Luận văn Nghiên cứu bằng thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình cắt kim loại

động trong quá trình cắt 3.a- Đo dao động trong quá trình cắt theo lớp Mục đích: Khảo sát sự xuất hiện của rung động tự kích thích và xác định tần số dao động của hệ thống công nghệ khi chịu rung động tự kích thích. Để khảo sát những đặc trưng nói trên, thí nghiệm cắt kim loại được tiến hành với những bộ chế độ cắt khác nhau. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên các hình 2.16 đến hình 2.31 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 Hình 2.16- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 200v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.17- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 250v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 Hình 2.18- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 315v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.19- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 400v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 Hình 2.20- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 500v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.21- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 613v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 Hình 2.22- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 800v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.23- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 1000v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 Hình 2.24- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 200v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.25- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 250v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 Hình 2.27- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 400v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.26- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 315v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 Hình 2.28- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 500v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.29- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 630v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63 Hình 2.30- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 800v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.31- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 1000v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 Phân tích kết quả thí nghiệm đo dao động trong quá trình cắt theo sơ đồ lớp Kết quả đo dao động trong các quá trình cắt kim loại theo sơ đồ lớp được trình bày trên các hình từ 2.16 đến 2.31 cho thấy: - Khi quá trình tạo phoi bắt đầu diễn ra thì rung động tự kích thích cũng bắt đầu xuất hiện. - Nếu quá trình cắt còn duy trì thì rung động tự kích thích cũng được duy trì - Khi quá trình cắt dừng lại thì rung động này cũng biến mất - Khi chịu tác dụng của rung động tự kích thích hệ thống công nghệ luôn luôn dao động với cùng một dãi tần số. Từ hình 2.16 đến hình 2.31 ta dễ dàng nhận thấy: Với những quá trình cắt khác nhau (Tốc độ cắt khác nhau, chiều sâu cắt khác nhau, bước tiến dao khác nhau) thì tải trọng tác dụng lên hệ cũng khác nhau nhưng hệ chỉ dao động với một dãi tần số trong khoảng từ 0 đến 400 Hz. Cái khác nhau chỉ là là khác về biên độ dao động mà thôi. 3.b - Thí nghiệm do dao động trong quá trình cắt theo mặt phẳng nghiêng Mục đích của thí nghiệm: Khảo sát sự tăng trưởng của rung động tự kích thích và trạng thái nguy hiểm của quá trình cắt. Nội dung của thí nghiệm: Sử dụng một tốc độ cắt V xác định và một giá trị bước tiến dao s xác định để tiến hành cắt theo mặt phẳng nghiêng như đã giới thiệu trên hình 2.5. Với sơ đồ đó, khi tiến hành chạy dao tự động, chiều sâu cắt t của quá trình cắt cũng sẽ tự động tăng dần và nếu chiều sâu cắt tăng dần thì tải trọng tác dụng lên hệ cũng tăng dần và rung động tự kích thích cũng biến đổi theo. Kết quả thí nghiệm được giới thiệu trên hình 2.32a, 2.32b, 2.32c, 2.32d, 2.32e, 2.32f. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 Hình 2.32 a Hình 2.32 b Hình 2.32 c Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 Hình 2.32 d Hình 2.32 e Hình 2.32 f Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67 Đồ thị dao động trên các hình 2.32a, 2.32b, 2.32c, 2.32d, 2.32e, 2.32f. cho thấy sự tăng trưởng của rung động tự kích thích. Theo thời gian cùng với sự tăng dần của chiều sâu cắt t trên mặt phẳng nghiêng, biên độ dao động tăng dần: - Trên hình 2.32 a là đồ thị dao động của hệ thống công nghệ khi quá trình cắt diễn ra được 0.95 giây (đồ thị hiển thị biên độ dao động trong khoảng thời gian từ lúc 0.55 giây cho đến 0.95 giây). Biên độ dao động còn rất bé và hệ thống công nghệ rung động với dãi tần trong khoảng từ 0 chi đến 400Hz. - Trên hình 2.32 b là đồ thị dao động của hệ thống công nghệ khi quá trình cắt diễn ra được 1.45 giây ( Hiển thị từ lúc 1.05 giây cho đến 1.45 giây). - Trên hình 2.32 c là đồ thị dao động của hệ thống công nghệ khi quá trình cắt diễn ra được 1.95 giây (Hiển thị từ lúc 1.55 giây cho đến 1.95 giây). - Trên hình 2.32 d là đồ thị dao động của hệ thống công nghệ khi quá trình cắt diễn ra được 2.55 giây ( Hiển thị từ lúc 2.05 giây cho đến 2.55 giây). - Trên hình 2.32e là đồ thị dao động của hệ thống công nghệ khi quá trình cắt diễn ra được 3.0 giây ( Hiển thị từ lúc 2.6 giây cho đến 3.0 giây). - Trên hình 2.32f là đồ thị dao động của hệ thống công nghệ khi quá trình cắt diễn ra được 3.6 giây ( Hiển thị từ lúc 3.1 giây cho đến 3.6 giây). Kể từ thời điểm bắt đầu khảo sát cho đến khi ngừng khảo sát, biên độ dao động tăng lên không ngừng và đến thời điểm 2.9 giây thì biên độ dao động đã khá lớn và hệ sắp sửa bước vào giai đoạn mất ổn định (Hình 2.32e). Bắt đầu từ thời điểm 3.1 giây hệ thống công nghệ rung rất mạnh và rơi vào trạng thái mất ổn định (Hình 3.2f). Ở trạng thái này, Nếu quá trình cắt không dừng lại thì chiều sâu cắt sẽ thay đổi rất lớn và hệ thống sẽ rung dữ dội, lưỡi cắt sẽ bị sứt mẻ, bề mặt chi tiết gia công sẽ bị xấu đi rõ rệt. Tuy nhiên, trên các hình 2.32 a,b,c,d,e,f, chúng ta thấy rõ hệ chỉ dao động với cùng một dải tần số mà thôi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 68 Kết luận chương II Chương II đã trình bày việc nghiên cứu các đặc