Khảo sát dao động của cán dao trong quá trình tiện luận văn thạc sĩ ngành kỹ thuật cơ khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG QUÁ TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG Q TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG QUÁ TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học: TS PHẠM SƠN MINH Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 i ii iii iv v LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Bùi Thế Phong Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 17/11/1988 Nơi sinh: Vĩnh Long Quê quán: Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 148/10, Ấp An Lương B, Xã Long An, Huyện Long Hồ, Tỉnh Vĩnh Long Điện thoại nhà riêng: 01672.731.680 E-mail: buithephong@mku.edu.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ: 09/2006 đến 03/ 2010 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Máy Đại học: Hệ đào tạo: Liên Thông CĐ-ĐH Thời gian đào tạo từ: 2012 đến 2013 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Công Nghệ Chế Tạo Máy Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ: 10/2015 đến 04/2017 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật khí Tên luận văn: Khảo sát dao động cán dao trình tiện Ngày & nơi bảo vệ luận văn: ngày 22/04/2017 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: TS Phạm Sơn Minh vi + Thép C45: dao động góc dR giảm từ 0.6633000130 xuống 0.4426075940 - Có thể nhận xét gia cơng loại vật liệu ảnh hưởng độ cứng cán dao đến dao động góc dR có Góc dR (°) Phơi Ø25 x 100mm Chiều dài cắt gọt: 47mm S = 0.1 mm/vòng n = 800 v/ph t = 0.5 mm Độ cứng cán dao (HRC) Hình 4.23: Đồ thị ảnh hưởng độ cứng cán dao đến góc dR 4.2.4 Nhận xét kết ảnh hƣởng độ cứng cán dao đến biên độ góc dY - Khi gia cơng vật liệu nhôm 6061: Khi tăng độ cứng cán dao từ 40 đến 60 HRC biên độ góc quay dY có xu hướng giảm dần từ 0.05020250 xuống 0.2989350 - Khi gia công gang xám: Khi tăng độ cứng cán dao từ 40 đến 60 HRC biên độ góc quay dY có xu hướng giảm dần từ 0.0936910 xuống 0.02961450 biên độ góc quay có giá trị cao so với gia công nhôm 6061 - Khi gia công thép C10: Khi tăng độ cứng từ 40 đến 50 HRC biên độ dao động góc dP có xu hướng giảm dần từ 0.0543010 xuống thấp 0.029240 cán dao 50HRC Nhưng tiếp tục tăng độ cứng từ 50 đến 60HRC biên độ góc quay dY có xu hướng tăng dần 106 - Khi gia cơng thép C30 C45 biên độ dao động góc dY có khuynh hướng gia tăng thép C10 Biên độ dao động góc dY có khác biệt rõ so với thép C10 thay đổi độ cứng cán dao từ 40 đến 60 HRC, biên độ dao động dY có xu hướng giảm lũy tuyến + Thép C30: biên độ góc quay dY giảm từ 0.0861950 xuống 0.04070450 + Thép C45: biên độ góc quay dY giảm từ 0.09495750 xuống 0.0412470 - Có thể nhận xét gia cơng loại vật liệu ảnh hưởng độ cứng cán dao đến biên độ dao động góc dY có Biên độ góc quay dY (°) Phôi Ø25 x 100mm Chiều dài cắt gọt: 47mm S = 0.1 mm/vòng n = 800 v/ph t = 0.5 mm Độ cứng cán dao (HRC) Hình 4.24: Đồ thị ảnh hưởng độ cứng cán dao đến biên độ góc dY 4.2.5 Nhận xét kết ảnh hƣởng độ cứng cán dao đến biên độ góc dP - Khi gia công vật liệu nhôm 6061 gang xám: Đồ thị cho thấy dao có độ cứng cao biên độ góc dao động dP thấp Với nhơm 6061: biên độ dao động góc dP giảm từ 0.11073750 xuống 0.0454110 với gang xám biên độ dao động góc dP giảm từ 0.1379280 xuống 0.060890 107 - Khi gia công thép C10: Khi tăng độ cứng từ 40 đến 60 HRC biên độ dao động góc dP có xu hướng giảm dần từ 0.1290610 xuống 0.0544420 - Khi gia công vật liệu C30 C45: Biên độ dao động góc dP có khác biệt so với thép C10 Khi thay đổi độ cứng cán dao từ 40 đến 50 HRC, biên độ dao động dP có xu hướng giảm (từ 0.10737650 xuống 0.0805390 thép C30 giảm từ 0.10513050 xuống 0.05308550 thép C45) Nhưng giá trị biên độ dao động góc quay lại có xu hướng tăng lên tăng độ cứng cán dao lên 50HRC Hiện tương giải thích dựa vào ảnh hưởng tần số riêng hệ thống cắt gọt Khi tăng độ cứng từ 40 HRC đến 50 HRC, hệ thống ổn định hơn, nhiên, tiếp tục tăng độ cứng cán dao, tần số dao động hệ tiệm cận với tần số riêng, đó, biên độ dao động có khuynh hướng gia tăng - Có thể nhận xét gia cơng loại vật liệu ảnh hưởng độ cứng cán dao đến biên độ dao động góc dP có Biên độ góc quay dP (°) Phơi Ø25 x 100mm Chiều dài cắt gọt: 47mm S = 0.1 mm/vòng n = 800 v/ph t = 0.5 mm Độ cứng cán dao (HRC) Hình 4.25: Đồ thị ảnh hưởng độ cứng cán dao đến biên độ góc dP 4.2.6 Nhận xét kết ảnh hƣởng độ cứng cán dao đến biên độ góc dR - Khi gia cơng vật liệu nhôm 6061và gang xám: Đồ thị cho thấy dao có độ cứng cao biên độ góc dao động dR thấp Khi thay đổi độ cứng cán dao từ 108 40 đến 60 HRC biên độ dao động góc dR nhơm 6061 giảm từ 0.1068910 xuống 0.06940550 gang xám giảm từ 0.1345820 xuống 0.064830 - Khi gia công thép C10: Khi tăng độ cứng từ 40 đến 50 HRC biên độ dao động góc dR cán dao có xu hướng giảm dần từ 0.1067010 xuống 0.05485150 Nhưng tiếp tục tăng độ cứng cán dao lên 50HRC biên độ dao động lại có xu hướng tăng lên - Khi gia cơng vật liệu C30 C45: Có khác biệt so với thép C10, đồ thị cho thấy biên độ dao động góc dR có xu hướng giảm lũy tuyến tăng độ cứng cán dao từ 40 đến 60 HRC Với thép C30, biên độ dao động góc dR giảm từ 0.15838850 xuống 0.0552550 với thép C45 biên độ góc dR giảm từ 0.1649980 xuống 0.060664650 - Có thể nhận xét gia cơng loại vật liệu ảnh hưởng độ cứng cán dao đến biên độ dao động góc dR có Biên độ góc xoắn dR (°) Phơi Ø25 x 100mm Chiều dài cắt gọt: 47mm S = 0.1 mm/vòng n = 800 v/ph t = 0.5 mm Độ cứng cán dao (HRC) Hình 4.26: Đồ thị ảnh hưởng độ cứng cán dao đến biên độ góc dR 109 4.2.7 Nhận xét kết tổng hợp - Đối với trung bình góc quay dYtb, dPtb, dRtb: + Khi gia cơng vật liệu nhơm gang xám giá trị dao động góc dYtb, dPtb, dRtb thấp so với gia công thép C10, C30, C45 Các số liệu dao động góc dY, dP, dR thu từ đồ thị cho thấy cán dao độ cứng 50 HRC dao động ổn định cán dao khác - Đối với biên độ góc quay: + Khi gia cơng vật liệu nhơm: biên độ góc quay thấp nhất, tiếp đến gang xám Giá trị biên độ dao động góc gia cơng thép C10, C30, C45 có xu hướng tăng lên Các số liệu biên độ dao động góc quay thu từ đồ thị cho thấy cán dao có độ cứng từ 50 HRC đến 60 HRC có biên độ dao động ổn định - Kết trung bình góc quay biên độ dao động cho thấy phù hợp với mơ hình tốn học đề Dao động cán dao có xu hướng tăng gia cơng vật liệu thép dao động có xu hướng giảm gia công gang xám nhôm 110 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 5.1 Kết luận Với nội dung: “Khảo sát dao động cán dao q trình tiện” đề tài hồn thành đạt yêu cầu đề ra, bao gồm: - Tìm hiểu sở lý thuyết cắt gọt, yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết, yếu tố ảnh hưởng rung động đến chất lượng gia công chi tiết, lý thuyết dao động - Chế tạo thử nghiệm thành công thiết bị đo dao động cán dao tiện với phần mềm STMStudio - Qua mơ hình thí nghiệm thu thập đủ số liệu, thể ảnh hưởng độ cứng cán dao tiện đến độ dao động cán dao với điều kiện cắt gọt với độ cứng tương ứng với loại vật liệu gia cơng thí nghiệm như: C10, C30, C45, nhôm 6061 gang xám - So sánh đánh giá dao động cán dao có độ cứng khác chế độ cắt điều kiện cắt gọt có kết luận sau :  Khi gia công với thông số cắt gọt, với vật liệu nhôm 6061 gang xám, độ cứng cán dao cao, độ ổn định hệ tốt dao động cán dao giảm  Khi gia công với thông số cắt gọt, với vật liệu thép C10, độ cứng cán dao cao, độ ổn định hệ tốt dao động cán dao tăng  Với thông số cắt gọt thép C10, ứng dụng cho thép C30 C45, tượng cộng hưởng tần số riêng hệ xuất Với trường hợp này, giá trị độ cứng cán dao 50 HRC cho kết tốt độ dao động cán dao 5.2 Hƣớng nghiên cứu - Tiến hành thực nghiệm dao động cán dao tiện với chế độ cắt khác có sử dụng dung dịch trơn nguội 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Phan Minh Thanh, Cở sở cơng nghệ chế tạo máy, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2004 [2] Hồ Viết Bình, Cơng nghệ chế tạo máy, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2008 [3] ThS Trần Quốc Hùng, Giáo trình dung sai kỹ thuật đo, NXB Đại học & THCN, 1979 [4] Nghiêm Hùng, Kim loại học nhiệt luyện, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2012 [5] Phạm Đình Tân, Nguyên lý cắt dụng cụ cắt, NXB Hà Nội, 2004 [6] Nguyễn Văn Khang, Dao động kỹ thuật, NXB Khoa Học & Kỹ Thuật, 2004 [7] Ngô Đức Hạnh, Nghiên cứu thực nghiệm đặc tính rung động tự kích thích ảnh hưởng bước tiến dao đến tăng trưởng trình cắt kim loại với trợ giúp máy tính, Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun, 2008 [8] Nguyễn Trường Sinh, Nghiên cứu ảnh hưởng cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết tiện, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 2015 [9] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy, Tập 2, NXB NXB Khoa Học & Kỹ Thuật, 2005 [10] How to reduce vibration in metal cutting, Sandvik Coromant [11] Fundamentals of metal cutting and machine tools, B.L.Juneja, G.S.Sekhon, Nitin Seth [12] Shi-chuang Zhuo, Qiang Zhang, Shun-cai Li, Experimental Study of the Turning Elements Effect on the Power Spectrum Density of Turning Vibration of Cutting Tool, 2013 [13] Qiang Zhang, Shuncai Li, Minghui Shao, Wei Li, Experimental Study on Turning Vibration Responses of Cutting Tool Surface Based on the Self-power Spectral Density, 2013 112 PHỤ LỤC Hình ảnh phơi thép C10, C30, C45 dùng thí nghiệm đo dao động cán dao: Hình ảnh phôi thép C10, C30, C45 gia công dùng thí nghiệm đo dao động cán dao: 113 114 115 116 117 118 Tác giả chịu trách nhiệm viết: Họ tên: Bùi Thế Phong Đơn vị: Trường Đại Học Cửu Long Điện thoại: 01672731680 Email: buithephong@mku.edu.vn Xác nhận giảng viên hƣớng dẫn: 119 S K L 0 ... ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG QUÁ TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp Hồ Chí Minh,... ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG Q TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học:... Máy Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ: 10/2015 đến 04/2017 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật khí Tên luận văn: Khảo sát dao động cán dao