Tóm tắt luận án tiến sĩ nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số công nghệ khi phay cao tốc

1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
N y n y p y o t
H
Sp
M ll n – HSM) l một tron
n ữn ôn n ệ qu n trọn
n đầu tron nền ôn n ệ
ôn
ện
đạ . Do tín p ứ tạp ủ HSM o tớ n y vẫn òn rất n ều âu ỏ mở
l ên qu n tớ lĩn vự n y. Cá đặ đ ểm kỹ t uật đặ tín bề mặt
ất
lượn sản p ẩm v
ệu quả k n tế ó t ể đạt đượ t ôn qu quá trìn
ôn
o t . Ngày nay vớ tín ưu v ệt ủ mìn ôn n ệ
ôn
o t trên t ế ớ đ n p át tr ển rất mạn mẽ. Tuy n ên đ vớ V ệt
Nam gia côn
ot
òn mớ mẻ n y ả đ vớ các ơ sở n ên ứu
ũn n ư á do n n ệp. Do n u ầu ủ t ự tế một s ơ sở đã đầu
tư tr n t ết bị
ôn
o t k á đắt t ền n ưn mứ độ t ếp n ận
ôn n ệ ư đầy đủ k t á t ết bị ư ệu quả v tr ệt để. Đây l
ơ sở v độn lự để tá
ả ọn lĩn vự n ên ứu

ôn
ot
vớ mụ t êu nân
o ất lượn bề mặt
t ết
ôn v tăn tuổ bền
ụn ụ ắt k p y o t .
Tron
ôn
ot
năn suất v
ất lượn
ôn p ụ t uộ
v o rất n ều yếu t ản ưởn ủ á yếu t vật l ệu ụn ụ ắt v
t ôn s ìn ọ ủ ụn ụ đã đượ ãn
ế tạo ụn ụ ắt n ên
ứu v
ứn m n [38, 57]. Đ vớ một ệ t n ôn n ệ n ất địn t ì
năn suất y ất lượn bề mặt p ụ t uộ
ủ yếu v o t ôn s
ế độ
ắt đượ
đặt. Vì vậy đ ều k ển á t ôn s
ế độ ắt l p ươn p áp
ơ bản v ệu quả để k ểm soát ất lượn
ôn v nân
o ệu quả
sử ụn trang t ết bị. Đặ b ệt ơn nữ bề mặt
t ết s u k
ôn

ot
ó t ể đạt độ bón bề mặt tươn đươn vớ p ươn p áp
ông
m t ờ
n đán bón bề mặt s u k
ôn
o t n ỏ ơn rất
n ều so vớ p ươn p áp
ôn truyền t n năn suất bó tá
o
ơn p ươn p áp
ôn truyền t n [46]. Tuy vậy kéo t o đó ụn
ụ ắt mòn n n ơn tron quá trìn
ôn vì t độ ắt lớn. Do đó
v ệ p ân tí v xây ựn mô ìn toán ọ ản ưởn ủ
ế độ ắt
đến ất lượn bề mặt v lượn mòn o từ đó xá địn
ế độ ắt t ưu
tron quá trìn
ôn p y o t .
Vớ sự p át tr ển k ôn n ừn ủ ứn ụn ôn n ệ t ôn t n v
k o ọ máy tín tron sản xuất n ư: 1) Tí
ợp á quá trìn : Cá máy
ôn ụ ó t ể t ự ện n ều n ệm vụ v n ều trụ trên ùn một máy;
2) Dòn ữ l ệu
ều: STEP-NC một uẩn ữ l ệu mớ đượ sử
ụn
o á máy ôn
ụ để tr o đổ ữ l ệu ữ á
ệ t n

2
CAD/CAM v máy ôn ụ; 3) Đ ều k ển t í n
trong quá trình gia
công ủ máy ôn ụ [53]; 4) Ứn ụn trí tuệ n ân tạo t uật toán t ến
ó ) tron tín toán t ưu ó đặ b ệt tron lĩn vự ơ k í l xu ướn
tất yếu v ần t ết. Đây ũn l một p ần rất qu n trọn tron v ệ xây
ựn á ệ t n máy t ôn m n tự t í n
tron quá trìn ia công,
úp tăn năn suất v
ất lượn sản p ẩm Máy ôn ụ tự t í n
ó
á
ươn trìn máy tín vớ á đặ tín n ư: tự trị năn lự ợp tá
k ả năn p ản ứn v tín
ủ độn [4]).
Từ n ữn p ân tí nêu trên tá
ả ọn đề t “Nghiên cứu tối ưu
hóa một số thông số công nghệ khi phay cao tốc”, n ằm mụ đí xá
địn
ế độ ắt t ưu v tự t ưu ó S fl-Opt m z n ) ế độ ắt tron
quá trìn p y o t , óp p ần khai thác ứn ụn ó ệu quả trang
t ết bị ụn ụ p y o t
p ụ vụ đ o tạo sản xuất v l m ơ sở o
á n ên ứu t ếp t o.
2. Mục đích nghiên cứu
- N ên ứu ơ sở lý t uyết độn lự ọ quá trìn p y o t .
- Xây ựn đượ m qu n ệ ữ á t ôn s
ế độ ắt vớ lự ắt

n ám bề mặt run độn v mòn ụn ụ ắt. Xây ựn m qu n ệ ữ
lượn mòn ụn ụ ắt vớ ế độ ắt v t ờ
n
ôn .
- Xây ựn
m mụ t êu t ưu ó t ết lập đ ều k ện r n buộ m ền
ớ ạn đ vớ ệ t n ôn n ệ để ả b toán t ưu ó
ế độ ắt
k p y ot .
- Xây ựn p ần mềm tín toán ế độ ắt t ưu v tự t ưu ó S lf Opt m z n ) ế độ ắt tron quá trìn
ôn k xét đến mòn ụn ụ
cắt v độ n ám bề mặt ự trên t uật toán t ưu ó bầy đ n P rt l
Swarm Optimization (PSO)).
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu ủ luận án l quá trìn
ôn b ên ạn k
p y o t bằn
o p y n ón l ền k
vật l ệu
công thép C45 trên
máy p y o t Super MC500.
Phạm vi nghiên cứu: N ên ứu xây ựn qu n ệ toán ọ
ữ á
t ôn s
ế độ ắt vớ á đạ lượn trong quá trình p y o t
lự
ắt mòn o run độn v
ất lượn độ n ám bề mặt) . Trên ơ sở m
toán ọ đó, xá địn
ế độ ắt t ưu để đạt đượ độ n ám bề mặt v

lượn mòn o n ỏ n ất trong quá trình gia công thông qua hàm thích
n
mụ t êu.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Kết ợp n ên ứu lý t uyết vớ t ự n ệm.


3
5. Những đóng góp mới
- Ứn ụn p ươn p áp p ân tí p ươn s
ANOVA) trên p ần
mềm Ex l để xây ựn mô ìn toán ọ ản ưởn t ôn s
ế độ ắt
đến á yếu t lự ắt run độn mòn o v độ n ám bề mặt) tron
phay o t bằn
o p y n ón l ền k .
- N ên ứu v ứn ụn
ả t uật t ưu ó bầy đ n PSO) v o phay
o t để xá địn
ế độ ắt t ưu đảm bảo đượ độ n ám bề mặt v tự
t ưu ó S lf - Opt m z n ) ế độ ắt tron quá trìn
ôn theo
mt í n
về lượn mòn o v độ n ám bề mặt.
- Xây ựn đượ p ần mềm t ưu ó v tự t ưu ó S lf Opt m z n ) ế độ ắt bằn p ần mềm M tl b p ụ vụ tron n ên ứu
v sản xuất.
6. Cấu trúc của luận án
Gồm: Phần mở đầu; Chương 1: Tổn qu n về p y o t ; Chương
2: Cá t ôn s đặ trưn k p y o t bằn
o p y n ón l ền k ;

Chương 3: N ên ứu t ự n ệm v xây ựn mô ìn toán ọ quá
trìn p y o t ;Chương 4: Ứn ụn t uật toán t ến ó để t ưu ó
v tự t ưu ó quá trìn p y o t ; Kết luận và kiến nghị những
hướng nghiên cứu tiếp theo
7. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Đã xây ựn đượ một s mô ìn toán ọ k
phay thép C45 bằn
o p y n ón l ền k
trên máy p y o t c HS
Super MC500. Xây ựn v
ả t n ôn b toán t ưu ó v tự t
ưu ó
ế độ ắt trong quá trình gia công.
Ý nghĩa thực tiễn: Xây ựn p ần mềm v ết bằn M tl b vớ
ứ
năn xá địn
ế độ ắt t ưu vớ
m mụ t êu độ n ám bề mặt n ỏ
n ất v xá địn đượ t độ ắt v lượn
ạy o t í n
t o m
thích nghi mòn dao v độ n m bề mặt. Đây l ôn ụ ỗ trợ o n
ôn n ệ k ểm soát đượ
ất lượn
ôn độ n ám) n to n ụn ụ
tuổ t ọ) lự
ọn ế độ ắt t ưu p ù ợp vớ ưu t ên mụ t êu n o và
l ơ sở b n đầu o t ưu ó đ ều k ển t í n
quá trìn p y o
t .

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CAO TỐC
1.1 Lịch sử và khái niệm về gia công cao tốc
K á n ệm đầu t ên về HSM đượ đư r bở C rl S lomon v o năm
1931. Ôn
o rằn k t độ ắt đạt 5-10 lần t độ ắt truyền t ồn t ì
n ệt độ ủ p o sẽ ảm [17].


4
Một k á n ệm k á về
ôn
o t l ự v o tỉ lệ ủ ôn suất
vớ t độ n n n ất ủ trụ
ín Hp/ vòn /p út. Vớ máy ôn ụ
t ôn t ườn t ườn ó tỉ lệ Hp/ vòn /p út lớn ơn máy ôn ụ ắt o
t . T o t êu uẩn n y n
ớ p ân á
ữ
ôn t ôn t ườn
v
ôn
o t l k oản 0.005 Hp/ vòn /p út. Do vậy
ôn
o
t b o ồm á trụ
ín ôn suất từ 50Hp ó t ể qu y ở 10.000
vòn /p út 0.005 Hp/vòn /p út) v trụ
ín ôn suất 15Hp ó t ể đạt
tớ 30.000 vòn /p út 0.0005 Hp/vòng/phút).
1.2 Dụng cụ cắt sử dụng trong gia công cao tốc

Dụn ụ ắt tron
ôn
o t vớ yêu ầu về t độ ắt o ụn
ụ ắt p ả đảm bảo độ ứn vữn ổn địn k ả năn
n m mòn o
ấu trú t n t ể bền ứn …Đề đáp ứn đượ yêu ầu trong gia công cao
t t ườn sử ụn ụn ụ lớp p ủ CBN PCBN PCD T CN T N
TiAlN…
1.3 Sự hình thành phoi trong quá trình gia công
Vớ n ều t í n ệm trên ợp
k m n ôm vớ n ều vận t
ắt k á
n u từ 20÷260 m/s). R z Yous f
và Yoshio Ichida đã ỉ r rằn bề
n o p o t y đổ từ p o ây
đến ả bị n u k tăn vận t
ắt[50]. Tá
ả S.Dol ns k
S.Ek nov J.Kop t ự n ệm trên t ép ứn tron
ôn
ot v
ôn t ôn t ườn ìn 1.11 về sự ìn t n p o tron quá trình gia
công.
1.4 Lực cắt và nhiệt cắt trong quá trình gia công cao tốc
Đầu t ên lự ắt sẽ tăn k tăn vận t
ắt n ưn đến một vận t đủ
lớn nó sẽ bắt đầu ảm k t t ếp tụ tăn vận t
ắt. Một tron n ữn lý
do lự ắt o tạ vận t
ắt t ấp l o quá trìn ìn t n lẹo o òn

k ắt t độ o t ì lự ắt ảm so vớ ắt t độ t ấp o kí
ỡ ủ lẹo
o ảm đ v o sự ó mềm ủ vật l ệu
ôn ... K tăn t độ ắt
tổn n ệt lượn ũn tăn ần n ư tỉ lệ trự t ếp vớ v ệ tăn t độ bó
tá p o v ườn độ m sát ủ p o lên ụn ụ o t ấy n ệt tron


5
vùn ắt khi
ôn
ot
o ơn n ều lần so vớ
ôn truyền
t n .
1.5 Ảnh hƣởng độ ổn định của máy trong quá trình gia công cao tốc
Ản ưởn ủ máy đến độ ổn địn tron quá trìn
ôn
ot
đều quy về độ mềm ẻo độn lự ọ ủ máy. Độ mềm ẻo k ôn p ả l
ằn s m l đạ lượn p ụ t uộ v o n ều yếu t k á n u: Ản
ưởn ủ món máy v đ ều k ển lắp đặt ản ưởn m lắp ép ủ
á bộ p ận máy ản ưởn n ệt độ l m v ệ ủ máy. V ệ p ân tí
á yếu t ản ưởn đến run độn v mất ổn địn ủ máy tron quá
trìn
ôn l ần t ết tron tín toán t ưu ó v đ ều k ển t í
nghi.
1.6 Yêu cầu thiết bị cho gia công cao tốc
Để t ự
ện đượ

ôn
ot t ì ệt n
o v máy ũn ó
n ữn yêu ầu đặ b ệt, nó đượ t ết kế
ế tạo riêng: ấu trú máy v
trụ
ín p ả ó độ ứn vữn
o độ ổn địn n ệt o bộ đ ều k ển
p ả ó k ả năn xử lý n n ...
1.7 Đặc điểm và ứng dụng của gia công cao tốc
So vớ
ôn truyền t n t ì
ôn
ot
ó n ữn ưu đ ểm
nổ bật. Nó ó t ể l m ảm t ờ
n
ôn v
ảm đến 50%
p í
ôn tùy trườn ợp [47]. N ượ đ ểm ủ
ôn
o t l : Dụn
ụ ắt mòn n n
p đầu tư máy tr n bị ôn n ệ đắt t ền...Gia
ôn
o t ứn ụn tron n n
n k ôn độn ơ máy tín t ết
bị y tế k uôn mẫu
t ết máy ó độ ín xá

o vật l ệu ó độ ứn
o
t ết ó t n mỏn ...
1.8 Tổng quan về gia công cao tốc
 N ên ứu ủ tá ả nướ n o
Tá
ả S. Z n & J. F. L & J. Sun & F. J n n ên ứu ự đoán
mòn ụn ụ v lự ắt t y đổ k p y o t sử ụn
o p y n ón
răn
ắp 2 lưỡ ắt) đườn kín ụn ụ D=25mm để
ôn b ên
ạn vật l êu ợp k m T -6Al-4V k ôn sử ụn un ị trơn n uộ .
Qu đó p ân tí b ến t ên lự ắt v mòn o k
ôn
o t .
N ên ứu ủ tá
ả l ơ sở lý luận qu n trọn để n ên ứu ản
ưởn t ôn s
ế độ ắt tớ lự ắt v mòn ụn ụ ắt[55]. Tá ả V V
K L ks m Dr K V nk t Subb
n ên ứu mô ìn ó v t ưu ó
độ n ám bề mặt v năn suất ắt k
ôn t ép ứn bằn
op y
n ón l ền k
D=8mm. Đây l n ên ứu qu n trọn tron gia công thép
ứn để o n t ện ơn b toán ôn n ệ tá ả ần n ên ứu đến ản

