Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến một số thông số đặc trưng khi gia công cao tốc bề mặt khuôn

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình khác! Hà Nội, 15 tháng năm 2016 Nghiên cứu sinh HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Huy Ninh Nguyễn Thanh Bình HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Tăng Huy -i- LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại học, Viện Cơ khí Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy cho phép thực luận án Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học Viện Cơ khí hỗ trợ giúp đỡ suốt trình làm luận án Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Huy Ninh PGS.TS Tăng Huy hƣớng dẫn tận tình chu đáo mặt chuyên môn để thực hoàn thành luận án Tôi xin chân thành biết ơn Quý thầy, cô Bộ môn Công nghệ Chế tạo Máy Trung tâm EMCO - BKCNC - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ dành cho điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Vinh, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ khí Động lực thầy cô Khoa hậu thuẫn động viên suốt trình nghiên cứu học tập Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện, thầy Hội đồng chấm luận án đồng ý đọc duyệt góp ý kiến quý báu để hoàn chỉnh luận án định hƣớng nghiên cứu trƣơng lai Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, ngƣời động viên khuyến khích suốt thời gian tham gia nghiên cứu thực công trình Nghiên cứu sinh Nguyễn Thanh Bình -ii- MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU I Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu II Phương pháp nghiên cứu III Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài IV Những đóng góp V Cấu trúc luận án CHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CAO TỐC 1.1 Định nghĩa gia công cao tốc 1.2 Đặc điểm phay cao tốc 1.3 So sánh phay cao tốc với phay truyền thống 1.4 Ứng dụng gia công cao tốc 1.5 Các công trình nghiên cứu nước 12 1.6 Giới hạn vấn đề nghiên cứu 14 Kết luận chương 14 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH PHAY CAO TỐC 15 2.1 Dụng cụ thiết bị dùng phay cao tốc 15 2.1.1.Dụng cụ dùng phay cao tốc 15 2.1.2.Thiết bị phay cao tốc 17 2.2 Sự hình thành phoi 22 2.3 Lực cắt phay cao tốc 27 2.3.1 Lực cắt phay mặt đầu 27 2.3.2 Lực cắt phay ngón 29 2.4 Mòn dụng cụ 34 2.4.1 Khái niệm mòn dụng cụ 34 2.4.2 Cơ chế mài mòn dụng cụ 34 2.4.3 Các dạng mòn phần cắt dụng cụ 37 2.4.4 Chỉ tiêu đánh giá mòn dụng cụ 38 2.4.5 Các thông số chế độ cắt ảnh hƣởng tới lƣợng mòn dao phay 39 2.5 Nhám bề mặt 40 2.5.1 Khái quát chất lƣợng bề mặt 40 2.5.2 Các thông số đặc trƣng cho độ nhám bề mặt 41 2.6 Ảnh hưởng yếu tố đến nhám bề mặt 49 2.6.1 Ảnh hƣởng chế độ công nghệ đến độ nhám bề mặt 49 2.6.2 Ảnh hƣởng lực, nhiệt cắt rung động đến nhám bề mặt phay cao tốc 51 2.6.3 Ảnh hƣởng chế độ tƣới nguội đến nhám bề mặt 53 2.7 Nhiệt cắt phay cao tốc 54 2.7.1 Nhiệt trình gia công 54 2.7.2 Đo nhiệt cắt trình gia công 56 2.7.3 Nhiệt trình gia công cao tốc 58 -iii- 2.8 Rung động phay cao tốc 59 Kết luận chương 60 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM 61 3.1 Mô hình thực nghiệm 61 3.1.1 Sơ đồ thực nghiệm 61 3.1.2 Mô hình thực nghiệm 61 3.1.3 Các đại lƣợng đầu vào 63 3.1.4 Các đại lƣợng đầu 64 3.1.5 Các đại lƣợng cố định 64 3.1.6 Các đại lƣợng nhiễu 64 3.2 Điều kiện thực nghiệm 64 3.2.1 Máy phay CNC 64 3.2.2 Phôi thực nghiệm 65 3.2.3 Dụng cụ cắt 66 3.2.4 Đồ gá 66 3.2.5 Các thông số cố định khác 66 3.3 Các thiết bị đo 67 3.3.1 Thiết bị đo lực cắt 67 3.3.2 Thiết bị đo chiều cao nhấp nhô bề mặt 67 3.3.3 Thiết bị đo mòn dao 68 3.4 Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 69 3.4.1 Vai trò quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu thực nghiệm 69 3.4.2 Đối tƣợng quy hoạch thực nghiệm ngành công nghiệp 70 3.4.3 Các phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm 71 3.5 Phần mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 79 3.5.1 Giới thiệu phần mềm DX6 79 3.5.2 Các bƣớc thực phần mềm DX6 80 3.5.3 Phân tích kết 81 3.5.4 Giải toán tối ƣu hoá phần mềm DX6 82 3.6 Xây dựng mối quan hệ chế độ cắt đến độ nhám bề mặt, lực cắt mòn dao………………………… 83 3.6.1 Quy trình xây dựng mối quan hệ chế độ cắt đến độ nhám bề mặt, lực cắt mòn dao 83 3.6.2 Các bƣớc thực toán quy hoạch trực giao cấp I 83 Kết luận chương 85 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN LỰC CẮT, MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHUÔN KHI PHAY TRÊN MÁY UCP600 86 4.1 Mục đính thực nghiệm 86 4.2 Xác định miền thực nghiệm 86 4.3 Nội dung thực nghiệm 88 4.4 Kết đo thực nghiệm xử lý kết 89 4.4.1 Thực nghiệm đo lực cắt xây dựng mô hình toán học lực cắt phụ thuộc vào chế độ cắt phay cao tốc 89 4.4.2 Thực nghiệm đo độ mòn dụng cụ xây dựng mô hình toán học độ mòn dụng cụ phụ thuộc vào chế độ cắt phay cao tốc 98 4.4.3 Thực nghiệm đo độ nhám bề mặt xây dựng mô hình toán học nhám bề mặt phụ thuộc vào chế độ cắt phay cao tốc 104 PHỤ LỤC 119 -iv- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu HSC HSM HSM CNC EDM HRC HB HV Dtr D N n v s fz ae t(ap) Rz Ra Fx Fy Fz Fxc Fyc Fzc Fr Ft Fa h CBN TiCN TiN TiCN TiAlN DX6 QHTN Diễn giải High Speed Cutting (Cắt cao tốc) High Speed Machining (Gia công cao tốc) High Speed Milling (Phay cao tốc) Computer Numerical Control (Điều khiển số trợ giúp máy tính) Electrical Discharge Machining (Gia công tia lửa điện) Đơn vị đo độ cứng theo phƣơng pháp Rockwell C Đơn vị đo độ cứng theo phƣơng pháp Brinell Đơn vị đo độ cứng theo phƣơng pháp Vickers Đƣờng kính vòng ổ Đƣờng kính dụng cụ cắt Số lƣỡi cắt dụng cụ cắt Tốc độ vòng quay trục Tốc độ cắt Tốc độ lƣợng chạy dao Lƣợng chạy dao Chiều sâu cắt theo phƣơng hƣớng kính Chiều sâu cắt theo phƣơng dọc trục Chiều cao nhấp nhô trung bình bề mặt chi tiết Sai lệch profin trung bình bề mặt chi tiết Thành phần lực cắt theo phƣơng X phay dao mặt đầu Thành phần lực cắt theo phƣơng Y phay dao mặt đầu Thành phần lực cắt theo phƣơng Z phay dao mặt đầu Thành phần lực cắt theo phƣơng X phay dao cầu Thành phần lực cắt theo phƣơng Y phay dao cầu Thành phần lực cắt theo phƣơng Z phay dao cầu Thành phần lực cắt theo phƣơng pháp tuyến Thành phần lực cắt theo phƣơng tiếp tuyến Thành phần lực cắt theo phƣơng dọc trục Độ dày phoi Cubic boron nitride - Nitrit bo lập phƣơng Titanium carbonitride Titan Nitride Titanium Carbide Nitride Titanium Alumium Nitride Phần mềm quy hoạch thực nghiệm Quy hoạch thực nghiệm -v- Đơn vị HRC HB HV mm Vòng/phút m/phút mm/phút mm/răng mm mm m m N N N N N N N N N mm DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh vận tốc cắt sử dụng gia công thông thƣờng gia công cao tốc Bảng 2.1 So sánh tốc độ máy gia công cao tốc máy gia công thƣờng 21 Bảng 2.2 Một số máy gia công cao tốc trục thẳng đứng số hãng tiếng 22 Bảng 3.1 Đặc tính kỹ thuật máy phay MIKRON UCP 600 64 Bảng 3.2 Thành phần hóa học tính thép SKD11 65 Bảng 3.3 Các thông số dao phay mặt đầu 66 Bảng 3.4 Các thông số dao phay ngón đầu cầu [14] 66 Bảng 4.1 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay mặt đầu 86 Bảng 4.2 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay dao phay ngón đầu cầu 86 Bảng 4.3 Quy hoạch thực nghiệm thông số đầu vào phay dao phay mặt đầu 87 Bảng 4.4 Quy hoạch thực nghiệm thông số đầu vào phay dao phay ngón đầu cầu 87 Bảng 4.5 Kết đo lực cắt thành phần Fx 89 Bảng 4.6 Kết đo lực cắt thành phần Fy 90 Bảng 4.7 Kết đo lực cắt thành phần Fz Error! Bookmark not defined Bảng 4.8 Các giá trị bj tốc độ 400 m/p 91 Bảng 4.9 Các giá trị bj tốc độ 300 m/p 92 Bảng 4.10 Các giá trị bj tốc độ 400 m/p 93 Bảng 4.11 So sánh lực cắt phay thƣờng phay cao tốc 93 Bảng 4.12 Kết đo lực cắt thành phần Fxc 94 Bảng 4.13 Kết đo lực cắt thành phần Fyc 94 Bảng 4.14 Kết đo lực cắt thành phần Fzc 95 Bảng 4.15 Các giá trị bj tốc độ 300 m/p 96 Bảng 4.16 Các giá trị bj tốc độ 400 m/p 96 Bảng 4.17 Các giá trị bj tốc độ 200 m/p 97 Bảng 4.18 So sánh lực cắt phay thƣờng phay cao tốc 97 Bảng 4.19 Kết đo độ mòn mặt sau thời điểm 15 phút 98 Bảng 4.20 Các giá trị bj tốc độ 300 m/p 99 Bảng 4.21 Kết đo độ mòn mặt trƣớc thời điểm 15 phút 100 Bảng 4.22 Các giá trị bj tốc độ 300 m/p 101 Bảng 4.23 Kết thực nghiệm đo độ mòn mặt sau gia công góc nghiêng θ khác 101 Bảng 4.24 Kết thực nghiệm đo độ mòn mặt trƣớc gia công góc nghiêng θ khác 103 Bảng 4.25 Kết đo độ nhám bề mặt phay mặt đầu 104 Bảng 4.26 Các giá trị bj tốc độ 300 m/p 105 Bảng 4.27 So sánh độ nhám phay thƣờng phay cao tốc 106 Bảng 4.28 Chế độ công nghệ gia công nghiêng dao 107 Bảng 4.29 Kết thực nghiệm gia công nghiêng dao 108 Bảng 4.30 Kết đo độ nhám bề mặt 109 Bảng 4.31 Các giá trị bj tốc độ 300 m/p 110 Bảng 4.32 So sánh độ nhám phay thƣờng phay cao tốc 110 Bảng PL1.1 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay mặt đầu 119 Bảng PL1.2 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay dao phay ngón đầu cầu 119 -vi- Bảng PL1.3 Quy hoạch thực nghiệm thông số đầu vào phay dao phay mặt đầu 119 Bảng PL1.4 Quy hoạch thực nghiệm thông số đầu vào phay dao phay ngón đầu cầu 120 Bảng PL2 Tiêu chuẩn Student 121 ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.1 Tiêu chuẩn Fisher f 122 ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.3 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp) 124 ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.4 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp) 125 ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.5 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp) 126 ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.6 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp) 127 ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.7 Tiêu7chuẩn Fisher f (tiếp) 128 Bảng PL 4: Các giá trị Ra, Rz chiều dài chuẩn L ứng với cấp độ nhám bề mặt 129 -vii- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Nhiệt độ phay cao tốc theo dự đoán Salomon [32] Hình 1.2 Vùng tốc độ cắt cho dạng gia công [30] Hình 1.3 Ảnh hƣởng vận tốc cắt đến lực cắt Hình 1.4 Các vùng nhiệt cắt khác trình cắt vuông góc Hình 1.5 Đƣờng cong nhiệt Salomon Mc Gee Hình 1.6 Nhiệt cắt chi tiết dao v =600 m/phút, Sz=0,25mm/răng Hình 1.7 Ảnh hƣởng vận tốc cắt đến nhiệt cắt Hình 1.8 So sánh khả bóc tách vật liệu phay truyền thống phay cao tốc [41] Hình 1.9 Nhám bề mặt cắt dao phay ngón đầu cầu 10 Hình 1.10 Khuôn đúc pha đèn trƣớc 10 Hình 1.11 Điện cực đồng để gia công EDM 11 Hình 1.12 Khuôn dập 11 Hình 1.13 Các kiểu khuôn để gia công cao tốc 11 Hình1.14 Điện cực EDM có thành mỏng 11 Hình 1.15 Bộ phân phối nhiên liệu 12 Hình 1.16 Chi tiết phận hạ cánh máy bay vận tải Boeing Cargo C-17 12 Hình 1.17 So sánh thành phần lực cắt với độ sâu dọc trục khác thuận phay nghịch tốc độ cắt 314 m / phút chiều sâu cắt theo phƣơng bán kính ae= 0,5 mm 13 Hình 2.1 Mảnh hợp kim có CBN mũi mảnh CBN nguyên khối 16 Hình 2.2 Dụng cụ có lớp phủ TiCN 16 Hình 2.3 Kết cấu máy phay cao tốc 18 Hình 2.4 Trục máy gia công tốc độ cao (Fischer170-40-40:40 krpm/40kW,SK63F) 18 Hình 2.5 Ổ với bi làm ceramic 19 Hình 2.6 Vít me đai ốc bi 19 Hình 2.7 Bàn xoay máy CNC 20 Hình 2.8 Trung tâm phay cao tốc Mikron UCP600 22 Hình 2.9 Sơ đồ trình hình thành phoi 22 Hình 2.10 Sự biến dạng kim loại vùng cắt [9] 23 Hình 2.11 Các dạng phoi cắt [9] 24 Hình 2.12 Phoi sinh từ vận tốc cắt khác (f =10µm/vòng, t = 100µm) [47] 25 Hình 2.13 Bề dày phoi thay đổi vận tốc cắt khác (f =10µm/vòng, t = 100µm) [47] 25 Hình 2.14 Hình thái phoi nhận đƣợc vùng gia công thông thƣờng gia công cao tốc [47] 25 Hình 2.15 Mặt cắt việc hình thành phoi gia công cắt [47] 26 Hình 2.16 Tần số phoi xếp diện tích phoi xếp bị biến dạng thay đổi vận tốc cắt [47] 26 Hình 2.17 Dao phay mặt đầu 27 Hình 2.18 Chiều dày cắt phay 28 Hình 2.19 Lực cắt thay đổi hƣớng gia công [9] 28 -viii- Hình 2.20 Lực cắt phay mặt đầu 29 Hình 2.21 Phƣơng trình đƣờng xicloit (trên) phƣơng trình xấp xỉ đƣờng tròn (dƣới) [13] 30 Hình 2.22 Lƣợng chạy dao phay [13] 30 Hình 2.23 Góc dao vào, góc dao phay nghịch (a) phay thuận (b) 31 Hình 2.24 Lực cắt phay cao tốc [13] 31 Hình 2.25 Mô hình trình phay cao tốc [13] 32 Hình 2.26 Mài mòn hạt mài (cào xƣớc) 35 Hình 2.27 Cơ chế mài mòn dụng cụ 35 Hình 2.28 Mài mòn chảy dính 36 Hình 2.29 Mòn khuếch tán 36 Hình 2.30 Mòn ôxy hóa 36 Hình 2.31 Mòn nhiệt 37 Hình 2.32 Mòn mặt sau dao phay ngón 37 Hình 2.33 Mòn mặt trƣớc dao phay ngón 38 Hình 2.34 Mòn mặt trƣớc mặt sau 38 Hình 2.35 Mòn tù lƣỡi cắt dao phay ngón 38 Hình 2.36 Độ mòn mặt sau liên quan đến thời gian tốc độ cắt khác [36] 38 Hình 2.37 Ảnh hƣởng tốc độ cắt đến tuổi bền dao phay ngón rãnh xoắn phủ Cooltop gia công vật liệu Uddeholm Impax Hi Hard(CMC 03.22), 380HB [38] 39 Hình 2.38 Ảnh hƣởng lƣợng chạy dao đến tuổi bền dao phay ngón rãnh xoắn phủ Cooltop gia công vật liệu Uddeholm Impax Hi Hard (CMC 03.22), 380HB [38] 40 Hình 2.39 Ảnh hƣởng chiều sâu cắt ar đến tuổi bền dao phay ngón rãnh xoắn phủ Cooltop gia công vật liệu Uddeholm Impax Hi Hard (CMC 03.22), 380HB [38] 40 Hình 2.40 Sơ đồ xác định độ nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết máy 42 Hình 2.41 Bề mặt đƣợc số hóa theo ba kích thƣớc 43 Hình 2.42 Định nghĩa hƣớng vết gia công bề mặt 46 Hình 2.43 Đƣờng cong tỉ lệ vùng chịu lực 47 Hình 2.44 Ảnh hƣởng hình dáng hình học dụng cụ cắt chế độ cắt đến độ nhám bề mặt tiện [16] 49 Hình 2.45 Mối quan hệ vận tốc cắt với độ nhấp nhô tế vi lớp bề mặt [10] 50 Hình 2.46 Mối quan hệ vận tốc cắt V độ nhám bề mặt Ra 50 Hình 2.47 Mối quan hệ lƣợng tiến dao s độ nhám bề mặt Ra 51 Hình 2.48 Lƣợng tiến dao bán kính dao cắt ảnh hƣởng đến độ nhám bề mặt [22] 52 Hình 2.49 So sánh nhiệt trình gia công phƣơng pháp gia công truyền thống 52 gia công cao tốc 52 Hình 2.50 Các phƣơng pháp bôi trơn HSM 53 Hình 2.51 Các vùng sinh nhiệt trình cắt 55 Hình 2.52 Giao diện phần mềm ThermaCAM [58] 59 Hình 2.53 So sánh mức độ truyền nhiệt gia công HSM gia công truyền thống 59 Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu trình phay thực nghiệm 61 -ix- Hình 3.2 Mô hình phay trục 62 Hình 3.3 Mô hình phay trục 62 Hình 3.4 Mô hình thực nghiệm 62 Hình 3.5 Gia công mặt nghiêng 62 Hình 3.6 Gia công mặt cong dao phay ngón đầu cầu 62 Hình 3.7 Gia công mặt cong dao phay ngón đầu cầu 63 Hình 3.8 Gia công hốc phức tạp dao phay ngón đầu cầu 63 Hình 3.9 Gia công mặt cong dao phay mặt đầu 63 Hình 3.10 Mô hình thực nghiệm khảo sát ảnh hƣởng góc nghiêng dao hƣớng gia công 63 Hình 3.11 Hình ảnh máy UCP 600 65 Hình 3.12 Dao phay mặt đầu [14] 66 Hình 3.13 Dao phay ngón đầu cầu [14] 66 Hình 3.14 Thiết bị đo lực cắt biểu đồ đo lực 67 Hình 3.15 Máy đo độ nhám bề mặt chuyên dùng SV-C300CNC 68 Hình 3.16 Máy hiển vi quang học Quick Scope QS250Z kết đo 68 Hình 3.17 Hình ảnh vết mòn mặt sau dao phay ngón đầu cầu trƣớc sau gia công 68 Hình 3.18 Hình ảnh vết mòn mặt trƣớc dao phay ngón đầu cầu trƣớc sau gia công 69 Hình 3.19 Sơ đồ đối tƣợng nghiên cứu có nhiễu [4] 70 Hình 3.20 Mô hình đối tƣợng công nghệ MIMO (nhiều vào, nhiều ra) [4] 71 Hình 3.22 Màn hình lựa chọn số yếu tố đầu vào phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm 80 Hình 3.23 Các bƣớc thực phần mềm DX6 81 Hình 3.24 Lựa chọn hiển thị dạng điểm 81 Hình 3.26 Dạng phƣơng trình hồi quy tìm đƣợc 82 Hình 3.27 Kết giải toán tối ƣu 82 Hình 3.28 Lƣu đồ thuật toán bƣớc thực toán QHTNTG cấp I 84 Hình 4.1 Mô hình phay hốc 88 Hình 4.2 Bản vẽ chi tiết gia công 89 Hình 4.3 Hình ảnh chi tiết mẫu gia công 89 Hình 4.4 Ảnh hƣởng v,s,t đến Fx 92 Hình 4.5 Ảnh hƣởng v, s, t đến Fy 92 Hình 4.6 Ảnh hƣởng v,s,t đến Fz 93 Hình 4.7 Ảnh hƣởng t, s, v đến Fxc 96 Hình 4.8 Ảnh hƣởng t, s, v đến Fyc 97 Hình 4.9 Ảnh hƣởng t, s, v đến Fzc 97 Hình 4.10 Ảnh hƣởng v,s,t đến VB 99 Hình 4.11 Ảnh hƣởng v,s,t đến Bcr 101 Hình 4.12 Kết mòn mặt sau gia công mặt nghiêng phƣơng pháp cắt 102 Hình 4.13 Kết mòn mặt trƣớc gia công mặt nghiêng phƣơng pháp cắt 103 -x- PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Bộ số liệu thực nghiệm điểm sở Bảng PL1.1 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay mặt đầu Các yếu tố Mức +1 Mức dƣới -1 Mức sở Khoảng biên thiên X1(t) 0,6 0,2 0,4 0,2 X2(s) 0,07 0,03 0,05 0,02 X3(v) 400 200 300 100 Bảng PL1.2 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay dao phay ngón đầu cầu Các yếu tố Mức +1 Mức dƣới -1 Mức sở Khoảng biên thiên X1(t) 0,6 0,2 0,4 0,2 X2(s) 0,7 0,3 0,5 0,2 X3(v) 400 200 300 100 Bảng PL1.3 Quy hoạch thực nghiệm thông số đầu vào phay dao phay mặt đầu TT 10 11 X1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 0 Biến mã hoá X2 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 0 X3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 0 t(mm) 0,2 0,6 0,2 0,6 0,2 0,6 0,2 0,6 0,4 0,4 0,4 -119- Biến thực nghiệm S(mm/r) V(m/ph) 0,03 200 200 0,03 200 0,07 200 0,07 400 0,03 400 0,03 400 0,07 400 0,07 300 0,05 0,05 300 0,05 300 Bảng PL1.4 Quy hoạch thực nghiệm thông số đầu vào phay dao phay ngón đầu cầu TT 10 11 X1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 0 Biến mã hoá X2 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 0 X3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 0 -120- Biến thực nghiệm t(mm) S(mm/r) V(m/ph) 0,2 0,3 200 200 0,6 0,3 200 0,2 0,7 200 0,6 0,7 400 0,2 0,3 400 0,6 0,3 400 0,2 0,7 400 0,6 0,7 300 0,4 0,5 0,4 0,5 300 0,5 300 0,4 PHỤ LỤC 2: Tiêu chuẩn Student Bảng PL2 Tiêu chuẩn Student Bậc tự Mức độ ý nghĩa p=0.05 Mức độ ý nghĩa p=0.01 12,71 63,66 4,3 9,92 3,18 5,84 2,78 4,6 2,57 4,03 2,45 3,71 2,36 3,5 2,21 3,36 2,26 3,25 10 2,23 3,17 11 2,2 3,11 12 2,18 3,05 13 2,16 3,01 14 2,14 2,98 15 2,13 2,95 16 2,12 2,92 17 2,11 2,9 18 2,1 2,88 19 2,09 2,86 20 2,09 2,85 21 2,08 2,83 22 2,07 2,82 23 2,07 2,81 24 2,06 2,8 25 2,06 2,79 26 2,06 2,78 27 2,05 2,77 28 2,05 2,76 29 2,05 2,76 30 ∞ 2,04 1,96 2,75 2,58 -121- ( n ,n ) PHỤ LỤC 3: Tiêu chuẩn Fisher f ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.1 Tiêu chuẩn Fisher f -122- ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.2 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp -123- ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.3 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp) -124- ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.4 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp -125- ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.5 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp -126- ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.6 Tiêu chuẩn Fisher f (tiếp -127- ( n1 ,n2 ) Bảng PL3.7 Tiêu7chuẩn Fisher f (tiếp) -128- Bảng PL 4: Các giá trị Ra, Rz chiều dài chuẩn L ứng với cấp độ nhám bề mặt Cấp độ nhám bề mặt Loại Thông số nhám (μm) Ra Rz Từ 320 đến 160 [...]... giả đã giải quyết ảnh hƣởng của các thông số chế độ cắt đến lực cắt, mòn dao, nhám bề mặt, rung động, thực hiện tối ƣu hóa chế độ cắt và điều khi n thích nghi trên máy phay CNC Qua đó cho thấy để hoàn thiện hơn trong gia công phay và nghiên cứu động lực học gia công trong phay cao tốc, cần nghiên cứu ảnh hƣởng của thông số chế độ cắt (tốc độ cắt, lƣợng chạy dao, chiều sâu cắt) , của góc nghiêng dụng cụ... Chƣơng 4 Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hƣởng của chế độ cắt đến lực cắt, mòn dao và độ nhám bề mặt khuôn khi phay trên máy UCP600  Kết luận và hƣớng nghiên cứu tiếp theo -3- CHƢƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CAO TỐC 1.1 Định nghĩa về gia công cao tốc Gia công tốc độ cao (High Speed Machining- HSM) đƣợc xem là một trong những lĩnh vực chính của ngành chế tạo máy Thực ra gia công cao tốc không... mặt công nghệ gia công cắt gọt đặc biệt trong gia công cao tốc đòi hỏi có những nghiên cứu sâu, chất lƣợng và hiệu quả, trong thời đại ngày nay ngành công nghệ chế tạo khuôn mẫu đang đƣợc phát triển và có nhu cầu rất lớn, một trong những thế mạnh trong công nghệ sản xuất khuôn là gia công cao tốc Điều này thôi thúc tác giả nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến một số thông số đặc. .. suất cao dể tăng hiệu quả làm mát Bảng 2.1 So sánh tốc độ của máy gia công cao tốc và máy gia công thường Các thông số Gia công thường Gia công cao tốc Tốc độ trục chính (vg/ph) 4.000 8.000 - 50.000 Tốc độ chạy dao trên các trục (mm/ph) 10.000 2.500 - 60.000 Tốc độ chạy dao nhanh (mm/ph) 20.000 20.000 - 60.000 Gia tốc (g) - 0,5 - 2,0 So sánh một số thông số về tốc độ của máy gia công cao tốc và máy gia. .. nghiên cứu trong lĩnh vực gia công cao tốc, tuy vậy đây là một phƣơng pháp công nghệ mới còn có nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu làm sáng tỏ, đầy đủ các thông số ảnh hƣởng và mức độ ảnh hƣởng của các thông số đó trong quá trình gia công cao tốc - Đặc biệt đối với trong nƣớc cũng chƣa có nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ trong gia công phay cao tốc đến chất lƣợng bề mặt khuôn - Với sự phát... cho rằng gia công cao tốc là sử dụng tốc độ cắt lớn gấp nhiều lần gia công thông thƣờng (2-50 lần) Một số ví dụ về tốc độ cắt trong gia công thông thƣờng và tốc độ cắt trong gia công cao tốc đƣợc thể hiện ở bảng 1.1 Bảng 1.1 So sánh vận tốc cắt sử dụng trong gia công thông thường và gia công cao tốc Vật liệu Steel 01.2 Steel 02.1/2 Steel 03.11 Steel 03.11 Steel 04 GCl 08.1 Al/Kirsite Non-Ferr Độ cứng... Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến một số thông số đặc trưng khi gia công cao tốc bề mặt khuôn nhằm mục đích xác định chế độ cắt và phƣơng pháp cắt hiệu quả trong quá trình phay cao -1- tốc góp phần vào khai thác, sử dụng có hiệu quả máy và thiết bị phay cao tốc trong sản xuất và các nghiên cứu tiếp theo I Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu *) Mục đích nghiên cứu Mục đích của luận án là... là tìm ra mối quan hệ giữa chế độ cắt, chiến lƣợc chạy dao, góc nghiêng dao đến lực cắt, mòn dao và độ nhám bề mặt làm cơ sở để nâng cao năng suất và chất lƣợng sản phẩm khi phay cao tốc bề mặt khuôn *) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Luận án nghiên cứu về lý thuyết liên quan đến sự hình thành nhám và các thông số đặc trƣng ảnh hƣởng đến nhám bề mặt khi phay cao tốc Nghiên cứu, ứng dụng trên phần mềm... dụng để gia công tinh thép cứng với cả tốc độ và lƣợng chạy dao cao Gia công cao tốc có đƣợc hiệu quả cả về năng suất, chất lƣợng khi gia công các chi tiết từ thô đến tinh cũng nhƣ siêu tinh Chính vì vậy phƣơng pháp này thích hợp với công nghệ gia công khuôn 1.2 Đặc điểm phay cao tốc Phay cao tốc nâng cao khả năng cắt vật liệu, chất lƣợng bề mặt và độ bền của dụng cụ cắt nhờ việc tăng tốc độ cắt, giảm... quan hệ của lực cắt, mòn dao và độ nhám với các thông số chế độ cắt khi phay cao tốc bề mặt khuôn Xác định đƣợc phƣơng pháp cắt và góc nghiêng trục dao phay ngón đầu cầu hợp lý trong gia công khuôn V Cấu trúc của luận án Luận án gồm các phần chính sau:  Mở đầu  Chƣơng 1 Nghiên cứu tổng quan về phay cao tốc  Chƣơng 2 Nghiên cứu các đặc trƣng cơ bản của quá trình phay cao tốc  Chƣơng 3 Nghiên cứu xây ... nhu cầu lớn, mạnh công nghệ sản xuất khuôn gia công cao tốc Điều thúc tác giả nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến số thông số đặc trưng gia công cao tốc bề mặt khuôn Trong điều... tục nghiên cứu làm sáng tỏ, đầy đủ thông số ảnh hƣởng mức độ ảnh hƣởng thông số trình gia công cao tốc - Đặc biệt nƣớc chƣa có nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ gia công phay cao tốc đến. .. gia công thông thƣờng (2-50 lần) Một số ví dụ tốc độ cắt gia công thông thƣờng tốc độ cắt gia công cao tốc đƣợc thể bảng 1.1 Bảng 1.1 So sánh vận tốc cắt sử dụng gia công thông thường gia công cao