Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÁO TẠO TRƯỜNG DẠI HỌC sư PHẠM KỸ THƯẶT THANH PHÓ HỎ CHÍ -MINH

NGUYỀN VĂN KHIẺN

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỌ CHÍNH XÁC c o CÁU ĂN DAO DÙNG co CÁU ĐÀN HÒI

NGÀNH: KỸ THUẬT cơ KHÍ – 9520103

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. PHẠM Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi HUY HOÀNG

Người hướng dần khoa học 2: PGS.TS. PHẠM HUY TUÂN

Tp. HỒ Chi Minh, ỉháng 01/2023

LÒI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là còng trình nghiên cứu cúa tòi.

Các số liệu, kết quà nêu trong Luận án Là trung thực và chưa tửng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp. Hồ Chỉ Minh, ngày… tháng… năm 202… (Ký tên và ghi rò họ Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi tên)

LỜI CẤM ƠN

Trước tiên, em xin gứi lời cam ơn sâu sắc dến Thầy hướng dần: Thầy PGS.TS. Phạm Huy Hoàng vã Thầy PGS.TS. Phạm Huy Tuân, nhờ nhùng gợi ý nghiên cứu her sức quý báu. nhừng chi dần cụ thê và nhừng ý kiến phàn biện cùa các Thay đà giúp cm hoàn thành luận án này. Một lân nừa xin được bày ló lông cám cm sâu sac đèn các Thay.

Em xin gứi Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi lời câm ơn dến tất cà Thầy cỏ Khoa Cơ Khi Chế Tạo Máy, Đại học Su phạm Kỳ thuật Tp.IICM dà truyền dạt các kiến thức nền tang quý báu từ các học phẩn tiền sĩ. nhỡ nhùng kiến thửc nền tang nãy mà em mõi cớ thế thực hiện được công việc nghiền cứu. Xin gứi lời cám ơn đèn các Thầy cô trong các Hội đông đánh giá các chuyên đề Tiến sì. nhùng ỷ kiến phàn biện và góp ỷ thật sự đà giúp cm Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi rất nhiều trong việc chinh sữa và hoàn chinh luận án cùa minh.

Xin gửi lời câm ơn đến lãnh đạo Trưởng Cao Đắng Bách Khoa Nam Sài Gòn, Khoa Cơ Khi vì đà có những chính sách hỗ trợ rất tốt chừ nghiên cứu sinh học tập và làm việc. Xin cảm ơn TS. Đặng Quang Khoa và các bạn bẽ đồng nghiệp đà đông viên, giúp đờ vã chia se kinh nghiệm đề em có thê thực hiên công việc nghiên cứu một cách thuận lợi nhất Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi .

Cuòi cùng xin chân thành câm ơn gia đình và người thân luôn chia sẽ mọi khó khàn và là chỏ dựa V ừng chăc vè vật chât và linh thân trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án.

TÓM TẤT

Tiên có độ chinh xác cao nham mục đích thay thế nguyên còng gia còng tinh lần cuối cua các chi tiết hình trụ giúp giảm đáng kể chi phí san xuắt và thời gian lặp lại. Trong luận án này trình bảy sự phát Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi trièn của cơ cấu ăn dao với bộ kích động PZT đè tiện chinh xác trục. Đánh giá về các nghiên cứu được thực hiện trong các lình vực tiện chinh xác. phát trièn thiết bị truyền động PZT và thiết kế hệ thống vi định vị được trinh bày. Cơ cấu này được lap vào một máy tiện thông thường, cơ cấu ăn dao chinh xác khắc phục được nhùng hạn chế cùa các bô truyền động trong máy tiện bằng cách điểu khiến chinh xác chiều sâu cắt cùa Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi dao. Theo cách này dung sai kích thước đạt được trong một lần thiết lập trên một máy duy nhai mà không cằn thực hiện các nguyên còng gia còng tinh trên máy mài.

Tóm tát những đóng góp inó’i về lý luận và học thuật cùa luận án:

Ý nghĩa khoa học:

Lần đầu tiên, một hệ thống dung cụ cắt chinh xác và thiết bị cắt thừ nghiêm phũ họp với điểu kiện sân xuất trong trong nước được xây dựng, tạo tiên đề Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi cho các nghiên cứu sau này trong lĩnh vực này tại Việt Nam.

