Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám khi phay rãnh bằng dao phay đĩa trên máy phay đa năng TUM20VS

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

QUYỀN ĐÌNH BIÊN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM KHI PHAY RÃNH BẰNG DAO

PHAY ĐĨA TRÊN MÁY PHAY ĐA NĂNG TUM20VS

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2012

-

QUYỀN ĐÌNH BIÊN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM KHI PHAY RÃNH BẰNG DAO

PHAY ĐĨA TRÊN MÁY PHAY ĐA NĂNG TUM20VS

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá NLN

Mã số: 60.52.14

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS TRỊNH HỮU TRỌNG

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn bảy tháng làm việc khẩn trương, nghiêm túc với tinh thần cố gắng cao nhất bản luận văn đã được hoàn thành, trong suốt thời gian vừa qua tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm giúp đỡ, chỉ dẫn của nhiều tập thể, cá nhân 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 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

Hà Nội, tháng 06 năm 2012

Tác giả

Quyền Đình Biên

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh mục hình v

Danh mục bảng vi

Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vii

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 nước trong nước 12

Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 19

2.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 19

2.2 Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu 19

2.3 Nội dung nghiên cứu 20

2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 20

2.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm 20

2.4 Phương pháp nghiên cứu 21

2.4.1 Thí nghiệm thăm dò 21

2.4.2 Thực nghiệm đơn yếu tố 24

2.4.3 Thực nghiệm đa yếu tố 28

2.4.4 Xác định các giá trị hợp lý 37

Chương 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 40

3.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phay vạn năng TUM20VS 40

3.1.1 Cấu tạo 40

3.1.2 Nguyên lý hoạt động 42

3.2 Lực cắt và công suất cắt khi phay rãnh bằng dao phay đĩa 42

3.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng khi phay 46

3.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khi phay 47

3.4.1 Độ nhám bề mặt gia công 47

3.4.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công 49

3.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công 50

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 55

4.1 Kết quả thí nghiệm thăm dò 55

4.1.1 Chuẩn bị thí nghiệm 55

4.1.2 Kết quả thí nghiệm thăm dò 55

4.2 Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố 58

4.2.1 Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lượng riêng 58

4.2.2 Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công 59

4.2.3 Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chi phí năng lượng riêng 60

4.2.4 Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt gia công 61

4.3 Kết quả nghiên cứu đa yếu tố 63

4.3.1 Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của các thông số đầu vào 63

4.3.2 Thành lập ma trận thí nghiệm 63

4.3.3 Xác định mô hình toán và thực hiện các phép tính kiểm tra 64

4.4 Các trị số công nghệ hợp lý khiphay rãnh bằng dao phay đĩa trên máy phay đa năng TUM20VS 65

4.4.1 Xác định các thông số hợp lý 65

4.4.2 Vận hành máy với các thông số hợp lý 66

KẾT LUẬN - KHUYẾN NGHỊ 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH

3.3 Sơ đồ lực tác dụng lên răng của dao phay 42

DANH MỤC BẢNG

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

yếu tố ảnh hưởng

31

4.6 Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành 62 4.7 Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Nr 63 4.8 Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Ra 64

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 mm, μm

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

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

S2

max Phương sai lớn nhất trong N thí nghiệm

F Giá trị tính toán theo tiêu chuẩn Fisher

ĐẶT VẤN ĐỀ

Máy phay là một trong những loại máy gia công kim loại được dùng phổ biến trong các nhà máy cơ khí.Máy phay được chế tạo từ thế kỷ XVI,cho đến nay,hàng triệu máy phay với nhiều kiểu dáng khác nhau đã được chế tạo và đưa vào sản xuất ởcác nước có nền công nghiệp chế tạo máy phát triển.Trong những năm qua, ngành Cơ khí nước ta 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 tiện, máy 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 một số thông số ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay đĩa trên máy

phay đa năng TUM20VS"

Ở các nước công nghiệp phát triển như Cộng hòa liên bang Đức,Mỹ, Nhật đã nghiên cứu, chế tạo rất nhiều loại máy phay khác nhau để phục vụ gia công cơ khí.ỞCộng hòa liên bang Đức, có hơn 450 hãng sản xuất máy công cụ, sản xuất được trên 200000 thiết bị trong một năm, là một trong những nước xuất khẩu máy công cụ hàng đầu thế thế giới với cơ cấu sản phẩm: Máy mài chiếm20,1%, máy tiện tự động 16,2%, máy tiện thường 12,3% Một số hãng nổi tiếng như: HERMLE đã sản xuất các loại máy phay với mã hiệu UWF 700,UWF800,UWF801,UWF802-M,UWF900,UWF1000-CNC,UWF1200-CNCcó công suất trục chính từ 2÷2,2 kw (hình 1.1)

Hãng DECKEL với các loại máy phay FP1, FP2, FP3(hình1.2) có công suất trục chính 2-5HP; máy phay giường Bernardo BFM 180, BFM200, BFM240(hình 1.3) có công suất trục chính 7,5KW

Trong số các nước công nghiệp phát triển thì Italy là một trong những nước xuất khẩu máy công cụ hàng đầu thế giới Kim ngạch xuất khẩu máy của Italy chiếm khoảng 6% tổng giá trị xuất khẩu máy công cụ của thế giới Italy có khoảng 450 hãng sản xuất máy công cụ với tổng công suất 59 nghìn

máy trong một năm Trong cơ cấu sản phẩm có 26% là máy khoan, 14% là máy tiện, 7,5% là máy mài, 4,1% là máy phay Một số hãng sản xuất máy công cụ nổi tiếng như Gruppo Parpac chế tạo các loại máy phay với các mã hiệu FB 125CNC, GMC 350, FS350, ML90, ML 100, ML120 (hình 1.4) có một số thông số chính: hành trình bàn máy theo các trục X 4000÷30000 mm,

Y 2500÷4000mm, Z 1250÷1500mm; tốc độ trục dao10÷3000v/p; công suất động cơ 37 Kw Hãng Juarísti có các loại máy phay CNC như: TX1D, TX3D,TX1D có công suất động cơ 37kW, hành trình bàn máy theo trục X 4000mm, Y 2000mm, Z 2050mm Hãng Accuway sản xuất ra các máy phay với các mã hiệu như: UT 300, UT 300L, UT300LM Hãng Bireton có các sản phẩm như máy phay CNC Matrix 800/2T, CTX/V, NC-700

Hình 1.1 Máy phay UWF-1200 CNC

Hình 1.2 Máy phay tháp DECKEL FP1

Hình 1.3 Máy phay giường BFM200

Hình 1.4 Máy phay ML120

Trong số các nước đang phát triển thì Trung Quốc là nước đứng đầu về chế tạo máy với hơn 600 xí nghiệp đang hoạt động.Trong số đó, 40/% là xí nghiệp sản xuất máy cắt kim loại còn lại là xí nghiệp sản xuất máy gia công kim loại Mặc dù, hàng năm ngành chế tạo máy của Trung Quốc có tốc độ phát triển tương đối nhanh khoảng 28% nhưng từ năm 2002 Trung Quốc là nước nhập khẩu máy lớn nhất thế giới gần 20% sản phẩm chế tạo máy của thế giới.Trung Quốc nhập khẩu máy chủ yếu từ các nước tư bản như Mỹ, Nhật, Tây Đức, Ý,Hàn Quốc, Đài Loan Năm 2010 Chính phủ Trung Quốc đã lập

kế hoạch phát triển ngành chế tạo máy,theo đó tiến hành xây dựng các xí nghiệp chế tạo máy với qui mô lớn được đầu tư công nghệ hiện đại, có khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế và đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ trong nước về các loại máy và thiết bị công nghiệp.Một số hãng chế tạo máy hàng đầu Trung Quốc như BeijingNorth Hong,ChangChun CNC, China Czechoslovakia, China Qiqihar,Jinan Huili,Qinghai No.1,Shandong Lunan, Dalian,Anhui chizou household đã có sản phẩm xuất khẩu đến nhiều nước

trên thế giới trong đó có các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Canada, Anh, Pháp, Đức,TâyBanNha Các loại máy phay của hãng Dalian như:TX6216E, TX6113 TX6216 (hình 1.5);máy phay tháp: XW6032 có công suất trục chính là 4KW,máy phay X6333A có công suất trục chính 3,75 KW, MW5032, XK6325B, PTDM20, M4 Verticlevàmáy phay giường XL7036, BM360, BM400, BM4của hãng Centre có công suất trục chính 3,5-5,5kW, số vòng quay 30÷3500 v/p Hãng Anhui chizou household sản xuất các loại máy phay vạn năng với các mã hiệu:X6036A,X6036B,X6325Z, X6350C,X5032,X5040,X1545,X6140 có kích thước bàn máy1600x400mm;tốc độ quay của trục dao 30÷1500v/p, công suất động cơ 11Kw; các loại máy phay CNC của hãng có các mã hiệu: VMC550,VMC420L,VMC330L,XK7124,XK7124A,XK7125(hình 1.7) có các thông số kỹ thuật chính như hành trìnhbàn máy theo các trục x:535mm,trục y: 320mm,trục z:375mm;tốc độ quay:4000v/p;công suất động

cơ chính:2,2Kw; công suất động cơ bơm chất làm mát: 370w; hệ điều hànhGsk simen802s

