin sin
g k
Hình 2.1 Mô hình xây dựng phương trình cơ sở cho chương trình mô phỏng
Phương pháp mô phỏng của Rowe và Barash (1964) cho phép
nhập được 10 thông số đầu vào (bảng 2.2)
Bảng 2.2 Các thông số đầu vào trong chương trình mô phỏng của
Rowe và Barash (1964)
Trong phương pháp của Rowe và Barash (1964), hệ số đàn hồi M
có ảnh hưởng lớn đến Δ của bề mặt chi tiết Tuy nhiên việc xác định giá
(2.7)
trị của M trong từng trường hợp thường gặp nhiều khó khăn Một số tác giả khi nghiên cứu áp dụng phương pháp của Rowe và Barash (1964) thường không xác định giá trị của M trong điều kiện gia công của họ, mà chọn M là một trị số cụ thể, làm cho kết quả khi mô phỏng thường chưa sát với khi thí nghiệm (cả về trị số của Δ và qui luật ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến Δ)
* Krajnik và cộng sự (2008) nghiên cứu mô phỏng quá trình
MVT chạy dao hướng kính thông qua việc phân tích động lực học của chi tiết gia công với sơ đồ trên hình 2.5 Từ đó họ đưa ra các phương trình 2.8 đến phương trình 2.20
Hình 2.5 Sơ đồ phân tích động lực học chi tiết gia công
( ) dm ttcos ttsin ddcos ddsin
G dd t G dd n g tt t g tt n dm t ct
( ( ) ( ) ( , 0)) ( ) ( ) ( , 0)
r
t
Trang 6- 9 -
dm n dm dm
) , ( sin
) cos
) (
)) , ( sin
) ( cos
) ( (
g ct g ct
g ct
tt
g ct g ct
g ct
tt
tt
n
t t
r t
y t
x
c
t r t
y t
x k
F
tt n tt tt
) , ( sin
) ( cos
) (
)) , ( sin
) ( cos
) ( (
G ct G ct
G ct
dd
G ct G ct
G ct
dd
dd
n
t t
r t
y t
x
c
t r t
y t
x k
F
dm n dm tt n tt dd
2 3 ( ) 0
2 ( ) 0
2 cos( ) 3
ct
ct
ct
x
(2.17)
2 3 ( ) 0
2 ( ) 0
2 sin( )
3
ct
ct
ct
y
(2.18)
sin( ).cos( ) sin( ) cos( ) 1
sin( )
n
G
Từ những phương trình trên Krajnik và cộng sự (2008) xây dựng
sơ đồ khối của thuật toán như trên hình 2.6 để dự đoán được 4 thông
số đầu ra của chương trình mô phỏng bao gồm: Mức độ ổn định hình
học (Gn), độ lớn của vấu lồi trên bề mặt chi tiết (Arctn), lượng dịch
tâm chi tiết (xct; yct) và hình dạng chi tiết (rct(θ))
- 10 -
Hình 2.6 Sơ đồ khối phương pháp mô phỏng của Krajnik và cộng sự (2008)
Phương pháp mô phỏng của Krajnik và cộng sự (2008) cho phép nhập được 18 thông số đầu vào (bảng 2.3)
Bảng 2.3 Các thông số đầu vào của chương trình mô phỏng theo
phương pháp của Krajnik và cộng sự (2008)
4
Góc hợp bởi pháp tuyến chung của bề mặt chi tiết - bề mặt đá mài và pháp tuyến chung của bề mặt chi tiết - bề mặt thanh tỳ
αg
5
Góc hợp bởi pháp tuyến chung của bề mặt chi tiết - bề mặt đá mài và pháp tuyến chung của bề mặt chi tiết - bề mặt đá dẫn
βG
Trang 79 Độ cứng đàn hồi của bề mặt đá dẫn Kdd
13 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết với bề mặt đá
14 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết với bề mặt
15 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết với bề mặt đá
Trong phương pháp mô phỏng của Krajnik và cộng sự (2008)
các thông số Ki, ci, i là những thông số thường gặp nhiều khó khăn
khi xác định giá trị của chúng Tuy nhiên, cũng theo Krajnik và cộng
sự (2008) các thông số đó ảnh hưởng không nhiều đến các thông số
đầu ra của chương trình mô phỏng
Một số nhận xét
- Phương pháp mô phỏng của Krajnik và cộng sự (2008) có nhiều
ưu điểm hơn phương pháp của Rowe và Barash (1964); cho phép lựa
chọn được nhiều thông số đầu vào và dự đoán được nhiều thông số đầu
ra hơn phương pháp của Rowe và Barash (1964)
- Tuy nhiên, với phương pháp mô phỏng của Krajnik và cộng sự
(2008) cho thấy:
+ Đã dự đoán được các thông số gồm: Gn, rct(θ), Arctn, xct(t), yct(t)
Tuy nhiên phương pháp này chưa đưa ra dự đoán giá trị của