trưng của rung động tự kích thích bằng thực nghiệm trên máy phay đứng 6P13b và máy phay đứng Turndimill. Quá trình nghiên cứu được bắt đầu từ thí nghiệm đo dao động khi máy dừng và khi máy chạy không tải với các tốc độ vòng quay khác nhau của trục chính. Những thí nghiệm đó có tác dụng khẳng định rằng, tại thời điểm khảo sát, hệ thống công nghệ gia công phay không chịu ảnh hưởng gì đáng kể của những kích thích cưỡng bức từ bên ngoài qua móng máy hay từ bên trong máy do sai số chế tạo hoặc do máy bị rơ bởi đã bị mòn trong quá trình làm việc trước đây. Điều đó cũng trực tiếp khẳng định: Nếu tiến hành gia công kim loại trên hệ thống công nghệ này và nếu trong quá trình gia công hệ bị rung động mạnh thì rung động đó chỉ có thể là rung động tự kích thích mà thôi. Kết luận đó cho phép chúng ta thực hiện thí nghiệm đo dao động trong quá trình máy mang tải để khảo sát các đặc trưng của dạng rung động tự kích thích. Các thí nghiệm đo dao động trong quá trình cắt kim loại đã trình bày trên các hình từ 2.16 đến 2.32a,b,c,d,e,f, cho phép chúng ta rút ra được những đặc trưng cơ bản sau đây của rung động tự kích thích. 1- Rung động tự kích thích là rung động phát sinh và tồn tại cùng với quá trình cắt. Khi quá trình cắt dừng lại thì rung động này cũng biến mất. Nói cách khác, rung động tự kích thích là một thuộc tính cố hữu của quá trình cắt kim loại trên máy công cụ. 2- Khi hệ thống công nghệ chịu tác dụng của rung động tự kích thích thì hệ thống dao động với cùng một dãi tần số xác định. Nếu thay đổi tải trọng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 69 cắt thì chỉ làm thay đổi biên độ dao động của hệ thống công nghệ chứ không làm thay đổi tần số dao động của hệ. 3- Rung động tự kích thích là thuộc tính cố hữu của quá trình cắt kim loại. Tuy nhiên không phải lúc nào nó cũng gây nguy hiểm cho quá trình cắt. Độ lớn của rung động tăng lên cùng với tải trọng cắt nhưng chỉ trong trường hợp tải trọng cắt đạt đến một giá trị xác định nào đó làm cho biên độ dao động tăng lên đột ngột thì nó mới đưa hệ thống công nghệ rơi trạng thái mất ổn định. Ở trạng thái đó rung động này mới gây tổn hại cho hệ thống công nghệ. 4- Bản chất của rung động tự kích thích: 4.1- Rung động tự kích thích liên quan đến độ cứng vững của hệ thống công nghệ. Độ cứng vững của một hệ thống công nghệ đặc trưng cho khả năng hấp thụ năng lượng của hệ thống đó. Vì vậy mỗi hệ thống công nghệ có một khả năng hấp thụ năng lượng xác định của riêng mình. 4.2- Năng lượng của một quá trình cắt được xác định bởi công suất tiêu thụ cho quá trình đó và độ lớn của công suất tiêu thụ đó lại được xác định bởi giá trị của bộ thông số chế độ cắt V,s và t 4.3- Năng lượng tiêu thụ cho một quá trình cắt được cung cấp từ lưới điện, được truyền qua động cơ điện và được chuyển đổi thành cơ năng tại vùng cắt, được truyền qua thân máy rồi cuối cùng đi vào lòng đất và được lòng đất hấp thụ. Khi đi qua hệ thống công nghệ, dòng năng lượng này làm cho hệ thống rung động. Đó là bản chất năng lượng của rung động tự kích thích. 4.4- Dòng năng lượng càng lớn thì rung động càng mạnh nên rung động tự kích thích tăng trưởng theo tải trọng cắt. Khi năng lượng của một quá trình cắt vượt quá khả năng hấp thụ của một hệ thống công nghệ thì hệ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 70 sẽ rung động mạnh và trạng thái mất ổn định sẽ xẩy ra. Đó chính là bản chất năng lượng của hiện tượng mất ổn định do sự tăng trưởng của hiện tượng rung động tự kích thích. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 71 Ch•¬ng 3 Nghiªn cøu ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn rung ®éng tù kÝch thÝch b»ng thùc nghiÖm 3.1.Ba Tr¹ng th¸i cña qu¸ tr×nh c¾t a.Tr¹ng th¸i æn ®Þnh Mét qu¸ tr×nh c¾t ®•îc gäi lµ æn ®Þnh khi dông cô c¾t bÞ kÝch thÝch sÏ tiÕn ®Õn mét vÞ trÝ c©n b»ng d•íi d¹ng mét dao ®éng t¾t dÇn hoÆc tiÕn ®Õn mét møc dao ®éng nµo ®ã Ýt h¬n. Tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t ®•îc biÓu thÞ trªn h×nh 3.1 b.Tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh Trong qu¸ tr×nh c¾t, do mét yÕu tè bÊt kú nµo ®ã lµm cho lùc c¾t ®éng lùc häc biÕn ®éng. Sù biÕn ®éng cña lùc c¾t lµm cho hÖ thèng c«ng nghÖ rung ®éng. Rung ®éng cña hÖ thèng c«ng nghÖ lµm cho vi trÝ t•¬ng ®èi gi÷a l•ìi c¾t vµ ph«i thay ®æi liªn lôc vµ do ®ã lµm cho chiÒu s©u c¾t biÕn ®æi liªn tôc. Sù biÕn ®æi liªn tôc cña chiÒu s©u c¾t l¹i dÉn ®Õn sù biÕn ®éng liªn tôc cña lùc c¾t ®éng lùc häc. Sù biÕn ®éng liªn tôc cña lùc c¾t ®éng lùc häc g©y ra rung ®éng ngµy cµng t¨ng. Qu¸ tr×nh tù kÝch thÝch ®ã nÕu kh«ng cã sù ®iÒu chØnh Biªn ®é Thêi gian Thêi gian Biªn ®é H×nh 3.1- Tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 hoÆc sù khèng chÕ sÏ dÉn hÖ thèng c«ng nghÖ tiÕn ®Õn tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh. V× vËy ng•êi ta ®Þnh nghÜa: Mét qu¸ tr×nh c¾t ®•îc gäi lµ mÊt æn ®Þnh khi xuÊt hiÖn rung ®éng ngµy cµng t¨ng, khi ®ã dông cô c¾t cã thÓ rung ®éng víi biªn ®é ngµy cµng t¨ng hoÆc dÇn dÇn rêi xa vÞ trÝ c©n b»ng cho ®Õn mét giíi h¹n x¸c ®Þnh. Tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh ®•îc m« t¶ trªn h×nh 3.2 c.Tr¹ng th¸i tíi h¹n æn ®Þnh §Ó ®i tíi kh¸i niÖm “Tr¹ng th¸i tíi h¹n æn ®Þnh” ta xÐt ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t. Theo quan ®iÓm n¨ng l•îng cña qu¸ tr×nh c¾t, ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t ®•îc x¸c ®Þnh: "Qu¸ tr×nh c¾t vÉn æn ®Þnh nÕu n¨ng l•îng cña qu¸ tr×nh ch•a v•ît qu¸ gi¸ trÞ tíi h¹n". Qc Qk (3.1) Trong ®ã: Qc - C«ng suÊt cña qu¸ tr×nh c¾t - (W) Qk - C«ng suÊt tíi h¹n æn ®Þnh cña hÖ thèng c«ng nghÖ - (W). Qk ®Æc tr•ng cho kh¶ n¨ng hÊp thô n¨ng l•îng cña hÖ thèng c«ng nghÖ. Víi mçi hÖ thèng c«ng nghÖ x¸ c ®Þnh th× Qk lµ mét h»ng sè. C«ng thøc (3.1) cã thÓ viÕt d•íi d¹ng: Pc.V Pk.V (3.2) Trong ®ã: Thêi gian Biªn ®é H×nh 3.2- Tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 Pc - Lùc c¾t - (N) Pk - Lùc c¾t tíi h¹n - (N). Pk lµ trÞ sè cña lùc mµ khi lùc c¾t ®éng lùc häc cña mét qu¸ tr×nh ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®ã th× hÖ thèng c«ng nghÖ b¾t ®Çu mÊt æn ®Þnh. V - Tèc ®é c¾t (m/s) Lùc c¾t Pc cña mét qu¸ tr×nh c¾t ®•îc x¸c ®Þnh th«ng qua diÖn tÝch c¾t ®•îc t¹o ra bëi qu¸ tr×nh ®ã: Pc = Fc . k (3.3) Tõ ®ã, c«ng thøc (3.2) cã thÓ viÕt d•íi d¹ng: Fc . k Fk.k hay Fc Fk (3.4) Trong ®ã: Fc- DiÖn tÝch c¾t do qu¸ tr×nh c¾t t¹o ra - (m2) Khi phay b»ng dao phay trô vµ dao phay mÆt ®Çu, diÖn tÝch c¾t trung b×nh ®•îc tÝnh theo c«ng thøc : (*) . ... D ZstB F z Trong c«ng thøc (*) ta cã: B - ChiÒu réng phay t - ChiÒu s©u phay sz- B•íc tiÕn dao r¨ng z - Sè r n¨g dao, D - §•êng kÝnh dao phay Fk - DiÖn tÝch c¾t tíi h¹n æn ®Þnh - (m2) Fk - Mét trÞ sè diÖn tÝch mµ khi diÖn c¾t cña mét qu¸ tr×nh c¾t thùc tÕ ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®ã th× qu¸ tr×nh c¾t b¾t ®Çu r¬i vµo tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh. k - Lùc c¾t riªng cña vËt liÖu gia c«ng (N/m2) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 C«ng thøc (3.4) lµ ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i ®•îc viÕt d•íi d¹ng diÖn tÝch c¾t. §iÒu kiÖn ®ã ®•îc ph¸t biÓu: "ë mçi cÊp tèc ®é x¸c ®Þnh, qu¸ tr×nh c¾t vÉn æn ®Þnh nÕu diÖn tÝch c¾t ch•a v•ît qu¸ gi¸ trÞ tíi h¹n ". C«ng thøc (3.4) cã thÓ viÕt d•íi d¹ng: s.t. s.tk hay t tk (3.5) Trong ®ã: s - B•íc tiÕn dao (m/ph hoÆc mm/ph) t - ChiÒu s©u c¾t (m hoÆc mm) lµ chiÒu s©u líp kim lo¹i bÞ c¾t ®•îc ®o theo chiÒu trôc cña dao tk- ChiÒu s©u c¾t tíi h¹n (m hoÆc mm) ChiÒu s©u c¾t tíi h¹n lµ mét gi¸ trÞ cña chiÒu s©u c¾t mµ khi chiÒu s©u c¾t thùc tÕ cña mét qu¸ tr×nh c¾t cã v= const vµ s= const ®¹t tíi gi¸ trÞ ®ã th× qu¸ tr×nh sÏ b¾t ®Çu r¬i vµo tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh. C«ng thøc (3.5) lµ ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i viÕt d•íi d¹ng chiÒu s©u c¾t cña qu¸ tr×nh. §iÒu kiÖn ®ã ®•îc ph¸t biÓu: "ë mçi cÊp tèc ®é x¸ c ®Þnh vµ mét cÊp tèc ®é ch¹y dao x¸c ®Þnh, qu¸ tr×nh c¾t vÉn æn ®Þnh nÕu chiÒu s©u c¾t ch•a v•ît qu¸ gi¸ trÞ tíi h¹n ". Tõ c«ng thøc (3.5) ta suy ®•îc 3 tr¹ng th¸i kh¸c nhau cña qu¸ tr×nh c¾t trªn m¸y c«ng cô: Tr¹ng th¸i æn ®Þnh tån t¹i khi t < tk Tr¹ng th¸i tíi h¹n æn ®Þnh tån t¹i khi t = tk (3.6) Tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh tån t¹i khi t > tk Nh• vËy, tr¹ng th¸i tíi h¹n æn ®Þnh lµ tr¹ng th¸i trung gian khi qu¸ tr×nh c¾t chuyÓn ®æi tõ tr¹ng th¸i æn ®Þnh sang tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh Tõ (3.6) ta cã thÓ nhËn thÊy: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 75 - Cã mét tËp hîp v« sè c¸c gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t thùc tÕ ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh c¾t n»m trong tr¹ng th¸i æn ®Þnh. §ã lµ tËp hîp t < tk - Cã mét tËp hîp v« sè c¸ c gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t thùc tÕ lµm cho qu¸ tr×nh c¾t hoµn toµn n»m trong tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh. §ã lµ tËp hîp t > tk. - ChØ cã mét gi¸ trÞ cña chiÒu s©u c¾t t= tk mµ t¹i ®ã qu¸ tr×nh c¾t chuyÓn ®æi tõ tr¹ng th¸i æn ®Þnh sang tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh Víi mét qu¸ tr×nh c¾t cã tèc ®é c¾t V x¸ c ®Þnh, b•íc tiÕn dao s x¸c ®Þnh, th× gi¸ trÞ tk lµ gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t thùc tÕ mµ khi qu¸ tr×nh c¾t thùc hiÖn víi gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t ®ã th× b¶n th©n qu¸ tr×nh c¾t ®ßi hái ®•îc cung cÊp mét n¨ng l•îng b»ng n¨ng l•îng tíi h¹n cña qu¸ tr×nh Qk. Hay nãi c¸ch kh¸c: Khi ®ã qu¸ tr×nh c¾t ®ßi hái ®•îc cung cÊp mét n¨ng l•îng b»ng kh¶ n¨ng hÊp thô n¨ng l•îng lín nhÊt cña hÖ thèng c«ng nghÖ ®ang thùc hiÖn qu¸ tr×nh. Tõ ®ã ta thÊy r»ng, viÖc kh¶o s¸ t ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t ®•îc quy vÒ kh¶o s¸t ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk. 3.2. Kh¶o s¸t ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n b»ng thùc nghiÖm. 3.2.1- Môc ®Ých, néi dung, ph•¬ng ph¸p vµ ph•¬ng tiÖn nghiªn cøu Môc ®Ých cña nghiªn cøu thùc nghiÖm Môc ®Ých cña phÇn nghiªn cøu thùc nghiÖm nµy lµ ®Ó kh¶o s¸t ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn hiÖn t•îng mÊt æn ®Þnh do rung ®éng tù kÝch thÝch t¨ng tr•ëng ®Õn mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh g©y ra. Hay nãi c¸ ch kh¸c: Môc ®Ých cña thÝ nghiÖm lµ ®Ó kh¶o s¸t sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n æn ®Þnh trong sù phô thuéc vµo b•íc tiÕn dao khi c¸c qu¸ tr×nh c¾t kh¸c nhau ®•îc thùc hiÖn víi cïng mét tèc ®é c¾t x¸c ®Þnh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 76 Néi dung cña nghiªn cøu thùc nghiÖm - Kh¶o s¸ t sù biÕn ®æi cña giíi h¹n æn ®Þnh trong sù phô thuéc vµo b•íc tiÕn dao - X©y dùng ®å thÞ æn ®Þnh thùc nghiÖm cña hÖ thèng c«ng nghÖ phay - X©y dùng ph•¬ng tr×nh ®Æc tr•ng cña ®å thÞ æn ®Þnh thùc nghiÖm Ph•¬ng ph¸p nghiªn cøu thùc nghiÖm Ph•¬ng ph¸p nghiªn cøu thùc nghiÖm lµ ph•¬ng ph¸p c¾t thö mÊt æn ®Þnh. Ph•¬ng ph¸p ®ã cã thÓ tãm t¾t nh• sau: T¹i mét cÊp tèc ®é vµ mét b•íc tiÕn dao r¨ng sz x¸c ®Þnh, tiÕn hµnh c¾t thö b»ng c¸ ch n©ng dÇn chiÒu s©u c¾t cho ®Õn khi tù rung t¨ng tr•ëng lín g©y mÊt æn ®Þnh. Gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t khi tù rung g©y mÊt æn ®Þnh lµ gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t tíi h¹n øng víi gi¸ trÞ cña tèc ®é c¾t vµ b•íc tiÕn dao ®· chän. Ph•¬ng tiÖn nghiªn cøu thùc nghiÖm 1- M¸y phay ®øng 6P13. 2- M¸y phay ®øng Turndimill 3- Bé thu thËp vµ biÕn ®æi d÷ liÖu (Data Acquisition) kiÓu DKB 216 cña Hoa kú. 4- Hai c¶m biÕn gia tèc K- S HEAR cña h·ng Kistler ®Ó thu tÝn hiÖu dao ®éng cña hÖ thèng gia c«ng theo hai ph•¬ng cña hai trôc to¹ ®é cña m¸y trong suèt qu¸ tr×nh c¾t. 5- PhÇn mÒm ®iÒu khiÓn Dasylab+ 5.0 ho¹t ®éng trªn nÒn window 95 / 98 6- M¸y vi tÝnh 7- Mét sè lo¹i dao phay mÆt ®Çu. 8- VËt liÖu gia c«ng lµ thÐp 45. S¬ ®å hÖ thèng thÝ nghiÖm ®•îc tr×nh bµy trªn h×nh 3.3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 H×nh 3.3- S¬ ®å hÖ thèng thÝ nghiÖm ®Ó gi¸m s¸ t dao ®éng cña hÖ thèng gia c«ng phay trong qu¸ tr×nh c¾t HÖ thèng thu vµ chuyÓn ®æi tÝn hiÖu trong h×nh 3.3 ®· ®•îc giíi thiÖu trong ch•¬ng II, ë ®©y kh«ng cÇn thiÕt ph¶i giíi thiÖu l¹i. 3.2.2- S¬ ®å thÝ nghiÖm c¾t thö ®Ó kh¶o s¸ t sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n trong sù phô thuéc vµo b•íc tiÕn dao §Ó kh¶o s¸t sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n, ng•êi ta cã thÓ sö dông s¬ ®å c¾t líp nh• h×nh vÏ 3.4 Theo s¬ ®å nµy, viÖc c¾t thö ®•îc tiÕn hµnh theo tõng líp máng víi c¸c gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t t1, t2, t3.... NÕu ch•a thÊy xuÊt hiÖn tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh l¹i t¨ng thªm dÇn chiÒu s©u c¾t cho ®Õn khi tr¹ng th¸i mÊt án ®Þnh xuÊt hiÖn. ChiÒu s©u c¾t ®o ®•îc trong lÇn c¾t cuèi cïng lµ chiÒu s©u c¾t tíi h¹n æn ®Þnh. g DBK4:0: AI Scaling00 Filter00 FFT00 Y/t Chart02 Y/t Chart01 Write00 H×nh 3.4- S¬ ®å c¾t thö theo líp DBK4:0: AI Scaling00 Write00 FFT00Filter00 Y/t Chart00 Y/t Chart01 Bàn máy Hai cảm biến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 78 C¾t theo s¬ ®å nµy cã •u ®iÓm lµ viÖc chÕ t¹o ph«i ®¬n gi¶n, nh•ng cã nh•îc ®iÓm lµ khã x¸c ®Þnh ®•îc chÝnh x¸c chiÒu s©u c¾t tíi h¹n æn ®Þnh, bëi v× lÇn c¾t cuèi cïng cã thÓ v•ît qu¸ gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t tíi h¹n thùc tÕ mét Ýt. Trong tr•êng hîp ®ã ph¶i ®iÒu chØnh dao lïi vÒ ®Ó c¾t thö l¹i. NÕu l•îng v•ît qu¸ kh¸ bÐ th× viÖc ®iÒu chØnh nµy khã ®¹t ®•îc gi¸ trÞ chÝnh x¸c. ViÖc c¾t thö cã thÓ tiÕn hµnh theo s¬ ®å c¾t trªn mÆt ph¼ng nghiªng nh• h×nh 3.5 Khi c¾t trªn mÆt ph¼ng nghiªng, chiÒu s©u c¾t tù ®éng t n¨g dÇn cho ®Õn khi ®¹t tíi gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk. KÓ tõ khi b¾t ®Çu vµo c¾t cho ®Õn khi ®¹t tíi gi¸ trÞ tk, n n¨g l•îng cña qu¸ tr×nh c¾t t¨ng dÇn cho ®Õn khi ®¹t tíi gi¸ trÞ n n¨g l•îng tíi h¹n æn ®Þnh Qk. S¬ ®å nµy cã •u ®iÓm lµ nÕu dõng m¸y ®ïng lóc th× chØ mét lÇn c¾t lµ x¸c ®Þnh ®•îc tk. NÕu dõng lÇn ®Çu kh«ng ®óng lóc (ch¹y v•ît qu¸) th× viÖc ®iÒu chØnh dao ®Ó ®¹t ®•îc tk còng thuËn lîi vµ nhanh h¬n nhiÒu so víi khi c¾t líp. Tuy nhiªn nh•îc ®iÓm cña nã lµ viÖc chÕ t¹o ph«i tèn nhiÒu c«ng søc h¬n. 3.3. C¸c thÝ nghiÖm c¾t thö mÊt æn ®Þnh 3.3.1-th«ng sè thÝ nghiÖm Môc ®Ých cña thÝ nghiÖm lµ ®Ó kh¶o s¸t sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n æn ®Þnh trong sù phô thuéc vµo b•íc tiÕn dao. Do ®ã khi c¸ c ®iÒu kiÖn biªn H×nh 3.5- S¬ ®å c¾t thö theo mÆt ph¼ng nghiªng t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 79 nh• m¸y, dao, ph«i,.. ®· x¸c ®Þnh th× th«ng sè thÝ nghiÖm ®•îc x¸c ®Þnh nh• sau: - Th«ng sè ®Çu vµo: Tèc ®é c¾t V vµ b•íc tiÕn dao s. Víi mét tèc ®é c¾t hay mét tèc ®é vßng quay n cña dao phay, ph¶i lµm thÝ nghiÖm c¾t thö víi tÊt c¶ c¸c b•íc tiÕn dao cña m¸y t•¬ng øng víi tèc ®é vßng quay n ®ã. - Th«ng sè ®Çu ra: ChiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk. Nh• vËy, mçi thÝ nghiÖm víi mét gi¸ trÞ b•íc tiÕn dao s ta cã mét gi¸ trÞ chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk. TËp hîp c¸ c gi¸ trÞ tk t•¬ng øng víi tËp hîp c¸c gi¸ trÞ b•íc tiÕn dao s, sÏ cho phÐp ta ®•a ra kÕt luËn vÒ mèi quan hÖ gi÷a chóng vµ ®ã còng lµ c¬ së ®Ó ®•a ra m« h×nh to¸n häc vÒ sù phô thuéc cña tk vµo b•íc tiÕn dao s Trong c¸ c thÝ nghiÖm c¾t thö nµy, viÖc dïng hÖ thèng thiÕt bÞ ®o dao ®éng trªn h×nh 3.5 chØ cã t¸ c dông ®Ó x¸c nhËn sù xuÊt hiÖn, t¨ng tr•ëng cña rung ®éng tù kÝch thÝch vµ x¸c nhËn sù xuÊt hiÖn cña tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t mµ th«i. 3.3.2- ThÝ nghiÖm c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng Turndimill M¸y phay Turndimill cã 12 cÊp tèc ®é trôc chÝnh: n = 31,5- 45 -63- 90 - 125 - 180 – 250 - 355 - 500 - 710 - 1000 – 1400 v/ph vµ cã 12 cÊp tèc ®é ch¹y dao: s = 12- 16 - 24 - 34 - 46 - 66 - 92 - 128 - 180 - 250 - 350 - 500 mm/ph Ph•¬ng tiÖn vµ ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm kÌm theo gåm: - Dao phay mÆt ®Çu g¾n Hîp kim T5K10 víi c¸c th«ng sè: 100 ; 7Z ; 00 0 1 0 24,8 ; 0 1 0 35;50 ; kh«ng cã l•ìi c¾t chuyÓn tiÕp - VËt liÖu gia c«ng: ThÐp 45 - ChiÒu réng ph«i B = 63 mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 80 - Tèc ®é vßng quay cña trôc chÝnh n = 500 v/ph. - Ph«i ®•îc g¸ trùc tiÕp lªn bµn m¸y, kh«ng t•íi dung dÞch tr¬n nguéi. - VÞ trÝ gia c«ng vµ vÞ trÝ t•¬ng ®èi gi÷a ph«i vµ dao phay ®•îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.6. Qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm ®•îc thùc hiÖn theo s¬ ®å c¾t trªn mÆt ph¼ng nghiªng nh• h×nh 3.5. ViÖc ®o dao ®éng ®•îc tiÕn hµnh tõ khi dao b¾t ®Çu vµo c¾t cho ®Õn khi mÊt æn ®Þnh. Khi mÊt æn ®Þnh xuÊt hiÖn, qu¸ tr×nh c¾t sÏ ®•îc dõng l¹i vµ ng•êi lµm thÝ nghiÖm sÏ tiÕn hµnh ®o chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk H×nh 3.7 tr×nh bµy qu¸ tr×nh xuÊt hiÖn vµ ph¸t triÓn cña rung ®éng tù kÝch thÝch cho ®Õn khi qu¸ tr×nh c¾t r¬i vµo tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh. V× qu¸ tr×nh c¾t diÔn ra trong thêi gian kh¸ dµi, trªn mét h×nh kh«ng thÓ hiÔn thÞ hÕt ®•îc diÔn biÕn, V× vËy ë ®©y, t¸c gi¶ ph¶i chôp tõng phÇn cña qu¸ tr×nh trong tõng kho¶ng thêi gian nhá ®Ó giíi thiÖu. Tõng phÇn cña qu¸ tr×nh ®ã ®•îc giíi thiÖu trªn c¸ c h×nh tõ 3.7.1 ®Õn 3.7.31 H×nh 3.7.1 giíi thiÖu ®å thÞ rung ®éng cña hÖ thèng c«ng nghÖ gia c«ng phay tõ thêi ®iÓm khëi ph¸t 0.55 gi©y. Khi ®ã chiÒu s©u c¾t khëi ph¸t ®•îc ®iÒu chØnh lµ 2,5 mm, n¨ng l•îng cña qu¸ tr×nh cßn bÐ vµ rung ®éng tù kÝch thÝch cßn kh¸ bÐ. Cuèi cïng lµ h×nh 3.7.31 giíi thiÖu ®å thÞ rung ®éng t¹i thêi ®iÓm mÊt æn ®Þnh. Khi ®ã biªn ®é rung ®éng t¨ng ®ét ngét. ChiÒu s©u c¾t tk ®o ®•îc lµ 8,55 mm H×nh 3.6- VÞ trÝ gia c«ng vµ vÞ trÝ t•¬ng ®èi gi÷a dao vµ ph«i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 81 H 3.7.1 H 3.7.2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 82 H 3.7.3 H 3.7.4 H 3.7.5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 83 H3.7.6 H3.7.7 H3.7.8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 84 H 3.7.11 H3.7.10 H 3.7.9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 85 H 3.7.12 H 3.7.14 H 3.7.13 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 86 H.3.7.17 H3.7.16 H.3.7.15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 87 H.3.7.18 H.3.7.19 H.3.7.20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 88 H.3.7.21 H.3.7.22 H.3.7.23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 89 H.3.7.24 H.3.7.25 H.3.7.26 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 90 H.3.7.27 H.3.7.28 H.3.7.29 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 91 H.3.7.30 H.3.7.31 H×nh 3.7- §å thÞ dao ®éng cña HTCN tõ lóc vµo c¾t trªn mÆt ph¼ng nghiªng cho ®Õn khi mÊt æn ®Þnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 92 3.3.3- KÕt qu¶ thÝ nghiÖm trªn m¸y phay ®øng turndimill KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®•îc tr×nh bµy trong b¶ng 1 Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®ã. Ta vÏ ®•îc ®å thÞ quan hÖ gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk vµ b•íc tiÕn dao sv nh• trªn h×nh 3.8 B¶ng 1 Sph (mm/ph) sv (mm/vßng) sz (mm/r¨ng) tk (mm) 12 0.024 0.0034 8.55 16 0.032 0.0045 8.15 24 0.048 0.0068 7.52 34 0.068 0.0097 7.02 46 0.092 0.0131 6.65 66 0.132 0.0188 6.05 92 0.184 0.0262 5.35 128 0.256 0.0365 4.65 180 0.360 0.0514 4.05 250 0.500 0.0714 3.25 350 0.700 0.1000 2.65 500 1.000 0.1428 2.25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 93 3.3.4- ThÝ nghiÖm c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng 6P13 Б M¸y phay 6P13Б cã 18 cÊp tèc ®é ch¹y dao: 40 -50- 63 - 80 -100 -125 -160 - 200 -250 -315 - 400 -500 - 630 - 800 - 1000- 1250 - 1600 -2000 mm/ph vµ 18 cÊp tèc ®é trôc chÝnh: 50 - 63- 80 -100 - 125 - 160- 200 - 250 - 310 - 400 - 500 -630 - 800 - 1000- 1250 -1600 - 2000 - 2500 ( v/ph). Ph•¬ng tiÖn vµ ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm kÌm theo gåm: - Dao phay mÆt ®Çu g¾n Hîp kim T5K10 víi c¸c th«ng sè: 125 ; 8Z ; 00 0 1 0 24,8 ; 0 1 0 35;50 ; kh«ng cã l•ìi c¾t chuyÓn tiÕp - VËt liÖu gia c«ng: ThÐp 45 - ChiÒu réng ph«i B = 125 mm - Tèc ®é vßng quay cña trôc chÝnh n = 80 v/ph. tk (mm) 10 5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 S (mm/v) H×nh 3.8- ®å thi quan hÖ gi÷a tk vµ sv ®•îc vÏ tõ c¸c ®iÓm thÝ nghiÖm rêi r¹c Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 94 - Ph«i ®•îc g¸ trùc tiÕp lªn bµn m¸y - Kh«ng t•íi dung dÞch tr¬n nguéi. - VÞ trÝ gia c«ng vµ vÞ trÝ t•¬ng ®èi gi÷a ph«i vµ dao phay ®•îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.9 - Trong tr•êng hîp nµy chuçi b•íc tiÕn dao r¨ng gåm: 0,0625- 0,078- 0,098- 0,125- 0,156- 0,195- 0,25- 0,3125- 0,3906- 0,492- 0,625 - 0,781- 0,983- 1,25- 1,562- 1,952- 2,5- 3,125 mm. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®•îc tr×nh bµy trong b¶ng 2 vµ quan hÖ phô thuéc gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk víi b•íc tiÕn dao ®•îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.10 B¶ng 2 Sph (mm/ph) Sv (mm/v) Sz (mm) tk ( mm) 40 0.5 0.0625 5.35 50 0.625 0.078 5.15 63 0.787 0.098 4,95 80 1,000 0.125 4,75 100 1,250 0.156 4,45 125 1,560 0.195 4,10 160 2,000 0.25 4.05 200 2,500 0.3125 3,85 250 3,125 0.3906 3,65 315 3,937 0.492 3,15 H×nh 3.9- VÞ trÝ gia c«ng vµ vÞ trÝ t•¬ng ®èi gi÷a dao vµ ph«i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 95 400 5,000 0.625 2,85 500 6,250 0.781 2,35 630 7,870 0.983 1.98 800 10.00 1,25 1,51 1000 12,50 1,562 1,21 1250 15,60 1,952 0.98 1600 20.00 2,5 0.78 2000 25,00 3,125 0.59 10 5 0 H×nh 3.10- §å thÞ quan hÖ gi÷a tk vµ sv ®•îc vÏ tõ c¸ c ®iÓm thÝ nghiÖm rêi r¹c S tk (mm) 5 10 15 20 25 (mm/v) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 96 3.4-Xö lý d÷ liÖu – x©y dùng ph•¬ng tr×nh ®Æc tr•ng cho quan hÖ gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk vµ b•íc tiÕn dao PhÇn nµy tr×nh bµy c¸ch xö lý d÷ liÖu thÝ nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh hµm ®Æc tr•ng cho quan hÖ gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk víi vai trß lµ biÕn phô thuéc (Hµm sè) víi b•íc tiÕn dao s víi vai trß lµ biÕn ®éc lËp (BiÕn sè). Mèi quan hÖ phô thuéc tk=f(s) nµy ®•îc xÐt cho c¸c qu¸ tr×nh c¾t ®•îc thùc hiÖn t¹i mét cÊp tèc ®é c¾t x¸c ®Þnh. Tõ sè liÖu thÝ nghiÖm ta vÏ ®•îc ®å thÞ ®iÓm rêi r¹c vµ tõ ®ã ta còng x©y dùng ®•îc ®¼ng thøc to¸n häc ®Æc tr•ng cho ®å thÞ ®ã. §¼ng thøc to¸n häc ®ã ®•îc gäi lµ Hµm håi quy cña ®å thÞ ®iÓm rêi r¹c. Ph•¬ng ph¸p xö lý ®•îc sö dông lµ ph•¬ng ph¸p b×nh ph•¬ng cùc tiÓu vµ viÖc xö lý ®•îc thùc hiÖn b»ng m¸y tÝnh nhê phÇn mÒm MATLAB 5.3. B»ng trùc quan cã thÓ thÊy r»ng, c¸c ®å thÞ ®iÓm rêi r¹c 3.8 vµ 3.10 ®Òu cã d¹ng phi tuyÕn. Do ®ã d÷ liÖu ®•îc xö lý b»ng phÐp håi quy phi tuyÕn, trong ®ã c¸c hÖ sè cña biÕn ®éc lËp ®•îc x¸c ®Þnh b»ng ph•¬ng ph¸p b×nh ph•¬ng cùc tiÓu nãi trªn. Ph•¬ng ph¸p tiÕn hµnh: C¸c ®å thÞ 3.8 vµ 3.10 sÏ ®•îc håi quy theo c¸c hµm c¬ b¶n nh• hµm luü thõa, hµm ey, hµm lny vµ hµm log10y = lgy. C¸c hµm nµy ®Òu ®•îc håi quy tõ bËc hai ®Õn bËc n¨m. Sau khi cã ®å thÞ håi quy vµ ph•¬ng tr×nh håi quy kÌm theo sai sè håi quy, ta sÏ chän ®•îc d¹ng gÇn ®óng nhÊt trong sè c¸c hµm c¬ b¶n ®ã víi sai sè håi quy bÐ nhÊt. D•íi ®©y tr×nh bµy kÕt qu¶ håi quy. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 97 3.4.1- Hµm håi quy ®Æc tr•ng cho quan hÖ gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk vµ b•íc tiÕn dao s khi tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng Turndimill 3.1.1- Hµm håi quy lµ hµm logarit thËp ph©n- ký hiÖu lgtk Sai lÖch håi quy m lgtk = 0.0532s 2 -0.2516s + 0.6563 0.0436 lgtk = -0.0127 s 3 + 0.0791s2 -0.2425s + 0.6465 0.0322 lgtk = 0.0159s 4 -0.0541s3 + 0.0763s2 -0.2123s + 0.6484 0.0218 lgtk = -0.0202s 5 +0.0747s4 -0.0583s3 +0.0199s2 -0.2090s +0.6556 0.0154 §å thÞ håi quy cña c¸c hµm logarit thËp ph©n tõ bËc 2 ®Õn bËc 5 ®•îc giíi thiÖu trªn c¸c h×nh 3.11a,b,c,d. ë ®©y m¸y tÝnh sÏ vÏ hai ®å thÞ: §å thÞ ®iÓm rêi r¹c gåm c¸c ®iÓm (*) vµ ®å thÞ ®•êng (-) lµ ®å thÞ xÊp xØ cña ®å thÞ ®iÓm . 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.11a- hµm lgtk bËc 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 98 3.1.2- Hµm håi quy lµ hµm logarit nepe - ký hiÖu lntk Sai lÖch håi quy m lntk = 0.1224s 2 -0.5794s + 1.5113 0.1004 lntk = -0.0292s 3 + 0.1820s 2 -0.5584s + 1.4887 0.0743 lntk = 0.0367s 4 -0.1246s 3 + 0.1757s 2 -0.4889s + 1.4929 0.0503 lntk = -0.0465s 5 +0.1720s 4 -0.1344s 3 +0.0457s 2 - 0.4812s +1.5095 0.0353 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.11b- hµm lgtk bËc 3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.11c- hµm lgtk bËc 4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.11d- hµm lgtk bËc 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 99 §å thÞ håi quy cña c¸ c hµm logarit nepe ®•îc giíi thiÖu trªn h×nh 3.12a,b,c,d 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.12a- hµm lntk bËc 2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.12b- hµm lntk bËc 3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.12c- hµm lntk bËc 4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.12d- hµm lntk bËc 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 100 3.1.3- Hµm håi quy lµ hµm luü thõa Sai lÖch håi quy m tk = 0.8992s 2 -3.0379s +4.6874 1.1897 tk =-0.4272s 3 +1.7711s 2 -2.7310s +4.3572 0.6629 tk = 0.3487s 4 -1.3343s 3 +1.7108s 2 -2.0709s +4.3975 0.4120 tk = -0.4003s 5 +1.5127s 4 -1.4179s 3 +0.5929s 2 - 2.0045s + 4.5400 0.2738 §å thÞ håi quy cña c¸ c hµm luü thõa ®•îc giíi thiÖu trªn h×nh 3.13a,b,c,d 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H×nh 3.13a- hµm luü thõa bËc 2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H×nh 3.13b- hµm luü thõa bËc 3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H×nh 3.13c- hµm luü thõa bËc 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 101 3.1.4- Hµm håi quy lµ hµm etk Sai lÖch håi quy m e tk = 0.8987s 2 -1.9902s +0.2772 3.6384e+003 e tk = -0.9959s 3 +2.9311s 2 -1.2746s -0.4925 2.8170e+003 e tk = 1.2638s 4 -4.2839s 3 +2.7127s 2 +1.1180s -0.3465 2.0955e+003 e tk = -1.9224s 5 +6.8540s 4 -4.6856s 3 -2.6564s 2 +1.4372s +0.3380 1.4849e+003 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H×nh 3.13d- hµm luü thõa bËc 5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 H×nh 3.14a- hµm etk bËc 2 H×nh 3.14b- hµm etk bËc 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 102 3.5- Hµm håi quy khi c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng 6P13Б C¨n cø vµo d÷ liÖu trong b¶ng 2, ta tiÕn hµnh håi quy ®Ó t×m hµm ®Æc tr•ng cho quan hÖ tk = f(s). KÕt qu¶ håi quy c¸ c hµm ®•îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.2.1; 3.2.2; 3.2.3; 3.2.4 vµ ®å thÞ cña c¸ c hµm ®•îc tr×nh bµy trong c¸ c h×nh 3.15; 3.16; 3.17; 3.18 a,b,c,d t•¬ng øng. 3.2.1- Hµm håi quy lµ hµm logarit thËp ph©n- ký hiÖu lgtk Sai lÖch håi quy m lgtk = 0.0574s 2 -0.3708s + 0.3550 0.0570 lgtk = -0.0127s 3 + 0.0791s 2 -0.2425s + 0.6465 0.0322 lgtk = 0.0159s 4 -0.0541s 3 + 0.0763s 2 -0.2123s + 0.6484 0.0218 lgtk =-0.0202s 5 +0.0747s 4 -0.0583s 3 +0.0199s 2 - 0.2090s + 0.6556 0.0154 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 0 10 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 10 -1 10 0 10 1 H×nh 3.14c- hµm etk bËc 4 H×nh 3.14d- hµm etk bËc 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 103 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh 3.15d -hµm lgtk bËc 5 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh 3.15a -hµm lgtk bËc 2 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh 3.15b -hµm lgtk bËc 3 0 5 10 15 20 25 10 -1 0 10 1 H×nh 3.15c -hµm lgtk bËc 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 104 3.2.2- Hµm håi quy lµ hµm logarit Nepe- ký hiÖu lntk Sai lÖch håi quy m lntk = 0.1321s 2 -0.8539s +0.8173 0.1311 lntk = -0.0133s 3 +0.1615s 2 -0.8458s +0.8052 0.1235 lntk = -0.0181s 4 +0.0416s 3 +0.1529s 2 -0.8882s +0.8061 0.1133 lntk = -0.0226s 5 +0.0670s 4 -0.0032s 3 +0.0739s 2 - 0.8583s +0.8191 0.1041 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh 3.16c- hµm lntk bËc 4 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh 3.16a- hµm lntk bËc 2 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh 3.16b- hµm lntk bËc 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 105 3.2.3- Hµm håi quy lµ hµm luü thõa Sai lÖch håi quy m tk = 0.6655s 2 -2.3001s +2.4659 1.0084 tk = -0.2592s 3 +1.2399s 2 -2.1428s + 2.2298 0.5239 tk = 0.0844s 4 -0.5160s 3 +1.2801s 2 -1.9446s +2.2259 0.4709 tk = -0.0967s 5 +0.4479s 4 -0.7079s 3 +0.9423s 2 - 1.8169s +2.2817 0.4302 0 5 10 15 20 25 0 1 2 3 4 5 6 H×nh 3.17a- Hµm luü thõa bËc 2 0 5 10 15 20 25 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 H×nh 3.17b- Hµm luü thõa bËc 3 H×nh 3.16d- hµm lntk bËc 5 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 106 3.2.4- Hµm håi quy lµ hµm etk Sai lÖch håi quy m e tk =35.3048s 2 -85.7389s +22.2963 151.2903 e tk = -30.6399s 3 +103.1977s 2 -67.1499s -5.6109 111.8692 e tk = 27.1208s 4 -113.1415s 3 +116.1087s 2 - 3.4705s -6.8620 84.0795 e tk =-27.96s 5 +132.1912s 4 -168.6089s 3 +18.4807s 2 +33.4525s +9.276 63.2610 0 5 10 15 20 25 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 H×nh 3.17c- Hµm luü thõa bËc 4 H×nh 3.17d- Hµm luü thõa bËc 5 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh3.18a- hµm etk bËc 2 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 107 3.6- §¸nh gi¸ kÕt qu¶ håi quy KÕt qu¶ håi quy c¸ c hµm ®Æc tr•ng cho quan hÖ gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk vµ b•íc tiÕn dao s khi c¾t thö trªn m¸y Turndimill ®· ®•îc tr×nh bµy trong c¸c b¶ng 3.1.1; 3.1.2; 3.1.3; 3.1.4 ®•îc tãm t¾t vµo b¶ng 3 vµ kÕt qu¶ håi quy khi c¾t thö trªn m¸y 6P13b ®· ®•îc tr×nh bµy trong c¸c b¶ng 3.2.1; 3.2.2; 3.2.3; 3.2.4 ®•îc tãm t¾t vµo b¶ng 4 d•íi ®©y. 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh3.18b- hµm etk bËc 3 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh3.18c- hµm etk bËc 4 0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 H×nh3.18d- hµm etk bËc 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 108 B¶ng 3- Tãm t¾t kÕt qu¶ håi quy khi c¾t thö trªn m¸y Turndimill BËc cña hµm Sai lÖch håi quy m Hµm log10 tk = lgtk Hµm lntk Hµm luü thõa Hµm e tk 2 0.0436 0.0322 0.0218 0.0154 3 0.1004 0.0743 0.0503 0.0353 4 1.1897 0.6629 0.4120 0.2738 5 3.6384e+003 2.8170e+003 2.0955e+003 1.4849e+003 B¶ng 4- Tãm t¾t kÕt qu¶ håi quy khi c¾t thö trªn m¸y 6P13b BËc cña hµm Sai lÖch håi quy m Hµm log10 tk = lgtk Hµm lntk Hµm luü thõa Hµm etk 2 0.0570 0.1311 1.0084 151.2903 3 0.0322 0.1235 0.5239 111.8692 4 0.0218 0.1133 0.4709 84.0795 5 0.0154 0.1041 0.4302 63.2610 Tõ b¶ng tæng hîp nµy ta thÊy: - C¸c hµm lgtk; lntk; hµm luü vµ hµm e tk cã ®é chÝnh x¸c håi quy kh¸c nhau. Trong ®ã hµm lgtk lµ hµm cho sai sè håi quy bÐ nhÊt. NÕu so s¸nh c¸c hµm nµy cïng mét bËc th× theo thø tù trªn, ®é chÝnh x¸c gi¶m dÇn. V× vËy hµm sè ®•îc chän ®Ó lµm hµm ®Æc tr•ng cho quan hÖ tk = f(s) lµ hµm log10tk = lgtk - Víi cïng mét lo¹i hµm, bËc cña hµm cµng cao th× ®é chÝnh x¸c cµng cao. §iÒu ®ã kh«ng chØ thÓ hiÖn trong ®é sai lÖch håi quy mµ cßn ®•îc thÓ hiÖn trªn ®å thÞ. §é chÝnh x¸c håi quy cña mét hµm sè ®•îc thÓ hiÖn ë ®é Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 109 gièng nhau gi÷a ®å thÞ ®iÓm rêi r¹c víi ®å thÞ ®•êng xÊp xØ cña nã. §•êng xÊp xØ cµng xuyªn qua nhiÒu ®iÓm rêi r¹c th× ®é chÝnh x¸c håi quy cµng cao. Ng•îc l¹i, cµng nhiÒu ®iÓm rêi r¹c n»m ngoµi ®•êng xÊp xØ th× ®é chÝnh x¸c cµng thÊp. NÕu so s¸nh c¸c ®å thÞ cña c¸c hµm c¬ b¶n víi nhau th× ®å thÞ hµm log10tk cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n c¶ vµ trong lo¹i hµm log10tk th× ®å thÞ hµm bËc 5 lµ ®å thÞ cã ®é phï hîp cao nhÊt gi÷a ®å thÞ ®iÓm rêi r¹c vµ ®•êng xÊp xØ cña nã. V× vËy hµm log10tk ®•îc chän lµ hµm log10tk bËc 5. Tãm t¾t ch•¬ng 3 ViÖc nghiªn cøu thùc nghiÖm b»ng ph•¬ng ph¸p c¾t thö trªn mÆt ph¼ng nghiªng cho thÊy: B•íc tiÕn dao cã ¶nh h•ëng lín ®Õn rung ®éng tù kÝch thÝch. ¶nh h•ëng ®ã thÓ hiÖn trªn c¸c mÆt sau: 1.B•íc tiÕn dao s lµ mét trong ba yÕu tè chÕ ®é c¾t t¹o nªn gi¸ trÞ cña lùc c¾t ®éng lùc häc, do ®ã t¹o nªn nhu cÇu n¨ng l•îng cña mét qu¸ tr×nh c¾t. V× vËy nã ¶nh h•ëng trùc tiÕp ®Õn rung ®éng tù kÝch thÝch. NÕu b•íc tiÕn dao cµng lín th× dßng n¨ng l•îng ®i qua hÖ thèng c«ng nghÖ cµng lín vµ rung ®éng cña hÖ thèng cµng m¹nh. Còng v× vËy, nÕu ta t¨ng dÇn ®é lín cña b•íc tiÕn dao th× rung ®éng tù kÝch thÝch còng t¨ng tr•ëng theo. ¶nh h•ëng nµy cã tÝnh hiÓn nhiªn, ng•êi ta dÔ dµng nhËn thÊy ®•îc. 2.B•íc tiÕn dao ¶nh h•ëng ®Õn giíi h¹n æn ®Þnh cña mét qu¸ tr×nh c¾t. Nh• ®· tr×nh bµy ë trªn, nÕu mét qu¸ tr×nh c¾t ®•îc thùc hiÖn t¹i mét tèc ®é V x¸c ®Þnh vµ mét b•íc tiÕn dao s x¸c ®Þnh th× giíi h¹n æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t ®ã ®•îc ®Æc tr•ng bëi chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk. NÕu b•íc tiÕn dao cµng lín th× chiÒu s©u c¾t tíi h¹n cµng bÐ vµ ng•îc l¹i. 3.§èi víi qu¸ tr×nh gia c«ng phay, ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao s ®Õn chiÒu s©u c¾t tíi h¹n biÓu hiÖn theo quy luËt sau: Víi mét tèc ®é c¾t x¸c ®Þnh, theo chiÒu t¨ng cña b•íc tiÕn dao, chiÒu s©u c¾t tíi h¹n gi¶m dÇn. Sù biÕn thiªn cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk trong sù phô thuéc vµo b•íc tiÕn dao s diÔn ra theo quy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 110 luËt cña hµm sè logarit thËp ph©n (Thùc chÊt lµ mét hµm sè mò). PhÐp håi quy tõ c¸c d÷ liÖu thÝ nghiÖm cho thÊy, nÕu dïng hµm sè logarit thËp ph©n víi bËc cña hµm cµng cao th× sai lÖch håi quy cµng nhá, nghÜa lµ ®é chÝnh x¸c håi quy cµng cao. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 111 KÕt luËn cña luËn v¨n B»ng nghiªn cøu thùc nghiÖm c¸c qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i trªn m¸y c«ng cô víi viÖc sö dông c¸c ph•¬ng tiÖn nghiªn cøu hiÖn ®¹i cã sù trî gióp cña m¸y tÝnh, t¸c gi¶ ®· ®i s©u thùc hiÖn nghiªn cøu hai vÊn ®Ò: - Nghiªn cøu nh÷ng ®Æc tr•ng cña rung ®éng tù kÝch thÝch - Nghiªn cøu ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn rung ®éng tù kÝch thÝch. Nh÷ng kÕt luËn cuèi cïng vÒ kÕt qu¶ nghiªn cøu hai vÊn ®Ò ®ã ®•îc tãm t¾t: 1-Rung ®éng tù kÝch thÝch cã nh÷ng ®Æc tr•ng sau: - Rung ®éng tù kÝch thÝch ph¸t sinh vµ tån t¹i cïng víi qu¸ tr×nh c¾t. Khi dông cô c¾t b¾t ®Çu t¸ch phoi lµ rung ®éng tù kÝch thÝch còng b¾t ®Çu xuÊt hiÖn. Qu¸ tr×nh t¸ch phoi cßn duy tr× th× rung ®éng kÝch thÝch còng duy tr×. Qu¸ tr×nh t¸ch phoi dõng l¹i th× rung ®éng tù kÝch thÝch còng biÕn mÊt. - Cã tr•êng hîp qu¸ tr×nh t¹o phoi kh«ng diÔn ra nh•ng rung ®éng tù kÝch thÝch còng xuÊt hiÖn. §ã lµ khi b•íc tiÕn dao hoÆc chiÒu s©u c¾t ®•îc chän qu¸ bÐ(BÐ h¬n c¶ b¸n kÝnh cong cña l•ìi c¾t). Khi ®ã qu¸ tr×nh t¸ ch phoi kh«ng diÔn ra mµ chØ diÔn ra qu¸ tr×nh tr•ît tr¬n cña l•ìi c¾t lªn bÒ mÆt gia c«ng. Khi tr•ît tr¬n, dông cô c¾t tiªu hao mét l•îng lín n¨ng l•îng ®Ó th¾ng søc c¶n tr•ît cña líp kim lo¹i trªn bÒ mÆt. V× vËy trong tr•êng hîp nµy, rung ®éng tù kÝch thÝch diÔn ra khèc liÖt, hÖ thèng c«ng nghÖ sÏ rung d÷ déi vµ ph¸t ra tiÕng ån. - Víi mét hÖ thèng c«ng nghÖ x¸c ®Þnh, khi xÈy ra rung ®éng tù kÝch thÝch th× hÖ chØ dao ®éng víi mét d¶i tÇn sè nhÊt ®Þnh. D¶i tÇn sè ®ã kh«ng phô thuéc vµo biªn ®é cña rung ®éng tù kÝch thÝch. - Rung ®éng tù kÝch thÝch lµ hiÖn t•îng cè h÷u cña qu¸ tr×nh c¾t, cã ¶nh h•ëng trùc tiÕp ®Õn sù mµi mßn dông cô c¾t vµ ®é chÝnh x¸c cña hÖ thèng c«ng nghÖ. Tuy nhiªn kh«ng ph¶i lóc nµo nã còng g©y nguy hiÓm cho hÖ thèng c«ng nghÖ (Søt l•ìi c¾t, g·y r¨ng dao, háng bÒ mÆt gia c«ng...). ChØ trong nh÷ng ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ nhÊt ®Þnh, khi rung ®éng t¨ng tr•ëng ®ét ngét víi biªn ®é lín th× hÖ thèng c«ng nghÖ míi r¬i vµo tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh vµ nh÷ng nguy h¹i ®ã míi xÈy ra. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 112 - B¶n chÊt cña rung ®éng tù kÝch thich: Sù t¸c ®éng ®ång thêi cña c¸c yÕu tè chÕ ®é c¾t t¹o nªn nhu cÇu n¨ng l•îng cña qu¸ tr×nh ®ã. N¨ng l•îng cña qu¸ tr×nh c¾t ®•îc cung cÊp tõ l•íi ®iÖn, qua ®éng c¬ ®iÖn vµ ®i vµo vïng c¾t. T¹i vïng c¾t n¨ng l•îng ®ã ®•îc biÕn thµnh c¬ n n¨g ®Ó t¹o ra c«ng vµ c«ng suÊt c¾t, sau ®ã ®i qua th©n vµ bÖ m¸y vµ ®i vµo lßng ®Êt. Khi ®i qua hÖ thèng c«ng nghÖ, dßng n n¨g l•îng ®ã lµm cho hÖ thèng rung ®éng. §ã lµ b¶n chÊt n¨ng l•îng cña rung ®éng tù kÝch thÝch. - Mçi hÖ thèng c«ng nghÖ cã mét ®é cøng v÷ng x¸c ®Þnh hay nãi c¸ch kh¸c lµ cã mét kh¶ n¨ng hÊp thô n¨ng l•îng x¸c ®Þnh. Khi n¨ng l•îng cña qu¸ tr×nh c¾t v•ît qu¸ kh¶ n n¨g hÊp thô cña hÖ thèng c«ng nghÖ th× hÖ sÏ r¬i vµo tr¹ng th¸i mÊt æn ®Þnh. §ã lµ b¶n chÊt n¨ng l•îng cña hiÖn t•îng mÊt æn ®Þnh do sù t¨ng tr•ëng cña rung ®éng tù kÝch thÝch. 2- B•íc tiÕn dao cã ¶nh h•ëng trùc tiÕp ®Õn rung ®éng tù kÝch thÝch - NÕu b•íc tiÕn dao cµng lín th× dßng n¨ng l•îng ®i qua hÖ thèng c«ng nghÖ cµng lín vµ rung ®éng cña hÖ thèng cµng m¹nh. Còng v× vËy, nÕu ta t¨ng dÇn ®é lín cña b•íc tiÕn dao th× rung ®éng tù kÝch thÝch còng t¨ng tr•ëng theo. - B•íc tiÕn dao ¶nh h•ëng ®Õn giíi h¹n æn ®Þnh cña mét qu¸ tr×nh c¾t. NÕu mét qu¸ tr×nh c¾t ®•îc thùc hiÖn t¹i mét tèc ®é V x¸c ®Þnh vµ mét b•íc tiÕn dao s x¸c ®Þnh th× giíi h¹n æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t ®ã ®•îc ®Æc tr•ng bëi chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk. NÕu b•íc tiÕn dao cµng lín th× chiÒu s©u c¾t tíi h¹n cµng bÐ vµ ng•îc l¹i. - §èi víi qu¸ tr×nh gia c«ng phay, ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao s ®Õn chiÒu s©u c¾t tíi h¹n biÓu hiÖn theo quy luËt sau: Víi mét tèc ®é c¾t x¸c ®Þnh, theo chiÒu t¨ng cña b•íc tiÕn dao, chiÒu s©u c¾t tíi h¹n gi¶m dÇn. Sù biÕn thiªn cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk trong sù phô thuéc vµo b•íc tiÕn dao s diÔn ra theo quy luËt cña hµm sè logarit thËp ph©n (Thùc chÊt lµ mét hµm sè mò). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 113 Tµi liÖu tham kh¶o [1]. Bµnh TiÕn Long, TrÇn ThÕ Lôc, TrÇn Sü Tuý. Nguyªn lý gia c«ng vËt liÖu. Nxb khoa häc vµ kü thuËt, Hµ néi 2001. [2]. NguyÔn Duy, TrÇn Sü Tuý, TrÞnh V¨n Tù. Nguyªn lý c¾t kim lo¹i. Nxb §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiÖp – 1977. [3]. §Æng Vò Giao, Lª V¨n TiÕn, NguyÔn §¾c Léc, NguyÔn §øc N¨m, NguyÔn ThÕ §¹t. C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. Nxb §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiÖp – 1976. [4]. TrÇn H÷u §µ, NguyÔn V¨n Hïng, Cao Thanh Long. C¬ së cña qu¸ tr×nh c¾t. §¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp – 1998. [5]. D•¬ng Phóc Tý Tù rung vµ mÊt æn ®Þnh cña qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i. Nxb Khoa häc kü thuËt Hµ Néi - 2007 [6]. Davit A Stephenson and John Agapiou. Metal cutting Theorieand Praxis ( Machining Dinamic ) Marcel Dekker – New York 1997 [7]. M . Weck und Teipel. Dynamisches Verhalten Spanender Werkzeugmaschinen Springer Verlag – Berlin – Heidenbrerg – New York 1997. [8]. Balacsin §¹i c•¬ng vÒ c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y (B¶n tiÕng nga ) – Maxcova 1959. [9]. Milberg . J. Analytische und experimentelle Untersuchung Zu Stabilitaetsgrenze bei der Drehbearbeitung. Dissertation TU Berlin – 1971. [10]. S . A . Tobias. Machine Tool Vibrations Blackie and Son, London 1965. [11]. J . Tlusty. Machine Dynamic. Chapter 3. Handbook of High – Speed Machining Ttechnology. Chapman and Hall , New York 1985. [12]. J . Tlusty and F . Ismail. Dinamic Strutural Identification Tasks and Methods Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 114 CIRD Annals 29-1980. [13]. 9 – H. E. Meritt Theorie of Self excited machine tool chatter A SME J. Eng. Ind 87 – 1965 (P. 447 – 454 ) [14]. J . Tlusty and S. B. Rao Verification and analysis of some dynamics cutting force coeficient data Proc. NAMRC. 6 – 1978 ( p. 420 – 426 ) [15]. Manfred Weck Werkzeugmaschinen – band 3 – Automatisicrung and Stenerungstechnik VDE – Verlag – Duessendorf – 1989. [16]. S. A. Tobias and Fish Wick The chatter of taehe tool under orthogonal cutting conditions ASME Trans 80 . 1958. [17]. M . K . Das and S. A. Tobias The Relations bitween the static and the Dynamic cutting of Materials Int. J. MTDR 7 – 1967. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 115 môc lôc Trang më ®Çu 1 ch•¬ng 1 : tæng quan vÒ nh÷ng thµnh tù khoa häc trong lÜnh vùc nghiªn cøu trung ®éng tù kÝch thÝch trªn m¸y c«ng cô 4 1.1. Rung ®éng trong qu¸ tr×nh c¾t 4 1.2. C¸c d¹ng rung ®éng vµ nguyªn nh©n g©y ra rung ®éng 5 1.2.1. Rung ®éng c•ìng bøc 5 1.2.2. Rung ®éng riªng 6 1.2.3. Rung ®éng tù kÝch thÝch 7 1.2.3.1 Sù biÕn ®éng cña lùc c¾t do sù biÕt ®éng cña tèc ®é vµ tiÕt diÖn líp c¾t 7 1.2.3.2 Sù h×nh thµnh vµ ph¸ huû lÑo dao 11 1.2.3.3. Sù biÕn ®éng trong thµnh phÇn cña vËt liÖu gia c«ng 13 1.2.3.4. Rung ®éng tù kÝch thÝch do hiÖu øng t¸i sinh 14 1.2.3.5. Rung ®éng tù kÝch thÝch kh«ng t¸ i sinh 17 1.3. C¸c yÕu tè ¶nh h•ëng ®Õn rung ®éng tù kÝch thÝch cña qu¸ tr×nh c¾t 19 1.3.1. ¶nh h•ëng cña m¸y 19 1.3.1.1. ¶nh h•ëng cña mãng m¸y vµ ®iÒu kiÖn l¾p ®Æt 19 1.3.1.2 ¶nh h•ëng cña vÞ trÝ cña c¸c chi tiÕt cÊu thµnh m¸y 20 1.3.1.3 ¶nh h•ëng cña nhiÖt ®é lµm viÖc cña m¸y 22 1.3.2. ¶nh h•ëng cña vÞ trÝ t•¬ng ®èi gi÷a dao vµ ph«i 22 1.3.3. Ảnh hưởng của độ mềm dẻo của phôi 25 1.3.4. ¶nh h•ëng cña ®iÒu kiÖn c¾t ®Õn rung ®éng cña qu¸ tr×nh c¾t 25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 116 1.3.4.1. ¶nh h•ëng cña chiÒu réng líp c¾t b 26 1.3.4.2. ¶nh h•ëng cña chiÒu dµy líp c¾t a 26 1.3.4.3. ¶nh h•ëng cña vËn tèc c¾t v 27 1.3.4.4. ¶nh h•ëng cña th«ng sè h×nh häc phÇn c¾t 28 1.3.4.5. ¶nh h•ëng cña th«ng sè h×nh häc 29 1.3.5 ¶nh h•ëng cña vËt liÖu 35 1.4 Rung ®éng tù kÝch thÝch theo quan ®iÓm n¨ng l•îng cña qu¸ tr×nh c¾t 35 1.4.1. C¸c luËn ®iÓm 35 1.5. C¸c biÖn ph¸p h¹n chÕ rung ®éng trong qu¸ tr×nh c¾t 38 1.5.1. Nhãm biÖn ph¸p liªn quan ®Õn cÊu tróc m¸y 38 1.5.2. C¸c biÖn ph¸p liªn quan ®Õn ph«i vµ dông cô gia c«ng 39 1.5.3. C¸c biÖn ph¸p liªn quan ®Õn qu¸ tr×nh c¾t 39 1.6. KÕt luËn vÒ c«ng tr×nh nghiªn cøu rung ®éng tù kÝch thÝch cña qu¸ tr×nh c¾t trªn m¸y c«ng cô 39 Ch•¬ng 2: Nghiªn cøu ®Æc tÝnh cña rung ®éng tù kÝch thÝch b»ng thùc nghiÖm víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh khi c¾t kinh lo¹i trªn m¸y phay 41 2.1. S¬ ®å l«gic ®Ó ph©n biÖt rung ®éng c•ìng bøc vµ rung ®éng tù kÝch thÝch xuÊt hiÖn trong qu¸ tr×nh c¾t kim lo¹i vµ gi¶i ph¸p kü thuËt ®Ó gi¸ m s¸ t sù xuÊt hiÖn vµ biÕn ®æi cña chóng. 43 2.1.1. S¬ ®å logic 43 2.1.2. Gi¶i ph¸p kü thuËt ®Ó gi¸m s¸t sù xuÊt hiÖn vµ biÕn ®æi cña rung ®éng c•ìng bøc vµ rung ®éng tù kÝch thÝch 45 2.2 TriÓn khai thÝ nghiÖm 47 2.2.1. X¸c ®Þnh c¸ c th«ng sè thÝ nghiÖm 47 2.2.2. S¬ ®å thÝ nghiÖm c¾t thö 48 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 117 2.3. X¸c ®Þnh kÝch th•íc mÉu thÝ nghiÖm 49 2.4 TriÓn khai thÝ nghiÖm vµ thu d÷ liÖu thÝ nghiÖm 49 3. §o dao ®éng trong qu¸ tr×nh c¾t 55 3a. §o dao ®éng trong qu¸ tr×nh c¾t theo líp 55 3b. ThÝ nghiÖm ®o dao ®éng trong qu¸ tr×nh c¾t theo mÆt ph¼ng nghiªng 64 Ch•¬ng 3: Nghiªn cøu ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn rung ®éng tù kÝch thÝch b»ng thùc nghiÖm 71 3.1 Ba tr¹ng th¸i cña qu¸ tr×nh c¾t 71 3.2 Kh¶o s¸t ¶nh h•ëng cña b•íc tiÕn dao ®Õn sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n b»ng thùc nghiÖm 75 3.2.1. Môc ®Ých, néi dung, ph•¬ng ph¸p vµ ph•¬ng tiÖn nghiªn cøu 75 3.2.2. S¬ ®å thÝ nghiÖm c¾t thö ®Ó kh¶o s¸t sù biÕn ®æi cña chiÒu s©u c¾t tíi h¹n trong sù phô thuéc vµo b•íc tiÕn dao 77 3.3. C¸c thÝ ngh.iªm c¾t thö mÊt æn ®Þnh 78 3.3.1. Th«ng sè thÝ nghiÖm 78 3.3.2. ThÝ nghiÖm c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng Turndimill 79 3.3.3 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm trªn m¸y phay ®øng Turndimill 92 3.3.4. ThÝ nghiÖm c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng 6P13Б 93 3.4. Sö lý d÷ liÖu- x©y dùng ph•¬ng tr×nh ®Æc tr•ng cho quan hÖ gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk vµ b•íc tiÕn dao 96 3.4.1 Hµm håi quy ®Æc tr•ng cho quan hÖ gi÷a chiÒu s©u c¾t tíi h¹n tk vµ b•íc tiÕn dao s khi tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng Turndimill 97 3.5. Hµm håi quy khi c¾t thö mÊt æn ®Þnh trªn m¸y phay ®øng 6P13Б 102 3.6. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ håi quy 107 Tµi liÖu tham kh¶o 113 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 118