Tìm hiểu một số phương pháp thiết kế và gia công với sự trợ giúp của máy tính

Trình bày mô hình hình học chi tiết. Sản xuất tích hợp. Sản xuất đúng lúc. Các kết luận. Trình bày mô hình hình học chi tiết. Sản xuất tích hợp. Sản xuất đúng lúc. Các kết luận. Trình bày mô hình hình học chi tiết. Sản xuất tích hợp. Sản xuất đúng lúc. Các kết luận. Trình bày mô hình hình học chi tiết. Sản xuất tích hợp. Sản xuất đúng lúc. Các kết luận. Trình bày mô hình hình học chi tiết. Sản xuất tích hợp. Sản xuất đúng lúc. Các kết luận. Trình bày mô hình hình học chi tiết. Sản xuất tích hợp. Sản xuất đúng lúc. Các kết luận.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -   LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TÌM HIỂU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VÀ GIA CƠNG VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH NGUYỄN SONG BÌNH HÀ NỘI 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -   LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÌM HIỂU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mà SỐ : NGUYỄN SONG BÌNH Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Huy Ninh HÀ NỘI 2006 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy Lời cam đoan Tôi xin cam đoan toàn luận văn thân thực hiƯn d­íi sù h­íng dÉn cđa PGS TS Ngun Träng Bình Nếu sai, xin chịu hình thức kỹ luật theo qui định Người thực Vũ Quang Huy Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy Mục lục Trang Lời cam đoan2 Mục lục.3 Danh mục bảng số liệu Danh mục hình vẽ - đồ thị Lời nói đầu Chương 1: tổng quan Công nghệ khoan 1.1 Nguyên lý cắt kim loại 12 1.1.1 Định nghĩa khái niệm trình gia công cắt gọt 12 1.1.1.1 Định nghĩa 12 1.1.1.2 Các chuyển động cắt.13 1.1.2 Cấu tạo dao 16 1.1.2.1 Thân dao .16 1.12.2 Phần cắt 16 1.2 Công nghệ khoan………………………………………… 24 1.2.1 Giíi thiƯu chung vỊ c«ng nghệ khoan .24 1.2.1.1 Khái niệm 24 1.2.1.2 Đặc thù riªng cđa khoan so víi tiƯn…………………… 25 1.2.2 Mịi khoan……………………………………………………….25 1.2.2.1 Công dụng 25 1.2.2.2 Phân loại.25 1.2.2.3 Cấu tạo mịi khoan……………………………………….26 1.2.2.4 VËt liƯu lµm mịi khoan………………………………… 28 1.2.3 Các dạng khoan 28 1.2.3.1 Khoan lỗ đặc28 Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy 1.2.3.2 Khoan mở rộng lỗ28 1.2.4 Quá trình tạo phoi hoan 29 1.2.4.1 Quá trình tạo phoi 29 1.2.4.2 Các dạng phoi 31 1.2.4.3 Quá trình tạo phoi khoan 32 1.2.5 Quá trình mòn mũi khoan .32 1.2.5.1 Quá trình mòn dụng cụ cắt 32 1.2.5.2 Quá trình mòn mũi khoan .36 1.2.6 Nhiệt cắt khoan 36 1.2.6.1 Nhiệt cắt phân bố cđa nhiƯt c¾t……………… … 36 1.2.6.2 NhiƯt c¾t khoan………………………………….