thiết kế chế tạo máy đo lực cắt khi gia công kim loại dùng trong giảng dạy và nghiên cứu khoa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐO LỰC CẮT KHI GIA CƠNG KIM LOẠI DÙNG TRONG GIẢNG DẠY VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC S K C 0 9 MÃ SỐ: T18 - 2006 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐO LỰC CẮT KHI GIA CÔNG KIM LOẠI DÙNG TRONG GIẢNG DẠY VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC MÃ SỐ : T18 - 2006 THUỘC NHÓM NGÀNH : KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGƯỜI CHỦ TRÌ : PGS TS PHÙNG RÂN ĐƠN VỊ : KHOA CƠ KHÍ MÁY TP HỒ CHÍ MINH NĂM 2007 TÓM TẮT ĐỀ TÀI 1-Tổng quan kết qủa nghiên cứu nước phương pháp xác đònh lực cắt 2-Tính toán thiết kế thiết bò đo lực cắt 3-Chế tạo thiết bò đo lực cắt máy tiện 4-Lắp ráp thử nghiệm 5-Đo lường xây dựng thí nghiệm Phần – ĐẶT VẤN ĐỀ I-ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU: Thiết bò đo lực cắt loại thiết bò thí nghiệm cần thiết giảng dạy nghiên cứu khoa học Nhiều đề tài nghiên cứu, luận văn thạc só tiến tới luận án tiến só không thực thiếu thiết bò Nhằm bước xây dựng thiết bò thí nghiệm phục vụ giảng dạy nghiên cứu ngành Công nghệ chế tạo máy, đề tài thiết bò thí nghiệm cần trang bò Hơn thiết bò nhập ngoại thường đắt tiền, Thầy trò trường ta có khả chế tạo với giá thành rẻ Vì nghiên cứu chế tạo thành công thiết bò đo lực cắt máy tiện với phương pháp đo riêng rẽ thành phần II-TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Như nói, thiết bò nhập ngoại thường đắt tiền nhập phải đồng phải xây dựng dự án Trong nước số sở trường học nghiên cứu chế tạo nhiên nơi làm theo phương pháp khác Trường Đại học sư phạm kỹ thuật theo hướng chế tạo thử nghiệm mô hình dạy học giống thực tế, thiết bò thí nghiệm nhằm giúp sinh viên tiếp cận nhanh với sản xuất phục vụ nghiên cứu khoa học Đề tài đáp ứng tốt nhiệm vụ Phần : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I-MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 1-Nhằm biến lý thuyếtû thành thiết bò cụ thể 2-Thiết bò dùng giảng dạy nghiên cứu khoa học 3-Thí nghiệm để tìm thông số thực nghiệm II-PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1-Tham khảo tài liệu thiết kế sơ 2-Tìm kiếm linh kiện có thò trường phù hợp với thiết kế 3-Chế tạo thử nghiệm 4-Thiết kế hoàn chỉnh 5-Thay đổi số kết cấu 6-Làm thí nghiệm nhiều lần để xác đònh số thông số cần thiết III-NỘI DUNG A- TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LỰC CẮT 1-Xác đònh lực cắt đường lí thuyết a) Xác đònh lực cắt dựa sở phân tích học trình cắt: Từ vò trí mặt trượt ( góc tách phoi 1 ), từ diện tích tiết diện phoi cắt từ tính chất vật liệu chi tiết gia công, ta xác đònh lực cần thiết để cắt đơn vò diện tích phoi cắt (1mm2) Lực sinh đểtách đơn vò diện tích phoi cắt gọi lực cắt đơn vò,kí hiệu p, tính N/mm2 Kết nghiên cứu Time (người Nga ), Piispanen ( người Phần Lan ), Mechent ( người Mỹ ), Hucks ( người Đức) lự c cắt đơn vò biểu diễn mối quan hệ : p   c tg (  1 )  cot g1 ( N / mm2 ) (11)  Trong c ứng suất cắt sinh mặt trượt   số phụ thuộc vào vật liệu gia công  1 góc tách phoi Tiếp tục gọi q diện tích lớp phoi tách lực cắt xác đònh theo công thức : P = p.q (N) (12) Với q = a tb.b = S.t ( mm ) atb - chiều dày cắt trung bình tính mm b - chiếu rộng cắt tính mm b) Xác đònh lực cắt sở phân tích biến dạng: Phương pháp nhà nghiên cứu quan tâm Khi phần tử kim lọai phoi cắt di chuyển theo mặt trước dao phương trượt xuất ứng suất cắt ứng suất nén Trên (hình 1) mô tả   lực P e P c +Y Pe N +x  v  -x  F -Y Pc Hình 1: Phân tích lực cắt theo phương trượt phoi  Trong trình phoi dòch chuyển phát sinh áp lực pháp tuyến N vuông góc với mặt trước dao lực tiếp tuyến F ( F = .N ) song song với mặt trước   dao Để tách phoi vùng cắt phát sinh lực cắt P c P e Theo lý thuyết lực tác dụng lên dao phải cân với lực tác dụng lên vùng cắt Để khảo sát lực sinh trình cắt ta lập hệ trục tọa độ Decass trường hợp cắt tự hình 4.9 Lúc ta có :  N cos   .N sin   Pe sin 1  Pc cos 1   N sin   .N cos   Pe cos 1  Pc sin 1  Từ quan điểm biến dạng sinh trình cắt việc xác đònh lực pháp tuyến N quan trọng Giá trò áp lực pháp tuyến xác đònh từ hai công thức sau: ( 13 ) Pe (cos 1  sin 1tg1 ) N tg1 (sin    cos  )  cos    sin  ( 14 ) Pe  atb b c sin 1 c ứng suất cắt sinh mặt trượt Thay (19) vào (18) biến đổi ta nhận được:  tg1 ).atb b tg1 N tg1 (sin    cos  )  cos    sin  c( (15) Độ lớn lực cắt phụ thuộc vào mức độ biến dạng phát sinh cắt Mức độ biến dạng đặc trưng hệ số co rút phoi Hệ số co rút phoi K xác đònh từ kích thước phoi lớp cắt tính sở hình học ( hình 4.2)  Lf  v  Hình 2: Tính hệ số co rút sở hình học Từ hình 4.2 ta có : K L  L sin   LF sin 1 Trong :  =  + (900 -1) Và tg1  cos  K L  sin  Thay công thức vào công thức 20 ta : K  sin  cos   c atb b( L  ) cos  K L  sin  N cos  (sin    cos  )  cos    sin  K L  sin  Sau biến đổi ta được:  c atb b[( K L  sin  )  cos  N cos  (sin    cos  )  (cos    sin  ) cos  ( K L  sin  ) (16) Công thức (11) cho thấy rõ lực cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công (c) , vào độ lớn tiết diện cắt (atb;b), vào góc trước dao(), vào độ lớn ma sát dao phoi (), vào hệ số co rút phoi (K) phụ thuộc vào yếu tố có liên quan đến trình cắt (như vận tốc cắt, làm nguội, bôi trơn ) Công thức (12) thiết lập sở ý tới ứng suất trượt sinh mặt trượt Nhưng cắt vật liệu xuất trạng thái ứng suất vô phức tạp Theo kết thí nghiệm giá trò ứng suất nén ảnh hưởng đáng kể đến mức độ biến dạng Cụ thể áp lực dao tăng chiều dài lớp biến dạng dư tăng theo Trên sở áp lực pháp tuyến tính sau: (17) N   c t.S.K Lm   c K Lm q Trong :c ứng suất nén vùng cắt t - chiều sâu cắt S - lượng chạy dao m - hệ số poisson c) Xác đònh lực cắt bảng biểu đồ: Việc xác đònh lực cắt cách tính tóan nói chung tốn thời gian cần đến công việc chuẩn bò Để đỡ công tính tóan, giá trò lực cắt thường gặp lập thành bảng cho dạng đồ thò, việc tra bảng dựa vào đồ thò để xác đònh lực cắt 2-Xác đònh lực cắt thực nghiệm a)Dùng phương tiện đo lực cắt Đo theo nguyên lý học: 1.Dao 2.Cơ cấu kẹp dao 3.Chốt quay 4.Lò xo 5.Thân 6.Đồng hồ đo 7.Bu lông kẹp Chốt tỳ 9.Chốt quay Pz Hình - Đo lực cắt đồng hồ học Dao kẹp chặt lên cấu kẹp dao nhờ vít Cơ cấu kẹp dao lò xo quay quanh chốt gắn thân dụng cụ đo Nguyên lý: Khi cắt gọt tác dụng lực cắt P dao gắn chặt cấu kẹp dao bò chuyển vò, độ lớn chuyển vò thể đồng hồ đo Từ độ lớn chuyển vò đọc thông qua xử lý số đo ta nhận giá trò lực cắt Ưu điểm lọai thiết bò đo đơn giản kết cấu, dễ dàng sử dụng Nhưng có nhược điểm độ xác thấp ma sát khớp quay Đo theo nguyên lý thủy khí : 1: chốt 2: cấu mang dao 3: dao 4: phao 5: chất lỏng 6: đồng hồ Pz Hình 4- Đo lực cắt theo nguyên lý thủy khí Nguyên lý : Khi cắt dao gắn cấu kẹp dao chòu tác dụng lực P Cơ cấu quay quanh chốt Chuyển vò cấu di trượt lên xuống làm thay đổi áp suất buồng chất lỏng Sự thay đổi áp suất đọc trực tiếp đồng hồ Lọai thiết bò đo có ưu điểm độ nhạy, độ xác cao Nhược điểm kết cấu phức tạp, ảnh hưởng nhiệt độ lớn Đo theo nguyên lý điện dung : h Pz Hình – Đo lực cắt cảm biến điện dung Nguyên lý đo lực Cảm biến điện dung ( hình 5) : Lực cắt tác dụng lên dao làm dòch chuyển đàn hồi tụ điện , tức thay đổi khe hở  h, làm thay đổi điện dung Thay đổi điện dung làm thay đổi dòng điện, thay đổi dòng điện máy ghi lại để xử lý Đo theo nguyên lý điện cảm : Pz h Hình – Đo lực cắt cảm biến điện cảm Cảm biến cảm ứng ( hình 6) họat động sở thay đổi dòng điện cuộn dây thay đổi khe hở  h vật từ tính Sự thay đổi lực cắt làm thay đổi giá trò dòng điện Đo theo nguyên lý biến dạng điện trở : Hình – Đo lực cắt cảm biến biến dạng điện trở 1: thân dao 2: thiết bò ghi lại thay đổi dòng điện 3: cấu khuếch đại 4: cấu ổn đònh điện 5: nguồn điện 6: vòng dây biến dạng Cảm biến biến gồm số vòng dây có đường kính 0.015 0.06 mm từ hợp kim đặc biệt có khả thay đổi điện trở biến dạng Các vòng dây đặt hai giấy dán thân dao vòng dây biến dạng ( hình ) Dưới tác dụng lực cắt thân dao vòng dây biến dạng Điều làm dòng điện mạch thay đổi khuyếch đại nhờ cấu sau thiết bò ghi lại Cơ cấu nối với nguồn điện có tác dụng ổn đònh điện nhằm mục đích ổn đònh kết đo điện thay đổi Đo lực theo nguyên lý biến dạng dư: 1:dao 4:Bulông 2,6,8:Các ép 5:Đồ gá kẹp 3,7:Các viên bi Hình – Đo lực cắt theo nguyên lý biến dạng dư Trong sức bền vật liệu nghiên cứu : có lực P tác dụng lên cầu , cầu ép lên bề mặt vật liệu kim lọai vật bò biến dạng Sau bỏ tải trọng P có biến dạng dư nên vật tồn lõm cầu có