+ Hai thông số đầu vào αg, βG là những thông số có giá trị không
biết trước, mà giá trị của chúng phụ thuộc vào những thông số hình học
trong hệ thống công nghệ (hình 2.5) Do đó việc chọn α, β là thông số
đầu vào có thể gây khó khăn cho người thực hiện chương trình mô phỏng, khó áp dụng
Mô phỏng dự đoán độ không tròn của bề mặt chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hướng kính
Trong luận án sử dụng các phương trình 2.8 đến 2.20 và tham khảo
sơ đồ trên hình 2.6 để nghiên cứu bổ sung và hoàn thiện phương pháp mô phỏng của Krajnik và cộng sự (2008) cho việc xây dựng phương pháp mô phỏng dự đoán Δ của bề mặt chi tiết với các thông số đầu là những thông
số có giá trị độc lập Để từ đó xác định được khoảng giá trị của một số thông số công nghệ đảm bảo khi gia công bề mặt chi tiết có Δ nhỏ Với thuật toán trên hình 2.9 cũng cho phép nhập được 18 thông số đầu vào, và
cả 18 thông số này đều là những thông số có giá trị độc lập (bảng 2.4)
Bảng 2.4 Các thông số đầu vào của chương trình mô phỏng
13 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và bề mặt đá mài µdm
14 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và bề mặt µtt
Trang 8- 13 -
thanh tỳ
15 Hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và bề mặt đá
Hình 2.9 Thuật toán mô phỏng quá trình vô tâm chạy dao hướng kính
- 14 -
Ngoài việc dự đoán được các thông số Gn, rct(θ), Arctn, xct(t), yct(t) như trong nghiên cứu của Krajnk và cộng sự (2008) thì phương pháp mô phỏng
được trình bày trong luận án còn dự đoán thêm được Δ của bề mặt chi tiết
* Đánh giá độ chính xác của thuật toán và chương trình mô phỏng
Sử dụng các thông số đầu vào trong nghiên cứu của Krajnik và cộng sự (2008) để nhập vào chương trình máy tính của tác giả sau đó so sánh các thông số đầu ra bao gồm: Gn, rct(θ), Arctn, xct(t), yct(t) giữa kết quả mô phỏng của Krajnik và cộng sự (2008) với kết quả mô phỏng của tác giả Từ kết quả so sánh cho thấy: thuật toán và chương trình mô phỏng được trình bày trong luận án đã đảm bảo độ chính xác khi so với phương pháp mô phỏng của Krajnik và cộng sự (2008)
* So sánh với kết quả thực nghiệm
Ứng dụng chương trình mô phỏng để dự đoán qui luật ảnh hưởng của các thông số β, Sk, vdd đến độ không tròn khi mô phỏng (ΔMP) sau
đó so sánh với kết quả thực nghiệm (ΔTN) (hình 2.15; 2.16; 2.17)
Hình 2.15 Ảnh hưởng của đến khi thí nghiệm và khi mô phỏng
Kết quả cho thấy:
- Qui luật ảnh hưởng của các thông số β, Sk, vdd đến Δ khi mô phỏng phù hợp với khi thí nghiệm
- Ứng với khoảng giá trị của các thông số β ≈ 6 ÷ 100, Sk ≈ 3 ÷
20 (m/s), vdd ≈ 15÷40 (m/ph) thì Δ có giá trị nhỏ và tương đối ổn định Những kết quả này sẽ được dùng làm cơ sở để định hướng cho
Trang 9nghiên cứu thực nghiệm, nghiên cứu tối ưu quá trình mài trong các nội
dung tiếp theo
Hình 2.16 Ảnh hưởng của Sk đến khi thí nghiệm và khi mô phỏng
Hình 2.17 Ảnh hưởng của vdd đến khi thí nghiệm và khi mô phỏng
Kết luận chương 2
1 Đã nghiên cứu phương pháp mô hình hóa - mô phỏng biểu
diễn quan hệ giữa các thông số của quá trình mài với hình dạng hình
học của sản phẩm phù hợp hướng nghiên cứu của thế giới
2 Đã phân tích hai phương pháp mô phỏng quá trình MVT chạy
dao hướng kính của Rowe và Barash (1964), của Krajnik và cộng sự
(2008) là những phương pháp có nhiều ưu điểm, được công bố trên
các tạp chí Quốc tế có uy tín và được nhiều nhà khoa học tham khảo
3 Trên cơ sở tham khảo và kế thừa phương pháp của Krajnik và
cộng sự (2008), luận án đã bổ sung và hoàn thiện: xây dựng được