6
ưởn ủ mòn o run độn tron quá trìn
ôn để b toán o
kết quả t ưu vớ ệ t n ôn n ệ ụ t ể t ến tớ đ ều k ển t í n
trong quá trình gia công[62].
Tá
ả Om r E. E. K. M. H. Om r đã n ên ứu xá địn ệ s lự
ắt v đán
á tron quá trìn
ôn p y o t sử ụn
op y
n ón D=10mm. Trên ơ sở đó tá
ả đã t ự n ệm đán
á xá địn
tần s r ên ủ ệ ụn ụ ắt đồ á tron ệ t n
ôn v ản
ưởn ủ độ đảo ụn ụ ắt đến run độn tron quá trình gia công.
Đây l ơ sở để đ ều ỉn
ệu ỉn t ôn s ôn n ệ đảm bảo k ôn
mất ổn địn tron quá trìn
ôn . L ơ sở để n ên ứu t ôn s
ế
độ ắt ản ưởn đến run độn tron quá trìn
ôn tron tươn l
[16]. Tá ả S b u n Ek nov ć đã k ảo sát n ữn ưu đ ểm về độ ín
xá v
ất lượn bề mặt k
ôn
o t . Qu n ên ứu o t ấy
y ất lượn bề mặt p ươn p áp

ôn
o t t t ơn n ều so vớ
p ươn p áp
ôn truyền t n [48].
 N ên ứu ủ tá ả tron nướ .
Tron nướ đã ó một s b báo nêu vấn đề n ên ứu
ôn
o
t . Tuy vậy lĩn vự
ôn p y o t
ư n ều ó đề t t ến sĩ
ủ tá ả TS. P n Văn H ếu n ên ứu “Xá địn m ền ổn địn k
ôn trên máy CNC b trụ t độ o” tìm r b ểu đồ qu n ệ
ều sâu
ắt v t độ trụ
ín m ền ổn địn k p y). Tuy vậy vấn đề n ên
ứu ế độ ắt t ưu để đảm bảo ất lượn v t uộ m ền ổn địn k
ôn tá
ả ư đề ập đến. Luận án t ến sĩ ủ tá
ả TS. N uyễn
Trọn H ếu đã n ên ứu tạ Trườn đạ ọ M
bur ủ Đứ đề t
“Mô ìn ó p y o t vớ
o p y ỏm ầu vớ sự n ấn mạn đặ
b ệt ất lượn bề mặt” đề t n ên ứu k ảo sát quá trìn p y vật l ệu
ó độ ứn k á n u v xây ựn mô ìn toán ọ ản ưởn t ôn s
ế độ ắt đến độ n ám bề mặt lự ắt mòn o v ản độ ứn vật l ệu
tớ độ n ám bề mặt trên ơ sở đó xây ựn p ần mềm t ưu ó
ế độ
ắt để đạt đượ

ất lượn độ n ám bề mặt t t n ất. Hơn nữ đ vớ
ôn
o t t ì á ãn
ế tạo ụn ụ ắt S o S n v k...t o J bro
về
ôn
o t đã n ên ứu v đư r p ươn p áp ắt đ ều k ện
ắt k p y o t k á vớ p ươn p áp p y truyền t n
op y
n ón l ền k
[57].
1.9 Giới hạn vấn đề nghiên cứu
Xuất p át từ đ ều k ện n ên ứu ện n y và xu ướn p át tr ển
trong t ờ
n tớ m mô ìn n ên ứu đượ t ự ện tron đ ều k ện
ụ t ể s u:


7
- Máy p y o t 3 trụ : HS Sup r MC500 t độ qu y trụ
ín :
100÷30000(v/phút) t
độ ị
uyển ủ b n máy ắt ọt:
1÷30000(mm/phút) t độ ạy k ôn lớn n ất: 48000 mm/phút). Hành
trìn ị
uyển ủ b n máy: XxYxZ=500x400x300 mm).
- Vật l ệu
ôn t ép C45.
- Dụn ụ ắt: D o p y n ón l ền k

đườn kín
o D) = đườn kín
uô = 20 mm; s lưỡ ắt : 4; Lớp p ủ Cooltop T AlN - Titan Nhôm
Nito); gó n ên H l x : 35 độ.
- Dun ị trơn n uộ Emux
Tron k uôn k ổ ủ luận án o đ ều k ện t ết bị k n p í v t ờ
n ó ạn o nên vấn đề n ên ứu đượ
ớ ạn l n ên ứu ản
ưởn ủ t ôn s
ế độ ắt vận t
ắt-v lượn
ạy o-f
ều sâu
ắt -ar) đến á t ôn s đặ trưn : Lự ắt độ n ám bề mặt run độn v
mòn o. V ản ưởn ủ
ế độ ắt v t ờ
n
ôn - đến mòn
dao trong quá trình gia công.
1.10 Kết luận ươn 1
V ệ p ân tí tổn qu n á t ôn s ôn n ệ và mức độ ảnh
hƣởng của các thông số trong quá trình gia công o t l ần t ết.
Đặ b ệt l á t ôn s
ế độ ắt ản ưởn tớ độ n ám bề mặt lự ắt
run độn v mòn o l các thông số đặc trƣng cơ bản nhất khi phay
cao tốc bằng dao phay ngón liền khối.
Vớ sự p át tr ển n y n mạn về mặt ôn n ệ
ôn
ot
v đò ỏ n y n k ắt k về ất lượn độ ín xá v k ả năn

k t á tr ệt để ệu quả tr n t ết bị ôn n ệ tron lĩn vự
ôn
o t đặ b ệt đ vớ V ệt N m. Đ ều n y t ô t ú tá ả t ự ện đề
t “ Nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số công nghệ khi phay cao tốc”
vớ á nộ un
ín s u đây:
- N ên ứu p ân tí
ơ sở lý t uyết á t ôn s đặ trưn k
p y o t bằn
o p y n ón l ền k ;
- N ên ứu t ự n ệm v xây ựn mô ìn toán ọ ản
ưởn ủ t ôn s
ế độ ắt đến á t ôn s đặ trưn ơ bản
ủ quá trìn p y o t ;
- N ên ứu ứn ụn t uật toán t ến ó ả b toán t ưu ó
v tự t ưu ế độ ắt tron quá trìn p y o t .