Đà triên khai nghiên cứu đánh giá thực nghiệm nhùng ưu diêm chính của cơ câu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi (CCĐH) so với máy tiên cơ và máy tiện CNC thông thường các chi tiêu về độ chính xác cùa cơ cấu ăn dao, độ nhám bề mặt và nhiệt đô cắt.

Nghiên cửu phát triển được 2 thiết kê mới và xây dựng mô hĩnh toán mới. mối quan hệ Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi giữa chuyên vị. độ cứng đau vào và đầu ra. động học và động lực học của cơ cấu ăn dao.

về mặt phương pháp tính toán thiết kế tối ưu. đề xuất ra 2 giãi thuật thiết kế tối ưu mới tồng quát nhất từ việc tối ưu hóa cơ cấu khâu cứng tương đương đến tối ưu hóa CCĐH vả phàn tích độ tin cậy:

• (I) Giãi thuật di truyền dùng TOPSIS cho khâu cứng tưưng đưong và CCĐIi kết họp. Giai thuật Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi thiết kế tối ưu hóa này trái qua 5 giai đoạn: (1) thiết kế tối

ưu cơ cấu khâu cứng tương đương. (2) chuyên đòi thành CCĐH. (3) dùng phương pháp phần tữ hừu hạn trong phẩn mein ANSYS đê phân tích ửng xử chuyên vị. ứng suất, tằn số. (4) thiết kế tối ưu hóa đa mục tiêu dùng NSGA-II hướng tiếp cận tập nghiêm Pareto, (5) xác đinh các trọng số Entropy và Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi phương pháp TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) đẽ lựa chọn lời giâi tốt ưu tốt nhất.

• (II) Thiết kế tối ưu hóa dựa trên độ tin cậy. Giãi thuật này trãi qua 3 giai đoạn: (1) thiết ke tối ưu cơ cấu khâu cứng tương đương và chuyên dôi cơ cẩu tương đương thành CCĐH. (2) thiết kế tối ưu hóa da mục tiêu của CCĐH dùng NSGA-II hướng tiếp cận tâp nghiệm Pareto, Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi (3) Phân tích độ tin cậy dùng FORM

Luận án này có ỷ nghĩa tham khảo rất quan trọng đối với việc nghiên cứu, phân tích các đối tượng lương tự trong lình vực kết cấu đàn hổi. Đồng thời, các kết quả nghiên cứu của tài liệu củng giúp mang lại hiểu biết mõi về các phương pháp mô hĩnh hóa. toi ưu hóa độ tin cậy và điêu khiên vòng kín băng GA – PID trong phần mềm LABVIEW.

Ý nghĩa thực tiễn: Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi

Trong giai đoạn hiên nay, việc nghiên cứu và phát triển cơ cấu định vi chinh xác có vai trò quan trọng trong gia còng, có ảnh hường quyết định đen hiệu suất gia còng, tuôi thọ cùa dao và độ chính xác của máy tiện. Nhiều bài báo khoa học đà được xuất bán quốc tế về các CCĐH đê định vi chinh xác và các ứng dung cúa chúng. Tuy nhiên, ơ Việt Nam, lình vực nghiên cứu này vần còn nhiều hạn chế. Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi Do đó, tài liêu này sè bồ sung thèm các kết qua mới cho lình vực nghiên cứu cơ cấu định vị trên thế giới và ờ Việt Nam.

Đe tài đà ứng dụng thành còng phương pháp tiện chính xác có trợ giúp cùa cơ cấu ản dao dùng CCĐH được dũng đè gắn trên bân dao của máy tiện cơ MAQ CD6241X100 và máy tiện CNC ECOCA SL-8 để gia công vật liệu thép C45 khi tiện chinh xác ờ chiều sâu cắt 5 pm. Ket qua Tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao dùng cơ cấu đàn hồi cho thấy khi sư dụng để gia công trên máy tiên cơ MAQ CD6241X100 sai số vị tri mũi dao nhỏ hơn 2.5 pm. độ nhám bề mặt 0.4lụm.

VI

0