thuật toán và chương trình mô phỏng quá trình MVT chạy dao hướng kính với các thông số đầu vào là những thông số có giá trị độc lập
- Qui luật ảnh hưởng của các thông số β, Sk, vdd đến Δ khi mô phỏng phù hợp với khi thực nghiệm
- Ứng dụng chương trình mô phỏng cho phép dự đoán được khoảng giá trị của một số thông số (β, Sk, vdd) đảm bảo khi gia công
bề mặt chi tiết có Δ nhỏ và tương đối ổn định trong điều kiện cụ thể, góp phần làm giảm thời gian điều chỉnh máy – thời gian gia công thử
và nâng cao chất lượng sản phẩm
4 Để kết quả mô phỏng càng gần hơn nữa so với kết quả thực nghiệm (về trị số của Δ) cần tiến hành nghiên cứu đưa thêm vào chương trình mô phỏng những thông số có ảnh hưởng đáng kể đến Δ của bề mặt chi tiết (chế độ sửa đá mài, chế độ sửa đá dẫn, sai số ban đầu trên bề mặt chi tiết gia công,…) Khi đó có thể dùng kết quả mô phỏng thay cho kết quả thực nghiệm, để từ kết quả mô phỏng sẽ xác định được giá trị của các thông số công nghệ thỏa mãn yêu cầu cụ thể về trị số của Δ, đây cũng chính là hướng phát triển cho các nghiên cứu tiếp theo
Chương 3: MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM
Trong chương này thực hiện các nội dung chính sau:
- Nghiên cứu mục đích của thực nghiệm; Phân tích cơ sở chọn các chỉ tiêu đánh giá; cơ sở và yêu cầu đối với các thông số đầu vào
- Phân tích những yêu cầu đối với hệ thống thí nghiệm; Xây dựng hệ thống thí nghiệm gồm những trang – thiết bị cơ bản sau: máy mài vô tâm M1080B (sản xuất năm 2011), mẫu thí nghiệm là thép 20X thấm các bon nhiệt luyện đạt 60÷62HRC (hình 3.2), Δ được kiểm tra bằng đồng hồ so 5/10.000 (hình 3.4), máy SJ-401 được dùng
để đo Ra (hình 3.5), sửa đá mài và đá dẫn bằng đầu sửa đá đa điểm
có ký hiệu DM06101 (hãng Minitor – Nhật Bản) Đá mài và đá dẫn
có ký hiệu tương ứng như sau:
Đá mài: Cn80.TB G V .500.150.305 35x m s /
Trang 10- 17 -
Đá dẫn: R273 150 203x x
Hình 3.2 Mẫu thí nghiệm
Hình 3.4 Thiết bị đo độ không tròn Hình 3.5 Máy đo độ nhám SJ-401
Kết luận chương 3
1 Phân tích mục đích của việc nghiên cứu thực nghiệm và xác
định được:
- Δ và Ra là hai chỉ tiêu đánh giá
- β, Ssd, Sk, vdd là các thông số đầu vào
2 Xây dựng được hệ thống thí nghiệm bằng các thiết bị hiện đại, được
định kỳ kiểm tra bởi các tổ chức có uy tín và đang được sử dụng trong thực
tế sản xuất; hệ thống thí nghiệm này cho phép nhận được kết quả thí nghiệm
(Δ và Ra) đảm bảo độ tin cậy
Chương 4: TỐI ƯU HÓA MỘT SỐ THÔNG SỐ KHI
MÀI VÔ TÂM CHẠY DAO HƯỚNG KÍNH
Tiến trình thí nghiệm tối ưu hóa gồm các giai đoạn sau:
- 18 -
- Giai đoạn 1: Thí nghiệm khởi đầu để kiểm tra hàm mục tiêu đã ở lân cận vùng cực trị hay chưa Nếu hàm mục tiêu đã ở lân cận vùng cực trị thì chuyển đến giai đoạn 3, ngược lại chuyển đến giai đoạn 2
- Giai đoạn 2: Leo dốc tìm vùng cực trị (nếu cần)
- Giai đoạn 3: Thí nghiệm bề mặt chỉ tiêu
Trong mỗi giai đoạn: Tại mỗi điểm thí nghiệm được thực hiện trên 3 mẫu; Δ và Ra được đo trên mỗi mẫu ít nhất 3 lần Giá trị của Δ
và Ra được tính bằng giá trị trung bình của các lần đo liên tiếp
Giai đoạn 1: Thí nghiệm khởi đầu
Tiến hành giai đoạn thí nghiệm khởi đầu với 21 điểm thí nghiệm cho 4 thông số đầu vào (β, Ssd, Sk, vdd) Giá trị của các biến tại giai đoạn thí nghiệm khởi đầu được chọn dựa theo kết quả mô phỏng ở chương 2 và theo một số nghiên cứu thực nghiệm, được trình bày trong bảng 4.1
Bảng 4.1 Giá trị các biến khi thí nghiệm khởi đầu
Các mức thí nghiệm Thông số đầu vào
Ma trận kết quả thí nghiệm khởi đầu được trình bày trong bảng 4.3
Bảng 4.3 Ma trận kết quả thí nghiệm khởi đầu
TT