CHƯƠNG 2 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG KHI PHAY CAO
TỐC BẰNG DAO PHAY NGÓN LIỀN KHỐI
2.1 Lực cắt khi phay


8
2.1.1 Giới thiệu
Sơ đồ p ân tí
ản
ưởn độn lự ọ máy v
độn lự ọ
ôn tron
ệ t n công n ệ hình

2.1. Sơ đồ mô ìn quá trìn
ôn đượ sử ụn
n ên ứu vớ t ôn s đầu
v o v đán
á t ôn s
đầu r ìn 2.4[29].

Hệ thống công
nghệ

Hình 2.1 Ảnh hưởng động lực học máy và động lực
gia công trên hệ thống gia công [28]

Hình 2.4 Sơ đồ mô hình các thông số nghiên cứu

Hình 2.5 Biểu đồ xương cá các yếu tố ảnh hưởng
độ nhám bề mặt chi tiết gia công

Cá yếu t v
ện tượn ản
ưởn đến độ n ám bề mặt
t ết tron quá trìn
ôn .
Trong quá trình gia công có
rất n ều t ôn s ản ưởn tớ
lự ắt n ư b ểu đồ xươn á
hình 2.6.
2.1.2 Phân tích lực cắt trong
quá trình phay
Hình 2.6 Biểu đồ xương cá các yếu tố ảnh hưởng đến lực

Cá t n p ần n n t o
p ươn lượn
ạy o) lự p áp tuyến v t n p ần lự ọ trụ tá
độn lên o p y đượ bắt n uồn từ sơ đồ ân bằn lự xá địn đượ
p ươn trìn lự ắt n ư s u:
F x( )   F t cos   F r sin  

F y ( )   F t s in  F r cos  

F z ( )   F a



9
Cần lưu ý rằn á lự ắt ỉ xuất ện k
ụn ụ ắt đ n tron vùn
ắt ó n ĩ l F x( ), F y( ), F z( )  0khi st     ex , st và ex l ó ăn o
và góc thoát dao.
2.1.3 Phân tích lực trên lưỡi cắt của dao phay ngón
Tron quá trìn
ôn bằn
o p y n ón l ền k
tả trọn tá
độn có u kỳ ây r ứn suất t o u kỳ ơ ọ v n ệt tá ụn lên
o ắt ẫn đến tuổ t ọ ủ
o ắt ảm. Cá loạ
o p y n ón lưỡ
ắt xoắn đượ sử ụn để l m ảm sự t y đổ đột n ột á t n p ần
run độn ủ lự ắt v đượ sử ụn k
ều sâu ắt lớn n ưn

ều
rộn ắt n ỏ. C ứ năn
ín ủ
ún l p y đườn b o để đạt đượ
ất lượn bề mặt đườn b o. Sự xoắn ủ răn ắt l m tăn ần ần lự
ọ t o đườn rãn xoắn ủ
o p y n ón [63].
2.1.4 Phân tích mô hình lực cắt dao phay ngón
Trên ơ sở p ân tí mô ìn lự ắt o p y n ón khi gia công rãnh
ụn ụ ắt ó v o o l 
và góc thoát dao 
ta có lự ắt trun
bìn trên mỗ bướ răn tín n ư s u:
̅
̅
̅

}

Tron đó: Krc, Ktc, Kac: ệ s lự ắt t o p ươn p áp tuyến t ếp tuyến
v ọ trụ ; N: S lưỡ ắt; p: C ều sâu ắt t o p ươn ọ trụ .
2.2 Độ nhám bề mặt chi tiết gia công
Độ n ám bề mặt l một tron n ữn
ỉ t êu kỹ t uật qu n trọn ủ
ất lượn bề mặt m k á
n yêu ầu tron quá trìn
ôn sản
p ẩm. Tron quá trìn
ôn đặ b ệt đ vớ
ôn

ot
á n
ôn n ệ luôn mon mu n đ ều k ển ế độ ắt T độ trụ
ín
lượn
ạy o
ều sâu ắt…) để đạt đượ độ n ám bề mặt t t n ất.
2.3 Rung động
Tron quá trìn
ôn
t n ất.
ều sâu ắt…) qu n trọn ủ
ất lượn bề mặt m k á
n yêu ầu tron quá trìn
ôn sản
p ẩm. Tron quá trìn
ôn đặ b ệt đ vớ
ôn
o t
á
n run độn ủ lự ắt v đượ sử ụn k tượn run độn rất phrong
quá trìn
ôn
n tron quá trìn
ôn : lr ôn đn pb lượn bề
mặt m k á
n yêu ầu tron quá trìn
ôn sản p ẩm. Tron quá

10
trìn
run đquá trìn
ôn n tron quá trìn
ôn : lrb n : lr
côh ưun đquá trìn
ôn
thì quá trình cgia công cg cn trong quá
trìn
ôn : lr ôn : lrb lư lr
Tron su t quá trìn bó tá vật l ệu ụn ụ ắt ịu tá độn bở
t n p ần lự ắt tứ t ờ t o p ươn t ếp tuyến Ft t o p ươn p áp
tuyến Fr, t o p ươn ọ trụ Fa ệ t n lự ắt o p y n ón k
p y b ên ạn ). Xét tạ một đ ểm t ếp xú ữ ụn ụ ắt v p ô ó b
t n p ần lự tá ụn lên ụn ụ ắt Lự ắt t o p ươn x: Fx lự
ắt t o p ươn y: Fy t o p ươn z: Fz) trong hệ tọ độ Descartes OXYZ
đượ xá địn n ư ìn 2.20

P ươn trìn độn lự
̈( )
̈( )

ọ N wton
̇( )
̇( )

o ệ
( )
( )

bậ tự o
(
(

)
}
)

Tron đó: T là chu kỳ răn ắt của dụng cụ(
); : vận t
ó
qu y ủ trụ
ín ; N: S răn ắt ủ ụn ụ; mx, my l k
lượn ủ
ệ k: độ ứn ủ lò xo N.m) x, cy: ệ s
ảm ấn t ự tế N.s/m).


11
Qu quá trìn tìm ểu n uyên n ân v p ân tí run độn tron quá
trình gia công ph y o t bằn
o p y n ón. Mô ìn ó sơ đồ k
m truyền để mô p ỏn run độn tron quá trìn
ôn n ư ìn
2.23.

2.4 Mòn dụng cụ cắt
K
vật t ể t ếp xú ó uyển độn tươn đ vớ n u ả
sẽ

bị m mòn. Độ mòn ủ mỗ vật t ể p ụ t uộ v o bản ất ủ vật đó
t độ uyển độn đ ều k ện t ếp xú tả trọn
ệ s m sát) mô
trườn t ếp xú
ất bô trơn). Tron quá trìn
ôn ụn ụ ắt bị
m mòn ả mặt trướ v mặt s u mặt trướ t ếp xú vớ p o mặt s u
t ếp xú vớ bề mặt
t ết
ôn ). Để ó t ể t ết lập đượ m qu n ệ
t y đổ ó quy luật ủ sự m mòn ần p ả n ên ứu ơ ế m mòn:
M mòn o ảy ính, mài mòn do o xướ mòn k uyế tán mòn hóa
ọ mòn o n ệt. Tuy vậy tron qúa trìn
ôn p y á k ểu mòn
ín ủ
o p y n ón t o t êu uẩn ISO 8688[23] l : Mòn t o mặt
s u đặ trưn lượn mòn mặt s u VB mòn t o mặt trướ mòn đồn t ờ
mặt trướ v mặt s u mòn tù lưỡ ắt. Qua á n ên ứu o t ấy lượn
ạy o n tăn tuổ bền ụn ụ ắt n n ỏ y mòn n lớn. Tuy
vậy đườn ản ưởn k ôn p ả tăn tuyến tín vẫn ó á trị o tuổ
bền ụn ụ ắt o n ất. Để xá địn t ôn s
ế độ ắt t ưu tuổ bền
ụn ụ tăn đ ều n y tùy t uộ v o đ ều k ện
ôn vật l ệu
ôn
ụ t ể… m á trị n y k á n u tươn tự o t ấy t độ ắt n tăn
mòn ụn ụ ắt n tăn
òn đ vớ
ều sâu ắt mứ độ ản ưởn
k ôn mạn n ư t độ ắt v lượn

