Mô hình hóa rung động khi mài thép hợp kim trên máy mài tròn ngoài

Tác giả Nguyễn Tuấn Linh (ĐH Công nghiệp Hà Nội) và Trần Văn Địch (ĐH Bách Khoa Hà Nội) sử dụng phương pháp Taguchi để thiết kế thực nghiệm và đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt và thông số vật liệu đến rung động khi gia công một số loại thép hợp kim trên máy mài tròn ngoài.

Rung động quyết định chất lượng bề mặt và độ chính xác của quá trình mài. Quá trình mài rất nhạy với rung động nên khi biết được biên độ rung động có thể thiết kế quá trình hạn chế tối đa rung động. Thiết bị thí nghiệm gồm máy mài tròn MEG-1120 MAGNUM CUT có công suất động cơ 4kW, đá mài, dụng cụ sửa đá, chi tiết gia công, thiết bị đo rung của hãng Bruel & Kjaer Đan Mạch. Phương pháp mài được sử dụng là mài có tâm chạy dao dọc.

Nhóm tác giả đã thiết kế thí nghiệm Taguchi và đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số. Kết quả cho thấy, rung động trong quá trình mài tròn ngoài gồm rung động cưỡng bức và rung động tự kích thích. Rung động cưỡng bức là bản chất của máy, rung động tự kích thích là bản chất của quá trình cắt. Xét trong vùng thực nghiệm, rung động của quá trình cắt ít phụ thuộc vào vật liệu của chi tiết gia công mà chủ yếu phụ thuộc vào chế độ cắt. Các thông số chế độ cắt có ảnh hưởng tỷ lệ thuận với rung động. Như vậy, để giảm rung động trong quá trình cắt cần giảm các thông số chế độ cắt, tuy nhiên việc giảm các thông số này có thể dẫn đến năng suất giảm.

Từ kết quả trên, nhóm tác giả xây dựng mô hình toán học để điều khiển rung động thông qua chế độ cắt và vật liệu gia công, vừa kiểm soát chất lượng bề mặt sản phẩm đồng thời nâng cao năng suất gia công: A = 0,9564Sd^0,2980 x n_ct^0,2208 x t^0,1717. Trong đó, Sd là lượng chạy dao dọc (m/p), n_ct là tốc độ quay của chi tiết (v/p), t là chiều sâu cắt (mm). Mô hình cho phép lựa chọn chế độ cắt hợp lý khi gia công các loại thép hợp kim trên máy mài tròn ngoài.