Ứng dụng phương pháp Taguchi trong nghiên cứu ảnh hưởng các thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay thép làm khuôn bằng dao phay mặt đầu trên máy phay CNC

- BÙI TIẾN TÀI ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI TRONG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY THÉP LÀM KHUÔN BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TRÊN MÁY PHAY CNC CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ KHOÁ 2015A Hà Nội – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- BÙI TIẾN TÀI ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI TRONG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY THÉP LÀM KHUÔN BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TRÊN MÁY PHAY CNC Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : 1.
- CÁC PHƯƠNG PHÁP PHAY VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KHI PHAY.
- Các phương pháp phay.
- Phân loại dao phay.
- Kết cấu và thông số hình học dao phay.
- CÁC THÔNG SỐ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KHI PHAY.
- Các thông số công nghệ.
- Các yếu tố cắt khi phay.
- Hình dạng hình học bề mặt lý tưởng.
- Tính chất hình học của bề mặt gia công.
- Tính chất cơ lý của bề mặt gia công.
- CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT.
- Thông số hình học của dụng cụ cắt.
- Ảnh hưởng của tốc độ cắt.
- Ảnh hưởng của lượng chạy dao.
- Ảnh hưởng của chiều sâu cắt.
- Ảnh hưởng của vật liệu gia công.
- ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ NHÁM BỀ MẶT TỚI TÍNH CHẤT SỬ DỤNG CỦA CHI TIẾT MÁY.
- PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ NHÁM.
- 57 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI.
- CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ THỰC NGHIỆM 58 3.1.1.
- Phương pháp truyền thống (phương pháp bình phương cực tiểu.
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
- Phương pháp Taguchi.
- 60 3.2 ĐẶC ĐIỂM PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI.
- Các ưu, nhược điểm của phương pháp Taguchi.
- CÁC BƯỚC ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI.
- 83 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI ĐỂ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ TỐI ƯU.
- ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI ĐỂ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ TỐI ƯU.
- HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO.
- 70 Bảng 4.1: Thành phần hóa học thép SKD11.
- Bảng thông số kỹ thuật máy CNC TC500.
- 86 Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật chuôi dao phay mặt đầu BT30.
- Thông số kỹ thuật thân dao BAP400R-50-22-4T.
- 89 Bảng 4.6: Bảng trực giao L9.
- 91 Bảng 4.7: Giá trị thông số công nghệ trong thực nghiệm.
- 98 Bảng 4.12: Độ nhám Ra ứng với chế độ cắt tối ưu.
- 100 6 DANH MC CC HNH V, Đ TH Hình 1.1: Phay thuận và phay nghịch.
- 14 Hình 1.2: Phay đối xứng.
- 15 Hình 1.3: Phay không đối xứng.
- 15 Hình 1.4: Các dạng mảnh cắt hợp kim cứng và gá kẹp trên thân dao.
- 21 Hình 1.5: Các loại dao phay.
- 29 Hình 1.6: Thông số hình học dao phay mặt đầu.
- 30 Hình 1.7: Tốc độ cắt khi phay.
- 31 Hình 1.8: Chiều sâu cắt t khi phay.
- 33 Hình 1.9: Các thông số của quá trình cắt khi phay 0t.
- 33 Hình 1.10: Thông số lớp cắt khi phay bằng dao phay trụ.
- 35 Hình: 1.11: Thông số lớp cắt khi phay bằng dao phay mặt đầu.
- 35 Hình 1.12: Chiều dày cắt khi phay bằng dao phay hình trụ.
- 36 Hình 1.13: Chiều dày cắt khi phay bằng dao phay mặt đầu.
- 37 Hình 1.14: Chiều rộng cắt bi và chiều dày cắt ai khi phay bằng dao phay trụ răng nghiêng.
- 38 Hình 2.1: Dạng hình học vĩ mô trên bề mặt chi tiết do lưỡi cắt có r=0.
- 43 Hình 2.2: Dạng bề mặt lý tưởng của cho tiết máy khi tiện, bào với lưỡi cắt có r≠ 0.
- 43 Hình 2.3: Độ nhám bề mặt chi tiết.
- 45 Hình 2.4: Tổng quát về độ nhám và độ sóng bề mặt của chi tiết máy.
