Luận án TS: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả mài phẳng - Lưu Anh Tùng (ĐH Thái Nguyên 2020)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- LƯU ANH TÙNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI PHẲNG KHI MÀI TINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN, NĂM 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 9.03 NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI PHẲNG KHI MÀI TINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. BÀNH TIẾN LONG THÁI NGUYÊN, NĂM 2020 i CAM ĐOAN Tác giả của luận án này xin cam đoan: Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án (trừ những điểm được trích dẫn) là hoàn toàn do bản thân tự nghiên cứu, không sao chép từ bất kỳ ai hay nguồn nào. Các bản vẽ, bảng biểu, kết quả đo đạc thí nghiệm và các kết quả tính toán (trừ những điểm được trích dẫn) đều được thực hiện nghiêm túc, trung thực, không chỉnh sửa và sao chép của bất kỳ nguồn nào. Nếu có điều gì sai trái, tác giả của bản luận án xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 TM. TẬP THỂ TÁC GIẢ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Lưu Anh Tùng PGS. Vũ Ngọc Pi ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS. Vũ Ngọc Pi và GS.

Bành Tiến Long, những người thầy đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong nhiều năm tháng học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cám ơn tập thể Bộ môn Chế tạo máy, BCN Khoa Cơ khí, các vị lãnh đạo và các Nhà Khoa học của Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên đã luôn quan tâm, giúp đỡ cũng như đóng góp các ý kiến để tôi hoàn thành luận án! Tôi xin chân thành cám ơn PGS. TS Nguyễn Văn Dự và TS. Hồ ký Thanh đã góp ý về chuyên môn, động viên và hỗ trợ tài liệu giúp tôi thực hiện luận án này! Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành tới Doanh nghiệp Tư nhân Cơ khí Chính xác Thái Hà đã hỗ trợ máy móc và nhân lực để giúp tôi tiến hành thí nghiệm cho nội dung nghiên cứu của luận án! Tôi xin chân thành cám ơn các Nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp và bố, mẹ hai bên gia đình, đặc biệt là vợ tôi Đỗ Thái Phượng và các con Lưu Đỗ Minh Ngọc, Lưu Đức Quang đã luôn quan tâm, động viên giúp tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập và hoàn thành bản luận án này! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 TÁC GIẢ Lưu Anh Tùng iii MỤC LỤC CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC.

iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ. ix DANH MỤC BẢNG BIỂU .xiii MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đề tài.

Mục đích của đề tài. Phương pháp và phạm vi nghiên cứu. Phương pháp và đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu của đề tài:.

Ý nghĩa của đề tài. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn. Các điểm mới (đóng góp mới) của đề tài.

Cấu trúc của luận án. TỔNG QUAN VỀ MÀI PHẲNG. Đặc điểm và các sơ đồ mài phẳng. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu.

Các nghiên cứu về ảnh hưởng của chế độ cắt. Các nghiên cứu về các thông số công nghệ sửa đá mài. Các nghiên cứu về chế độ bôi trơn làm mát khi mài. Các nghiên cứu về xác định chi phí quá trình mài phẳng.

Định hướng nghiên cứu. 31 Kết luận Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÀI PHẲNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM. Đặc trưng của quá trình mài phẳng.

Quá trình tạo phoi khi mài [14, 48]. Chiều dài cung tiếp xúc [48, 62]. Chiều dày lớp cắt. Quá trình sửa đá [7, 34, 36].

Dụng cụ sửa đá. Bôi trơn làm mát. Nhiệt cắt trong quá trình mài. Vai trò của dung dịch trơn nguội.

Phân loại dung dịch trơn nguội. Các phương pháp bôi trơn làm mát thường dùng khi mài. Một số chỉ tiêu đánh giá quá trình mài. Mòn và tuổi bền của đá mài.

Tuổi bền của đá mài. Nhám bề mặt khi mài [4, 48]. Lực cắt khi mài [14]. Năng suất gia công [14].

Sóng bề mặt [62]. Mô hình nâng cao hiệu quả quá trình mài phẳng. Sơ đồ và cơ sở của nghiên cứu nâng cao hiệu quả quá trình mài phẳng. Lựa chọn thông số đầu vào.

Các giải pháp nâng cao hiệu quả quá trình mài phẳng. Xây dựng mô hình hệ thống thí nghiệm và lựa chọn thiết bị nghiên cứu. Yêu cầu chung đối với hệ thống thí nghiệm. Sơ đồ kết nối các thiết bị thí nghiệm.

Lựa chọn thiết bị và phôi thí nghiệm. Phôi thí nghiệm. Dụng cụ sửa đá. Dung dịch trơn nguội.

Các dụng cụ đo kiểm. Phương pháp thiết kế thí nghiệm và quy hoạch thực nghiệm. Lựa chọn phương pháp. Các bước thực hiện theo phương pháp Taguchi [45].

Các bước tối ưu hóa sử dụng phân tích quan hệ mờ (Grey Relational Analysis – GRA) [26]. 58 Kết luận Chương 2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ BÔI TRƠN LÀM MÁT, CHẾ ĐỘ CẮT VÀ CHẾ ĐỘ SỬA ĐÁ HỢP LÝ. Thực nghiệm xác định chế độ bôi trơn làm mát và chế độ cắt hợp lý.

Lựa chọn thông số và điều kiện thí nghiệm. Xác định theo chỉ tiêu nhám bề mặt Ra. Mức độ ảnh hưởng của các thông số:. Xác định chế độ hợp lý.

Tính toán dự đoán. Xác định theo chỉ tiêu lực cắt pháp tuyến Fy. Xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số.2 Xác định chế độ hợp lý. Bài toán đa mục tiêu cả nhám bề mặt và lực cắt pháp tuyến nhỏ nhất bằng phân tích quan hệ mờ trong phương pháp Taguchi.

Nghiên cứu thực nghiệm xác định chế độ sửa đá hơp lý. Lựa chọn các thông số và các điều kiện thí nghiệm. Xác định theo chỉ tiêu nhám bề mặt. Phân tích ảnh hưởng.

Xác định bộ thông số chế độ sửa đá hợp lý. Tính toán dự đoán giá trị nhám bề mặt. Xác định theo chỉ tiêu lực cắt pháp tuyến. Phân tích ảnh hưởng.

Xác định bộ thông số sửa đá hợp lý. Tính toán dự đoán giá trị Fy. Xác định theo chỉ tiêu tuổi bền đá mài Tw. Phân tích ảnh hưởng.

Xác định bộ thông số sửa đá hợp lý. Tính toán dự đoán giá trị Tw. Xác định theo chỉ tiêu dung sai độ phẳng. Phân tích ảnh hưởng.

Xác định bộ thông số sửa đá hợp lý. Tính toán dự đoán giá trị Fl. Xác định theo chỉ tiêu năng suất gia công. Phân tích ảnh hưởng.

Xác định chế độ sửa đá hợp lý. Tính toán dự đoán giá trị năng suất gia công MRR. Bài toán đa mục tiêu về nhám bề mặt và dung sai độ phẳng khi sửa đá. Thực hiện phân tích trị số quan hệ mờ.

Xác định mức hợp lý của các thông số khảo sát nhằm đạt cả hai mục tiêu Ramin và Flmin khi sửa đá. Tính toán trị số quan hệ mờ và trị số của Ra và Fl ứng với mức hợp lý của các thông số sửa đá. Bài toán đa mục tiêu nhằm cả bốn mục tiêu nhám bề mặt Ra, dung sai độ phẳng Fl, năng suất gia công MRR và tuổi bền của đá mài Tw khi sửa đá. Phân tích quan hệ số quan hệ mờ.

Xác định mức và trị số của thông số sửa đá nhằm cả bốn mục tiêu Ramin, Flmin, MRRmax và Twmax. Tính toán trị số quan hệ mờ và trị số của Ra, Fl, MRR và Tw ứng với mức hợp lý của các thông sửa đá. 103 Kết luận Chương 3. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH THAY ĐÁ TỐI ƯU.

Phân tích chi phí gia công mài phẳng. Xác định chi phí đá mài cho một chi tiết gia công. Xác định thời gian gia công mài một chi tiết tgc. Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến chi phí mài phẳng.

Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến đường kính thay đá tối ưu. Xác định hàm mục tiêu và xây dựng kế hoạch thực hiện. Đánh giá các ảnh hưởng của các thông số. Đánh giá các ảnh hưởng của thông số khảo sát đến De,op.

Phân tích hồi quy - phương sai. Kiểm chứng mô hình xác định đường kính thay đá tối ưu bằng thực nghiệm. Điều kiện thực nghiệm. Cách thức tiến hành thí nghiệm.

Kết quả thực nghiệm. Áp dụng mô hình thay đá tối ưu với chế độ sửa đá và chế độ trơn nguội tối ưu. 125 Kết luận Chương 4. 126 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO.

127 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO .