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

-1MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Gia công tinh giai đoạn gia công quan trọng trình công nghệ gia công Nó vấn đề mà ngành công nghệ chế tạo máy cần tập trung giải nhằm để tạo sản phẩm, chi tiết máy đạt yêu cầu kỹ thuật hiệu kinh tế Đặc biệt gia công khuôn mẫu, bề mặt khuôn thường bề mặt phức tạp, có yêu cầu độ xác cao kích thước, vị trí, hình dáng hình học độ nhẵn bóng bề mặt Trước gia công khuôn mẫu người ta thường dùng phương pháp gia công máy công cụ thông thường máy CNC gia công tinh tay, song phương pháp nhiều thời gian, chất lượng không ổn định, phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm, tay nghề công nhân chi phí sản xuất cao Chính công nghiệp khuôn mẫu ta chưa đáp ứng nhu cầu sản xuất khuôn có bề mặt bóng gương mà phải nhập ngoại Để khắc phục tình trạng ngành công nghiệp chế tạo khuôn người ta áp dụng Công nghệ phay cao tốc kết hợp với quy trình đánh bóng khuôn dụng cụ hạt mài P – HSM) công nghệ quan trọng công nghệ gia công khí Thực tế công nghệ gia công cao tốc giới phát triển mạnh, Việt Nam phay cao tốc mới, Doanh nghiệp sở sản xuất gặp khó khăn khai thác đầu tư Với mục tiêu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết khuôn từ công nghệ phay để giảm thời gian gia công tinh bóng dụng cụ mang hạt mài tác giả tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ phay cao tốc trình gia công khuôn Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực nghiệm Ngoài xét ảnh hưởng yếu tố vật liệu dụng cụ cắt thông số hình học dụng cụ hãng chế tạo dụng cụ cắt nghiên cứu đưa khuyến cáo [38,50] Đối với thiết bị hay trung tâm gia công định suất hay độ nhám bề mặt phụ thuộc chủ yếu vào thông số công nghệ Đặc biệt bề mặt chi tiết sau phay cao tốc đạt độ bóng bề mặt tương đương với phương pháp mài, thời gian đánh bóng bề mặt sau phay cao tốc giảm nhiều so với phương pháp phay truyền thống, suất bóc tách cao phương pháp phay truyền thống [41] -2Tuy vậy, dụng cụ cắt mòn nhanh trình gia công tốc độ cắt lớn Những phân tích sở, tiền đề cho tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến số thông số đặc trưng gia công cao tốc bề mặt khuôn” nhằm mục đích xác định chế độ cắt phương pháp cắt hiệu trình phay cao tốc góp phần vào khai thác, sử dụng có hiệu máy thiết bị phay cao tốc sản xuất nghiên cứu Mục đích nghiên cứu ối quan hệ chế độ cắt, chiến lược chạy dao, góc nghiêng dao đến lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt làm sở để nâng cao suất chất lượng sản phẩm phay cao tốc bề mặt khuôn Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu hình thành nhám thông số đặc trưng ảnh hưởng đến nhám bề mặt gia công cao tốc Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 xây dựng hàm quan hệ toán học thông số chế độ cắt với yếu tố: lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt phay cao tốc Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn *) Ý nghĩa khoa học: xác định mối quan hệ số yếu tố công nghệ đến thông số đặc trưng HSM : ảnh hưởng thông số công nghệ đến lực cắt, mòn dao nhám bề mặt hành *) Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu tài liệu tham khảo phục vụ cho nghiên cứu tiếp theo, sở để nhà công nghệ chọn phương pháp, chế độ cắt phay cao tốc thực tiễn phay cao tốc -36 Những đóng góp Đã xây dựng kết nối hệ thống trang thiết bị đảm bảo tính khoa học độ tin cậy phục vụ cho nghiên cứu thực nghiệm Đã nghiên cứu thực nghiệm để so sánh làm rõ ưu điểm phay cao tốc so với phay truyền thống số trường hợp Đã đánh giá mức độ ảnh hưởng thông số công nghệ đến lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt chi tiết trình phay cao tốc bề mặt khuôn dao phay mặt đầu dao phay ngón đầu cầu vật liệu thép hợp kim SKD11 phần mềm DX6 Đã xây dựng hàm quan hệ lực cắt, mòn dao độ nhám với thông số chế độ cắt phay cao tốc bề mặt khuôn Đã xác định phương pháp cắt góc nghiêng trục dao phay ngón đầu cầu hợp lý gia công khuôn Cấu trúc luận án  Phần mở đầu  Chương Nghiên cứu tổng quan phay cao tốc  Chương Nghiên cứu đặc trưng trình phay cao tốc  Chương Nghiên cứu xây dựng hệ thống thí nghiệm  Chương Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt đến lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt khuôn phay máy UCP600  Kết luận hướng nghiên cứu -4CHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHAY CAO TỐC 1.1 Định nghĩa gia công cao tốc Định nghĩa HSM công bố Carl Salomon vào năm 1931 Dựa nghiên cứu cắt kim loại thép hợp kim màu: vận tốc cắt vc = 440 m/phút (thép), 1600 m/phút (đồng), 16.500 m/phút (nhôm) ông cho tốc độ cắt định (khoảng gấp đến 10 lần so với gia công thông thường), nhiệt độ vùng tiếp giáp dụng cụ với phoi bắt đầu giảm Trên thực tế, gia công cao tốc không đơn cắt với vận tốc cao Nó trình mà gia công thực với phương pháp thiết bị đặc biệt Một số định nghĩa thông dụng gia công cao tốc vào yếu tố: - Tỉ lệ D.n - đường kính ổ đỡ nhân với tốc độ trục cao (mm.vòng/phút) - Tỉ lệ công suất với tốc độ nhanh trục (hp/rpm) - Cả yếu tố không cắt Đó tốc độ dịch chuyển nhanh tốc độ tự động thay đổi dụng cụ 1.2 Đặc điểm phay cao tốc Phay cao tốc nâng cao khả cắt vật liệu, chất lượng bề mặt độ bền dụng cụ cắt nhờ việc tăng tốc độ cắt, giảm tiết diện phoi lực ma sát Ở vận tốc cắt thường, tăng tốc độ cắt lực cắt tăng theo Tuy nhiên, tốc độ vượt giới hạn định, lực cắt bắt đầu giảm [53] Nguyên nhân lực cắt chịu tác động đồng thời hai yếu tố nhiệt độ biến dạng, kết cuối ảnh hưởng tổng hợp biến dạng, độ đàn hồi vật liệu 1.3 So sánh phay cao tốc với phay truyền thống Khác biệt quan trọng phay cao tốc phay thông thường yếu tố suất có độ xác, chất lượng bề mặt cao Với gia công cao tốc, hầu hết nhiệt sản sinh giảm thiểu tập trung vào phoi, dụng cụ quan trọng chi tiết gia công nhiệt độ Điều hiệu gia công tinh chi tiết có thành mỏng không làm biến dạng nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công Phay cao tốc có hiệu suất, chất lượng gia công chi tiết vật liệu cứng, từ thô đến tinh siêu tinh Chính phương pháp thích hợp với công nghệ gia công khuôn -51.4 Ứng dụng phay cao tốc: chia thành nhóm - Trong ngành công nghiệp hàng không, nơi mà kết cấu thân máy bay gia công tảng nhôm lớn - Bao gồm việc gia công cách tập trung nguyên công để sản xuất linh kiện cho nhiều ngành công nghiệp khác ví dụ như: động cơ, máy tính y tế Do thay đổi nhanh dụng cụ kiểm soát đường dẫn dao quan trọng nguyên công - Nhóm ứng dụng thứ cho ngành công nghiệp khuôn, ngành tạo hình khối phức tạp từ vật liệu cứng (bóc kim loại nhanh để tạo vùng lòng khuôn gia công tinh để đạt độ xác độ bóng bề mặt cao khuôn) 1.5 Các công trình nghiên cứu nƣớc  Nghiên cứu tác giả nước Tác giả Omar E.E.K.M.H Omar nghiên cứu xác định hệ số lực cắt, lực cắt đánh giá trình gia công phay cao tốc Trên sở tác giả tác giả thực nghiệm đánh giá xác định tần số riêng dụng cụ cắt, đồ gá hệ thống gia công ảnh hưởng độ đảo dụng cụ cắt đến rung động Yueqi Guan nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp toán học dựa lý thuyết tính toán lực cắt nguyên tắc gia công để mô tả mô hình lực cắt 3D phay cao tốc trường hợp phay phẳng, tác giả tính toán độ dày phoi tức thời dựa định hướng thật xxay dựng mô hình tính toán lực cắt xây dựng theo phương pháp tích phân Ahmet Cekic đồng nghiệp nghiên cứu tác động thông số cắt đến lực cắt trình tốc độ cao phay mặt rên thép hợp kim EN 10.083-3 (41Cr4), nhóm đưa kết luận tăng tốc độ cắt lực cắt FR giảm Ngoài nhóm tác giả chi lượng chạy dao có ảnh hưởng đáng kể giá trị lực cắt Soichi Ibaraki đồng nghiệp nghiên cứu để so sánh hiệu phay cao tốc, hiệu chiến lược gia công điều kiện cắt cắt hiệu quả, sau điều kiện gia công lên kế hoạch cách tối ưu để tối đa hóa suất M Boujelbene đồng nghiệp nghiên cứu tác động hướng dụng cụ tốc độ cắt hiệu đến chất lượng kết cấu -6bề mặt phay nhiều trục Nhóm nghiên cứu nhược điểm gia công ba trục tồn gia công tốc độ cắt thấp Tác giả S.Zhang & J.F Li & J.Sun & F Jiang nghiên cứu, dự đoán mòn dụng cụ lực cắt thay đổi phay cao tốc sử dụng dao phay ngón chắp, để gia công biên dạng vật liệu hợp kim Ti-6Al4V không sử dụng dung dịch tưới nguội Nghiên cứu tác giả sở lý luận quan trọng để nghiên cứu ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt Tác giả V V K Lakshmi, Dr K Venkata Subbaiah nghiên cứu mô hình hóa tối ưu hóa độ nhám bề mặt suất cắt gia công thép cứng để hoàn thiện toán công nghệ Các nghiên cứu nước giữ bí mật công nghệ, chưa có tài liệu hướng dẫn chi tiết cụ thể  Nghiên cứu tác giả nước Trong nước, có số báo nghiên cứu gia công cao tốc, lĩnh vực gia công phay cao tốc có công trình tác giả TS Phan Văn Hiếu nghiên cứu “Xác định miền ổn định gia công máy phay CNC ba trục tốc độ cao” tìm biểu đồ quan hệ chiều sâu cắt tốc độ trục (miền ổn định phay), tác giả NCS Hoàng Tiến Dũng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội nghiên cứu mô hình hóa trình cắt phay máy phay CNC dao phay ngón liền khối gia công thép 45 máy phay trục, tác giả giải ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt, mòn dao, nhám bề mặt, rung động, thực tối ưu hóa chế độ cắt điều khiển thích nghi máy phay CNC Qua cho thấy để hoàn thiện gia công phay nghiên cứu động lực học gia công phay cao tốc, cần nghiên cứu ảnh hưởng thông số chế độ cắt: tốc độ cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt tới thông số xuất sau trình cắt: lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt, ảnh hưởng góc nghiêng dụng cụ tới độ nhám bề mặt Qua hoàn thiện sở liệu gia công phay nói chung phay cao tốc nói riêng Tuy nhiên công trình Việt Nam nghiên cứu vật liệu thép bon kết cấu mà chưa quan tâm đến cụ thể đến lĩnh vực công nghệ gia công khuôn mẫu 1.6 Giới hạn vấn đề nghiên cứu Xuất phát từ điều kiện nghiên cứu cần thiết ngành chế tạo khuôn mẫu mà mô hình nghiên cứu thực điều kiện cụ thể sau: -7- Thiết bị gia công: máy phay cao tốc trục UCP600 - Vật liệu thực nghiệm: thép làm khuôn SKD11 - Dụng cụ cắt gia công thép có độ cứng 19- 48 HRC  Khi phay dao phay mặt đầu: dùng dao mặt đầu ф 32  Khi phay dao phay ngón đầu cầu: dùng dao cầu ф10 mm Trong khuôn khổ luận án điều kiện thiết bị, kinh phí thời gian có hạn vấn đề nghiên cứu giới hạn nghiên cứu ảnh hưởng thông số chế độ cắt (vận tốc cắt v, lượng chạy dao s, chiều sâu cắt t), phương pháp cắt chiến lược chạy dao đến thông số đặc trưng: Lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt Kết luận chƣơng - Trên giới có nhiều nhà công nghệ nghiên cứu lĩnh vực gia công cao tốc, phương pháp công nghệ có nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu làm sáng tỏ, đầy đủ thông số ảnh hưởng mức độ ảnh hưởng thông số trình gia công cao tốc - Đặc biệt nước chưa có nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ gia công phay cao tốc đến chất lượng bề mặt khuôn - Với phát triển ngày mạnh mặt công nghệ gia công cắt gọt đặc biệt gia công cao tốc đòi hỏi có nghiên cứu sâu, chất lượng hiệu quả, thời đại ngày ngành công nghệ chế tạo khuôn mẫu phát triển có 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 kiện có nhiều hạn chế thiết bị thực nghiệm, thiết bị đo, cần hoàn thiện nghiên cứu tổng thể phay CNC cao tốc, đề tài tiến hành nghiên cứu vấn đề sau đây: - Nghiên cứu tổng quan công trình nghiên cứu nước giới lĩnh vực phay cao tốc - Nghiên cứu, phân tích sở lý thuyết thông số đặc trưng phay cao tốc dao phay mặt đầu dao phay ngón đầu cầu - Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt, phương pháp cắt chiến lược chạy dao đến thông số đặc trưng trình phay cao tốc gia công khuôn -8CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH PHAY CAO TỐC 2.1 Dụng cụ thiết bị dùng phay cao tốc Dụng cụ cắt dùng gia công cao tốc với yêu cầu tốc độ cắt cao, dụng cụ cắt phải đảm bảo độ cứng vững, khả chống mài mòn cao, để đáp ứng yêu cầu gia công cao tốc thường dùng dụng cụ có lớp phủ CBN, SiN, PCBN, PCD, TiN, TiCN TiAlN… Để gia công cao tốc máy phay phải có yêu cầu cao độ cứng vững, khả chống rung động tốt; công suất động trục phải đủ, trục thiết bị kẹp chặt dao có đồng tâm cao, độ cứng vững cân tốt Bộ điều khiển CNC có khả đáp ứng cho gia công tốc độ cao 2.2 Sự hình thành phoi Trong gia công cao tốc với nhiều thực nghiệm hợp kim nhôm với nhiều vận tốc cắt khác (từ 20÷260 m/s) Reza Yousefi Yoshio Ichida bề phoi thay đổi từ phoi dây dài đến dải bị nhàu tăng vận tốc cắt Khi vận tốc cắt tăng 200 m/s phoi bị nhàu chúng mỏng Hình 2.14 Hình thái phoi nhận vùng gia công thông thường gia công cao tốc [47] 2.3 Lực cắt phay cao tốc  Lực cắt phay mặt đầu Một ưu điểm trội gia công cao tốc so với phương pháp gia công truyền thống lực cắt nhỏ thời gian tác dụng bề mặt chi tiết gia công ngắn Trong mục muốn làm rõ mô hình lực cắt phay cao tốc ảnh hưởng đến chất lượng gia công Khi phay đối xứng ta xác định gần thành phần lực khác theo lực vòng Pv sau [9]: Px = (0.3-0.4).Pv Py = (0.85-0.95).Pv (2.7) Pz = (0.5-0.55).Pv -9- Hình 2.20 Lực cắt phay mặt đầu  Hình 2.25 Mô hình trình phay cao tốc [13] Lực cắt phay ngón Mô hình sử dụng luận án mô hình bậc tự theo truc x y gắn vào dụng cụ cắt hình 2.25 Trong trình phay lực cắt dọc trục không lớn nên ta bỏ qua không xét đây, để mô hình đơn giản ta không xét bậc tự gắn với phôi phôi tương đối cứng vững so với dao phay Lực cắt tiếp tuyến lực cắt hướng tâm tính cho dao cắt thứ j tính theo công thức [13]  Fxj   hxx  a F  p   yj   hyx hxy   fz  x(t )  x(t   )  hyy   y (t )  y (t   )  (2.20) 2.4 Mòn dụng cụ Khi hai vật thể chuyển động tương hai bị mài mòn Độ mòn vật thể phụ thuộc vào chất vật đó, tốc độ chuyển động, điều kiện tiếp xúc (tải trọng, hệ số ma sát), môi trường tiếp xúc (chất bôi trơn) Trong trình gia công (quá trình cắt), dụng cụ cắt bị mài mòn mặt trước mặt sau (mặt trước tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp xúc với bề mặt chi tiết gia công) Mòn, hỏng dụng cụ vấn đề phức tạp, phụ thuộc nhiều yếu tố trình gia công như: đặc tính dụng cụ cắt (thông số hình học dụng cụ cắt, vật liệu dụng cụ cắt, chịu nhiệt tính chống mòn), thông số gia công (dung dịch tưới nguội, chiều sâu cắt, tốc độ cắt lượng chạy dao), phôi gia công (thành phần hóa học vật liệu phôi, độ dẻo dai vật liệu, độ cứng thay đổi), tượng cắt gọt khác trình gia công (ma sát vùng cắt, lực cắt thay đổi trình gia công, rung động, nhiệt độ thay đổi mòn lưỡi cắt trình gia công) 2.5 Nhám bề mặt Độ nhám bề mặt yếu tố đặc trưng quan trọng cho chất lượng bề mặt chi tiết máy trình gia công, trình gia công - 10 nhà công nghệ muốn thay đổi chế độ công nghệ để có chế độ cắt tối ưu sản phẩm đạt suất, chất lượng bề mặt cao để đánh giá độ nhám Hình dáng tế vi lớp bề mặt gia công có ảnh hưởng nhiều đến tính chất làm việc chi tiết máy Tuy nhiên trước người ta thường để ý đến chiều cao nhấp nhô tế vi Rz sai lệch Profin trung bình Ra vài tiêu khác Rq, Sm,S, tp…Hình dáng bề mặt đại quan thường đánh giá bước sóng thông qua chiều cao sóng H bước sóng L Trong luận án tác giả muốn làm rõ số thông số đặc trưng cho độ nhám 3D bề mặt chi tiết gia công, ảnh hưởng đến tính chất làm việc chi tiết máy 2.6 Ảnh hƣởng yếu tố đến nhám bề mặt Ngoài ảnh hưởng in dập hình học dụng cụ chế độ cắt lên bề mặt gia công, lớp bề mặt vật liệu gia công bị biến dạng dẻo mạnh, cấu trúc tinh thể nhỏ biến thành cấu trúc sợi, làm hình dáng độ nhám bề mặt thay đổi nhiều Mức độ biến dạng phụ thuộc vào vật liệu gia công, chế độ cắt, dung dịch trơn nguội v.v 2.7 Ảnh hƣởng lực, nhiệt cắt rung động đến nhám bề mặt phay cao tốc Về bản, yếu tố hình thành bề mặt gia công cao tốc tương tự gia công thông thường Tuy nhiên, có khác biệt phân bố nhiệt vùng cắt (chi tiết - phoi- dụng cụ) giảm lực cắt tốc độ vượt giới hạn cụ thể Nó giúp làm giảm độ nhám bề mặt tăng độ xác gia công Vết gia công tạo phay dao mặt đầu có góc lượn lưỡi cắt biểu diễn hình 2.48 Hình 2.48 Lượng tiến dao bán kính dao cắt ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt [22] Chiều cao nhấp nhô bề mặt tạo in dập hình học lưỡi cắt tính gần công thức: (2.50) [22] Y  CR  CR  f z  f z2 8CR (2.50) 2.8 Ảnh hƣởng chế độ tƣới nguội đến nhám bề mặt Khi gia công theo cách truyền thống, nhiệt đủ thời gian để lan truyền sang chi tiết dao nên ta thường sử dụng dung dịch trơn nguội để tránh nhiệt độ tăng cao Nhiệt truyền từ chi tiết, - 11 dao, đồ gá dao dần đến trục Kết không đảm bảo dung sai có biến dạng nhiệt chi tiết dao Một yếu tố giúp đem lại ưu điểm cho HSM khả làm thoát phoi hoàn toàn khỏi vùng gia công Việc tránh cắt lại vào phoi gia công thép quan trọng để kéo dài tuổi bền dao đảm bảo an toàn cho trình gia công 2.9 Nhiệt cắt phay cao tốc Trong gia công phay cao tốc nhiệt chi tiết dao giữ mức thấp (phần lớn nhiệt sinh trình gia công loại bỏ với phoi), nâng cao tuổi bền dao Mặt khác, ứng dụng phay cao tốc, chiều sâu cắt nhỏ thời gian lưỡi cắt tiếp xúc ngắn Có thể nói lượng chạy dao nhanh tốc độ truyền nhiệt 2.10 Rung động phay cao tốc Trong trình gia công cắt gọt muốn đạt độ xác, độ bóng bề mặt cao tuổi bền dụng cụ cắt cao, điều quan trọng hệ thống công nghệ không rung động rung động giới hạn cho phép [1] Trong thực tế gia công hệ thống công nghệ trình cắt gọt mà không xảy tượng rung động, tồn trình cắt gọt Trong trình gia công rung động phát sinh, phát triển gây ổn định trình gia công ảnh hưởng tới độ xác, chất lượng bề mặt tuổi thọ dụng cụ cắt Kết luận chƣơng Chiều cao nhấp nhô hình dạng nhấp nhô tế vi bề mặt với chiều vết gia công có ảnh hưởng đến khả làm việc chi tiết máy [16] Tuy nhiên lâu ta quan tâm tới vài ba thông số đặc trưng cho profile bề mặt chi tiết máy Trong phay cao tốc yếu tố công nghệ yếu tố rung động nguyên nhân gây nên biến dạng trình gia công ảnh hưởng rõ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công mà đặc trưng độ nhám bề mặt Trong chương tác giả nghiên cứu đến vấn đề sau: Nghiên cứu xây dựng mô hình lực cắt phay cao tốc phay mặt đầu, phay dao phay ngón đầu cầu ảnh hưởng đến chất lượng gia công Nghiên cứu chất trình mài mòn dụng cụ, thông số chế độ cắt ảnh hưởng tới lượng mòn dao nguyên nhân gây ổn định phay cao tốc, từ phân tích lý thuyết - 12 sở để tiến hành nghiên cứu xây dựng thực nghiệm sau Nghiên cứu thông số đặc trưng độ nhám bề mặt dạng D 3D Đưa 17 thông số đặc trưng cho độ nhám bề mặt 3D chi tiết gia công Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến độ nhám bề mặt chi tiết phay cao tốc, làm sở lý thuyết để tiến hành thực nghiệm chương CHƢƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM Xây dựng hệ thống thực nghiệm bao gồm lựa chọn mô hình thực nghiệm, điều kiện thực nghiệm, chương đề cập lý thuyết quy hoạch thực nghiệm việc ứng dụng QHTN để xây dựng mối quan hệ yếu tố đầu vào yếu tố đầu Hơn để xây dựng mối quan hệ toán học chế độ cắt với lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt thực nghiệm có kết nhanh xác luận án ứng dụng phần mềm DX6 3.1 Mô hình thực nghiệm Trên sở sơ đồ nghiên cứu trình phay tác giả xây dựng mô hình thực nghiệm để thực nghiệm phay truyền thống hình 3.2, phay cao tốc hình 3.3 hình 3.4 với thông số xác định đo đánh giá đồng thời mô hình thực nghiệm Hình 3.2 Mô hình phay trục Hình 3.3 Mô hình phay trục Hình 3.4 Mô hình thực nghiệm 3.2 Điều kiện thực nghiệm 3.2.1 Máy phay CNC Quá trình phay thực máy phay CNC trục MIKRON UCP 600 trung tâm BK-CNC, Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3.2.2 Phôi thực nghiệm Kích thước phôi: dài 70mm, rộng 70mm, cao 90mm Vật liệu: Thép làm khuôn Nhật SKD11 3.2.3 Dụng cụ cắt - 13 Dụng cụ cắt sử dụng dao phay mặt đầu dao phay ngón đầu cầu hãng Sandvik Các thông số dao thể bảng 3.3 bảng 3.4, dụng cụ cắt gia công thép có độ cứng 1948 HRC - Khi phay dao phay mặt đầu: dùng dao Φ32 - Khi phay dao phay ngón đầu cầu: dùng dao Φ10 3.2.4 Các thiết bị đo Quá trình đo kiểm mẫu thực nghiệm tiến hành Trung tâm đào tạo, nghiên cứu phát triển công nghệ CNC – Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội 3.2.5 Thiết bi đo lực cắt Đồ gá chi tiết lực kế Tập đoàn EMCO cung cấp, có khả đo thành phần lực cắt trình phay, giá trị lực đo được hiển thị lên hình phần mềm cài đặt máy vi tính Kết nối máy tính thông qua giao tiếp RS232 với phần mềm đo lực kèm theo Hình 3.14 Thiết bị đo lực cắt Hình 3.15 Máy đo độ nhám chuyên dùng SV-C300CNC 3.2.6 Thiết bị đo chiều cao nhấp nhô bề mặt Thiết bị đo chiều cao nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết gia công sử dụng thiết bị đo độ nhám bề mặt chuyên dùng SV-C300CNC hãng Mitutoyo Nhật Bản có khả xoay đầu đo phạm vi 1350 kết hợp với đồ gá xoay đặt bàn đo có du xích điều khiển chuyển động theo phương X,Y Cho phép mở rộng phạm vi đo biên dạng mặt cong.v.v 3.2.7 Thiết bị đo mòn dao: Máy hiển vi quang học Quick Scope CNC QS250Z hãng Mitutoyo 3.2.8 Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm QHTN sở phương pháp luận nghiên cứu thực nghiệm đại với sở toán học tảng thống kê toán học Các nguyên tắc QHTN bao gồm: Ít thí nghiệm - Nhiều thông tin - Chất lượng kết [4, 5, 12] 3.3 Phần mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 - 14 Các toán tối ưu kỹ thuật thường toán lớn với tham số với điều kiện đầu vào dẫn tới việc tính toán xác định tham số tối ưu cần khối lượng lớn nhiều thời gian Hiện có nhiều phần mềm xử lý liệu toán này, nhằm giảm thời gian trình thực Trong phần mềm DX6 phần mềm ứng dụng rộng rãi, nên sử dụng phổ biến 3.4 Xây dựng mối quan hệ chế độ cắt đến độ nhám bề mặt, lực cắt mòn dao Máy phay cao tốc UCP máy CNC trục sử dụng có nhiều tham số điều chỉnh vận tốc cắt (v), chiều sâu cắt (t) lượng chạy dao (s) Việc điều chỉnh xác tham số nâng cao suất chất lượng sản phẩm Kết luận chƣơng Trong chương xây dựng mô hình thực nghiệm để nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ v, t, s phay đến lực cắt, độ nhám lượng mòn dụng cụ hai trường hợp phay mặt đầu phay ngón đầu cầu máy phay cao tốc trục Mikron UCP 600 Các trang bị, dụng cụ đo kiểm sử dụng đáp ứng yêu cầu thực nghiệm đề Nghiên cứu phương pháp QHTN, Phương pháp QHTN trực giao nghiên cứu thực nghiệm nhiều yếu tố cho độ tin cậy cao xây dựng mô hình toán học thực nghiệm, cho phép phân tích ảnh hưởng đồng thời nhiều yếu tố đầu vào tới hay nhiều yếu tố đầu trình công nghệ Từ chọn phương pháp QHTN trực giao cấp I xây dựng mối quan hệ yếu tố công nghệ với lực cắt, mòn dao nhám bề mặt Giới hạn ba thông số tốc cắt (v), chiều sâu cắt (t) lượng chạy dao (s) để khảo sát, ba thông số ảnh hưởng quan trọng ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt Trong thực tế, toán quy hoạch thực nghiệm thường có nhiều phép tính, khó tính toán tay Vì cần tính toán ngôn ngữ lập trình phần mềm QHTN chuyên dụng Trong chương giới thiệu áp dụng phần mềm QHTN DX6 sử dụng cho trình thiết kế thực nghiệm việc giải toán tìm mối quan hệ yếu tố công nghệ với lực cắt, mòn dao nhám bề mặt Trên sở phân tích thực nghiệm thống kê nhằm mục đích đánh giá mô hình phay cao tốc - 15 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 TRỤC UCP600 Nghiên cứu trình phay cao tốc thực nghiệm nhằm xây dựng hàm toán học mô tả mối quan hệ đại lượng đầu đại lượng đầu vào trình gia công Làm thực nghiệm so sánh phay thường với phay cao tốc vài trường hợp cụ thể 4.1 Mục đính thực nghiệm Mục đích thực nghiệm đánh giá mức độ ảnh hưởng chế độ cắt đến lực cắt, độ nhám bề mặt mòn dao trình gia công phay cao tốc dao phay mặt đầu dao phay cầu; xác định hàm toán quan hệ thông số đầu với thông số ảnh hưởng chế độ cắt: lực cắt F= f(t,s,v), độ nhám bề mặt Ra=f(t,s,v), độ mòn mặt sau VB=f(t,s,v), mặt trước Bcr=f(t,s,v) 4.2 Xác định miền thực nghiệm Hàm độ nhám bề mặt phay mặt đầu có dạng: Ra= C.tm.sn.vp; phay cầu có dạng: Rac= C1.tm1.sn1.vp1; hàm quan hệ lực cắt phay mặt đầu có dạng: Fx= C2.tm2.sn2.vp2, Fy= C3.tm3.sn3.vp3, Fz= C4.tm4.sn4.vp4; Hàm quan hệ lực cắt phay dao cầu có dạng: Fxc= C5.tm5.sn5.vp5, Fyc= C6.tm6.sn6.vp6, Fzc= C7.tm7.sn7.vp7, hàm quan hệ lượng mòn mặt sau dao: VB=C8.tm8.sn8.vp8, hàm quan hệ lượng mòn mặt trước dao: Bcr=C9.tm9.sn9.vp9 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm lựa chọn mức bảng 4.1 bảng 4.2 Bảng 4.1 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay mặt đầu Các yếu tố X1(t) X2(s) X3(v) Mức +1 0.6 0.07 400 Mức -1 0.2 0.03 200 Mức sở 0.4 0.05 300 Khoảng biên thiên 0.2 0.02 100 Bảng 4.2 Giá trị yếu tố đầu vào thực nghiệm phay dao phay ngón đầu cầu Các yếu tố X1(t) X2(s) X3(v) Mức +1 0.6 0.7 400 Mức -1 0.2 0.3 200 Mức sở 0.4 0.5 300 - 16 Khoảng biên thiên 0.2 0.2 100 4.3 Nội dung thực nghiệm Khi phay phẳng ta lựa chọn phương án chạy dao hình 2.19, sử dụng sơ đồ cắt đối xứng hình 2.19 giai đoạn đầu vào cắt bên trình phay nghịch giai đoạn cắt bên trình phay thuận Vì trình phay mặt đầu lực cắt không liên tục thay đổi giá trị mà thay đổi hướng nó, mô hình áp dụng phay mặt phân khuôn Hình 4.2 Mô hình phay hốc Khi phay lòng khuôn, phay hốc khuôn ta chọn phương án chạy dao hình 4.2a hình 42b 4.4 Kết đo thực nghiệm xử lý kết 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  Khi phay dao phay mặt đầu Thực trình thực nghiệm đo kiểm ta kết bảng 4.5, bảng 4.6, bảng 4.7 Hình 4.3 Bản vẽ chi tiết gia công Kết đo thực nghiệm xử lý kết Bảng 4.5 Kết đo lực cắt thành phần Fx Biến mã hoá T T Biến thực nghiệm Kết đo lực Lnt X1 X2 X3 -1 -1 -1 0,2 0,03 +1 -1 -1 0,6 0,03 -1 +1 -1 0,2 +1 +1 -1 0,6 t(mm) S(mm/r) V(m/ph) Fxtb(N) Lns Lnv LnFxtb (N) Fx1(N) Fx2(N) Fx3(N) 200 130,87 132,85 131,89 131,8665 -1,6094 -3,5066 5,2983 4,88179 200 165,45 168,56 169,53 167,8499 -0,5108 -3,5066 5,2983 5,12307 0,07 200 180,64 169,95 170,43 173,6653 -1,6094 -2,6593 5,2983 5,15713 0,07 200 191,14 189,28 190,36 190,2635 -0,5108 -2,6593 5,2983 5,24841 - 17 -1 -1 +1 0,2 0,03 400 65,34 64,78 63,88 64,6734 -1,6094 -3,5066 5,9915 4,16935 +1 -1 +1 0,6 0,03 400 90,12 89,14 88,27 89,1776 -0,5108 -3,5066 5,9915 4,49063 -1 +1 +1 0,2 0,07 400 126,81 125,79 124,80 125,7996 -1,6094 -2,6593 5,9915 4,83469 +1 +1 +1 0,6 0,07 400 194,55 197,55 196,55 197,5457 -0,5108 -2,6593 5,9915 5,28597 0 0,4 0,05 300 155,94 154,98 156,84 155,92 -0,9163 -2,9957 5,7037 5.0493 10 0 0,4 0,05 300 155,68 156,42 157,16 156,42 -0,9163 -2,9957 5,7037 5.0525 11 0 0,4 0,05 300 154,16 159,94 158,86 157,65 -0,9163 -2,9957 5,7037 5.0604  Khi phay dao phay mặt đầu Mô hình toán học lực cắt gia công dao phay mặt đầu phay cao tốc giới hạn thông số phương pháp gia công truyền thống miêu tả có dạng phi tuyến sau: Fx= C2.tm2.sn2.vp2, Fy= C3.tm3.sn3.vp3, Fz= C4.tm4.sn4.vp4 (4.1) Trong đó: Fx, Fy, Fz lực cắt tương ứng theo phương X, Y, Z; t chiều sâu cắt (mm); s lượng chạy dao (mm/r); v tốc độ cắt (m/p); C2, m2, n2, p2, C3, m3, n3, p3, C4, m4, n4, p4,: hệ số xác định trình thực nghiệm Để xác định số số mũ phương trình, mô hình toán học tuyến tính hóa hàm logarit phương trình viết lại sau: (4.2) (4.3) (4.4) Phương trình hồi quy có dạng y2= b02 +b12.X1 +b22.X2 + b32.X3 (4.5) y3= b03 +b13.X1 +b23.X2 + b33.X3 (4.6) y4= b04 +b14.X1 +b24.X2 + b34.X3 (4.7) Việc tính toán tính toán tay Tuy nhiên để rút ngắn thời gian tính toán luận án tác giả sử dụng phần mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 Kết tính toán giá trị bj phần mềm thể bảng 4.8 Bảng 4.8 Các giá trị bj theo biến mã hóa b02 4,89888 b12 0,13814 b22 0,23267 b32 -0,20372 Như hàm số Fx phụ thuộc chế độ cắt thể công thức sau: Như hàm số Fx phụ thuộc chế độ cắt thể công thức sau: - 18 LnFx= Y = 4,89888 + 0,13814*X1 + 0,23267*X2 – 0,20372*X3 (4.8) Kết tính toán hệ số Fisher phần mềm cho thấy Ftn=188,3 tra bảng tiêu chuẩn Fisher (phụ lục 3) với mức ý nghĩa p = 0,05, bậc tự f1 = N-L = 4, f2 = n0-1 = (N số điểm thực nghiệm, L số hệ số bj có nghĩa, n0 số thử nghiệm tâm quy hoạch) F = 5624,5833 So sánh nhận thấy Ftn < F mô hình toán chọn phù hợp với thực nghiệm Quy đổi từ giá trị mã hóa sang giá trị thực phương trình (4.8) có dạng phương trình (4.9) (4.9) Tương tự dùng phần mềm DX6 ta tìm gia strij Fy Fz (4.10) (4.11) Ảnh hưởng chế độ cắt tới Fx, Fy, Fz phương trình (4.9) thể hình 4.3,4.4,4.5 Luc cat Fx (N) Luc cat Fx (N) 150 100 200 140 180 120 Luc cat Fy (N) 200 160 140 120 100 40 80 0.6 50 0.08 0.06 0.04 0.02 Luong chay dao s (mm/r) 200 300 250 0.8 400 350 80 60 100 0.4 0.2 Chieu sau cat t (mm) 200 0.08 0.6 400 350 300 0.06 0.4 0.04 0.2 250 Chieu sau cat t (mm) 0.02 Luong chay dao s (mm/r) Van toc cat V (m/ph) Van toc cat V (m/ph) Hình 4.3 Ảnh hưởng v,s,t đến Fx 300 300 300 280 260 200 150 250 Luc cat Fy (N) Luc cát Fy (N) Luc cat Fy (N) 250 240 220 200 200 180 150 160 100 0.08 0.06 0.04 0.02 Chieu sau cat t (mm) 200 250 300 350 140 0.8 400 0.6 0.6 0.4 0.2 Van toc cat V (m/ph) 200 Luong chay dao s (mm/r) 300 250 350 400 0.4 0.2 0.03 Chieu sau cat t (mm) Van toc cat V (m/ph) 0.04 0.05 0.06 Luong chay dao s (mm/r) Hình 4.3 Ảnh hưởng v,s,t đến Fy 200 120 120 180 110 110 90 80 Luc cat Fz (N) Luc cat Fz (N) Luc cat Fz (N) 160 100 100 90 80 140 120 100 70 80 70 60 0.08 0.06 350 0.04 Luong chay dao s (mm/r) 0.02 250 400 300 200 Van toc cat v (m/ph) 60 0.8 60 0.08 0.06 350 0.04 Luong chay dao s (mm/r) 0.02 250 0.6 400 300 0.4 0.2 Chieu sau cat t (mm) 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Luong chay dao s (mm/r) 200 Van toc cat v (m/ph) Hình 4.3 Ảnh hưởng v,s,t đến Fz Cũng với mô hình thực nghiệm này, đo lực cắt phay thường dao mặt đầu hãng Sandvik có thông số hình học tương đương dao phay cao tốc, máy UCP600 chế độ: v =100 m/ph, t= 0.2 mm, sz = 0.07mm/răng kết đo lực sau: Fx= 81 (N), Fy= 188 (N), Fz= 109 (N) - 19 Bảng 4.11 So sánh lực cắt phay thường phay cao tốc V(m/ph) Fx Fy Fz Fz / Fy 100 81 188 109 0,595745 400 75 168 68 0,404762 Theo đồ thị mối quan hệ chế độ cắt phay mặt đầu (hình 4.3, hình 4.4 hình 4.5) ta nhận xét sau: Khi tăng vận tốc cắt từ 300m/ph lên 400m/ph lực cắt có xu hướng giảm Điều phù hợp với phân tích ảnh hưởng tổng hợp yếu tố lực cắt nhiệt cắt phay cao tốc với HSM Tuy nhiên tốc độ cắt tăng, lực Pz có xu hướng giảm nhiều Py, tỷ lệ Pz/Py phay cao tốc giảm nhiều so với phay thông thường Đây ưu điểm gia công cao tốc, tăng v vừa tăng suất cắt lại giảm sai số gia công lực cắt nhỏ giảm biến dạng hệ thống công nghệ So sánh với kết lực cắt phay thường công bố tài liệu [9] tỷ lệ Fx, Fy, Fz tương ứng khoảng 0,35; 0,9; 0.5 dải tốc độ thực nghiệm tỷ lệ là: khoảng 0.4; 0.9; 0.35 Tỷ lệ sử dụng tính lực cắt theo phương thiết kế đồ gá gia phay cao tốc  Khi phay dao phay ngón đầu cầu Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt phay cầu 85 100 85 80 90 80 75 75 70 65 Luc cat Fxc (N) Luc cat Fxc (N) Luc cat Fxc (N) 90 70 80 70 65 60 60 60 50 0.8 55 0.6 0.5 0.4 0.3 Luong chay dao s (mm/r) 400 350 300 250 200 55 0.8 0.6 0.4 0.2 200 Chieu sau cat t (mm) 0.6 400 350 300 250 0.4 0.2 0.3 0.4 Chieu sau cat t (mm) 0.5 0.7 0.6 Luong chay dao s (mm/r) Van toc cat v (m/ph) Van toc cat v (m/ph) Hình 4.6 Ảnh hưởng t, s, v đến Fxc 140 130 130 120 160 110 100 90 140 Luc cat Fyc (N) Luc cat Fyc (N) Luc cat Fyc (N) 150 120 110 100 130 120 110 100 90 90 80 80 0.8 0.6 0.4 Luong chay dao s (mm/r) 200 250 300 350 400 Van toc cat v (m/ph) 0.6 80 0.8 0.6 0.4 0.2 Chieu sau cat t (mm) 200 250 300 350 400 0.4 0.2 Chieu sau cat t (mm) Van toc cat v (mm/ph) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Luong chay dao s (mm/r) - 20 Hình 4.7 Ảnh hưởng t, s, v đến Fyc 90 90 85 85 80 80 110 70 65 Luc cat Fzc (N) Luc cat Fzc (N) Luc cat Fzc (N) 100 75 75 70 90 80 70 65 60 0.5 300 250 0.4 0.3 60 0.8 400 350 0.6 0.6 0.4 200 0.2 Van toc cat v (m/ph) Luong chay dao s (mm/r) 200 250 Chieu sau cat t (mm) 300 350 60 0.7 400 0.8 0.6 0.6 0.5 0.4 0.4 0.2 0.3 0.2 Luong chay dao s (mm/r) Chieu sau cat t (mm) Van toc cat v (m/ph) Hình 4.8 Ảnh hưởng t, s, v đến Fzc 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 Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt sau dao (VB) 0.2 0.24 0.23 0.16 0.14 0.12 0.18 Do mon mat sau VB (mm) Do mon mat sau VB (mm) Do mon mat sau VB (mm) 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.22 0.21 0.2 0.19 0.18 0.17 0.1 0.8 0.6 0.4 0.2 250 200 Luong chay dao s (mm/r) 0.1 0.8 400 350 300 0.6 0.4 Van toc cat v (m/ph) 0.2 200 Chieu sau cat t (mm) 0.16 0.8 400 350 300 250 0.6 0.8 0.4 0.6 0.4 0.2 Van toc cat v (m/ph) 0.2 Chieu sau cat t (mm) Luong chay dao s (mm/r) Hình 4.15 Ảnh hưởng v,s,t đến VB Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt trước dao (Bcr) 0.75 0.18 0.13 0.12 0.11 0.1 0.09 0.08 0.7 Do mon mat truoc Bcr (mm) 0.14 Do mon mat truoc Bcr (mm) Do mon mat truoc Bcr (mm) 0.15 0.16 0.14 0.12 0.1 0.6 400 0.8 350 0.6 200 Luong chay dao s (mm/r) 0.4 250 0.2 Chieu sau cat t (mm) 0.6 300 0.3 Van toc cat v (m/ph) 0.5 0.45 350 0.4 300 250 0.4 0.6 0.55 0.4 400 0.5 0.65 200 Van toc cat v (m ph) 0.2 Chieu sau cat t (mm) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Luong chay dao s (mm/r) Hình 4.16 Ảnh hưởng v,s,t đến Bcr 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 0.32 0.3 0.3 0.28 0.28 0.26 0.24 0.22 Do nham Ra (micromet) 0.35 Do nham Ra (Micromet) Do nham Ra (micromet) Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) phay mặt đầu: Đồ thị ảnh hưởng chế độ cắt tới Ra phương trình 4.31 thể hình (4.9) 0.26 0.24 0.22 0.2 0.3 0.25 0.2 0.2 0.8 0.18 0.8 0.18 0.08 0.06 0.04 Luong chay dao s (mm/r) 0.02 200 250 300 350 Van toc cat v (m/ph) 400 0.6 0.4 Chieu sau cat t (mm) 0.2 200 250 300 350 Van toc cat v (m/ph) 400 0.08 0.6 0.06 0.4 Chieu sau cat t (mm) 0.04 0.2 0.02 Luong chay dao s (mm/r) - 21 Hình 4.9 Ảnh hưởng v,s,t đến Ra Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Rac) phay cầu: 1.7 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 Do nham Ra (mi cro met) Do nham Ra (micromet) Do nham Ra (micromet) 1.9 1.6 1.5 1.4 1.3 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.3 0.8 0.8 400 0.6 0.6 Luong chay dao s (mm) 0.2 200 300 0.4 250 250 Chieu sau cat t (mm) Van toc cat v (m/ph) 0.4 350 350 300 0.4 0.8 400 0.6 0.2 200 0.6 0.4 0.2 Chieu sau cat t (mm) Van toc cat v (m/ph) 0.2 Luong chay dao s (mm/r) Hình 4.14 Ảnh hưởng t,s,v đến Ra Kết luận chƣơng Từ kết nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 xây dựng mô hình toán học sau: - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt phay cầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt sau dao (VB) - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt trước dao (Bcr) - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Rac) phay cầu - Phương pháp chạy dao gia công lòng khuôn phay contouring - 22 - - Hướng gia công hợp lý gia công khuôn dao phay ngón đầu cầu hình 4.13 - Góc nghiêng dao hợp lý nằm phạm vi 15o đến 20o KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 xây dựng mô hình toán học rút kết luận sau: Làm rõ chất, sở lý thuyết gia công phay cao tốc dao phay mặt đầu dao phay ngón đầu cầu; phân tích, so sánh HSM với phay truyền thống số trường hợp Làm rõ khái niệm độ nhám bề mặt 3D ảnh hưởng đến tính sử dụng chi tiết máy Xác định mối quan hệ số yếu tố công nghệ ảnh hưởng thông số công nghệ: v, t, s đến lực cắt, mòn dao nhám bề mặt ự ảnh hưởng phương pháp cắt đến lực cắt, mòn dao độ nhám bề mặt Ứng dụng phần mềm QHTN DX6 để xây dựng mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến thông số đặc trưng trình phay cao tốc - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt phay cầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt sau dao (VB) - 23 - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt trước dao (Bcr) - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) phay cầu - Hướng gia công hợp lý gia công khuôn dao phay ngón đầu cầu hình 4.13 - Góc nghiêng dao hợp lý nằm phạm vi 15o– 20o khảo cho nghiên cứu Kết nghiên cứu sở cho việc nghiên cứu đánh giá hiệu phay cao tốc ứng dụng gia công khuôn sở để nhà công nghệ chọn phương pháp, chế độ cắt gia công cao tốc thực tiễn HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt phay cao tốc đến thông số 3D độ nhám bề mặt, phân tích thông số công nghệ ảnh hưởng tới chất lượng khả biến dạng gia công chi tiết thành mỏng Xây dựng mô hình nhiệt cắt mở rộng thông số đầu vào để trình nghiên cứu toàn diện gia công cao tốc Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến tổ chức vật liệu lớp bề mặt chi tiết sau gia công cao tốc [...]... đặc trưng cơ bản trong quá trình phay cao tốc - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt khi phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt khi phay cầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt sau dao (VB) - 23 - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt trước dao (Bcr) - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến. .. ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt trước dao (Bcr) - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) khi phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Rac) khi phay cầu - Phương pháp chạy dao khi gia công lòng khuôn là phay contouring - 22 - - Hướng gia công hợp lý trong gia công khuôn bằng dao phay ngón đầu cầu như hình 4.13 - Góc nghiêng... công khuôn và cũng như là cơ sở để các nhà công nghệ chọn phương pháp, chế độ cắt khi gia công cao tốc trong thực tiễn HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 1 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt khi phay cao tốc đến các thông số 3D của độ nhám bề mặt, phân tích thông số công nghệ ảnh hưởng tới chất lượng và khả năng biến dạng khi gia công chi tiết thành mỏng 2 Xây dựng mô hình nhiệt cắt và mở rộng thông số đầu... niệm độ nhám bề mặt 3D cũng như ảnh hưởng của nó đến tính năng sử dụng chi tiết máy Xác định được mối quan hệ giữa các số yếu tố công nghệ ảnh hưởng của các thông số công nghệ: v, t, s đến lực cắt, mòn dao và nhám bề mặt ự ảnh hưởng của các phương pháp cắt đến lực cắt, mòn dao và độ nhám bề mặt Ứng dụng phần mềm QHTN DX6 để xây dựng mô hình toán học ảnh hưởng các thông số chế độ cắt đến các thông số đặc. .. các thông số chế độ cắt ảnh hưởng tới lượng mòn dao và các nguyên nhân gây ra sự mất ổn định trong phay cao tốc, từ các phân tích lý thuyết ở - 12 trên là cơ sở để tiến hành nghiên cứu xây dựng các thực nghiệm sau này Nghiên cứu các thông số đặc trưng của độ nhám bề mặt ở dạng 2 D và 3D Đưa ra 17 thông số đặc trưng cho độ nhám bề mặt 3D của chi tiết gia công Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến độ. .. tố rung động là nguyên nhân gây nên sự biến dạng trong quá trình gia công ảnh hưởng rõ đến chất lượng bề mặt của chi tiết gia công mà đặc trưng là độ nhám bề mặt Trong chương này tác giả đã nghiên cứu đến các vấn đề sau: Nghiên cứu xây dựng mô hình lực cắt trong phay cao tốc khi phay mặt đầu, khi phay bằng dao phay ngón đầu cầu và ảnh hưởng của nó đến chất lượng gia công Nghiên cứu bản chất của quá... (mm/r) Hình 4.14 Ảnh hưởng của t,s,v đến Ra Kết luận chƣơng 4 Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 đã xây dựng được mô hình toán học sau: - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt khi phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt khi phay cầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến mòn mặt sau dao (VB)... Hình 4.16 Ảnh hưởng của v,s,t đến Bcr 4.4.3 Thực nghiệm đo độ nhám bề mặt và xây dựng mô hình toán học nhám bề mặt phụ thuộc vào chế độ cắt khi phay cao tốc 0.32 0.3 0.3 0.28 0.28 0.26 0.24 0.22 Do nham Ra (micromet) 0.35 Do nham Ra (Micromet) Do nham Ra (micromet) Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) khi phay mặt đầu: Đồ thị ảnh hưởng của chế độ cắt tới Ra của phương... đến độ nhám bề mặt (Ra) khi phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt (Ra) khi phay cầu - Hướng gia công hợp lý trong gia công khuôn bằng dao phay ngón đầu cầu như hình 4.13 - Góc nghiêng dao hợp lý nằm trong phạm vi 15o– 20o khảo cho các nghiên cứu tiếp theo Kết quả nghiên cứu là cơ sở cho việc nghiên cứu đánh giá hiệu quả của phay cao tốc trong ứng dụng gia công. .. đầu vào của quá trình gia công Làm thực nghiệm so sánh giữa phay thường với phay cao tốc trong một vài trường hợp cụ thể 4.1 Mục đính của thực nghiệm Mục đích của thực nghiệm là đánh giá mức độ ảnh hưởng của chế độ cắt đến lực cắt, độ nhám bề mặt và mòn dao trong quá trình gia công phay cao tốc bằng dao phay mặt đầu và dao phay cầu; xác định hàm toán quan hệ thông số đầu ra với thông số ảnh hưởng chính ... học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến thông số đặc trưng trình phay cao tốc - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt phay mặt đầu - Mô hình toán học ảnh hưởng thông số chế độ. .. 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... sau Nghiên cứu thông số đặc trưng độ nhám bề mặt dạng D 3D Đưa 17 thông số đặc trưng cho độ nhám bề mặt 3D chi tiết gia công Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến độ nhám bề mặt chi tiết phay cao tốc,