Ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay cứng vật liệu SKD61

ðẠI HỌC THÁI NGUYÊNTRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ CẮT ðẾN ðỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CỨNG NGƯỜI HD KHOA HỌC HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Trang 1

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM

Trang 2

ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ CẮT ðẾN ðỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CỨNG

NGƯỜI HD KHOA HỌC HỌC VIÊN THỰC HIỆN

TS Nguyễn Văn Dự Phan Thị Hương

BAN GIÁM HIỆU KHOA SAU ðẠI HỌC

Trang 3

- 2-

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan các kết quả ñược trình bày trong luận văn này là hoàn toàn

do bản thân thực hiện Những kết quả này, theo hiểu biết của cá nhân tôi, chưa từng ñược công bố trên tài liệu khoa học nào, ngoài những thông tin tham khảo ñược trích dẫn

Trang 4

LỜI CÁM ƠN

ðể có ñược kết quả của ñề tài trong trình bày trong luận văn này, trước hết

tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến Tiến sỹ Nguyễn Văn Dự, giáo viên hướng

dẫn khoa học của tôi, người ñã tận tình chỉ bảo, ñộng viên và giúp ñỡ cho tôi rất nhiều trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp

Tôi xin trân trọng cám ơn Ban giám hiệu trường Cao ðẳng công nghiệp Việt ðức ñã tạo ñiều kiện ñể tôi ñược tham gia và hoàn thành khóa học này Cám ơn Ban giám ñốc và các cán bộ nhân viên công ty TNHH Vạn Xuân ñã giúp ñỡ tôi trong việc chuẩn bị mẫu thí nghiệm

Xin ñược cám ơn tập thể giáo viên khoa Cơ khí Cắt gọt, trường Cao ñẳng công nghiệp Việt ðức ñã giúp ñỡ tôi trong việc gia công các mẫu thí nghiệm Tôi cũng xin cám ơn anh Vũ Xuân Thoàn và tập thể cán bộ nhân viên phòng quản lý chất lượng công ty TNHH NN MTV DIEZEN Sông công ñã tạo ñiều kiện giúp tôi

ño kiểm các mẫu sau mỗi bước thí nghiệm

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cám ơn các thầy cô giáo, các bạn bè, ñồng nghiệp trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên ñã cùng thảo luận và hỗ trợ tôi trong suốt thời gian học tập

Trang 5

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH CƠNG NGHỆ CTM

- 4-

TĨM TẮT

Luận văn này trình bày một nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của chế

độ cắt đến năng suất gia cơng và độ nhám bề mặt khi phay cứng vật liệu SKD61

ðề tài tập trung đánh giá và giải quyết một vấn đề thực tế sản xuất đang đặt

ra tại nhiều sơ sở sản xuất khuơn mẫu Tuy phay cứng đang được sử dụng rộng rãi

để gia cơng khuơn mẫu, nhưng thường địi hỏi thêm nguyên cơng đánh bĩng bề mặt khá tốn kém mới đạt yêu cầu Sau khi phay và đánh bĩng khuơn mẫu SKD61 cĩ độ cứng 45 ÷ 48HRC, độ nhám Ra thường đạt được trong khoảng 0,63 đến 0,36 micromet (khảo sát tại Cơng ty DISOCO và cơng ty TNHH Vạn Xuân, Sơng cơng) Kết quả của nghiên cứu của tác giả đã cho thấy cĩ thể gia cơng cho độ nhám Ra thấp hơn 0,2 đến 0,3 micromet nhưng vẫn đạt năng suất cắt cao hơn so với thực tế ở

cơ sở sản xuất Khi chọn chế độ cắt phù hợp, phay cứng thậm chí cĩ thể đạt độ nhám Ra cỡ 0,11 µm ðiều này cho phép việc ứng dụng phương pháp phay cứng thay cho mài và đánh bĩng trong sản xuất khuơn mẫu trở nên khả quan hơn

