Luận án Nghiên cứu xác định chế độ cắt tối ưu theo hàm mục tiêu chất lượng bề mặt, đảm bảo năng suất cắt khi gia công thép SUS304 trên máy tiện CNC

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT TỐI ƯU THEO HÀM MỤC TIÊU CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT, ĐẢM BẢO NĂNG SUẤT CẮT KHI GIA CÔNG THÉP SUS304 TRÊN MÁY TIỆN CNC

Ngành:

Kỹ thuật Cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung giải quyết bài toán khó khăn trong gia công thép Austenit SUS304, một loại vật liệu có cơ tính và lý tính tốt nhưng khó gia công do độ bền kéo cao, khả năng dẫn nhiệt thấp, dễ biến cứng và năng suất thấp. Chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công, đặc biệt là độ nhám, độ cứng tế vi và ứng suất dư, đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá độ bền mỏi và khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, các nghiên cứu về ảnh hưởng của quá trình gia công đến ứng suất dư và tối ưu hóa đa mục tiêu các chỉ tiêu chất lượng bề mặt còn hạn chế.

Mục đích của nghiên cứu là xác định ảnh hưởng của các thông số công nghệ (vận tốc cắt, lượng tiến dao, chiều sâu cắt) đến các đặc trưng chất lượng bề mặt khi tiện thép SUS304 trên máy tiện CNC. Nghiên cứu đã xây dựng mô hình thực nghiệm, đo đạc, tính toán và phân tích dữ liệu, đồng thời xác định các mô hình toán học biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số công nghệ và các yếu tố đầu ra. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm (sử dụng thiết kế Box-Behnken, phương pháp bề mặt chỉ tiêu RSM, phân tích phương sai ANOVA) và ứng dụng giải thuật Dơi (BA) cùng giải pháp tối ưu Pareto.

Kết quả cho thấy các thông số công nghệ có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt (R_a), độ cứng tế vi (HV) và ứng suất dư (σ), trong đó lượng tiến dao có mức độ ảnh hưởng lớn nhất. Các mô hình hồi quy đa thức bậc 2 cho R_a, HV và σ đã được xây dựng với độ tin cậy cao lần lượt là 99,49%, 97,53% và 91,62%. Luận án đã xác định được bộ thông số công nghệ tối ưu đơn mục tiêu cho độ nhám bề mặt nhỏ nhất (V = 262,242 m/phút, f = 0,08 mm/vòng, t = 0,302 mm với R_a = 0,427 µm). Đồng thời, giải pháp tối ưu đa mục tiêu Pareto đã tìm ra tập hợp các nghiệm tối ưu cho độ nhám bề mặt R_a = 0,427 µm, ứng suất dư σ = 117,987 MPa và năng suất cắt Q = 6.335,8 mm³/phút. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm cho thấy sai số rất nhỏ, xấp xỉ 2%.

Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn quan trọng để thiết lập các thông số công nghệ tối ưu, góp phần nâng cao chất lượng bề mặt và năng suất cắt khi gia công thép SUS304 trên máy tiện CNC, đồng thời là tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác đào tạo và nghiên cứu.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG THÉP KHÔNG GỈ
• CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT
• CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI TIỆN CNC THÉP SUS304
• CHƯƠNG 4: TỐI ƯU HÓA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI TIỆN CNC THÉP SUS304