i<br />
<br />
LỜI CẢM ƠN<br />
Trong quá trình học tập và hoàn thành luận án, tác giả luôn nhận được sự giúp đỡ,<br />
động viên của gia đình, người thân và sự dạy bảo của các thầy, cô giáo Trường Đại học<br />
Bách Khoa Hà Nội.<br />
Tác giả xin trân trọng cám ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Gia công vật liệu và<br />
Dụng cụ công nghiệp, Viện Cơ khí, Viện Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Bách khoa<br />
Hà Nội đã tận tình dạy bảo trong suốt khóa học. Đặc biệt, xin trân trọng cảm ơn PGS. TS<br />
Nguyễn Thị Phương Giang và TS. Nguyễn Tiến Đông đã hướng dẫn và giúp đỡ tác giả<br />
hoàn thành luận án. Đồng thời, xin trân trọng cảm ơn các chuyên gia, các nhà khoa học đã<br />
đóng góp những ý kiến quý báu trong suốt quá trình tác giả thực hiện luận án.<br />
Ngoài ra, tác giả cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ của Công ty Cổ phần máy Công nghiệp<br />
và Dụng cụ, Trung tâm Đo lường Quân đội về cơ sở vật chất và thiết bị trong quá trình thí<br />
nghiệm để hoàn thành luận án.<br />
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè và<br />
đồng nghiệp đã động viên, hỗ trợ và giúp đỡ tác giả trong suốt khóa học.<br />
<br />
ii<br />
<br />
LỜI CAM ĐOAN<br />
Tôi xin cam đoan nội dung luận án là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả<br />
nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được tác giả khác công bố.<br />
<br />
TM. TẬP THỂ<br />
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC<br />
<br />
PGS.TS. Nguyễn Thị Phương Giang<br />
<br />
TÁC GIẢ<br />
<br />
Nguyễn Thị Phương<br />
<br />
iii<br />
<br />
MỤC LỤC<br />
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................... i<br />
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. ii<br />
MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii<br />
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.......................................................... vii<br />
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .......................................................... x<br />
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1<br />
Chương 1 ............................................................................................................................... 5<br />
Tổng quan về mài phẳng và tình hình nghiên cứu nâng cao khả năng cắt của đá mài ......... 5<br />
1.1 Tổng quan về mài phẳng ................................................................................................. 5<br />
1.1.1 Giới thiệu về phương pháp mài .................................................................................... 5<br />
1.1.2 Mài phẳng bằng đá mài mặt đầu ................................................................................... 5<br />
1.1.3 Mài phẳng bằng đá mài hình trụ ................................................................................... 6<br />
1.1.4 Đặc điểm của quá trình mài .......................................................................................... 7<br />
1.2 Đặc tính vật liệu có độ cứng cao ..................................................................................... 7<br />
1.3 Tình hình nghiên cứu về đá mài gián đoạn trên thế giới và trong nước .......................... 8<br />
1.3.1 Nghiên cứu đá mài gián đoạn hay đá mài xẻ rãnh trên thế giới ................................... 8<br />
1.3.2 Đá mài xẻ rãnh do Việt Nam đang nghiên cứu ......................................................... 10<br />
1.4 Bài toán tối ưu tổng quát và tối ưu đa mục tiêu ............................................................ 12<br />
1.4.1 Bài toán tối ưu tổng quát ............................................................................................ 12<br />
1.4.2 Bài toán tối ưu đa mục tiêu ......................................................................................... 13<br />
1.5 Quy hoạch tối ưu đa mục tiêu ........................................................................................ 13<br />
1.5.1 Những khái niệm cơ bản của thiết kế thực nghiệm .................................................... 13<br />
1.5.2 Các nguyên tắc cơ bản của thiết kế thực nghiệm ....................................................... 17<br />
1.5.3 Các bước thiết kế thực nghiệm cực trị ........................................................................ 18<br />
1.5.4 Khái niệm và nguyên tắc tiếp cận hệ thống công nghệ .............................................. 19<br />
Kết luận chương 1 ............................................................................................................... 19<br />
Chương 2 ............................................................................................................................. 20<br />
Cơ sở lý thuyết của quá trình mài phẳng ............................................................................. 20<br />
2.1 Các thông số công nghệ khi mài phẳng ......................................................................... 20<br />
2.2.1 Máy mài phẳng ........................................................................................................... 20<br />
2.3 Chất lượng chi tiết gia công........................................................................................... 21<br />
2.3.1 Độ nhám bề mặt chi tiết máy khi mài ......................................................................... 21<br />
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết mài............................................ 23<br />
<br />
iv<br />
<br />
2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sai số kích thước chi tiết gia công ................................... 25<br />
2.4 Rung động khi mài phẳng.............................................................................................. 27<br />
Kết luận chương 2 ............................................................................................................... 28<br />
Chương 3 ............................................................................................................................. 30<br />
Các chỉ tiêu và phương pháp đánh giá khả năng cắt của đá mài xẻ rãnh khi mài phẳng .... 30<br />
3.1 Quá trình nghiên cứu đánh giá khả năng cắt của đá mài xẻ rãnh .................................. 30<br />
3.2 Khả năng cắt của đá mài ................................................................................................ 31<br />
3.3 Khái quát về các phương pháp đánh giá ....................................................................... 31<br />
3.4 Cơ sở đánh giá khả năng cắt của đá mài........................................................................ 32<br />
3.5 Chỉ tiêu đánh giá khả năng cắt của đá mài ................................................................... 32<br />
a. Chỉ tiêu tỷ lệ mài .............................................................................................................. 32<br />
b. Năng suất mài .................................................................................................................. 32<br />
c. Thể tích vật liệu được bóc trên một đơn vị công suất...................................................... 33<br />
d. Khả năng cắt khi mài ....................................................................................................... 33<br />
e. Đánh giá bằng năng lượng tiêu hao riêng của đá............................................................. 34<br />
f. Đánh giá bằng đặc tính cắt của đá .................................................................................... 34<br />
3.6 Đánh giá khả năng cắt của đá mài xẻ rãnh nghiêng chế tạo thử nghiệm tại Việt Nam . 34<br />
3.6.1 Đánh giá theo chỉ tiêu chất lượng chi tiết gia công .................................................... 35<br />
a. Đánh giá theo sai lệch về kích thước chiều cao .............................................................. 35<br />
c. Đánh giá theo sai lệch về độ song song ........................................................................... 35<br />
d. Đánh giá theo độ nhám bề mặt bề mặt ........................................................................... 36<br />
e. Đánh giá theo chỉ tiêu lực cắt .......................................................................................... 37<br />
f. Đánh giá theo chỉ tiêu nhiệt cắt ........................................................................................ 41<br />
3.7. Đánh giá theo chỉ tiêu năng suất ................................................................................... 42<br />
3.8 Độ không đảm bảo đo<br />
<br />
43<br />
<br />
3.9 Đo nhám bề mặt bằng phương pháp tiếp xúc ................................................................ 43<br />
3.10 Đo sai lệch về độ phẳng bề mặt trên máy đo tọa độ .................................................... 45<br />
3.10.1. Khái niệm ................................................................................................................ 45<br />
3.10.2 Các hệ tọa độ sử dụng trong máy đo CMM ............................................................. 45<br />
3.10.3 Nguyên tắc xác định số điểm đo............................................................................... 46<br />
3.11 Đo sai lệch về kích thước theo chiều cao .................................................................... 47<br />
3.12 Đo sai lệch về độ song song ........................................................................................ 47<br />
3.13 Phương pháp đo lực sử dụng Loadcell ........................................................................ 48<br />
3.13.1 Thiết bị đo nhiệt........................................................................................................ 49<br />
<br />
v<br />
<br />
3.13.2 Cảm biến nhiệt điện ................................................................................................. 51<br />
a. Nguyên lý cấu tạo, hoạt động của cảm biến nhiệt điện .................................................. 51<br />
b. Đặc trưng chung độ nhạy nhiệt........................................................................................ 51<br />
3.13.3 Phương pháp đo điện áp cảm biến nhiệt điện ........................................................... 52<br />
3.14 Phương pháp đo rung................................................................................................... 53<br />
Kết luận chương 3 ............................................................................................................... 54<br />
Chương 4 ............................................................................................................................. 55<br />
Thực nghiệm xác định ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chất lượng bề mặt<br />
chi tiết gia công ................................................................................................................... 55<br />
4.1 Khái quát về tổ chức thực nghiệm ................................................................................. 55<br />
4.2 Thiết kế thực nghiệm ..................................................................................................... 55<br />
4.2.1 Tình hình về thiết kế thực nghiệm trong chế tạo máy ở trên thế giới và trong nước . 55<br />
4.2.2 Thiết kế thực nghiệm theo phương pháp Taguchi ...................................................... 56<br />
4.2.3 Thiết kế ma trận trực giao........................................................................................... 57<br />
4.2.4 Phân tích số liệu thực nghiệm.................................................................................... 58<br />
4.3 Phân tích phương sai ANOVA ...................................................................................... 59<br />
4.3.1 Khái niệm về phân tích phương sai ........................................................................... 59<br />
4.3.2 Phân tích phương sai .................................................................................................. 59<br />
4.4 Thiết kế thực nghiệm theo phương pháp Taguchi mờ................................................... 60<br />
4.5 Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng các thông số Sd,t, Z đến sai lệch độ phẳng, độ nhám,<br />
lực cắt, nhiệt cắt, rung động và bóc tách vật liệu gia công .................................................. 60<br />
4.5.1 Lựa chọn máy ............................................................................................................. 60<br />
4.5.2 Đá mài ........................................................................................................................ 61<br />
4.5.3 Lựa chọn vật liệu ........................................................................................................ 63<br />
4.5.4 Lựa chọn chế độ công nghệ ........................................................................................ 64<br />
4.5.5 Thiết kế ma trận thực nghiệm Taguchi ....................................................................... 64<br />
4.6 Thực nghiệm đánh giá theo các chỉ tiêu riêng biệt ........................................................ 65<br />
4.6.1 Chỉ tiêu sai lệch độ phẳng........................................................................................... 65<br />
4.6.1.1 Tính toán kết quả thực nghiệm theo phương pháp Taguchi .................................... 65<br />
4.6.1.2 Phân tích kết quả theo phương sai ANOVA ........................................................... 66<br />
4.6.2 Chỉ tiêu độ nhám bề mặt ............................................................................................. 68<br />
4.3.2.1 Tính toán kết quả thực nghiệm theo phương pháp Taguchi .................................... 68<br />
4.3.2.2 Phân tích phương sai ANOVA ................................................................................ 69<br />
4.6.3 Chỉ tiêu lực cắt ............................................................................................................ 72<br />
<br />