Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Gia công cắt dây tia lửa điện (Wire Electrical Discharge Machining - WEDM) là phương pháp gia công điện - nhiệt không tiếp xúc, sử dụng một sợi dây kim loại mảnh dẫn điện liên tục (đường kính từ 0,1 mm đến 0,3 mm) đóng vai trò là điện cực catốt và phôi đóng vai trò anốt trong môi trường chất lỏng điện môi. Quá trình phóng tia lửa điện sinh ra năng lượng nhiệt tạo kênh plasma với nhiệt độ cục bộ đạt từ 8.000°C đến 12.000°C làm nóng chảy và bay hơi vật liệu tại khe hở phóng điện từ 0,025 mm đến 0,05 mm. WEDM đóng vai trò quan trọng trong ngành chế tạo khuôn mẫu, công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ nhờ khả năng gia công các vật liệu có độ cứng cao, biên dạng phức tạp mà không làm biến dạng cơ học phôi.

Thép DC53 là dòng thép hợp kim làm khuôn dập nguội được cải tiến từ thép SKD11 nhằm khắc phục các hạn chế về độ cứng và độ dai va đập sau xử lý nhiệt. Trong thực tế sản xuất, việc lựa chọn chế độ cắt trên máy WEDM thường phụ thuộc vào bảng tra cứu thông số của nhà sản xuất hoặc kinh nghiệm của kỹ thuật viên, vốn chưa phản ánh tối ưu mối quan hệ tương tác giữa các thông số công nghệ với từng bề dày phôi cụ thể. Các nghiên cứu trước đây về thép DC53, SKD11, AISI D2, AISI D3 còn thiếu sự so sánh hệ thống về ảnh hưởng của bề dày phôi đến độ nhám bề mặt ($SR$), độ sai lệch kích thước ($DD$) và thời gian gia công ($MT$). Đồ án được thực hiện nhằm giải quyết các vấn đề thực nghiệm này trên phôi thép DC53 qua xử lý nhiệt với các bề dày khác nhau.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài gồm:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết gia công cắt dây tia lửa điện, đặc tính thép làm khuôn DC53 và phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
  2. Thiết lập thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của ba thông số công nghệ đầu vào: Thời gian mở xung ($T_{on}$), thời gian tắt xung ($T_{off}$) và điện áp servo ($SV$) đến các chỉ tiêu đầu ra ($SR, DD, MT/CS$) trên phôi thép DC53 ở ba mức bề dày: 10 mm, 30 mm và 50 mm.
  3. Sử dụng các công cụ thống kê Taguchi, phân tích phương sai ANOVA và phân tích quan hệ xám (GRA) để xác định các bộ thông số tối ưu đơn mục tiêu và đa mục tiêu.
  4. Xây dựng phương trình hồi quy và áp dụng phương pháp nội suy tuyến tính dự đoán chế độ cắt theo bề dày.
  5. Ứng dụng bộ thông số công nghệ tối ưu vào quy trình thiết kế, lập trình CAM và gia công chế tạo bộ khuôn dập cắt đứt (khuôn dập nguội).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Thép hợp kim làm khuôn DC53; máy cắt dây CNC AccuteX GE-43S; dây cắt đồng thau (Brass wire) đường kính 0,2 mm.
  • Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát thực nghiệm trên phôi thép DC53 đã tôi với ba chiều dày: 10 mm, 30 mm và 50 mm; thực hiện 9 chế độ cắt cho mỗi bề dày theo ma trận trực giao Taguchi $L_9$; đo kiểm độ nhám bề mặt bằng máy Mitutoyo Surftest SJ-201 và sai lệch kích thước lỗ bằng đồng hồ đo lỗ Mitutoyo 511-209 / 511-201.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên nguyên lý bóc tách kim loại bằng hiện tượng ăn mòn điện - nhiệt trong quá trình phóng xung điện gián đoạn. Năng lượng xung phóng điện ($W_t$) được xác định theo mô hình:

$$W_t = E \times I \times t$$

Trong đó $E$ và $I$ là điện áp và cường độ dòng điện trung bình qua khe hở phóng điện, $t$ là thời gian phóng xung (được điều khiển trực tiếp bởi thông số $T_{on}$). Độ nhám bề mặt được đánh giá thông qua sai lệch số học trung bình của prôphin ($R_a$):

$$R_a = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}|y_i|$$

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và xử lý số liệu bao gồm:

  • Thiết kế thực nghiệm Taguchi: Sử dụng ma trận trực giao $L_9(3^3)$ cho 3 thông số đầu vào ở 3 mức giá trị. Chuyển đổi dữ liệu sang tỉ số tín hiệu trên nhiễu ($S/N$ ratio) với tiêu chuẩn "Càng nhỏ càng tốt" (Smaller is Better) đối với độ nhám bề mặt ($SR$) và sai lệch kích thước ($DD$); tiêu chuẩn "Càng lớn càng tốt" (Larger is Better) đối với tốc độ cắt ($CS$).
  • Phân tích phương sai ANOVA: Xác định mức ý nghĩa thống kê của các biến thông qua bậc tự do ($DF$), tổng bình phương độ lệch ($SS$), phương sai hiệu chỉnh ($MS$), chỉ số kiểm định Fisher ($F$-Value), mức ý nghĩa $P$-Value (với ngưỡng tin cậy $\alpha = 0,05$) và tỷ lệ phần trăm đóng góp (Contribution %).
  • Phân tích quan hệ xám (Grey Relational Analysis - GRA): Chuẩn hóa dữ liệu thực nghiệm về khoảng $[0, 1]$, tính toán hệ số quan hệ xám và cấp độ quan hệ xám tổng thể (GRG) để giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu đồng thời.
  • Phân tích tổ chức tế vi: So sánh cấu trúc kim loại học của thép DC53 trước và sau khi nhiệt luyện tôi dưới kính hiển vi quang học.

Nguồn dữ liệu và thiết bị phục vụ nghiên cứu:

  • Vật liệu phôi: Thép DC53 có thành phần hóa học và cơ tính xác định theo bảng số liệu thực tế.
  • Thiết bị gia công: Máy cắt dây AccuteX GE-43S (hành trình $X, Y, Z = 400 \times 300 \times 220$ mm, độ phân giải 0,0001 mm).
  • Thiết bị đo kiểm: Máy đo độ nhám Mitutoyo SJ-201 (độ phân giải lên đến 0,03 $\mu m$), đồng hồ đo lỗ Mitutoyo 511-209 (dải đo 6-10 mm), kính hiển vi soi kim tương.
  • Phần mềm: Minitab (tính toán thống kê, ANOVA, GRA), Mastercam (lập trình gia công chi tiết khuôn).
Thành phần hóa học C Cr Mn Si Mo V Fe
Tỷ lệ (%) trong thép DC53 0,95 8,00 0,40 1,00 2,00 0,30 Còn lại
Đặc tính cơ lý thép DC53 Khối lượng riêng Mô đun đàn hồi Mô đun cứng Hệ số Poisson
Giá trị $7,87 \text{ g/cm}^3$ $21.700 \text{ kgf/mm}^2$ $8.480 \text{ kgf/mm}^2$ 0,28

Thiết kế và triển khai

Hệ thống kỹ thuật được triển khai trong đề tài là quy trình công nghệ gia công WEDM và chế tạo hoàn chỉnh bộ khuôn dập nguội cắt đứt:

