Tiến Sĩ Tối ưu hóa đa mục tiêu quá trình mài thép hợp kim trên máy mài tròn ngoài

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NĂM 2015
Lý do lựa chọn đề tài
MỞ ĐẦU
Mài là một phương pháp gia công tinh có thể đạt độ chính xác cấp 6 đến 7 và cấp độ
nhám bề mặt 8 (Ra = 0.63m) đến 10 (R = 0.16m). Do đặc điểm như vậy nên mài thường
được chọn làm phương pháp gia công tinh lần cuối cho các chi tiết sau nhiệt luyện và nó
quyết định đến chất lượng bề mặt của sản phẩm.


Mài tròn ngoài là phương pháp để gia công tinh các mặt trụ, mặt côn hoặc các mặt
định hình. Có hai phương pháp mài tròn ngoài là mài tròn ngoài có tâm và mài tròn ngoài
vô tâm, phương pháp tiến dao có thể là tiến dao dọc và tiến dao hướng kính.
Mài là phương pháp gia công truyền thống xuất hiện từ khá sớm nhưng những
nghiên cứu về mài thì chưa bao giờ dừng lại bởi đặc thù của phương pháp này là quá trình
cắt gọt vật liệu phức tạp với sự tham gia của vô số những lưỡi cắt không có hình dạng xác
định. Quá trình mài bao gồm các công đoạn cắt, cào xước và cọ sát bằng hạt mài với tốc độ
rất cao, phụ thuộc vào mức độ tương tác giữa các hạt mài và phôi dưới điều kiện mài cụ
thể. Các hạt mài được phân phối ngẫu nhiên trong đó phần lớn các hạt mài chưa biết hình
dạng và hình dạng của nó thay đổi theo thời gian trong quá trình mài. Số lượng hạt mài đi
qua khu vực mài trong một đơn vị thời gian là cực kỳ lớn, do đó mài là một quá trình rất
phức tạp [42].
Trong những năm gần đây, mài được đánh giá là một quá trình chiến lược và là chìa
khóa để đạt được chất lượng bề mặt cho các sản phẩm công nghệ cao. Trong các sản phẩm
công nghệ cao đó có sự góp mặt của rất nhiều các chi tiết thép hợp kim được gia công bằng
phương pháp mài tròn ngoài.
Với yêu cầu cạnh tranh ngày càng cao về chất lượng sản phẩm và giá thành thì việc
ứng dụng các thành tựu trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, điều khiển, nhất là trí tuệ
nhân tạo để xây dựng mô hình đa mục tiêu với mục đích lựa chọn chế độ cắt tối ưu nhằm
thỏa mãn đồng thời về chất lượng sản phẩm và năng suất gia công có một ý nghĩa rất lớn.
Ngoài ra việc xây dựng và giải được bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu sẽ đóng góp một phần
vào việc điều khiển thích nghi quá trình mài tròn ngoài các loại thép hợp kim, giúp người
điều khiển máy có thể linh hoạt trong việc điều chỉnh các thông số chế độ cắt sao cho phù
hợp với mỗi giai đoạn của quá trình gia công. Với những lý do như vậy, tác giả đã lựa chọn
đề tài “Tối ưu hóa đa mục tiêu quá trình mài thép hợp kim trên máy mài tròn ngoài” làm đề
tài Luận án tiến sỹ.


Mục đích nghiên cứu
Xây dựng bài toán tối ưu đa mục tiêu cho quá trình mài tròn ngoài thép hợp kim với
mục đích tìm ra được chế độ cắt tối ưu nhằm đảm bảo cả về năng suất và độ nhám, tiến đến
điều khiển thích nghi quá trình mài tròn ngoài.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là quá trình mài tròn ngoài thép hợp kim được



nhiệt luyện với những độ cứng khác nhau.
Phạm vi nghiên cứu: Có rất nhiều thông số ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm
cuối cùng khi mài. Trong luận án, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu về ảnh hưởng của chế
độ cắt và vật liệu gia công đến một số đại lượng trung gian của quá trình mài như lực cắt,
rung động và phân tích sự ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt của chi tiết.


Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm.


Những đóng góp mới
- Ứng dụng phương pháp Taguchi vào việc xác định mức độ ảnh hưởng của các
thông số đến hàm mục tiêu của quá trình mài tròn ngoài.
- Xây dựng được các mô hình toán học của lực cắt, rung động và độ nhám bề mặt khi
mài tròn ngoài.
- Tối ưu hóa đa mục tiêu cho quá trình mài thép hợp kim trên máy mài tròn ngoài
ứng dụng giải thuật di truyền.