NGHIEN Cim - TRAO DOI
^ Ket qua thifc nghiem nghien cufu anh hudng
ciia che ilp cong nghe d^n flp nham bP mat khi gia ciing tren may phay fliPu men s6 CNC
(*) TS. LAI ANH TUAN
(**) ThS. HUYNH DUC THUAN ( * * * ) ThS. NGUYEN THANH TUAN
TOM TAT
Trong bai bao nay, cac tac gia trinh bay nhO'ng ke't qua dat ddoc khi dng dung phu'ong phap quy hoach thiic nghiem, cung nhd phan mem MATLAB nghien cdu toi Uu hoa qua trinh cat khi phay tren may phay dieu khien so LILIAN BM - 5V CNC (Dai Loan) vdi dung cu cua hang Korloy (Han quoc), vat lieu gia cong Thep 45.
1. DAT VAN DE
Co rat nhieu yeu Id anh buong den qua trinh phay nhu: do ciing viing eua he thdng cdng nghe, do ehinh xae eiia may, vat lieu va chat lugng cua phdi gia edng, chat lugng \ a thdng sd hinb bgc cua dung cii eat, che do gia cong V, s, t... Chung ed anh hudng ldn den cac thdng sd dau ra la cac ehi lieu vc kinb tc va ky thuat nhu: nang suat, chat lugng va do ehinh xac eua be mat, mdn va tudi ben eiia dung eu cat...(Hinb 1)
I r t " . - - . ' ' : N' ' i ' , \ i ; V.
! M.i>. Iiacll.1 leu mii!
tifc auk KT
"Vil'ti*u Kji.lil>iira>
TTi^lig it Uli
Cttt'J IkiJ Cii t (mm)
V. *. ir, ti T
PkvoAf ybtf Aphrc
-V
l l : ; M I l-ll V-.
.\l Al l l i r : -
' •
I T ' t 1 K l
MOM 1>IJNU r i i r A T
K r ^ ' ; t H • ^ ^ f :
M M i n i A I
4
J 1
M ' J N I , M') D M R \
Kl. Iilliuiii Hliii iLm^ hinh Wr Vl m hiin-'S ii'i *i
; r lui iii«iic RM lih.itn b- in.jL Ctflvta.hbf()».u 5 T t t i l b c a D t r
.M'li. litiny IVI t . i t
tiiji{ I'Jdr >; j l
"nioi ajar, g i i c / a g
Hinh 1: Mo hiiili hoa qua trinh cat khi pha>
Trong dd, cac thdng sd edng nghe trong qua trinh gia cdng la nhirng dai lugng ed anh huang rat ldn tdi qua trinh gia edng. Vdi sii' xuat hien cua cae ma> cdng cu dieu khien sd CNC, eiing cac dung cu eat high speed, cae gia tri hgp ly cua cac thdng so cdng nghe trong cac bang tra cua cae sd ta> cdng nghe Imyen thdng da tro nen ldi thoi.
(*) Hoc vien Ky thuat Quan su (•*)Tnrmig Cao dang V1H1:MP1C
(***) rnrcnig Cao dang Cong nghiep & Xay dung - Bo Cong thucmg t : ^ TAP CHi c a KHi VIET NAM V S6 6 - Tliiing 6 mini 2011
NGHIEN Ciiu - TRAO OOI
Vi vay, viee xac dinh ehe do cdng nghe phii hgp khi gia cdng tren may CNC vdi nbimg trang thiet hi edng nghe mdi nham khai thae het tinh nang cua loai hinh thiet hi edng nghe nay dat ra nhu mgt nhiem vu cap bach ddi vdi ngudi lam cdng tae cdng nghe. De thuc hien miic tieu tren, nhdm tac gia xin gidi thieu mdt sd ket qua thuc nghiem nghien ciru tdi uu hda qua trinh gia edng tren may CNC bang phuang phap quy hoaeh thuc nghiem vdl ham mue lieu dat chat lugng be mat cao nhat khi gia cdng md hinh phay bdc tni vat lieu thep C45 bang dao phay hgp kim cua hang Korioy (Han Qudc).
