Thực nghiệm quá trình tiện lỗ với các dạng cán dao khác nhau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH TIỆN LỖ VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC NHAU GVHD: ThS ĐOÀN TẤT LINH SVTH: LÊ HỒNG SƠN VÕ TRƯỜNG THỨC SKL011023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH    KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH TIỆN LỖ VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC NHAU” Giảng viên hướng dẫn : ThS ĐOÀN TẤT LINH Sinh viên thực : LÊ HỒNG SƠN Lớp Khoá : VÕ TRƯỜNG THỨC : 19144CL3B : 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 19144185 19144017 LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thực nghiệm trình tiện lỗ với dạng cán dao khác - GVHD: ThS Đoàn Tất Linh - Họ tên sinh viên: Lê Hồng Sơn - MSSV: 19144185 Lớp: 19144CL3B - Địa sinh viên: 31/3/1 đường số 5, khu phố 3, phường Linh Tây, Tp Thủ Đức - Số điện thoại liên lạc: 0901395172 - Email: 19144185@student.hcmute.edu.vn - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng Ký tên Lê Hồng Sơn iii năm 2023 LỜI CẢM ƠN Nhà văn Lỗ Tấn nói rằng: “Trên đường thành cơng khơng có bước chân kẻ lười biếng” Trên hành trình dẫn tới thành cơng ấy, ngồi nổ lực thân đồng hành, giúp đỡ người xung quanh có thêm động lực thực hóa ước mơ Để đến ngày cuối Khóa luận tốt nghiệp hồn thành đề tài tốt Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến bậc sinh thành Những người khơng qng ngại khó khăn, chắt chiu đồng để lo cho đến nơi đến chốn Những ngày bán mặt cho đất, bán lưng cho trời để đổi lấy tương lai cho đàn thơ mai nên người, vững bước đường đời Chúng em xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành đến nhà trường thầy cô công tác trường Suốt quãng thời gian học tập nay, nhà trường thầy cô quan tâm hỗ trợ chúng em cách tận tâm Chúng em biết ơn dẫn dắt, bảo định hướng thầy q trình học tập Sự đồng hành khuyến khích nhà trường thầy cô cung cấp cho chúng em động lực niềm tin để vươn lên học tập phát triển thân Đặc biệt, chúng em muốn bày tỏ lịng biết ơn đến q thầy Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, người dành tình yêu nhiệt huyết để truyền đạt kỹ kiến thức quý báu để chúng em có hành trang vững phục vụ cho công việc tương lai Trong học kì này, chúng em thầy cô tạo điều kiện để thực đồ án tốt nghiệp Đây sản phẩm tổng kết suốt trình theo học trường giúp chúng em củng cố hệ thống lại kiến thức học để dễ dàng tiếp cận với công việc sau Chúng em chân thành cảm ơn Thầy ThS Đoàn Tất Linh quan tâm hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy PGS TS Phạm Sơn Minh, TS Trần Minh Thế Uyên Thầy ThS Trương Thành Cơng tận tình hướng dẫn theo dõi chúng em suốt trình thực đồ án Vì thời gian kinh nghiệm hạn chế nên đồ án chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, chúng em mong nhận ý kiến quý báu từ quý Thầy Cô để chúng em hồn thiện luận văn tốt Lời cuối cùng, em xin kính chúc q thầy có nhiều sức khoẻ để vững bước chèo lái thuyền trồng người đến bến bờ thành công Chúc Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM ngày phát triển đào tạo hệ sinh viên giỏi, đáp ứng nhu cầu phát triển tương lai Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH TIỆN LỖ VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC NHAU Trong đề tài này, nhóm tiến hành loạt thực nghiệm để nghiên cứu trình tiện lỗ với hai dạng cán dao khác nhau: cán dao tiện lỗ bình thường cán dao tiện lỗ có sử dụng cấu giảm chấn Mục tiêu đề tài so sánh hiệu suất chất lượng việc sử dụng hai loại cán dao trình tiện lỗ Trước thực thực nghiệm, nhóm lựa chọn chuẩn bị mẫu thử để đảm bảo tính đồng q trình tiện lỗ Sau đó, nhóm tiến hành thực trình tiện lỗ mẫu thử sử dụng cán dao thường cán dao tiện giảm chấn Quá trình thực nghiệm tiến hành theo quy trình chuẩn, từ chuẩn bị vật liệu, thiết lập máy tiện, lựa chọn thông số tiện lỗ, việc thực trình tiện lỗ ghi nhận liệu Nhóm đo đạc phân tích yếu tố quan trọng tốc độ tiện, độ rung động, độ xác, chất lượng bề mặt độ bền mẫu tiện lỗ Kết thực nghiệm cho thấy cán dao tiện giảm chấn mang lại nhiều lợi ích so với cán dao thường Việc sử dụng cán dao tiện giảm chấn giúp giảm rung độ chấn đập q trình tiện lỗ, từ cải thiện chất lượng bề mặt tăng tuổi thọ cán dao Đồng thời, cán dao tiện giảm chấn giảm thiểu mài mòn hao mòn cán dao Dựa kết này, nhóm kết luận việc sử dụng cán dao tiện giảm chấn giải pháp hiệu để cải thiện trình tiện lỗ Đề tài cung cấp thơng tin khuyến nghị cho kỹ sư nhà sản xuất lợi ích việc áp dụng cán dao tiện giảm chấn q trình tiện lỗ, từ nâng cao hiệu suất chất lượng sản phẩm v ABSTRACT EXPERIMENTAL STUDY ON MACHINING PROCESS WITH DIFFERENT TYPES OF TOOL HOLDERS In this project, the team conducted a series of experiments to study the machining process with two different types of tool holders: regular tool holders and vibration-damping tool holders The objective of the project was to compare the performance and quality of using these two types of tool holders in the machining process Before conducting the experiments, the team selected and prepared test samples to ensure the uniformity of the machining process Subsequently, the team performed the machining process on these samples using regular tool holders and vibration-damping tool holders The experimental process followed a standardized procedure, including material preparation, lathe setup, selection of machining parameters, execution of the machining process, and data collection The team measured and analyzed critical factors such as machining speed, vibration levels, accuracy, surface quality, and tool durability The experimental results showed that vibration-damping tool holders provided several advantages compared to regular tool holders The use of vibration-damping tool holders reduced vibrations and impacts during the machining process, thereby improving surface quality and increasing the tool's lifespan Additionally, vibration-damping tool holders minimized tool wear and erosion Based on these findings, the team concluded that the use of vibration-damping tool holders is an effective solution for improving the machining process This project provides valuable information and recommendations for engineers and manufacturers regarding the benefits of implementing vibration-damping tool holders in the machining process, ultimately enhancing performance and product quality vi MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN v DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học .3 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.6.1 Cơ sở phương pháp luận 1.6.2 Phương pháp thu thập thông tin .5 1.6.3 Phương pháp phân tích số liệu thống kê .5 1.6.4 Phương pháp thực nghiệm 1.7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU 2.1 Giới thiệu 2.2 Hình dáng hình học 2.3 Phân loại can dao tiện lỗ 2.4 Một số lưu ý cán dao tiện lỗ 2.5 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 10 2.5.1 Các nghiên cứu nước 10 2.5.2 Các nghiên cứu nước 12 vii CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 3.1 Cơ sở lý thuyết cắt gọt 13 3.1.1 Khái quát trình cắt gọt kim loại 13 3.1.2 Lý thuyết trình tiện lỗ 15 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới rung động gia công tiện 19 3.2.1 Ảnh hưởng kim loại gia công .19 3.2.2 Ảnh hưởng chế độ cắt (t, S, V) 19 3.2.3 Ảnh hưởng thơng số hình học dao đến biến dạng .20 3.3 Chất lượng bề mặt gia công 21 CHƯƠNG 4: ĐỘ NHÁM VÀ RUNG ĐỘNG TRONG CÔNG NGHỆ CẮT GỌT 22 4.1 Lý thuyết độ nhám 22 4.1.1 Khái niệm độ nhám 22 4.1.2 Ký hiệu nhám bề mặt vẽ 22 4.1.3 Ảnh hưởng độ nhám đến tính chất làm việc độ bền chi tiết 23 4.1.4 Chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt .29 4.1.5 Phương pháp đánh giá độ nhám .27 4.2 Lý thuyết rung động trình cắt gọt 27 4.2.1 Tổng quan rung động trình cắt gọt .27 4.2.2 Các dạng rung động nguyên nhân gây rung động 28 4.2.4 Phương trình dao động 30 CHƯƠNG 5: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÔ HÌNH 36 5.1 Thông số thiết kế 36 5.2 Phương hướng giải pháp thực 36 5.2.1 Phương án 36 5.2.2 Phương án 37 5.3 Lựa chọn phương án 38 5.4 Trình tự công việc tiến hành 38 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MƠ HÌNH CÁN DAO TIỆN LỖ CĨ GẮN GIẢM CHẤN 39 6.1 Cán dao thực nghiệm 39 6.2 Mảnh Insert sử dụng thực nghiệm 39 6.3 Thiết kế cấu giảm chấn 40 6.3.1 Thiết kế bạc giảm chấn 40 6.3.2 Bu lông giữ cho bạc cố định 40 viii 60.43 59.74 60.99 68.39 TB: 63.588 Cấp độ nhám: cấp Bảng 7.10: Giá trị độ nhám Rz (µm) trường hợp Lần đo Độ nhám (Rz) 31.06 Hình ảnh 67 31.71 32.31 31.60 32.93 TB: 31.922 Cấp độ nhám: cấp 68 Hình 7.28: Sản phẩm trường hợp Hình 7.29: Sản phẩm trường hợp Hình 7.30: Sản phẩm trường hợp 69 Độ nhám trung bình (Rz) 120 100 98.114 80 63.588 60 31.922 40 20 Trường hợp Trường hợp Trường hợp Hình 7.31: Biểu đồ độ nhám trung bình (Rz) cho trường hợp Dựa vào biểu đồ hình 7.29 bảng 7.5 nhận thấy trường hợp (cán dao tiện lỗ không gắn giảm chấn) cho kết rung động lớn Điều đồng nghĩa với giá trị độ nhám bề mặt lớn Trường hợp (cán dao tiện lỗ gắn bạc) cho thấy kết rung động kết đo độ nhám giảm không nhiều so với trường hợp Trường hợp (Cán dao tiện lỗ gắn bạc lò xo) cho kết rung động kết đo độ nhám thấp so với trường hợp Điều cho thấy độ Rung động có ảnh hưởng lớn đến độ nhám độ bóng bề mặt chi tiết, rung động nhỏ trị số Rz nhỏ, mà trị số Rz nhỏ bề mặt chi tiết nhẵn ngược lại 70 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 8.1 Kết luận Thơng qua q trình thực ĐATN, nhóm hồn thành u cầu đề tổng hợp báo cáo theo format với đầy đủ hình thức nội dung, bao gồm tính cấp thiết, mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Nhìn chung, nội dung ĐATN hồn thành vấn đề sau: - Ứng dụng kiến thức khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội thể việc tìm hiểu khía cạnh liên quan đến đề tài nhóm em có nhìn tổng quan q trình gia cơng cắt gọt kim loại, từ hiểu rõ yếu tố dụng cụ cắt gọt kim loại yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt Điều giúp chúng em có sở lý thuyết vững để tiến hành thí nghiệm tiện lỗ với dạng cán dao khác mà điển hình cán dao tiện lỗ thông thường cán dao tiện lỗ sử dụng cấu giảm chấn - Thực hiện, phân tích, tổng hợp đánh giá kỹ quan trọng thể q trình thực ĐATN Nhóm tiến hành thí nghiệm tiện lỗ với dạng cán dao khác phân tích kết thu từ q trình Sau đó, nhóm em tổng hợp đánh giá liệu để có nhìn tồn diện hiệu suất đặc tính dạng cán dao - Vấn đề thiết kế, chế tạo mơ hình, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế thể việc đưa thiết kế, chế tạo cấu giảm chấn lắp cán dao tiện lỗ hoàn chỉnh, bao gồm cán dao chi tiết liên quan, nhằm đáp ứng yêu cầu trình tiện lỗ Trong trình này, nhóm đối diện với ràng buộc thực tế tài chính, cơng nghệ, khả sản xuất để đảm bảo tính khả thi hiệu mơ hình - Khả cải tiến phát triển thể việc nâng cao hiệu suất chất lượng sản phẩm thơng qua q trình tiện lỗ có giảm chấn Từ kết thực nghiệm, nhóm đề xuất cải tiến cụ thể phát triển tiềm để tối ưu hóa q trình tiện lỗ tương lai - Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành thể việc sử dụng hiệu công cụ kỹ thuật phần mềm chuyên ngành như: phần mềm Inventor Autocad Mechanical để phục vụ cho việc thiết kế, mô phỏng, đánh giá trình tiện lỗ Với sau trình thực đề tài này, kết đạt được ứng dụng việc nghiên cứu chế tạo cấu giảm chấn hiệu hơn, đồng thời mở hội nghiên cứu cải tiến để ứng dụng sản xuất phạm vi cho phép Ngồi ra, nhóm em hy vọng báo cáo đóng góp vào việc tối ưu hóa q trình tiện lỗ gia cơng cắt gọt kim loại, từ tăng hiệu suất sản xuất cải thiện chất lượng sản phẩm Những kiến thức thông số giảm chấn tối ưu cung cấp cho ngành công nghiệp công cụ hữu ích để tối ưu hóa q trình sản xuất gia công tương lai 71 Cuối cùng, trình thực đề tài đạt kết cụ thể sau: - Mơ hình tiện lỗ với dạng cán dao khác nhau, bao gồm thông số quan trọng L, L1, L2, L3, Llx α Các thông số giảm chấn tối ưu thu từ thí nghiệm mơi trường khơng có dầu tưới nguội (Bảng 8.1) Bảng 8.1: Thông số giảm chấn tối ưu L L1 L2 L3 Llx 𝜶 81 mm 16 mm 60 mm 16 mm 30 mm 144° - Báo cáo tổng hợp kết thực nghiệm phân tích đánh giá q trình tiện lỗ - Đề xuất cải tiến phát triển tiềm để nâng cao hiệu chất lượng sản phẩm 8.2 Hướng phát triển đề tài Với đề tài “Thực nghiệm trình tiện lỗ với dạng cán dao khác nhau” đạt số kết quan trọng lĩnh vực gia công cắt gọt kim loại Tuy nhiên, để tiếp tục phát triển mở rộng nhóm em xin đưa hướng phát triển sau: - Nghiên cứu chi tiết tác động thông số cắt: Tiếp tục nghiên cứu tác động thông số cắt khác nhau, tốc độ cắt, độ sâu cắt, tốc độ tiến Việc tối ưu hóa thơng số cải thiện hiệu hiệu suất cắt gọt, đồng thời giảm thiểu độ mài mòn cán dao gia tăng tuổi thọ dụng cụ cắt - Mở rộng nghiên cứu loại kim loại vật liệu: Thực thí nghiệm với loại kim loại vật liệu khác để đánh giá hiệu suất cắt gọt điều kiện khác Việc thí nghiệm nhiều loại vật liệu giúp xác định ảnh hưởng tính chất vật liệu đến q trình cắt gọt giúp nâng cao khả áp dụng ứng dụng công nghiệp khác - Nghiên cứu mơ mơ hình hóa: Sử dụng phần mềm mơ mơ hình hóa để phân tích động học q trình tiện lỗ tối ưu hóa hiệu suất cắt gọt Việc giúp tiết kiệm thời gian chi phí so với việc thực thí nghiệm thực tế, đồng thời giúp hiểu rõ trình cắt gọt yếu tố ảnh hưởng - Tối ưu hóa thiết kế cấu cán dao: Dựa kết thực nghiệm mơ hình hóa, tiến hành tối ưu hóa thiết kế cấu cán dao để đạt hiệu giảm chấn tốt Cải thiện cấu cán dao giúp tăng cường độ xác độ bền trình tiện lỗ Tổng hợp lại, việc tiếp tục nghiên cứu phát triển đề tài “Thực nghiệm trình tiện lỗ với dạng cán dao khác nhau” đóng góp vào tiến ứng dụng hiệu lĩnh vực gia công cắt gọt kim loại ngành cơng nghiệp có liên quan 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thuận Hải Đăng, PGS.TS Phạm Sơn Minh, Nghiên cứu ảnh hưởng thông số giảm chấn lò xo cán dao tiện đến độ nhám bề mặt chi tiết lỗ, Luận văn Thạc sĩ, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp HCM, 2018 [2] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Phan Minh Thanh, Giáo trình Cơ sở cơng nghệ chế tạo máy, NXB Đạ học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 [3] Trần Văn Địch, Giáo trình Cơng nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [4] Trần Quốc Hùng, Giáo trình Dung sai kỹ thuật đo, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2012 [5] Nguyễn Văn Khang, Giáo trình Dao động kỹ thuật, NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 [6] Lê Hoàng Lâm, PGS.TS Phạm Sơn Minh, Nghiên cứu ảnh hưởng cấu giảm chấn dao tiện đến độ nhám bề mặt, Luận văn Thạc sỹ, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp HCM, 2017 [7] Đỗ Kiến Quốc, Giáo trình Sức bền vật liệu NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2002 [8] Phùng Rân, Qui hoạch thực nghiệm ứng dụng, Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh, 2006 [10] Nguyễn Trường Sinh, PGS.TS Phạm Sơn Minh, Nghiên cứu ảnh hưởng cán dao giảm chấn đến độ nhám bề mặt chi tiết tiện lỗ, Luận văn Thạc sĩ, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, 2015 [11] Phạm Đình Tân, Nguyên lý cắt dụng cụ cắt, NXB hà Nội, 2005 [12] PGS.TS Đỗ Thành Trung, Trần Minh Thế Uyên, Nguyễn Hoàng Thiện, PGS.TS Phạm Sơn Minh, Nghiên cứu cấu giảm chấn cho cán dao tiện trụ ngoài, đề tài KH&CN cấp trường, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp HCM, 2020 Nguồn khác [13] http:// www.sandvik.coromant.com, 24/5/2023 [14] https://tanhoangviet.com.vn/Can-dao-tien [15] https://cncanhkim.com/cac-dac-diem-cua-dao-tien-lo/ 73 PHỤ LỤC Bản vẽ lắp, vẽ chi tiết cấu giảm chấn S K L 0