đường kính D cầu ép tồn vật Ngòai phụ thuộc vào đường kính viên bi d xác đònh phụ thuộc vài tải trọng P Như d = const : D = f(P) Nhờ quan hệ cách đo đường kính lõm cầu D ta suy P Ứng dụng nguyên lý người ta chế tạo lực kế đo thành phần lực cắt hình Nếu lọai dụng cụ đo kể cho ta giá trò lực cắt trung bình giá trò lực cắt tức thời lọai dụng cụ đo dựa vào biến dạng dư cho ta giá trò lớn lực cắt Ưu điểm lớn lọai dụng cụ đo đơn giản, dễ thao tác Nhưng nhược điểm độ xác thấp ngọai ma sát chi tiết dụng cụ đo b) Xác đònh lực cắt cách thông qua đo công suất cắt: Xác đònh lực cắt phương pháp đo trực tiếp tiến hành thí nghiệm Phương pháp đo nói chung có nhược điểm tốn kém, phải có thiết Bộ gá (hình 17) dùng để đỡ loadcell, load cell có gắn mảnh dao tiện để đo lực cắt Px Khi cắt lực Px, load cell biến dạng theo chiều ngược với chiều chạy dao S, lực Px hiển thò lên đầu đọc Px Hình 17 4-Thiết kế đầu đo Py Py S Hình 18 1:bulông M6 2:loadcell 3:Đầu gắn dao tiện 4:Bộ gá 5:dao tiện Khi tiện lực PY tác động lên đầu dao tiện đặt đầu chòu tải trọng loadcell Lúc đầu chòu tải trọng loadcell bò chuyển vò làm cho mạch cầu loadcell cân làm điện mạch thay đổi Đầu loadcell ghi nhận thay đổi điện truyền tín S Py Hình 19 15 hiệu cho phận biến đổi gọi đầu hiển thò để giá trò hình đầu hiển thò lực 4-Thiết kế đầu đo Pz Pz S Khi tiện lực PZ tác động lên dao tiện đặt đầu chòu tải trọng loadcell Lúc đầu chòu tải trọng loadcell bò chuyển vò làm cho mạch cầu loadcell cân làm điện mạch thay đổi Đầu loadcell ghi nhận thay đổi điện truyền tín hiệu cho phận biến đổi gọi đầu hiển thò để giá trò hình đầu hiển thò lực Hình 20 1:bulông M6 2:loadcell 3:đầu gắn dao tiện 4:tấm đỡ 5:dao tiện Pz S Hình 21 Các thông số Loadcell: UBX 200KG Dùng cho việc đo phương lực cắt - Đầu vào :10V AC hay DC - Độ nhạy : 2mV/V - Tải trọng cho phép : 150% tải trọng ghi loadcell (300 đến 450 Kg) - Tải trọng phá hủy : 200% tải trọng ghi loadcell - Đầu vào (+) : dây màu đỏ - Đầu vào (-) : dây màu đen 16 - Đầu (+) - Đầu (-) : dây màu xanh : dây màu trắng C - ĐO LỰC CẮT Hình 22- Qúa trình đo lực Pz I - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG:  Gá thiết bò đo lên ổ dao máy tiện  Lần sử dụng phải canh chỉnh đầu hiển thò :  Nối đầu loadcell với đầu vào thiết bò hiển thò  Bấm nút power phía sau đầu hiển thò sang trạng thái ON  Bấm nút mở hình ON sau bấm giữ nút # phía trước đầu hiển thò hình đầu hiển thò hiển thò dãy số buông  Tiếp tục nhấn nút # hình đầu hiển thò lên chữ d1 để ta xác đònh bước nhảy đầu thò Nhấn nút tare để cài đặt thông số , nhấn nút ZERO để nhập giá trò bước nhảy 17  Tiếp tục nhấn nút # hình hiển thò chữ P X để ta thiết lập số thập phân cho đầu hiển thò.Thiết bò cho phép hiển thò số thập phân Nhấn nút TARE để thiết lập số thập phân cho thiết bò, nhấn nút ZERO để nhập số chữ số thập phân cho đầu hiển thò Chỉ phép nhập từ đến  Tiếp tục nhấn nút # hình hiển thò chữ full để ta cài đặt tải trọng giới hạn đầu thò, giá trò lực lớn giá trò tải trọng giới hạn thiết bò báo lỗi  Tiếp tục nhấn nút # hình chữ noload  Nhấn tiếp nút # hình chữ addload để ta đặt tải trọng tiêu chuẩn lên đầu chòu tải trọng thiết bò đo Ví dụ ta đặt đối trọng 2KG lên đầu chòu tải trọng, sau nhấn nút TARE, nhấn nút ZERO nhập 20 đầu hiển thò hiểu tải trọng đối trọng mà ta đặt lên đầu chòu lực thiết bò đo la ø20N  Tiếp tục nhấn nút # hình hiển thò chữ END  Nhấn vào nút Save phía sau đầu hiển thò để lưu cài đặt ta  Sau tiện bình thường giá trò lực Pz hiển thò hình khỏang giới hạn Những lần đo sau ta cần nhấn nút Power phía sau đầu hiển thò sang ON nhấn nút ON phía trước đầu hiển thò sau vào đo bình thường II- ĐO Pz 1-Tính lực PZ theo lý thuyết : PZ C P t xPz S yPz v nZ K P (20) Theo bảng (11.1)/trang 19/(sách chế độ cắt gia công cơ.)  CP = 300  XPz =1  Ypz = 0,75  NZ = -0,15 Theo bảng (15.1)/ trang 22/(sách chế độ cắt gia công cơ.)  KP = KPP.KYP.KP = *Chọn phôi D=37mm;n=330v/ph v  D.n 1000  3.14.37.330  38,33 (m/ph) 1000 18 2- Thực nghiệm đo PZ (Sơ đồ gá đặt dụng cụ đo hình 22) Trường hợp 1: S thay đổi Chọn t=0,5mm;v=38, 33 m/ph; S=0,1 mm/v Từ(20)PZ(lý thuyết)=154,4(N) Lần đo PZ(thực nghiệm) PZ(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 120160 130160 154,4 130160 130160 130160 144 Trung bình Bảng 1: PZ(thực nghiệm) S=0.1mm/v Pz ( LT )  Pz (TN ) 154,4  144 Sai số tương đối :     6,7% Pz ( LT ) 154,4 S=0,12 mm/v Từ(20)PZ(lý thuyết)=176,9(N) Lần đo PZ(thực nghiệm) PZ(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 140170 130170 176,9 140160 140170 140170 154 Trung bình Bảng 2: PZ(thực nghiệm) S=0.12mm/v Pz ( LT )  Pz (TN ) 176,9  154   12,9% Pz ( LT ) 176,9 S=0,15 mm/v Từ(20)PZ(lý thuyết)=209,2(N) Lần đo PZ(thực nghiệm) PZ(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 180190 180190 209,2 170180 170190 170190 181 Trung bình Bảng 3: PZ(thực nghiệm) S= 0.15mm/v Pz ( LT )  Pz (TN ) 209,2  181   13,4% Sai số tương đối :   Pz ( LT ) 209,2 Sai số tương đối :   19 S=0,20 mm/v Từ(20)  PZ(lý thuyết) = 259,5(N) Lần đo PZ(thực nghiệm) PZ(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 200210 200210 259,5 210220 190200 200210 205 Trung bình Bảng 4: PZ(thực nghiệm) S = 0.20mm/v Pz ( LT )  Pz (TN ) 259,5  205 Sai số tương đối :     21% Pz ( LT ) 259,5 S=0,25 mm/v Từ(20)PZ(lý thuyết)=279,2(N) Lần đo PZ(thực nghiệm) PZ(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 230240 220230 279,2 230240 230240 240250 235 Trung bình Bảng 5: PZ(thực nghiệm) S = 0.25mm/v Sai số tương đối :   Pz ( LT )  Pz (TN ) 279,2  235   15,8% Pz ( LT ) 279,2 KẾT LUẬN KHI ĐO Pz (THAY ĐỔI S) : Các số liệu đo ta xây dựng thành biểu đồ hình vẽ 23, biểu đồ giống với lý thuyết : S tăng lực cắt Pz tăng Hình 23-Quan hệ S Pz 20 Trường hợp 2: (thay đổi n nghóa thay đổi v) Chọn S=0,1mm/v;t=0,5mm n=225v/phv=26,14m/ph;Từ(20)PZ(lý thuyết)=163,4(N) Lần đo Trung bình PZ(thực nghiệm) Đơn vò N 130150 120140 140160 140160 140160 144 PZ(lý thuyết) Đơn vò N 163,4 Bảng 6: PZ(thực nghiệm) v=26,14m/ph Sai số tương đối :   Pz ( LT )  Pz (TN ) 163,4  144   11,8% Pz ( LT ) 163,4 n=330v/phv=38,33m/ph;Từ(20)PZ(lý thuyết)=154,2(N) Lần đo Trung bình PZ(thực nghiệm) Đơn vò N 120130 140160 150160 150160 150160 148 PZ(lý thuyết) Đơn vò N 154,2 Bảng 7: PZ(thực nghiệm) v=38,33m/ph Sai số tương đối :   Pz ( LT )  Pz (TN ) 154,2  148   4% Pz ( LT ) 154,2 n=415v/phv=48,21m/ph;Từ(20)PZ(lý thuyết)=149(N) Lần đo Trung bình PZ(thực nghiệm) Đơn vò N 150160 160170 150170 150170 150170 160 PZ(lý thuyết) Đơn vò N 149 Bảng 8: PZ(thực nghiệm) v=48,21m/ph 21 Sai số tương đối :   Pz ( LT )  Pz (TN ) 149  160   7,3% Pz ( LT ) 149 n=450v/phv=52,28m/ph;Từ(20)PZ(lý thuyết)=147,2(N) Lần đo Trung bình PZ(thực nghiệm) Đơn vò N 150160 150160 150160 150160 150160 155 PZ(lý thuyết) Đơn vò N 147,2 Bảng 9: PZ(thực nghiệm) v=52,28m/ph Sai số tương đối :   147,2  155 Pz ( LT )  Pz (TN )   5,2% Pz ( LT ) 147,2 n=665v/phv=77,25m/ph;Từ(20)PZ(lý thuyết)=138,8(N) Lần đo Trung bình PZ(thực nghiệm) Đơn vò N 130140 130140 130140 130140 130140 135 PZ(lý thuyết) Đơn vò N 138,8 Bảng 10: PZ(thực nghiệm) v=77,25m/ph Pz ( LT )  Pz (TN ) 138,8  135   2,7% Pz ( LT ) 138,8 KẾT LUẬN KHI ĐO Pz (THAY ĐỔI V) : Sai số tương đối :   Trong khỏang vận tốc cắt thực nghiệm từ 26m/phút đến 77m/phút quan hệ lực Pz v tỉ lệ nghòch, nghóa vận tốc v tăng lực Pz giảm III- ĐO Py Tính lực PY theo lý thuyết : PY C P t yPy S yPy v ny K P (21) Theo bảng (11.1)/trang 19/(sách chế độ cắt gia công cơ.)  CP = 243  XPy =0,9  Ypy = 0,6 22  NY = -0,3 Theo bảng (15.1)/ trang 22/(sách chế độ cắt gia công cơ.) KP = KPP.KYP.KP = *Chọn phôi D=33mm;n=415v/ph  D.n 3.14.33.415 v   43 (m/ph) 1000 1000 Hình24 - Qúa trình đo lực Py Trường hợp: t thay đổi Chọn S=0,1mm/v;v=43m/ph t=0,5mm;Từ(21)PY(lý thuyết)=105,8(N) Lần đo Trung bình PY(thực nghiệm) PY(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 7075 7075 105,8 7080 76 Bảng 11:PY(thực nghiệm) t=0,5mm 23 t=0,75mm;Từ(21)PY(lý thuyết)=152,4(N) Lần đo Trung bình PY(thực nghiệm) PY(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 110120 110115 152,4 110115 116 Bảng 12:PY(thực nghiệm) t=0,75mm t=1mm;Từ(21)PY(lý thuyết)=197,4(N) Lần đo Trung bình PY(thực nghiệm) PY(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 130135 140150 197,4 140150 141 Bảng 13:PY(thực nghiệm) t=1mm t=1,25mm;Từ(21)PY(lý thuyết)=244(N) Lần đo Trung bình PY(thực nghiệm) PY(lý thuyết) Đơn vò N Đơn vò N 167 170 244 173 170 Bảng 14:PY(thực nghiệm) t=1,25mm t=1,5mm;Từ(21)PY(lý thuyết)=264,4(N) Lần đo Trung bình PY(thực nghiệm) Đơn vò N 220230 220230 230240 228 PY(lý thuyết) Đơn vò N 264,4 Bảng 15:PY(thực nghiệm) t=1,5mm 24 Hình 25 – Mối quan hệ Py t D -KẾT LUẬN : 1- Đề tài nghiên cứu chế tạo thiết bò đo lực cắt tiện Px, Py, Pz, phục vụ cho thí nghiệm nghiên cứu khoa học 2- Qua thí nghiệm đo lực cắt trên, số liệu có tin cậy 3- Đề nghò tiếp tục nghiên cứu chế tạo thiết bò đo thành phần lúc 4- Đem thiết bò vào giảng dạy nghiên cứu khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Phùng Rân, Trương Ngọc Thục  Cơ sở cắt gọt kim lọai [2].Trần Văn Đòch  Nguyên lý cắt kim lọai [3].Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Cơ sở công nghệ chế tạo máy [4].Phùng Rân , Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Tối ưu hóa điều khiển trình cắt gọt 25 [5].Hồ Viết Bình,Nguyễn Ngọc Đào, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Chế độ cắt gia công [6].Hồ Viết Bình, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Tự động hóa trình sản xuất Đòa web: www.dongminhphat.com www.canvietnam.com www.loadcell.com E – PHỤ LỤC : Hình 26 – Thiết bò đo Px 26 Hình 27 – Thiết bò đo Py Hình 28 – Thiết bò đo Py 27 MỤC LỤC Trang 1.Tổng quan pp đo lực cắt Xác đònh lực cắt thực nghiệm Thiết kế thiết bò đo lực cắt 10 Giới thiệu lựa chọn Load Cell 11 Digital Weighing Indicator 13 Thiết kế đầu đo Px 14 Thiết kế đầu đo Py 15 Thiết kế đầu đo Pz 16 Hướng dẫn sử dụng 17 10 Đo Pz 18 11 Đo Py 22 12 Tài liệu tham khảo 25 13 Phụ lục 26 28 S K L 0 [...]... Đề tài nghiên cứu đã chế tạo được bộ thiết bò đo lực cắt khi tiện Px, Py, Pz, phục vụ cho thí nghiệm và nghiên cứu khoa học 2- Qua các bài thí nghiệm đo lực cắt trên, các số liệu có được là tin cậy được 3- Đề nghò tiếp tục nghiên cứu chế tạo thiết bò đo 3 thành phần cùng lúc 4- Đem thiết bò vào giảng dạy và nghiên cứu khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Phùng Rân, Trương Ngọc Thục  Cơ sở cắt gọt kim lọai... : Hình 26 – Thiết bò đo Px 26 Hình 27 – Thiết bò đo Py Hình 28 – Thiết bò đo Py 27 MỤC LỤC Trang 1.Tổng quan về pp đo lực cắt 3 2 Xác đònh lực cắt bằng thực nghiệm 6 3 Thiết kế thiết bò đo lực cắt 10 4 Giới thiệu và lựa chọn Load Cell 11 5 Digital Weighing Indicator 13 6 Thiết kế đầu đo Px 14 7 Thiết kế đầu đo Py 15 8 Thiết kế đầu đo Pz ...bò đo Vì lẽ đó người ta có thể xác đònh lực cắt theo phương pháp khác kinh tế hơn, đó là xác đònh lực cắt thông qua đo công suất Như ta đã biết giữa lực cắt và công suất có quan hệ như sau: N Trong đó : p.v 60.102 N - là công suất (KW) P - là lực ( kG) v - là vận tốc theo phương lực tác dụng (m/ph) Để đơn giản cho việc tính tóan khi tính công suất cắt Nc thường người ta bỏ qua công suất chạy... công suất đo được ở cơ cấu chấp hành chính là công suất tổn thất đó, người ta gọi là công suất chạy không( N ck ) Từ đó công suất động cơ, công suất cắt, và công suất chạy không có mối quan hệ như sau : Nđc = Nc + Nck (KW) Kết hợp các công thức ta được : Pv  N dc  N ck 1 x (N) v K1 B - THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO LỰC CẮT Nội dung chính : - Lựa chọn phương pháp đo : Đo riêng rẽ từng thành phần lực Pz ; Py... đo : Dùng cảm biến biến dạng điện trở loại chuẩn được nhập ngoại (thường gọi là Load Cell) Thiết kế từng bộ phận gá đặt riêng và cấu tạo phần dao cắt cho từng loại lực cắt Sử dụng thiết bò hiển thò lực kỹ thuật số (Digital Weighing Indicator) 10 Phân tích : Ba thành phần lực tác động theo 3 phương như hình 9, nếu sử dụng chung một thiết bò đo thì cấu tạo sẽ phức tạp Đồng thời Load Cell chỉ có thể đo. .. gọt kim lọai [2].Trần Văn Đòch  Nguyên lý cắt kim lọai [3].Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Cơ sở công nghệ chế tạo máy [4].Phùng Rân , Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Tối ưu hóa và điều khi n quá trình cắt gọt 25 [5].Hồ Viết Bình,Nguyễn Ngọc Đào, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Chế độ cắt gia công cơ [6].Hồ Viết Bình, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM  Tự động hóa... hình trong một khỏang giới hạn nào đó Những lần đo sau ta chỉ cần nhấn nút Power phía sau đầu hiển thò sang ON và nhấn nút ON phía trước đầu hiển thò sau đó vào đo bình thường II- ĐO Pz 1-Tính lực PZ theo lý thuyết : PZ C P t xPz S yPz v nZ K P (20) Theo bảng (11.1)/trang 19/(sách chế độ cắt gia công cơ.)  CP = 300  XPz =1  Ypz = 0,75  NZ = -0,15 Theo bảng (15.1)/ trang 22/(sách chế độ cắt gia công. .. rằng công suất cắt bao giờ cũng nhỏ hơn công suất do động cơ cung cấp Mối quan hệ giữa chúng có thể viết : N dc  Nc  Trong đó  là hiệu suất của động cơ và máy , thường  = 0.6-0.8 Như vậy rõ ràng công suất đợng cơ một phần để thực hiện cắt gọt, phần còn lại để thắng lực ma sát giữa các chi tiết tiếp xúc có chuyển động tương đối với nhau trong bản thân động cơ và máy Nếu mở máy mà không cắt thì công. .. vận tốc v tăng thì lực Pz giảm III- ĐO Py Tính lực PY theo lý thuyết : PY C P t yPy S yPy v ny K P (21) Theo bảng (11.1)/trang 19/(sách chế độ cắt gia công cơ.)  CP = 243  XPy =0,9  Ypy = 0,6 22  NY = -0,3 Theo bảng (15.1)/ trang 22/(sách chế độ cắt gia công cơ.) KP = KPP.KYP.KP = 1 *Chọn phôi D=33mm;n=415v/ph  D.n 3.14.33.415 v   43 (m/ph) 1000 1000 Hình24 - Qúa trình đo lực Py Trường hợp:... cell: Để đo các thành phần của lực cắt khi tiện, sử dụng lọai Load cell như hình 13 Tùy theo việc đo Pz, Py, hay Pz mà thay đổi vò trí gá Load cell trên ổ dao tiện Thông số: Trong phạm vi các bài thí nghiệm ta chọn Load cell đo được khỏang 300 Kg Hình 13 3- Lựa chọn thiết bò hiển thò lực kỹ thuật số (Digital Weighing Indicator) Hình 14 – Load cell gắn với thiết bò hiển thò lực 13 Khi tiện có lực PZ tác