- 48 Hình 2.5: Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công thép .
- 51 Hình 2.6: Ảnh hưởng của lượng chạy dao S tới chiều cao nhấp nhô tế vi Rz 52 Hình 2.7: Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt Ra tới độ mòn U của chi tiết.
- 54 Hình 2.8: Máy đo độ nhám SV-2100 Mitutoyo.
- 57 Hình 4.1: Hình ảnh mẫu phôi gia công.
- 85 7 Hình 4.2: Máy phay TC500.
- 85 Hình 4.3: Dao phay mặt đầu BT30.
- 87 Hình 4.4: Thân dao phay mặt đầu BT30.
- 88 Hình 4.5: Thân gá mảnh dao BAP400R-50-22-4T.
- 89 Hình 4.6: Mảnh dao HKC APMT 1604 – PDTR.
- 90 Hình 4.7: Thông số kích thức của mảnh dao HKC APMT 1604 – PDTR.
- 90 Hình 4.8: Ảnh hưởng của tốc cắt V đến độ nhám bề mặt Ra.
- 98 Hình 4.9: Ảnh hưởng của lượng chạy dao S đến độ nhám bề mặt Ra.
- 99 Hình 4.10: Ảnh hưởng của tỷ lệ S/N khi thay đổi chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt.
- Do vậy việc nghiên cứu và tối ưu quá trình gia công thép SKD11 và việc lựa chọn bộ thông số chế độ cắt (v, s, t) để nâng cao chất lượng của sản phẩm là việc rất cần thiết.
- Đối với trong nước, các nghiên cứu trước đó đã chỉ ra nhiều lợi ích của việc tối ưu hóa chế độ cắt khi thực hiện trên máy CNC đem lại như: Nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số công nghệ khi phay cao tốc của tác giả Hoàng Tiến Dũng trình bày trong luận án tiến sĩ [15].
- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế 10 độ cắt đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công thép hợp kim CR12MOV tác giả Phạm Văn Hiển đã trình bày trong luận văn thạc sĩ [19].
- Trên thế giới, đã có những nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả khi phay bằng máy phay CNC: Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số hình học của dao và các thông số chế độ cắt trong gia công tinh bằng phay ngón tác giả Hedi Yangui1 , Bacem Zghal đã trình bày trong bài báo tại hội nghị quốc tế thiết kế và sản suất tại Ấn Độ [8], Tối ưu hóa các thông số cắt để cải thiện độ nhám bề mặt khi phay gang sử dụng phương pháp Taguchi và phân tích Anova của tác giả Dr.
- tối ưu hóa thông số chế độ cắt khi phay thép không rỉ sử dụng phương pháp Taguchi của tác giả G.Guruvaiah Naidu và A.
- Venkata Vishnu trình bày trong tạp chí quốc tế cơ khí và kỹ thuật sản xuất [10], tối ưu hóa thông số chế độ cắt khi phay cứng thép là khuôn dập nóng của tác giả Chien-Hung Liu and Huei-Chu Weng tại tạp trí khoa học và ứng dụng đại học quốc gia, thành phố Cao Hùng, Đài Loan [11], Tối ưu hóa các thông số công nghệ khi phay cao tốc dựa trên việc phân tích sự biến đổi màu xám và các thành phần chính của vật liệu của tác giả Jibin Zhao, Weijun Liu, Trung Quốc [12.
- tuy nhiên chưa có nghiên cứu nhằm tối ưu chế độ cắt khi phay thép SKD11 bằng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng sử dụng phương pháp Taguchi và phân tích phương sai ANOVA.
- Chính vì vậy, tác giả chọn đề tài nghiên cứu luận văn thạc sĩ: Ứng dụng phương pháp Taguchi trong nghiên cứu ảnh hưởng các thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay thép làm khuôn bằng dao phay mặt đầu trên máy phay CNC.
- Mục đích nghiên cứu của luận văn Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu được mức độ ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt (tốc độ cắt V, lượng tiến dao S và chiều sâu cắt t), cũng như tương tác của chúng đến độ nhám bề mặt gia công khi ứng dụng phương pháp Taguchi và phân tích phương sai ANOVA.