Nghiên cứu được thực hiện bằng thực nghiệm Thiết kế thí nghiệm tồn phần trên cơ sở ứng dụng phần mềm Minitab đã được triển khai để xây dựng các mơ hình quan hệ giữa độ nhám bề mặt và năng suất cắt với các biến gia cơng bao gồm tốc độ cắt và lượng chạy dao Hai biến này, qua phân tích thí nghiệm cho thấy, cĩ ảnh hưởng mạnh nhất đến nhám bề mặt khi phay cứng Các thí nghiệm leo dốc được thiết kế và triển khai nhằm khảo sát quan hệ vào-ra trong một dải chế độ cắt thơng dụng Phương pháp bề mặt chỉ tiêu (RSM) được ứng dụng để xây dựng mơ hình xác định chế độ cắt tối ưu trong một phạm vi giá trị độ nhám nhất định Mức độ phù hợp của mơ hình dự đốn được phân tích bằng phương pháp phương sai (ANOVA)

Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trang 6

Các thí nghiệm ñược thực hiện trên máy CNC cho phép gia công với tốc ñộ cắt cao và ñộ cứng vững tốt, sử dụng dao phay ngón bốn lưỡi phủ PVD – TiAlN trong ñiều kiện tưới tràn Kết quả cho thấy, quá trình gia công ổn ñịnh, cho thấy khả năng triển khai ứng dụng trên các hệ thống gia công tương tự Phương pháp thực nghiệm tối ưu hoá ña mục tiêu ñã xác ñịnh ñược dải chế ñộ cắt ñồng thời thoả mãn

cả hai yêu cầu về nhám bề mặt và thời gian gia công Cách tiếp cận này có thể áp dụng cho các dạng gia công tương tự

Trang 7

HDKH: TS Nguyễn Văn Dự HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM - 6- MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam ñoan ……… 1

Lời cảm ơn ……… 2

Tóm tắt ……… 3

Mục lục ……… 5

Danh mục các hình vẽ ………… ……… 8

Danh mục các bảng biểu ……… 10

Các ký hiệu viết tắt ……… 11

Chương I: GIỚI THIỆU ……… 12

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài……… ……….………… 12

1.2 Mục tiêu và nội dung chính của ñề tài ……….… 14

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu ………… ……… 14

1.2.2 Nội dung nghiên cứu ……… 14

1.3 Phương pháp nghiên cứu ……… 15

1.3.1 Nghiên cứu thực nghiệm ……… 15

1.3.2 Thiết kế thí nghiệm và xử lý kết quả ……… 16

1.4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu ……… 17

1.4.1 ðối tượng nghiên cứu ……… 17

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu ……… 18

1.5 Các kết quả chính ñã ñạt ñược ……… 18

1.6 Bố cục luận văn ……… 19

Chương II: TỔNG QUAN ……… 20

2.1 Lý thuyết tổng quan về vật liệu khuôn mẫu SKD61 ……… 20

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trang 8

2.2 Vai trò của vật liệu SKD61 trong ngành công nghiệp sản xuất

khuôn mẫu ………

21 2.3 Phay cứng vật liệu SKD61 và những lưu ý về chế ñộ cắt ……… 22

2.4 Các nghiên cứu gần ñây về gia công cứng và nhám bề mặt khi phay cứng ……… 23

2.5 Mô hình quy hoạch thực nghiệm ……… 25

2.5.1 Chọn các thông số ñầu vào ……… 27

2.5.2 Chọn chỉ tiêu ñánh giá ……… 28

2.5.3 Qui hoạch trực giao toàn phần dạng 2k ……… 28

2.5.4 Quy hoạch thí nghiệm trực giao bậc hai CCD (Quy hoạch Box - Wilson) ……… 30

2.5.5 Bài toán tối ưu không có ñiều kiện ràng buộc ……… 32

2.6 Kết luận chương ……… 32

Chương III: THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM ……… 33

3.1 Vật liệu, máy, dao ………… ……… 33

3.1.1 Vật liệu thí nghiệm ……… 33

3.1.2 Máy gia công CNC ……… 35

3.1.3 Dụng cụ cắt ……… 37

3.2 Thiết bị ño ……… 37

3.3 Thiết kế thí nghiệm ……….……… 39

3.3.1 Thiết kế thí nghiệm sơ bộ (2k) ……… ……… 39

3.3.2 Thiết kế thí nghiệm “leo dốc” …… ……… 47

3.3.3 Thiết kế thí nghiệm RSM dạng CCD … ……… 48

3.4 Mẫu thí nghiệm và cách thu thập, nhập dữ liệu ñể xử lý …… … 53

3.4.1 Mẫu thí nghiệm ……… 53

Trang 9

HDKH: TS Nguyễn Văn Dự HVTH: Phan Thị Hương – K11 CNCTM - 8- 3.4.2 Cách ño và lưu kết quả ……… 54

3.5 Kết luận chương ……….……… 54

Chương IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ……… 56

4.1 Mô tả mô hình quan hệ toán học ……… 56

4.2 Thí nghiệm sơ bộ ……….……… 58

4.2.1 Bảng thí nghiệm ……… ……… 58

4.2.2 Phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm sơ bộ ……… 58

4.3 Thiết kế thí nghiệm xuống dốc ……… ……… 60

4.4 Thiết kế thí nghiệm CCD ……… 64

4.3.1 Bảng ma trận thí nghiệm CCD ……… 64

4.3.2 Phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm CCD ……… …… 65

4.5.Tối ưu hoá hàm ña mục tiêu ……… 71

4.6 Thảo luận kết quả, so sánh với thực tế ……… 76

4.7 Kết luận chương ……….……… 77

Chương V KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ……… 78

5.1 Các quả chính ñã ñạt ñược ……… ……… 78

5.2 Những khuyến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo ……… 78

Tài liệu tham khảo ……… 80

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trang 10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Nội dung Trang

Hình 2.1 Sơ ñồ nghiên cứu thực nghiệm ……… 26

Hình 2.2 So sánh thiết kế CCD và thiết kế Box-Behnken……… 32

Hình 3.1 Máy phay CNC C-Tek KM80/D100……… 35

Hình 3.2 Thông số của dao phay SPSED4A……… 37

Hình 3.3 Máy phân tích quang phổ ARL 4360……… 38

Hình 3.4 Máy ño ñộ cứng Akashi AR 20 và máy ño ñộ nhám SJ201P 38 Hình 3.5 Cửa sổ tạo một thí nghiệm mới trong Minitab……… 41

Hình 3.6 Cửa sổ menu và sub menu của Minitab ……… 41

Hình 3.7 Hộp thoại chính lựa chọn các cức năng cần thiết của thí nghiệm khảo sát sơ bộ……… 41

Hình 3.8 Hộp thoại lựa chọn số thí nghiệm cần thiết ……… 42

Hình 3.9 Hộp thoại lựa chọn loại thí nghiệm và số lần lặp lại của mỗi thí nghiệm ……… 43

Hình 3.10 Hộp thoại lựa chọn ngẫu nhiên hoá thí nghiệm ……… 44

Hình 3.11 Gia công trên máy CNC ……… 47

Hình 3.12 Hộp thoại chính thiết kế thí nghiệm CCD ……… 49

Hình 3.13 Hộp thoại lựa chọn khối sơ ñồ khối thí nghiệm CCD …… 50

Hình 3.14 Mô hình thiết kế thí nghiệm CCD ……… 51

Hình 3.15 Hộp thoại lựa chọn kiểu nhập biến thí nghiệm ……… 51

Hình 3.16 Hộp thoại chính tạo thiết kế bề mặt phản hồi ……… 51

Hình 3.17 Ngẫu nhiên hoá thí nghiệm CCD ……… 52

Hình 3.18 Mẫu thí nghiệm ……… 53

Hình 3.19 ðo ñộ nhám bề mặt bằng máy ño SJ 201 P……… 54

Hình 4.1 Phân tích hồi quy bậc 1 và ANOVA ……… 59

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	289,42 KB