2. MO TA HE THONG THI NGHIEM
- Thiet hi tbi nghiem
+ May LILIAN BM - 5V CNC (Hinh 2)
Hinh 2: May phay LILIAN BM - 5V CNC
-I- Dung eii diing cho thuc nghiem:
a/Than dao cua hang Korioy: APXT11T312R MM AMS 2020HS (Hinh 3)
Hinh 3: Than dao APXT11 T.S 12R MM - AMS 2020HS
b/ Manh ludi cSt eua hang Korioy: NCM 325 (Hinh 4) v ' * ^ /
«y m^
f ' '
ii '^'
Hinh 4: Manli luoi cat NCM ,325 - Korioy
-I- Mau thi nghiem: (Hinh 5) Clion mdu thi nghiem nhu hinh 5, bai trong thirc te, cdc ldc gia da thuc hien
nghien ciru anh huong cua cdc thong so cong nghe den ca chdt luang be mat ben, cUng nhu dp chinh xdc kich thuoc (dudng kinh). Tuy nhien, trong khuon kho co hgn cua bdi bdo, chi xin de cap den anh hucmg cua cdc thong so cong nghe den dp nhdm be mat ddy hoc.
Hinh 5: Kich thudc mau thi nghiem
Vat lieu phdi: thep C45
- Thiet hi do: May do do nham be mat TR200 (hinh 6) vdi eac thdng sd ky thuat chinh dugc the hien trong bang 2.
Hinh 6: May do dp nham be mat TR200
Vdi muc lieu khao sat anh hudng cua chicu sau cat (I), lugng chay dao (S) va van tde eat (V) den do nham be mat day, su dung phuong phap qui hoaeh tnrc giao cap II vao viee nghien ciru thi sd thi nghiem can phai tien hanh theo [1] N = 2*^ -h 2.k -F n„ = 2' -^ 2.3 -H = 15 thi nghiem.
Dua \ a o eac thdng sd ky thuat cua may. \ao che dp cat khuy en cao cua hang Korioy khi cat \ at lieu thep. co the xac djnh mien che do cat gidi ban nhu trong bang 1
P?!| TAP CHi c a KHi VIET NAM **** So 6 - Thang 6 nam 2011
r
Thdng sd cdng nghe t (mm) S (mm/vg) V (m/ph)
Gidi ban dudi
(-a)
0,246 0,189 97,85
Bang 1: Mien che dp cat thuc n Mire dudi
(-1) 0,3 0,2 100
Mire trung binh (0) 0,55 0,25 110
ghiem Mire tren
(+1) 0,8 0,3 120
NGHIEN CU
Gidi ban tren ( + a ) 0,854 0,311 122,15
U - TRAO OOI
Cac bien
^ 1 X ,
>^,
3. KET QUA THlTC NGHIEM
Dua tren ke hoaeh thirc nghiem da xay dung theo phuang phap quy hoach tnrc giao, nhdm lac gia da lien hanh cac thi nghiem va thu duge eac ket qua trinh bay trong bang 2.
Bang 2: Ma Iran thuc nghiem ND
2''
2k
n
0
Sit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
>^o -1-
+ + +
•+•
•+•
•+•
+ +
-1- -1- -1- -1- -1-
+
^ 1
-
-1-
-
-1-
-
-1-
-
-1-
1,215 -1,215
0 0 0 0 0
^^2
- -
-1-
+ - -
-1- -1-
0 0 1,215 -1,215 0 0 0
>^3
- - - - +
-1- -1- -1-
0 0 0 0 1,215 -1,215
0
x,x.
-1-
- -
-1- -1-
- -
-1-
0 0 0 0 0 0 0
x,X3 -1-
-
-1-
- -
-1-
- + 0 0 0 0 0 0 0
X . X j
-1-
+ - - - -
-1-
+ 0 0 0 0 0 0 0
0,73 0,27 . 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,746 0,746 -0,73 -0,73 -0,73 -0,73 -0,73
X.- - 0,73 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 -0,73 - 0,73 0,746 0,746 -0,73 -0,73 -0,73
X,- - 0.73 0,27 0.27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0.27 -0,73 -0,73 -0,73 -0,73 0,746 0,746 -0,73
Y
Ra(day)
0,3 0,28 0,49 0.55 0.23 0,27 0,61 0.64 0.42 0,36 0,37 0,14 0,37 0,35 0,34
4. XAC DINH HAM HOI QUY HAM MUC TIEU DO NHAM BE MAT DAY H6C TRU
Trudc khi xac dinh ham hdi qui, de phiie vu cho viec kiem tra y nghia eiia cae he sd trong phuong trinh hoi qui va kiem tra sir tuong thich cua phuong trinh hdi qui vdi thirc nghiem, can linh gia tri phucmg sai tai hien Sj-. Muon vay can lam them mdt sd tbi nghiem (m = 4) vdi cac gia tri tai tam phuang an va thu dugc cae ket qua tren bang 3.
Bang 3: Gia tri thuc hien lai tam phuang an doi \ di mat day STN
1 2 3 4
t (mm) 0,55 0,55 0,55 0,55
S (mm/vg) 0,25 0,25 0,25 0,25
V (m/ph) 110 110 110 110 Gia tri trung binh:
• '
Ra(day) (^™)
0,34 0,32 0,32 0,29 0,3175
t ^
TAP CHi c a KHi VIET NAM *** So 6 - Tliang 6 niiiu 2011
NGHIEN CUU - TRAO OOI Phuang trinh hdi qui cd dang:
(1) -^i^v = b,. - b,x, + b,x^ + b^x, + b,^x,x, + b„x,x, + b,3X,x, + b,,x,= + b„x,= + b,,-,x,-
Sau khi xae dinh eac he sd eua phuang trinh hdi qui theo [1], kiem tra y nghia cua cae he sd dd theo chuan Student, phuang trinh hdi qui se la:
Hay: (2) y^^_ = 0,28026 + 0,136x, ^ 0,036x,x_, -^
0,079 x,=
Tiep tiic kiem tra sir tuong thich cua phucmg trinh hdi qui iheo chi lieu Fisher, cd the di den ket luan phuang trinh hdi qui (2) tuang thich. cd nghia md hinh toan hgc da xae dinh hoan toan mieu ta dugc ban chat qua trinh. day la ea sa khoa hgc cho \'iee nghien euu tdi uu hoa ehe do gia cdng.
5. NGHIEN Ciru TOI UtJ HOA CAC THONG SO CONG NGHE
5.1. Phdn tich, lira chpn phuang phdp xir ly ket qud thuc nghiem
Co nhieu phuang phap de xu ly ket qua thuc nghiem nliu: phuong phap ddc dimg eua Box \ a Wilson, phuong phap xu ly ket qua bang ung diing cac phan mem tinh loan....
0 day. cac lac gia da su dung phuong phap xu ly- ket qua bang ung dung eac phan mem tinh toan, cu the la. img dung phan mem MATLAB de xu ly ket qua da thue nghiem.
5.2. Ung dung phdn mem MATLAB de xir ly kit qud tiiuc nghiem
Matlab la mdt phan mem loan hgc cua hang Malh\\ orks de tinh loan tren cac sd \ a cd tinh true quan rat eao. Matlab la \'iet tai eua Matnx Laboratory. Matlab cd the lam MCC \ di nhieu kieu dir lieu khac nhau. Matlab dimg de giai quyet cac bai loan \ e giai tich sd. xu ly tin hieu sd. xu ly dd hga... ma khdng pbai lap trinh ed dien. Hien nay. Matlab co den hang ngan lenh \a ham tien ich. Ngoai cac ham cai san trong chinh ngdn ngii. Matlab cdn cd cac lenh \ a ham irng dimg chuy en biet trong eac Toolbox, de ma rgng mdi trudng Matlab nham giai quy et eac bai toan ihudc eac pham trii neng.
Cac Toolbox kha quan trgng \ a tien ich cho ngudi dung nhu loan sa cap. xu ly lin hieu sd. xu ly anh, xu ly am thanh, ma tran thua, logic md,... Ngudi diing ciing ed the tao nen cac ham phiie \\\ cho chuy en mdn eua minh.
luu ^ ao lep M-iile de dimg \ e sau. Matlab cdn ed giao dien dd hga kha dep mat \ a de su dung. Ngudi dimg ed the tinh loan \ a tao nen cac hinh anh dd hga 2, 3 ehieu eho trinh img dung cua minh.
5.2.1. Khao sat tun cue tri cua hdm hoi qui hdm muc tieu dp nham be mat ddy hoc tru
Chuang trinh de tim cue tieu do nham be mat day hdc tru trong phan mem Mariab ihe hien tren hinh 7:
4
a
1 - 1 ( - 1
3
c -
—:
. ; i s , i . : i £
'•0 I-.IGZ-C .^SC'l&^Q.-.
Hmh 7: Chuong tnnh dm cue tieu do nham be mat day hoc tru Chay ehuang tnnh tren phan mem MArL,A.B 7.0 duge ket qua sau (hinh 8):
r- o a E a -
^L^ ^
' K
"
^' /
» 3 r . ^ - l ^ n ; l . . - - . « - - . - . ^ _ . J.
• • - '
,=.- - ,»-
"'
Hmh 8: Ket qua tmi gia tn cue tieu dp nham be mat day hoc tru
Vay do nham be mat day hdc tru dat cire tieu la 0.1069 |im khi:
X, = -0,0012
x, = -1.2150 i X, = 0,3709
Tir do, eo the tinh duge cae gia In V. s. I tuang ung:
-t.
X, - > t = .V, .It + ?,, f - f n
A?
= 0,5497 (mm)
0,0012.0.25-^0.55
:.Y, -> S = .\,.AS + S,:
s-s,
AS
= 0,18925 (mm/vdng)
1.2150.0,05-^0.25
a TAP CHi c a KHi VIET NAM V So 6 - Thang 6 nam 2011
NGHIEN CUU - TRAO OOI
v-v.
y = x^.AV + Vg=0_370gH)+ n o AV= 113,709 (m/ph)
5.2.2. Phdn tich ket qua nghien cim
a Anh hucmg cua V. S den dp nhdm be mat ddy hoc tru
Tu phuang trinh hdi qui ham muc tieu do nham be mat day hoc tru, lay gia tri chieu sau cat (I) ldi uu da tim dugc (t = 0,5497 mm irng vdi x^ = -0,0012), la dugc phuang trinh ve do nham be mat day hdc tni phu thudc van tdc cat V va lugng chay dao S nhu sau:
(3) y , = 0,280260113 + 0.136x, + 0.036x,x,
V ' day ' 2 2 3
ting dung phan mem Matlab ed dd thi 3D ehi su phii thude tren (hinh 9):
FJe edit Vtp« Iniett
Q 0* B a i h .®^Si^O® ;_« \QB I a a
0 0 THI Anh huong cua luong chay dao S va van toe cai V den nham be mat day
2(luona chay dao Sl
Hinh 9: Anh huong cua lupng chay dao S va van toe cat V den dp nham be mat day
do anh huong cua mng ddng cua he thong cdng nghe (vi luc eat ldn).
b Anh huong cua t, V din dp nlidm hi mat day hoc tni
Til phuang trinh hdi qui ham muc lieu do nham be mat day hdc tru. lay gia In lugng chay dao S toi uu da lim dugc(S = 0,18925 mm/vg irng vdi x, =-1.2150). ta duge phuang trinh ve do nham be mat day hoe tni phu thudc van tdc cat V va ehieu sau cat I nhu sau:
^ 0,11502 - 0.04374X, + 0.079x,=
IJng dung phan mem Matiab, ta cd do thi 3D chi su phu thudc tren (hinh 10):
Fie Edif View Injett Tool* Desktop Windciw H**
D a; H # 'fe"^'^r^"n[® ^ i D B i • O
DO THI Anh huong cua chieu sau cat I va van toe cai V den nham be mat day
'^=^
SK--'
Hinh 10: Anh hmmg cua chitiu sau cat t va van toe cat V den do nham be mat da\
Lmi y: True x cd ten la x, - lugng chay dao S; true y cd ten la x^ - van ldc cat V; true z cd ten la y - nham be mat dav R .
a
+ Nhan xet:
Anh huong eua van toe cat va lugng chay dao den nham be mat dugc the hien nhu dd thi tren. Lugng chay dao nhd dan den chieu eao nhap nhd le vi be mat thap do il anh hudng cua cac yeu td hinh hgc dao. Lugng chay dao tang dan den ehieu eao nhap nhd te vi be mat lang nhanh do bien dang dan hdi anb buong den sir hinh thanh eac nhap nhd le vi ket hgp vdi anh huong cua eac yeu to hinh hgc eua dao cat.
Khi lugng chay dao nhd, van tdc cat cang lang dan den do nham be mat giam do it anh huang eua mirc do bien dang deo. bien dang dan hdi a be mat gia edng (vi it hoac khdng hinh thanh su leo dao) va do it anh huong cua cac yeu to hinh hgc dao. Khi lugng chay dao ldn.
\ an tde cat cang tang dan den do nham be mat cang lang
Lmt y: True x cd ten la X| - chieu sau cat I; true y cd ten la x,, - van lde cat V; true z cd ten la y - nham be mat day R^.
+ Nhan xet:
Chieu sau cat nho dan den do nham be mat lang.
do ludi cat cua dung cii trugt va eao xude len be mat gia edng xay ra hien tugng cat khdng lien tuc. Khi tang chieu sau cat thi do nham be mat giam den mdt gia tri nhat dinh. Neu tiep tue tang chieu sau cat thi do nham be mat lai tang do su rung ddng trong qua trinh cat tang.
Van toe c^l cang tang dan den do nham be mat giam do il anh hudng eua mire do bien dang deo. bien dang dan hoi a be mat gia cdng va do il anh huong cua cae \eu id hinh hoe dao.
tru
c Anh huang cua t. S din dp nhdm be mat day hoc
Tir phuang trinh hoi qui ham muc ticu do nham be c ^ TAP CHi c a KHi VIET NAM *l* So 6 - Tliang 6 niim 201
NGHIEN CUU - TRAO OOI
mat day hoc tni, lay gia trj van loc cat V tdi uu da lim dugc (V = 111,709 m/ph img vdi x, = 0,3709), ta dugc phuang trinh ve do nham be mat day hdc tru phii thudc lugng chay dao S va chieu sau cat t nhu sau:
(5) y^^^ = 0,28026 + 0.14935X, + 0,079x,-
Ung dung phan mem Matlab la ed do Ihi 3D ehi su phu thudc tren (hinh 11):
FJe Ed.1 Vi^/j [nsert rooti [ysktop Wndow ttelp :ii^t^\^^tS,
DO THI Anh huong cua chieu sau cat t v3 luunQ chay dao S den nham be mat day
(2(luong chay dao S) l(chieu sau cat t)
Hinh 11: Anh huong cua chieu sau cat t va van toe cat V den dp nham be mat day
Lifu y: Tnie x cd ten la x^ - chieu sau eat I; tnrc y cd ten la x, - lugng chay dao S; true z ed ten la y - nham be mat day R .
a
+ Nhan xet:
Ket qua tren do thi eho thay, anh huang eua lugng chay dao tdi nham be mat la rat rd. Lugng chay dao nhd dan den ehieu eao nhap nhd te vi be mat thap do it anh hudng eiia cac yeu Id hinh hgc dao. Khi tang lugng chay dao S thi nham be mat tang do bien dang dan hdi ket hgp vdi anh huong cua cac thdng sd hinh hgc cua dung cu cat.
Chieu sau cat nhd dan den do nham be mat tang, do ludi cat cua dung cii trugt va eao xudc len be mat gia edng xay ra hien lugng cat khdng lien lue. Khi tang ehieu sau cat thi do nham be mat giam den mdt gia In nhat dinh. Neu tiep tuc tang chieu sau cat thi do nham be mat lai tang do su rung ddng trong qua trinh cat tang.
5.3. Kiim chirng ket qud bdng thuc nghiem
Dc kiem chirng ket qua linh loan tren. nhdm tae gia da ticn hanh gia cdng ba mau vdi cae thdng sd toi uu da dugc linh loan a tren (I = 0.5497 mm. S = 0,18925 mm/vdng. V = 113.709 m/ph) vdi vat lieu.
may, dao, ga kep,... khdng thay ddi, ket qua, dugc cac gia tri nhu sau:
Bang 4: Cac gia tri kiem nghiem \a kel qua
\ R
\ a
^N^m)
Mau \ , 1 2
- t
Lan do 1
0,08 0,16 0.13
Lan do 2 0,10 0,12 0,12
Lan do 3
0,13 0.15 0,09 Gia tri trung binh
Gia tri TB cua tirng
mau 0,10 0,14 0,11 0,117 Gia tri tnmg binh do nham be mat day khi kiem nghiem la:
0,117 Mm = R , , , = 0,1069 pm
Vay, ket qua nay chirng minh su diing dan cua phuang phap nghien ciru.
6. KET LUAN
Trong bai bao nay, cac tac gia da trinh bay mgt phuong phap nghien ciru bang thuc nghiem do chinh xac gia edng tren may CNC - phuang phap quy hoach thuc nghiem ket hgp xir ly ket qua bang phan mem MATLAB. ling dung phuang phap tren da thu dugc nhirng ket qua dang tin cay khi gia cdng md hinh thi nghiem hdc Irii trdn, vat lieu thep 45, vdi he thdng cdng nghe: may LILIAN BM - 5V CNC (Dai Loan), dao phay tni hgp kim eua hang Korioy.
Ket qua nghien cim la ca sd cho viec tdi uu hoa cac thdng sd cdng nghe khi gia cdng tren cac may CNC khae nhau. <•
Tai lieu tham khao:
[1] Iran Van Dich (2003), Nghien cim dp chmh xac gia cong bang thuc nghiem, NXB Khoa hoc va Ky thuat. Ha Npi.
[2] Nguyen Doan Y (2000), Xu ly s6 lieu thuc nghiem trong ky thuat,, NXB Khoa hpc va Ky thuat. Ha Nor
[3] TrSn Van Dich (2000), Cong nghe gia cong U-en may CNC, NXB Khoa hpc va Ky thuat. Ha Npi.
[4] Tr4n Van Dich (2003), Nguyen ly cat kun loai, NXB Khoa hpc va Ky thuat. Ha Npi.
[5] Korioy tool: General catalogues and Korloycut software [6] http:/Avww.math\vorks.com
TAP CHi c a KHi VIET NAM V So 6 - Thang 6 nam 2011
