ếCọ rất nhiều y u tộ ảnh hỡng tợi Ẽờ chÝnh xÌc gia cẬng nh: ườ chÝnh xÌc cũa thiết bÞ cẬng nghệ, kiến thực cẬng nghệ, vật liệu gia cẬng, vật liệu lẾm dừng cừ c¾t, cÌc thẬng sộ c¾t, cẬn
Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội *** Luận văn thạc sỹ khoa học Ngành: Công nghệ khí Nghiên cứu độ cứng vững máy phay đứng Luyện tuấn Hà nội 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131412411000000 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết thực nghiệm đợc nghiên cứu luận văn hoàn toàn thực tế khách quan Những kết tơng tự cha đợc sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan r»ng, mäi sù gióp ®ì viƯc thùc hiƯn ln văn đà rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Luyện Duy Tuấn Lời cảm ơn Tôi xin trân trọng cảm ơn thày GS-TS Trần Văn Địch đà tạo điều kiện, hớng dẫn giúp đỡ tận tình suốt trình nghiên cứu viết luận văn Tôi xin cảm ơn thày cô khoa khí trờng ĐHBK Hà Nội cung cấp cho kiến thức cần thiết suốt thời gian đợc học trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn tập thể thày cô khoa Cơ khí trờng ĐHSPKT Hng Yên, bạn đồng nghiệp đà tận tình tôi, cho ý kiến đóng góp để hoàn thành phần thực nghiệm Tác giả luận văn Luyện Duy Tuấn Mục lục Lời cam đoan Lời cảm ơn Mở đầu Chơng 1: Tổng quan nguyên công phay 1.1 Khái niệm qúa trình cắt kim loại * * 3 1.2 Một số vấn đề gia công phay 1.2.1 Khái niệm chung cấu tạo dao phay 1.2.2 Các loại dao phay I.2.3 Dao phay mặt đầu Các đặc trng gia công 10 1.2.3.1 Khái niệm dao phay mặt đầu 10 1.2.3.2 Thông số hình học dao phay mặt đầu 12 1.2.3.3 Các yếu tố chế độ cắt phay lớp kim loại bị cắt phay dao phay mặt đầu 13 1.2.3.4 Phay thuận phay nghịch 17 1.2.4 Lực cắt trình phay dao phay mặt đầu 17 1.2.4.1 ý nghĩa việc xác định lực cắt gia công cắt gọt 17 1.2.4.2 Mô hình lực cắt phay mặt đầu 18 1.2.4.3 Xác định lực tiếp tuyến phay dao phay mặt đầu 20 1.2.5 Xác định công suất cắt 21 1.2.6 ảnh hởng yếu tố khác đến lực cắt phay 22 1.2.6.1 ảnh hởng vị trí tơng quan dụng cụ cắt chi tiết gia công 22 1.2.6.2 ảnh hởng thông số công nghệ đến lực cắt phay 23 1.2.6.3 ảnh hởng thông số hình học dao đến lực cắt phay 24 1.2.6.4 ảnh hởng vật liệu dao vật liệu gia công đến lực cắt 24 phay 1.2.6.5 ảnh hởng điều kiện cắt đến lực cắt phay 25 1.2.7 Hiện tợng mài mòn doa phay mặt đầu cắt 25 1.2.7.1 Sự mài mòn dao 25 1.2.7.2 Các chế mài mòn lỡi cắt dụng cụ gia công 26 1.2.7.3 Quá trình mòn dụng cụ cắt 31 1.2.7.4 Tiêu chuẩn mòn dụng cụ 32 1.2.7.5 Độ mòn dao phay mặt đầu 33 1.3 Những tợng vật lý xảy trình phay 34 1.3.1 Nhiệt cắt 34 1.3.2 Hiện tợng rung động trình cắt 35 1.3.3 Hiện tợng cứng nguội trình gia công 36 1.3.4 Tuổi bền tốc độ cắt phay 37 Chơng 2: Giới thiệu máy phay 38 2.1 Các loại máy phay 38 2.2 Giói thiệu máy phay đứng 39 2.2.1 Máy phay đứng vạn 39 2.2.2 máy phay đứng điều khiển theo chơng trình số 40 2.3 Thông số kỹ thuật số loại máy phay 43 2.4 Khả công nghệ máy phay đứng 46 2.4.1 Phay mặt phẳng dao phay mặt đầu 46 2.4.2 Phay mặt phẳng nghiêng góc nghiêng 47 2.4.3 Phay hèc,bËc,r·nh b»ng dao phay ngãn 48 2.4.4 Phay rÃnh then dao phay ngón máy phay rÃnh then tự 49 động 2.4.5 Phay rÃnh chữ T 50 Chơng nghiên cứu độ cứng vững hệ thông công nghệ 51 3.1 Lý thuyết độ cứng vững 51 3.2 ảnh hởng biến dạng hệ thống công nghệ đến sai số gia công số trờng hợp 57 3.2.1 ảnh hởng biến dạng hệ thèng c«ng nghƯ tiƯn 57 3.2.1.1 TiƯn chi tiÕt trục trơn(đờng kính không thay đổi) 57 3.2.1.2 Gia công bề mặt đầu 63 3.2.2.ảnh hởng biến dạng hệ thống công nghệ phay 66 Chơng 4: Thí nghiệm, xác định độ cứng vững máy phay đứng 69 4.1 Mô hình xác định độ cứng vững thực nghiệm 69 4.1.1 Xác định độ cứng vững tĩnh 69 4.1.2 Mô hình xác định độ cứng vững động 71 4.2 Phần thí nghiệm 72 4.2.1 Cơ sở thí nghiệm 72 4.2.1.1 Xác định độ cứng vững hệ thống công nghệ máy phay đứng 72 4.2.1.2 Xác định độ nhám ảnh hởng thay đổi lực cắt 73 4.2.2 Tiến hành thí nghiệm 74 4.2.2.1 Tính độ cứng vững 74 4.2.2.2 Thí nghiệm đo độ nhám 87 Chơng 5: Kết luận kiến nghị 91 Phụ lục: Một số hình ảnh làm thực nghiệm Trờng ĐHSPKT Hng Yên 93 Tóm tắt nội dung luận văn 96 Tài liệu tham khảo 100 Mở đầu Cïng víi sù lín m¹nh cđa cđa nỊn kinh tÕ đất nớc, ngành khí khí chế tạo khảng định mạnh với vai trò chủ đạo không ngừng đáp ứng việc tạo sản phẩm chất lợng tốt, độ tin cậy cao đủ sức cạnh tranh Nhữmg tiêu tạo sản phẩm đợc định độ xác gia công Độ xác gia công đặc tính chủ yếu chi tiết máy Trong thực tế chế tạo chi tiết có độ xác tuyệt đối gia công xuất sai sè Cã rÊt nhiỊu u tè ¶nh hëng tíi độ xác gia công nh: Độ xác thiết bị công nghệ, kiến thức công nghệ, vật liệu gia công, vật liệu làm dụng cụ cắt, thông số cắt, công nghệ bôi trơn v.v Tất yếu tố phản ánh vào đặc trng trình gia công là: rung động, chuyển vị tơng đối dao với chi tiết gia công biến dạng mà đợc nâng thành lý thuyết độ cứng vững Đà có nhiều lý thuyết độ cứng vững hệ thống công nghệ gia công cắt gọt kim loại, song việc kiểm nghiệm, cách thức tiến hành thực nghiệm đa số liệu cụ thể lại vấn đề thời nóng hổi cần thiết Trong loại máy công cụ máy phay có vị trí gia công sản phẩm đặc trng ngành chế tạo máy, em chọn đề tài luận văn Nghiên cứu độ cứng vững máy phay đứng * Cơ sở khoa học đề tài: + Lý thuyết cắt gọt kim loại + Lý thuyết độ cứng vững * Mục đích đề tài: Xác định độ cứng vững động máy phay đứng thực nghiệm * Nội dụng luận văn bao gồm : Chơng 1: Tổng quan nguyên công phay Chơng 2: Giới thiệu máy phay đứng Chơng 3: Nghiên cứu độ cứng vững động, tĩnh chơng 4: Thí nghiệm, xác định độ cứng vững máy phay đứng Chơng 5: Kết luận chung Trong trình làm luận văn, em đà cố gắng tìm tòi nhiều tài liệu liên quan đến đề tài, nghiên cứu kỹ lý thuyết cắt gọt kim loại trình phay, nghiên cứu lý thuyết độ cứng vững nguyên công khác nh: Tiện, phay, Đặc biệt đà tiến hành gia công, thực nghiệm kiểm tra phơng pháp khác thiết bị đo đa số liệu trung thực Kết đà chứng minh làm sáng tỏ lý thuyết biến dạng hệ thông công nghệ Em tin tiền đề để tiếp tục nghiên cứu ảnh hởng khác đến độ xác gia công Do thời gian có hạn kiến thức nhiều hạn chế nên chắn thiếu sót, em mong bảo thày, đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp, để luận văn đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Hng Yên, tháng năm 2006 Tác giả Luyện Duy Tuấn Chơng 1: Tổng quan nguyên công phay 1.1 Khái niệm qúa trình cắt kim loại Quá trình phong phú cần thiết cho việc gắn liền nghiªn cøu víi thùc tiƠn cịng nh cho viƯc trao đổi nhà khoa học nớc khác Việc nghiên cứu đợc áp dụng cho tất phơng pháp gia công cắt gọt dụng cụ cắt khác nhau, gọi dụng cụ có lỡi Quá trình tạo phoi liên quan trực tiếp đến lực cắt, nhiệt cắt, mòn dao, chất lợng bề mặt chi tiết đợc gia công Quá trình tạo phoi đợc phân tích kỹ vùng tác động nh hình 1-1 bao gồm : 1-Vùng biến dạng thứ nhất: Là vùng vật liệu phôi nằm trớc mũi dao, Hình 1-1Mô hình tác động trình tạo phoi đợc giới hạn vùng vật liệu phoi vùng vật liệu phôi Dới tác dụng lực tác động, trớc hết vùng xuất biến dạng dẻo (còn gọi vùng biến dạng dẻo thứ nhất) Khi ứng suất lực tác động gây vợt giới hạn cho phép kim loại xuất trợt phoi đợc hình thành Vùng tạo phoi lu«n lu«n di chun cïng víi dao qóa trình cắt 2-Vùng ma sát trợt thứ nhất: Là vùng vËt liƯu phoi tiÕp xóc víi mỈt tríc cđa dao 3-Vùng ma sát thứ hai: Là vùng vật liệu phôi tiÕp xóc víi mỈt sau cđa dao 4- Vùng tách: Quá trình cắt kim loại qúa trình hớt lớp phoi bề mặt kim loại để có chi tiết đạt kích thớc, hình dạng độ nhẵn bóng theo yêu cầu Các dạng gia công chủ yếu là: Tiện, bào, khoan, phay, mài,v.v Tất dạng gia công đợc thực máy cắt kim loại dụng cụ cắt khác nh : dao tiện, dao phay, lỡi khoan v.v Để thực trình cắt cần thiết phải có hai chuyển động chuyển động chuyển động chạy dao Chuyển động trình tiện chuyển động quay tròn cuả phôi, phay chuyển động chuyển ®éng quay cđa dao Chun ®éng chÝnh lµ chun ®éng tạo tốc độ cắt Chuyển động động chạy dao tiện tịnh tiến dao theo phơng dọc ngang Chuyển động chạy dao phay chuyển động tịnh tiến bàn máy mang vật gia công theo phơng dọc, ngang thẳng đứng Tốc độ chuyển động lớn tốc độ chuyển động chạy dao Trong trình cắt kim loại, bề mặt đợc hình thành lớp bề mặt biến dạng đợc hớt dần với tạo thành phoi Phôi dao đợc kẹp chặt máy Khi cắt vật liệu dẻo, ngời ta phân biệt giai đoạn hình thành phoi nh sau: Khi bắt đầu cắt, dao chi tiết tiếp xúc với nhau, sau lỡi dao ăn sâu vào kim loại làm vật liệu bị dồn ép Sự lún sâu lỡi dao vào vật liệu thắng lực liên kết lớp kim loại bị hớt phần kim loại lại Hiện tợng dẫn đến trợt phân tử phoi Sau dao tiếp tục chuyển động tách phân tử phoi khỏi kim loại Từ phoi đợc hình thành thực trình cắt gọt