Nghiên cứu độ nhám bề mặt gia công của một số loại thép cacbon khi gia công trên máy phay CNC

Header Page of 126 B GIO DC V O TO I HC NNG TRNG DIấN TH NGHIN CặẽU ĩ NHAẽM Bệ MT GIA CNG CUA MĩT S LOAI THEẽP CACBON KHI GIA CNG TRN MAẽY PHAY CNC TểM TT LUN VN THC S K THUT Ngi hng dn khoa hc : PGS.TS Trn Xuõn Tựy Nng - Nm 2011 M U TNH CP THIT CA TI Cht lng b mt gia cụng ca chi tit cú ý ngha ủc bit quan trng v kh nng lm vic v tui bn ca chi tit T yờu cu thc t v chc nng v ủiu kin lm vic ca mỏy múc m thit b ngy cng ủũi hi rt cao v cht lng ca b mt chi tit mỏy nh: tc ủ lm vic cao, ti ln, cụng sut ln, ỏp sut v nhit ủ cao, tui th v ủ tin cy cao, ủ chớnh xỏc lm vic cao, trng lng tng ủi Do ủú, vic nghiờn cu cỏc yu t cụng ngh nh hng ủn cht lng b mt chi tit mỏy l vic lm rt cn thit c bit l nguyờn cụng gia cụng tinh bi vỡ nguyờn cụng ny cỏc ủc tớnh cht lng ca lp b mt ủc hỡnh thnh rừ nột i vi cỏc mỏy nng, quy lut v ct gt v cht lng chi tit gia cụng ủó cú nhiu cụng trỡnh nghiờn cu, tng kt v vo chng trỡnh ủo to, ng dng thc t i vi mỏy CNC cũn ớt cỏc cụng trỡnh nghiờn cu Vỡ vy, ủ ti "Nghiờn cu ủ nhỏm b mt gia cụng ca mt s loi thộp Cacbon gia cụng trờn mỏy phay CNC" l ht sc cn thit MC CH NGHIấN CU ti s kim chng thc nghim v ủ nhỏm b mt vi mt s vt liu gia cụng gia cụng trờn mỏy CNC dựng lm ti liu tra cu, phc v cho vic hc tp, nghiờn cu I TNG V PHM VI NGHIấN CU Nghiờn cu ủ nhỏm b mt ca mt s loi thộp Cacbon gia cụng cựng ch ủ ct, dao, mỏy v cỏc ủiu kin khỏc trờn mỏy phay CNC Vic nghiờn cu thc nghim ủc tin hnh vi cỏc ủiu kin sau: - Vt liu gia cụng: l thộp Cacbon S40C, S45C, S55C v SKD11 - Mỏy thc nghim: Mỏy phay CNC Mill 155 ca hóng EMCO - B mt gia cụng l mt phng Footer Page of 126 3 - Thit b ủo ủ nhỏm: Mỏy ủo ủ nhỏm ca Taylor Hobson United Kingdom - Ch ủ ct (theo ti liu ch dn kh nng ct gt tt nht ca CHNG TNG QUAN V C S Lí THUYT Header Page of 126 dao): Trong quỏ trỡnh gia cụng thộp Cacbon bng dao phay mt ủu gn mónh hp kim cng ca Nht Bn NI DUNG NGHIấN CU - Lý thuyt v ch ủ ct, ủ nhỏm b mt, vt liu gia cụng núi chung v thộp Cacbon núi riờng, ủ cng ca vt liu, phõn tớch x lý s liu thc nghim - Ch ủ ct, dao, dng b mt gia cụng ủin hỡnh - Nghiờn cu ủ nhỏm v ủ cng vt liu gia cụng - Xỏc ủnh ch ủ ct, lp trỡnh gia cụng cỏc mu ủó la chn - o ủ cng, ủ nhỏm b mt v xỏc ủnh quan h gia ủ nhỏm v thnh phn cacbon PHNG PHP NGHIấN CU - S dng phng phỏp nghiờn cu thc nghim - S dng phng phỏp thng kờ ủ phõn tớch theo kt qu thc nghim D KIN KT QU T C - Bng tng hp cỏc kt qu thc nghim v ủ nhỏm b mt vi cỏc loi thộp Cacbon cựng mt ch ủ ct v cỏc ủiu kin gia cụng khỏc gia cụng trờn mỏy phay CNC Xõy dng cỏc phng trỡnh toỏn hc biu din mi quan h gia ủ nhỏm v thnh phn cacbon v quan h gia ủ nhỏm v lng chy dao - Nhng ủ xut nhm ci thin ủ nhỏm b mt gia cụng trờn mỏy CNC CU TRC LUN VN Chng 1: Tng quan v c s lý thuyt Chng 2: C s v quỏ trỡnh thc nghim Chng 3: X lý kt qu thc nghim Footer Page of 126 1.1 TNG QUAN Cht lng b mt chi tit gia cụng liờn quan ủn nhiu yu t v ủiu kin gia cụng, c th nh: - Ph thuc vo vt liu gia cụng: tớnh do, ủ cng - Ph thuc vo phng phỏp gia cụng: gia cụng bng hỡnh thc no? - Ph thuc vo tỡnh trng mỏy: ủ cng vng ca mỏy, trng thỏi mũn - Ph thuc vo dng c ct: hỡnh dỏng hỡnh hc, vt liu lm dao - Ph thuc vo ủ cng vng h thng cụng ngh, ph thuc vo ch ủ ct (vn tc ct, chiu sõu ct, lng chy dao) - Ph thuc vo ch ủ bụi trn lm mỏt Trong cỏc yu t k trờn, nh hng ca ch ủ ct mang tớnh cht bao trựm hn c Vỡ chớnh ch ủ ct chi phi c s phỏt sinh nhit ct, lc ct, phoi bỏm (lo dao), v rung ủng ca h thng cụng ngh Tuy nhiờn, quan h gia ủ nhỏm b mt v thnh phn phn trm ca mt s loi thộp Cacbon gia cụng trờn mỏy phay CNC cng cn ủc quan tõm 1.2 Lí THUYT C BN V CH CT 1.2.1 Khỏi nim v ct gt kim loi Quỏ trỡnh ct kim loi l quỏ trỡnh ht b lp kim loi tha chi tit, nhm ủt ủc nhng yờu cu cho trc v hỡnh dỏng, kớch thc, v trớ tng quan gia cỏc b mt v cht lng b mt ca chi tit gia cụng 1.2.2 Cỏc chuyn ủng ct gt Chuyn ủng ct gt ủc phõn lm hai loi chuyn ủng: - Chuyn ủng chớnh - Cỏc chuyn ủng ph Header Page of 126 1.2.2.1 Chuyn ủng chớnh Chuyn ủng chớnh l chuyn ủng ch yu thc hin quỏ trỡnh to phoi v tiờu hao nng lng ct ln nht 1.2.2.2 Cỏc chuyn ủng ph Chuyn ủng ph l nhng chuyn ủng tip tc to phoi 1.2.3 Lp ct v tit din ct Lp kim loi b ht b ủi ng vi mt vũng quay hay mt hnh 1.3.2 Cỏc thụng s ủỏnh giỏ cht lng b mt 1.3.2.1 Tớnh cht hỡnh hc ca b mt gia cụng a nhỏm b mt: nhỏm b mt hay cũn gi l nhp nhụ t vi l hp tt c nhng vt li, lừm vi bc cc ngn ủ to thnh profin b mt chi tit phm vi chiu di chun l Thụng thng ngi ta thng s dng hai ch tiờu ủú l Ra v Rz: trỡnh kộp ca chuyn ủng chớnh gi l lp ct - Sai lch trung bỡnh s hc ca prụfin Ra, ủc ủo bng àm 1.3 CHT LNG CA CHI TIT GIA CễNG V NH HNG - Chiu cao nhp nhụ trung bỡnh ca profin Rz, ủc ủo bng àm CA CC YU T N NHM B MT Quỏ trỡnh gia cụng kim loi thng phi ủỏp ng cỏc yờu cu sau: b súng b mt: Chu k khụng bng phng ca b mt chi tit gia cụng ủc quan - Ch tiờu v cht lng: ủm bo cht lng chi tit theo yờu cu sỏt khong ln tiờu chun (t ủn 10mm) ủc gi l ủ súng - Ch tiờu v nng sut: ủm bo nng sut gia cụng ln nht hay b mt thi gian gia cụng chi tit l nh nht - Ch tiờu v kinh t: ủm bo chi phớ gia cụng nh nht 1.3.1 Cht lng chi tit gia cụng 1.3.1.1 chớnh xỏc gia cụng a Khỏi quỏt: b iu chnh ủt ủ chớnh xỏc yờu cu: 1.3.1.2 Cht lng b mt Cht lng b mt ca chi tit mỏy hp nhiu tớnh cht quan trng hỡnh hc v c lý ca lp b mt Nú ủc ủỏnh giỏ theo cỏc ch tiờu sau ủõy: - c tớnh hỡnh hc ca b mt (ủ súng, ủ nhỏm, sai s hỡnh hc ) - Trng thỏi v tớnh cht c lý ca lp b mt (ủ cng, ng sut d, chiu sõu bin cng, ) - Phn ng ca lp b mt ủi vi mụi trng lm vic (tớnh chng mũn, kh nng chng xõm thc húa hc, ủ bn mừi ) Footer Page of 126 1.3.2.2 Tớnh cht c lý ca b mt gia cụng 1.3.3 nh hng ca cỏc yu t ủn ủ nhỏm b mt gia cụng c - Nhng nguyờn nhõn cú liờn quan ủn hỡnh dng hỡnh hc ca dao ct - Nhng nguyờn nhõn cú liờn quan ủn bin dng ủn hi v bin dng ca vt liu gia cụng - Nhng nguyờn nhõn cú liờn quan ủn ủ cng vng ca h thng cụng ngh v rung ủng - Ph thuc vo ch ủ bụi trn lm mỏt: Loi dung dch trn ngui, lu lng ti, thi ủin ti 1.3.3.1 nh hng ca thụng s hỡnh hc ca dao ủn ủ nhỏm b mt S - Khi S > 0,15mm/vũng thỡ: Rz = 8r - Khi S > 0,15mm/vũng thỡ: R z = S 8r (1.14) + hmin rhmin + S (1.15) Header Page of 126 1.3.3.2 nh hng ca tc ủ ct hỡnh thnh cỏc nhp nhụ t vi ủng thi kt hp vi nh hng ca Khi ct thộp Cacbon tc cỏc yu t hỡnh hc lm tng ủ nhỏm b mt ủ thp, nhit ct khụng cao, ủm bo ủ nhn búng b mt v nng sut gia cụng, ủi vi phoi kim loi d tỏch, bin thộp Cacbon ngi ta thng chn giỏ tr ca lng chy dao S dng ca lp kim loi khụng khong t 0,05 ủn 0,12mm/vũng nhiu, vỡ vy cht lng b 1.3.3.4 nh hng ca chiu sõu ct nh hng ca chiu sõu ct ủn ủ nhỏm b mt l khụng ủỏng mt gia cụng thp Khi tng tc ủ ct lờn khong 15 ữ 20 m/phỳt thỡ nhit ct v lc ct Hỡnh 1.5 nh hng ca tc ủ ct ti ủ nhỏm b mt gia cụng thộp k Tuy nhiờn nu chiu sõu ct quỏ ln s dn ủn rung ủng quỏ trỡnh ct tng, ủú lm tng ủ nhỏm Ngc li, chiu sõu ct ủu tng gõy bin dng mnh, v ủiu kin nh vy rt quỏ nh s lm cho dao b trt trờn b mt gia cụng Thc nghim d hỡnh thnh phoi bỏm ủú ủ nhp nhụ t vi lp b mt tng lờn cho thy ct vi chiu sõu ct t = 0,02 ữ 0,03mm thng xy Khi ct vi tc ủ ct t 30m/phỳt tr lờn thỡ khú hỡnh thnh phoi hin tng trt dao Khi ủú kim loi ch yu b nộn cht lm cho bỏm, ủú chiu cao nhp nhụ b mt Rz gim Khi ct vi tc chiu cao nhp nhụ t vi tng lờn v lp b mt b bin cng, gõy khú ct t 100m/phỳt tr lờn, nhit ct cao, kim loi d bin dng, lp khn cho ln gia cụng tip theo kim loi nm gia mt trc ca dao v phoi b núng chy lm gim 1.3.3.5 nh hng ca vt liu gia cụng ma sỏt, gim lc ct, khú hỡnh thnh phoi bỏm, ủú chiu cao nhp Vt liu gia cụng (hay tớnh gia cụng ca vt liu) nh hng ủn nhụ t vi lp b mt gim, ủ nhn b mt tng lờn ủ nhỏm b mt ch yu l kh nng bin dng Vt liu 1.3.3.3 nh hng ca lng chy dao v dai (thộp ớt cacbon) d bin dng s lm cho nhỏm b mt ln Khi gia cụng vi lng chy dao 0,02 ữ 0,15mm/vũng thỡ b mt gia cụng cú ủ nhp nhụ t vi gim Nu S < 0,02mm/vũng thỡ ủ hn so vi vt liu cng v giũn 1.3.3.6 nh hng ca rung ủng ca h thng cụng ngh nhp nhụ t vi s tng lờn Quỏ trỡnh rung ủng h thng cụng ngh to chuyn ủng (tc l ủ nhn búng s gim tng ủi cú chu k gia dng c ct v chi tit gia cụng dn ủn lm xung) vỡ nh hng ca thay ủi ủiu kin ma sỏt, gõy nờn ủ súng v nhp nhụ t vi trờn b bin dng ln hn nh mt gia cụng Sai lch ca cỏc b phn mỏy lm cho chuyn ủng hng ca cỏc yu t hỡnh ca mỏy khụng n ủnh, h thng cụng ngh s cú dao ủng cng hc Nu lng chy dao S > bc iu ny cú ngha l cỏc b phn mỏy lm vic s cú rung 0,15mm/vũng thỡ bin dng ủn hi s nh hng ủn s Footer Page of 126 Hỡnh 1.6 nh hng ca lng chy dao ti ủ nhỏm b mt ủng vi nhng tn s khỏc gõy súng dc v súng ngang trờn b mt gia cụng vi bc súng khỏc Header Page of 126 10 1.4 CC THNH PHN VT LIU CA CC LOI THẫP CACBON 1.4.2.3 Vai trũ ca cacbon Cụng dng ca thộp theo thnh phn 1.4.1 Khỏi nim v thnh phn húa hc ca thộp Cacbon cacbon Thộp l hp kim gia st v cacbon vi lng cacbon nh hn 1.4.3 Phõn loi thộp Cacbon 2,14% Do ủiu kin nu luyn t qung st, nờn ngoi hai nguyờn 1.4.3.1 Theo mc ủ sch cht t thp ủn cao cú cỏc mc cht t chớnh l Fe v C, thộp cũn cú cỏc nguyờn t khỏc, ủú l cỏc lng sau cht thng cú (Mn, Si, P, S), cỏc cht n (H, N, O ) v cỏc 1.4.3.2 Theo phng phỏp kh ụxy cht ngu nhiờn (Cr, Ni, Cu, Mo, Mn, Co, V, Ti ) 1.4.3.3 Theo cụng dng Thnh phn húa hc ca thộp thụng thng ngoi Fe ủc 1.4.4 Ký hiu Thộp cacbon 0,6%; P 0,03 ữ 0,06%; S 0,03 ữ 0,06% (theo tiờu chun ISO: S, 1.4.4.2 Nhúm thộp kt cu P 0,03%) 1.4.4.3 Nhúm thộp dng c 1.4.2 nh hng ca cacbon ti t chc, tớnh cht v cụng dng 1.4.4.4 Nhúm thộp Cacbon cú cụng dng riờng ca thộp 1.5 MY CNC V CễNG NGH GIA CễNG TRấN MY CNC 1.4.2.1 T chc t vi (CAD/CAM/CNC) 1.4.2.2 C tớnh 1.5.1 c trng c bn ca mỏy CNC lờn, ủ bn v ủ cng tng, cũn HB s tng thờm khong 20ữ25 ủn v, gii hn bn (b) tng 200 thờm khong 60ữ80Pa, ủ gión 50 2000 1.5.3.2 Cỏc ủim gc, ủim chun trờn mỏy cụng c CNC 800 40 1600 1.5.3.3 Tng quan v cụng ngh CAD/CAM 600 30 1200 1.5.3.4 Lp trỡnh gia cụng theo cụng ngh CAD/CAM - CNC 20 800 1.6 Kt lun chng b 400 200 10 400 di () gim ủi khong 2ữ4%, ủ tht t ủi () gim ủi khong 1ữ5%, ủ dai va ủp gim ủi (ak) khong 200 kJ/m , Footer Page of 126 1.5.3 Cụng ngh gia cụng trờn mỏy CNC (CAD/CAM-CNC) 1.5.3.1 H trc ta ủ mỏy cụng c CNC HB 1000 200 1.5.2 Cu trỳc c bn ca mỏy CNC 60 2400 V mt ủnh lng, cú th thy c tng 0,1%C, ủ cng 1200 ak ủ v ủ dai gim 300 , % Khi thnh phn cacbon tng ak, KJ/m2 1.4.4.1 Nhúm thộp cacbon cht lng thng HB b, MN/m gii hn nh sau: C < 2,14%; Mn 0,5% ữ 0,8%; Si 0,3% ữ Trong chng ny, lun gii thiu lý thuyt c bn v ch ủ ct, cht lng ca chi tit gia cụng v phõn tớch cỏc nh hng ca 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 %C Hỡnh 1.7 nh hng ca cacbon ti c tớnh ca thộp thng cỏc yu t nh: hỡnh dỏng hỡnh hc ca dao, tc ủ ct, lng chy dao, chiu sõu ct, vt liu gia cụng cng nh rung ủng ca h thng cụng ngh ủn ủ nhỏm b mt v trỡnh by túm tt cỏc ch tiờu ủỏnh giỏ cht lng b mt Ra, Rz Bờn cnh ủú l vic trỡnh by cỏc 11 Header Page of 126 12 thnh phn nguyờn t húa hc ca cỏc loi thộp Cacbon dựng cho 2.2 CHN LOI VT LIU nghiờn cu, ủc bit l nh hng ca thnh phn cacbon ủn tớnh Vt liu nghiờn cu: L cỏc loi thộp Cacbon S40C, S45C, S55C, cht c lý ca thộp Gii thiu mỏy CNC v cụng ngh gia cụng trờn v SKD11 khụng qua x lý nhit mỏy CNC (CAD/CAM-CNC) ng thi cng gii thiu v phõn 2.3 THNH PHN CC BON CA MU, CNG CA MU tớch ch ủ ct trờn mỏy nng v trờn mỏy CNC 2.3.1 C tớnh ca mu 2CHNG Bng 2.2 C tớnh ca thộp Cacbon dựng ủ nghiờn cu C S V QU TRèNH THC NGHIM 2.1 CHN MU GIA CễNG TT Tờn mu 2.1.1 Chn mỏy v ch ủ ct gia cụng thụ 2.1.1.1 Mỏy gia cụng TT Tờn mu Thộp S40C 372.10 (JIS G4051-1979) Thộp S45C 378.43 (JIS G4051-1979) Thộp S55C 375.18 (JIS G4051-1979) Thộp SKD11 (JIS G4404-1983) 2.1.1.2 Ch ủ ct Bng 2.1 Ch ủ ct gia cụng thụ Ch ủ ct n (vũng/phỳt) Sz (mm/vũng) t (m) Thộp S40C (JIS G4051-1979) 1320 0,09 1,5 Thộp S45C (JIS G4051-1979) 1320 0,09 1,03 Thộp S55C (JIS G4051-1979) 1320 0,09 Thộp SKD11 (JIS G4404-1983) 1320 0,09 0,5 2.1.2 Mu gia cụng 23.1 181.0 594.61 22.0 199.0 671.20 17.2 204.0 - - 63.4 Bng 2.3 Thnh phn húa hc ca thộp Cacbon Thnh phn húa hc TT Footer Page of 126 576.12 2.3.2 Thnh phn húa hc ca mu Hỡnh 2.1 Phụi trc gia cụng Gii hn Gii hn dón di chy ch bn b cng cng (N/mm2) (N/mm2) (%) (HBS) HRC Tờn mu Thộp S40C (JIS G4051-1979) Thộp S45C (JIS G4051-1979) Thộp S55C (JIS G4051-1979) Thộp SKD11 (JIS G4404-1983) C SI Mn P S Ni Cr Cu (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) 0.3914 0.1722 0.6218 0.0245 0.0301 0.0114 0.0127 0.1456 0.4506 0.1861 0.6451 0.0244 0.0314 0.0103 0.0134 0.1047 0.5537 0.2046 0.7510 0.0217 0.0315 0.0107 0.0119 0.1241 1.5510 0.3450 0.4500 0.0142 0.0157 - 0.4133 - 13 Header Page of 126 14 2.4 MY CNC V DAO DNG TRONG TH NGHIM 2.5 YấU CU K THUT CA B MT V NHM B MT 2.4.1 Mỏy gia cụng 2.5.1 Yờu cu k thut ca b mt 2.4.2 Kt cu dao phay 2.5.2 Yờu cu ủ nhỏm b mt Dao phay mt ủu gn mónh hp kim cng (hỡnh 2.4) cú cỏc thụng s c bn (tra theo Mitsubishi General Catalogue 2009 - 2010) nh sau: BAP300 Kiu S th t 050A07R Kớch thc (mm) D1 L1 D9 L7 D8 W1 L8 50 40 22 20 11 10.4 6.3 Trng t lng dng c (mm) (kg) 0.4 Hỡnh 2.5 Thụng s hỡnh hc mónh ct Hỡnh 2.4 Thụng s c bn ca dao Hỡnh 2.6 Kt cu dao phay mt ủu dựng ủ nghiờn cu Footer Page of 126 TRấN MY CNC 2.6.1 Ch ủ ct trờn mỏy nng Bng 2.5 Cỏc thụng s c bn ca dao S rng 2.6 CHN CH CT V CC YU T CễNG NGH KHC 2.6.1.1 Khỏi nim chung 2.6.1.2 Cỏc yu t ca ch ủ ct - Chiu sõu ct t (mm) - Lng chy dao s (mm/vũng) - Tc ủ ct v (m/ph) 2.6.1.3 Ch ủ ct phay trờn mỏy nng Hin nay, ti liu