Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ khi phay cao tốc đến độ chính xác gia công trên máy CNC đối với thép tôi bằng dao phủ carbide

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - NGUYN TRNG THANH Nghiờn cu s nh hng ca cỏc thụng s cụng ngh phay cao tc n chớnh xỏc gia cụng trờn mỏy CNC i vi thộp tụi bng dao ph Carbide Chuyờn ngnh : Ch to mỏy LUN VN THC S KHOA HC CH TO MY NGI HNG DN KHOA HC : TRNG HONH SN H Ni 2010 MC LC Trang Trang ph bỡa Li cam oan M U CHNG TNG QUAN V CC NGHIấN CU LIấN QUAN N TI TRONG V NGOI NC V GII HN NGHIấN CU 1.1 Tng quan gia cụng cao tc 1.1.1.nh ngha v gia cụng cao tc 1.1.2 Yờu cu v thit b cho gia cụng cao tc 1.1.3.u im ca gia cụng cao tc 11 1.2 Tng quan v cỏc nghiờn cu 12 1.3 Gii hn nghiờn cu ca ti 17 1.3.1 Tớnh cp thit ca ti 17 1.3.2 Gii hn nghiờn cu ca ti 18 1.4 Kt lun 18 CHNG CHNH XC GIA CễNG V CC YU T NH HNG 20 2.1 chớnh xỏc gia cụng 20 2.1.1 Khỏi nim v chớnh xỏc gia cụng 20 2.1.2 Cỏc nguyờn nhõn gõy sai s gia cụng 22 2.1.3 Cỏc phng phỏp t chớnh xỏc gia cụng 23 2.1.4 Cỏc yu t nh hng ti chớnh xỏc gia cụng 26 2.1.5 Kh nng t chớnh xỏc ca cỏc phng phỏp gia cụng ct gt 31 2.1.6 Thụng s vt lý ca b mt gia cụng 33 2.2 Cỏc yu t nh hng n nhỏm gia cụng cao tc 36 2.2.1 Lc ct 36 2.2.2 Mc bin dng 39 2.2.3 Nhit ct v mũn dao 44 2.2.4 Rung ng 47 2.3 Nhng kt qu ó t c vic nghiờn cu n nhỏm b mt 47 2.3.1 Cỏc kt qu i vi cụng c truyn thng 47 2.3.2 Cỏc kt qu ó cú c i vi mỏy CNC 52 2.4 Kt lun 53 CHNG XY DNG Mễ HèNH THC NGHIM V THC HIN TH NGHIM 55 3.1 Xõy dng mụ hỡnh thc nghim 55 3.2 Cỏc thụng s thớ nghim 61 3.3 Thc hin cỏc thớ nghim v thu thp s liu 62 CHNG X Lí S LIU TH NGHIM V THO LUN 65 4.1 nh hng ca tc ct ti nhỏm b mt 65 4.2 nh hng ca lng chay dao ti nhỏm b mt 69 4.3 Kt lun 71 KT LUN V KIN NGH 74 Kt lun 74 Hng nghiờn c tip theo 74 LI CM N 75 TI LIU THAM KHO 76 M U Cựng vi s ln mnh ca nn kinh t t nc, ngnh c khớ ú c khớ ch to mỏy khng nh th mnh ca mỡnh vi vai trũ ch o v khụng ngng ỏp ng vic to nhng sn phm cht lng tt, tin cy cao v sc cnh tranh Nhng ch tiờu to cỏc sn phm ú c quyt nh bi chớnh xỏc gia cụng chớnh xỏc gia cụng l c tớnh ch yu ca chi tit mỏy Trong thc t khụng th ch to chi tit cú chớnh xỏc tuyt i bi vỡ gia cụng xut hin sai s Cú rt nhiu yu t nh hng ti chớnh xỏc gia cụng nh: chớnh xỏc ca thit b cụng ngh, kin thc cụng ngh, vt liu gia cụng, vt liu lm dng c ct, cỏc thụng s ct, cụng ngh bụi trn Vi s phỏt trin khụng ngng ca khoa hc k thut thỡ chớnh xỏc gia cụng ngy cng c ci thin hn Thỏch thc ca ngnh cụng nghip hin i l trung ch yu vo vic t c cht lng cao, khụng ch vic t n chớnh xỏc gia cụng m l tng tc sn xut tng hiu sut ca sn phm, tit kim chi phớ gim nhng tỏc ng n mụi trng Mt nhng phng phỏp ang v ó nghiờn cu ng dng cỏc nc phỏt trin ú l phng phỏp gia cụng cao tc (High Speed MachiningHSM) l mt nhng cụng ngh gia cụng ct gt hin i hin Gia cụng cao tc ó c thc hiờn cỏch õy hn 30 nm Gn õy, vi s phỏt trin vt bc ca ngnh ch to mỏy hin vi nhng cụng ngh liờn quan nh mỏy tớnh, dao ct, mỏy cụng c, b iu khin CNC, h thng CAM, thỡ gia cụng cao tc ngy cng c quan tõm hn Cỏc ng dng ch yu thỳc y cụng ngh theo hng gia cụng cao tc l gia cụng ch yu cỏc lnh vc cụng nghip chớnh nh sau: + Cụng nghip gia cụng nhụm: sn xut cỏc b phn ca ụ tụ, cỏc chi tit mỏy tớnh nh v cỏc thit b y t + Cụng nghip hng khụng: gia cụng cỏc chi tit lm bng nhụm vi thnh mng + Cụng nghip khuụn mu: gia cụng tinh vi chớnh xỏc cỏc chi tit lm bng vt liu cng nh khuụn dp, khuụn rốn, khuụn nha Ti Vit Nam cụng ngh ny cha c ng dng ph bin, nhm tỡm hiu v nghiờn cu phng phỏp gia cụng mi Trong ni dung lun cao hc tụi chn ti: Nghiờn cu s nh hng ca cỏc thụng s cụng ngh phay cao tc n chớnh xỏc gia cụng trờn mỏy phay CNC i vi thộp tụi bng dao ph Carbide CHNG TNG QUAN V CC NGHIấN CU LIấN QUAN N TI TRONG V NGOI NC V GII HN NGHIấN CU 1.1 Tng quan gia cụng cao tc 1.1.1.nh ngha v gia cụng cao tc Trong nhng nm gn õy gia cụng vi tc cao ang phỏt trin vi s tin b vt bc nh s phỏt trin ca mỏy cụng c v h iu khin So vi phng phỏp ct gt truyn thng thỡ gia cụng cao tc khụng ch th hin ct b kim loi vi tc cao tng kh nng nõng cao nng sut, chớnh xỏc v cht lng chi tit gia cụng v cng cú th gim chi phớ sn xut v thi gian gia cụng Nh cú ch ct cao nhng lc ct thp lm gim quỏ trỡnh mũn ca dng c tng tui th ca dao tt hn B mt chi tit qua gia cụng cao tc t búng cao cú th so sỏnh vi cỏc phng phỏp gia cụng khỏc nh: Mi, gia cụng bng tia la in Ngoi thut ng (High Speed Machining-HSM) núi trờn cũn cú cỏc thut ng sau cng ỏm ch gia cụng cao tc: High-Velocity Machining, High Performance Machining, High Efficiency Machining, High Agile Machining v High Productivity Machining Theo cỏch hiu thụng thng thỡ gia cụng cao tc (High Speed Machining-HSM) gia cụng vi tc trc chớnh rt cao nhng tc chy dao thp cũn High Efficiency Machining thỡ cú tc chy dao cao nhng tc ct trung bỡnh nh ngha: nh ngha u tiờn v gia cụng cao tc c a bi Carl Salomon vo nm 1931 ễng cho rng tc ct t 5-10 ln tc ct truyn thng thỡ nhit ca phoi s gim Tht cú nhiu cỏch khỏc nh ngha gia cụng cao tc da vo cỏc yu t sau: Gia cụng vi tc ct cao Gia cụng vi tc quay ca trc chớnh cao Gia cụng vi lng n dao cao Gia cụng vi tc ct cao v lng n dao cao Gia cụng vi nng sut cao Thc t thỡ gia cụng cao tc khụng n gin l ct vi tc cao Nú phi c xem nh l mt quỏ trỡnh gia cụng m ú cỏc bc gia cụng c thc hin bng nhng phng phỏp v thit b gia cụng rt c th Theo bi bỏo cỏo khoa hc : Gia cụng cao tc Phng phỏp gia cụng hin i ca nhúm tỏc gi: Giỏo s Lucjan Przybylski v Tin s Bogdan Slodki i hc Cụng ngh, Vin K thut sn xut Ni dung ca bi bỏo cỏo cỏc tỏc gi mun lm rừ hn cỏc nh ngha v gia cụng cao tc v a gii hn ch ct gia cụng cao tc i vi cỏc vt liu khỏc tng ng vi dng c ct Tựy theo loi vt liu m di (vựng) tc gia cụng cao tc khỏc theo bng Dao ph WC, PCV, Dao ph, CBN PCD Vt liu Gia cụng Gia Thộp cụng Gia cao tc thng Vc(m/ph) Vc(m/ph) Vc(m/ph) > 305 >3050 >610 3658 Gang mm 152 366 366 1219 Gang 107 244 244 914 Thộp cỏn 107 366 366 610 Thộphp kim 76 244 213 366 Thộp khụng g 107 152 152 274 Thộp 24 122 30 46 91(Ceramic, 183(Ceramic, CBN) CBN) 46 91 tụi 65HRC Titan cụng Gia cụng cao tc thng Nhụm Gang Ceramic 38 61 Vc(m/ph) Bng1: Vn tc ct gia cụng thng v gia cụng cao tc ca mt s vt liu Gia cụng cao tc cng khụng phi l gia cụng vi tc trc chớnh cao bi vỡ cú nhiu ng dng gia cụng cao tc c thc hin vi mỏy cú tc bỡnh thng Gia cụng cao tc thng c s dng gia cụng tinh thộp ó tụi vi vic s c hai yu t l tc cao v lng n dao cao 1.1.2 Yờu cu v thit b cho gia cụng cao tc Nhng phỏt hin mi ca gia cụng cao tc luụn c phỏt trin liờn tc v c ng dng cỏc ngnh: Cụng ngh ụtụ, cỏc b phn mỏy bay, ngnh cụng nghip in t v sn xut cỏc sn phm c khớ Nh s phỏt ca gia cụng cao tc dn n s phỏt trin ca cỏc mỏy cụng c cú tc ct cao gúp phn vo s phỏt trin ca gia cụng ct gt Gia cụng cao tc ó v ang c ỏp dng trờn cỏc trung tõm gia cụng truyn thng vi tựy chn tc trc chớnh cao Hin gia cụng cao tc (High Speed Machining-HSM) c xem l mt nhng lnh vc chớnh ca ngnh ch to mỏy Thc gia cụng cao tc khụng mi, nú ó c thc hiờn cỏch õy hn 30 nm Gn õy, vi s phỏt trin vt bc ca ngnh ch to mỏy hin vi nhng cụng ngh liờn quan nh mỏy tớnh, dao ct, mỏy cụng c, b iu khin CNC, h thng CAM, thỡ gia cụng cao tc ngy cng c quan tõm hn Cỏc ng dng ch yu thỳc y cụng ngh theo hng gia cụng cao tc l: ch to khuụn mu, ch to cỏc chi tit ngnh ụtụ v gia cụng cỏc chi tit ngnh hng khụng Rt khú nờu lờn mt nh ngha chung v gia cụng cao tc Tc gia cụng thỡ rt c th cho tng ng dng Vớ d tc gia cụng cao tc gia cụng thộp vo khong 400m/ph nhng giỏ tr ny cha phi l giỏ tr tc gia cụng cao tc gia cụng gang Hỡnh 1: L mỏy gia cụng cao tc Quantum AS vi tc trc chớnh l 12.000vg/ph, tc chy dao nhanh lờn n 30m/ph Núi chung, nh ngha gia cụng cao tc da vo cỏc yu t sau: tc ct cao, tc quay ca trc chớnh cao, lng n dao cao, tc ct cao v lng n dao cao v nng sut cao Tt nht l núi rng gia cụng cao tc cú ngha l ct gt vt liu nhanh hn bỡnh thng cho nhng cụng on c th Trong mt s trng hp ngi ta cng cú th s dng mỏy truyn thng gia cụng cao tc Tuy nhiờn, núichung, thc hin c gia cụng cao tc thỡ mỏy cng cú nhng yờu cu c bit Sau õy l mt s yờu cu c th: ng c dn ng trc chớnh Cụng sut ca ng c trc chớnh phi ln vỡ cn cú mt lng cụng sut ỏng k quay trc chớnh tc cao Trc chớnh v trc chớnh cng vng tnh v ng ca trc chớnh phi cao Trc chớnh phi cú cng vng v n nh nhit cao Cỏc phi cú tn s quay vũng cao Kớch thc , kiu , s , ti, kiu bụi trn v vt liu lm yờu cu phi c kim tra gt gao cho mỏy cụng c gia cụng cao tc Kiu lai hoc hon ton bng ceramic cng cú th cn thit cho gia cụng cao tc ng c dn ng chy dao tc cao Kh nng tng tc v gim tc nhanh rt quan trng cho vic nõng cao nng sut Mt mỏy cụng c vi tc tng tc/gim tc cao cú th trỡ vựng tc chy dao khụng i trờn hu ht hnh trỡnh ct Gia cụng cao tc yờu cu cỏc ng c dn ng cỏc trc cú cụng sut cao B iu khin CNC cú kh nng ỏp ng c cho gia cụng cao tc B iu khin CNC phi cú kh nng x lý nhanh Xu hng phỏt trin cỏc b iu khin CNC l chỳng phi gim c thi gian x lý cỏc lnh v tng kh nng look ahead, cú kh nng ni suy cung trũn thụng qua ng cong NURBS Mikron Mazak Deckel HSM -700 FJV-25N DMC- V65 Hnh trỡnh trc X, mm 700 1020 650 Hnh trỡnh trc Y, mm 550 510 500 Hnh trỡnh trc Z, mm 450 460 500 Cụng sut