Nghiên cứu ảnh hưởng của góc xoay và chế độ cắt đến chất lượng bề mặt khi gia công trên trung tâm CNC bằng dao phay cầu

DƯƠNG TIẾN THÀNH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Dương Tiến Thành TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC XOAY VÀ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG TRÊN TRUNG TÂM CNC BẰNG DAO PHAY CẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ KHỐ CH2015A Hà Nội - Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Dương Tiến Thành TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC XOAY VÀ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG TRÊN TRUNG TÂM CNC BẰNG DAO PHAY CẦU Chuyên ngành: Kỹ thuật khí LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TĂNG HUY TS NGUYỄN NGỌC KIÊN Hà Nội - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn thân Tôi thực dƣới hƣớng dẫn thầy giáo PGS.TS Tăng Huy TS Nguyễn Ngọc Kiên Ngoài phần tài liệu tham khảo đƣợc liệt kê nêu rõ Luận văn, số liệu kết thực nghiệm trung thực, chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Hà nội, Ngày 10 tháng 05 năm 2017 Ngƣời thực Dƣơng Tiến Thành LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Tăng Huy TS Nguyễn Ngọc Kiên hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến q trình viết hồn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm hỗ trợ đào tạo nghiên cứu đổi công nghệ khí, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nộivà giáo viên thuộc trung tâm tạo điều kiện thiết bị giúp đỡ trình dụng thiết bị để tiến hành thực nghiệm; đồng thời tác giả chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp thầy, giáo thuộc Viện Cơ khí đồng nghiệp giúp đỡ tác giả tháo gỡ vƣớng mắc thời gian thực Luận văn Do lực thân nhiều hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy, cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp để Luận văn đƣợc hoàn thiện có ý nghĩa thực tiễn Hà nội, ngày 10 tháng 05 năm 2017 Ngƣời thực Dƣơng Tiến Thành MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 10 PHẦN MỞ ĐẦU 12 Lý chọn đề tài 12 Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣơng, phạm vi nghiên cứu 13 Tóm tắt nội dung thực đóng góp tác giả 14 Phƣơng pháp nghiên cứu 14 CHƢƠNG1.TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TRÊN TRUNG TÂM PHAY CNC 15 1.1 Tổng quan Trung tâm phay CNC dao phay[3], [12], [13], [14] 15 1.1.1 Trung tâm phay CNC 15 1.1.2 Các loại dao phay chủ yếu gia công trung tâm phay CNC [5], [6] 16 1.1.3 Các loại vật liệu chế tạo dao phay [3], [5], [6] 19 1.1.4 Đồ gá Trung tâm phay CNC [3], [12], [13], [14] 22 1.2 Công nghệ gia công Trung tâm phay CNC mơ hình hóa q trình cắt phay [3], [5], [6], [13], [14], [15] 23 1.2.1 Đặc điểm Trung tâm phay CNC 23 1.2.2 Mô hình hóa q trình cắt phay [5], [12] 24 1.2.3 Khả công nghệ Trung tâm phay CNC 26 1.3 Các đặc trƣng gia công dao phay cầu 27 1.3.1 Chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công [3], [12] 27 1.3.2 Lƣợng mòn dao 28 1.3.3 Tuổi bền dụng cụ 30 KẾT LUẬN CHƢƠNG 30 CHƢƠNG CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG TRÊN TRUNG TÂM CNC BẰNG DAO PHAY CẦU 31 2.1 Ứng dụng dao phay cầu [3], [12], [13] 31 2.2 Sự hình thành bề mặt gia cơng thơng số hình học dao phay cầu 32 2.2.1 Sự hình thành bề mặt gia cơng 32 2.2.2 Các bề mặt hình thành phần cắt dao phay cầu 35 2.3 Các yếu tố đặc trƣng chất lƣợng bề mặt 36 2.3.1 Độ nhấp nhô tế vi ( độ nhám bề mặt) 36 2.3.2 Độ sóng bề mặt 37 2.3.3 Ứng suất dƣ 37 2.3.4 Độ cứng tế vi (biến cứng) 37 2.4 Các thông số ảnh hƣởng tới chất lƣợng bề mặt phay dao phay cầu 38 2.4.1 Ảnh hƣởng chế độ cắt 38 2.4.2 Ảnh hƣởng góc nghiêng y dao 40 KẾT LUẬN CHƢƠNG 42 CHƢƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 43 3.1 