nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ sus201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ tialn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ SUS201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN. Học viên: Phùng Văn Cảnh Lớp: K11 - CTM Chuyên nghành: Công nghệ chế tạo máy Người HD khoa học: PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn Học viên Phùng Văn Cảnh Ban giám hiệu Khoa sau đại học ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG VẬT LIỆU THÉP KHÔNG GỈ SUS201 KHI PHAY BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU THÉP GIÓ PHỦ TIAlN Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số : ………………………23.04.3898 Học Viên : PHÙNG VĂN CẢNH Người HD Khoa học : PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN THÁI NGUYÊN – 2010 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn. Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Người thực hiện Phùng Văn Cảnh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn trong suốt quá nghiên cứu đến khi hoàn thành luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo trong Ban giám hiệu trường ĐH kỹ thuật công nghiệp, các Thầy giáo giảng dạy lớp cao học K11 – CNCTM đã tạo điều kiện và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo Khoa cơ khí, Khoa sau đại học, trung tâm thí nghiệm trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 MỤC LỤC Nội dung Trang Trang 1 1 Lời cam đoan 2 Lời cảm ơn 3 Mục lục 4 Danh mục các bảng số liệu 8 Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp. 10 Phần mở đầu 13 1. Tính cấp thiết của đề tài 13 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 14 3. Mục đích nghiên cứu của đề tài 14 4. Đối tƣợng nghiên cứu 14 5. Phƣơng pháp nghiên cứu 14 6. Phạm vi nghiên cứu 14 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT TRÊN MÁY PHAY, ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY 15 1.1. Các phƣơng pháp phay và đặc điểm quá trình cắt khi phay. 15 1.1.1. Các phƣơng pháp phay 15 1.1.2. Đặc điểm của quá trình phay 16 1.2. Tổng quan về dụng cụ cắt trên máy phay 17 1.2.1. Các loại dao phay thông thƣờng. 17 1.2.2. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC 18 1.2.2.1. Kết cấu của dao phay gắn mảnh lƣỡi cắt với thân dao 19 1.2.2.1.1. Kết cấu của dao phay mặt đầu ghép mảnh lƣỡi cắt 20 1.2.2.1.2. Kết cấu của dao vai và dao phay rãnh ghép mảnh 24 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 1.2.2.1.3. Kết cấu của dao phay đĩa gắn mảnh lƣỡi cắt 26 1.2.2.1.4. Kết cấu cảu dao phay định hình gắn mảnh lƣỡi cắt 28 1.2.2.2. Kết cấu dao phay liền khối. 29 1.2.2.2.1. Dao phay liền khối không phủ. 29 1.2.2.2.2. Dao phay liền khối phủ. 29 1.3. Các thông số quá trình cắt khi phay. 31 1.3.1 Mô hình hóa quá trình cắt khi phay. 31 1.3.2. Phân tích các thông số quá trình cắt khi phay 33 1.4. Độ nhám bề mặt chi tiết gia công khi phay. 34 1.4.1 Độ nhám bề mặt 34 1.4.2. Độ nhám bề mặt gia công khi phay 37 1.4.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ nhám bề mặt khi phay. 42 1.4.4. Phƣơng pháp đánh giá độ nhám bề mặt 43 1.5. Kết luận chƣơng I 44 CHƢƠNG 2: TÍNH GIA CÔNG CỦA THÉP KHÔNG GỈ 45 2.1. Tổng quan về thép không gỉ 45 2.1.1. Tổng quan về thép không gỉ 45 2.1.2. Phân loại và ứng dụng của thép không gỉ 47 2.1.2.1.Thép không gỉ austenit: 47 2.1.2.2. Thép không gỉ Ferit: 49 2.1.2.3. Thép không gỉ Mactenxit. 50 2.1.2.4.Thép không gỉ Duplex (chứa hỗn hợp ferit và austenit). 50 2.1.2.5. Thép không gỉ tôi nhanh (precipitation-hardenable) 51 2.1.3. Thép không gỉ SUS201 52 2.2. Tính gia công của thép không gỉ. 53 2.2.1. Đặc điểm cơ, lý tính của thép không gỉ. 53 2.2.2. Tính gia công của thép không gỉ. 54 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 2.2.3. Tính gia công của các loại thép không gỉ. 2.2.3.1. Thép không gỉ austenit. 54 2.2.3.2. Thép không gỉ ferit và mactenxit. 55 2.2.3.3. Thép không gỉ duplex. 56 2.2.4. Thép không gỉ dễ gia công. 56 2.3. Gia công thép không gỉ bằng các phƣơng pháp truyền thống 58 2.3.1. Tiện thép không gỉ 58 2.3.2.Khoan thép không gỉ. 65 2.3.3. Taro ren thép không gỉ 68 2.3.4. Cắt ren ngoài bằng bàn ren. 73 2.3.5. Phay thép không gỉ. 76 2.3.6. Chuốt thép không gỉ 79 2.3.7. Mài thép không gỉ 81 2.4. Gia công thép không gỉ bằng phƣơng pháp gia công không truyền thống 82 2.4.1. Gia công bằng dòng hạt mài 82 2.4.2.Gia công điện hoá 82 2.4.3. Gia công bằng dòng điện tử và dòng điện phân định hình 82 2.4.4.Gia công bằng tia laze 83 2.5. Kết luận chƣơng 2 84 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ 85 3.1. Yêu cầu với hệ thống thí nghiệm 85 3.2. Các thông số cơ bản của hệ thống thí nghiệm 85 3.2.1. Máy phay 85 3.2.2. Dao 86 3. 2.3. Phôi 88 3.2.4. Phƣơng pháp phay 89 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 3.2.5. Dung dịch trơn nguội 89 3.2.6. Thiết bị đo nhám bề mặt 84 3.3. Mô hình toán học 90 3.4. Phƣơng pháp tiến hành thực nghiệm. 90 34.1. Nội dung 90 3.4.2. Các thông số đầu vào của thí nghiệm 91 3.4.3. Thực nghiệm xác định ảnh hƣởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt 91 3.4.4. Sử lý số liệu thí nghiệm 93 3.4.5. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của nhám bề mặt (Ra, Rz,) với chế độ cắt (s,v,t) 95 3.5. Hình thái bề mặt gia công 96 3.6. Thảo luận kết quả 98 3.7. Kết luận chƣơng 3 99 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN VÀ HƢƠNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI 100 Tài liệu tham khảo 101 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU TT Bảng số Nội dung Trang 1 Bảng 1.1 Minh họa phạm vi ứng dụng của một số loại dao phay 23 2 Bảng 1.2 Minh họa phạm vi ứng dụng của một số loại dao vai 25 3 Bảng 1.3 Bảng tra kích thƣớc của dao phay đĩa theo tiêu chuẩn DIN 138 28 4 Bảng 1.4 Các giá trị R a , R z và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp độ nhám bề mặt 36 5 Bảng 2.1 Bảng phân loại thép không gỉ tiêu chuẩn và thép đặc biệt 48 6 Bảng 2.2 Bảng tƣơng ứng của thép trung bình và thép dễ gia công 57 7 Bảng 2.3 Bảng chế độ cắt khi tiện thép không gỉ bằng dao tiện một lƣỡi và dao tiện hiều lƣỡi 59 8 Bảng 2.4 Bảng chế độ cắt khi tiện định hình và tiện cắt đứt thép không gỉ 63 9 Bảng 2.5 Bảng tốc độ cắt để taro các loại thép không gỉ khác nhau 72 10 Bảng 2.6 Bảng chế độ cắt ren bằng bàn ren khi gia công thép không gỉ 75 11 Bảng 2.7 Bảng chế độ cắt khi phay thép không gỉ đƣợc gia công cơ sau khi đúc 78 12 Bảng 2.8 Bảng tốc độ cắt thép không gỉ bằng tia nƣớc chứa hạt mài 82 13 Bảng 2.9 Bảng các thông số cắt bằng hồ quang plasma thép không rỉ 83 14 Bảng 3.1 Bảng các thông số công nghệ của máy phay Máy phay VMC - 85S 86 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 15 Bảng 3.2 Thành phần hóa hóa học của thép không gỉ SUS201 88 16 Bảng 3.3 Bảng giá trị tính toán bộ thông số chế độ cắt v, s cho thực nghiệm 91 17 Bảng 3.4 Bảng quy hoạch nghiệm xác định độ nhám bề mặt gia công 92 18 Bảng 3.5 Kết quả đo độ nhám ở các chế độ cắt khác nhau 93 [...]... tớch ct khi phay thay i v cỏc li ct lm vic giỏn on do vy lc ct thay i, gõy ra rung ng trong quỏ trỡnh ct 1.2 Tng quan v dng c ct trờn mỏy phay 1.2.1 Cỏc loi dao phay thụng thng Dng c ct khi phay c gi l dao phay Dao phay cú nhiu loi, cn c v trớ li ct, hỡnh dỏng kt cu ca giao ngi ta phõn loai ra nh sau: dao phay tr, dao phay mt u, dao phay a (mt, hai hoc ba mt), dao phay ngún, dao phay ln rng, dao phay. .. vic ca dao tin, trờn ú s rónh lp mnh dao ct va c chn Phn ct c ch to tiờu chun, trờn phn ct cú cỏc rónh c gia cụng trc khi t cỏc mnh dao, nú s t hon thnh cỏc gúc nghiờng chớnh Hỡnh 1.10 Chn dao vi gúc nghiờng phự hp vi biờn dng chi tit gia cụng Vic chn mó hiu dao phay v mnh li ct cũn ph thuc vo chi vt liu chi tit gia cụng Loại mnh dao P M K N S H Vật liệu gia công Thép th-ờng F2241 Thép không gỉ Gang... cụng phay c thc hin trờn cỏc loi mỏy phay nh: mỏy phay ng, mỏy phay ngang, mỏy phay vn nng, mỏy phay t hp nhiu trc chớnh, mỏy phay ging, mỏy phay CNC.v.v.Ngoi ra nguyờn cụng phay cũn cú th c thc hin trờn cỏc mỏy khỏc nh: mỏy tin, cỏc trung tõm gia cụng.v.v 1.1.1 Cỏc phng phỏp phay * Phay thun: L phng phỏp phay trong ú vộc t vn tc ct V ca dao im tip xỳc gia dao v b mt ó gia cụng cựng chiu vi chiu chuyn... Chuyờn ngnh: Cụng ngh CTM Phm vi ng ca mt s loi dao vai Loại mnh dao Vật liệu gia công P Thép th-ờng F4042 M Thép không gỉ F4042 K Gang F4042 F4041 N VL phi kim S VL tmax = 8 (mm) tmax = 15 (mm) tmax = 13 (mm) ADMT 0803 ZDGT 1504 LN.X 1307 khó F4041 F3040 gia công t(mm) Chi u sâu cắt Kiểu mảnh dao Bng 1.3 Minh ha phm vi ng dng ca mt s loi dao vai Dao phay rónh nh hỡnh thng s dng mnh li ct kiu: L, S,... Kt cu dao phay lin khi 1.2.2.2.1 Dao phay lin khi khụng ph Thc t dao phay cu lin khi khụng ph c cỏc hóng sn xut ch to bng nhng chng loi vt liu lm dao ph bin nh thộp giú thng, thộp giú chu nhit, hp him cng. gia cụng nhng chi tit c lm t nhng loi vt liu cú cng thp nh ng, thộp cha tụi, nhụm hp kim 1.2.2.2.2 Dao phay lin khi ph Cú th nhn thy rng dao phay lin khi khụng ph vn cũn cú nhng hn ch nh ch gia cụng... k Hỡnh 1.2 Cỏc loi dao phay thụng thng a Dao phay tr rng xon b Dao phay mt u gn mnh li ct c Dao phay a d, e Dao phay mt u chuụi tr g,h Dao phay ln rng i,k Dao phay ngún v dao phay cu Phựng Vn Cnh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn CHK11 CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Lun vn thc s k thut - 20 - Chuyờn ngnh: Cụng ngh CTM 1.2.2 Dng c ct trờn mỏy phay CNC Dng c ct trờn mỏy phay CNC c ch to vi... dao vi gúc nghiờng phự hp vi biờn dng chi tit gia cụng Mó hiu mt s dao vai v dao phay rónh 23 24 Kt cu ca dao phay cú h thng dung dch trn ngui, s dng mnh S 0603 24 Kt cu ca dao phay rónh nh hỡnh kiu chuụi 13 Hỡnh 1.13 26 cụn Hỡnh 1.14 Kt cu ca dao phay rónh nh hỡnh kiu chuụi hỡnh tr 24 15 Hỡnh 1.15 Cỏc kiu dao phay a gn mnh li ct 27 16 Hỡnh 1.16 Dao phay rng a cú mó hiu F2253 27 17 Hỡnh 1.17 Dao phay. .. mỏy mang chi tit gia cụng - Phay thun chiu dy phoi thay i t max ti min nờn s khụng cú hin tng trt, nng sut ct cao hn Vi cựng mt iu kin gia cụng, cựng ch ct, do khụng cú hin tng trt khi ct nờn phay thun cú nng sut cao hn phay nghch ti 50%, dao mũn hn Khi phay, thnh phn lc ct Py cú chiu cựng chiu vi chiu ca lc kp chi tit gia cụng nờn tng cng vng ca h thng cụng ngh, do ú gim c rung ng khi phay Phựng... Hỡnh 1.15 Cỏc kiu dao phay a gn mnh li ct Dao phay đĩa có mã hiệu F2253 dùng để Gia công các vật liệu là thép và gang Sử dụng mảnh dụng cụ cắt kiểu : CN0805 CN1206 CN1608 Hình 1.16 Dao phay rãnh dạng đĩa có mã hiệu F2253 Dao phay đĩa có mã hiệu F2255 dùng để gia công các vật liệu : thép, gang, và phi kim Hình 1.17 Dao phay rãnh dạng đĩa có mã hiệu Phựng Vn Cnh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi... 2.7 khi do hóng hóng Missubishi sn xut Biờn dng 3D ca b mt gia cụng phay bng dao phay mt u mt li ct Vựng kho sỏt tớnh Rt v Ra (b) Tỏc ng ca hm lng Crom n tc n mũn (Trong mụi trng khụng khớ bỡnh thng) Cỏc gúc ca dao tin khi gia cụng thộp khụng g Dao tiờn ct t v dao tin nh hỡnh khi gia cụng thộp khụng g Cỏc gúc ca mi khoan thộp giú khi gia cụng thộp khụng g Gúc v chiu rng phn ct dao phay thộp giú khi . dựng mối quan hệ ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt của chi tiết gia công thép không gỉ Sus201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa. Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi của đề tài, chỉ nghiên cứu về ảnh hưởng của chế độ cắt tới độ nhám bề mặt chi tiết gia công với vật liệu gia công là thép Sus201, dao phay mặt đầu phủ TiAlN. . gỉ góp phần nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công. 3. Mục đích nghiên cứu của đề tài Đánh giá ảnh hưởng của chế độ cắt tới độ nhám bề mặt của chi tiết gia công thép không gỉ khi phay