v ch ủ ct ca phng phỏp gia cụng phay trờn mỏy nng rt phong phỳ v dng, cỏc k s d dng khai thỏc v s dng cú hiu qu kinh t Thụng thng trờn cỏc phiu cụng ngh hay cỏc ti liu thit k cỏc k s ủó chn trc ch ủ ct theo phng phỏp tra bng hay tớnh theo cỏc ủiu kin ct, vt liu gia cụng, mc ủ nh hng ca cỏc thụng s tc ct, lc ct, momen xon, cụng sut Trong phm vi nghiờn cu ca ủ ti, tỏc gi ch trỡnh by lý thuyt c bn v ch ủ ct ca phng phỏp gia cụng phay trờn mỏy nng 2.6.2 Ch ủ ct trờn mỏy CNC Vic s dng ch ủ ct thng theo khuyn cỏo ca nh cung cp mỏy, cung cp dng c mt phn, cũn ch yu l theo kinh nghim nh thc hin gia cụng trờn mỏy nng 2.6.3 Gia cụng ct gt phay 2.6.3.1 Khỏi nim chung 2.6.3.2 Phõn loi dao phay 2.6.3.3 Vt liu ch to dao phay 15 Header Page of 126 2.6.3.4 Cỏc thụng s hỡnh hc ca dao phay 2.6.3.5 Cỏc yu t ca lp ct 2.6.3.6 Lc ct phay 2.6.3.7 mũn v tui bn ca dao phay 2.6.3.8 nh hng ca dung dch bụi trn - lm ngui ủn quỏ trỡnh ct kim loi 2.6.4 Chn ch ủ ct 16 3.1.1.2 Tớnh nng k thut 3.1.2 Phng phỏp ủo - o ủ nhỏm b mt theo phng phỏp tip xỳc 3.2 KT QU O NHM B MT SAU KHI GIA CễNG o cỏc giỏ tr Ra v Rz trờn tng mu vt liu, mi mu tin hnh ủo ln ti v trớ khỏc nhau, sau ủú ly giỏ tr trung bỡnh cng ca ba ln ủo Chỳng ta nhn ủc kt qu nh sau: Theo ti liu ch dn thỡ kh nng ct gt tt nht ca dao vi ch Bng 3.2 Kt qu ủo ủ nhỏm trung bỡnh vi S=200(mm/phỳt) ủ ct: v = 225m/phỳt, sph = 200ữ300 mm/phỳt; t = 0,5 mm 2.6.5 Cỏc yu t cụng ngh khỏc Mu vt liu th Ch ủ ct: V= 225 (m/ph); Sph = 200 (mm/ph); t = (mm) Thụng s nhỏm Ra (àm) Ln Ln Ln ủo ủo ủo Giỏ tr trung bỡnh Thụng s nhỏm Rz (àm) Ln Ln Ln ủo ủo ủo Giỏ tr trung bỡnh 3.09 3.38 3.03 3.17 15.9 17.5 15.4 16.27 2.35 2.77 3.16 2.76 14.9 14.7 16.3 15.30 17.00 2.75 2.85 2.53 2.71 18.7 20.7 18.9 19.43 2.78 2.48 2.86 2.70 19.4 16.6 18.2 18.07 2.03 2.27 2.66 2.32 9.30 11.4 12.4 11.03 13.87 3.87 2.91 2.02 2.93 10.2 13.9 13.4 12.50 2.82 2.85 2.60 2.76 11.4 12.5 13.6 12.50 2.89 3.11 2.26 2.75 11.5 11.8 16.7 13.33 11.91 hnh quỏ trỡnh ủnh v phụi trờn ờtụ thy lc v kp cht, cỏc thao tỏc 1.00 1.59 1.04 1.21 9.50 10.2 10.0 9.90 mỏy nhm xỏc ủnh ủim chun ủ tin hnh gia cụng theo chng 0.43 0.42 0.49 0.45 2.40 2.20 2.30 2.30 0.16 0.23 0.21 0.20 1.90 2.20 2.50 2.20 0.52 0.45 0.63 0.53 2.10 1.90 1.80 1.93 2.7 GIA CễNG CC MU THC NGHIM TRấN MY CNC 2.7.1 Chun b trc gia cụng 2.7.2 Chng trỡnh gia cụng 2.8 KT LUN CHNG S40C Ni dung chớnh ca chng ny l trung vo cụng tỏc chun b cỏc trang thit b dựng ủ gia cụng cỏc mu vt liu, chn vt liu, S45C ch ủ ct, dao ct, mỏy CNC, dung dch trn ngui, chng trỡnh gia cụng CNC, cng nh cỏc ủiu kin cụng ngh khỏc ng thi, tin S55C SKD11 trỡnh ủó xõy dng Mu s 2.88 2.65 2.24 0.39 2.14 3CHNG Bng 3.3 Kt qu ủo ủ nhỏm trung bỡnh vi S=300(mm/ph) X Lí KT QU THC NGHIM 3.1 DNG C V PHNG PHP O NHM B MT 3.1.1 Dng c ủo v tớnh nng k thut 3.1.1.1 Mụ t dng c ủo Ch ủ ct: V= 225 (m/ph); Sph = 300 (mm/ph); t = (mm) Mu Mu vt liu s th Mỏy ủo ủ nhỏm b mt ca Taylor Hobson - United Kingdom dựng ủ kim tra ủ nhỏm c bn ca cỏc thụng s Ra , Rz Footer Page of 126 S40C Thụng s nhỏm Ra (àm) Ln Ln Ln ủo ủo ủo 3.01 2.98 3.22 3.63 3.11 3.89 3.54 3.26 3.01 3.21 3.16 Giỏ tr trung bỡnh 3.07 3.25 Thụng s nhỏm Rz (àm) Ln Ln Ln ủo ủo ủo 19.5 19.4 20.7 19.87 17.6 14.0 21.9 17.83 19.11 20.5 19.0 19.4 19.63 Giỏ tr trung bỡnh 17 Header Page of 126 S45C S55C 2.82 2.76 2.92 2.83 3.43 3.03 3.21 3.22 3.03 3.02 3.05 3.03 1.88 2.07 2.40 2.11 2.50 2.77 2.55 2.60 2.56 2.87 2.60 0.78 0.75 0.65 0.74 18 19.4 15.6 14.7 16.57 16.7 12.7 13.7 14.37 15.13 15.7 12.9 14.8 14.47 12.6 12.5 13.1 12.73 12.7 12.9 13.8 13.13 12.90 2.67 12.8 13.2 12.5 12.83 0.72 0.73 3.10 3.50 2.70 3.10 0.75 0.71 0.70 3.90 3.40 3.20 3.50 0.68 0.64 0.69 2.80 3.20 3.70 3.23 3.03 2.46 3.4 X Lí S LIU THC NGHIM 3.4.1 Xõy dng hm thc nghim v tuyn tớnh húa hm thc nghim 3.4.1.1 Xõy dng quan h gia ủ nhỏm Ra v phn trm cacbon T kt qu thc nghim ủo Ra vi S = 200 (mm/ph), ta cú bng s liu sau: SKD11 0.71 3.28 3.3 PHNG PHP PHN TCH X Lí S LIU THC NGHIM 3.3.1 C s lý thuyt v quy hoch thc nghim 3.3.1.1 Khỏi nim v quy hoch thc nghim Trong s trng hp, quan h ph thuc gia cỏc hin tng cha ủc bit mt cỏch ủy ủ, vic ủi tỡm cc tr phi tin xi 0,3914 0,4506 0,5537 1,5510 yi 2,88 2,65 2,24 0,39 X = lgx -0,3979 -0,3468 -0,2596 0,1761 Y = lgy 0,4594 0,4232 0,3502 -0,4089 p dng cỏc cụng thc tuyn tớnh húa hm phi tuyn, chỳng ta cú kt qu: A = 0,7305; b = - 1,0959 hnh thc nghim Tc l chỳng ta phi lm hng lot cỏc thớ a = 100,7305 = 5,376 suy y = 5,376x-1,0959 nghim v tỡm thớ nghim tt nht Tuy nhiờn, cụng vic tr nờn Sau tuyn tớnh húa ta thu ủc hm tuyn tớnh nh sau: rt khú khn ngi nghiờn cu phi tin hnh thc nghim nhiu yu t gim bt s thớ nghim kho sỏt tng tỏc nhiu yu t ta phi tin hnh quy hoch thc nghim 3.3.1.2 Thit lp mụ hỡnh thớ nghim Trỡnh t cỏc bc ủ xỏc lp mụ hỡnh thng kờ thc nghim nh sau: 1) Xỏc ủnh hm toỏn hc mụ t mi quan h gia cỏc yu t ủu vo v ủu 2) Xỏc ủnh cỏc thụng s mụ hỡnh theo s liu thc nghim 3) Kim tra s tng thớch ca mụ hỡnh 3.3.2 Xỏc ủnh tham s thc nghim bng phng phỏp bỡnh phng nht 3.3.2.1 Xỏc ủnh tham s ca hm tuyn tớnh mt bin s 3.3.2.2 Tuyn tớnh húa, hm phi tuyn 3.3.2.3 Xỏc ủnh tham s ca hm tuyn tớnh nhiu bin s Footer Page of 126 Y = 0,7305 1,0959X (3.38) (3.39) 3.4.1.2 Xõy dng quan h gia ủ nhỏm Rz v phn trm cacbon T kt qu thc nghim ủo Rz vi S = 200 (mm/ph), ta cú bng s liu sau: xi 0,3914 0,4506 0,5537 1,5510 yi 19,11 15,13 12,90 3,28 X = lgx -0,3979 -0,3468 -0,2596 0,1761 Y = lgy 1,2812 1,1798 1,1106 0,5159 p dng cỏc cụng thc tuyn tớnh húa hm phi tuyn, chỳng ta cú kt qu: A = 4,4035; b = - 1,6746 a = 104,4035 = 25322,116 suy y = 25322,116x-1,6746 (3.40) Sau tuyn tớnh húa ta thu ủc hm tuyn tớnh nh sau: Y = 25322,116 1,6746X (3.41) Header Page 10 of 126 19 20 àm 3.4.2 th biu din quan h gia ủ nhỏm b mt Ra , Rz vi phn trm cacbon àm 3.4.2.1 Quan h gia ủ nhỏm b mt Ra vi phn trm cacbon Hỡnh 3.8 th biu din quan h gia Rz v phn trm cacbon sau lm trn v tuyn tớnh húa ủng cong T ủ th hỡnh 3.5, hỡnh 3.6, hỡnh 3.7 v hỡnh 3.8 ta thy gia àm Hỡnh 3.5 th biu din quan h gia Ra v phn trm cacbon trc lm trn ủng cong cụng thộp Cacbon vi cựng mt ch ủ ct (cỏc ủiu kin khỏc l nh nhau): - nhỏm b mt tng lng chy dao tng - nhỏm b mt gim (ủ búng tng) phn trm cacbon tng (hay ủ cng ca vt liu tng) 3.4.2.3 Quan h gia nhỏm b mt Ra vi phn trm cacbon v lng chy dao S a Quy hoch quay cp II 1) Xõy dng v mụ t toỏn hc: Hỡnh 3.6 th biu din quan h gia Ra v phn trm cacbon sau lm trn v tuyn tớnh húa ủng cong àm 3.4.2.2 Quan h gia nhỏm b mt Rz vi phn trm cacbon Mụ t toỏn hc ca phng ỏn quay cp II cú dng nh sau: Y = b0 + b1.X1 ++ bk.Xk + b12.X1.X2 + + b11.X12 + bkk*Xk2 (3.42) 2) Xỏc ủnh cỏc h s phng trỡnh mụ t toỏn hc: 3) Kim nghim s hi quy ca phng trỡnh thc nghim: - Tớnh phng sai tng thớch theo: Stt2 = S du* Sts* - Tớnh chun Fisher theo cụng thc sau: Ftn = Hỡnh 3.7 th biu din quan h gia Rz v phn trm cacbon trc lm trn ủng cong Footer Page 10 of 126 ftt Stt2 (3.50) (3.54) Sts2 n ủõy, nu phng trỡnh thc nghim hi quy thỡ tin hnh tr x j x 0j v bin thc theo cụng thc: X j = (3.55) j 21 Header Page 11 of 126 22 b Kt qu thc nghim: c X lý kt qu thc nghim: Cỏc thớ nghim ủc tin hnh theo ma trn thc nghim ca quy hoch quay cp II vi s bin ủu vo l k=2 vit bng phn mm Matlap Gi X1, X2 l cỏc bin o ủc mó húa t cỏc bin thc S v %C tng ng Mc, khong bin thiờn ca cỏc yu t nh bng 3.7 sau: Bng 3.7 Cỏc mc, khong bin thiờn ca cỏc yu t Khong Cỏc mc ca bin o Bin bin thc Mc + Mc trờn Mc c s Mc di Mc - (+1) (0) (-1) (+1.414) (-1.414) thiờn S 301.414 300 250 200 198.582 50 %C 0.5618 1.55 1.0 0.45 0.40 0.55 Phng trỡnh hi quy thc nghim cú dng tng quỏt nh sau: Y = b0 + b1.X1 + b2.X2 + b12.X1.X2 + b11.X12+ b22.X22 Kt qu thc nghim ủc x lý vi thut toỏn quy hoch ủc Chn ủ tin cy ca thng kờ l 99% Tng ng cú chun Student tb=3.767 v chun Fisher Fb=15.5 Tr v bin thc, kt qu ủc phng trỡnh hi quy biu din mi quan h gia lng chy dao S, phn trm cacbon v ủ nhỏm b mt Ra ca chi tit gia cụng sau logarit húa nh sau: lnRa = (44.591 - 9.752.lnS - 10.234.ln(%C) + 0.217.lnS.ln(%C) + 0.284.lnS + 0.936.ln(%C)2 (3.57) d Biu din mi quan h gia nhỏm b mt, lng chy dao v thnh phn cacbon (3.56) Kt qu thc nghim nh bng 3.8 TT 10 11 12 13 V (m/phỳt) 225 225 225 225 225 225 225 225 225 225 225 225 225 Footer Page 11 of 126 S (mm/phỳt) 200 300 200 300 200 300 200 300 200 200 200 200 200 Phn trm cacbon (%C) 0.40 0.40 0.45 0.45 0.55 0.55 1.55 1.55 0.40 0.40 0.45 0.45 0.55 Ra (àm) 3.17 3.54 2.93 2.83 2.76 2.67 0.45 0.69 2.76 2.71 2.70 2.32 2.75 Nham be mat Ra Bng 3.8 Kt qu thc nghim ủo ủ nhỏm Phan tram cacbon (%C) Luong chay dao S (mm/ph) Hỡnh 3.10 th biu din mi quan h gia nhỏm b mt Ra vi lng chy dao v phn trm cacbon 23 24 3.5 NH GI SO SNH KT QU NGHIấN CU T cỏc kt qu ủo s liu thớ nghim ti Vin Cụng ngh c khớ v ta nờn chn ch ủ ct cú lng chy dao theo ti liu ch dn v kh nng ct gt tt nht ca dao T ủng húa Trng ủi hc Bỏch khoa Nng, chỳng ta ủó v ủc cỏc ủ th quan h gia ủ nhỏm b mt Ra, Rz v phn trm cacbon (hay ủ cng vt liu) ng vi lng chy dao Sph = 200mm/phỳt trờn bn mu thộp S40C, S45C, S55C v SKD11 - Chn ch ủ ct hp lý cho khụng nm vựng cú xut hin phoi bỏm (lo dao) - Nõng cao ủ cng vng ca h thng cụng ngh (mỏy - dao - ủ gỏ - chi tit gia cụng) Header Page 12 of 126 Vi s h tr ca phn mm MATLAB 7.7, chỳng ta ủó lm trn ủng gp khỳc tuyn tớnh thnh ủng cong phi tuyn ủ cú th xỏc ủnh ủ nhỏm b mt ca cỏc loi thộp Cacbon Qua cỏc 3.7 KT LUN CHNG nghiờn cu lý thuyt v bng cỏc thc nghim v quy lut quan h gia ủ nhỏm b mt Ra, Rz v ủ cng vt liu trờn mỏy nng, chỳng ta thy rng quy lut quan h gia ủ nhỏm b mt Ra, Rz v ủ cng vt liu trờn mỏy CNC cng hon ton tng t Da vo cỏc quy lut ủú, chỳng ta cng xõy dng phng trỡnh toỏn hc biu din quan h gia ủ nhỏm b mt Ra, Rz v phn trm Cacbon ng vi lng chy dao Sph = 200mm/phỳt, Sph = 300mm/phỳt Da vo phng trỡnh y = 5,376x-1,0959 , chỳng ta cú th tớnh toỏn cỏc giỏ tr bt k tng ng gia thnh phn cacbon v giỏ tr ủ nhỏm Ra ca vt liu V mt ủnh lng, da vo phng trỡnh y = 5,376x-1,0959 chỳng ta cú th thy tng 0,05% ủn v cacbon thộp Cacbon thỡ giỏ tr Ra s gim khong 23,734% 3.6 NHNG XUT NHM CI THIN NHM B MT KHI GIA CễNG TRấN MY CNC - Trong cỏc yu t nh hng ủn ủ nhỏm b mt ca chi tit gia cụng thỡ ch ủ ct (v, s, t) l yu t bao trựm hn c, ủú lng chy dao S cú nh hng ln nht Do ủú, vi kt qu nghiờn cu trờn ủ ci thin ủ nhỏm b mt gia cụng trờn mỏy CNC chỳng Vi mc ủớch ủt ca ủ ti l tỡm quy lut quan h gia ủ nhỏm b mt Ra, Rz vi thnh phn cacbon thộp Cacbon gia cụng trờn mỏy phay CNC Vi cỏc kt qu ủt ủc, chỳng ta nhn thy rng quy lut trờn ủỳng vi quy lut phay trờn mỏy nng ng thi lun ủó xõy dng ủc biu thc toỏn hc biu din quan h gia chỳng, ủiu ny cho phộp chỳng ta suy mt cỏch ủnh tớnh cỏc giỏ tr ủ nhỏm b mt khỏc thnh phn cacbon thộp thay ủi KT LUN V HNG NGHIấN CU TIP THEO KT LUN Trỡnh by mt cỏch tng quan v ch ủ ct trờn mỏy nng v trờn mỏy CNC, cụng ngh gia cụng trờn mỏy CNC Phõn tớch ủc nh hng ca cỏc yu t cụng ngh, dng c ct v vt liu gia cụng ủn nhỏm b mt Phõn tớch ủc thnh phn húa hc v c tớnh ca cỏc mu dựng thớ nghim Gia cụng cỏc mu ủm bo yờu cu k thut ti ủó ng dng phng phỏp quy hoch thc nghim ủ xõy dng hm thc nghim v tuyn tớnh húa hm thc nghim S dng phn mm Matlab vic lm trn ủng cong, tuyn tớnh húa ủng cong v v ủ th biu din cỏc mi quan h ó xõy dng ủc cỏc phng trỡnh toỏn hc biu din quan h Footer Page 12 of 126 - Dựng dung dch trn ngui ủ gim bt mũn dao - S dng nhng loi vt liu cú phn trm cacbon cao Header Page 13 of 126 25 gia ủ nhỏm b mt, phn trm cacbon v lng chy dao: - Phng trỡnh toỏn hc biu din quan h gia nhỏm b mt Ra v phn trm cacbon (ng vi lng chy dao Sph = 200mm/phỳt): Ra = 5,376C-1,0959 - Phng trỡnh toỏn hc biu din quan h gia nhỏm b mt Rz v phn trm cacbon (ng vi lng chy dao Sph = 200mm/phỳt): Rz = 25322,116C-1,6746 - Phng trỡnh toỏn hc biu din quan h gia nhỏm b mt Ra , phn trm cacbon v lng chy dao: lnRa = (44.591 - 9.752lnS - 10.234ln(%C) + 0.217lnS.ln(%C) + 0.284.lnS + 0.936ln(%C)2 V mt ủnh lng, da vo phng trỡnh: Ra = 5,376C-1,0959 chỳng ta thy tng 0,05% ủn v cacbon thộp Cacbon thỡ giỏ tr Ra s gim khong 23,73% Kt qu nghiờn cu ca ủ ti s gúp phn lm c s cho vic tra cu v cỏc loi Thộp cacbon gia cụng trờn mỏy CNC Kt qu nghiờn cu ca ủ ti s gúp phn lm c s cho vic tra cu v cỏc loi Thộp cacbon gia cụng trờn mỏy CNC HNG NGHIấN CU TIP THEO CA TI Kt qu nghiờn cu ca ủ ti ch dng li mt ch ủ cụng ngh, mt loi vt liu lm dao v hỡnh dỏng hỡnh hc ca nú, mt s loi vt liu v khong ủ cng nht ủnh Vỡ vy cn tin hnh thớ nghim mt cỏch tng quan hn ủ tỡm cỏc quy lut rng hn quan h gia ủ nhỏm b mt Ra, Rz v phn trm cacbon núi riờng v vt liu khỏc núi chung Nng sut gia cụng cng nh cht lng sn phm sau gia cụng ph thuc vo rt nhiu yu t Do ủú ủ ti cn ủc tip tc phỏt trin ủ hon thin l nghiờn cu nh hng ca mt s yu t nh: lc ct, nhit ct, h s ma sỏt, ủ ủ ủc ton din hn Footer Page 13 of 126  ... Thép cacbon gia công máy CNC Kết nghiên cứu ñề tài góp phần làm sở cho việc tra cứu loại Thép cacbon gia công máy CNC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI Kết nghiên cứu ñề tài dừng lại chế ñộ công. .. với kết nghiên cứu ñể cải thiện ñộ nhám bề mặt gia công máy CNC chúng Với mục ñích ñặt ñề tài tìm quy luật quan hệ ñộ nhám bề mặt Ra, Rz với thành phần cacbon thép Cacbon gia công máy phay CNC Với... 2.4 MÁY CNC VÀ DAO DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM 2.5 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BỀ MẶT VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT 2.4.1 Máy gia công 2.5.1 Yêu cầu kỹ thuật bề mặt 2.4.2 Kết cấu dao phay 2.5.2 Yêu cầu ñộ nhám bề mặt