Mục đính thí nghiệm [1], [2], [4] 43 3.2 Mơ hình thực nghiệm 43 3.2.1 Sơ đồ thí nghiệm 43 3.2.2 Mơ hình thí nghiệm 44 3.2.3 Các đại lƣợng đầu vào 45 3.2.4 Các đại lƣợng đầu 45 3.2.5 Các đại lƣợng cố định 45 3.2.6 Các đại lƣợng nhiễu 45 3.3 Điều kiện thí nghiệm 46 3.3.1 Trung tâm gia công CNC 46 3.3.2 Phơi thí nghiệm 48 3.3.3 Dụng cụ cắt 49 3.3.4 Đồ gá chi tiết 50 3.3.5 Các thông số cố định khác 50 3.4 Thiết bị đo 50 3.5 Xây dựng quy hoạch thực nghiệm [4], [5], [10] 50 3.6 Tiến hành thí nghiệm thu thập liệu 53 KẾT LUẬN CHƢƠNG 56 CHƢƠNG XÂY DỰNG HÀM QUAN HỆ TOÁN HỌC, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA GÓC NGHIÊNG VÀ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT BẰNG THỰC NGHIỆM 57 4.1 Ảnh hƣởng chế độ cắt góc nghiêng dao đến chất lƣợng bề mặt phƣơng pháp thực nghiệm Taguchi 57 4.1.1 Phƣơng pháp thực nghiệm Taguchi [16], [17], [18] 57 4.1.2 Đánh giá mức độ ảnh hƣởng yếu tố công nghệ đến độ nhám bề mặt phƣơng pháp thực nghiệm Taguchi [16], [17], [18] 62 4.2 Đồ thị ảnh hƣởng mức chế độ cắt đến chất lƣợng bề mặt 64 4.2.1 Ảnh hƣởng yếu tố vận tốc cắt 64 4.2.2 Ảnh hƣởng yếu tố lƣợng chạy dao 64 4.2.3 Ảnh hƣởng yếu tố chiều sâu cắt 65 4.2.4 Ảnh hƣởng yếu tố góc nghiêng dao 66 4.3 Xây dựng hàm quan hệ toán học Rz= f(S, v, t,) [4], [20], [21] 67 hƣơng pháp Taguchi ST Sv SS St SӨ Se Pv PS Pt PӨ Pe 121,17 5,91 37,89 3,04 54,59 8,75 4,88% 31,27% 2,5% 54,13% 7,22% Nhƣ vậy, không kể đến yếu tố lẫn việc điều khiển thấy ảnh hƣởng góc nghiêng dao lớn đên 54,13%, thứ hai lƣợng tiến dao 31,27%, vận tốc cắt 4,88% chiều sâu cắt 2,5% Với mức độ ảnh hƣởng nhƣ tập trung điều khiển yếu tố góc nghiêng dao dải cắt với vật liệu thép SKD11 chọn cho hiệu cao Yếu tố lƣợng tiến dao có ảnh hƣởng tƣơng đối lớn, yếu tố nên ƣu tiên điều khiển sau góc nghiêng dao Còn hai yếu tố vận tốc cắt chiều sâu cắt có ảnh hƣởng khơng đáng kể so với hai yếu tố trên, tùy theo điều kiện cắt thô hay cắt tinh mà lựa chọn điều khiển hai yếu tố cách hợp lý Ngoài ra, yếu tố nhiễu phải đƣợc quan tâm ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt gia cơng đáng kể (7,22%) Những yếu tố nhiễu bao gồm tác động từ bên ngoài, rung động, biến dạng đàn hồi hệ thống cơng nghệ, mòn dao q trình gia cơng, sai số đo đạc, thu thập liệu… 63 4.2 Đồ thị ảnh hƣởng mức chế độ cắt đến chất lƣợng bề mặt Theo phƣơng pháp thực nghiệm Taguchi, yếu tố vận tốc cắt, lƣợng tiến dao, chiều sâu cắt góc nghiêng dao đƣợc đánh giá theo mức ảnh hƣởng đƣợc dựa tỷ số S/N trung bình yếu tố 4.2.1 Ảnh hƣởng yếu tố vận tốc cắt n v i   yivk i 1 v1 v2 v3 v4 v5 -49,25 -54,5 -55,82 -53,48 -55,48 Hình 4.3 Đồ thị phân bố mức ảnhhưởng vận tốc cắt Theo đồ thị phân bố mức ảnh hƣởng củavận tốc cắt thấy gia công mức v1 cho kết tốt 4.2.2 Ảnh hƣởng yếu tố lƣợng chạy dao n S i   yisk i 1 64 S1 S2 S3 S4 S5 -50,79 -61,21 -43,42 -57,24 -56,23 Hình 4.4 Đồ thị phân bố mức ảnhhưởng lượng tiến dao Theo đồ thị phân bố mức ảnh hƣởng lƣợng tiến dao thấy gia công mức S3 cho kết tốt 4.2.3 Ảnh hƣởng yếu tố chiều sâu cắt n t i   yitk i 1 t1 t2 t3 t4 t5 -52,11 -51,78 -53,58 -55,04 -56,38 65 ... TOÁN HỌC, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA GÓC NGHIÊNG VÀ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT BẰNG THỰC NGHIỆM 57 4.1 Ảnh hƣởng chế độ cắt góc nghiêng dao đến chất lƣợng bề mặt phƣơng pháp thực... dao chế độ cắt đến chất lƣợng bề mặt gia công trung tâm gia công CNC dao phay cầu với vật liệu thép SKD11 Các nghiên cứu đƣợc trình bày đạt đƣợc kết nhƣ sau: Đánh giá ảnh hƣởng góc nghiêng dao chế. .. đánh giá mức độ ảnh hƣởng góc nghiêng dao chế độ cắt đến chất lƣợng bề mặt gia công Trung tâm gia công CNC phƣơng pháp gia công khác loại vật liệu khác Sử dụng kết phƣơng pháp nghiên cứu luận văn