CÁN DAO GIẢM CHẤN LÊN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ
CHƯƠNG II : THÍ NGHIỆM
1/ Chuẩn bị thí nghiệm
Máy
- Máy tiện CNC 6 trục MAXXTURN 65
Vật liệu gia công
- Thép C45
- Nhôm 6061
- Gang xám
Cán dao
- Cán dao giảm chấn của Sandvik ø16mm
- Cán dao tiện thông thường của Sandvik ø16mm
Mũi dao
- TCMT 09 02 04-PF
2/ Tính toán chế độ cắt và tiến hành gia công
Trên cơ sở thông số cắt gọt được khuyến cáo cho mảnh hợp kim TCMT 09 02 04-PF ta chọn các giá trị lớn nhất, trung bình và nhỏ nhất cho các thông số, cụ thể như sau:
V = 200 ~ 400 m/phút t = 0.3 ~ 1.3 mm
S = 0.05 ~ 0.19 mm/vòng
Bảng chế độ cắt được chọn để thí nghiệm
|
BẢNG THÔNG SỐ GIÁ TRỊ THÍ NGHIỆM |
||
|
V (m/phút) |
t (mm) |
S (mm/vòng) |
|
200 |
0.3 |
0.05 |
|
300 |
0.8 |
0.12 |
|
400 |
1.3 |
0.19 |
Tương ứng với bảng số liệu trên ta sẽ thực hiện 27 thí nghiệm/ 1 loại vật liệu/ 1 loại cán dao
Quá trình thí nghiệm được thực hiện trên hai loại cán dao là cán dao giảm chấn và cán dao tiện lỗ thông thường với cùng điều kiện cũng như thông số cắt gọt để so sánh khả năng giảm thiểu rung động cũng như tiếng ồn, kết quả so sánh thông qua thông số độ nhám bề mặt sau gia công.
Gia công trên dao giảm chấn
Gia công trên dao thường
Mẫu sau khi gia công
3/ Đo kết quả thí nghiệm
Đo độ nhám với máy đo Mitutoyo SJ-301
CHƯƠNG III : KẾT LUẬN
1/ Kết quả thí nghiệm
Bảng kết quả thí nghiệm cho thép C45
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU THÉP C45
Mẫu
số Chế độ cắt
Độ nhám (Dao giảm chấn)
Độ nhám (Dao thường)
t
(mm)
V (m/ph)
S (mm/vòng)
Ra
(μm)
Rz
(μm)
Ra
(μm)
Rz
(μm)
1
2 0.3
200
300
0.05 0.57 3.14 19.27 76.04
0.12 0.74 3.81 22.38 86.66
0.19 1.62 8.56 15.67 52.71
0.05 1.99 10.11 17.49 60.2
0.12 0.71 3.72 5.26 23.86
0.19 1.66 8.8 6.14 28.66
0.05 2.68 12.87 27.7 100.5
3 400
0.12 0.78 4.11 10.78 50.33
0.19 1.84 9.42 3.93 20.47
|
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU THÉP C45 |
|||||||
|
Mẫu số |
Chế độ cắt |
Độ nhám (Dao giảm chấn) |
Độ nhám (Dao thường) |
||||
|
|
t (mm) |
V (m/ph) |
S (mm/vòng) |
Ra (μm) |
Rz (μm) |
Ra (μm) |
Rz (μm) |
|
4 |
0.8 |
200 |
0.05 |
0.37 |
2.05 |
5.04 |
24.82 |
|
0.12 |
1.04 |
6.14 |
3 |
15.76 |
|||
|
0.19 |
3.4 |
15.93 |
3.82 |
19.48 |
|||
|
5 |
300 |
0.05 |
0.43 |
2.44 |
10.39 |
41.11 |
|
|
0.12 |
1.46 |
7.63 |
3.3 |
17.47 |
|||
|
0.19 |
2.48 |
11.76 |
4.46 |
22.68 |
|||
|
6 |
400 |
0.05 |
0.87 |
5.31 |
8.13 |
35.27 |
|
|
0.12 |
1.16 |
6.38 |
19.29 |
81.2 |
|||
|
0.19 |
3.89 |
17.83 |
7.02 |
32.89 |
|||
|
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU THÉP C45 |
|||||||
|
Mẫu số |
Chế độ cắt |
Độ nhám (Dao giảm chấn) |
Độ nhám (Dao thường) |
||||
|
|
t (mm) |
V (m/ph) |
S (mm/vòng) |
Ra (μm) |
Rz (μm) |
Ra (μm) |
Rz (μm) |
|
7 |
1.3 |
200 |
0.05 |
0.37 |
2.23 |
2.29 |
13.45 |
|
0.12 |
0.79 |
4.48 |
2.27 |
12.45 |
|||
|
0.19 |
2.93 |
13.58 |
7.06 |
29 |
|||
|
8 |
300 |
0.05 |
5.28 |
20.49 |
4.43 |
24.42 |
|
|
0.12 |
0.86 |
4.53 |
2.64 |
14.35 |
|||
|
0.19 |
2.07 |
10.39 |
4.17 |
22.32 |
|||
|
9 |
400 |
0.05 |
5.07 |
20.55 |
8.22 |
38.18 |
|
|
0.12 |
0.81 |
4.41 |
6.13 |
27.36 |
|||
|
0.19 |
1.87 |
9.21 |
4.41 |
23.05 |
|||
Kết quả thí nghiệm cho nhôm 6061
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU NHÔM 6061
Mẫu
số Chế độ cắt
Độ nhám (Dao giảm chấn)
Độ nhám (Dao thường)
t
(mm)
V (m/ph)
S (mm/vòng)
Ra
(μm)
Rz
(μm)
Ra
(μm)
Rz
(μm)
1
2 0.3
200
300
0.05 0.84 5.32 4.9 23.5
0.12 2.47 11.36 1.63 9.68
0.19 8.44 44.18 5.41 25.94
0.05 0.63 4.56 5.92 29.38
0.12 4.42 23.64 7.45 37.11
0.19 3.43 20.74 4.17 23.27
0.05 2.25 14.48 3.8 20.92
3 400
0.12 2.08 11.53 6.71 31.13
0.19 3.59 19.47 5.38 26.03
|
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU NHÔM 6061 |
|||||||
|
4 |
0.8 |
200 |
0.05 |
2.17 |
11.5 |
5.48 |
24.48 |
|
0.12 |
4.61 |
24.27 |
5.92 |
27.66 |
|||
|
0.19 |
4.93 |
26.57 |
5.53 |
31.35 |
|||
|
5 |
300 |
0.05 |
6.31 |
32 |
13.73 |
54.27 |
|
|
0.12 |
3.77 |
20.87 |
3.86 |
20.2 |
|||
|
0.19 |
4.19 |
24.63 |
4.71 |
24.93 |
|||
|
6 |
400 |
0.05 |
4.63 |
22.95 |
15.15 |
56.7 |
|
|
0.12 |
2.54 |
14.2 |
17.42 |
76.49 |
|||
|
0.19 |
3.95 |
21.76 |
7.56 |
35.29 |
|||
|
7 |
1.3 |
200 |
0.05 |
5.27 |
26.9 |
3 |
17.96 |
|
0.12 |
4.28 |
24.89 |
5.18 |
27.1 |
|||
|
0.19 |
5.76 |
28.28 |
5.08 |
30.72 |
|||
|
8 |
300 |
0.05 |
1.18 |
7.48 |
8.08 |
38.04 |
|
|
0.12 |
3.88 |
21.02 |
3.8 |
20.73 |
|||
|
0.19 |
5.43 |
30.16 |
6.35 |
30.47 |
|||
|
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU NHÔM 6061 |
|||||||
|
9 |
|
400 |
0.05 |
4.05 |
20.84 |
7.92 |
33.19 |
|
0.12 |
2.88 |
18.68 |
12.02 |
49.1 |
|||
|
0.19 |
3.27 |
19.93 |
4.62 |
25.89 |
|||
Kết quả thí nghiệm cho gang xám
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU GANG XÁM
Độ nhám Độ nhám
.................................
0.05 1.09 8.76 5.26 23.86
0.12 2.68 12.87 2.9 14.65
0.19 3.05 16.47 3.05 20.6
0.05 1.87 9.21 12.02 49.1
0.12 2.8 12.56 13.73 54.27
0.19 3.82 19.48 10.51 44.21
0.05 3.3 17.47 15.67 52.71
3 400
0.12 2.88 18.68 15.15 56.7
0.19 5.38 26.03 8.39 41.21
|
THÍ NGHIỆM VỚI VẬT LIỆU GANG XÁM |
|||||||
|
4 |
0.8 |
200 |
0.05 |
3.89 |
17.83 |
4.5 |
19.33 |
|
0.12 |
2.27 |
12.45 |
2.92 |
13.08 |
|||
|
0.19 |
2.88 |
18.68 |
3.13 |
16.79 |
|||
|
5 |
300 |
0.05 |
4.5 |
19.33 |
3.93 |
27.51 |
|
|
0.12 |
3.05 |
20.6 |
5.24 |
29.99 |
|||
|
0.19 |
6.4 |
24.02 |
12.02 |
49.1 |
|||
|
6 |
400 |
0.05 |
4.89 |
23.98 |
8.05 |
36.95 |
|
|
0.12 |
5.32 |
22.93 |
7.73 |
38.64 |
|||
|
0.19 |
5.24 |
29.99 |
10.51 |
44.21 |
|||
|
7 |
1.3 |
200 |
0.05 |
1.34 |
10.5 |
3.93 |
27.51 |
|
0.12 |
5.43 |
30.16 |
5.94 |
35.4 |
|||
|
0.19 |
7.92 |
33.19 |
7.73 |
38.64 |
|||
|
8 |
300 |
0.05 |
2.9 |
14.65 |
13.73 |
54.27 |
|
|
0.12 |
5.24 |
29.99 |
15.15 |
56.7 |
|||
|
0.19 |
5.64 |
32.71 |
13.73 |
54.27 |
|||
2/ Kết quả thí nghiệm thông qua đồ thị
Dao giảm chấn
Dao thường
Qua quá trình thí nghiệm ta có nhận xét tổng quan như sau:
- Các kết quả thực nghiệm cho thấy khi tiện với cán dao
giảm chấn, chất lượng bề mặt tốt hơn so với cán dao thường. Ngoài ra, khi tiện với các thông số khác nhau, độ bóng bề mặt khi dùng cán dao giảm chấn đối với thép C45 hầu hết chỉ thay đổi từ 5 µm đến 7 µm, tuy nhiên, khi tiện với cán dao thường, độ bóng bề mặt (Rz) thay đổi khoảng 20 µm đến 100 µm. Trong các trường hợp thí nghiệm, cán dao giảm chấn có thể tiện được lỗ có độ bóng bề mặt cao nhất là 2.23 µm. Đối với vật liệu nhôm quá trình cắt có mất ổn định tại một vài vị trí tuy nhiên nhìn chung dao giảm chấn vẫn cho kết quả nhỉnh hơn. Với gang thì khi sử dụng dao giảm chấn độ nhám đạt được ~20 µm, còn đối với cán thường hầu hết độ nhám rơi vào 40~60 µm
- Công nghệ giảm chấn thể hiện rõ điểm ưu việt của mình khi tiện lỗ sâu khi đạt độ bóng cao hơn hẳn so với cán dao bình thường ở cùng điều kiên cắt gọt
- Khi cắt với tốc độ cao sử dụng dao giảm chấn thì quá trình cắt gọt rất êm, với cán dao thường thì có tiếng kêu
khá lớn điều này cho thấy việc sử dụng công nghệ này sẽ kéo dài được tuổi thọ dao và nâng cao năng suất khá nhiều
Hướng phát triển :
Với các kết quả đã đạt được, để tiếp tục phát triển đề tài thì có những hướng phát triển sau được đề xuất
- Gia công trên vật liệu khác.
- Nghiên cứu thí nghiệm trên những lỗ có chiều sâu lớn hơn.
- Sử dụng nước tưới nguội trực tiếp vào bề mặt đang gia công để cải thiện độ bóng và tăng khả năng thoát phoi.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ giảm chấn lên các phương pháp gia công cũng như trên các dạng chi tiết khác như trong gia công phay hoặc trong tiện chi tiết ren …
Bài báo:
NÂNG CAO ĐỘ BÓNG SẢN PHẨM VỚI PHƯƠNG PHÁP
TIỆN BẰNG CÁN DAO GIẢM CHẤN
Phạm Sơn Minh 1, Nguyễn Trường Sinh 1
1 Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM
Trong quá trình tiện các mặt trụ, hiện tượng rung động của mũi dao là một trong những nguyên nhân làm giảm chất lượng bề mặt và độ chính xác về hình dáng hình học. Bài báo này sẽ ứng dụng cán dao giảm chấn nhằm hạn chế hiện tượng dao động của mũi dao và tăng chất lượng bề mặt trong quá trình tiện lỗ. Các kết quả thực nghiệm cho thấy khi tiện với cán dao giảm chấn, chất lượng bề mặt tốt hơn so với cán dao thường. Ngoài ra, khi tiện với các thông số khác nhau, độ bóng bề mặt khi dùng cán dao giảm chấn chỉ thay đổi từ 5 µm đến 7 µm, tuy nhiên, khi tiện với cán dao thường, độ bóng bề mặt (Rz) thay đổi khoảng 20 µm đến 100 µm. Trong các trường hợp thí nghiệm, cán dao giảm chấn có thể tiện được lỗ có độ bóng bề mặt cao nhất là 2.23 µm với chiều sâu cắt 1.3 mm, vận tốc cắt
200 m/ph và bước tiến dao 0.05 mm/vòng.
Từ khóa: Cán dao giảm chấn, tiện lỗ, độ bóng bề mặt.
IMPROVE THE GLOSS OF PRODUCT BY THE DAMPING TOOL IN BORING PROCESS
Abstract:
In the turning process, the vibration of insert is a main reason for reducing the surface qualitry and the shape accurancy of product. In this paper, the damping tool will be applied for reducing the insert vibration in the boring process. The experiment result shows that when boring with the damping tool, the surface gloss has a clear improvement. In addition, with the damping tool, when boring with different parameters, the surface gloss (Rz) varies from 5 µm to 7 µm, while, with the common tool, this value changes from 20 µm to 100 µm. Results also show that the best surface gloss (Rz) is 2.23
µm with the cutting depth of 1.3 mm, cutting speed of 200 m/min and the feed rate of
0.05mm/revolution.
Keywords: damping tool, boring, surface gloss.
- Giớithiệu.
Trong lĩnh vực gia công cơ khí, việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công như hệ thống công nghệ, các yếu tố ngoại cảnh, vật liệu, tưới nguội … là một trong những yêu cầu quan trọng nhất của ngành công nghệ cắt gọt kim loại ở mỗi quốc gia. Yêu cầu này ngày càng cấp thiết hơn khi các thế hệ mới về dao , máy cắt gọt, và vật liệu gia công ngày càng có sự thay đổi đáng kể.
Khi đề cập đến chất lượng gia công, độ bóng bề mặt mặt chi tiết là một trong những yêu
cầu quan trọng nhất của quá trình gia công. Đến nay, đã có khá nhiều nghiên cứu về ảnh
hưởng các phương pháp cắt gọt, thông số cắt gọt, hệ thống công nghệ … đến độ nhám bề mặt trong quá trình gia công trên máy vạn năng cũng như máy CNC. Tuy nhiên, nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn, một trong những công nghệ mới trong gia công cắt gọt, đến độ bóng bề mặt chi tiết vẫn chưa được đề cập đến. Do vậy, việc khảo sát vấn đề này sẽ đáp ứng các đòi hỏi khắc khe về độ bóng bề mặt của các sản phẩm hiện tại, đặc biệt với các sản phẩm xuất khẩu.
Trong công nghệ tiện, sự kết hợp chuyển động quay tròn của phôi và chuyển động tịnh tiến dọc trục của dao sẽ tạo nên quá trình tách kim loại ra khỏi bề mặt phôi [1-3]. Trong quá trình này, toàn bộ hệ thống gồm phôi, dao và máy luôn chịu tác dụng của các loại lực khác nhau. Trong đó, hiện tượng dao động của mũi dao sẽ ảnh hưởng lớn đến độ nhấp nhô tế vi của bề mặt sau khi gia công [2]. Dao động này sẽ gây nên ảnh hưởng tiêu cực đến độ bóng bề mặt [3] cũng như độ chính xác về kích thước [4] và hình dáng hình học [5] của sản phẩm. Trong các nghiên cứu trước đây, khi cán dao tiện càng dài, hiện tượng dao động của mũi dao càng lớn [1, 5]. Kết quả này đặc biệt thể hiện rõ trong quá trình tiện lỗ dài. Từ lí do này, thông qua phương pháp thực nghiệm, bài báo này sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt của chi tiết tiện lỗ.
- Phương phápthí nghiệm
Trong nghiên cứu này, cán dao giảm chấn sẽ được sử dụng cho quá trình thí nghiệm. Cán dao gồm 2 phần như Hình 1: phần đầu được cấu tạo đặc biệt để giúp giảm rung động ở dao, phần đuôi có cấu tạo bình thường như các loại dao khác. Việc thiết lập, gá lắp cán dao giảm chấn cũng tương tự như các cán dao bình thường. Cơ cấu giảm chấn bao gồm 3 phần: phần thân có khối lượng tương đối nặng (A) nằm giữa 2 bạc cao su (B) ở 2 đầu của thân cán dao. Thân cán dao được bao bọc với một loại dầu đặc biệt (C). Nếu rung động tăng lên trong quá trình gia công mà có sử dụng cán dao giảm chấn, hệ thống giảm chấn của dao sẽ ngay lập tức sinh ra lực, mà năng lượng chuyển động của cán dao sẽ được hấp thu vào hệ thống. Kết quả là rung động sẽ được giảm tối thiểu và năng suất gia công được đảm bảo và thậm chí là tăng lên
A: Điều chỉnh khối đối trọng chính
B:Vòngcaosulòxo.
C:Dungdịchdầunhờn
Hình 1. Cấu tạo cán dao giảm chấn
Ngoài ra, phôi trong quá trình cắt sẽ được làm từ thép C45. Đây là thép có thành phần gồm Fe và C, trong đó nồng độ cacbon có trong thép là 0,45%, C45 được xếp vào loại vật liệu có tính cacbon trung bình, thường được dùng rất nhiều trong thiết kế các chi tiết máy phổ biến như trục,bánh răng … Toàn bộ quá trình cắt gọt sẽ được thực nghiệm bởi máy phay EMCO MAXXTURN-65 (Hình 2a) và dụng cụ cắt TCMT 09 02 04-PF. Dụng cụ
cắt và cán dao giảm chấn được cung cắp bởi công ty SandVik – Thụy Điển. Ngoài ra, để kiểm chứng khả năng giảm chấn của cán dao do SandVik cung cấp, cán dao tiện thông thường cũng sẽ được sử dụng trong quá trình thí nghiệm. Trong quá trình thí nghiệm, bộ thông số cắt gọt được sử dụng như Bảng 1. Sau khi gia công với các thông số này, bề mặt lỗ được kiểm tra độ bóng như Hình 2b. Các kết quả về độ bóng sẽ được tiến hành thu thập và phân tích.
Bảng1.Thôngsố cắt
|
Vận tốc cắt Vc (m/phút) |
Chiều sâu cắt ap (mm) |
Bước tiến f (mm/vòng) |
|
200 |
0.3 |
0.05 |
|
300 |
0.8 |
0.12 |
|
400 |
1.3 |
0.19 |
(a) (b)
Hình 2. Quá trình gia công (a) và kiểm tra độ bóng bề mặt lỗ (b)
- Kết quảvàthảoluận
Hình 3 trình bày các mẫu thí nghiệm sau khi được cắt với các thông cố như Bảng 1 với hai loại cán dao. Sau quá trình đo độ bóng như Hình 2b, các giá trị độ bóng Rz được thu thập, tổng hợp và so sánh như Hình 3. Nhìn chung, khi thay đổi chiều sâu cắt từ 0.3 mm đến 1.3 mm, tốc độ tiến dao vòng (f) thay đổi từ 0.05 mm/vòng đến 0.19 mm/vòng, và vận tốc cắt thay đổi từ 200 m/ph đến 400 m/ph, cán dao giảm chấn cho kết quả độ nhám (Rz) có xu hướng giảm từ 10 µm xuống 3 µm. Giá trị độ bóng tốt nhất đạt được khi f =
0.12 mm/vòng. Ngoài ra, độ chênh lệch giữa các giá trị khi thay đổi f dao động từ 1 đến 3 lần. Trong khi đó, cán dao thường cho kết quả độ bóng bề mặt Rz thay đổi từ 20 µm đến
100 µm, ngoài ra, độ chênh lệch giữa các giá trị khi thay đổi f dao động từ 2 đến 5 lần.
Với cùng thông số cắt gọt và vật liệu phôi, Hình 5 cho thấy chất lượng bề mặt khi cùng cán dao giảm chất cao hơn nhiều so với cán dao thường.
Khi thay đổi bước tiến dao (f), độ nhám đối với cán dao giảm chấn tuy chỉ biến động rất nhỏ. Độ biến động Rz chỉ từ 5 µm đến 7 µm. Tuy nhiên, với cán dao thường, sự thay đổi này dao động từ 30 µm đến 50 µm. Với 9 trường hợp như Hình 3, cả 2 cán dao đều có
quy luật khá giống nhau, đều đạt độ nhám cực tiểu tại f = 0.12 mm/vòng và bề mặt có xu
hướng xấu đi khi bước tiến dao (f) quá nhỏ hoặc quá lớn.
Hình 3. Mẫu thí nghiệm sau quá trình cắt gọt
Hình 4. Độ bóng bề mặt với các bước tiến dao (f) và chiều sâu cắt (ap) thay đổi
Cán dao giảm chấn Cán dao thường
ap = 0.3 mm f = 0.12 mm/vòng Vc = 300 m/ph
- Kết luận
Hình 5. Sự thay đổi của độ bóng khi dùng cán dao giảm chấn
Qua quá trình tiến hành thực nghiệm với các giá trị khác nhau của vận tốc cắt (Vc), chiều sâu cắt (ap) và bước tiến dao (f), vật liệu thép C45 được tiến hành tiện lỗ với cán dao giàm chấn và cán dao thông thường, các kết quả về độ bóng bề mặt cho thấy:
Cán dao giảm chấn cho kết quả vượt trội so với cán dao thông thường.
Sự vượt trội về độ ổn định của độ bóng bề mặt khi sử dụng cán dao giảm chấn với
các thông số cắt gọt khác nhau cũng được quan sát khá rõ
Trong các trường hợp tiện lỗ, độ bóng bề mặt lỗ có thể đạt được với giá trị Rz =
2.23 µm khi tiện với chiều sâu cắt 1.3 mm, vận tốc cắt 200 m/ph và bước tiến dao
0.05 mm/vòng.
Tài liệu tham khảo
[1] A. Siddhpura, R. Paurobally, A review of flank wear prediction methods for tool condition monitoring in a turning process, Int J Adv Manuf Technol (2013) 65.
[2] Erol Türkeş, Süleyman Neşeli, A simple approach to analyze process damping in
chatter vibration, Int J Adv Manuf Technol (2014) 70.
[3] Chih-Cherng Chen, Ko-Ta Chiang, Analyzing the design of vibration reduction with the rubber-layered laminates in the precision turning with a diamond cutting tool, Int J Adv Manuf Technol (2011) 57.
[4] Qilin Fu, Daniel Lundin, Cornel M. Nicolescu, Anti-vibration engineering in internal turning using a carbon nanocomposite damping coating produced by pecvd process, Journal of Materials Engineering and Performance (2014) 23(2).
[5] Balla Srinivasa Prasad & M. M. M. Sarcar, B. Satish Ben, Development of a system for monitoring tool condition using acousto-optic emission signal in face turning—an
experimental approach, Int J Adv Manuf Technol (2010) 51.
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1 : Máy tiện CNC 6 trục MAXXTURN 65.....................................................4
Hình 1.2 : Mảnh hợp kim được sử dụng làm thí nghiệm ............................................4
Hình 2.1 : Hệ thống công nghệ ...................................................................................6
Hình 2.2 : Chuyển động cơ bản khi tiện .....................................................................8
Hình 3.1: Mô hình cơ bản của máy tiện với 2 trục tọa độ và chiều của ...................10 trục tọa độ ..................................................................................................................10
Hình 3.2: Hình dạng một số loại mảnh dao ..............................................................11
Hình 3.3: Hệ thống dao T-MAX P ............................................................................12
Hình 3.4: Hệ thống dao T-MAX U ...........................................................................12
Hình 3.5: Hệ thống dao cắt đứt T-MAX Q ...............................................................12
Hình 3.6: Hệ thống dao tiện ren T-MAX U ..............................................................12
Hình 3.7: Tiện tinh mặt ngoài ...................................................................................13
Hình 3.8: Tiện tinh mặt trong....................................................................................13
Hình 3.9: Hình ảnh của máy tiện 6 trục MAXXTURN 65 .......................................16
Hình 3.10: Bảng điều khiển và giao diện màn hình điều khiển của máy .................16
Hình 3.11: Mâm cặp của máy ...................................................................................17
Hình 3.12: Ổ dao của máy, máy có thể chứa được 12 dao .......................................17
Hình 3.13 : Thông số máy tiện EMCO MAXXTURN 65 ........................................18
Hình 4.1 : Bề mặt của chi tiết đã gia công sau khi được phóng đại..........................24
Hình 4.2 : Chiều cao nhấp nhô bề mặt ......................................................................25
Hình 4.3 : Kí hiệu độ bóng theo Ra và Rz ................................................................25
Hình 4.4 : Thể hiện độ nhám trên bản vẽ ..................................................................26
Hình 4.5 : Cách ghi một số bề mặt có chung cấp độ nhám.......................................27
Hình 4.6: Thể hiện sự phân chia độ nhám trên cùng một bề mặt .............................28
Hình 4.7: Ký hiệu độ nhám của mặt răng, then hoa..................................................28
Hình 4.8: Cách ghi độ nhám ren ...............................................................................28
Hình 5.1 : Ảnh hưởng chiều dày cắt a và bề rộng cắt b đến tần số dao động f và biên
độ dao động A khi tiện. .............................................................................................41
Hình 5.2 : Ảnh hưởng của tốc độ cắt V và góc trước đến biên độ dao động A khi tiện. ............................................................................................................................41
Hình 5.3 : Ảnh hưởng của góc nghiêng chính đến tần số f và biên độ dao động A
khi tiện .......................................................................................................................42
Hình 5.4 : Lẹo dao ổn định và lẹo dao chu kỳ ..........................................................43
Hình 5.5 : Dạng lẹo dao và quan hệ giữa tốc độ cắt và chiều cao lẹo dao................44
Hình 5.6 : Rung động tự kích thích do hiệu ứng tái sinh ..........................................46
Hình 5.7 : Ảnh hưởng của góc đến chiều dày cắt ....................................................47
Hình 5.8a: Mô tả rung động tự kích thích không tái sinh .........................................49
Hình 5.8b: Mô tả rung động tự kích thích không tái sinh .........................................49
Hình 5.9 : Ảnh hưởng của hướng lực cắt đến rung động của máy ...........................50
Hình 5.10 : Ảnh hưởng của độ mềm dẻo của phôi đến chiều sâu cắt tới hạn khi tiện
...................................................................................................................................51
Hình 5.11 : Ảnh hưởng của b đến A ........................................................................52
Hình 5.12 : Ảnh hưởng của S đến A ........................................................................52
Hình 5.13 : Ảnh hưởng của V đến A. ......................................................................23
Hình 5.14. Ảnh hưởng của V đến A .........................................................................23
Hình 5.15. Ảnh hưởng của góc sau đến chiều sâu cắt tới hạn ..................................53
Hình 5.16 : Sự phụ thuộc của chiều rộng cắt tới hạn vào góc điều chỉnh tới hạn đạt
được là nhỏ nhất. .......................................................................................................54
Hình 5.17 : Ảnh hưởng của góc nghiêng của quá trình cắt.......................................55
Hình 5.18 : Sự phụ thuộc của chiều sâu cắt tới hạn vào thời gian cắt của dao. ........56
Hình 5.19 : Ảnh hưởng của chiều sâu cắt và bán kính đỉnh dao đến hướng của lực cắt động lực học ........................................................................................................57
Hình 5.20 : Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chiều rộng cắt tới hạn khi tiện ..............57
Hình 5.21 : Cán dao carbide......................................................................................60
Hình 5.22 : Cán dao carbide cường lực ....................................................................60
Hình 5.23 : Cán dao giảm chấn .................................................................................61
Hình 5.24 : Mối liên hệ bán kính lưỡi dao và lực cắt ...............................................61
Hình 5.25 : Thoát phoi trong quá trình tiện lỗ ..........................................................62
Hình 6.1: Cấu tạo cán dao giảm chấn .......................................................................64
Hình 7.1 : Máy EMCO MAXXTURN-65 ................................................................70
Hình 7.2: Mảnh insert TCMT 09 02 04-PF ..............................................................70
Hình 7.3 : Thông số kích thước cán dao Silent tool..................................................71
Hình 7.4 : Cán dao thường ........................................................................................71
Hình 7.5 : Gia công trên dao Silent tool ...................................................................75
Hình 7.6 : Gia công trên dao thường.........................................................................75
Hình 7.7 : Mẫu thép C45 sau khi gia công................................................................75
Hình 7.8 : Thước cặp.................................................................................................76
Hình 7.9 : Máy đo độ nhám Mitutoyo SJ-301 và căn mẫu .......................................76
Hình 7.10 : Đo độ nhám với máy đo Mitutoyo SJ-301.............................................76
Hình 7.11: Kết quả độ nhám từ máy .........................................................................77
Hình 7.12 : Ma trận đồ thị cho kết quả thí nghiệm trên thép C45 ............................81
Hình 7.13 : Ma trận đồ thị cho kết quả thí nghiệm trên nhôm 6061.........................97
Hình 7.14 : Ma trận đồ thị cho kết quả thí nghiệm trên gang xám .........................113
Hình 7.15 : Chi tiết được cắt gọt ở tốc độ cao khi sử dụng cán giảm chấn và cán
thường .....................................................................................................................114
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1 : Bảng thông số chi tiết của máy EMCO MAXXTURN 65 ......................19
Bảng 4.1 : Các giá trị thông số độ nhám bề mặt (TCVN 2511 - 78) ........................29
Bảng 4.2 : Bảng độ chính xác gia công khi tiện .......................................................30
Bảng 7.1: Thành phần hóa học thép C45 ..................................................................68
Bảng 7.2 : Cơ tính của thép C45 ...............................................................................68
Bảng 7.3 : Thành phần hóa học nhôm 6061 .............................................................68
Bảng 7.4 : Thành phần hóa học gang xám ................................................................70
Bảng 7.5 : Chế độ cắt khuyến cáo của NSX cho mảnh TCMT 09 02 04-PF ...........71
Bảng 7.6 : Bảng chế độ cắt được chọn để thí nghiệm...............................................72
Bảng 7.7 : Bảng thí nghiệm chi tiết ..........................................................................73
Bảng 7.8 : Kết quả thí nghiệm cho thép C45 ............................................................77
Bảng 7.9 : Kết quả thí nghiệm cho nhôm 6061 ........................................................79
Bảng 7.10 : Kết quả thí nghiệm cho gang xám .........................................................80
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ......................................................................... I LỜI CẢM TẠ ......................................................................................................... IV TÓM TẮT .................................................................................................................V SUMARY ................................................................................................................ VI LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................VII DANH SÁCH CÁC HÌNH.................................................................................. VIII DANH SÁCH CÁC BẢNG.................................................................................... XI CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN....................................................................................1
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................1
1.2. CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐÃ CÔNG BỐ. .............2
1.3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI. ................................................................................2
1.4. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI. ................................................3
1.4.1. Nhiệm vụ đề tài........................................................................................3
1.4.2. Giới hạn đề tài ........................................................................................3
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........................................................................5
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI ...............................6
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG.......................................................................................6
2.2. CÁC CHUYỂN ĐỘNG CƠ BẢN KHI CẮT GỌT ...................................................7
CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ TIỆN NC/CNC VÀ MÁY TIỆN CNC 6 TRỤC MAXXTURN 65 ......................................................................................................10
3.1. CÔNG NGHỆ LẬP TRÌNH TIỆN NC/CNC [2]. ...............................................10
3.1.1. Cơ sở lập trình tiện ...............................................................................10
3.1.4. Công nghệ lập trình tiện NC .................................................................14
3.2. GIỚI THIỆU VỀ MÁY TIỆN 6 TRỤC MAXXTURN 65 ..................................15
CHƯƠNG 4 : ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY ........................................24
4.1. KHÁI NIỆM .................................................................................................24
4.2. CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ ....................................................................................24
4.3. KÝ HIỆU ĐỘ NHÁM .....................................................................................26
4.4. ẢNH HƯỞNG ĐỘ NHÁM ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT...............31
4.5. PHƯƠNG PHAP DẠT DỘ BONG BỀ MẶT........................................................33
4.6. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ BÓNG BỀ MẶT ..............................................33
CHƯƠNG 5 : RUNG ĐỘNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ – CÁC BIỆN PHÁP GIẢM RUNG ĐỘNG ..................................................................................35
5.1. RUNG ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH CẮT .........................................................35
5.2. CÁC DẠNG RUNG ĐỘNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY RA RUNG ĐỘNG. .............36
5.2.1. Rung động cưỡng bức ...........................................................................36
5.2.2. Rung động riêng. ...................................................................................38
5.2.3. Rung động tự kích thích. .......................................................................38
5.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN RUNG ĐỘNG TRONG GIA CÔNG ..................49
5.3.1. Vị trí tương đối giữa dao và phôi..........................................................49
5.3.2. Ảnh hưởng của độ mềm dẻo của phôi. ..................................................50
5.3.3. Ảnh hưởng của điều kiện cắt đến rung động của quá trình cắt. ...........51
5.3.4. Ảnh hưởng của chiều rộng lớp cắt b .....................................................51
5.3.5. Ảnh hưởng của chiều dày cắt a .............................................................52
5.3.6. Ảnh hưởng của vận tốc cắt v .................................................................52
5.3.7. Ảnh hưởng của thông số hình học.........................................................53
5.3.8. Ảnh hưởng của tốc độ cắt .....................................................................57
5.3.9. Ảnh hưởng của vật liệu .........................................................................58
5.4.2. Nhóm các giải pháp cụ thể liên quan trực tiếp đễn việc chọn cán dao và dao gia công lỗ ..................................................................................................59
CHƯƠNG 6 : CÁN DAO GIẢM CHẤN (SILENT TOOL). CẤU TẠO VÀ
KHẢ NĂNG GIẢM CHẤN ....................................................................................64
6.1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG .......................................................64
6.2. KHẢ NĂNG CHỐNG RUNG ĐỘNG CỦA DAO GIẢM CHẤN..............................65
6.3. TÍNH ƯU VIỆT .............................................................................................65
5.4.3. Lợi ích ...................................................................................................65
5.4.4. Tính năng ..............................................................................................65
5.4.5. Ứng dụng ...............................................................................................66
5.4.6. Lời khuyên .............................................................................................66
CHƯƠNG 7 : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁN DAO GIẢM CHẤN ĐẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT................................67
7.1 QUY TRÌNH GIA CÔNG MẪU............................................................................67
7.2 ĐO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM...............................................................................76
7.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ....................................................................................77
7.4 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU THÔNG QUA BIỂU ĐỒ ......................................81
CHƯƠNG 8 : KẾT LUẬN VÀ TRIỂN VỌNG CỦA ĐỀ TÀI ........................116
8.1. KẾT LUẬN ..................................................................................................116
8.2. KHUYẾN NGHỊ ..........................................................................................116
TÀI LIÊU THAM KHẢO ....................................................................................117
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ lên chất lượng sản phẩm là không mấy xa lạ trong lĩnh vực cơ khí, có rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu về vấn đề này mà dễ dàng nhận thấy nhất đó là những kiến thức cơ khí như công nghệ chế tạo máy mà chúng ta đang được học tập, lĩnh hội ngày nay cũng là những công trình nghiên cứu thử nghiệm hàng chục, hàng trăm lần đầy vất vả của những người đi trước và cơ khí có lẽ còn rất nhiều khía cạnh để cho thế hệ trẻ chúng ta tiếp tục khai thác, nghiên cứu để cống hiến những tri thức có giá trị cho thế hệ sau này.
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công như hệ thống công nghệ, các yếu tố ngoại cảnh, vật liệu, tưới nguội có lẽ là một đề tài không dễ dàng gì kết thúc khi công nghệ ngày càng có sự thay đổi đáng kể về cả dao , máy móc, và vật liệu gia công cho nên đây là một đề tài có lẽ còn tốn rất nhiều công sức, giấy mực để nghiên cứu về nó. Nói đến chất lượng gia công không thể không đề cập đến độ bóng bề mặt mặt chi tiết và độ nhám là chỉ tiêu để đánh giá điều này. Đến thời điểm hiện tại đã có khá nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng các phương pháp cắt gọt, thông số cắt gọt, hệ thống công nghệ … lên độ nhám bề mặt trong quá trình gia công trên máy vạn năng cũng như máy CNC. Tuy nhiên việc nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn (một công nghệ mới trong gia công cắt gọt) đến độ bóng bề mặt chi tiết thì chưa có công trình nào nghiên cứu về nó, do công nghệ này chưa được phổ biến ở Việt Nam, do vậy việc khảo sát nó là rất cần thiết vì độ bóng bề mặt chi tiết cơ khí ngày càng đòi hỏi khắc khe nên việc sử dụng công nghệ giảm chấn trong tương lai là điều chắc chắn.
Với gia công tiện lỗ trong thì để đạt độ bóng cao rất khó vì khi lỗ càng sâu thì cán dao tiện phải thay đổi, khi cán dao được gá dài thì độ cứng vững cũng từ đó giảm
theo và từ đó độ rung động cũng sinh ra càng nhiều và ảnh hưởng trực tiếp đến độ
bóng, nhám bề mặt gia công.
Xuất phát từ nhu cầu như vậy người nghiên cứu chọn đề tài : “ Nghiên cứu ảnh
hưởng của cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ ”
1.2. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố.
Nhìn chung đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề ảnh hưởng của yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết mà cụ thể ở đây trong đề tài mà tôi đang thực hiện đó là ảnh hưởng của dao đến độ bóng bề mặt như:
Đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công
trên máy phay CNC” của Trương Thị Ngọc Như – Đại Học Đà Nẵng
Nghiên cứu xác định chế độ cắt cho máy phay CNC của viện cơ khí – Đại học bách khoa Hà Nội
Bài báo: “Sự ảnh hưởng của bán kính dao đến chất lượng bề mặt gia công trên máy tiện CNC” của thạc sỹ Phạm Văn Bổng – ĐH Công Nghiệp Hà Nội
…
Ngoài những đề tài nghiên cứu như vậy thì hầu hết các thử nghiệm với dao lên chất lượng bề mặt đều đã được thực hiện bởi các hãng dao tên tuổi trên thế giới như Mitsubishi, Kyocera, Tungaloy,Walter…những thử nghiệm này hầu như được thực hiện trên các loại vật liệu tiêu chuẩn và trong điều kiện gia công khá hoàn hảo cho nên những kết quả nhận được khá lý tưởng và tất nhiên những nghiên cứu này cũng phục vụ cho mục đích thương mại của họ và các thông số đó ta dễ dàng bắt gặp trong các catologue của nhà sản xuất, trong các hội chợ thương mại biểu diễn công nghệ của họ. Tuy nhiên chưa có công trình nghiên cứu nào về ảnh hưởng của cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ được công bố.
1.3. Mục đích của đề tài.
- Tiếp cận công nghệ mới của cán dao giảm chấn.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết trên một số
vật liệu phổ biến tại Việt Nam, và so sánh với cán dao bình thường
1.4. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài.
1.4.1. Nhiệmvụ đề tài
Xuất phát từ tên đề tài và mục đích nêu trên thì hướng nghiên cứu bao gồm các nhiệm vụ sau:
- Hệ thống lý thuyết về cắt gọt kim loại có liên quan, chất lượng bề mặt gia công và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công
- Lý thuyết về sự rung động trong gia công bao gồm nguyên nhân gây ra sự rung động, rung động ảnh hưởng đến chất lượng gia công như thế nào và các giải pháp được đề xuất để giảm rung động
- Lập quy trình thí nghiệm
-Thínghiệm:
+ Chuẩn bị phôi liệu đã gia công thô,2 loại cán dao (cán thường và cán giảm chấn)
và mảnh insert cho mỗi cán dao.
+ Chuẩn bị máy móc, dao cụ và cắt thử để kiểm định hệ thống công nghệ có ổn
không, dao đã gá tốt chưa ?
+ Tiến hành thí nghiệm cắt thử trên 3 loại vật liệu khác nhau cho 2 loại cán dao
khác nhau (cán dao thường và cán dao giảm chấn)
-Thuthậpsốliệu
- Xử lý số liệu, lập biểu đồ và phân tích đánh giá kết quả
1.4.2. Giớihạn đề tài
Do còn nhiều hạn chế về thời gian cũng như trang thiết bị nên phạm vi nghiên cứu
nhưsau:
- Mẫu được cắt thử trên máy EMCO MAXXTURN-65 tại trung tâm công nghệ cao
trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
Hình 1.1 : Máy tiện CNC 6 trục MAXXTURN 65
- Thí nghiệm tiến hành trên 2 loại cán dao khác nhau : cán thường và giảm chấn để
có sự so sánh.
- Mảnh insert được sử dụng : TCMT 09 02 04-PF
Hình 1.2 : Mảnh hợp kim được sử dụng làm thí nghiệm
- Sử dụng 3 loại vật liệu để tiến hành thí nghiệm : Thép C45, gang xám và nhôm
6061
- Tập trung nghiên cứu sự ảnh hưởng các thông số cắt gọt (f, Vc , ap) đến độ bóng bề mặt chi tiết trên 2 cán dao
1.5. Phương pháp nghiên cứu.
- Tập hợp tất cả các cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài : lý thuyết cắt gọt, thông tin về dao giảm chấn, tất cả các kết quả thí nghiệm của hãng sanvik về cán dao giảm chấn.
- Lập quy trình thí nghiệm
- Thu thập, xử lý số liệu thực nghiệm lập biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa các thông số
- Phân tích và xử lý số liệu thực nghiệm để đưa ra kết luận
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI
2.1. Giới thiệu chung
Hiện nay có rất nhiều phương pháp để gia công kim loại: Đúc, rèn, cán, hàn ...song các phương pháp này cơ bản là tạo phôi hoặc các sản phẩm thô sơ, thường độ chính xác và độ bóng không cao.
Để nâng cao độ bóng và độ chính xác của các chi tiết theo yêu cầu kỹ thuật thì phải tiến hành gia công bằng cắt gọt kim loại.
Gia công kim loại bằng cắt gọt (gia công cơ có phoi) tức là bóc đi lớp “kim loại thừa” để tạo nên hình dáng chi tiết phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
Các phương pháp cắt gọt kim loại cơ bản: tiện, phay, bào, khoan, khoét, doa, chuốt, mài
Hệ thống thiết bị dùng để hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt được gọi là hệ thống công nghệ, bao gồm: Máy –Đồ gá – Dao – Chi tiết.
Hình 2.1 : Hệ thống công nghệ
- Máy có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình cắt gọt.
- Đồ gá có nhiệm vụ xác định và giữ vị trí tương quan chính xác giữa dao, máy và chi tiết gia công trong suốt quá trình gia công chi tiết.
- Dao có nhiệm vụ trực tiếp cắt bỏ lớp “kim loại thừa” ra khỏi chi tiết nhờ năng lượng của máy cung cấp thông qua các chuyển động tương đối.
- Chi tiết gia công là đối tượng của quá trình cắt gọt. Mọi kết quả của quá trình cắt
đều được phản ảnh lên chi tiết gia công.
2.2. Các chuyển động cơ bản khi cắt gọt
Là những chuyển động tương đối để hình thành bề mặt gia công gọi là chuyển động cắt gọt, có 2 loại chuyển động
- Chuyển động cắt chính : Là chuyển động cơ bản để tạo ra phoi cắt, chuyển động
tiêu hao năng lượng cắt lớn nhất
- Chuyển động chạy dao: Là chuyển động cần thiết để tiếp tục tạo ra phoi cắt. Chuyển động chạy dao có thể tịnh tiến, nhưng cũng có thể quay.
- Chuyển động phụ: Bao gồm các chuyển động như đưa dao vào, lùi dao ra, chạy dao về cắt lần hai ...
Với đề tài này ta chỉ quan tâm đến quá trình tiện:
- Khi tiện chuyển động cắt chính là chuyển động quay tròn của chi tiết, chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của dao.
Chuyểnđộngcắtchính Chuyểnđộngchạydao
Hình 2.2 : Chuyển động cơ bản khi tiện
Chuyển động cắt chính và vận tốc cắt
Để đặc trưng cho chuyển động chính, ta sử dụng hai đại lượng:
- Vận tốc cắt Vc (tại một điểm) hay còn gọi tốc độ cắt: Là lượng dịch chuyển tương đối giữa lưỡi cắt và chi tiết gia công trong một đơn vị thời gian.
- Số vòng quay n (hoặc số hành trình kép) trong đơn vị thời gian.
Ta có công thức mối liên hệ giữa Vc và n như sau:
Trong đó
D : Đường kính chi tiết gia công (mm).
n : số vòng quay của chi tiết gia công trong một phút (vòng/phút). Chuyển động chạy dao và lượng chạy dao
Để đặc trưng cho chuyển động chạy dao, ta sử dụng lượng chạy dao. Lượng chạy dao có thể là lượng chạy dao vòng, lượng chạy dao phút …
Chuyển động phụ và chiều sâu cắt
Chiều sâu cắt t (mm) là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công, hoặc là chiều sâu lớp kim loại cắt đi sau một lần cắt đo theo phương thẳng góc với bề mặt đã gia công.
Ví dụ khi tiện chiều sâu cắt được tính theo công thức:
D : Đường kính chi tiết trước khi gia công (mm). d: Đường kính chi tiết sau khi gia công (mm ). Tập hợp các yếu tố: t, s, v - gọi là chế độ cắt.
CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ TIỆN NC/CNC VÀ MÁY TIỆN CNC 6 TRỤC MAXXTURN 65
3.1. Công nghệ lập trình tiện NC/CNC [2].
3.1.1. Cơ sở lập trình tiện
Kỹ thuật lập trình cơ bản cho máy tiện NC/CNC nhìn chung đơn giản hơn so với các loại máy phay NC/CNC.
Nhiều hệ điều khiển khác nhau được sử dụng cho máy tiện NC/CNC như FANUC, FAGOR,…Tuy nhiên, phần lớn các bộ điều khiển đều có chung một số chức năng điều khiển cơ bản, kỹ thuật lập trình cũng như việc khai báo thông số là tương tự như nhau.
3.1.2. Máy tiện và hệ trục tọa độ máy tiện CNC
Có nhiều loại máy tiện NC/CNC khác nhau, từ loại đơn giản với hai trục tọa độ đến các trung tâm gia công nhiều trục, nhiều trục chính, trung tâm gia công phối hợp tiện – phay. Hệ thống tọa độ trên máy tiện NC/CNC cũng được sử dụng chung cho các loại máy NC/CNC.
Hình 3.1: Mô hình cơ bản của máy tiện với 2 trục tọa độ và chiều của trục tọa độ
Hình 5 trình bày mô hình cơ bản của máy tiện CNC với 2 trục tọa độ và chiều của chúng. Hệ thống tọa độ được xác định từ vị trí phôi và hướng nhìn theo trục chính từ mâm cặp đến ụ động, nếu bàn xa dao ở phía bên nào của trục chính (trục Z+) thì trục X+ sẽ hướng về phía đó. Tương tự chiều quay của trục chính (cùng chiều kim đồng hồ - CW hoặc ngược chiều kim đồng hồ - CCW) luôn được xác định theo hướng nhìn từ mâm cặp đến ụ động.
Không gian làm việc của máy tiện NC/CNC là 1 khối trụ vì vậy chuẩn máy M có thể ở tâm và mặt đầu (phía mâm cặp), chuẩn R nằm ở vị trí xa nhất hoặc ngược lại.
3.1.3. DaotiệnCNC
Dao tiện trên máy CNC được chọn lựa theo yêu cầu, đặc điểm của bề mặt chi tiết gia công. Dao có hai phần: phần cắt (phần làm việc) và phần cán (phần thân).
Phần cắt dao tiện CNC thường dùng là các loại mảnh dao (insert) tiêu chuẩn. Có các loại mảnh dao: hình bình hành (ký hiệu A, B, K), hình thoi (ký hiệu C, D, E, M, V), hình chữ nhật (L), hình tròn (R), hình vuông (S), hình tam giác (T), hình 3 góc (W), hình bát giác (O), ngũ giác (P), lục giác (H). Ví dụ một số loại mảnh dao ở hình 6.
Hình 3.2: Hình dạng một số loại mảnh dao
Phần cán dao tiện CNC được chia thành nhiều loại như:
Hệ thống dao T-MAX P: Được sử dụng tiện thô, tinh ngoài và trong. Ngoài ra có thể sử dụng cho việc gia công các lỗ lớn (hình 3.3).
Hệ thống dao T-MAX U: Sử dụng tiện lỗ, tiện định hình (hình 3.4).
Hệ thống dao cắt đứt T-MAX Q: Sử dụng để tiện cắt đứt thép trụ đặc và rỗng, tiện rãnh trong và ngoài, tiện rãnh sâu và rãnh bề mặt, tiện định hình (hình 3.5).
Hệ thống dao tiện ren T-MAX U: là một hệ thống dao tiện ren với nhiều kiểu ren và
bước ren trái, phải khác nhau; được sử dụng cho tiện ren trong và ren ngoài (hình
3.6).
Hình 3.3: Hệ thống dao T-MAX P Hình 3.4: Hệ thống dao T-MAX U
Hình 3.5: Hệ thống dao cắt đứt T- MAX Q
Hình 3.6: Hệ thống dao tiện ren T- MAX U
.............................
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁN DAO GIẢM CHẤN LÊN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Phạm Sơn Minh
Cán bộ chấm nhận xét 1:
Cán bộ chấm nhận xét 2
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ trước
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT,
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN
- Lý do chọn đề tài
Với gia công tiện lỗ đặc biệt là tiện lỗ sâu thì để đạt độ bóng cao rất khó vì khi lỗ càng sâu thì cán dao tiện phải gá dài, khi đó độ cứng vững giảm theo và từ đó độ rung động cũng sinh ra càng nhiều và ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt gia công.
Hiện tại đã có khá nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng các phương pháp cắt gọt, thông số cắt gọt, hệ thống công nghệ … lên độ nhám bề mặt trong quá trình gia công trên máy vạn năng cũng như máy CNC. Tuy nhiên việc nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn (một công nghệ mới trong gia công cắt gọt) đến độ bóng bề mặt chi tiết thì chưa có công trình nào nghiên cứu về nó, do công nghệ này chưa được phổ biến ở Việt Nam, do vậy việc khảo sát nó là rất cần thiết vì độ bóng bề mặt chi tiết cơ khí ngày càng đòi hỏi khắc khe nên công nghệ giảm chấn ngày càng sử dụng rất nhiều trong gia công.
Xuất phát từ nhu cầu như vậy người nghiên cứu chọn đề tài : “ Nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ ”
- Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết trên một số vật liệu phổ biến tại Việt Nam (Thép C45, nhôm 6061 và gang xám), và so sánh với cán dao bình thường trong cùng một điều kiện cắt
gọt
- Giả thuyết nghiên cứu
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến rung động (Máy, phôi, dao, chế độ cắt …). Tuy nhiên đề tài ở đây chỉ tập trung nghiên cứu vào ảnh hưởng của cán dao với những chế độ cắt khác nhau ảnh hưởng như thế nào lên độ bóng. Nghĩa là giả thuyết nghiên cứu được đưa ra ở đây là các yếu tố về máy móc, phôi liệu xem như là đảm
bảo.
- Nhiệm vụ nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu :
- Hệ thống lý thuyết về cắt gọt kim loại, chất lượng bề mặt gia công và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công
- Lý thuyết về sự rung động trong gia công
- Lập quy trình thí nghiệm
- Thực hiện thí nghiệm
- Thu thập số liệu
- Xử lý số liệu và đánh giá kết quả
Phạm vi nghiên cứu
Do còn nhiều hạn chế về thời gian cũng như trang thiết bị nên phạm vi nghiên cứu như sau :
- Thí nghiệm tiến hành trên 2 loại cán dao khác nhau :
cán thường và giảm chấn của sandvik để có sự so sánh.
- Sử dụng 1 loại mảnh insert của sandvik là : TCMT 09 02 04-PF để thí nghiệm
- Sử dụng 3 loại vật liệu : Thép C45, gang xám và nhôm 6061
- Tập trung nghiên cứu sự ảnh hưởng các thông số cắt gọt (S, v, t) đến độ bóng bề mặt chi tiết trên 2 cán dao
- Phương pháp nghiên cứu
- Tập hợp tất cả các cơ sở lý thuyết liên quan, thông tin
về dao giảm chấn.
- Lập quy trình thí nghiệm
- Thu thập kết quả thực nghiệm
- Phân tích kết quả thực nghiệm để đưa ra kết luận
Trong nghiên cứu này, cán dao giảm chấn sẽ được sử dụng cho quá trình thí nghiệm. Cán dao gồm 2 phần như Hình 1: phần đầu được cấu tạo đặc biệt để giúp giảm rung động ở dao, phần đuôi có cấu tạo bình thường như các loại dao khác. Việc thiết lập, gá lắp cán dao giảm chấn cũng tương tự như các cán dao bình thường. Cơ cấu giảm chấn bao gồm 3 phần: phần thân có khối lượng tương đối nặng (A) nằm giữa 2 bạc cao su (B) ở 2 đầu của thân cán dao. Thân cán dao được bao bọc với một loại dầu đặc biệt (C). Nếu rung động tăng lên trong quá trình gia công mà có sử dụng cán dao giảm chấn, hệ thống giảm chấn của dao sẽ ngay lập tức sinh ra lực, mà năng lượng chuyển động của cán dao sẽ được hấp thu vào hệ thống. Kết quả là rung động sẽ được giảm tối thiểu và năng suất gia công được đảm bảo và thậm chí là tăng lên
A: Điều chỉnh khối đối trọng chính
B: Vòng cao su lò xo.
C: Dung dịch dầu nhờn
Hình 1. Cấu tạo cán dao giảm chấn
