CHƯƠNG 1 trị trung bình và phương sai của đặc tính hiệu suất quy trình nhằm xác định mức độ hoạt động của quy trình. Thiết kế thử nghiệm do Taguchi đề xuất bao gồm việc sử dụng mảng trực giao để sắp xếp các tham số ảnh hưởng đến quá trình và mức độ thay đổi của chúng. Thay vì kiểm tra tất cả các kết hợp có thể có như thiết kế giai thừa, phương pháp Taguchi kiểm tra các cặp kết hợp. Điều này cho phép thu thập dữ liệu cần thiết để xác định yếu tố nào ảnh hưởng nhiều nhất đến chất lượng sản phẩm với số lượng thử nghiệm tối thiểu, do đó tiết kiệm thời gian và nguồn lực.
Phương pháp Taguchi được sử dụng tốt nhất khi có một số trung gian của một biến (3 đến 50), ít tương tác giữa các biến và khi chỉ có một vài biến đóng góp đáng kể [21]. Phân tích phương sai ANOVA ANOVA hay phân tích phương sai là phương pháp kiểm định kết quả tính toán khi sử dụng các phương pháp thống kê. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Về cơ bản, ANOVA giúp chúng tôi điều tra xem liệu có sự khác biệt giữa các thí nghiệm khác nhau hay không.
Phân tích phương sai hay ANOVA, bao gồm các giá trị đáng chú ý như bậc tự do (D.F), tổng độ lệch bình phương (SS) và giá trị P. Trong đó giá trị P biểu thị độ tin cậy của quá trình thử nghiệm. Phân tích phương sai (ANOVA) của dữ liệu thô và dữ liệu S/N được thực hiện để xác định các biến có ý nghĩa và không có ý nghĩa, đồng thời cho thấy tác động của chúng đối với đặc tính phản hồi. Sau đó, các đường cong phản hồi (hiệu ứng chính) được vẽ cho dữ liệu thô và dữ liệu S/N để kiểm tra các tác động tham số đối với các đặc điểm phản hồi.
Cuối cùng, các giá trị tối ưu của các tham số quy trình quan trọng xét về các đặc tính phản hồi trung bình được xác định dựa trên việc phân tích bảng ANOVA và các đường cong phản hồi [5]. Phân tích quan hệ Gray Trong phân tích quan hệ xám, dữ liệu thử nghiệm tức là các đặc tính đo được của đặc tính chất lượng của sản phẩm trước tiên được chuẩn hóa từ 0 đến 1. Quá trình này được gọi là tạo quan hệ màu xám. Lý thuyết về hệ thống màu xám do Deng [Deng 1989; Deng 1982] sử dụng việc tạo quan hệ xám và tính toán hệ số quan hệ xám để xử lý vấn đề hệ thống không chắc chắn trong trạng thái chỉ biết một phần thông tin.
Do đó, hệ số quan hệ màu xám có thể biểu thị mối quan hệ giữa kết quả thử nghiệm thực tế và mong muốn, đồng thời cấp độ quan hệ màu xám được tính toán đồng thời tương ứng với từng đặc tính hiệu suất [Zhu et al. 1996; Tan et al. Sau đó, mức độ quan hệ màu xám tổng thể được xác định bằng cách lấy trung bình hệ số quan hệ màu xám tương ứng với các câu trả lời đã chọn. Đặc điểm hiệu suất tổng thể của quá trình phản hồi nhiều lần phụ thuộc vào cấp độ quan hệ màu xám được tính toán.
Cách tiếp cận này chuyển đổi một vấn đề tối ưu hóa quy trình phản hồi thành một tình huống tối ưu hóa phản hồi duy nhất, trong đó hàm mục tiêu là cấp độ quan hệ màu xám tổng thể. Sự kết hợp tham số tối ưu sau đó được đánh giá bằng cách tối đa hóa cấp độ quan hệ màu xám tổng thể [3]. Các nghiên cứu đã thực hiện: • Nghiên cứu về ảnh hưởng của các biến gia công (dòng điện cực đại, thời gian mở xung, thời gian tắt xung và độ căng dây) đến độ nhám bề mặt của thép khuôn WEDM DC53 bằng cách sử dụng phân tích phương sai kỹ thuật (ANOVA). Kết quả phân tích cho thấy thời gian bật xung và dòng điện cực đại xung là những biến số quan trọng đối với độ nhám bề mặt của thép khuôn WEDM DC53 [4].
• Nghiên cứu ảnh hưởng của các tham số quy trình khác nhau của WEDM như thời gian phát xung (Ton), thời gian tắt xung (Toff), điện áp khe hở (SV), dòng điện cực đại (IP), cấp dây (WF) và độ căng dây (WT) để tiết lộ tác động của chúng đến tốc độ loại bỏ vật liệu của thép khuôn nóng (H-11) bằng cách sử dụng một biến tại một thời điểm [4]. • Nghiên cứu về quy trình tối ưu hóa gia công phóng điện dây (WEDM) và để tìm thông số đầu vào quan trọng nhất trên thông số gia công của gia công phóng điện dây. Họ đã sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) để ước tính các thông số gia công. Mảng trực giao Taguchi L16 đã được sử dụng để thử nghiệm [7].
• Nghiên cứu các thông số gia công phóng điện dây trên titan nguyên chất. Dây đồng thau tráng được chọn làm dây điện cực. Mảng trực giao L27 của Taguchi đã được sử dụng để thử nghiệm [7]. • Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đầu vào khác nhau của gia công phóng điện dây (WEDM) đến tốc độ loại bỏ vật liệu thép công cụ D2 (MRR), độ nhám bề mặt (SR).
Người ta nhận thấy rằng độ dày không ảnh hưởng đến đặc tính gia công của thép công cụ D2 [18]. • Nghiên cứu gia công phóng điện dây bằng hợp kim titan. Các điện cực dây được lựa chọn là dây tốc độ cao bằng đồng thau và dây đồng thau có lớp mạ kẽm và tiến hành so sánh hai điện cực dây này. Ảnh hưởng của các thông số quy trình khác nhau đến tốc độ cắt, đứt dây, độ nhám bề mặt và tính toàn vẹn bề mặt được nghiên cứu bằng phương pháp Taguchi [20].
Kết quả : Xác suất đứt dây tăng khi độ rộng xung tăng và giảm thời gian giữa xung và xác suất đứt dây giảm khi độ căng của dây thấp và tăng áp suất phun. Người ta cũng kết luận rằng xác suất đứt dây đối với dây tốc độ cao thấp hơn so với dây đồng có lớp mạ kẽm. Phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy dây tốc độ cao tạo ra nhiều vết lõm, vết nứt và giọt nóng chảy hơn dây mạ kẽm. • Nhiều nghiên cứu về nhiều vấn đề trong WEDM để tối ưu các thông số cải thiện chất lượng sản phẩm gồm: Độ nhám bề mặt (SR) gồm [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [9], [10], [11], [12], [14], [15], [17], [19], [20].
4 CHƯƠNG 1 Thời gian gia công (MT) [1], [2], [3], [4], [5], [6], [9], [10], [11], [12], [14], [15], [17], [19], [20]. Độ lệch kích thước (DD) [1], [2], [3], [4], [5], [6], [9], [10], [11], [12], [14], [15], [17], [19], [20]. Những thông số trên đã được thực hiện trên các loại vật liệu làm khuôn, các mác thép, hợp kim nhôm, Composite bằng phương pháp Taguchi. Tuy nhiên vẫn còn các loại vật liệu làm khuôn như DC53, SKD11, AISI D3, AISI M2 vẫn còn hạn chế về các thông số ảnh hưởng đầu vào bao gồm thời gian phát xung (Ton), thời gian tắt xung (Toff), điện áp servo (SV).
Trong nghiên cứu này độ dày của vật liệu được so sánh để biết thông số đầu vào ảnh hưởng như thế nào đến độ dày của vật liệu và thu được giá trị phản hồi đầu ra chẳng hạn như cải thiện độ nhám (SR), độ sai lệch kích thước (DD) có sự biến đổi như thế nào. Hơn nữa, việc tối ưu thời gian gia công (MT) của thép DC53 vẫn có nhưng mà rất ít công trình nghiên cứu. Vì vậy việc bổ sung về quy trình WEDM trên thép DC53 là cần thiết. Để nghiên cứu vấn đề này các tham số đầu vào gồm Ton, Toff, SV được sử dụng để gia công vật liệu thép DC53 với bề dày khác nhau lần lượt là 10mm, 30mm và 50mm với dây cắt có đường kính 0.
sau khi gia công xong thu được những giá trị đầu ra gồm độ nhám bề mặt (SR), độ lệch kích thước (DD) và thời gian gia công (MT). Từ những thông số đầu vào và giá trị đầu ra các phương pháp Taguchi, ANOVA và Grey được sử dụng để xác định yếu tố đầu vào có ảnh hưởng nhất đến phản hồi đầu ra. Đối với mỗi bộ thông số, ba nguyên công (với mỗi bề dày khác nhau) được thực hiện, sau đó giá trị trung bình của kết quả thử nghiệm được sử dụng để tối ưu hóa. Trong nghiên cứu này độ dày của vật liệu được so sánh để biết thông số đầu vào ảnh hưởng như thế nào đến độ dày vật liệu và khi thông số đầu vào của vật liệu có bề dày từ 10mm đến 50mm có giá trị nằm trong khoảng nhất định thì thu được kết quả phản hồi đầu ra chẳng hạn như cải thiện độ nhám (SR), độ sai lệch kích thước (DD) và thời gian gia công (MT) có sự biến đổi như thế nào.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học Thông qua quá trình thực nghiệm và quá trình tối ưu hóa tham số bằng phương pháp Taguchi. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở, tài liệu tham khảo hỗ trợ cho quá trình cắt dây của máy WEDM trong khi gia công thép DC53 đã qua xử lý nhiệt với các thông số công nghệ khác nhau nhằm đạt được chất lượng sản phẩm phù hợp. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu tối ưu hóa tham số cắt khi gia công thép tôi DC53 bằng WEDM có ý nghĩa thực tiễn cũng như trong sản xuất như sau: - Góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và hạ giá thành sản phẩm.
5 CHƯƠNG 1 - Đạt năng suất cao khi gia công thép tôi DC53 trong sản xuất kể cả sản xuất hàng loạt 1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Mục đích nghiên cứu của đề tài này là xác định ảnh hưởng của các thông số công nghệ đầu vào trong quy trình WEDM và tối ưu hóa thông số đó đối với thép DC53, đồng thời xác định mối liên hệ giữa thông số đầu vào và đầu ra đặc biệt là độ nhám bề mặt (SR) độ sai lệch kích thước (DD) so với thời gian gia công (MT). Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu Vật liệu: DC53 Máy: Accutex GE-43S 1.
Phạm vi nghiên cứu Bề dày phôi lần lượt là: 10mm, 30mm, 50mm Số lần cắt để thực nghiệm là 9 lần (mỗi bề dày 9 lần cắt) Sử dụng phương pháp taguchi với mảng trực giao L9 để tiến hành thí nghiệm. - Xử lý thông số cho một lần cắt: Thời gian mở xung (Ton) lần lượt là 5, 10, 15, thời gian tắt xung (Toff) 10, 14, 18, thời gian gia công (MT) được đo sau mỗi lần cắt, độ dày (T) của vật liệu lần lượt là 10.