  • Thiết lập chế độ cắt thực nghiệm trên máy AccuteX GE-43S: Giữ cố định các thông số nền gồm điện áp mở xung $OV = 15$, dòng đỉnh $IP = 10$, thời gian bật hồ quang $A_{on} = 08$, thời gian tắt hồ quang $A_{off} = 09$, lưu lượng nước $WA = 7$, tốc độ cấp dây $WF = 7$, độ căng dây $WT = 7$ (với phôi 10 mm, 50 mm) và $WT = 6$ (với phôi 30 mm), mức tăng servo $SG = 6$, tốc độ tiến bàn $F = 18$, chế độ điều khiển $FT = \text{M90}$, bước bù tốc $FR = 100%$.
  • Khảo sát ma trận thông số thay đổi cho ba mức bề dày phôi:
    • Phôi dày 10 mm ($T10$): $T_{on} \in {5, 10, 15} \mu s$; $T_{off} \in {10, 14, 18} \mu s$; $SV \in {30, 45, 60} V$.
    • Phôi dày 30 mm ($T30$): $T_{on} \in {5, 9, 13} \mu s$; $T_{off} \in {12, 16, 20} \mu s$; $SV \in {30, 45, 60} V$.
    • Phôi dày 50 mm ($T50$): $T_{on} \in {5, 9, 13} \mu s$; $T_{off} \in {12, 16, 20} \mu s$; $SV \in {35, 45, 55} V$.
  • Thiết kế kết cấu khuôn dập nguội: Bộ khuôn gồm tấm cối, tấm chày, tấm dẫn hướng, tấm kẹp chày, tấm đế trên, tấm đế dưới, áo cối và hệ thống lò xo hồi vị. Vật liệu tấm cối và chày sử dụng thép DC53 đã nhiệt luyện, các tấm đệm và vỏ khuôn sử dụng thép C20 và Inox SUS201.
  • Lập trình và gia công: Dùng Mastercam xuất mã G-code biên dạng lòng cối và đầu chày, nạp vào máy AccuteX GE-43S gia công với bộ thông số tối ưu. Sau gia công, các chi tiết được lắp ráp và tiến hành dập thử nghiệm sản phẩm thực tế trên máy dập.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương 1 trình bày tổng quan về công nghệ gia công tia lửa điện WEDM, vị trí của phương pháp trong công nghiệp cơ khí chế tạo và tổng hợp các công trình nghiên cứu về vật liệu DC53 cũng như các loại thép khuôn SKD11, D2, H-11, hợp kim titan. Tác giả phân tích tính cấp thiết của việc bổ sung dữ liệu thực nghiệm về ảnh hưởng của chiều dày vật liệu DC53 đến các thông số đầu ra ($SR, DD, MT$). Xác định mục tiêu, đối tượng nghiên cứu (thép DC53, máy AccuteX GE-43S), phạm vi thực nghiệm theo phương pháp Taguchi $L_9$ và kết cấu 6 chương của luận văn.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết của thí nghiệm

Chương 2 trình bày nguyên lý phóng tia lửa điện, quá trình cấp nguồn, ion hóa chất điện môi, tạo kênh plasma nhiệt độ cao làm nóng chảy kim loại và giai đoạn ngắt xung để chất điện môi rửa trôi phoi. Định nghĩa chi tiết các thông số cài đặt trên máy cắt dây AccuteX GE-43S: $IP, OV, T_{on}, T_{off}, A_{on}, A_{off}, SV, WA, F, WF, SG, FT, FR$. Trình bày cơ sở toán học của phương pháp Taguchi (hàm mất mát chất lượng, tỷ số $S/N$), phương pháp phân tích phương sai ANOVA ($DF, SS, MS, F, P$) và phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu bằng quan hệ xám (GRA). Giới thiệu cấu tạo và nguyên lý đo của máy đo độ nhám bề mặt Mitutoyo SJ-201 và đồng hồ so đo đường kính trong.

Chương 3: Chuẩn bị thí nghiệm

Chương 3 trình bày các bước chuẩn bị thực nghiệm: lựa chọn dây cắt đồng thau $\varnothing 0,2$ mm; chuẩn bị phôi thép DC53; quy trình gia công cơ khí phôi thô và tiến hành nhiệt luyện tôi phôi. Đánh giá chất lượng cấu trúc tế vi phôi trước và sau xử lý nhiệt qua kính hiển vi: phôi trước khi tôi có cấu trúc lỏng lẻo, nhiều vết nứt vi mô và nhấp nhô tế vi lớn; phôi sau khi nhiệt luyện hình thành cấu trúc lỗ cạn đồng đều, liên kết chặt chẽ và ít vết nứt, giúp cải thiện độ nhẵn bóng khi cắt dây. Lập bảng thông số công nghệ cố định và bảng quy hoạch thực nghiệm $L_9$ cho ba chiều dày 10 mm, 30 mm, 50 mm.

Mẫu thí nghiệm Phôi dày 10 mm ($T_{on} - T_{off} - SV$) Phôi dày 30 mm ($T_{on} - T_{off} - SV$) Phôi dày 50 mm ($T_{on} - T_{off} - SV$)
1 $5 \mu s - 10 \mu s - 30 V$ $5 \mu s - 12 \mu s - 30 V$ $5 \mu s - 12 \mu s - 35 V$
2 $5 \mu s - 14 \mu s - 45 V$ $5 \mu s - 16 \mu s - 45 V$ $5 \mu s - 16 \mu s - 45 V$
3 $5 \mu s - 18 \mu s - 60 V$ $5 \mu s - 20 \mu s - 60 V$ $5 \mu s - 20 \mu s - 55 V$
4 $10 \mu s - 10 \mu s - 45 V$ $9 \mu s - 12 \mu s - 45 V$ $9 \mu s - 12 \mu s - 45 V$
5 $10 \mu s - 14 \mu s - 60 V$ $9 \mu s - 16 \mu s - 60 V$ $9 \mu s - 16 \mu s - 55 V$
6 $10 \mu s - 18 \mu s - 30 V$ $9 \mu s - 20 \mu s - 30 V$ $9 \mu s - 20 \mu s - 35 V$
7 $15 \mu s - 10 \mu s - 60 V$ $13 \mu s - 12 \mu s - 60 V$ $13 \mu s - 12 \mu s - 55 V$
8 $15 \mu s - 14 \mu s - 30 V$ $13 \mu s - 16 \mu s - 30 V$ $13 \mu s - 16 \mu s - 35 V$
9 $15 \mu s - 18 \mu s - 45 V$ $13 \mu s - 20 \mu s - 45 V$ $13 \mu s - 20 \mu s - 45 V$

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 phân tích kết quả thực nghiệm cắt trên máy AccuteX GE-43S cho ba độ dày 10 mm, 30 mm và 50 mm:

  • Đối với bề dày 10 mm: Phân tích ANOVA chỉ ra $T_{on}$ là thông số chi phối mạnh nhất đến độ nhám bề mặt ($SR$) với mức đóng góp 96% ($F = 178,81; P = 0,000$), trong khi $SV$ đóng góp 1,32% và $T_{off}$ đóng góp 0%. Đối với sai lệch kích thước ($DD$), $T_{on}$ đóng góp 92,51% ($F = 62,78; P = 0,000$). Xây dựng được phương trình hồi quy tuyến tính cho phôi 10 mm:

$$SR = 1,3489 + 0,1194 T_{on} - 0,0016 T_{off} - 0,00267 SV$$

$$DD = -0,063 + 0,02138 T_{on} + 0,00038 T_{off} + 0,0013 SV$$

  • Đối với bề dày 30 mm và 50 mm: Các phân tích $S/N$, ANOVA và biểu đồ xác suất tiếp tục xác nhận quy luật năng lượng xung bóc tách kim loại phụ thuộc trực tiếp vào $T_{on}$. Tác giả so sánh các bộ thông số tối ưu đơn mục tiêu ($SR, DD, MT/CS$) và tối ưu đa mục tiêu (GRA) giữa các bề dày, đồng thời trình bày phương pháp nội suy tuyến tính nhằm xác định chế độ cắt cho các bề dày trung gian.
Nguồn biến thiên Bậc tự do ($DF$) Tổng bình phương hiệu chỉnh ($Adj\ SS$) Phương sai hiệu chỉnh ($Adj\ MS$) Giá trị kiểm định $F$ Mức ý nghĩa $P$ Tỷ lệ đóng góp (%)
Phân tích ANOVA cho Độ nhám bề mặt ($SR$) - Bề dày 10 mm
$T_{on}$ 1 0,71336 0,71336 178,81 0,000 96,00%
$T_{off}$ 1 0,00014 0,00014 0,04 1,000 0,00%
$SV$ 1 0,00979 0,00979 2,45 0,178 1,32%
Sai số (Error) 5 0,01995 0,00399 - - 2,68%
Tổng cộng 8 0,74324 - - - 100,00%
Phân tích ANOVA cho Sai lệch kích thước ($DD$) - Bề dày 10 mm
$T_{on}$ 1 21,570 21,570 62,78 0,000 92,51%
$T_{off}$ 1 0,000 0,000 0,00 0,987 0,00%
$SV$ 1 0,002 0,002 0,01 0,935 0,01%
Sai số (Error) 5 1,718 0,344 - - 7,48%
Tổng cộng 8 23,290 - - - 100,00%

Chương 5: Ứng dụng chế tạo khuôn dập nguội

Chương 5 hiện thực hóa kết quả nghiên cứu vào việc chế tạo bộ khuôn dập nguội. Nhóm tác giả thiết kế bản vẽ 2D/3D của sản phẩm và kết cấu khuôn dập cắt đứt. Lựa chọn vật liệu làm cối và chày là thép DC53 đã qua tôi cứng, vỏ khuôn và các tấm đệm làm bằng thép C20 và Inox SUS201. Quy trình công nghệ gia công chi tiết cối dập được thực hiện trên máy AccuteX GE-43S sử dụng bộ thông số tối ưu rút ra từ Chương 4. Tiến hành lắp ráp hoàn thiện bộ khuôn và thử nghiệm dập sản phẩm thực tế, kiểm tra biên dạng và độ chính xác của sản phẩm sau dập.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Chương 6 tổng kết toàn bộ kết quả nghiên cứu của đồ án, khẳng định việc xác lập thành công các bộ thông số công nghệ tối ưu cho thép DC53 ở ba chiều dày và tính khả thi khi ứng dụng vào chế tạo khuôn dập thực tế. Đồng thời, chương này đề xuất các định hướng mở rộng nghiên cứu tiếp theo.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã thu được các kết quả định lượng cụ thể:

  • Xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ: Đối với phôi thép DC53 dày 10 mm, thời gian mở xung $T_{on}$ chiếm tỷ lệ đóng góp chi phối tuyệt đối đến chất lượng gia công (96% đối với độ nhám bề mặt và 92,51% đối với sai lệch kích thước). Điện áp servo $SV$ và thời gian tắt xung $T_{off}$ có tỷ lệ ảnh hưởng nhỏ đến $SR$ và $DD$ ở giai đoạn cắt thô một lần.
  • Bộ thông số tối ưu đơn mục tiêu cho bề dày 10 mm:
    • Tối ưu độ nhám bề mặt nhỏ nhất ($SR = 1,838 \mu m$): $T_{on} = 5 \mu s, T_{off} = 18 \mu s, SV = 60 V$ (tương ứng mẫu số 3).
    • Tối ưu sai lệch kích thước nhỏ nhất ($DD = 0,047 mm$): $T_{on} = 5 \mu s, T_{off} = 10 \mu s, SV = 30 V$ (tương ứng mẫu số 1).
  • Xây dựng hệ thống bảng thông số tối ưu đơn mục tiêu, tối ưu đa mục tiêu (GRA) cho cả ba mức bề dày 10 mm, 30 mm, 50 mm và công thức hồi quy tuyến tính phục vụ tra cứu nhanh.
  • Chế tạo thành công bộ khuôn dập cắt đứt từ thép DC53 bằng máy cắt dây WEDM với chế độ cắt tối ưu, dập thử nghiệm sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật.

Đóng góp của đề tài:

  • Bổ sung cơ sở dữ liệu thực nghiệm có hệ thống về chế độ cắt WEDM cho mác thép DC53 qua nhiệt luyện ở nhiều dải chiều dày khác nhau (10 mm - 50 mm).
  • Cung cấp mô hình toán học hồi quy và phương pháp nội suy chế độ cắt, giúp kỹ sư công nghệ dự đoán và lựa chọn thông số máy AccuteX GE-43S mà không cần qua nhiều lần cắt thử nghiệm tốn kém vật tư.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Thực nghiệm khảo sát tập trung vào ba thông số đầu vào chính ($T_{on}, T_{off}, SV$) trong điều kiện cắt một lần (cắt thô), các thông số khác ($IP, OV, A_{on}, A_{off}, WA, WF, WT, SG$) được giữ cố định theo khuyến nghị kỹ thuật của máy.
  • Chưa mở rộng khảo sát chế độ cắt nhiều lần (Multi-pass cutting: cắt thô kết hợp cắt bán tinh và cắt tinh nhiều lượt) để khảo sát giới hạn độ nhẵn bóng cao hơn ($R_a < 1 \mu m$).

Hướng phát triển của đề tài:

  • Tiếp tục mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ khác như áp lực xả nước ($WA$), vận tốc cấp dây ($WF$), độ căng dây ($WT$), và lưu lượng chất điện môi đến độ mòn dây và độ võng dây cắt.
  • Khảo sát quy trình cắt nhiều lần (cắt tinh) trên thép DC53 để nâng cao độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt cho các chi tiết khuôn mẫu yêu cầu độ chính xác cao.
  • Ứng dụng các thuật toán tối ưu hóa thông minh nâng cao như mạng nơ-ron nhân tạo (ANN), thuật toán di truyền (GA) kết hợp với mô phỏng số để tối ưu hóa quy trình gia công.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu thực nghiệm tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Công nghệ Chế tạo máy, Cơ điện tử khi thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp về công nghệ gia công tia lửa điện (EDM/WEDM) và thiết kế khuôn dập nguội.
  • Kỹ sư công nghệ, kỹ thuật viên vận hành máy cắt dây CNC (đặc biệt là dòng máy AccuteX) tại các phân xưởng sản xuất cơ khí chính xác, chế tạo khuôn mẫu thép DC53, SKD11, D2.
  • Các phần đáng tham khảo trực tiếp: Ma trận quy hoạch thực nghiệm Taguchi $L_9$, quy trình chuẩn bị và kiểm tra kim tương tế vi phôi trước/sau nhiệt luyện tại Chương 3; bảng phân tích ANOVA, phương trình hồi quy tuyến tính và bộ thông số tối ưu tại Chương 4; bản vẽ kết cấu và quy trình gia công tấm khuôn tại Chương 5.

Câu hỏi thường gặp

1. Thành phần hóa học và cơ tính của thép DC53 được sử dụng trong nghiên cứu là gì?

Thép DC53 có thành phần hóa học gồm: 0,95% C; 8,00% Cr; 0,40% Mn; 1,00% Si; 2,00% Mo; 0,30% V và Fe là thành phần còn lại. Về cơ tính, vật liệu có khối lượng riêng $7,87 \text{ g/cm}^3$, mô đun đàn hồi $21.700 \text{ kgf/mm}^2$, mô đun cứng $8.480 \text{ kgf/mm}^2$ và hệ số Poisson là 0,28.

2. Cấu trúc tế vi của thép DC53 thay đổi như thế nào sau khi nhiệt luyện tôi và ảnh hưởng ra sao đến gia công WEDM?

Trước khi nhiệt luyện, phôi thô có mật độ liên kết tế vi kém chặt chẽ, xuất hiện nhiều vết nứt vi mô do giãn nở nhiệt và nhiều đốm đen trắng kích thước lớn phân bố không đều, dẫn đến nhấp nhô tế vi cao. Sau khi xử lý nhiệt tôi, cấu trúc tế vi liên kết chặt chẽ hơn, xuất hiện cấu trúc lỗ cạn bằng phẳng và đồng đều, các đốm đen trắng thưa thớt, giúp giảm đáng kể độ nhám bề mặt $R_a$ khi gia công cắt dây.

3. Thông số công nghệ nào ảnh hưởng lớn nhất đến độ nhám bề mặt khi gia công phôi DC53 dày 10 mm?

Theo kết quả phân tích phương sai ANOVA, thời gian mở xung ($T_{on}$) là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất với mức đóng góp lên tới 96,00% ($F = 178,81; P = 0,000$). Điện áp servo ($SV$) đóng góp 1,32% ($F = 2,45; P = 0,178$) và thời gian tắt xung ($T_{off}$) đóng góp 0% ($F = 0,04; P = 1,000$). Khi tăng $T_{on}$, năng lượng phóng điện đơn xung tăng làm tăng độ nhám bề mặt.

4. Phương trình hồi quy tuyến tính xác định mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt ($SR$), sai lệch kích thước ($DD$) với các thông số khi cắt phôi 10 mm là gì?

Phương trình hồi quy tuyến tính được xác lập qua Minitab gồm:

  • Độ nhám bề mặt: $SR = 1,3489 + 0,1194 T_{on} - 0,0016 T_{off} - 0,00267 SV$
  • Sai lệch kích thước: $DD = -0,063 + 0,02138 T_{on} + 0,00038 T_{off} + 0,0013 SV$

5. Bộ thông số công nghệ tối ưu đơn mục tiêu cho độ nhám bề mặt và sai lệch kích thước ở phôi dày 10 mm là bao nhiêu?

  • Tối ưu độ nhám bề mặt nhỏ nhất ($SR = 1,838 \mu m$): $T_{on} = 5 \mu s, T_{off} = 18 \mu s, SV = 60 V$.
  • Tối ưu sai lệch kích thước nhỏ nhất ($DD = 0,047 mm$): $T_{on} = 5 \mu s, T_{off} = 10 \mu s, SV = 30 V$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã nghiên cứu và giải quyết trọn vẹn bài toán thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ WEDM ($T_{on}, T_{off}, SV$) trên vật liệu thép làm khuôn DC53 ở các chiều dày 10 mm, 30 mm và 50 mm. Bằng việc kết hợp các phương pháp Taguchi, ANOVA và quan hệ xám GRA, nhóm tác giả đã xác định được mức độ đóng góp chi phối của thời gian mở xung ($T_{on}$) và thiết lập các bộ thông số tối ưu đơn mục tiêu cũng như đa mục tiêu. Kết quả tối ưu hóa đã được ứng dụng thành công để lập trình gia công các chi tiết tấm khuôn cối trên máy AccuteX GE-43S, hoàn thiện bộ khuôn dập nguội và dập thử nghiệm sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật.