Ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay cứng vật liệu SKD61
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (289.42 KB, 27 trang )
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 0-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ CẮT
ðẾN ðỘ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CỨNG
VẬT LIỆU SKD61
PHAN THỊ HƯƠNG
THÁI NGUYÊN – 2010
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 1-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
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
VẬT LIỆU SKD61
Ngành :
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Mã số:
Học Viên:
60.52.04
PHAN THỊ HƯƠNG
Người HD Khoa học : TS. NGUYỄN VĂN DỰ
NGƯỜI HD KHOA HỌC
HỌC VIÊN THỰC HIỆN
TS. Nguyễn Văn Dự
Phan Thị Hương
BAN GIÁM HIỆU
KHOA SAU ðẠI HỌC
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 2-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
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.
Thái nguyên, tháng 08 năm 2010
Phan Thị Hương
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 3-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
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.
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 4-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
TÓM TẮT
Luận văn này trình bày một nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của chế
ñộ cắt ñến năng suất gia công và ñộ nhám bề mặt khi phay cứng vật liệu SKD61.
ðề tài tập trung ñánh giá và giải quyết một vấn ñề thực tế sản xuất ñang ñặt
ra tại nhiều sơ sở sản xuất khuôn mẫu. Tuy phay cứng ñang ñược sử dụng rộng rãi
ñể gia công khuôn mẫu, nhưng thường ñòi hỏi thêm nguyên công ñánh bóng bề mặt
khá tốn kém mới ñạt yêu cầu. Sau khi phay và ñánh bóng khuôn mẫu SKD61 có ñộ
cứng 45 ÷ 48HRC, ñộ nhám Ra thường ñạt ñược trong khoảng 0,63 ñến 0,36
micromet (khảo sát tại Công ty DISOCO và công ty TNHH Vạn Xuân, Sông công).
Kết quả của nghiên cứu của tác giả ñã cho thấy có thể gia công cho ñộ nhám Ra
thấp hơn 0,2 ñến 0,3 micromet nhưng vẫn ñạt năng suất cắt cao hơn so với thực tế ở
cơ sở sản xuất. Khi chọn chế ñộ cắt phù hợp, phay cứng thậm chí có thể ñạt ñộ
nhám Ra cỡ 0,11 µm. ðiều này cho phép việc ứng dụng phương pháp phay cứng
thay cho mài và ñánh bóng trong sản xuất khuôn mẫu trở nên khả quan hơn.
Nghiên cứu ñược thực hiện bằng thực nghiệm. Thiết kế thí nghiệm toàn phần
trên cơ sở ứng dụng phần mềm Minitab ñã ñược triển khai ñể xây dựng các mô hình
quan hệ giữa ñộ nhám bề mặt và năng suất cắt với các biến gia công bao gồm tốc ñộ
cắt và lượng chạy dao. Hai biến này, qua phân tích thí nghiệm cho thấy, có ảnh
hưởng mạnh nhất ñến nhám bề mặt khi phay cứng. Các thí nghiệm leo dốc ñược
thiết kế và triển khai nhằm khảo sát quan hệ vào-ra trong một dải chế ñộ cắt thông
dụng. Phương pháp bề mặt chỉ tiêu (RSM) ñược ứng dụng ñể xây dựng mô hình xác
ñịnh chế ñộ cắt tối ưu trong một phạm vi giá trị ñộ nhám nhất ñịnh. Mức ñộ phù
hợp của mô hình dự ñoán ñược phân tích bằng phương pháp phương sai (ANOVA).
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 5-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
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.
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 6-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
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
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 7-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
2.2. Vai trò của vật liệu SKD61 trong ngành công nghiệp sản xuất
21
khuôn mẫu ..……………………………………………………….
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
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 8-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
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
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
- 9-
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CTM
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
HDKH:
TStâm
Nguyễn
Dự
Số hóa
bởi Trung
Học liệuVăn
– Đại
học Thái Nguyên
HVTH: Phan Thị
Hương – K11 CNCTM
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