ạy o. Tuy n ên nếu
ều sâu
ắt quá lớn ẫn đến run độn tron quá trìn ắt tăn lên o đó độ n ám


12
bề mặt tăn
o ễ vỡ v mòn n n . N ượ lạ
ều sâu ắt quá n ỏ sẽ
l m o o bị trượt trên bề mặt
ôn v xảy r
ện tượn ắt k ôn
l ên tụ o đó lạ l m tăn độ n ám bề mặt.
2.5 Kết luận chƣơng 2
P ân tí
á mô ìn tron quá trìn p y o t
o t ấy ế độ ắt
ản ưởn rất lớn đến lự ắt độ n ám bề mặt mòn ụn ụ ắt v run
độn tron quá trìn p y.
N ên ứu v p ân tí t ôn s ơ bản đặ trưn ủ độn lự ọ
ôn k sử ụn
o p y n ón l ền k
răn xoắn tron p y o
t l m ơ sở o v ệ k ảo sát v xây ựn m qu n ệ toán ọ
ữ
á t ôn s ôn n ệ vớ lự ắt n ám bề mặt run độn v mòn o.
Trên ơ sở p ân tí v t ự n ệm t n kê n ằm mụ đí đán
á mô
ìn tron p y o t vì mô ìn lý t uyết v t ự n ệm k á n u.
Lý t uyết t ền đề v l t ôn t n t ên n ệm o n ên ứu t ự

n ệm v xây ựn mô ìn toán ọ ản ưởn
ế độ ắt đến các thông
s đặ trưn tron quá trìn
ôn lự ắt run độn n ám bề mặt v
mòn dao).
Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG
CÁC MÔ HÌNH TOÁN HỌC QUÁ TRÌNH PHAY CAO TỐC
3.1 Mô hình thực nghiệm
3.1.1 Phân tích và thiết kế mô hình thực nghiệm

3.1.2 Thiết bị và thông số kỹ thuật của thực nghiệm
a) Máy phay CNC cao tốc
HS Sup r MC500 t độ qu y trụ
ín : 100÷30000 v/phút).


13
b) Phôi thực nghiệm
P ô t í n ệm vật l ệu t ép C45 ó kí
150x100x60mm.

t ướ 70x70x40mm v

Hình 3.5 Hình ảnh phôi thực nghiệm

c) Dụng cụ cắt thực nghiệm
Đườn kín
o D) = đườn kín
uô = 20 mm. S lưỡ ắt : 4.
C ều

đoạn l m v ệ t đ
o p ép : 15 mm. Tổn
ều
: 62 mm.
Lớp p ủ Cooltop T AlN - Titan Nhôm Nito).
d) Đồ gá
Đồ á sử ụn tron t í n ệm k t ết
kế đảm bảo á đặt đạt đượ độ ứn vữn
tron quá trìn ắt hình 3.7.
e) Thiết bị đo lực cắt
T ết bị đo lự ắt 3 t n p ần ủ ãn
Kisler- T ụy Sỹ sử ụn ảm b ến đo lự
Hình 3.7 Bản vẽ lắp và phân rã
9257B-Kisler hình 3.8.
3D của đồ gá thí nghiệm
f) Thiết bị đo rung động
Mô đun t u t ập ữ l ệu LAN-XI ó 4 đầu
v o v 2 đầu r tần s tớ 51 2 kHz ủ ãn
Bru l&Kj r Đ n mạ . Mô đun p ân tí
PULSE FFT 7770, 1-3 kênh, PULSE FFT
An lys s ủ ãn Bru l&Kj r Đ n Mạ
g) Thiết bị đo độ nhám
T ết bị đo
ều o n ấp n ô tế v bề
Hình 3.8 Thiết bị đo lực cắt
mặt
t ết
ôn sử ụn t ết bị đo độ
n ám bề mặt uyên ùn SV-2100 ủ M tutoyo ủ N ật Bản tạ Trun
tâm V ệt N ật- Trườn Đạ ọ ôn n ệp H Nộ

h) Thiết bị đo mòn dao
T ết bị đo Prof l
proj t r V12B- NIKON DIGITAL
PROTRACTOR độ p ón đạ 100 lần độ ín xá 0.001mm ó t ể xo y
á ó độ k á n u. T ết bị đo tạ trun tâm H UI-Fox onn trườn
ĐHCN H Nộ ).
3.1.3 Thí nghiệm và phân tích xử lý kết quả


14
Xá địn t ôn s đầu v o tron t ự n
k
D=20mm s răn
o=4.

ệm vớ

o p y n ón l ền

3.2 Kết quả đo thực nghiệm và xử lý kết quả
Mụ đí
ủ t í n ệm đán
á mứ độ ản ưởn ủ
ế độ ắt
đến lự ắt độ n ám bề mặt run độn v mòn o tron quá trìn
công phay cao t
b ên ạn bằn
o p y n ón l ền k . V xá địn
m toán ọ ản ưởn á t n
ế độ ắt tớ lự ắt (Fx, y, z) độ n ám

bề mặt Ra) b ên độ run độn A) lượn mòn mặt s u VB). Hàm toán
ọ qu n ệ ữ t ôn s đầu r vớ t ôn s ản ưởn
ín v ễ
k ểm soát l
ế độ ắt. Lự ắt tron quá trìn
ôn ó ạn : F=f v f,
ar) b ên độ run độn ó ạn : A=f v f, ar) độ n ám bề mặt
ôn ó
ạn : Ra= f(v, f, ar) lượn mòn mặt s u ụn ụ ắt ó ạn : VB=f v f r),
VB=f(v, f, ar, ).
3.2.1 Thực nghiệm đo kết quả lực cắt và xây dựng mô hình toán học lực
cắt phụ thuộc vào chế độ cắt khi phay cao tốc.
Mô ìn toán ọ lự ắt k
ôn
o p y n ón k
ôn p y
o t tron
ớ ạn ủ á t ôn s ũn n ư á p ươn p áp
ôn truyền t n đượ m êu tả un đã đượ p ân tí ở ươn 2 ó
ạn p tuyến n ư s u:
Fx=C1.vk1.fl1.arm1, Fy=C2.vk2.fl2.arm2, Fz=C3.vk3.fl3.arm3
Tron đó: Fx, Fy, Fz: lự ắt tươn ứn t o á p ươn X Y Z; v: t
độ ắt m/ph) f: lượn
ạy o mm/ph), ar:
ều sâu ắt t o p ươn
ướn kín mm). C1, k1, l1, m1, C2, k2, l2, m2,C3, k3, l3, m3 : ệ s đượ
xá địn tron quá trìn t ự n ệm. Để xá địn ằn s v s mũ ủ
p ươn trìn mô ìn toán ọ n y đượ tuyến tín ó bằn
m lo r t
v p ươn trìn đượ v ết lạ n ư s u:

lnFx  ln C1  k1.ln v  l1 ln f  m1.ln ar ;

lnFy  ln C2  k2 .ln v  l2 ln f  m2 .ln ar
lnFz  ln C3  k3.ln v  l3 ln f  m3.ln ar


15
V mô ìn tuyến tín

ủ p ươn trìn

ó ạn n ư s u:

y1=b01 +b11.x1 +b21.x2 + b31.x3 ;y2=b02 +b12.x1 +b22.x2 + b32.x3
y3=b03 +b13.x1 +b23.x2 + b33.x3

Ứng dụng Matlab và Excel sử dụn p ươn p áp p ân tí
p ươn s ANOVA) tín toán v đán
á m ồi quy thực nghiệm.
Tron p ần t ự n ệm á á trị s tươn ứn
o p ân tí l :
y=7,4905-0,5533.x1+0,2389.x2+0,5340.x3
T o bản p ân tí ANOVA t ó: Tron trườn ợp n y tổn
á bìn p ươn qu n trun bìn l ∑ (
̅)
và tổn á
bìn p ươn " ả t í " bằn p ươn trìn ồ quy l ∑ ( ̂
̅)
òn lạ một tổn á bìn p ươn ô l ∑ (
̂)

.
Do đó tỉ lệ ủ tổn b ến t ên ủ y quy cho mô hình là 3,30 / 3,32 =
0 9794 oặ 97,94%. Theo phân tích phươn s R Square=0,98 o t ấy
m ồ quy t ự n ệm p ù ợp vớ t ự tế k ảo sát y m ó độ t n
ậy o. K ểm địn t êu uẩn F t o p ần mềm tín toán bản 3.5 t ó
F=543,5 á trị n y so sán ở mứ ý n ĩ =0 05 vớ p ần trăm 95 ủ
p ân b F ó 3 v 7 bậ tự o tươn ứn . M
á trị lý t uyết F0 95; 3; 7
= 4,35 t t ấy F > á trị lý t uyết F. H m lự ắt t o p ươn X Fx),

p ươn Y Fy) v lự

ắt t o p ươn Z Fz) p ụ t uộ v o v f, ar:

Fx=1791.v-0,5533.f0,2389.ar0,5340; Fy=2163.v-0,5279.f0,2678 .ar0,5260
Fz=639.v-0,8292.f0,4368 .ar0,7617


16

Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ các thông số v,f,ar với Fz

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ các thông số v,f,ar với Fx

Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ các thông số v,f,ar với Fy

3.2.2 Thực nghiệm đo kết quả độ nhám bề mặt và xây dựng mô hình
toán học nhám bề mặt phụ thuộc vào chế độ cắt khi phay cao tốc.
Theo bảng phân tích ANOVA cho hàm hồi quy Ra ta có
y=-1,9371- 0,3023.x1+0,3824.x2+0,0572.x3

Tươn tự n ư p ần về lự ắt o t ấy t o p ân tí p ươn s R
Square=0,94 o t ấy m ồ quy t ự n ệm p ù ợp vớ t ự tế
k ảo sát y m ó độ t n ậy o. K ểm địn t êu uẩn F t o p ần
mềm tín toán bản 3.9 t ó F=5,12 á trị n y so sán ở mứ ý n ĩ
=0 05 vớ 95% p ân b F ó 3 v 7 bậ tự o tươn ứn . M
á trị lý
t uyết F0 95; 3; 7 = 4 35 t t ấy F > á trị lý t uyết F. Vì vậy ó ơ sở
để nó rằn ít n ất một tron á ệ s ồ quy từn p ần l k á 0 v
o t ấy mứ ý n ĩ t ôn kê o.
Ra=0,1441.v-0,30227.f0,3824.ar0,0572

Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ các thông số v,f,ar với độ nhám bề mặt Ra

Qu đồ t ị o t ấy t độ ắt v l yếu t ản ưởn lớn đến độ
n ám bề mặt v vận t
n lớn t ì độ n ám bề mặt n
ảm mạn .
C ều sâu ắt t o p ươn ướn kín r l yếu t ản ưởn vừ đến độ
n ám bề mặt tron quá trìn
ôn . Lượn
ạy o ản ưởn tí
ự
đến độ n ám bề mặt.


17
3.2.3 Thực nghiệm đo kết quả rung động và xây dựng mô hình toán
học rung động phụ thuộc vào chế độ cắt khi phay cao tốc.
T o p ân tí p ươn s s n f n F=8,3614E-10<0,05 p ươn

trình hồ quy t u đượ tươn ợp với thực tế. H m ồ quy t ự n ệm
n ư s u:
y=0,2745-0,0793.x1+0,0741.x2+0,3469.x3
H m b ên độ run độn t o p ươn X Ax) p ươn Y Ay) p ụ t uộ
vào v,f,ar.
Ax=1,316.v-0,0793.f0,0741 .ar0,3469

Ay=1,57.v-0,0742.f0,1058.ar0,3606

Qua kết quả quy hoạch thực nghiệm và phân tích hàm hồi quy
thực nghiệm cho kết quả b ên độ tổng hợp theo p ươn X v Y
(Axy) phụ thuộc vào v, f, ar n ư s u:
Axy  1,653.v0,0766 . f 0,0911.ar 0,3542
3.2.4 Thực nghiệm đo kết quả lượng mòn mặt sau và xây dựng mô hình
toán học lượng mòn mặt sau phụ thuộc vào chế độ cắt và thời gian gia
công.
T o p ân tí
p ươn s significane F=4,8159E-09<0,05
p ươn trìn ồ quy t u đượ tươn ợp với thực tế. Tươn tự p ần về
lự ắt o t ấy t o p ân tí p ươn s R Square (R2)97,02% cho
t ấy m ồ quy t ự n ệm p ù ợp vớ t ự tế k ảo sát y m ó độ
t n ậy o. H m ồ quy t ự n ệm n ư s u:
y=-4,054+0,6205.x1+0,2409.x2+0,0823.x3+1,3876.x4
H m lượn mòn mặt

o VB) p ụ t uộ v o v f r,.