Hình 1.5 Máy phay TX 6216

Hình 1.6 Máy phay XK7125

Tình hình sản xuất và sử dụng máy phay ở một số nước nêu ở trên cho thấy rằng: Gia công các chi tiết máy bằng phương pháp phay là 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 Các nghiên cứu tập trung vào các hướng chủ yếu sau:

+ Hướng thứ nhất: Nghiên cứu nâng cao năng suất lao động và chất lượng sản phẩm khi sử dụng máy phay

Trong công trình [15], các tác giảA.N Gnhitkô và V.G Nhetrepaev đã khảo sát quá trình hình thành phoi khi phay rãnh chữ T và xây dựng được các

mô hình toán học để khảo sát quá trình phoi lấp đầy không gian giữa các răng cắt của dao phay;

Sự chuyển dịch phoi dọc mặt cắt trước của các răng cắt dưới tác dụng của lực quán tính và lực thủy động Sự dịch chuyển của các phoi kim loại dọc mạch cắt dưới tác dụng lực thủy động học; Quá trình lắp đầy phoi trong không gian của mạch cắt; Xác định lực cần thiết tác dụng lên khối phoi vật liệu vụn được tạo thành trong không gian của mạch cắt

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng chỉ sau 2 đến 5 vòng quay của trục dao không gian giữa các răng cắt đã được phoi lấp đầy Kết quả khảo nghiệm cho phép khẳng định rằng: Khi gia công thép và gang ở chế độ tiêu chuẩn có

từ 30÷100% trường hợp không có khả năng tự thoát phoi được nhờ lực quán tính mà muốn quá trình thoát phoi được thuận lợi cần thiết phải có thêm lực tác dụng Trong quá trình gia công, phoi thép cũng nhanh chóng được lấp đầy rãnh cắt; chỉ sau 10÷30 mm chiều dài mạch cắt

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng: Nếu chủ động đẩy phoi

ra khỏi không gian giữa 2 răng cắt (hầu răng) và phoi cắt ra khỏi không gian của mạch cắt cho phép tăng năng suất lên 2 lần lần nhờ tăng lượng chạy dao

từ 100mm/p lên 200 mm/p mà vẫn đảm bảo được yêu cầu chất lượng bề mặt của rãnh và tuổi bền của dao phay tăng 3lần so với phương pháp bôi trơn làm mát thông thường và tăng 6 lần so với trường hợp không sử dụng chất làm mát

Trong công trình [21], tác giả Lobanov.A.A đã nghiên cứu quá trình phay thép tôi có độ cứng lớn hơn 45HRC Trong quá trình nghiên cứu tác giả

đã khảo sát nhiệt ở vùng cắt gọt, xác định nhiệt độ; kiểm tra cấu tạo tinh thể

và độ cứng của phoi thép và đưa ra phương pháp chọn chế độ cắt gọt, khi phay thep qua tôi cứng; Xác định yêu cầu kỹ thuật của máy phay sử dụng để phay các hợp kim cứng Sử dụng phương pháp phay kim loại ở trạng thái tôi cứng mà đề tài đề xuất góp phần nâng cao năng suất, giảm độ nhám, giảm chi phí gia công của các chi tiết máy

Trong công trình [22], 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 công trình nghiên cứu [25], 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 [27],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 giảm 6÷10% so với đầu măng danh bình thường và chất lượng gia công tăng lên rõ rệt

Trong công trình [20], tác giả Kirukhin.D.E cho rằng: 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 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

+ Hướng thứ hai: Nghiên cứu hoàn thiện kết cấu máy và quá trình cắt gọt kim loại

Trong công trình [13], các tác giả Antônhiuk.B.C,Uxachev.P.A đã xây dựng được mô hình toán học để tính toán các thành phần của lực cắt sinh ra trong quá trình phay đường viền các hợp kim khó gia công bằng dao phay ngón Phân lực tiếp tuyến Px và phân lực vuông góc Py của lực cắt khi phay phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố đó là chiều sâu cắt, lượng chạy dao, góc gặp, loại vật liệu…