trc chớnh, kW 10 30 15 42.500 25.000 18.000 Gia tc 10m/S2 2,8s 1g Tc n dao, mm/ph 40.000 50.000 60.000 40.000 50.000 60.000 Thụng s k thut S vũng quay trc chớnh, vg/ph Tc chy dao nhanh, mm/ph Bng Cỏc thụng s k thut ca mỏy gia cụng cao tc ang s dng TT n(vũng/phỳt) 506 758 1011 1264 1517 F(mm/phỳt) 101 152 202 253 303 10 n(vong/phỳt) 1769 2022 2275 2528 2780 F(mm/phỳt) 404 455 506 556 TT 354 3.2.2 Vi tc ct (Vc) khụng i chn Vc =550 (m/phut) c thc hin trờn 10 mu vi Sr thay i ta c bng cỏc s liu thớ nghim nh sau: Sr(mm/rang) 0,01 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,2 TT 10 Vi thụng s ca dao thc hin c chn nh trờn ta cú cỏc ch s cụng ngh gia cụng trờn mỏy CNC nh sau: TT n(vong/phỳt) 2780 2780 2780 2780 2780 F(mm/phỳt) 111 222 445 667 890 TT 10 n(vong/phỳt) 2780 2780 2780 2780 2780 F(mm/phỳt) 1334 1557 1779 2224 1112 3.3 Thc hin cỏc thớ nghim v thu thp s liu Tin hnh thớ nghim vi 10 chi tit c ỏnh s th t t ữ 10 Tin hnh gia cụng phay mt u ln lt vi tng chi tit vi cỏc thụng s v ch ct theo phiu thc hin thớ nghim Sau thc hin ct xong tin hnh lm sch b mt va gia cụng bng dung dch (xeton) lm sch du v phoi ri thc hin o 62 Mi ln o o lm ln ri ly kt qu trung bỡnh v kt qu c th hin phớa bng bng phớa di v s dng phn mm SigmaPlot 10.0 ta cú th : 3.3.1 Thớ nghim v s nh hng ca tc ti nhỏm Khi Sr =0,05 (mm/rng) vi chiu sõu ct ln lt t = 0,2mm v t = 0,5mm Chi tit Vc (m/phỳt) Sr t = 0,2mm (mm/rng) Ra(àm) Rz(àm) 100 0.05 0.135 0.79 150 0.05 0.145 0.69 200 0.05 0.128 0.708 250 0.05 0.143 0.803 300 0.05 0.125 0.72 350 0.05 0.105 0.79 400 0.05 0.18 0.9 450 0.05 0.175 0.892 500 0.05 0.185 0.943 10 550 0.05 0.158 0.892 Vc Sr t = 0,5mm Chi tit (m/phỳt) (mm/rng) 100 0.05 0.1100 0.7600 150 0.05 0.1150 0.7180 200 0.05 0.1000 0.7300 250 0.05 0.1500 0.8750 300 0.05 0.1430 0.8300 350 0.05 0.1550 0.8300 400 0.05 0.1480 0.9580 450 0.05 0.1530 0.9230 500 0.05 0.1780 1.1400 10 550 0.05 0.2200 1.1600 63 Ra(àm) Rz(àm) 3.3.2 Thớ nghim v s nh hng ca lng chy dao ti nhỏm V =550(m/phỳt) vi chiu sõu ct ln lt t = 0,2mm v t =0,5mm Chi tit Vc Sr (m/phỳt) (mm/rng) Ra(àm) Rz(àm) 550 0.01 0.1150 0.7700 550 0.02 0.1380 0.8200 550 0.04 0.1430 0.8550 550 0.06 0.1280 0.8100 550 0.08 0.1300 0.9000 550 0.1 0.1200 0.8180 550 0.12 0.1580 0.9480 550 0.14 0.1400 0.9430 550 0.16 0.1630 0.9400 10 550 0.2 0.1150 0.7700 Chi tit t = 0,2mm Vc Sr (m/phỳt) (mm/rng) Ra(àm) Rz(àm) 550 0.01 0.0450 0.4560 550 0.02 0.0930 0.5650 550 0.04 0.1000 0.6400 550 0.06 0.0930 0.5580 550 0.08 0.0950 0.7000 550 0.1 0.0930 0.6300 550 0.12 0.0980 0.6400 550 0.14 0.0750 0.6740 550 0.16 0.1500 0.8980 10 550 0.2 0.0450 0.4560 64 t = 0,5mm CHNG X Lí S LIU TH NGHIM V THO LUN 4.1 nh hng ca tc ct ti nhỏm b mt Chi tit Vc Sr t = 0,2mm (m/phỳt) (mm/rng) Ra(àm) Rz(àm) 100 0.05 0.1450 0.8500 150 0.05 0.1280 0.7500 200 0.05 0.1460 0.8600 250 0.05 0.1270 0.7650 300 0.05 0.1050 0.7900 350 0.05 0.1840 0.9200 400 0.05 0.1750 0.9500 450 0.05 0.1850 0.9450 500 0.05 0.1956 0.9800 10 550 0.05 0.2400 1.2400 Nhám bề mặt Ra & Rz(mà) 1.0 0.8 0.6 Ra vs V Rz vs V Đờng nội suy kết thực nghiêm 0.4 Đờng nội suy kết thực nghiêm 0.2 0.0 100 200 300 400 500 600 Vận tốc cắt Vc(m/phút) Hình 4.1.ảnh hởng vận tốc cắt (Vc) tới nhám bề mặt 65 Chi tit Vc Sr t = 0,5mm (m/phỳt) (mm/rng) Ra(àm) Rz(àm) 100 0.05 0.1100 0.7600 150 0.05 0.1150 0.7180 200 0.05 0.1000 0.7300 250 0.05 0.1500 0.8750 300 0.05 0.1430 0.8300 350 0.05 0.1550 0.8300 400 0.05 0.1480 0.9580 450 0.05 0.1530 0.9230 500 0.05 0.1780 1.1400 10 550 0.05 0.2200 1.1600 1.4 Nhám bề mặt Ra & Rz (mà) 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 100 200 300 400 500 600 Vận tốc cắt Vc(m/phút) Ra vs V Rz vs V Đờng nội suy kết thực nghiệm Đờng nội suy kết thực nghiêm Hình 4.2.ảnh hởng vận tốc cắt (Vc) tới nhám bề mặt 66 - nh hng ca tc ct n nhỏm bn mt nh th hỡnh 4.1 n 4.2 ta thy cp nhn búng u trỡ khong cp ữ10 cho thy tc ct cú nh hng trc tip n nhỏm b mt gia cụng Khi tc tng khỡ nhỏm cú suy hng tng th hin rừ nht th vi nhỏm Rz - Tuy nhiờn nu gia cụng tc V < 300 (m/phỳt) ta nhn thy mc n nh ca nhỏm khụng thay i nhiu so vi tc ct V > 300 (m/phỳt) Trong khong ny ng ni suy thc nghim cú cỏc khong phng sai nh cú th gii thớch nh sau: Theo lý thuyt v gia cụng ct gt kim loi nh hng n mc bin dng v bin dng n hi b mt gia cụng cao hn gõy hin tng lo dao nờn nhỏm b mt tng nhng ý ngha ca iu ny ch ỳng tc ct V < 100(m/phỳt) Nhng vi yờu cu thớ nghim vi gia cụng cao tc ta tin hnh vi V 100 (m/phỳt) thỡ ca bin dng do lo dao gn nh khụng cn xem xột na S nh hng ca nhỏm tc ct ch xem xột khớa cnh s bin dng ca lp b mt chi tit tỏc ng ca lc ct, nhit v mũn dao Vỡ th ct vi tc V < 300 (m/phỳt) lc ct hu nh khụng thay i hoc thay i khụng ỏng k Vỡ vy nh hng ca nhỏm trng hp ny cú th nhng yu t v rung ng tc ct cao vi rung ng thay i chớnh nguyờn nhõn gõy s thay i nhỏm b mt Khi V > 300(m/phỳt) s bin dng deo s lm tng nhỏm lm gim nhn búng b mt chi tit gia cụng Trong quỏ trỡnh gia cụng phay thc nghim di tỏc dng ca lc ct, trờn b mt ca kim loi sinh bin dng Cỏc ht tinh th b kộo lch mng gõy nờn ng sut gia cỏc tinh th Tỏc dng ny lm gim mt kim loi, nõng cao gii hn bn, nõng cao cng v giũn, lm gim tớnh v tớnh dai hin tng ny gi l s bin cng v chiu sõu bin cng s tng lc ct tng, thi gian tỏc ng kộo di v mc bin dng ln Song song vi hin tng bin cng cú hin tng bin mm tỏc dng nhit vựng ct Bi th chỳng l nhng nguyờn nhõn dn n nhỏm tng tc tng nhng s thay i l khụng nhiu v s bin i cng khụng nhiu 67 Trng thỏi cui cựng ca kim loi b mt ngoi ph thuc vo mc tỏc ng ca lc v nhit Mc chiu sõu bin cng thay i ph thuc vo phng phỏp gia cụng, ch ct, hỡnh dng hỡnh hc ca dao ct Thay i ch ct lm cho lc ct thay i, mc bin dng tng v lm tng mc bin dng cng cng Trong thc t, nh hng nhit ct n bin cng rt phc bi vỡ cũn cú lc ma sỏt, iu kin thoỏt nhit t vựng ct, cu trỳc kim loi thay i Bi vy t thay i t = 0,2mm v t = 0,5 mm lm thay i iu kin gia cụng lm nh hng n nhỏm qua th V > 300(m/phỳt) thy rừ nht s khỏc bit t = 0,5 mm vi cựng ch ct ging nhng nhỏm Rz ln hn so vi ch ct t = 0,2mm iu ny cú th gi thớch vi s tng lờn ca lc ct chiu sõu ct thay i lm mc trng hp ny tng lờn kt hp vi nhit vung ct tng cao õy l nguyờn nhõn lc ct tng lờn gõy rung ng quỏ trỡnh ct lm nhỏm tng hn so vi ct t = 0,2mm Vi tc ct ln tng lờn nhit sinh cng gim dn bi vy bin dng cng n nh vỡ vy c hai th u th hin s nh hng ca tc ct (Vc) i vi nhỏm Ra cng gim dn 68 4.2 nh hng ca lng chay dao ti nhỏm b mt Chi tit Vc Sr t = 0,2 mm (m/phỳt) (mm/rng) Ra(àm) Rz(àm) 550 0.01 0.1150 0.7700 550 0.02 0.1380 0.8200 550 0.04 0.1430 0.8550 550 0.06 0.1280 0.8100 550 0.08 0.1300 0.9000 550 0.1 0.1200 0.8180 550 0.12 0.1580 0.9480 550 0.14 0.1400 0.9430 550 0.16 0.1630 0.9400 10 550 0.2 0.1150 0.7700 1.2 Nhám bề mặt Ra & Rz (mm) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.00 0.05 0.10 Ra vs S Rz vs S 0.15 0.20 0.25 Lợng chạy dao Sr(m/răng) Đờng nội suy thực nghiệm Đờng nội suy thực nghiệm 4.3 ảnh hởng lợng chạy dao (Sr) tới độ nhám (Ra & Rz) 69 Chi tit Vc Sr t = 0,5mm (m/phỳt) (mm/rng) Ra(àm) Rz(àm) 550 0.01 0.0450 0.4560 550 0.02 0.0930 0.5650 550 0.04 0.1000 0.6400 550 0.06 0.0930 0.5580 550 0.08 0.0950 0.7000 550 0.1 0.0930 0.6300 550 0.12 0.0980 0.6400 550 0.14 0.0750 0.6740 550 0.16 0.1500 0.8980 Nhám bề mặt Ra & Rz(mm) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 Lợng chạy dao S(m/răng) Ra & S Rz & S Đờng nội suy thực nghiệm Đờng nội suy thực nghiệm 4.4 ảnh hởng lợng chạy dao (Sr) tới nhám bề mặt (Ra & Rz) 70 nh hng ca lng chy dao n nhỏm b mt nh th hỡnh 4.3 n hỡnh 4.4 vi ch ct V = 550 (m/phỳt) khụng thay i ta thy lng chy dao cú nh hng trc tip n nhỏm b mt gia cụng, lng chy dao nh dn n chiu cao nhp nhụ t vi b mt thp v ngc li hai ch gia cụng thỡ nhỏm ca ln gia cụng vi chiu sõu ct t = 0,5mm cú cp nhn búng 11 nh hn gia cụng vi chiu sõu ct t = 0,2mm cú cp nhn búng 10 iu ny cú th gii thớch nh sau: Quỏ trỡnh to phoi gm hai quỏ trỡnh l quỏ trỡnh ct to phoi v quỏ trỡnh trt ca dao trờn b mt phụi Nu lng tin dao S quỏ nh thỡ khụng cũn quỏ trỡnh ct na m ch cú quỏ trỡnh trt v y phoi i Bi vy cựng tc v lng tin dao chiu sõu ct t = 0,2 thỡ nhỏm ln hn ct t = 0,5mm iu ú cho thy chiu sõu ct nh hng n nhỏm trng hp ct vi tc cao (V = 550m/ph) vi lng tin dao thay i Nu chiu sõu ct cng nh dn n quỏ trỡnh trt ca dao vi b mt ca chi tit Vy khụng nờn gim S ti giỏ tr quỏ nh chiu sõu ct nh, iu ny khụng nhng khụng tng c cht lng b mt m cũn lm gim nú v gim nng sut gia cụng Vy trng hp chiu sõu ct t = 0,5mm S cng bộ, thỡ rừ rng l khụng cú nh hng v nh hng v mt hỡnh hc nờn búng cng tng lờn Nhng S cng vi t = 0,2mm thỡ nh hng ca bin dng lờn b mt chi tit cng tng s trt ca dao lm dao nhanh mũn dn n b mt chi tit gia cụng kộm cht lng Nhng biu hỡnh 4.4 thy s bin i ca nhỏm S thay i nhiu hn so vi biu hỡnh 4.3 iu ny c cho ta bit vi cựng ch ct cao tc vi chiu sõu ct t=0,5mm so vi quỏ trỡnh ct vi chiu sõu t = 0,2mm cú s khỏc bit l s khỏc ca lc ct v rung ụng Vi chiu sõu ct ln s dn n lc ct ln rung ng quỏ trỡnh ct cao v ngc li 4.3 Kt lun Cú th nhn thy rng vic tng tc ct lm ci thin búng b mt chi tit gia cụng v ng thi cng ci thin nng sut ca quỏ trỡnh sn xut iu ny lý 71 gii vỡ trờn th gii hin ang phỏt trin kh nng gia cụng vi tc ct cao Nhng mt khỏc cng nhn thy rng tng tc ct thỡ nng lng cung cp cho quỏ trỡnh ct cng tng lờn v vy nhit ct cng tng lờn Cú gii quyt tt nhit ct thỡ kh nng ct cao tc mi cú th kh thi Ngoi bng vic gim S thỡ lm tng búng b mt chi tit gia cụng thỡ gia cụng ct tc cao cũn cn phi chỳ ý n chiu sõu ct phi chn c chiu sõu ct hp lý khụng quỏ nh hay quỏ cao Nhng vic gim S cng dn ti gim nng sut ca quỏ trỡnh sn xut Vỡ vy ta nờn xỏc nh c búng phự hp t ú xỏc nh giỏ tr S phự hp tng ng Khụng nờn gim S ti giỏ tr quỏ nh, iu ny khụng nhng khụng tng c cht lng b mt m cũn lm gim nú v gim nng sut gia cụng Vic ta cú th ỏnh giỏ nh hng ca V v S ng thi lờn Ra cho phộp iu chnh cỏc thụng s ch ct cho t c Ra hp lý Do ú tng V v gim S v chiu sõu ct phự hp thỡ u cú th tng búng Nhng vic tng V lm cho nhit ct tng thờm v nng sut cng tng thờm Vic gim S lm gim nhit ct nhng gim nng sut gia cụng Do vy chn c V v S hp lý l bi toỏn ti u phi t v cụng thc ny mt phn giỳp thc hin iu ú Khi gia cụng trờn mỏy CNC iu kin thớ nghim gia cụng cao tc thỡ búng gia cụng t 11 l kt qu tt nht s dng dao cú ph Carbit vi ch ct tụi u Vc= 550(m/phỳt) v lng chy dao Sr = 0,01mm/rng vi chiu sõu ct t=0,5mm Kt qu ny tt hn so vi búng tt nht m cỏc cụng c truyn thng t c (8) iu ny cú th c lý gii vỡ nhng lý sau: ắ Mỏy CNC cú kh nng nh v dng c gia cụng ti mt v trớ vi chớnh xỏc cao (chớnh xỏc ti àm) ắ Do tớnh nng kh trỡnh nờn gia cụng, cỏc thụng s cụng ngh hu nh l xỏc nh ắ Cỏc mỏy CNC cú cng vng tt hn cỏc cụng c truyn thng o trc chớnh thng hn nhiu 72 ắ Do kh nng iu khin tt nờn cỏc trc ca mỏy CNC c trc tip truyn ng t cỏc ng c secvo (i vi cụng c truyn thng thỡ cn phi cú mt h thng c cu gim tc), iu ny mang li cho mỏy CNC kh nng iu khin cỏc thụng s cụng ngh mt cỏch chớnh xỏc v gim bt cỏc rung ng hn vi cụng c truyn thng 73 KT LUN V KIN NGH Kt lun Da trờn cỏc kt qu ó t c ca lun vn, mt s kt lun sau ó c a ra: - Tỡm c nh hng ca tc ct lờn búng ca chi tit quỏ trỡnh gia cụng trờn mỏy phay CNC i vi thộp tụi bng dao ph Carbide - Nghiờn cu mt phn nh hng ca vt liu gia cụng lờn búng ca chi tit gia cụng - ó xỏc nh c lng tin dao S v tc ct V t búng cao nht ú l S= 0,01(mm/rng) Vc = 550(m/phỳt) vi chiu sõu ct t = 0,5mm búng cú th t c l cp 11, ú cú th thay th cho nguyờn cụng mi mt s trng hp, c bit l gia cụng cỏc loi vt liu cú cng trung bỡnh v cao Hng nghiờn c tip theo Mỏy CNC l loi mỏy cụng c cú giỏ thnh rt t, ú vic nghiờn cu k kh nng cụng ngh ca mỏy s dng mỏy mt cỏch tt nht l iu rt cn thit Cht lng b mt chi tit mỏy khụng ch n thun l búng b mt m cũn nhiu yu t khỏc Do ú vic tip tc nghiờn cu s nh hng ca cỏc thụng s cụng ngh gia cụng cao tc n cht lng b mt chi tit mỏy l rt cn thit Xut phỏt t yờu cu ú m mt s hng nghiờn cu phỏt trin chớnh l: - Nghiờn cu nh hng ca ch ct gia cụng cao tc t c ti tui bn ca dng c ct - Nghiờn cu nh hng ca ch ct gia cụng cao tc n cht lng b mt ca cỏc vt liu ch to khuụn mu v cỏc loi vt liu cú tớnh ng dng cao( inox, nhụm, ng ) - Nghiờn cu thờm nh hng ca chiu sõu ct lờn nhỏm b mt chi tit gia cụng - Nghiờn cu ch ct ti u gia cụng cỏc vt liu hp kim cng (thộp hp kim sau nhit luyn, gang hp kim Crụm- Niken,) 74 LI CM N Tụi xin c by t s cm n chõn thnh ti thy giỏo hng dn TS Trng Honh Sn - vỡ nhng gi ý v giỳp la chn ti bo v lun tt nghip, s hng dn tn tỡnh, ng h thng xuyờn cng nh s ng viờn ca thy quỏ trỡnh thc hin ỏn Bờn cnh ú thy cng a nhng ỏnh giỏ tng kt sõu sc v gi m hng phỏt trin ca ti nghiờn cu tng lai Lun ca tụi s khụng th hon thnh nu khụng cú s cng tỏc h tr t Ban CNC - thuc Trung tõm Thc hnh C khớ, phũng thớ nghim C hc vt liu thuc b mụn C hc vt liu - Vin C khớ v Trung tõm cụng ngh cao EMCO Trng i hc Bỏch Khoa H Ni Cui cựng, tụi mun gi li cm n c bit ti nhng ngi thõn gia ỡnh, bn bố v ng nghip - vỡ s quan tõm, ng viờn v ng h nhit tỡnh ca h i vi tụi sut thi gian thc hin ti ny 75 TI LIU THAM KHO PGS.Ts Nguyn Trng Bỡnh; Ti u hoỏ quỏ trỡnh gia cụng ct gt; NXB Giỏo dc 2003 C.K Toh - Surface topography analysis in high speed finish milling inclined hardened steel- International Journal of Precision Engineering D Bajiộ, B Lela, D Zivkoviộ; Modeling of machined surface roughness and Optimization of cutting parameters in face milling; Faculty of Electrical Engineering, Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Split, Croatia F Cus a co-operating, U Zuperl, V Gecevska: High-speed milling of light metals- International Journal of Production Research Hong Vit Hng Mụ hỡnh húa quỏ trỡnh ct phay trờn mỏy CNC Lun ỏn tin s k thut Mitsubishi materials carbide; General catalogues 2009 2010 S Sharifa, M.Y Noordin(1), A.S Mohruni (2), V.C Venkatesh(3); Optimization of surface roughness prediction model in end milling titanium alloy (Ti-6Al4V) - International Journal of Production Research X Fana; M Loftusb : The influence of cutting force on surface machining quality - International Journal of Production Research Y.S Liao, H.M Lin- Mechanism of minimum quantity lubrication in high-speed milling of hardened steel- International Journal of Machine Tools & Manufacture 10.Y.S Liaoa, H.M Lina, Y.C Chenb - Feasibility study of the minimum quantity lubrication in high-speed end milling of NAK80 hardened steel by coated carbide tool - International Journal of Machine Tools & Manufacture 11 R.C Dewesa,*, D.K Aspinwall and P Koshya - High speed end milling of hardened AISI D2 tool steel (_58 HRC)- aSchool of Engineering, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham B15 2TT, UK - International Journal of Machine Tools & Manufacture 76 ... sau: Gia công với tốc độ cắt cao Gia công với tốc độ quay trục cao Gia công với lượng ăn dao cao Gia công với tốc độ cắt cao lượng ăn dao cao Gia công với suất cao Thực tế gia công cao tốc không... hạn nghiên cứu đề tài Trong phần - Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ phay cao tốc đến độ xác gia công máy phay CNC thép dao phủ Carbide - thép đạt độ cứng 35- 45 HRC Ở độ xác gia công thông. .. Vận tốc cắt gia công thường gia công cao tốc số vật liệu Gia công cao tốc gia công với tốc độ trục cao có nhiều ứng dụng gia công cao tốc thực với máy có tốc độ bình thường Gia công cao tốc thường