nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRƯỜNG SINH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁN DAO GIẢM CHẤN LÊN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 605204 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRƯỜNG SINH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁN DAO GIẢM CHẤN LÊN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 605204 Hướng dẫn khoa học: TS PHẠM SƠN MINH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Trường Sinh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 12/09/1990 Nơi sinh: Khánh Hòa Quê quán: Khánh Hòa Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 29 Đinh Củng Viên, P.Phước Long A, Q.9, TPHCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: nts.spkt@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2008 đến 09/ 2012 Nơi học (trường, thành phố): Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM Ngành học: Công nghệ tự động Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Thiết kế - chế tạo khuôn ép nhựa cho sản phẩm lọc lòng đỏ trứng Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 07/2012 Tại : Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Sơn III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 07/2012 – 07/2013 07/2013 Nay 02/2015 Nay Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Công ty Maruei VietNam Precision, Khu công nghiệp VSIP1 Nhân viên kỹ thuật sản xuất Thuận An, Bình Dương Học cao học Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Trường cao đẳng nghệ Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM Học viên Giáo Viên TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC - Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày 24 tháng 10 năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN TRƯỜNG SINH Phái : Nam Ngày tháng năm sinh : 12/09/1990 Nơi sinh : Khánh Hòa Chuyên ngành : Kỹ thuật khí MSHV : 138520103022 Khóa : Mã ngành : 605204 2013B I TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁN DAO GIẢM CHẤN LÊN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ II NHIỆM VỤ : Khái quát lý thuyết cắt gọt kim loại, CNC, độ nhám bề mặt chi tiết Tìm hiểu lý thuyết rung động, nguyên nhân cách khắc phục rung động gia công Thí nghiệm xác định độ nhám gia công với cán dao Silent tool cán dao thường điều kiện cắt gọt Phân tích, so sánh số liệu để từ đánh giá ảnh hưởng cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết i III NGÀY GIAO ĐỀ TÀI : IV NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI : V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS.PHẠM SƠN MINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM KHOA BỘ MÔN QUẢN LÝ Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày 24 tháng 10 năm 2015 Phòng đào tạo sau đại học Khoa khí chế tạo máy ii CÔNG TRÌNH ĐÃ HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Phạm Sơn Minh Cán chấm nhận xét : TS Huỳnh Nguyễn Hoàng Cán chấm nhận xét : PGS.TS Phạm Huy Hoàng Luận văn bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Ngày 24 tháng 10 năm 2015 iii LỜI CẢM TẠ Qua trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: Thầy TS Phạm Sơn Minh - thầy hướng dẫn thực luận văn tận tình dạy, tạo điều kiện động viên em suốt trình thực Quý thầy trung tâm công nghệ cao trường ĐHSPKT: thầy Trần Minh Thế Uyên, thầy Nguyễn Văn Sơn, thầy Huỳnh Đỗ Song Toàn tận tình giúp đỡ dẫn em trình làm thí nghiệm Quý thầy cô tham gia công tác giảng dạy hướng dẫn em lớp cao học kỹ thuật khí 2013B Quý thầy, cô giảng dạy khoa Cơ khí Chế tạo máy, phòng Đào tạo – phận sau đại học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ người thực thời gian học tập nghiên cứu trường Kính gửi lời cảm tạ tới BGH trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho cho học viên trường học tập nghiên cứu Kính chúc Quý thầy, cô dồi sức khỏe Học Viên Thực Hiện Nguyễn Trường Sinh iv TÓM TẮT Đề tài “ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁN DAO GIẢM CHẤN LÊN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ” tiến hành nghiên cứu thí nghiệm Đại học sư phạm kỹ thuật TPHCM Sau trình nghiên cứu đề tài giải vấn đề sau : - Hệ thống hóa lý thuyết cắt gọt kim loại - Khái quát khái niệm, kiến thức CNC - Khái niệm, định nghĩa phương pháp đo đạt đánh giá độ nhám chi tiết sau gia công - Tìm hiểu rung động gia công, nguyên nhân gây rung động gia công khí hướng khắc phục hạn chế ảnh hưởng rung động gia công - Tiếp cận công nghệ : Công nghệ giảm chấn mẻ gia công khí - Thí nghiệm đưa ảnh hưởng cán dao giảm chấn lên độ bóng chi tiết gia công so sánh với cán dao thường điều kiện cắt gọt tương tự, đưa chế độ cắt tối ưu để đạt độ bóng bề mặt tốt Kết đạt công trình đánh giá ảnh hưởng công nghệ giảm chấn đến chất lượng bề mặt gia công Học viên Nguyễn Trường Sinh v SUMARY Thesis "RESEARCH THE EFFECTS OF SILENT TOOL TO THE QUALITY OF THE SURFACE OF BORING ITEMS" was conducted and experimented in Ho Chi Minh City University of Technology and Education The research had addressed the following issues: - Systemize the basic theories of metal cutting - Overview the concepts and basic knowledge of CNC - Concepts, definitions and measurement methods to determine roughness after machining - Learn about the vibrations in machining, the cause of vibrations in mechanical processing as well as the solution to restrict the influence of vibration during machining - Access to new technology : Damping technology in mechanical processing - Do experiments to give the results of the influence of silent tool on the product’s roughness after machining and compare with normal tool in similar cutting conditions, given the optimal cutting parameters to achieve best surface quality The thesis’s outcomes can be able to assess the influence of damping technology on the quality of surface after machining by silent tool Author Nguyen Truong Sinh vi Đồ thị 4, 5, : ap = 0.8 mm , f = 0.05 ~ 0.19 mm/vòng Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.8 mm Tốc độ tiến dao f = 0.05 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.8 mm Tốc độ tiến dao f = 0.12 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.8 mm Tốc độ tiến dao f = 0.19 mm/vòng 120 100 80 Rz (𝜇m) 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) 104 Khi tăng tốc độ tiến dao f = 0.05 mm/vòng lên 0.12 mm/vòng - Đối với dao silent tool độ nhám giảm - Đối với dao thường độ nhám có xu hướng giảm vận tốc cắt 200 ~ 300m/ph, vận tốc cắt tăng lên 400m/ph độ nhám tăng cao lên đến 76 µm , trình cắt ổn định Khi tăng tốc độ tiến dao lên 0.19 mm - Đối với dao silent tool độ nhám không thay đổi nhiều so với trường hợp f = 0.12 mm độ nhám khoảng 20 µm - Đối với dao thường trình cắt trở nên ổn định chế độ cắt độ nhám dao động từ 25 µm đến 35 µm 105 Đồ thị 7, 8, : ap = 1.3 mm , f = 0.05 ~ 0.19 mm/vòng Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 1.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.05 mm/vòng 120 100 80 Rz (𝜇m) 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 1.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.12 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 1.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.19 mm/vòng 120 100 80 Rz (𝜇m) 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) 106 Khi tăng tốc độ tiến dao f = 0.05 mm/vòng lên 0.19 mm/vòng - Dao silent tool thay đổi nhiều độ nhám dao động từ 20 µm đến 30 µm, có chế độ cắt Vc = 300m/ph, f = 0.05 mm/vòng, ap = 0.3mm độ bóng cao Rz = µm - Dao thường : tăng f độ nhám có xu hướng giảm nhiên có số vị trí thay đổi không ổn định đặc biệt Vc = 400 m/ph  Nhận xét kết ma trận đồ thị theo cột (Giá trị chiều sâu cắt ap thay đổi) 107 Đồ thị 1, 4, : ap = 0.3 ~ 1.3 mm , f = 0.05 mm/vòng Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.05 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.8 mm Tốc độ tiến dao f = 0.05 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 1.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.05 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) 108 Khi thay đổi ap tử 0.3 mm lên 1.3 mm Đối với dao có xu hướng chung độ nhám tăng ap tăng lên 0.8 mm giảm xuống ap tăng lên 1.3mm 109 Đồ thị 2, 5, : ap = 0.3 ~ 1.3 mm , f = 0.12 mm/vòng Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.12 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.8 mm Tốc độ tiến dao f = 0.12 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 1.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.12 mm/vòng 120 100 80 Rz (𝜇m) 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) 110 Khi thay đổi ap tử 0.3 mm lên 1.3 mm - Dao silent tool biến động nhiều độ nhám độ nhám dao động vào khoảng 20 µm - Dao thường chế độ cắt thể ổn định có tăng vọt độ nhám tăng ap lên 0.8mm tốc độ căt 400m/ph độ nhám lên đến gần 80 µm, chiều sâu cắt lớn tốc độ cắt cao cán dao thường không đảm bảo độ ổn định 111 Đồ thị 3, 6, : ap = 0.3 ~ 1.3 mm , f = 0.19 mm/vòng Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.19 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 0.8 mm Tốc độ tiến dao f = 0.19 mm/vòng 120 100 Rz (𝜇m) 80 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) Vật liệu Nhôm 6061 Chiều sâu cắt ap = 1.3 mm Tốc độ tiến dao f = 0.19 mm/vòng 120 100 80 Rz (𝜇m) 60 Silent 40 Thường 20 200 300 400 Vc(m/phút) 112 Khi thay đổi ap tử 0.3 mm lên 1.3 mm Ở chế độ cắt dao gia công ổn định cho chất lượng bề mặt tương đối đồng nhau, có chênh lệch độ lệch không nhiều Thực tương tự với gang xám ta có  Ma trận đồ thị cho số liệu thí nghiệm gang xám Kí hiệu đồ thị ap = 0.3 mm, f = 0.05 mm/vong ap = 0.3 mm, f = 0.12 mm/vong ap = 0.3 mm, f = 0.19 mm/vong ap = 0.8 mm, f = 0.05 mm/vong ap = 0.8 mm, f = 0.12 mm/vong ap = 0.8 mm, f = 0.19 mm/vong ap = 1.3 mm, f = 0.05 mm/vong ap = 1.3 mm, f = 0.12 mm/vong ap = 1.3 mm, f = 0.19 mm/vong Hình 7.14 : Ma trận đồ thị cho kết thí nghiệm gang xám Đối với vật liệu gang quan sát tổng quan kết sau gia công ta thấy : Khi cắt với tốc độ cắt VC = 200 m/phút cho kết tương đối tốt cho loại dao, nhiên ta thấy dao Silent tool cho chất lượng gia công nhỉnh so với cán dao 113 thường nhiên gia công tốc độ cao độ nhám chi tiết cao cán dao thường lẫn cán dao giảm chấn,lúc rung động xảy nhiều, trình cắt ổn định, chứng tỏ loại vật liệu không phù hợp với tốc độ cắt cao Cụ thể tốc độ cắt cao tức VC tăng lên 300m/phút độ nhám tiếp tục tăng, tốc độ cắt tăng lên VC= 400m/phút độ nhám tiếp tục tăng cao Nhưng nhìn chung tất trường hợp cán dao giản chấn cho kết tốt Qua trình thí nghiệm ta có nhận xét tổng quan sau: - Công nghệ giảm chấn thể rõ điểm ưu việt tiện lỗ sâu đạt độ bóng cao hẳn so với cán dao bình thường điều kiên cắt gọt - Khi cắt với tốc độ cao sử dụng dao giảm chấn trình cắt gọt êm, với cán dao thường có tiếng kêu lớn điều cho thấy việc sử dụng công nghệ kéo dài tuổi thọ dao nâng cao suất nhiều Hình 7.15 : Chi tiết cắt gọt tốc độ cao sử dụng cán giảm chấn cán thường 114 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ TRIỂN VỌNG CỦA ĐỀ TÀI 8.1 KẾT LUẬN Với nội dung : “Nghiên cứu ảnh hưởng cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ”, Luận văn hoàn tất đạt yêu cầu đề ra, bao gồm: 1) Tìm hiểu kiến thức chung gia công cắt gọt, rung động trình gia công, độ nhám bề mặt phương pháp kiểm tra đánh giá, ảnh hưởng thông số cắt gọt đến độ bóng bề mặt 2) Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động cán dao giảm chấn 3) Thu thập đủ số liệu thể ảnh hưởng việc sử dụng dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết số vật liệu phổ biến Việt Nam 4) So sánh đánh giá chất lượng gia công chế độ cắt cán dao thường cán dao giảm chấn điều kiện cắt gọt không tưới nguội 8.2 KHUYẾN NGHỊ Với kết đạt được, để tiếp tục phát triển đề tài có hướng phát triển sau đề xuất - Gia công vật liệu khác - Nghiên cứu thí nghiệm lỗ có chiều sâu lớn - Sử dụng nước tưới nguội trực tiếp vào bề mặt gia công để cải thiện độ bóng tăng khả thoát phoi 116 - Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ giảm chấn lên phương pháp gia công dạng chi tiết khác gia công phay tiện chi tiết ren … 117 TÀI LIÊU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Phan Minh Thanh, Cở sở công nghệ chế tạo máy, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2004 [2] Hồ Viết Bình, Công nghệ chế tạo máy, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2008 [3] ThS Trần Quốc Hùng, Giáo trình dung sai kỹ thuật đo, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2012 [4] Công nghệ CAD/CAM – CNC – Nhà xuất TPHCM năm 2012, Nguyễn Ngọc Đào, Trần Chí Thiên [5] Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Nghiên cứu thực nghiệm đặc tính rung động tự kích thích ảnh hưởng bước tiến dao đến tăng trưởng trình cắt kim loại với trợ giúp máy tính, Ngô Đức Hạnh, PGS.TS Dương Phúc Tý [6] Catologue số hãng dao [7] How to reduce vibration in metal cutting, Sandvik Coromant [8] Application guide Silent Tools, Sandvik coromant [9] BORING TOOL AND METHOD OF REDUCING VIBRATIONS THEREIN, Gary W Fitzgerald, Derry; Robert S, Gulibon, Stahlstown; Paula M, Penrod, Latrobe, all of Pa 117 S K L 0