Kết quả nghiên cứu của các học giả trên có thể dùng để nghiên cứu sự ảnh hưởng của lực cắt đến độ bền lưỡi phay và độ chính xác gia công trong quá trình phay các hợp kim khó gia công bằng dao phay ngón

Trong công trình [22], tác giả Frolov.A.N đã nghiên cứu nâng cao ổn định rung khi phay trên cơ sở sử dụng lưỡi phay mặt đầu có độ cứng thay đổi

đã góp phần làm hoàn thiện kết cấu của lưỡi phay Tác giả đã xây dựng được

mô hình toán học miêu tả quá trình dao động uốn của dao phay có độ cứng không đổi và dao phay có độ cứng thay đổi Mô hình hóa quá trình thay đổi lực cắt khi gia công bề mặt bằng lưỡi phay mặt đầu có độ cứng của các răng

cắt không đổi và lưỡi phay có độ cứng của các răng cắt thay đổi Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thu được, tác giả đã đề xuất được phương pháp tạo lưỡi dao phay có răng cắt thay đổi độ cứng để tăng độ ổn định rung khi phay

Trong công trình [23], tác giả Plavnik.C.L đã nghiên cứu nâng cao độ bền vững và độ ổn định của quá trình cắt khi gia công chi tiết máy bằng phương pháp phay định hình nhằm nâng cao độ chính xác khi gia công chi tiết máy Bằng thực nghiệm đã xác định được sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến lực cắt dưới dạng hàm phi tuyến Kết quả áp dụng các biện pháp loại trừ khả năng phát sinh dao động và giảm biên độ dao động đến mức cho phép đã làm tăng được độ ổn định khi cắt và nâng cao được độ chính xác khi gia công lên 1đến2 nhóm, sai lệnh hình dạng 0,5 ÷ 1 bậc chính xác, độ nhám giảm 35 ÷ 55%

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

Ở nước ta, ngay từ thập kỷ 70, nhà máy Cơ khí Hà Nội đã chế tạo được máy phay vạn năng 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 như máy phay vạn năng nằm ngang 6H82, FU5 của Hungari

và Cộng hoà Séc

Hiện nay, trong sản xuất ở nước ta sử dụng các loại máy phay nhập từ Belarus như: Máy phay đứng ORSHA-F32U có kích thước bàn máy 320x1400 công suất 9,6kW; máy phay ngang ORSHA F-32SH (hình 1.7); Máy phay vạn năng ORSHA F-32G Các loại máy phay nhập từ liên bang Nga như: Máy phay đứng vạn năng 6T12, 6T13 (hình 1.8).Các loại máy phay của Trung Quốc cũng được sử dụng rộng rãi ở các xí nghiệp qui mô vừa và nhỏ như máy phay ngang

X62G, X62GW, máy phay vạn năng XL6232G, BPV-4KV, XL6226A, sản phẩm của hãng Teng zhou;máy phay của hãng Denver với các mã hiệu như DM-180VA, DM-180VS, DM-4V, DM-4VS, DM-5V, DM-5VS (hình 1.9)có các thông số kỹ thuật chính như kích thước bàn máy 1524mm x 350mm,tốc độ trục chính 600÷3600 v/p, công suất động cơ trục chính 5HP

Đài Loan là một trong những nước có sản phẩm máy công cụ được nhập khẩu vào nước ta tương đối lớn.Một số hãng nổi tiếng như Shaanxi yuan hang với các máy phay mã hiệu X6126, X6426, LXD 2560, hãng Hochun với các máy phay mã hiệu UH-1250B, H-1250, HV-1250 HV-1250,UH-1250A (hình 1.10) có các thông số kỹ thuật chính:Kích thước bàn máy 400x1800mm, tốc độ trục chính 40÷1750 v/p, công suất động cơ chính 5,5kw

Hình 1.7 Máy phay ngang ORSHA F-32SH

Hình 1.8 Máy phay đứng vạn năng 6T12

Hình 1.9 Máy phay DM-5VS

Hình 1.10 Máy phay UH-1250A

Từ những phân tích trên cho thấy:Để đáp ứng nhu cầu sản xuất, nước ta

đã nhập nhiều loại máy phay từ các nước khác nhau trên thế giới, do đó nghiên cứu sử dụng máy phay sao cho hiệu quả để nâng cao năng suất, chất lượng gia công và hạ giá thành sản phẩm là rất cần thiết.Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau như ảnh hưởng của chiến tranh,kinh phí nghiên cứu hạn hẹp cho nên mãi đến những năm gần đây thì nghiên cứu về máy phayvà quá trình gia công kim loại trên máy phay mới được quan tâm nghiên cứu ở một số trung tâm nghiên cứu lớn như các trường đại học, các viện nghiên cứu chuyên ngành.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 [6], 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 [8], 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 [9], 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 cho hệ thống công nghệ gia công, đảm bảo chất lượng sản phẩm

Trong công trình nghiên cứu [10], tác giả Đỗ Như Hoàng đã nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu tới mòn dao và độ nhám bề

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 [11], 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

Máy phay là một trong những loại máy công cụ được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí chế tạo để gia công kim loại bằng cắt gọt Ở trên thế giới nghiên cứu về máy phay và quá trình phay kim loại đã được nghiên cứu tương đối đầy đủ và hệ thống Các nghiên cứu tập trung vào hai hướng để năng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm, trên cơ sở đảm bảo chất lượng gia công theo yêu cầu bằng nhiều cách khác nhau như xác định chế độ cắt tối thiểu, sử dụng phương pháp gia công tốc độ cao, sử dụng vật

liệu gia công thép qua tôi , nâng cao chất lượng sản phẩm; hoàn thành kết cấu máy và quá trình cắt gọt kim loại

Ở nước ta, trong sản xuất sử dụng chủ yếu các loại máy phay nhập khẩu từ nhiều nước khác nhau trên thế giới cho nên các nghiên cứu về máy phay và quá trình phay chủ yếu tập trung vào việc xác định chế độ cắt gọt hợp

lý ở các điều kiện cắt gọt khác nhau Đây là hướng nghiên cứu đúng và phù hợp với điều kiện hiện tại góp phần sử dụng hiệu quả các thiết bị nhập nội Tuy nhiên, trong tất cả các nghiên cứu trong và ngoài nước, chưa có công trình nào nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật của máy phay đến chi phí năng lượng riêng, một chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng máy và chi phí năng lượng là một phần chi phí đáng kể trong giá thành gia công một chi tiết máy trên máy phay, tiết kiệm năng lượng cũng là một vấn đề thời sự được quan tâm hiện nay ở nước ta và trên thế giới Chính vì vậy, với những ý

tưởng nêu ở trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay đĩa trên máy phay đa năng TUM20VS"

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

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Trên cơ sở xây dựng được mối quan hệ giữa các thông số cắt như tốc

độ cắt,lượng chạy dao với chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay đĩa trên máyphay TUM20VS, xác định được giá trị hợp lý củatốc độ cắt và lượng chạy daođảm bảo được yêu cầu chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt rãnh phay 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 đa

năng mã hiệu TUM20VS.Đây là máy phay vạn năng sản xuất tại Đài loan là loại máy phay được dùng ở các công ty có qui mô sản xuất vừa và nhỏ ở nước ta…Máy được lắp tại trung tâm thí nghiệm,thực hành khoa Cơ điện và Công trình để phục vụ cho công tác đào tạo

Vật liệu,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 C45,sản phẩm là các rãnh phay trêntrục thép.Dao phay đĩa 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 riêngvà chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm là độ nhám

bề mật.Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố như tốc độcắt,lượng chạy dao đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi

phay rãnh bằng dao phay đĩathép C45, loại thép thông dụng sử dụng làm trục trên máy phayTUM20VS

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 phay rãnh một chi tiết máy bằng dao phay đĩa 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 nhám bề mặt rãnh 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 phay rãnh chi tiết trên máy phay

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

- Xác định mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng:tốc độ cắt,lượng chạy daođến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt rãnh phay

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 Từ các kết quả đó làm cơ sở lựa chọn và xác định thông số hợp lý của máy phay đa năngTUM20VS

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

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

độ cắt khác nhau khi phay rãnh bằng dao phay đĩa

- Xác định chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt ứng với các thông số khác nhau của máy phay đa năngTUM20VS khi phay rãnh bằng dao phay đĩa

- Xác định chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt rãnh phay khi vận hành máy phay TUM20VSvới các thông số hợp lý của tốc độ cắt và lượng chạy dao

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 trong các công trình

nghiên cứu tổng hợp 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 nhưng 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

Nội dung và phương pháp luận của phương pháp qui hoạch thực nghiệm:

2.4.1 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 [7]:

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 n

n

x f x

n i i

) 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







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:

χn2=l 

1 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[7], với k=n-1 là bậc

tự do và mức ý nghĩa α=0,05

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:

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

2.4.2 Thực nghiệm đơn yếu tố

Nhiệm vụ cơ bản của thực nghiệm đơn yếu tố là xác định các thông số ảnh hưởng đã phân tích ở chương 2 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 Số thí nghiệm lặp lại m=3

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, [7] như sau:

a Đánh giá tính đồng nhất của phương sai

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





1 u

2 u

2

m ax tt

S s

) 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

u

S Trong đó luôn có giá trị 2

m ax

S tt

G - Chuẩn Kohren tính toán theo thực nghiệm Trong đó bậc tự do ở

tử số γm1 và ở mẫu số K=N.(m-1)

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 α, hoặc bậc tự do và ký hiệu G btra bảng [7]

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:

F= 22

1 n

u Y ) Y ( 1 N

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





1 n

2 u 2

1 u u

y N

Nếu giá trị tính toán F<Fb thì ảnh hưởng của thông số vào là không đáng kể trong khuôn khổ ảnh hưởng của các biến ngẫu nhiên Nguyên nhân gây nên trường hợp này là đưa vào thí nghiệm những thông số không có ảnh hưởng đáng kể hoặc bước biến đổi của thông số quá bé, dẫn đến hiệu ứng ảnh hưởng của thông số nhỏ so với nhiễu

Nếu F>Fb 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

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

e

S do nhiễu tạo nên theo tiêu chuẩn Fisher

Nếu tỷ số hai phương sai này S2/ 2

e

S càng nhỏ thì tính thích ứng của mô hình càng mạnh Ngược lại nếu nó càng lớn thì tính thích ứng càng yếu Khi vượt khỏi ngưỡng của giá trị thống kê Fb thì mô hành bị coi là không tương thích

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

* (Y y) K

γ1=N- K*.γ2= N(mu-1) (2.22)

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 ước lượng bởi 2

e

S Sự khác biệt không còn trong phạm vi sai số ngẫu nhiên nữa, vì thế ngoài sai số theo nhiễu, nguyên nhân khiến sai số thống kê đó vượt trội số hệ thống sai lệch bổ sung do sự sai lệch không tương thích của mô hình so với đối tượng nghiên cứu

Trong trường hợp này để có mô hình tương thích có thể chọn các giải pháp sau:

+ Phức tạp hóa mô hình bằng cách nâng bậc cao hơn

+ Lập lại thực nghiệm với khoảng và mức biến thiên của thông số vào nhỏ hơn

e Xây dựng đồ thị ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào đến thông số đầu ra

Dựa vào mô hình thực nghiệm thu được ta có thể xây dựng đồ thị ảnh hưởng của các thông số đầu vào X đến các thông số đầu ra là chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt của máy phay

2.4.3 Thực nghiệm đa yếu tố

Để sử dụng phương pháp thực nghiệm đa yếu tố cần có các điều kiện [7]

- Phải là hàm khả vi

- Chỉ có một cực trị trong khoảng các yếu tố biến thiên

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố được thực hiện theo các bước sau:

- Chuẩn bị dụng cụ đo, máy móc thiết bị thí nghiệm

- Chọn phương án thích hợp cho thí nghiệm

- Tổ chức thí nghiệm

- Gia công số liệu thí nghiệm

Phân tích và giải thích kết quả nhận được bằng thuật ngữ của các lĩnh vực khoa học tương ứng

a Chọn phương án quy hoạch thực nghiệm và lập ma trận thí nghiệm

Căn cứ vào kết quả thực nghiệm đơn yếu tố Nếu kết quả thực nghiệm đơn yếu tố cho ta quy luật tương quan phi tuyến thì có thể bỏ qua việc tiến hành thực nghiệm bậc 1 và thực nghiệm theo phương án quy hoạch bậc 2

Trong số các kế hoạch thực nghiệm thì kế hoạch trung tâm hợp thành là

kế hoạch xuất hiện sớm nhất, nhưng hiện nay vẫn được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu