Nghiên cứu độ chính xác gia công còn lại của máy tiện ca6140 trong điều kiện sản xuất quốc phòng trên cơ sở mòn băng máy

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG CỊN LẠI CỦA MÁY TIỆN CA6140 TRONG ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT QUỐC PHÒNG TRÊN CƠ SỞ MÒN BĂNG MÁY LƯƠNG HỒNG VINH Vinh.LH211085M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật Cơ khí Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Hùng Chữ ký GVHD Khoa: Cơ khí chế tạo máy Trường: Cơ khí HÀ NỘI, 04/2023 ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Đề tài: Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí - Thạc sĩ (Khoa học/Kỹ thuật): Khoa học a Tên đề tài - Tên tiếng Việt: Nguyên cứu độ xác gia cơng cịn lại máy tiện CA6140 điều kiện sản xuất Quốc Phòng sở mòn băng máy - Tên tiếng Anh: Studying the remaining machining accuracy of the CA6140 lathe under production conditions based on guideway's wear b Mục tiêu đề tài (các kết cần đạt được): - Ảnh hưởng đường dẫn hướng máy tiện đến độ xác gia cơng - Nghiên cứu độ xác gia cơng lại máy tiện CA6140 Trung Quốc c Nội dung đề tài, vấn đề cần giải quyết: - Nghiên cứu tổng quan độ xác gia cơng sở mịn băng máy tiện - Vận hành chu kỳ bảo dưỡng máy tiện CA6140 TQ điều kiện sản xuất VN - Ngun cứu độ xác gia cơng cịn lại máy tiện CA6140 điều kiện sản xuất QP sở mòn băng máy./ Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Phạm Văn Hùng LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Phạm Văn Hùng Trường Cơ khí - Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi suốt trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn tập thể Thầy Cơ Trường Cơ khíTrường Đại Học Bách Khoa Hà Nội; cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, quan tâm chia sẻ em suốt q trình học tập hồn thiện luận văn Năng lực thân nhiều hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Máy tiện vạn nhà máy sử dụng với mục đích: Chế tạo dụng cụ cho chặng sản xuất đạn súng binh, hải quân: K53, K56, K59, ĐKZ75ST, đạn R-122, đạn 12,7; 14,5, 23mm loại đạn huấn luyện tương ứng Chế tạo dụng cụ phục vụ sửa chữa loại đạn pháo gồm: ĐKZ-75ST; 122D74, 122-K38, 122-Đ30; CT76-42, CT85-Đ44, CX37-39; CX57-C60; 105 Mỹ; 130-M46; 152-M47; đạn 155mm hay thực nguyên công đánh gỉ đai đạn, vỏ liều… Với công dụng nêu máy tiện vạn sử dụng nhiều năm, nên việc sai số qua thời gian sử dụng phần độ xác giảm, vấn đề đặt “làm để xác định độ xác gia cơng cịn lại máy cơng cụ nói chung, máy tiện nói riêng” để áp dụng gia cơng cho loại sản phẩm “dụng cụ, chầy cối, đánh gỉ…” cho phù hợp, hiệu Mòn băng máy yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ xác máy, độ xác gia cơng Hậu q trình mịn băng máy dẫn hướng bàn xe dao gây sai số hình dạng hình học cho chi tiết gia công côn, tang trống, yên ngựa … Hiện nhà máy có khoảng 15 máy tiện CA6140/ tổng số 85 máy Vì để đảm bảo chất lượng gia công ứng dụng máy cho công nghệ, sản phẩm việc “Nghiên cứu độ xác gia cơng cịn lại máy tiện CA6140 điều kiện sản xuất quốc phòng sở mòn băng máy” nhằm xác định lượng mòn đường dẫn hướng máy tiện qua sử dụng điều kiện thực tế Để giải vấn đề trên, em áp dụng phương pháp đo độ thẳng với dụng cụ đo (đồng hồ đo 0,001; cầu kiểm, ); sử dụng phần mềm Graph để xây dựng phương trình hồi quy vẽ đồ thị mòn đường dẫn hướng, lượng dịch chuyển mũi dao so với tâm chi tiết nguyên nhân mòn gây Luận văn đưa phương pháp đo lượng mòn tổng cộng băng máy dẫn hướng bàn xe dao cho máy tiện CA6140 dựa quy tắc kiểm máy công cụ theo TCVN 7011 -1 -2007 Xây dựng quy luật mòn máy đường dẫn bàn xe dạo theo chiều dài khảo sát, xác định vùng mòn lớn lân cận 2/3 chiều dài máy kể từ mâm cặp Kết đề tài làm sở để đề xuất giải pháp hợp lý cho gia công chi tiết máy tiện để giảm thiểu lượng mòn, tăng thời gian sử dụng máy, sở độ xác cịn lại máy bố trí phù hợp với yêu cầu sản phẩm hay bố trí chặng đánh gỉ sản phẩm đạn pháo Hiện nhà máy Z113 sử dụng nhiều loại máy tiện, loại máy tiện vạn hạng trung CA6140 cịn sử dụng nhiều loại máy tiện vạn hạng trung khác máy tiện C616, C6127, C620, CW6263C, CA618K-1, CU500MT, T630, CAK-3665ni… loại máy tiện có máy áp dụng công nghệ vật liệu chế tạo khơng hồn tồn giống nên cần có nghiên cứu mở rộng cho loại máy tiện vạn hạng trung khác, đặc biệt máy tiện CNC Để làm sở trình sử dụng hiệu quả, đầu tư thêm thiết bị phù hợp với phát triển Cơng Nghiệp Quốc Phịng, An ninh đất nước HỌC VIÊN (Ký ghi rõ họ tên) Lương Hồng Vinh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Tổng quan nhà máy Z113 Các sản phẩm nhà máy Năng lực thiết bị sản xuất Lý chọn đề tài Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Nội dung Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT MA SÁT & MỊN ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG MÁY CƠNG CỤ 10 1.1 Đường dẫn hướng máy công cụ 10 1.1.1 Vai trò đường dẫn hướng 10 1.1.2 Kết cấu đường dẫn hướng trượt 11 1.1.3 Yêu cầu kỹ thuật đường dẫn hướng máy công cụ 13 1.2 Ma sát đường dẫn hướng máy công cụ 14 1.2.1 Một số khái niệm chung ma sát trượt 14 1.2.2 Các đại lượng đặc trưng ma sát 15 1.2.3 Đặc điểm cặp ma sát trượt 16 1.3 Mòn dẫn hướng ma sát trượt 18 1.3.1 Khái niệm mòn 18 1.3.2 Mòn cặp ma sát 18 1.3.3 Đặc trưng q trình mịn 19 1.4 Tính mịn kết cấu ma sát 20 1.4.1 Quy luật mòn vật liệu 20 1.4.2 Mòn bề mặt kết cấu ma sát 21 1.4.3 Phân loại kết cấu ma sát theo điều kiện mịn [1] 24 1.4.4 Tính mòn cặp ma sát tịnh tiến đảo chiều 26 KẾT LUẬN CHƯƠNG 31 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA HÌNH HỌC MÁY CƠNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO MỊN ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG MÁY TIỆN 32 2.1 Độ thẳng 32 2.1.1 Độ thẳng đường mặt phẳng không gian 32 2.1.2 Độ thẳng phận 41 2.1.3 Chuyển động theo đường thẳng 45 2.2 Độ song song 48 2.2.1 Độ song song đường mặt phẳng 48 2.2.2 Độ song song chuyển động 54 3.1 Phương pháp đo mòn đường dẫn hướng máy tiện CA6140 56 3.1.1 Máy tiện CA6140 56 3.1.2 Những thơng số đặc tính kỹ thuật máy CA6140 [14] 58 3.1.3 Ảnh hưởng mòn băng máy tiện đến độ xác gia cơng 59 3.1.4 Phương pháp đo mòn đường dẫn hướng bàn xe dao máy tiện [15] 62 CHƯƠNG 3: KIỂM TRA ĐO MÒN ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ 65 3.1 Thực nghiệm đo mòn đường dẫn hướng bàn xe dao máy tiện CA6140 65 3.1.1 Các bước thực đo mòn đường dẫn hướng bàn xe dao máy tiện CA6140 65 3.2.2 Kết đo mòn đường dẫn hướng bàn xe dao 67 3.3 Đồ thị mòn đường dẫn hướng bàn xe dao máy tiện CA6140 69 KẾT LUẬN CHƯƠNG 76 KẾT LUẬN 77 Kết luận: 77 Hướng phát triển luận văn tương lai: 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký, mã hiệu F Ý nghĩa Lực ma sát Đơn vị N N f Lực pháp tuyến Hệ số ma sát N m Khối lượng kg Ar Diện tích tiếp xúc thực m2 mv1 Động lượng thay đổi theo phương tiếp tuyến N.s Động lượng thay đổi theo phương pháp tuyến N.s WT U Công tiêu hao để thắng lực ma sát Lượng mòn J μm Umax Lượng mòn giới hạn μm Ual I Ih k p γ Lượng mòn cho phép Cường độ mịn Cường độ mịn khơng thứ ngun Hệ số mòn Áp suất Tốc độ mòn theo thời gian μm L Quãng đường ma sát mvn kgf/cm2 mm DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Sơ đồ phân loại khớp ma sát theo điều kiện ma sát 25 Bảng 1.2: Trình bày cách phân loại theo dạng phân bố mòn bề mặt 26 Bảng 1.3: Cơng thức tính mịn băng máy tiện 29 Bảng 1.4: Cận tích phân theo cơng thức (1-14) 30 Bảng 3.1: Số liệu đo mòn bề mặt A máy tiện CA6140 68 Bảng 3.2: Số liệu đo mòn bề mặt B máy tiện CA6140 68 Bảng 3.3: Số liệu độ mịn trung bình mặt dẫn hướng băng máy tiện CA6140 (trong phạm vi từ 50 –1000 mm) 69 Bảng 3.4: Khoảng dịch chuyển YABD mũi dao đường kính chi tiết gia cơng ứng với vị trí đo mịn băng máy tiện CA6140 gia cơng chi tiết trụ dài 300 mm, d = 40 mm 73 Bảng 3.5: Tổng hợp sai số hình dạng hình học gia công tinh chi tiết trụ dài có d=10-65mm máy tiện CA6140 73 Bảng 3.6: Tổng hợp sai số cấp xác gia cơng tinh chi tiết dài có d = 10 ÷ 65 mm máy tiện CA6140 75 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Đường dẫn hướng máy tiện CA6140 10 Hình 1.2: Kết cấu đường dẫn hướng hình chữ nhật 11 Hình 1.3: Kết cấu đường dẫn hướng phẳng 11 Hình 1.4: Kết cấu đường dẫn hướng lăng trụ 12 Hình 1.5: Rãnh trượt chữ V 12 Hình 1.6: Đường dẫn hướng rãnh trượt đuôi én 13 Hình 1.7: Sơ đồ đường dẫn hướng hình trụ 13 Hình 1.8: Sự phụ thuộc lực ma sát Fms vào giá trị dịch chuyển λ 15 Hình 1.9: Sự phụ thuộc lượng mòn U vào thời gian t L 19 Hình 1.10: Mịn kết cấu ma sát mòn bề mặt đối tiếp 23 Hình 1.11: Sơ đồ mòn đường dẫn hướng 28 Hình 2.1: Độ thẳng đường mặt phẳng 33 Hình 2.2: Độ phẳng đường không gian 33 Hình 2.3: Vị trí chọn chuẩn thực tế 34 Hình 2.4: Sơ đồ đo độ phẳng mặt phẳng thẳng đứng 35 Hình 2.5: Sơ đồ đo độ phẳng mặt phẳng nằm ngang 35 Hình 2.6: Tổng sai lệch bề mặt sai lệch thước 36 Hình 2.7: Phương pháp căng dây kính hiển vi 37 Hình 2.8: Phương pháp ống ngắm thẳng hàng 37 Hình 2.9: Phương pháp kỹ thuật laze thẳng hàng 38 Hình 2.10: Phương pháp kỹ thuật dụng cụ đo giao thoa laze 38 Hình 2.11: Phương pháp dựa phép đo góc 39 Hình 2.12: Xử lý kết đo 39 Hình 2.13: Sơ đồ đo đường đo không nằm ngang 40 Hình 2.14: Phương pháp tự chuẩn trực 40 Hình 2.15: Phương pháp đo dụng cụ đo giao thoa laze 41 Hình 2.16: Rãnh chuẩn bề mặt chuẩn bàn máy 42 Hình 2.17: Đo sai lệch góc 42 Hình 2.18: Đo sai lệch thẳng 42 Hình 2.19: Rãnh chữ V ngược 43 Hình 2.20: Rãnh lăng trụ 43 Hình 2.21: Bề mặt lăng trụ 44 Hình 2.22: Bề mặt thẳng đứng đơn 44 Hình 2.23: Bề mặt nghiêng 45 Hình 2.24: Các sai lệch thành phần 46 Hình 2.25: Sai lệch đường thẳng 47 Hình 2.26: Đường tâm trục quay 49 Hình 2.27: Phép đo thước thẳng đồng hồ so 50 Hình 2.28: Phương pháp nivo xác 50 Hình 2.29: Mặt phẳng qua hai trục 51 Hình 2.30: Cơ cấu phụ cố định điều chỉnh 51 Hình 2.31: Sơ đồ đo độ song song trục với mặt phẳng 52 Hình 2.32: Đo độ song song trục giao tuyến hai mặt phẳng 52 Hình 2.33: Đo độ song song hai mặt phẳng mặt phẳng thứ ba 53 Hình 2.34: Độ song song hai mặt phẳng mặt phẳng thứ ba sử dụng đồ gá 53 Hình 2.35: Độ song song hai đường thẳng 54 Hình 2.36: Độ song song quỹ đạo mặt phẳng 55 Hình 2.37: Một số đồ gá dùng đo độ song song 55 Hình 2.38: Độ song song quỹ đạo trục 56 Hình 2.39: Độ song song hai quỹ đạo 56 Hình 3.1: Các phận máy tiện CA6140 57 Hình 3.2: Hình ảnh máy tiện CA6140 58 Hình 3.3: Sai số hình dáng chi tiết trục máy tiện khơng song song với đường dẫn hướng 60 Hình 3.4: Sai số hình dáng chi tiết dẫn đường khơng thẳng 60 Hình 3.5: Sai số hình học chi tiết gia công đường dẫn hướng bị mịn 61 Hình 3.6: Sai số hình học chi tiết gia cơng đường dẫn hướng bị mịn 62 Hình 3.7: Mặt cắt ngang băng máy tiện CA6140 62 Hình 3.8: Sơ đồ đo mịn dẫn hướng bàn xe dao máy tiện CA6140 63 Hình 3.9: Mặt lắp ghép máy tiện CA6140 65 Hình 3.10: Xác định mặt chuẩn thứ cấp máy tiện CA6140 66 Hình 3.11: Bố trí thí nghiệm đo mịn đường dẫn hướng máy tiện CA6140 67 Hình 3.12: Đồ thị mòn bề mặt A đường dẫn hướng bàn xe dao 69 Hình 3.13: Đồ thị mòn bề mặt B đường dẫn hướng bàn xe dao 70 Hình 3.14: Dịch chuyển mũi dao so với tâm chi tiết 72 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương đưa phương pháp đo lượng mòn tổng cộng băng máy dân hướng bàn xe dao cho máy tiện CA6140, phương pháp đo đơn giản dựa thiết bị đo phù hợp, đạt độ xác cao 64 CHƯƠNG 3: KIỂM TRA ĐO MÒN ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ 3.1 Thực nghiệm đo mòn đường dẫn hướng bàn xe dao máy tiện CA6140 3.1.1 Các bước thực đo mòn đường dẫn hướng bàn xe dao máy tiện CA6140 +) Bước 1: Xác định mặt chuẩn sơ cấp Các mặt lắp mặt chuẩn chế tạo máy, mặt khơng làm việc, khơng bị gỉ, mịn hay hư hại sau trình sử dụng nên ta chọn bề mặt làm mặt chuẩn sơ cấp Mặt lắp ghép Hình 3.9: Mặt lắp ghép máy tiện CA6140 +) Bước 2: Xác định mặt chuẩn thứ cấp Do bề mặt lắp vị trí khuất, gây khó khăn kiểm tra bề mặt khác nên ta cần xác định mặt chuẩn thứ cấp để dễ dàng bố trí phương án kiểm tra bề mặt khác Bề mặt lắp ghép ụ động bề mặt làm việc, hư hỏng, dễ bố trí dụng cụ kiểm tra, ta sử dụng đồng hồ so cầu kiểm đầu tiếp xúc để kiểm tra bề mặt (2 mặt dẫn hướng tam giác mặt dẫn hướng ngang) có đủ tiêu chuẩn làm mặt chuẩn thứ cấp hay khơng Sơ đồ bố trí kiểm tra Hình 3.10 65 Hình 3.10: Xác định mặt chuẩn thứ cấp máy tiện CA6140 Theo TCTV 7012:2002 (ISO 1708:1989) tiêu chuẩn kiểm tra (test report) nhà sản xuất thiết bị, sai lệch cho phép kiểm nghiệm độ phẳng đường dẫn hướng bàn xe dao máy tiện có 500