Nghiên cứu xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài

Trang 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNGTHỨC TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI PHẠM THANH CƯỜNG THÁI NGUYÊN, 2012 Trang 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHẠM THANH CƯỜNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNGTHỨC TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN Pgs.Ts Vũ Ngọc Pi Phạm Thanh Cường KHOA SAU ĐẠI HỌC BAN GIÁM HIỆU Pgs.Ts Nguyễn Văn Tuấn TH ÁI NGUYÊN, 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các phần tham khảo đã được nêu rõ trong luận văn. Tác giả Phạm Thanh Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 4 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo – PGS.TS. Vũ Ngọc Pi, người đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực hiện đến quá trình viết và hoàn chỉnh luận văn. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban giám hiệu và Khoa Sau đại học của Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản luận văn này. Tác giả cũng chân thành cảm ơn Doanh nghiệp tư nhân cơ khí chính xác Thái Hà đã giúp đỡ tác giả thực hiện luận văn này. Do năng lực bản thân còn có những hạn chế nên luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp. Trân trọng cảm ơn! Tác giả Phạm Thanh Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 3 MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU 7 DANH MỤC HÌNH ẢNH 9 PHẦN MỞ ĐẦU 10 1. Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Ý nghĩa của đề tài 11 3. Phương pháp nghiên cứu và mục đích nghiên cứu 11 3.1. Hướng nghiên cứu 11 3.2. Phương pháp nghiên cứu 11 3.3. Mục đích nghiên cứu 11 4. Nội dung và phạm vi nghiên cứu 12 4.1. Nội dung 12 4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài 12 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU GIA CÔNG MÀI VÀ MÀI TRÒN NGOÀI 13 1.1. Giới thiệu về gia công mài 13 1.1.1. Đặc điểm gia công mài 13 1.1.2. Quá trình tạo phoi khi mài 15 1.1.3. Đá mài 17 1.1.3.1. Vật liệu hạt mài 17 1.1.3.2. Vật liệu dính kết 18 1.1.3.3. Độ hạt của đá mài 18 1.1.3.4. Cấu trúc đá mài 19 1.1.3.5. Độ cứng của đá mài 19 1.1.4. Chế độ mài 20 1.2. Giới thiệu về mài tròn ngoài 20 1.3. Kết luận chương 1 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI 24 2.1. Tổng quan về tính chế độ cắt của mài tròn ngoài 24 2.2. Kết luận chương 2 39 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH CHẾ ĐỘ CẮTCHO MÀI TRÒN NGOÀI 40 3.1. Lựa chọn cơ sở dữ liệu để XD công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài 40 3.2. Lựa chọn dạng hàm hồi quy 42 3.3. Tổ chức cơ sở dữ liệu 42 3.3.1. Tổ chức cơ sở dữ liệu cho mài tròn ngoài chạy dao dọc 43 3.3.2. Tổ chức cơ sở dữ liệu cho mài tròn ngoài chạy dao ngang 49 3.4. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài 53 3.4.1. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao dọc 53 3.4.2. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao ngang 55 3.5. Kết quả và nhận xét chương 3 58 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI 60 4.1. Tổng quan về các ngôn ngữ lập trình 60 4.2. Xây dựng phần mềm tính toán chế độ cắt cho mài tròn ngoài 63 CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÔNG THỨC TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI 64 5.1. Mục đích thí nghiệm 64 5.2. Chuẩn bị thí nghiệm 64 5.3. Tiến hành thí nghiệm 67 5.4. Kết quả thí nghiệm 69 5.4.1. Kết quả thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc 69 5.4.2. Kết quả thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao ngang 73 5.5. Kết luận chương 5 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 5 CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 78 6.1. Kết luận 78 6.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC 1: BẢNG TRA CHẾ ĐỘ MÀI TRÒN NGOÀI [16] 82 PHỤ LỤC 2: GIẤY CHỨNG NHẬN SẢN PHẨM ĐẠT GIẢI NHÌ TẠI TRIỂN LÃM SÁNG TẠO KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN VÀ CÁN BỘ GIẢNG VIÊN TRẺ 91 PHỤ LỤC 3: GIẤY XÁC NHẬN ĐĂNG BÁO TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM 92 PHỤ LỤC 4: BÀI BÁO ĐĂNG TRÊN TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM 93 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 6 DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT STT KÝ HIỆU NỘI DUNG THỨ NGUYÊN 1 V đ Tốc độ đá mài m/s 2 n đ Số vòng quay của đá mài v/ph 3 b đ Chiều rộng đá mài mm 4 b đgc Chiều rộng đá mài tham gia cắt mm 5 D đ Đường kính đá mài mm 6 d đ Đường kính lỗ đá mài mm 7 D f Đường kính phôi mm 8 l f Chiều dài phôi mm 9 L Chiều dài mài mm 10 n f Số vòng quay của phôi v/ph 11 V f Tốc độ phôi m/ph 12 S n Lượng chạy dao ngang mm 13 S nb Lượng chạy dao ngang tra bảng mm 14 S t Lượng chạy dao thực tế mm 15 S d Lượng chạy dao dọc mm/ht 16 Z Lượng dư đường kính mm 17 Z th Lượng dư đường kính mài thô mm 18 Z t Lượng dư đường kính mài tinh mm 19 a Chiều sâu cắt mm 20 t Thời gian gia công cơ bản phút 21 N Công suất mài KW 22 F Lực mài N 23 ccx Cấp chính xác 24 cdn Cấp độ nhám 25 q Hệ số tỷ lệ tốc độ 26 i Số lần cắt 27 K 1 Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công và cấp chính xác cần đạt 28 K 2 Hệ số phụ thuộc vào đường kính đá mài và vận tốc của đá 29 K 3 Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ đo kiểm 30 K 4 Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của phôi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 7 DANH MỤC BẢNG BIỂU STT NỘI DUNG TRANG 1 Bảng 1- Các kích thước cơ bản và đặc tính đá mài [12] 23 2 Bảng 2- Chế độ cắt cho mài tròn ngoài [12] 23 3 Bảng 3- Trị số các hệ số và số mũ trong công thức tính công suất khi mài [12] 23 4 Bảng 4a- Số vòng quay của chi tiết n ct và lượng chạy dao ngang S n [12] 23 5 Bảng 4b- Hệ số phụ thuộc đường kính đá và vật liệu gia công khi mài thô [12] 23 6 Bảng 4c- Số vòng quay của chi tiết n ct và lượng chạy dao ngang S n [12] 24 7 Bảng 4d- Hệ số phụ thuộc đường kính đá và vật liệu gia công khi mài tinh và bán tinh [1 2 ] 24 8 Bảng 4e- Hệ số phụ thuộc lượng dư và cấp chính xác gia công công khi mài tinh và bán tinh [1 2 ] 24 9 Bảng 5- Đặc tính của đá [13] 25 10 Bảng 6- Chiều sâu cắt và lượng chạy dao [13] 25 11 Bảng 7- Đặc tính đá mài [23] 27 12 Bảng 8- Tốc độ phôi [23] 27 13 Bảng 9- Lượng chạy dao ngang – mài tự động[23] 27 14 Bảng 10- Lượng chạy dao ngang – mài bằng tay[23] 27 15 Bảng 11- Lượng chạy dao khi mài mặt đầu [23] 27 16 Bảng 12- Hệ số K 1 [23] 28 17 Bảng 13- Hệ số K 2 [23] 28 18 Bảng 14- Hệ số K 3 [23] 28 19 Bảng 15- Thời gian sửa tinh cổ trục trơn [23] 28 20 Bảng 16- Thời gian sửa tinh [23] 29 21 Bảng 17- Chiều dày cắt khi sửa tinh [23] 29 22 Bảng 18- Hạt mài, kích thước, độ cứng hạt, cấu trúc đá [24] 32 23 Bảng 19- Đường kính đá, chiều rộng đá [24] 32 24 Bảng 20- Lượng chạy dao [24] 33 25 Bảng 21- Chiều sâu cắt [24] 33 26 Bảng 22- Tốc độ đá, tốc độ phôi, hệ số tỷ lệ tốc độ [24] 33 27 Bảng 23- Hệ số λ Ke [24] 33 28 Bảng 24- Hệ số K [24] 33 29 Bảng 25- Trích bảng tra đặc tính của đá mài[5] 38 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 8 30 Bảng 26-Trích bảng tra số vòng quay phôi và lượng chạy dao dọc [5] 39 31 Bảng 27- Trích bảng tra số vòng quay phôi và lượng chạy dao ngang [5] 39 32 Bảng 28-Dạng bảng số liệu cho công thức hồi quy 41 33 Bảng 29- Số vòng quay của phôi với thép nhiệt luyện có HRC<30, gang, đồng 41 34 Bảng 30- Số vòng quay của phôi với thép nhiệt luyện có HRC 30-50 41 35 Bảng 31- Số vòng quay của phôi với thép kết cấu có HRC >50 ; thép bền nhiệt 42 36 Bảng 32- Lượng chạy dao dọc với cấp chính xác 6 42 37 Bảng 33- Lượng chạy dao dọc với cấp chính xác 7 43 38 Bảng 34- Lượng chạy dao dọc với cấp chính xác 8 43 39 Bảng 35- Lượng chạy dao ngang bảng S nb 44 40 Bảng 36- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép cacbon kết cấu, Cr, Ni, mangan, thép cacbon dụng cụ 45 41 Bảng 37- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép Vonfram, silic, molipden kết cấu 45 42 Bảng 38- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép bền nhiệt, thép không gỉ 45 43 Bảng 39- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép gió, thép hợp kim titan bền nhiệt 45 44 Bảng 40- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Gang và hợp kim đồng 46 45 Bảng 41- Hệ số phụ thuộc đường kính và vận tốc của đá mài 46 46 Bảng 42- Số vòng quay của phôi với thép nhiệt luyện HRC<30; Gang và đồng 47 47 Bảng 43- Số vòng quay của phôi thép nhiệt luyện HRC 30-50 47 48 Bảng 44- Số vòng quay của phôi với thép kết cấu HRC >50 ; thép bền nhiệt 47 49 Bảng 45- Lượng chạy dao ngang tra bảng 48 50 Bảng 46- Hệ số K 1 phụ thuộc nhóm vật liệu thép cacbon kết cấu, Cr, Ni, mangan, thép cacbon d ụng cụ 48 51 Bảng 47- Hệ số K 1 phụ thuộc nhóm vật liệu thép vonfram, silic, molipden kết c ấu 49 52 Bảng 48- Hệ số K 1 phụ thuộc nhóm vật liệu thép bền nhiệt, thép không gỉ 49 53 Bảng 49- Hệ số K 1 phụ thuộc vật liệu thép gió, thép hợp kim titan bền nhiệt 49 54 Bảng 50- Hệ số K 1 phụ thuộc nhóm vật liệu gang và hợp kim đồng 50 55 Bảng 51- Hệ số K 2 hệ số phụ thuộc vào đường kính đá và vận tốc của đá 50 56 Bảng 52- Tổng hợp các công thức xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài 56 57 Bảng P1- Chọn các đặc tính của đá mài [5] 78 58 Bảng P2 - Số vòng quay của chi tiết n ct và lượng chạy dao ngang S d [5] 79 59 Bảng P3 - Hệ số điều kiện làm việc ảnh hưởng đến lượng chạy dao ngang [5] 80 60 Bảng P4 - Số vòng quay của chi tiết n ct , lượng chạy dao dọc S d [5] 82 61 Bảng P5 - Lượng chạy dao ngang tra bảng S nb của bàn máy [5] 83 62 Bảng P6- Hệ số điều kiện làm việc ảnh hưởng đến lượng chạy dao ngang [5] 85 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... chế độ cắt cho mài tròn ngoài, từ đó nâng cao hiệu quả của mài tròn ngoài 3 Phương pháp nghiên cứu và mục đích nghiên cứu 3.1 Hướng nghiên cứu Dựa trên các kết quả đã nghiên cứu về xác định các thông số của chế độ cắt của mài tròn ngoài và việc sử dụng phương pháp hồi quy để tiến hành nghiên cứu, xây dựng các công thức xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài nhằm phục vụ thuận tiện cho tra cứu chế độ. .. http://www.lrc-tnu.edu.vn bộ công thức xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài thông qua phương pháp hồi quy Các công thức này là cơ sở cho việc lập trình xây dựng nên phần mềm tra chế độ cắt cho mài tròn ngoài 2 Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học - Đóng góp công thức tính và hoàn thiện lý thuyết xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài - Nâng cao hiệu quả của gia công mài tròn ngoài Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu sẽ... độ cắt và đặc biệt là sử dụng trong các chương trình tính toán tự động để xác định chế độ cắt của mài tròn ngoài 3.2 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan kết hợp sử dụng phương pháp hồi quy 3.3 Mục đích nghiên cứu Xây dựng bộ công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài để phục vụ thuận tiện cho việc tính toán xác định chế độ cắt, đặc biệt là sử dụng trong các chương trình tính toán tự động... TỔNG QUAN VỀ TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI 2.1 Tổng quan về tính chế độ cắt của mài tròn ngoài Chế độ cắt của mài tròn ngoài là tập hợp giá trị các thông số để có thể thực hiện được trọn vẹn một nguyên công mài tròn ngoài Nó bao gồm, thông số đá mài, lượng chạy dao dọc, lượng chạy dao ngang, tốc độ phôi, tốc độ đá, thời gian gia công, công suất cắt Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu đề cập đến... bằng máy tính để xác định chế độ cắt của mài tròn ngoài Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 11 http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Nội dung và phạm vi nghiên cứu 4.1 Nội dung - Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp xác định các thông số của chế độ cắt của mài tròn đã có - Nghiên cứu, xây dựng các công thức tính chế độ cắt của mài tròn ngoài dựa trên các số liệu đã có từ các nghiên cứu trước... trên thị trường thì việc xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài cần phải thực hiện được một cách nhanh chóng chính xác và hiệu quả hơn Vì vậy, việc tác giả lựa chọn thực hiện đề tài Nghiên cứu, xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài là hướng nghiên cứu thiết thực hiện nay Đề tài này, trình bày việc nghiên cứu lựa chọn, tổ chức cơ sở dữ liệu nhằm xây dựng lên Số hóa bởi Trung tâm Học... Phạm vi nghiên cứu của đề tài Tác giả chỉ nghiên cứu, xây dựng các công thức xác định chế độ cắt của mài tròn ngoài có tâm chạy dao dọc và chạy dao ngang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU GIA CÔNG MÀI VÀ MÀI TRÒN NGOÀI 1.1 Giới thiệu về gia công mài 1.1.1 Đặc điểm gia công mài Mài là một trong những phương pháp gia công cắt gọt... Bảng 17 – Chiều dày cắt khi sửa tinh [23] Thời gian sửa tinh tt (ph) 0.1 0.2 0.01 at (mm) cho bước tiến Sm (mm/ph) 0.5 1.0 2.0 0.02 0.03 0.05 >2.0 0.06 * Phương pháp tra bảng kết hợp với tính toán cũng được [16] sử dụng Theo đó, việc xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài được chia thành 2 loại là chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao dọc và chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao ngang Đây... phần hạt mài của đá mài đều được tra theo bảng chỉ dẫn Việc xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài được căn cứ vào vật liệu gia công, phương pháp tiến dao và mức độ mài thô hay tinh để từ đó tra chế độ cắt tương ứng Tương tự như trong [12], Nguyễn Ngọc Đào và các cộng sự [14] và khoa cơ khí đại học công nghiệp Hà Nội [15] cũng sử dụng phương pháp tra bảng để xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài với... độ của đá [22] Hình 2.3: Quan hệ giữa tốc độ bóc tách kim loại và tốc độ cắt của đá [22] Hình 4.1: Phần mềm tra chế độ cắt cho mài tròn ngoài Hình 5.1 Bản vẽ phôi mài tròn ngoài chạy dọc Hình 5.2 Bản vẽ phôi mài tròn ngoài chạy dao ngang Hình 5.3 Phôi đã được chế tạo Hình 5.4 Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc Hình 5.5 Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao ngang Hình 5.6 Máy đo nhám . liệu cho mài tròn ngoài chạy dao ngang 49 3.4. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài 53 3.4.1. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao dọc 53 3.4.2. Xây. VỀ TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI 24 2.1. Tổng quan về tính chế độ cắt của mài tròn ngoài 24 2.2. Kết luận chương 2 39 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH CHẾ ĐỘ CẮTCHO MÀI TRÒN NGOÀI. 3.4.2. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao ngang 55 3.5. Kết quả và nhận xét chương 3 58 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI 60