Tối ưu chế độ cắt khi gia công rãnh vằn trục cán gang cầu hợp kim sản phẩm D18 trên máy phay CNC XK 9350 FA để thời gian gia công nhỏ nhất

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TỐI ƢU CHẾ ĐỘ CẮT KHI GIA CÔNG RÃNH VẰN TRỤC CÁN GANG CẦU HỢP KIM SẢN PHẨM D18 TRÊN MÁY PHAY CNC XK9350 FA ĐỂ THỜI GIAN GIA CÔNG NHỎ NHẤT NGUYỄN TRƢỜNG THỌ THÁI NGUYÊN, 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TỐI ƢU CHẾ ĐỘ CẮT KHI GIA CÔNG RÃNH VẰN TRỤC CÁN GANG CẦU HỢP KIM SẢN PHẨM D18 TRÊN MÁY PHAY CNC XK9350 FA ĐỂ THỜI GIAN GIA CÔNG NHỎ NHẤT Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: Học viên: Nguyễn Trƣờng Thọ HƢỚNG DẪN KH HỌC VIÊN PGS.TS Nguyễn Phú Hoa Nguyễn Trƣờng Thọ KHOA ĐÀO TẠO SĐH BGH TRƢỜNG ĐHKTCN TS Nguyễn Văn Hùng PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe Thái Nguyên, 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -1- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Trừ phần tham khảo đƣợc nêu rõ Luận văn Tác giả Nguyễn Trƣờng Thọ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -2- LỜI CẢM ƠN Lời xin đƣợc cảm ơn PGS.TS Nguyễn Phú Hoa, Phó Viện trƣởng Viện Nghiên cứu phát triển Công nghệ cao Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên, thầy hƣớng dẫn định hƣớng đề tài, hƣớng dẫn tận tình thầy việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo nhƣ bảo trình làm luận văn Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn thầy cô giáo Khoa sau đại học Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp tận tình giúp đỡ trình học viết Luận văn Xin chân thành cảm ơn đồng chí Lãnh đạo nhà máy, phòng Kỹ thuật Cơ điện Chi nhánh Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên - Nhà máy Cán thép Lƣu Xá ủng hộ tinh thần tạo điều kiện cho thời gian để hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn Ban quản đốc Phân xƣởng Cơ điện, đồng chí Phạm Xuân Huy - Tổ trƣởng phòng máy Tiện CNC Nhà máy Cán thép Lƣu Xá tạo điều kiện thuận lợi cho đƣợc tiến hành thí nghiệm thiết bị thuộc Phân xƣởng quản lý Tôi muốn bày tỏ lòng cảm ơn bạn đồng nghiệp gia đình ủng hộ, động viên suốt trình làm luận văn Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả Nguyễn Trƣờng Thọ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -3- MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài 10 Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài 10 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 11 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 Chƣơng 1: MÁY CNC XK9350FA VÀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG RÃNH VẰN TRỤC CÁN GANG CẦU HỢP KIM SẢN PHẨM D18 1.1 Tổng quan máy CNC XK9350FA 12 1.1.1 Thông số kỹ thuật máy CNC XK9350FA 12 1.1.2 Các trục toạ độ phƣơng chiều chuyển động 14 12 1.2 Công nghệ gia công rãnh vằn trục cán Gang cầu Hợp kim sản phẩm 15 D18 máy phay CNC XK9350FA 1.2.1 Các chuyển động gia công rãnh vằn 15 1.2.2 Cách khởi động hệ thống CNC chƣơng trình gia công rãnh vằn 1.2.3 Cách lắp, tháo điều chỉnh chuyển chế độ gia công chi tiết Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 23 http://www.lrc-tnu.edu.vn -4- 1.3 Những vấn đề hạn chế cần nghiên cứu khắc phục 29 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỐI ƢU HOÁ CHẾ ĐỘ CẮT VÀ VẤN ĐỀ 30 TỐI ƢU HÓA CHẾ ĐỘ CẮT KHI PHAY RÃNH VẰN TRỤC CÁN 2.1 Lý thuyết chung tối ƣu chế độ cắt 30 2.1.1 Các vấn đề chung 30 2.1.2 Hàm mục tiêu - Chỉ tiêu tối ƣu 33 2.1.3 Giới hạn hệ ràng buộc 34 2.1.4 Tối ƣu chế độ cắt phƣơng pháp quy hoạch tuyến tính 35 2.1.5 Phƣơng pháp tối ƣu chế độ cắt theo đƣờng biên 41 2.2 Vấn đề tối ƣu hóa chế độ cắt phay rãnh vằn máy phay CNC 45 XK9350FA 2.2.1 Chế độ cắt phay rãnh vằn máy phay CNC XK9350FA 45 2.2.2 Phƣơng hƣớng tối ƣu chế độ cắt phay rãnh vằn máy 47 phay CNC XK9350FA Chƣơng XÂY DỰNG VÀ GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƢU CHẾ ĐỘ CẮT KHI GIA CÔNG RÃNH VẰN TRỤC CÁN TRÊN MÁY PHAY CNC XK9350FA 3.1 Xây dựng toán tối ƣu hoá chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán máy phay CNC XK9350FA 49 49 3.1.1 Xây dựng hàm mục tiêu 50 3.1.2 Xây dựng hệ ràng buộc 51 3.1.3 Thuật toán tối ƣu chế độ cắt phay rãnh vằn 55 3.2 Ứng dụng tối ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán Gang Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 http://www.lrc-tnu.edu.vn -5- cầu Hợp kim sản phẩm D18 3.2.1 Tối ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán Gang cầu Hợp kim sản phẩm D18 bƣớc gia công thô 3.2.2 Tối ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán Gang cầu Hợp kim sản phẩm D18 bƣớc gia công bán tinh 3.2.3 Tối ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán Gang cầu Hợp kim sản phẩm D18 bƣớc gia công tinh 3.2.4 Hiệu chỉnh giá trị thông số chế độ cắt 58 71 84 86 Chƣơng 87 KẾT QUẢ, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết ứng dụng thực tiễn 87 4.1.1 Các bƣớc cập nhật thông số chế độ cắt theo kết tối ƣu hóa chế độ cắt tiến hành gia công 4.1.2 Hiệu tối ƣu hóa chế độ cắt 87 93 4.2 Kết luận kiến nghị 95 4.2.1 Kết luận 95 4.2.2 Kiến nghị: (Kiến nghị nghiên cứu tiếp theo) TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 95 97 http://www.lrc-tnu.edu.vn -6- DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị Z Lƣợng dƣ gia công mm t Chiều sâu cắt mm V Tốc độ cắt h Chiều sâu rãnh gai vằn trục cán mm m Thời gian máy gia công phút ndao Tốc độ quay đầu dao phay m/phút V/phút b Chiều rộng rãnh cắt dao tạo thành mm Pz Lực cắt tiếp tuyến đầu dao phay KG N Công suất cắt đầu dao phay kW Công suất cắt cho phép đầu dao phay kW Lg Chiều dài gai vằn mm ng Số gai vằn rãnh trục cán nr Số rãnh thân trục cán [Nc] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -7- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng Nội dung số 1.1 Trang Dụng cụ phụ kiện cho máy gia công 28 Các giá trị (t1, V1) thỏa mãn ràng buộc toán tối 3.1 ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán 70 máy phay CNC XK9350FA bƣớc gia công thô Các giá trị (t2, V2) thỏa mãn ràng buộc toán tối 3.2 ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán máy phay CNC XK9350FA bƣớc gia công bán 83 tinh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -8- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Hình Nội dung số Trang 1.1 Máy gia công rãnh vằn trục cán CNC XK9350FA 13 1.2 Sản phẩm rãnh vằn trục cán D18 13 1.3 Các trục toạ độ phƣơng chiều chuyển động 14 1.4 Sơ đồ gia công rãnh vằn khắc chữ 14 1.5 Nguyên lý cắt rãnh vằn 15 1.6 Dụng cụ cắt để gia công rãnh vằn 16 1.7 Cách lắp đặt dụng cụ 17 1.8 Nhập thông số gia công rãnh vằn 18 1.9 10 1.10 11 1.11 12 1.12 Cách lắp chi tiết gia công 24 13 1.13 Kiểu gia công đứng (gia công rãnh vằn) 25 14 1.14 Kiểu gia công ngang (gia công khắc chữ) 25 15 1.15 Gia công rãnh rãnh vằn 26 16 1.16 Toạ độ chi tiết gia công rãnh vằn 26 17 2.1 Miền giá trị t - S 43 18 2.2 Quá trình xác định điểm topt, Sopt 44 Màn hình hiển thị thực thao tác đƣa tâm dao cắt vào tâm rãnh gia công Đƣờng tâm trục X, A 20 21 Màn hình hiển thị chạy chƣơng trình cắt rãnh vằn 22 Sơ đồ cắt gia công rãnh vằn trục cán Gang cầu 19 2.3 Hợp kim sản phẩm D18 máy phay CNC 45 XK9350FA Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... kim sản phẩm D18 3.2.1 Tối ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán Gang cầu Hợp kim sản phẩm D18 bƣớc gia công thô 3.2.2 Tối ƣu chế độ cắt gia công rãnh vằn trục cán Gang cầu Hợp kim sản phẩm D18. .. THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TỐI ƢU CHẾ ĐỘ CẮT KHI GIA CÔNG RÃNH VẰN TRỤC CÁN GANG CẦU HỢP KIM SẢN PHẨM D18 TRÊN MÁY PHAY CNC XK9 350 FA ĐỂ THỜI GIAN GIA CÔNG NHỎ... Chế độ cắt phay rãnh vằn máy phay CNC XK9 35 0FA 45 2.2.2 Phƣơng hƣớng tối ƣu chế độ cắt phay rãnh vằn máy 47 phay CNC XK9 35 0FA Chƣơng XÂY DỰNG VÀ GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƢU CHẾ ĐỘ CẮT KHI GIA CÔNG RÃNH