VB=0,0174.v0,6205.f0,2409 .ar0,0823.1,3876
3.3 Kết luận chƣơng 3
Từ kết quả t ự n ệm ứn ụn p ươn p áp p ân tí

s ANOVA) tron quy oạ t ự n ệm trên ơ sở sử ụn p
Ex l quy oạ t ự n ệm đã xây ựn đượ mô ìn toán ọ
- Mô ìn toán ọ ản ưởn t ôn s
ế độ ắt đến lự
-0,5533 0,2389
0,534
Fx=1791.v
.f
.ar
Fy=2163.v-0,5279.f0,2678 .ar0,5260
Fz=639.v-0,8292.f0,4368 .ar0,7617

p ươn
ần mềm
s u:
ắt:


18
Mô ìn toán ọ ản ưởn t ôn s
ế độ ắt đến độ n ám bề
mặt R ):
Ra=0,1441.v-0,3023.f0,3824 .ar0,0572
- Mô ìn toán ọ ản ưởn t ôn s
ế độ ắt đến b ên độ run
độn A):
Ax=1,316.v-0,0793.f0,0741 .ar0,3469
Ay=1,57.v-0,0742.f0,1058.ar0,3606
- Mô ìn toán ọ ản ưởn
ế độ ắt v t ờ

n
ôn đến
lượn mòn mặt s u VB):
VB=0,0174.v0,6205.f0,2409 .ar0,0823.1,3876
Trên ơ sở mô ìn toán ọ xây ựn đ ều k ện r n buộ v m ền
ớ ạn ả b toán t ưu ó
ế độ ắt
Chƣơng 4 ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN TIẾN HÓA ĐỂ TỐI ƢU
HÓA VÀ TỰ TỐI ƢU QUÁ TRÌNH PHAY CAO TỐC
4.1 Đặt vấn đề
-

Xu ướn sản xuất địn ướn t o n u ầu ủ k á
n sẽ ẫn tớ
vòn đờ sản p ẩm n ắn yêu ầu ất lượn p ù ợp v á rẻ ơn. Đ ều
n y ẫn tớ tăn tín p ứ tạp v độn ủ mô trườn sản xuất ình 4.1.

Hình 4.1 Sự cần thiết cho phát triển hệ
thống sản xuất mới

Hình 4.2 Các lĩnh vực nghiên cứu về hệ thống sản
xuất thông minh

Cá n ên ứu tron lĩn vự sản xuất để ướn tớ ệ t n sản xuất
thông minh ó t ể đượ p ân n óm hình 4.2.
Xu ướn
ện n y p át tr ển á máy ôn ụ CNC tự trị đ vớ
á ệ t n sản xuất t ôn m n . Vấn đề t ưu ó tron quá trìn
ôn k ôn t ể t ếu đượ đặ b ệt ứn ụn t uật toán t ến ó để ả
v kết n vớ á máy

ôn CNC để t ự ện đ ều k ển t ôn m n .
Mô ìn máy ôn ụ t ôn m n tự trị ìn 4.5.


19
4.2 Tiếp cận thuật toán tiến hóa
để giải bài toán tối ƣu
T ưu ó
ế độ ắt l vấn đề
t ưu ó á r n buộ vớ n u
k ôn tuyến tín . Vì vậy quá trìn
t ưu ó k ó áp ụn á t uật
toán truyền t n . G ả p áp o
vấn đề n y l ên qu n đến t độ tín
toán v độ ín xá ủ kết quả.
Hình 4.5 Mô hình của một máy công cụ tự trị

4.3 Cơ sở tối ƣu hóa quá trình cắt
gọt
T ưu ó quá trìn
ôn ắt ọt l p ươn p áp n ên ứu xá
địn
ế độ ắt t ưu t ôn qu m qu n ệ toán ọ ữ
m mụ t êu
vớ á t ôn s ủ
ế độ
ôn ứn vớ đ ều k ện n ên ứu ụ t ể.
4.4 Bài toán tối ƣu hóa
Tá
ả n ên ứu tín toán ế độ ắt t ưu đạt đượ độ n ám bề

mặt n ỏ n ất và đảm bảo đ ều k ện b ên v đ ều k ện r n buộ ủ b
toán. Trên ơ sở kết quả ế độ ắt t ưu đượ tín l đầu v o ủ b
toán tự t ưu ế độ ắt tron quá trìn
ôn t o t ờ
n t ỏ mãn
mt í n
mụ t êu l độ n m bề mặt v lượn mòn o n ở
n ất.
H m mụ t êu t ưu ó
ế độ ắt l :
Y=Ra=0,1441.v-0,3023.f0,3824 .ar0,0572
N ỏ n ất.
Đ ều k ện r n buộ ủ b toán t ưu n ư s u:
0
Fc= 2163.v ,4726.fi 0,2678 .ari0,5260
;G2=vmin ≤ vi ≤ vmax=G3;
G4=fmin ≤ fi =

1000.vi
.N . f z ≤ fmax=G5;G6=armin≤ari≤armax=G7; Axy[A0]=G8
 .D

[ ]=G9;

y=

Hàm thích nghi tự t ưu ó
ế độ ắt tron quá trìn
ôn vớ
mụ t êu độ n ám bề mặt v lượn mòn o

m đ mụ t êu).
A  w1

Vớ á
tiêu là:

m r n buộ v m ền

Ra
VB
 w2
Ra0
VB0

N ỏ n ất

ớ

ưu ó đ mụ

ạn b toán tự t


20


v.Fc  2163.v 0,4721 . f 0,2678 .ar 0,5260  Pdc . .60.1000  G1  1400

v  vmin  G2  360
v  vmax  G3  600


 f  f min  G4  2000
 f  f  G  4000
max
5


ar  ar min  G6  0,1
a  a
r max  G7  1
 r
 Axy  1, 653.v 0,0766 . f 0,0911 .ar 0,3542   A0   G8  2


2735, 2.v0,5345 . f 0,2608 .ar 0,5277
    G9  0, 02
 ymax  0,993.
E

0,3023
0,3824
0,0572
 Ra  0,1441.v
.f
.ar
  Ra   G10  0, 38

0,6205
0,2409
0,0823 1,3876

.f
.ar
.
  Ra   G10  500

VB  0, 0174.v

4.5 Tối ƣu hóa bầy đàn (Particle Swarm Optimization (PSO))
Sơ đồ k
t uật toán PSO n ư hình
4.16. Hàm mụ t êu t ưu ó
ế độ
ắtlà:Y=Ra=0,1441.v-0,3023.f0,3824
.ar0,0572
N ỏ n ất v kết ợp vớ đ ều k ện ràng
buộ mụ 4.4).
Trên ơ sở xây ựn t uật ả PSO v
lập trìn p ần mềm t ưu ó trên Matlab
g o ện p ần mềm n ư ìn 4.17.
P ần mềm tín toán ế độ ắt t ưu
o kết quả:
Hình 4.16 Sơ đồ khối thuật toán PSO

Ứn ụn t uật toán GA tron
Toolbox ủ M tl b ả b toán
kết quả:

o

Hình 4.17 Giao diện phần mềm

21
Trên ơ sở kết quả p ần mềm t ưu ó
ế độ ắt sử ụn t uật toán
PSO tá
ả t ến n ắt vớ
ế độ ắt p ần mềm t ưu tín toán đượ
vớ v đo độ n ám bề mặt o t ấy kết quả n ư s u:

Qu p ần tín trun bìn s s kết quả t ưu ó so vớ t ự tế
k oản 6% n uyên n ân l o s s đo s s
m ồ quy t ự
n ệm s s n ẫu n ên.
4.6 Tự tối ƣu thông số cắt trong quá trình gia công
4.6.1 Đặt vấn đề
H ện tạ đ n p át tr ển kỹ
t uật mớ đ ều k ển t ôn m n
đượ tóm qu ìn 4.19.
Kỹ t uật mớ tron sản xuất
vớ sự đ ều k ển t ôn m n v
tí
ợp sản xuất á trun tâm
t ện p y. Sự r đờ đ ều k ển
máy
ôn 5 trụ v máy
ôn t độ o s êu ín xá .
T êm v o đó l sự p át tr ển ấu
trú v
ứ năn mớ v sự ả

Hình 4.19 Xu hướng kỹ thuật điều khiển thông minh
t ến mớ tron ệ t n đ ều k ển
ủ máy ôn ụ t ôn m n .
4.6.2 Các nghiên cứu liên quan
và mô hình hệ thống điều khiển
tự tối ưu
Trong quá trình gia công các
máy ôn
ụ ữ v trò qu n
trọn để ó đượ sản p ẩm ất
lượn
o vớ á t n sản xuất
thấp v năn suất o. Tuy n ên
máy ôn ụ CNC ện tạ vớ ệ
đ ều k ển o p ép ệu ỉn
Hình 4.20 Hệ thống điều khiển tự tối ưu hóa
ất lượn trự t ếp n y tron


22
quá trìn
ôn o ấu trú đ ều k ển ủ nó n ư ìn 4.20.
4.6.3 Xác định mục tiêu điều khiển tự tối ưu trong gia công
Hệ t n đ ều k ển tự t
ưu quá trìn
ôn b o ồm
k ểm tr
ám sát v
ệu
ỉn đ ều k ện ắt ọt. Tron

sản xuất ơ k í nhà ôn n ệ
luôn mon mu n lự
ọn
đượ
ả p áp ôn n ệ t i
ưu đạt đượ
ất lượn sản
p ẩm năn suất o v
á
t n t ấp n ư hình 4.21
Tron trườn ợp luận
ả sử xét b toán tự t ưu
ế độ ắt vớ mứ độ ưu t ên
mụ t êu độ n ám v lượn
mòn n ư n u w1=w2 ta có hàm
t í n
n ư s u:
án

A  0,5

Hình 4.21 Mục tiêu tự tối ưu hóa trong gia công

Ra
VB
 0,5
Ra0
VB0

T uật toán PSO ữ l ệu ế

độ ắt b n đầu lự
ọn ủ
t uật toán l
ế độ ắt t ưu
tĩn v l
á trị k ở tạo quần
t ể á trị đầu v o ế độ ắt)
để tìm k ếm tron quá trìn
ôn . C ế độ ắt t ưu n y
Hình 4.22 Sơ đồ thuật toán điều khiển tự tối
đượ k
báo tron
ươn
ưu chế độ cắt trong trường hợp mòn dao
trìn NC để
ôn . Tron
quá trìn
ôn ụn ụ ắt mòn v độ n ám bề mặt tăn t o t ờ
n
gia côn . T ôn t n ế độ ắt luôn đượ ập n ật t ôn qu ảm b ến
t ờ
n lự ắt…) v so sán vớ ữ l ệu t ự n ệm để đư r ự
đoán xá địn t ôn s
ế độ ắt mớ p ù ợp vớ
mt í n
n ỏ
n ất t o t ờ
n . Nếu đ ều k ện tự t ưu t ỏ mãn t ì p ần mềm đư
r t ôn s
ế độ ắt t ưu mớ để đ ều k ển máy. Kết quả tự t ưu ó

23
ế độ ắt vớ
mt í n
A đ ều k ện r n buộ v m ền ớ ạn
mụ 4.4) t o t ờ
n tron quá trìn
ôn . Ví ụ xét tạ t ờ đ ểm
5, 8, 15 (phút) kết quả vớ
ả t uật PSO v GA.
Kết quả thuật toán PSO

Kết quả thuật toán GA

Qu kết quả tín toán tron á lần ạy t ưu ó đ vớ
ả t uật s s k ôn n ều k oản ướ 3%. Qu kết quả o t ấy t uật
toán PSO o kết quả độ n ám R n ỏ ơn t uật toán GA n ưn lượn
mòn o n ượ lạ . Tuy vây kết quả n y o t ầy p ần mềm sử ụn
t uật toán PSO o kết quả t n ậy tron t ưu ó đơn v đ mụ t êu.
4.7 Kết luận chƣơng 4
Đã p ân tí v lự
ọn đượ mụ t êu t ưu ó l độ n ám bề
mặt
t ết
ôn v xây ựn
ả t uật t ưu ó bầy đ n PSO) v
p ần mềm để ả b toán t ưu ó
ế độ ắt v tự t ưu ó S lf –
Opt m z n ) ế độ ắt vớ m t í n

mụ t êu độ n ám v lượn
mòn dao trong quá trình p y o t bằn
o p y n ón l ền k
vớ
đ ều k ện r n buộ v m ền ớ ạn ủ ệ t ôn ôn n ệ.


24
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
KẾT LUẬN
1. Luận án đã p ân tí tổn ợp v l m rõ đượ ơ sở lý t uyết độn lự
ọ
ôn k p y o t bằn
o p y n ón l ền k .
2. Kết quả n ên ứu l m p on p ú ơn lý t uyết t ưu ó v tự t
ưu ó S fl-Opt mz n ) ứn ụn t uật toán t ưu ó bầy đ n PSO)
ủ trí tuệ n ân tạo v o lĩn vự ơ k í
ôn .
3. Ứn ụn p ươn p áp quy oạ t ự n ệm p ân tí p ươn s
ANOVA) ủ p ần mềm Ex l đã xây ựn đượ mô ìn toán ọ ản
ưởn á t ôn s
ế độ ắt đến á t ôn s đặ trưn ơ bản tron
quá trìn p y o t .
4. Đã xây ựn đượ mô ìn b toán t ưu ó
ế độ ắt k p y o
t b ên ạn bằn
o p y n ón l ền k
vớ
m mụ t êu độ n ám
bề mặt n ỏ n ất vớ

m r n buộ v m ền ớ ạn ủ b toán. Ứn
ụn t uật toán t ưu ó bầy đ n PSO) tron xây ựn t uật toán v
v ết p ần mềm bằn M tl b để ả b toán t ưu.
5. Đã đề xuất đượ mô ìn v
ả b toán tự t ưu ó S flOpt m z n ) ế độ ắt tron quá trìn
ôn vớ
mt í n
n ỏ
n ất vớ
mụ t êu độ n ám v lượn mòn o.
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
1. Nghiên cứu, phân tích thông s công nghệ ản ưởng tới sai s hình
dáng, vị trívà khả năn b ến dạng khi gia công chi tiết thành mỏng. Nghiên
cứu ản ưởng của chế độ cắt khi phay cao t đến độ nhám 3D của bề
mặt chi tiết gia công
2. Xây dựng mô hình nhiệt cắt… v mở rộng thông s đầu v o để quá
trình nghiên cứu toàn diện ơn tron
ôn
o t c.
3. Nghiên cứu ản ưởng thông s công nghệ đến topography và tổ chức
vật liệu lớp bề mặt chi tiết gia công cao t c.
4. Nghiên cứu xây dựng mô hình và ứng dụng kết hợp thuật toán mạn nơ
ron nhân tạo (ANN) với thuật toán t ưu ó bầy đ n PSO) trên ơ sở
thực nghiệm ản ưởng giữa các thông s : chế độ cắt độ nhám bề mặt,
lượng mòn dao, lực cắt, rung độn v năn suất cắt để giải bài toán tự t i
ưu ó
ế độ cắt trong quá trình gia công và tiến tới giải bài toán t ưu
ó đ ều khiển thông minh trong quá trình gia công.
5. Nghiên cứu kết n i hệ th n đ ều khiển để thực hiện t ưu đ ều khiển
thích nghi.