XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP xác ĐỊNH độ CỨNG VỮNG của máy PHAY ĐỨNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN MINH ĐỨC XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG CỦA MÁY PHAY ĐỨNG CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mà ĐỀ TÀI : 10BCTM-KT07 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS ĐINH VĂN CHIẾN GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH HÀ NỘI - 2012 LỜI CAM ĐOAN Luận văn “Xây dựng phương pháp xác định độ cứng vững máy phay đứng” hoàn thành nỗ lực thân tác giả hướng dẫn tận tình TS Đinh Văn Chiến GS.TS Trần Văn Địch Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết thực nghiệm nghiên cứu luận văn hoàn toàn thực tế khách quan Những kết tương tự chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ việc thực luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn NGUYỄN MINH ĐỨC LỜI CẢM ƠN Sau thời gian tìm hiểu làm việc khẩn trương với giúp đỡ tận tình TS Đinh Văn Chiến GS.TS Trần Văn Địch tơi hồn thành luận văn với đề tài: “Xây dựng phương pháp xác định độ cứng vững máy phay đứng” Với tình cảm lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn TS Trần Đức Quý đặc biệt GS.TS Trần Văn Địch, người trực tiếp giảng dạy dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn, giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm thầy giáo Viện khí, Viện đào tạo sau đại học – trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ nhiều kiến thức chun mơn, tài liệu nghiên cứu để tơi hoàn thành luận văn Tuy cố gắng nhiều luận văn cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận góp ý, bảo Hội đồng chấm luận văn, thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Tác giả luận văn NGUYÊN MINH ĐỨC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC _4 MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QÚA TRÌNH CẮT KHI PHAY 1.1.KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH CẮT KHI PHAY. _7 1.2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ GIA CÔNG PHAY. 1.2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẤU TẠO DAO PHAY. 10 1.2.2 CÁC LOẠI DAO PHAY. _12 1.2.3 DAO PHAY MẶT ĐẦU – CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN KHI GIA CÔNG._14 1.2.4 LỰC CẮT TRONG QUÁ TRÌNH PHAY BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU. 22 1.2.5 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CẮT. _25 1.2.6 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHÁC ĐẾN LỰC CẮT KHI PHAY. _26 1.2.7 HIỆN TƯỢNG MÀI MÒN CỦA DAO PHAY MẶT ĐẦU KHI CẮT. 28 1.3 NHỮNG HIỆN TƯỢNG VẬT LÝ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH PHAY. _36 1.3.1 NHIỆT CẮT. _36 1.3.2.HIỆN TƯỢNG RUNG ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH CẮT. _38 1.3.3 HIỆN TƯỢNG CỨNG NGUỘI TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG. _38 1.4 TUỔI BỀN VÀ TỐC ĐỘ CẮT KHI PHAY. 39 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÁY PHAY ĐỨNG _41 2.1 CÁC LOẠI MÁY PHAY. 41 2.2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHAY ĐỨNG _42 2.2.1 MÁY PHAY ĐỨNG VẠN NĂNG. _42 2.2.2 MÁY PHAY ĐỨNG ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ. 43 2.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MỘT SỐ LOẠI MÁY PHAY. 46 2.4 KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA MÁY PHAY ĐỨNG. 47 2.4.1 PHAY MẶT PHẲNG BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU. _47 2.4.2 PHAY MẶT PHẲNG NGHIÊNG VÀ GÓC NGHIÊNG. 48 2.4.3 PHAY HỐC, BẬC, RÃNH BẰNG DAO PHAY NGÓN. 49 2.4.4 PHAY RÃNH THEN BẰNG DAO PHAY NGÓN TRÊN MÁY PHAY RÃNH THEN TỰ ĐỘNG. 49 2.4.5 PHAY RÃNH CHỮ T 50 2.5 MÁY PHAY VẠN NĂNG UF222. _52 2.5.1 BẢN VẼ CẤU TẠO MÁY UF222 52 2.5.2 ĐẶC ĐIỂM VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY PHAY UF222 53 2.6 MÁY PHAY ĐỨNG F250X900. _54 2.6.1 KHÁI QUÁT VỀ MÁY PHAY F250x900. 54 2.6.2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH 56 2.6.3.CÔNG DỤNG CỦA MÁY. 58 3.1 LÝ THUYẾT ĐỘ CỨNG VỮNG. _59 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG CÔNG NGHỆ ĐẾN SAI SỐ GIA CÔNG TRONG MÔT SỐ TRƯỜNG HỢP. _64 3.2.1 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ KHI TIỆN._64 3.2.2 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ KHI PHAY _72 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG CỦA MÁY PHAY ĐỨNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM. _75 4.1 MƠ HÌNH XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG BẰNG THỰC NGHIỆM. 75 4.1.1 XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG TĨNH. _75 4.1.2 MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG ĐỘNG. 76 4.2 PHẦN THÍ NGHIỆM. _78 4.2.1 CƠ SỞ THÍ NGHIỆM. _78 4.2.2 PHẦN THÍ NGHIỆM. _79 TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN _99 SUMMARIZED CONTENT OF FINAL THESIS _101 Tài liệu tham khảo 103 MỞ ĐẦU Cùng với lớn mạnh của kinh tế đất nước, ngành khí khí chế tạo khảng định mạnh với vai trị chủ đạo không ngừng đáp ứng việc tạo sản phẩm chất lượng tốt, độ tin cậy cao đủ sức cạnh tranh Nhữmg tiêu tạo sản phẩm định độ xác gia cơng Độ xác gia cơng đặc tính chủ yếu chi tiết máy Trong thực tế chế tạo chi tiết có độ xác tuyệt đối gia cơng xuất sai số Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới độ xác gia cơng như: Độ xác thiết bị cơng nghệ, kiến thức công nghệ, vật liệu gia công, vật liệu làm dụng cụ cắt, thông số cắt, công nghệ bôi trơn v.v… Tất yếu tố phản ánh vào đặc trưng trình gia cơng là: rung động, chuyển vị tương đối dao với chi tiết gia công biến dạng mà nâng thành lý thuyết độ cứng vững Đã có nhiều lý thuyết độ cứng vững hệ thống công nghệ gia công cắt gọt kim loại, song việc kiểm nghiệm, cách thức tiến hành thực nghiệm đưa số liệu cụ thể lại vấn đề thời nóng hổi cần thiết Trong loại máy cơng cụ máy phay có vị trí gia công sản phẩm đặc trưng ngành chế tạo máy, em chọn đề tài luận văn “ Nghiên cứu độ cứng vững máy phay đứng” * Cơ sở khoa học đề tài: + Lý thuyết cắt gọt kim loại + Lý thuyết độ cứng vững * Mục đích đề tài: Xác định độ cứng vững động máy phay đứng thực nghiệm * Nội dụng luận văn bao gồm : Chương 1: Tổng quan trình cắt phay Chương 2: Giới thiệu máy phay đứng Chương 3: Nghiên cứu độ cứng vững động, tĩnh chương 4: Thí nghiệm, xác định độ cứng vững máy phay đứng Trong trình làm luận văn, em cố gắng tìm tịi nhiều tài liệu liên quan đến đề tài, nghiên cứu kỹ lý thuyết cắt gọt kim loại trình phay, nghiên cứu lý thuyết độ cứng vững nguyên công khác như: Tiện, phay, Đặc biệt tiến hành gia công, thực nghiệm kiểm tra phương pháp khác thiết bị đo đưa số liệu trung thực Kết chứng minh làm sáng tỏ lý thuyết biến dạng hệ thông công nghệ Em tin tiền đề để tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng khác đến độ xác gia cơng Do thời gian có hạn kiến thức cịn nhiều hạn chế nên chắn cịn thiếu sót, em mong bảo thày, đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp, để luận văn hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn.! Tác giả luận văn NGUYỄN MINH ĐỨC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QÚA TRÌNH CẮT KHI PHAY 1.1.KHÁI NIỆM VỀ Q TRÌNH CẮT KHI PHAY Q trình phong phú cần thiết cho việc gắn liền nghiên cứu với thực tiễn cho việc trao đổi nhà khoa học nước khác Việc nghiên cứu áp dụng cho tất phương pháp gia công cắt gọt dụng cụ cắt khác nhau, cịn gọi dụng cụ có lưỡi Quá trình tạo phoi liên quan trực tiếp đến lực cắt, nhiệt cắt, mòn dao, chất lượng bề mặt chi tiết gia công … Quá trình tạo phoi phân tích kỹ vùng tác động hình 1-1 bao gồm : 1-Vùng Hình 1-1Mơ hình tác động trình tạo phoi biến dạng thứ nhất: Là vùng vật liệu phôi nằm trước mũi dao, giới hạn vùng vật liệu phoi vùng vật liệu phôi Dưới tác dụng lực tác động, trước hết vùng xuất biến dạng dẻo (còn gọi vùng biến dạng dẻo thứ nhất) Khi ứng suất lực tác động gây vượt giới hạn cho phép kim loại xuất trượt phoi hình thành Vùng tạo phoi luôn di chuyển với dao qúa trình cắt 2-Vùng ma sát trượt thứ nhất: Là vùng vật liệu phoi tiếp xúc với mặt trước dao 3-Vùng ma sát thứ hai: Là vùng vật liệu phôi tiếp xúc với mặt sau dao 4- Vùng tách: Quá trình cắt kim loại qúa trình hớt lớp phoi bề mặt kim loại để có chi tiết đạt kích thước, hình dạng độ nhẵn bóng theo u cầu Các dạng gia cơng chủ yếu là: Tiện, bào, khoan, phay, mài,v.v Tất dạng gia công thực máy cắt kim loại dụng cụ cắt khác : dao tiện, dao phay, lưỡi khoan v.v Để thực q trình cắt cần thiết phải có hai chuyển động chuyển động chuyển động chạy dao Chuyển động q trình tiện chuyển động quay trịn phơi, cịn phay chuyển động chuyển động quay dao Chuyển động chuyển động tạo tốc độ cắt Chuyển động động chạy dao tiện tịnh tiến dao theo phương dọc ngang Chuyển động chạy dao phay chuyển động tịnh tiến bàn máy mang vật gia công theo phương dọc, ngang thẳng đứng Tốc độ chuyển động ln lớn tốc độ chuyển động chạy dao Trong trình cắt kim loại, bề mặt hình thành lớp bề mặt biến dạng hớt dần với tạo thành phoi Phôi dao kẹp chặt máy Khi cắt vật liệu dẻo, người ta phân biệt giai đoạn hình thành phoi sau: Khi bắt đầu cắt, dao chi tiết tiếp xúc với nhau, sau lưỡi dao ăn sâu vào kim loại làm vật liệu bị dồn ép Sự lún sâu lưỡi dao vào vật liệu thắng lực liên kết lớp kim loại bị hớt phần kim loại lại Hiện tượng dẫn đến trượt phân tử phoi Sau dao tiếp tục chuyển động tách phân tử phoi khỏi kim loại Từ phoi hình thành thực trình cắt gọt 1.2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ GIA CƠNG PHAY Phay phương pháp gia cơng cắt gọt, dụng cụ cắt quay trịn tạo chuyển động cắt Chuyển động tịnh tiến dao thường bàn máy đảm nhiệm, có dao máy kết hợp Khác với tiện khoan, lưỡi cắt dao phay không tham gia liên tục nên phoi ngắn hơn, gián đoạn nên xuất lực va đập Tuy nhiên trường hợp nhiệt có điều kiện phân tán nên khả chịu bền nhiệt tốt Ở ngun cơng phay gia công nhiều bề mặt khác phương pháp ứng với loại dao phay khác (hỡnh 1.2) Hình 1-2 Các bề mặt gia công loại dao máy phay Dao phay trơ b,c) Dao phay ®Üa d,®) Dao phay ngãn e,g) Dao phay mặt đầu Dao phay cú cu to bi nhiều lưỡi cắt nên lực cắt dao động lưỡi cắt chịu va đập gây rung động trình phay, máy phay phải có độ bền vững cao Dao phay có nhiều loại khác tuỳ theo công nghệ theo công dụng như: Dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa, dao phay ngón, dao phay lăn răng, dao phay định hình v.v Dao phay chế tạo liền rời phần thân với phần cắt Trong trường hợp mảnh dao gọi mảnh quay chế tạo theo tiêu chuẩn kẹp vào đầu dao nhờ cấu kẹp chặt vít Mỗi mảnh quay có nhiều lưỡi cắt 1.2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẤU TẠO DAO PHAY Quá trình phay thực loại dụng cụ cắt mà ta gọi dao phay Các dao phay xếp đặt bề mặt hình trụ nằm mặt đầu Mỗi dao phay lưỡi dao tiện đơn giản (Hình 10 Bảng 12 : Quan hệ lực cắt Po, chuyển vị y độ cứng vững Jy ∆ t = 0,5 mm Thông Ký hiệu bề mặt số t P0 A B C D E F G 1.5 2.9 4.6 4.4 3.2 1.7 174.6 337.5 535.3 698.2 0.016 0.027 0.042 0.060 0.016 0.016 0.027 0.027 0.042 0.042 0.060 0.06 0.016 0.027 0.042 0.060 Y 10875 J 12481 12750 512.0 372.4 0.048 0.030 0.048 0.048 0.030 0.03 0.048 0.030 11633 10666 197.8 0.020 0.020 0.020 0.020 12400 9890 10875 + 12481 + 12750 + 11633 + 10666 + 12400 + 9890 = 11527 (N/m) JTB = Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị Y-Po (∆t = 1,5 mm) Y 0.07 0.06 0.06 0.048 0.05 0.04 0.042 0.027 0.03 0.03 0.02 0.02 0.016 P 0.01 0 - 200 400 600 Hình 4.8 Đồ thị quan hệ Y P0 (t = 1,5mm) Chi tiết thứ hai Bảng 13: Quan hệ lực P0 với thông số cắt cố định ∆t = 1,0 mm c z t x tX fz y fzy B v Bv D q Dq P P0 3750 1.00 1 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 148.5 116.4 89 3750 2.09 2.09 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 310.3 243.2 3750 3.10 3.1 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 460.3 360.8 3750 4.00 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 593.9 465.5 3750 3.00 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 445.4 349.1 3750 1.90 1.9 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 282.1 221.1 3750 0.90 0.9 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 133.6 104.7 Bảng 14 : Quan hệ lực cắt Po, chuyển vị y độ cứng vững Jy ∆ t = 1,0 mm Thông Ký hiệu bề mặt số A B C D E F G t 1.50 2.90 4.60 6.00 4.40 3.20 1.70 P0 174.6 337.5 535.3 698.2 512.0 372.4 197.8 0.013 Y 0.013 0.023 0.013 0.013 J 0.055 0.042 0.023 0.023 0.039 0.039 0.055 0.055 0.042 0.023 13430 JTB = 0.039 0.039 14674 0.055 13725 0.024 0.042 0.042 12694 12190 0.024 0.012 0.024 0.024 0.012 0.012 0.012 15516 16483 13430 + 14674 + 13725 + 12694 + 12190 + 15516 + 16483 = 14101 (N/m) Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị Y-Po (∆t = 1,0mm) Y 0.06 0.05 0.055 0.042 0.023 0.04 0.03 0.013 0.039 0.027 0.02 P0 0.015 0.01 0.0 200.0 400.0 90 600.0 Hình 4.9 Đồ thị quan hệ Y P0( ∆t = 1,0mm) Chi tiết thứ ba Bảng 15: Quan hệ lực P0 với thông số cắt cố định ∆t = 0,5 mm c z t x tX fz y fzy B v Bv D q Dq P P0 3750 0.50 0.5 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 74.2 58.2 3750 1.10 1.1 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 163.3 128.0 3750 1.50 1.5 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 222.7 174.6 3750 2.10 2.1 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 311.8 244.4 3750 1.60 1.6 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 237.6 186.2 3750 1.05 1.05 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 155.9 122.2 3750 0.65 0.65 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 96.5 75.6 Bảng 16 : Quan hệ lực cắt Po, chuyển vị y độ cứng vững Jy ∆t = 0,5mm Thông Ký hiệu bề mặt số t P0 Y A B C D E F G 0.50 1.10 1.50 2.10 1.60 1.05 0.65 58.2 128.0 174.6 244.4 186.2 0.012 0.018 0.027 0,035 0.029 0.012 0.012 0.018 0.018 0.027 0.027 0,036 0.036 0.029 0.029 0.012 0.018 0.027 0.037 0.029 J 4850 J TB = 7111 6466 6605 6420 122.2 75.6 0.020 0.014 0.020 0.020 0.014 0.014 0.020 0.014 6110 4850 + 7111 + 6466 + 6605 + 6420 + 6110 + 5400 = 6137 (N/m) Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị Y-Po (∆t = 0,5mm) 91 5400 Y 0.04 0.035 0.029 0.03 0.02 0.025 0.027 0.02 0.014 0.015 0.018 0.01 0.012 0.005 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 0.036 P 250.0 300.0 Hình 4.10 Đồ thị quan hệ Y P0 (∆t = 0,5mm) 4.2.2.2.THÍ NGHIỆM ĐO ĐỘ NHÁM Thí nghiệm đo sản phẩm gia cơng máy UF-222 Dùng máy kiểm tra độ nhám JS 300 Việc xác định độ nhám bề mặt gia công tiến hành sau: Đo vị trí bề mặt chi tiết gia cơng ứng với vị trí chiều sấu cắt lớn lực lớn rung động nhiều Bằng cách ta xác định mẫu độ nhám tương ứng với số liệu bảng 18; 20; 22 Chi tiết thứ nhất: Khi thay đổi chiều sâu cắt ∆t = 2,5 mm Theo công thức với liệu cho, ta tính lực cắt Po Bảng 17: Quan hệ lực P0 với thông số cắt: c z t x tX fz y fzy B v Bv D q Dq P P0 3750 2.51 2.51 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 372.7 292.1 3750 4.92 4.92 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 730.5 572.5 3750 7.62 7.62 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 1131.4 886.8 92 3750 10.07 10.1 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 1495.2 1171.9 3750 7.54 7.54 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 1119.5 877.4 3750 5.12 5.12 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 760.2 595.8 3750 2.48 2.48 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 368.2 288.6 93 Bảng 18: Quan hệ Rz Po ứng với ∆t = 2,5 mm Rz 11.89 11.92 23.48 23.52 15.87 13.85 11.8 Po 292.1 572.5 886.8 1171.9 877.4 595.8 288.6 Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị quan hệ Rz với P0 (∆ t = 2,5 mm) P0 1000.0 931.0 900.0 800.0 698.2 700.0 698.2 600.0 500.0 465.5 465.5 400.0 300.0 232.7 200.0 232.7 Rz 100.0 0.0 10 15 20 Hình 4.11 Đồ thị quan hệ Rz với P0 với ∆t = 2,5 mm 94 25 Chi tiết thứ hai: Khi thay đổi chiều sâu cắt ∆t = 2,0 mm Theo cơng thức với liệu cho, ta tính lực cắt Po Bảng 19: Quan hệ lực P0 với thông số cắt: c z t x tX fz y fzy B v Bv D q Dq P P0 3750 2.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 296.96 232.7 3750 4.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 593.92 465.5 3750 6.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 890.88 698.2 3750 8.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 1187.85 931.0 3750 6.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 890.88 698.2 3750 4.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 593.92 465.5 3750 2.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 296.96 232.7 Bảng 20: Quan hệ Rz Po ứng với ∆t = 2,0 mm Rz 9.11 11.85 12.55 19.77 12.85 10.86 10.81 P0 232.7 465.5 698.2 931.0 698.2 465.5 232.7 Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị quan hệ Rz với P0 (∆ t = 2,5 mm) P0 1400 1200 1171.9 1000 877.4 800 886.8 572.5 600 595.8 400 292.1 200 Rz 288.6 0 10 15 20 25 95 Hình 4.12 Đồ thị quan hệ Rz với P0 với ∆ t = 2,0 mm Chi tiết thứ ba: Khi thay đổi chiều sâu cắt ∆t = 1,5 mm Theo công thức với liệu cho, ta tính lực cắt Po Bảng 21: Quan hệ lực P0 với thông số cắt c z a x aX fz y fzy B v Bv D q Dq P P0 3750 1.52 1.52 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 225.69 176.9 3750 2.90 2.9 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 430.59 337.5 3750 4.40 4.4 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 653.31 512.0 3750 6.12 6.12 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 908.70 712.2 3750 4.50 4.5 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 668.16 523.7 3750 3.06 3.06 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 454.35 356.1 3750 1.49 1.49 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 221.24 173.4 Bảng 22: Quan hệ Rz P0(∆ t = 2,5 mm) 96 Rz 10.82 12.40 12.71 15.39 11.23 9.97 6.40 P0 176.89 337.48 512.04 712.19 523.67 356.10 173.39 Đồ thị quan hệ Rz P (∆ t = 2,5 mm) P0 800 700 600 500 400 300 200 100 0.0 712.19 523.67 512.04 356.10 176.89 173.39 5.0 10.0 Rz 15.0 20.0 Hình 4.13 Đồ thị quan hệ Rz với P0 với ∆t = 1,5 mm KẾT LUẬN CHƯƠNG Phần thực nghiệm sử dụng hai loại máy phay đứng trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên UF -222 F250x900 nhà máy khí Hải Phòng Cơ sở tiến hành thực nghiệm dựa vào lý thuyết độ cứng vững Tất bước thực thí nghiệm rõ ràng, từ thực hành cắt gọt đến đo kiểm tuân theo quy trình chặt chẽ Trọng tâm thí nghiệm thay đổi chiều sâu cắt giữ nguyên thông số khác Thí nghiệm tiến hành máy loại máy khác thay đổi chiều sâu cắt lần Kết cho thấy: Thông số độ cứng vững hệ thống công nghệ đồ thị dựng số liệu thực, khơng có sai lệch nhiều lý thuyết thực nghiệm Chiều sâu lớn J lớn chứng tỏ độ cứng vững (nghịch đảo độ mềm dẻo) xuất theo thứ tự ưu tiên phận 97 Cùng chiều sâu cắt có khác biệt lớn máy UF-222 máy Phay F 260 X 900 Hải phòng JUF-222> JF 260 X 900 Chiều sâu cắt có thay đổi lớn độ nhám tăng theo Với kết thu từ thí nghiệm, làm sáng tỏ sở lý thuyết độ cứng vững hệ thống công nghệ Kết thực nghiệm tương đối sát, đảm bảo tính khoa học xác Đã chứng minh tính đắn lý thuyết thông qua trị số đồ thị quan hệ Với kết thực nghiệm thu chứng minh lý thuyết đưa Tác giả muốn đưa lời kết luận: Khi gia cơng tinh, cần đạt độ xác cao lần gia cơng cuối lượng dư phải nhỏ Thí nghiệm độ cứng vững, ảnh hưởng lực cắt tới chuyển vị a Thí nghiệm tiến hành với máy UF222 Các mẫu phôi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống chiều sâu cắt thay đổi ∆T1= 2,5mm; ∆T2 = 2,0mm; ∆T3 = 1,5mm; ∆T4 = 1,0mm; ∆T5 = 0,5mm b Thí nghiệm tiến hành với máy F250 x 900 nhà máy khí Hải Phịng Các mẫu phơi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống, với chiều sâu thay đổi ∆t1 = 1,5mm; ∆t2 = 1,0mm; ∆t3 = 0,5mm Dao phay mặt đầu lưỡi cắt D = 120mm Quan hệ Y Po, sử dụng phần mềm Excel xác lập đồ thị quan hệ Po, y Đồ thị giống đường cong lý thuyết Thí nghiệm độ cứng vững liên quan nhám Rz Thực nghiệm máy phay đứng UF - 222, theo số liệu thí nghiệm thay đổi lực Po gây rung động mức độ biến dạng khác Tại vị trí dùng máy đo độ nhám xác định Po Rz tăng với số liệu thuyết minh 98 TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Tên đề tài: Xây dựng phương pháp xác định độ cứng vững máy phay đứng Chương 1: Tổng quan ngun cơng phay - Q trình cắt gọt phay tuân theo quy luật tiện, khoan phương pháp gia cơng có phoi Lực cắt xuất phay dao phay mặt đầu gồm lực hướng kính, lực dọc trục Lực có ảnh hưởng gây nên biến dạng hệ thống công nghệ tạo sai số gia công mặt phẳng đạt độ xác theo phương trục dao Lực phay, q trình mài mịn chịu ảnh hưởng trình vật lý phức tạp Chương 2: Giới thiệu máy phay đứng - Máy phay có nhiều loại: Máy phay đứng, máy phay nằm, máy phay chép hình, máy chuyên dùng, máy điều khiển theo chương trình số - Khả cơng nghệ máy phay đứng phong phú Chương 3: Nghiên cứu độ cứng vững hệ thống công nghệ Hệ thống cơng nghệ (dao, máy, gá, chi tiết) khơng có độ cứng cách tuyệt đối Dưới tác dụng lực cắt, truyền vào phận bị biến dạng đàn hồi biến dạng tiếp xúc 99 Những biến dạng phận kết hợp phận tạo không ổn định vị trí tương đối dao chi tiết gây nên sai số gia công Độ cứng vững phận là: JM, Jd, JCT, Jđg chúng có quan hệ 1 1 = + + + JΣ JM JD J CT Jdg Chương 4: Thí nghiệm xác định độ cứng vững máy phay đứng Thí nghiệm độ cứng vững, ảnh hưởng lực cắt tới chuyển vị a Thí nghiệm tiến hành với máy UF222 Các mẫu phơi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống chiều sâu cắt thay đổi ∆T1= 2,5mm; ∆T2 = 2,0mm; ∆T3 = 1,5mm; ∆T4 = 1,0mm; ∆T5 = 0,5mm b Thí nghiệm tiến hành với máy F250 x 900 nhà máy khí Hải Phịng Các mẫu phơi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống, với chiều sâu thay đổi ∆t1 = 1,5mm; ∆t2 = 1,0mm; ∆t3 = 0,5mm Dao phay mặt đầu lưỡi cắt D = 120mm Quan hệ Y Po, sử dụng phần mềm Excel xác lập đồ thị quan hệ Po, y Đồ thị giống đường cong lý thuyết Thí nghiệm độ cứng vững liên quan nhám Rz Thực nghiệm máy phay đứng UF - 222, theo số liệu thí nghiệm thay đổi lực Po gây rung động mức độ biến dạng khác Tại vị trí dùng máy đo độ nhám xác định Po Rz tăng với số liệu thuyết minh Kết luận: Với kết thu từ thí nghiệm làm sáng tỏ sở lý thuyết độ cứng vững hệ thống cơng nghệ Khi gia cơng kích thước cần đảm bảo sai số gia cơng nhỏ, độ nhẵn cao lát cắt cuối lượng dư phải nhỏ 100 SUMMARIZED CONTENT OF FINAL THESIS Thesis name: “Study of hardness in the vertical milling machine” Chapter 1: summary of milling principles - Cutting process when drilling also comply with common- above mentioned principles: drilling and metal-working with shavings At the time, cutting force appeared when drilling equal edge-milling cutter having a directed force The very force from shafts caused deforming from technical factors and caused cutting corner tolerance The force during rotating may be influenced by complicated physical variables Chapter 2:An introduction to vertical milling machine - There are many alternative choices with milling machines for working, such as vertical or horizontal milling machines, image-simulated or heavy duty milling machine, automatic or digital milling machine Chapter :Study of hardness of technology system Technology system (incl cutters, machines, compliances, components) is available with perfect hardness Under cutting force, transfer from components will be deformed, stretched in contact Those components combine with others will set up instability of positioning between cutters and components, this leads to the working tolerance Firmness 101 from each component is: JM, Jd, JCT, Jdg, it relates to force 1 1 = + + + JΣ JM JD J CT J dg Chapter 4: Experiments to specify hardness of vertical milling machine 1.Experiment of hardness, of influence to transferred Y That is done with Milling machine UF-222 Up-down step-shaped model of steel 45 with alternative in-depth cutting: ∆ T = 2,5mm, ∆ T = 2,0mm Milling machine F250 x 900 by Hai Phong Mechanic Factory Up-down step-shaped model of steel 45 with alternative in-depth cutting: ∆t1= 1,5mm, ∆t 2= 1,0mm ∆t 3= 0,5 mm., One-blade cutter D= 120 mm Relation between Y and Po is done by Microsoft Exel to form relation graph Po and Y Basically, this graph is similar to proposed curve Hardness experiment relates to rough Rz When doing with vertical milling machine MUP-320, given data also showed as similarly as that on force-alternative Po, that caused vibration and various deformations At points made with roughnessmeasuring machine also are specified Po and Rz also rise through above-mention data Conclusion: - As results gained from those experiments clarified theoretical arguments of hardness and firmness by technology system - When working with dimension of small tolerance requiring high smoothness should be small and uniform in end-cutting piece Keyword: Vertical Milling Machine, Experimental, System Technology, Viet Nam 102 Tài liệu tham khảo Nguyễn Ngọc Anh-Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập 1- Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật Thạc sỹ Nguyễn Ngọc ánh-Luận văn cao học “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công máy phay CNC“ - ĐHBK Hà Nội 2002 PGS -TS Nguyễn Trọng Bình-Tối ưu hố q trình gia cơng cắt gọt – Nhà xuất Giáo dục 2003 Thạc sỹ Vũ Xuân Cúc-Luận văn cao học “ Nghiên cứu ảnh hưởng biến dạng hệ thống công nghệ tác dụng lực cắt đến sai số gia công“ - ĐHBK Hà Nội 1997 5.Tạ Văn Đĩnh-Phương pháp tính dùng cho trường đại học kỹ thuật- Nhà Xuất Giáo dục 1997 GS-TS Trần Văn Địch-Công nghệ phay-Nhà xuất khoa học kỹ thuật –Hà Nội GS-TS Trần Văn Địch-Báo cáo khoa học hội khí Việt Nam GS-TS Trần Văn Địch; PGS-TS Nguyễn Trọng Bình; PGS-TS Nguyễn Thế Đạt; PGS-TS Nguyễn Viết Tiếp; PGS-TS Trần Xuân Việt - Công nghệ chế tạo máy- Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2003 GS-TS Trần văn Địch - Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệmNhà Xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2003 103 ... thường máy phay đứng điều khiển kỹ thuật số để người xem có nhìn tổng quan loại máy phay, với đề tài ? ?Xây dựng phương pháp xác định độ cứng vững máy phay đứng? ?? tác giả sử dụng loại máy phay vạn : máy. .. Nhóm máy phay chia loại sau: - Máy phay ngang công xôn - Máy phay ngang công xơn vạn - Máy phay đứng cơng xơn (Có bàn quay) - Máy phay đứng công xôn - Máy phay vạn có độ rộng xác cao - Máy phay đứng. .. thể tích - Máy phay ren nửa tự động - Máy phay rãnh then nửa tự động - Máy phay nửa tự động có bàn quay trục đứng - Máy phay chuyên dùng - Máy phay kiểu trống - Máy phay mặt đầu - Máy phay chép