- Từ đó, tìm ra bộ thông số chế độ cắt tối ưu trong miền thực nghiệm nhằm đạt được độ nhám bề mặt gia công (Ra) là nhỏ nhất.
- Tổng quan về quá trình phay và dao phay - Chất lượng bề mặt chi tiết sau khi gia công cơ - Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm Taguchi - Thiết kế thực nghiệm và tiến hành thực nghiệm - Xử lý sô liệu thực nghiệm, phân tích kết quả thực nghiệm - Đánh giá và đưa ra kết luận 3.
- Phương pháp nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và phân tích các công trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực của đề tài, kết hợp với thực nghiệm để xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt, cũng như tương tác của chúng đến độ nhám bề mặt từ đó tìm ra bộ thông số chế độ cắt tối ưu trong miền thực nghiệm nhằm đạt được độ nhám bề mặt (Ra) gia công là nhỏ nhất.
- Đề tài này sử dụng phương pháp nghiên cứu suy diễn lý thuyết kết hợp với với phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi cùng với phương pháp phân tích phương sai ANOVA.
- Ý nghĩa khoa học - Đóng góp vào việc nghiên cứu tối ưu hóa chế độ cắt cho phương pháp phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng nhằm đạt 12 được độ nhám bề mặt (Ra) là nhỏ nhất bên cạnh đó giảm thời gian và chi phí gia công.
- Sử dụng phương pháp Taguchi và phân tích phương sai ANOVA để đánh giá được sự ảnh hưởng của bộ ba thông số chế độ cắt (v, s, t) đến độ nhám bề mặt.
- Làm phong phú thêm lý thuyết trong quy hoạch thực nghiệm và xử lý dữ liệu thực nghiệm, quá trình tối ưu hóa các thông số công nghệ trong điều kiện tại Việt Nam.
- Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài mang tính ứng dụng cao, kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho việc lựa chọn bộ thông số chế độ cắt tối ưu để khi phay thép làm khuôn SKD 11 trên máy phay CNC bằng dao phay mặt đầu chắp mảnh HKC nhằm đạt được độ nhám bề mặt là thấp nhất.
- Đưa phương pháp Taguchi vào trong thiết kế thực nghiệm và tính toán mức độ ảnh hưởng của thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt.
- Các phương pháp phay và đặc điểm của quá trình cắt khi phay 1.1.1.
- Khái niệm cơ bản về gia công phay: Phay là phương pháp gia công phổ biến, có khả năng công nghệ rộng rãi.
- Ngoài phay mặt phẳng, phay còn gia công được nhiều bề mặt định hình khác nhau như phay rãnh, bậc, ren, bánh răng.
- Dao phay có nhiều lưỡi cắt cùng làm việc nên đạt năng suất và chất lượng bề mặt chi tiết cao hơn rất nhiều so với bào, xọc.
- Phay là phương pháp gia công cắt gọt kim loại có phoi, dưới tác dụng của nhiều lưỡi cắt nhằm tạo ra chi tiết có hình dáng và kích thước theo yêu cầu.
- Các phương pháp phay a.
- Phay thuận (hình 1.1a): Trong quá trình phay, dao quay cùng chiều với phương chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công.
- 14 - Thành phần lực nằm ngang Px đẩy chi tiết theo phương chuyển động chạy dao nên sự tiếp xúc giữa bề mặt ren của vít me truyền lực và đai ốc có thể không liên tục, điều này làm cho bàn máy chuyển động bị giật cục, do đó sinh ra rung động.
- Hình 1.1: Phay thuận và phay nghịch b.
- Phay nghịch (hình 1.1 b): Trong quá trình gia công, dao và chi tiết có chuyển động ngược chiều nhau.
- Thành phần lực nằm ngang Pn có xu hướng làm tăng cường sự ăn khớp giữa bề mặt ren vít của vít me và đai ốc, cho nên không gây ra độ rê và tránh được rung động.
- Vì ở thời điểm lưỡi cắt bắt đầu tiếp xúc với chi tiết, chiều dày cắt a=0, nên xảy ra sự trượt giữa lưỡi cắt và bề mặt gia công.
- Điều này ảnh hưởng xấu đến độ bóng bề mặt gia công, đồng thời lưỡi cắt nhanh bị mòn

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt