Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến quá trình cắt khi phay thép 60c2 qua tôi bằng dao phay hợp kim cứng phủ PVD

PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Công nghệ phay cứng phát triển đầy tiềm với ưu điểm so sánh (trong nhiều trường hợp thay cho mài) với công nghệ mài – phương pháp gia công tinh lần cuối mang tính truyền thống đối thép có độ cứng cao Đồng thời nhiều trường hợp phay cứng đóng vai trị ngun cơng chuẩn bị cho nguyên công mài nhằm nâng cao suất, chất lượng bề mặt chi tiết gia công Hơn nữa, thơng thường trước chi tiết vịng ổ lăn, vòi phun, bánh răng, cam chi tiết hệ thống thủy lực… sau nhiệt luyện phải qua công đoạn mài, mài khôn Những công đoạn thiếu tính linh hoạt tốn nhiều thời gian, chi phí lớn gây nhiễm mơi trường Vì lý gia công lần cuối so với mài, phay cứng ngày nhà sản xuất yêu thích [14] Việc áp dụng phay cứng thay cho mài bước chuẩn bị cho công đoạn mài trở nên phổ biến giới ưu điểm bật Ở nước ta, phay cứng áp dụng phát triển mạnh, chi tiết, thiết bị dây truyền công nghệ đại gia công lần cuối phay cứng thay cho mài Đặc biệt trường hợp gia công loại chi tiết mỏng, dễ cong vênh như: loại lót chịu mài mịn đầu máy tàu hỏa việc áp dụng cơng nghệ phay cứng trước mài để nâng cao suất, chất lượng cho chi tiết vấn đề đặt cấp thiết hết Việc nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến trình cắt, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công phay cứng phân tích q trình vật lý phay cứng quan tâm, tiến hành nhiều trung tâm, viện nghiên cứu Việc nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt phay cứng đến trình cắt, đến độ nhám bề mặt phay thép 60C2 qua xác định thông số chế độ cắt hợp lý để đạt chất lượng bề mặt tốt cho trình yêu cầu cần thiết nhà sản xuất Xuất phát từ lý nêu trên, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến trình cắt phay thép 60C qua dao phay hợp kim cứng phủ PVD ” cần thiết cấp bách Mục đích phương pháp nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến trình cắt phay thép 60C2 qua (đánh giá thông qua lực cắt) chất lượng bề mặt đạt sau gia công (đánh giá thông qua nhám bề mặt R a) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Kết hợp lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm, chủ yếu nghiên cứu thực nghiệm Đối tượng nghiên cứu Vật liệu: Thép lị xo 60C2 qua tơi đạt độ cứng: 35 ÷ 38 HRC Máy cơng cụ: Trung tâm gia công VMC - 85S Dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh HKC phủ PVD Chương 1: Phương pháp: Phay tinh mặt phẳng TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CẮT GỌT KHI PHAY Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: + Bổ sung lý phay cứng gia công thép qua tơi có độ cứng cao, đặc biệt thép lị xo 60C2 qua tơi 1.1 Các thơng số trình cắt 1.1.1 Quá trình hình thành phoi 1.1.1.1 Khái niệm phân loại phoi * Gia công kim loại cắt gọt phương pháp gia công kim loại phổ biến ngành khí chế tạo máy + Xây dựng mối quan hệ thông số nhám bề mặt (Ra), Quá trình cắt kim loại trình người sử dụng dụng cụ cắt với thông số chế độ cắt (S, V) phay mặt phẳng dạng hàm để hớt lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt u cầu cho thực nghiệm trước hình dáng, kích thước, vị trí tương quan bề mặt chất - Ý nghĩa thực tiễn: Sử dụng làm sở cho việc lựa chọn chế độ cắt phay cứng loại thép qua tơi có độ cứng cao sở sản xuất Việt Nam để nâng cao độ xác, chất lượng bề mặt chi tiết gia lượng bề mặt chi tiết gia công Lớp kim loại thừa chi tiết cần hớt bỏ gọi lượng dư gia công Lớp kim loại bị cắt bỏ khỏi chi tiết gọi phoi cắt công Nội dung luận văn Kết cấu luận văn bao gồm ba chương phần kết luận chung: Chương 1: Tổng quan gia công cắt gọt phay Chương 2: Phay cứng thép 60C2 qua dao phay hợp kim cứng phủ PVD 1.1.1.2 Quá trình hình thành phoi cắt vật liệu dẻo Khi dao dịch chuyển phân tử kim loại lúc đầu bị nén đàn hồi (hình 2a), sau bị biến dạng dẻo, q trình biến dạng dẻo tăng dần bị lực liên kết bên phân tử chặn lại Ở thời điểm xảy xếp lớp phần tử phoi trượt chúng mặt phẳng BC (hình 1.2b) Hiện tượng tương tự xảy phần tử Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm xử lý số liệu từ ÷ (hình 1.2c) Kết luận chung thảo luận kết dẫn đến lực cắt ổn định, rung động Do dễ đạt tiêu độ nhám bề mặt, chất lượng bề mặt cao 1.2 Lực cắt 1.2.1 Cơ sở lý thuyết lực cắt gọt Trong trình cắt, dụng cụ cắt chịu tác dụng lực Các lực tác dụng lên phôi lưỡi cắt Lực cắt gồm lực sau: - Thành phần lực Pz theo phương chuyển động theo phương dịch chuyển dao ta gọi Pz lực tiếp tuyến (Hình vẽ Sơ đồ trình hình thành phoi cắt vật liệu dẻo) Biến dạng dẻo xảy vùng giới hạn góc Ψ, góc - Thành phần lực Py theo phương trùng với đường tâm dao ta gọi Py lực hướng kính gọi góc tác động Góc β1 gọi góc trượt, cịn mặt phẳng BC gọi mặt phẳng trượt Quá trình hình thành phoi xảy gia cơng vật liệu dẻo - Ngoài hai thành phần lực Pz Py cịn có thêm thành phần lực Px (lực tác dụng theo phương trục chi tiết) 1.2.2 Ảnh hưởng điều kiện cắt đến lực cắt với chiều sâu cắt lớn góc cắt δ nhỏ 1.1.1.3 Quá trình hình thành phoi phay cứng Đối với trình hình thành phoi phay cứng có đặc điểm trình hình thành phoi gia công vật liệu dẻo, nhiên phay cứng chiều sâu cắt nhỏ, tốc độ cắt lớn nên phoi hình thành trình phay cứng thường phoi dây Điều kiện cắt gọt bao gồm nhiều yếu tố chế độ cắt S, V, t, độ cứng vững hệ thống cơng nghệ; có hay không tưới dung dịch trơn nguội vào vùng cắt,…Ở ta khảo sát ảnh hưởng chế độ cắt đến lực cắt Khảo sát ảnh hưởng thông số S, V, t đến lực cắt trình cắt Sử dụng nguyên lý cộng tác dụng, nghiên cứu ảnh hưởng Biến dạng cắt tạo phoi dây bé Do thơng số đó, thí nghiệm ta cho tất yếu tố khác không trường hợp gia công tinh ta cần cố gắng tạo phoi dây cách nâng cao tốc thay đổi cho yếu tố xét thay đổi, sau tổng hợp lại ta nhận độ cắt ảnh hưởng đồng thời yếu tố xét đến lực cắt: Khi tạo phoi dây, phoi hình thành cách liên tục, - Ảnh hưởng chiều sâu cắt t đến lực cắt - Ảnh hưởng lượng chạy dao s đến lực cắt - Ảnh hưởng tốc độ cắt v đến lực cắt 1.3.2 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến nhiệt cắt Dung dịch trơn nguội xâm nhập vào vùng cắt có tác dụng làm mát tải nhiệt khỏi vùng cắt, làm nhiệt độ vùng cắt giảm xuống [4] 1.3 Nhiệt 1.4 Khái quát tình hình nghiên cứu phay cứng 1.3.1 Nhiệt cắt 1.4.1 Tình hình nghiên cứu Thế giới Hiện tượng nhiệt q trình cắt đóng vai trị quan trọng, Việc áp dụng phay cứng thay cho mài ngun cơng ảnh hưởng đến trình tạo phoi, lẹo dao, co rút phoi, lực cắt cấu trúc chuyển bị cho mài trở nên phổ biến giới ưu lớp bề mặt Ngồi ra, nhiệt cắt cịn ảnh hưởng lớn đến cường độ mòn điểm bật nó, vấn đề ô nhiễm môi trường tuổi bền dao [4] loại chất hóa học sử dụng làm dung dịch tưới nguội cho Thực tế cho thấy, phần lớn công cắt gọt A (hơn 99,5%) sinh nhiệt cắt Vì vậy, lượng nhiệt tỏa trình cắt là: Q =A/427 = Pz.V/427 Nhiệt cắt Q tính kcal/phút Nhiệt trình cắt lan tỏa từ điểm có nhiệt độ cao đến điểm có nhiệt độ thấp Nhiệt trình cắt chủ yếu tập trung phoi phần dụng cụ Nhiệt ma sát mặt trước mặt sau tập trung mặt trước mặt sau, phoi chi tiết gia cơng (hình vẽ) Có phần nhỏ nhiệt tỏa vào môi trường xung quanh trình mài phay quan tâm đặc biệt toàn giới Việc nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố đến trình phay cứng, phân tích q trình vật lý phay cứng quan tâm, tiến hành nhiều trung tâm, viện nghiên cứu trường đại học giới 1.4.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Ở nước ta, phay cứng áp dụng phát triển mạnh mẽ Đã có số cơng trình nghiên cứu phay cứng như: Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia cơng tối ưu hóa số yếu tố kỹ thuật q trình phay tinh máy cơng cụ CNC, Nghiên cứu ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn tuổi bền dao phay hợp kim cứng phủ TiAlN phay thép hợp kim qua tơi, (Hình vẽ: Sơ đồ hình thành lan tỏa nhiệt) 1.5 Kết luận suất cao mài với đầu tư ban đầu thấp nhiều Phay cứng Chất lượng bề mặt gia công yêu cầu quan trọng chi tiết máy ảnh hưởng trực tiếp đến khả làm việc, thường dùng nguyên công phay tinh với độ xác tương đương ngun cơng mài độ bền, độ bền mòn tuổi thọ chi tiết máy Quá trình tạo lớp bề Khi gia công thép tôi, người ta thường gia công khơ hồn tồn mặt gia cơng có chất lượng phương pháp gia công chịu ảnh hưởng Các thông tin đáng tin cậy cắt khơ hồn tồn thép tơi so nhiều yếu tố công nghệ Việc nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt sánh với cắt tưới tràn giảm lực cắt công suất đặt lên chi tiết phay cứng đến trình cắt, đến độ nhám bề mặt phay thép qua máy công cụ kết tăng nhiệt độ cắt xác định thông số chế độ cắt hợp lý để đạt chất lượng bề mặt tốt yêu cầu cấp thiết nhà sản xuất khí Khi phay cứng người ta áp dụng phương pháp phay cao tốc phay cao tốc, nhiệt lượng phát lớn mà thời gian để nhiệt lượng tản ngắn Các loại dao cácbít, dao CBN, dao phủ PVD thích hợp cho trường Chương PHAY CỨNG THÉP 60C2 QUA TÔI BẰNG DAO PHAY HKC PHỦ PVD 2.1 Đặc điểm q trình phay cứng thép qua tơi hợp trì độ cứng nhiệt độ 1000 ÷ 11000C Vấn đề đặt cho nhà kỹ thuật khí phải tìm cách nghiên cứu để tận dụng tối đa những ưu điểm hạn chế đến mức tối thiểu tác động có hại q trình gia cơng thực phay cứng Để đáp ứng điều việc cần thiết phải nghiên cứu tìm Phay cứng nguyên công phay chi tiết qua (thường thông số chế độ cắt hợp lý đáp ứng cách hiệu thép hợp kim) có độ cứng cao khoảng từ 40 ÷ 65 HRC sử dụng rộng cho trình cắt, đảm bảo xuất chất lượng sản phẩm đồng thời rãi công nghiệp ô tô, tàu hỏa, chế tạo bánh răng, vòng ổ, dụng cụ, cao tuổi thọ dao phay khuôn mẫu vv… phay cứng thường sử dụng thay cho nguyên công mài gia cơng xác chi tiết máy, khn mẫu có kích thước nhỏ, chi tiết có hình dáng phức tạp đạt suất cao Phay cứng cho độ xác nhám bề mặt tương đương với mài phay cứng có khả tạo nên lớp bề mặt có ứng suất dư nén làm tăng tuổi thọ mỏi chi tiết máy tiếp xúc lăn sử dụng, cho 2.2 Các đặc tính thép lị xo Thép lị xo hiểu loại thép có khả đàn hồi cao, thường dùng để chế tạo loại lị xo (spring), đệm vênh (clip, có lắp cần khởi động xe máy), lót đầu máy tàu hỏa, Khả đàn hồi thép lò xo ổn định sau nhiệt luyện để đạt độ cứng từ 42 ÷ 48 HRC Thép lị xo có nhiều loại khác Đại diện cho loại thép hợp kim mác thép 60C2 (GOST), S60CM(JIS), có bổ sung thêm Mo để tăng độ thấm làm nhỏ hạt nung nhiệt độ cao) 2.3 Gia công cắt gọt phay 2.3.1 Khái niệm chung Phay phương pháp gia công kim loại dùng phổ biến từ kỷ XIX Từ đến trải qua thời kỳ dài phát triển Phương pháp phay nhiều học giả quan tâm nghiên cứu Nói chung, dao phay dụng cụ nhiều lưỡi cắt nên q trình cắt ngồi đặc điểm phương pháp tiện, cịn có đặc điểm sau đây: - Năng suất phay cao bào nhiều lần có đồng thời nhiều lưỡi (Các loại dao phay) a- dao phay trụ; b- dao phay đĩa dao phay rãnh; c- dao phay ngón; d,e- dao phay mặt đầu; g- dao phay định hình; h- dao phay cắt đứt 2.3.3 Vật liệu chế tạo dao phay cắt - Lưỡi cắt dao phay không làm việc liên tục, mặt khác khối lượng thân dao thường lớn nên khả truyền nhiệt tốt - Diện tích cắt phay thay đổi lực cắt thay đổi gây rung động trình cắt - Khả tồn lẹo dao lưỡi cắt làm việc gián đoạn gây va đập rung động 2.3.2 Phân loại dao phay Hợp kim cứng thường sử dụng cho chế tạo dao phay mặt đầu, dao phay có kích thước lớn Ít sử dụng để chế tạo dao phay ngón cắt rãnh 2.3.4 Dao phay Hợp kim cứng phủ PVD Phủ PVD thực buồng kín khí trơ với áp suất thấp khoảng 10-2bar nhiệt độ từ 400oC-500oC Với nhiệt độ trình phủ PVD thích hợp cho dụng cụ thép gió, thép hợp kim, Do nhiệt độ thấp nguyên tử khí kim loại bay phải ion hoá kéo bề mặt cần phủ nhờ điện âm đặt vào Quá trình bắn phá bề mặt phủ ion thực trước phủ để làm tăng độ dính kết vật liệu phủ với Theo nguyên tắc bay phủ PVD có dạng Phủ PVD mở rộng phạm vi sử dụng HKC mảnh dao phay hợp kim cứng phủ PVD số trường hợp tỏ tốt dao gắn Các góc dao phay chọn phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia cơng, điều kiện cắt kết cấu mảnh bít Hơn PVD cịn phủ trạng thái không cân nhiệt mà CVD thực được, phủ hợp chất kim cương nhân tạo với hạt bít siêu nhỏ WC/C Ưu điểm PVD sở cho việc phủ lớp bôi trơn với lớp phủ cứng MoS Góc nghiêng φ dao phay mặt đầu thường 45 ÷ 60 chọn phụ thuộc vào độ cứng vững hệ thống công nghệ 2.3.6 Các yếu tố lớp cắt WC/C, chẳng hạn lưỡi cắt mũi khoan cần bảo vệ lớp phủ cứng, bề mặt rãnh thoát phoi cần phủ lớp giảm ma sát Điều mở triển vọng ứng dụng phủ PVD cho dụng cụ ép, dập chi tiết máy xác 2.3.5 Các thơng số hình học dao phay Ở dao phay mặt đầu (hình vẽ) lưỡi cắt chế tạo giống dao tiện có lưỡi cắt chuyển tiếp (Hình vẽ: Sơ đồ cắt phoi dao phay) Q trình phay có đặc điểm sau: - Mỗi dao phay trình cắt hớt phoi có dạng dấu phẩy - Mỗi dao phay làm việc với chế độ gián đoạn theo chu trình (Hình vẽ: Các thơng số hình học phần cắt dao phay mặt đầu) 2.3.6 Lực cắt phay Tổng hợp lực R1 phân tích thành hai thành phần: lực vịng P (PZ) tác dụng theo tiếp tuyến quỹ đạo chuyển động lưỡi cắt lực hướng kính Py (hình a) 2.4 Ứng dụng phay cứng thép 60C2 qua giới hạn vấn đề nghiên cứu 2.4.1 Ứng dụng Trong điều kiện sản xuất cụ thể Việt Nam việc nghiên cứu ứng dụng phay cứng thay cho nguyên công mài phương pháp gia công truyền thống để gia cơng sản phẩm lót đầu máy tàu hỏa nhằm nâng cao xuất chất lượng sản phẩm trở thành mục tiêu đặt cho nhà sản xuất khí 2.4.2 Giới hạn vấn đề nghiên cứu Trong khuôn khổ đề tài, tác giả tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu ảnh hưởng thông số lượng chay dao S, vận tốc ( Hình vẽ Sơ đồ lực cắt tác dụng lên dao phay trụ) Trong đó: a) Răng thẳng; b) Răng xoắn (răng nghiêng) 2.3.7 Độ mòn tuổi bền dao phay cắt tới chất lượng bề mặt gia công điều kiện cắt khô hoàn toàn đánh giá qua yếu tố độ nhám bề mặt chi tiết - Nghiên cứu ảnh hưởng thông số lượng chay dao S, vận tốc cắt tới q trình cắt điều kiện cắt khơ hoàn toàn đánh giá qua Tùy thuộc vào điều kiện cắt, dao phay bị mài mịn tùy yếu tố lực cắt qúa trình gia cơng theo mặt trước (hình a) đồng thời bị mài mòn theo hai mặt trước sau (hình b) Chiều dày cắt nhỏ, độ mịn mặt sau lớn Trên sở vấn đề nghiên cứu trên, tác giả chọn phương pháp nghiên cứu kết hợp nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm nghiên cứu thực nghiệm ( Hình vẽ Các dạng mài mịn dao phay) Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.2 Giới thiệu hệ thống thực nghiệm 3.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 3.2.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm Để nghiên cứu thực nghiệm cách khoa học xác cần dựa lý thuyết quy hoạch thực nghiệm đại phù hợp với đề tài Dưới số vấn đề lý thuyết quy hoạch thực nghiệm mà nghiên cứu cần thực để đạt kết xác 3.1.1 Các nguyên tắc quy hoạch thực nghiệm Việc xây dựng hệ thống thí nghiêm đảm bảo u cầu kỹ thuật có vai trị lớn nghiên cứu khoa học 3.2.2 Hệ thống thí nghiệm: Hệ thống thí nghiệm phay cứng thép 60C2 qua tơi dao phay mặt đầu Hợp kim cứng phủ PVD tiến hành Trung tâm gia công - Nguyên tắc khơng lấy tồn trạng thái đầu vào VMC - 85S trường Đại học Kỹ Thuật Công nghiệp - Đại học Thái - Nguyên tắc phức tạp dần mơ hình tốn học Ngun sau: - Ngun tắc đối chứng với nhiễu - Nguyên tắc ngẫu nhiên hoá - Nguyên tắc tối ưu quy hoạch thực nghiệm 3.1.2 Quy hoạch thực nghiệm mơ hình hồi quy thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm phần quan trọng việc nghiên cứu tối ưu hóa thơng số cơng nghệ mài Cần có phương pháp thực nghiệm tiên tiến phù hợp để kiểm chứng giải thuyết khoa học đưa kết luận, hướng dẫn xác có sở khoa học Dưới số vấn đề lý thuyết quy hoạch thực nghiệm mà nghiên cứu cần thực để đạt kết tốt - Các đặc trưng thống kê quan trọng - Hàm hồi quy biến (3.14) (Ảnh: Hệ thống thí nghiệm) 3 Thiết bị thí nghiệm SUBMICRON) - Máy cơng cụ: Thí nghiệm thực Trung tâm gia công VMC - 85S d (Ảnh: Mảnh dao Hợp kim cứng phủ PVD) - Đồ gá: Sử dụng gá kẹp có Trung tâm Thí nghiệm - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên để gá đặt đầu đo lực Kistler 9257 BA - Phơi: - Thép lị xo 60C2 qua tạo hình dáng tơi - Độ cứng: 35 ÷ 38 HRC - Kích thước: 100 x 80 x (Ảnh: Trung tâm gia công VMC - 85S) - Dao: Sử dụng dao phay mặt đầu Ø 80 gắn mảnh HKC phủ PVD hãng LAMINA có Ký hiệu: APMT 1604 PDTR (LT 30 - PVD 10 (Hình 3.4: Phơi thép lò xo 60C2) - Dụng cụ đo kiểm: 3.4 Xử lý số liệu thực nghiệm 3.4.1.Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm - Đầu đo lực kế Kistler 9257BA kết nối với máy tính Sử dụng sơ đồ quy hoạch thực nghiệm, ma trận quy hoạch thực nghiệm thể sau: (Hình vẽ: Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm) (Ảnh: Bộ thiết bị đầu đo lực kế Kistler 9257BA) - Máy đo nhám SJ-201 - Mitutoyo – Nhật Bản - Bộ thơng số thí nghiệm xác định thông qua sơ đồ quy hoạch thực nghiệm với ma trận thực nghiệm điểm có 02 thơng số công nghệ thay đổi vận tốc cắt (n) lượng chạy dao (S), cụ thể sau: (Ảnh: Máy đo nhám SJ-201) - Thước cặp độ phân giải 0,01 – Mitutoyo – Nhật Bản (Bảng 3.1: Ma trận thực nghiệm điểm) 11 3.4.2 Mục đích thí nghiệm Khảo sát độ nhám bề mặt chi tiết gia công (Ra) lực cắt (F) thông qua thông số tốc độ cắt (n) lượng chạy dao (S) để từ xác định thơng số chế độ cắt hợp lý cho trình cắt thực gia công phay mặt phẳng thép 60C2 qua dao phay mặt đầu gắn mảnh Hợp kim cứng phủ PVD Các tiêu đánh giá ảnh hưởng chế độ cắt đến thông số kỹ thuật q trình cắt phay cứng thép 60C2 qua tơi dao phay mặt đầu gắn mảnh Hợp kim cứng phủ PVD: - Lực cắt phay - Thí nghiệm tiến hành theo bước từ - với vận tốc cắt, lượng chay dao cụ thể theo bảng kê chiều sâu cắt cho toàn q trình thí nghiệm t = 0,3mm Mỗi bước thí nghiệm tiến hành gia cơng điều kiện cắt khơ hồn tồn khơng có dung dịch tưới nguội thời gian phút sau tiến hành đo độ nhám bề mặt chi tiết máy đo độ nhám SJ-201 - Mitutoyo – Nhật Bản, đồng thời chi tiết gia công gá đặt đầu đo lực Kistler 9257BA cho ta số liệu cụ thể thành phần lực cắt trình gia cơng thí nghiệm Các bước lập lại tương tự hết thí nghiệm cho kết thí nghiện đạt bảng + Tổng hợp số liệu thí nghiệm: - Độ nhám bề mặt chi tiết 3.4.3 Trình tự tiến hành thí nghiệm: * Chuẩn bị trước thí nghiệm: - Chuẩn bị đầy đủ máy, dao, phôi, thiết bị đo, - Xây dựng sơ đồ quy hoạch thực nghiệm, ma trận thực nghiệm với thông số công nghệ thay đổi vận tốc cắt (n) lượng chạy dao (S) * Phương pháp tiến hành thực nghiệm: + Lập sơ đồ quy hoạch thực nghiệm: - Quá trình tiến hành thí nghiệm thực theo sơ đồ quy hoạch (Bảng 3.2: Kết thực nghiệm) thực nghiệm điểm từ đến với thông số công nghệ (n) (S) theo ma trận tính tốn + Tiến hành thí nghiệm: 12 3.4.4 Xử lý số liệu: Thực nghiệm trình phay cứng, nghiên cứu chất lượng bề mặt gia công ảnh hưởng hai thông số chế độ cắt: n(v/ph); S (m/ph) Chỉ tiêu đánh giá chất lượng bề mặt gia công là: độ nhám Ra Kết nhiều cơng trình nghiên cứu thực nghiệm phay cứng cho thấy quan hệ tiêu đánh giá Y (R a) với chế độ cắt (n, S) có dạng hàm mũ: Ra = C.n a1 S a2 Các số mũ a1, a2 hệ số C phương trình (3.18) xác định thực nghiệm Lấy logarit hai vế ta có: y = ao + a1x1 + a2x2 Như hàm hồi quy nhám bề mặt Ra, Fx, Fy Fz có dạng sau: Trong đó: lnRa = -19,1 + 1,56lnn + 1,9lnS y = lnRa; a0 = lnC; x1 = lnt; x2 = lnS lnFx = 6,46 – 0,653lnn + 0,604lnS Trong phương trình (3.19) y, x1, x2 biết Cần xác định hệ số: ao; a1; a2 Để nhận phương trình dạng (3.18), dùng phần mềm Minitab 16 để giải phương trình (3.19) với kết thực nghiệm bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm (Bảng 3.2.), ta phương trình hồi quy sau: lnFy = 4,89 - 0.189lnn + 0.34lnS lnFz = -5,58 + 1,59lnn + 0,329lnS Sau đổi biến có quan hệ nhám bề mặt R a, Fx, Fy Fz với vận tốc cắt (n) lượng chạy dao (S) theo hàm sau: Ra = 5,07.10 −9.n1,56 S 1,9 Fx = 639,06.n −0,653 S 0,604 13 Fy = 132,95.n −0,189 S 0,34 lựa chọn vận tốc cắt hợp lý Còn giá trị vận tốc ta tăng Fz = 3,77.10 −3.n1,59 S 0,329 lượng chạy dao chiều dầy phoi tăng ma sát mặt trước, mặt sau tăng, Đây phương trình hồi quy thực nghiệm quan hệ nhám, lực cắt với vận tốc cắt lượng chạy dao Dùng phần mềm Matlab7 để vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ hàm sau: lượng chạy dao giá trị thành phần lực cắt tăng lượng lớn Tăng điều cho thấy tăng lượng chạy dao lực cắt tăng nên lượng mịn tăng Vậy gia công cần chọn thông số chế độ cắt hợp lý để có lực cắt nhỏ nhằm tăng tuổi bền cho dao nên ta chọn chế độ cắt khoảng 400 ≤ n ≤ 500 (v/phút) với lượng chạy dao S ≤ 48 (mm/phút) - Trên biểu đồ ta thấy vận tốc cắt cao nhám bề mặt thấp (độ nhẵn bóng cao) lượng chạy dao lớn nhám bề mặt tăng theo (giảm độ nhẵn bóng) Do muốn dùng dao phay gắn mảnh HKC phủ PVD gia công tinh vật liệu thép 60C2 qua đạt bề mặt chất lượng tốt ta chọn cắt vận tốc khoảng 400 ≤ n ≤ 560 (v/phút) với lượng chạy dao S ≤ 48 (mm/phút) Từ kết nhận xét trên, ta nên chọn chế độ cắt để có chất lượng bề mặt Ra nhỏ với lực cắt hợp lý đảm bảo suất gia công phay tinh thép 60C2 qua dao phay mặt đầu gắn mảnh Hợp kim cứng phủ PVD khoảng 400 ≤ n ≤ 560 (v/phút) với lượng chạy dao S ≤ 48 (mm/phút) chiều sâu cắt (t) phù hợp với nguyên công phay tinh 3.5 Thảo luận kết 3.6 Kết luận chương - Dựa vào biểu đồ, đồ thị quan hệ vận tốc, lượng chạy dao Đã xây dựng hệ thống thí nghiệm (máy, dao, vật liệu gia lực cắt ta thấy giá trị lượng chạy dao vận tốc cắt tăng lực công, thiết bị đo,…) với điều kiện công nghệ cụ thể để tiến hành cắt giảm ta cần cắt với tốc độ cao Nhưng vận tốc cắt tăng cao nghiên cứu thực nghiệm nhằm xây dựng mơ hình thể ảnh tuổi bền giảm, phay cứng điều kiện cắt khó khăn cần cân đối hưởng chế độ cắt tới vài thông số đặc trưng cho trình cắt 14 phay cứng thép 60C2 qua dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim tốc cắt lượng chạy dao tới nhám bề mặt lực cắt phay cứng thép cứng phủ PVD 60C2 qua Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm, thu nhận, lưu trữ, xử lý số liệu thực nghiệm đảm bảo độ tin cậy Đã xây dựng mối quan hệ hàm số đại lượng q trình phay cứng nhám bề mặt (Ra) lực cắt (F) đại lượng vào chế độ cắt (vận tốc cắt, lượng chạy dao S) dạng hàm số mũ Đã đưa nhận xét quy luật ảnh hưởng chế độ cắt đến lực cắt thông số đánh giá chất lượng bề mặt điển hình nhám - Kết nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn to lớn: Với độ nhám bề mặt yêu cầu dựa vào hàm thực nghiệm lựa chọn chế độ gia cơng hợp lý với lực cắt q trình cắt hợp lý để góp phần nâng cao chất lượng hiệu kinh tế, kỹ thuật trình sản xuất thực gia công loại vật liệu thép lị xo, thép làm khn qua tơi phay cứng Hướng nghiên cứu Đề tài thu số kết tốt nhiều bề mặt hạn chế mà tác giả nghiên cứu hoàn thiện tương lai để hoàn KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO thiện đề tài Sau số hướng chính: Nội dung đề tài là: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt - Nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời ba thông số chế độ cắt đến trình cắt phay thép 60C2 qua dao phay hợp kim (S, V, t) đến chất lượng bề mặt độ xác phay cứng thép qua cứng phủ PVD” Qua ba chương luận văn nêu vấn đề sau: 60C2 - Luận văn trình bày khái quát trình phay cứng, đặc điểm trình phay cứng thép qua thông số trình cắt như: trình tạo phoi, lực cắt, nhiệt cắt, - Đã tổng kết lý thuyết công nghệ phay cứng, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết phay cứng - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền dao phay hợp kim cứng phủ PVD phay cứng thông qua đánh giá mòn dao - Nghiên cứu, đánh giá tượng vật lý trình cắt để nâng cao độ xác, chất lượng bề mặt, mịn tuổi bền dao phay phay cứng - Đã xây dựng quan hệ nhám bề mặt lực cắt với chế độ công nghệ gia công (vận tốc cắt, lượng chạy dao S) dạng hàm thực nghiệm Từ đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ vận 15