… 38 1.2.7 Sử dụng dung dịch trơn nguội gia công cắt gọt 38 1.2.7.1 Thành phần dung dịch 38 1.2.7.2 Tác dụng dung dịch trơn nguội .38 1.2.7.3 Các phương pháp bôi trơn làm nguội 40 1.2.7.4 Bôi trơn làm nguội khoan 44 Kết luận chương 145 Chương 2: xác định áp lực lưu lượng hợp lý bôi trơn làm nguội tối thiểu khoan 2.1 Khái niệm bôi trơn làm nguội tối thiểu46 2.1.1 Định nghĩa 46 2.1.2 ưu, nhược điểm 46 2.2 Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm 47 2.3 Phương pháp tiến hành thực nghiệm.48 2.4 Xử lý sè liƯu thùc nghiƯm…………………………………………….58 Vị Quang Huy Líp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy 2.4.1 Phương pháp qui hoạch thực nghiệm.58 2.4.2 Xử lý kết thí nghiệm 59 2.4.3 Xác định ti bỊn cđa mịi khoan…………………………… 68 2.4.4 KiĨm tra tÝnh đồng thí nghiệm 69 2.4.5 Xây dựng quan hƯ gi÷a ti bỊn T cđa mịi khoan víi hai thông số P, Q 71 Kết luận chương 73 Chương 3: khảo sát mài mòn mũi khoan thép gió độ nhám bề mặt chi tiết khoan thép 45 có sử dụng phương pháp bôi trơn - làm nguội tối thiểu 3.1 ưu nhược điểm bôi trơn làm nguội tưới tràn 74 3.2 ưu nhược điểm bôi trơn - làm nguội tối thiểu. 74 3.3 Khảo sát mài mòn mũi khoan độ nhám bề mặt chi tiết khoan thép 45 có sử dụng phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiĨu………………… 75 3.4 NhËn xÐt……………………………………………………………… 78 KÕt ln ch­¬ng 3………………………………… ……………………….79 KÕt luËn chung………………………………… 80 Tãm tắt luận văn 81 Tài liệu tham khảo 83 Phơ lơc…………………………………………………… ………… 85 Vị Quang Huy Líp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy Danh mục bảng số liệu Nội dung cđa b¶ng sè liƯu B¶ng Trang B 2.1 B¶ng sơ đồ qui hoạch thực nghiệm 48 2.2 Độ mòn mũi khoan độ nhám bề mặt lỗ khoan 57 2.3 Số liệu tính toán ứng với điểm A 60 2.4 Số liệu tính toán ứng với điểm A 61 2.5 Số liệu tính toán ứng với điểm A 63 2.6 Sè liƯu tÝnh to¸n øng víi ®iĨm A 64 2.7 Sè liƯu tÝnh to¸n øng với điểm A 66 2.8 Số liệu tính toán øng víi ®iĨm A 67 2.9 Ti bỊn cđa mũi khoan 69 2.10 Kiểm nghiệm tính đồng thÝ nghiƯm 69 3.1 Sè liƯu thùc nghiƯm b«i trơn-làm nguội tối thiểu 75 R R R R R R Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy Danh mục hình vẽ - đồ thị Bảng/Hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 Néi dung cđa b¶ng số liệu Trang 12 Sơ đồ trình tiện 14 Động học trình tạo phoi tiện phay 16 Các bề mặt phôi tiện 17 Dao tiện sử dụng mảnh cắt quay 19 Cấu tạo phần cắt dao 19 Dao tiện phải dao tiƯn tr¸i 21 C¸c gãc cđa dao tiÕt diƯn chÝnh 27 CÊu t¹o chung cđa mịi khoan 29 Mịi khoan có kết cấu đặc biệt để khoan lấy lõi 30 Quá trình tạo thành phoi 30 Mô hình vùng tác động trình tạo phoi 32 Các loại phoi 33 Các dạng mòn dao 34 Độ mòn dao theo thêi gian 37 Ph©n bè nhiƯt ë chi tiÕt, phoi dao tiện thép 40X dao hợp kim cứng T60K6 49 Cấu tạo chung máy phay đứng Seiki 51 Máy phay đứng Seiki loại 2MF - V 52 MÉu thÝ nghiƯm thÐp 45 kÝch th­íc 45x45x35 52 Mũi khoan thép gió 10 53 Đầu phun dung dịch 54 Máy đo quang học PJ 3000 55 Máy đo nhám SJ 400 58 Quan hệ lượng mòn dao, thời gian cắt 61 Quan hệ lượng mòn dao, thời gian cắt điểm A 62 Quan hệ lượng mòn dao, thời gian cắt điểm A 64 Quan hệ lượng mòn dao, thời gian cắt điểm A 65 Quan hệ lượng mòn dao, thời gian cắt điểm A 67 Quan hệ lượng mòn dao, thời gian cắt điểm A Vị Quang Huy R R R R R Líp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 2.15 3.1 3.2 3.3 Công nghệ chế tạo máy Quan hệ lượng mòn dao, thời gian cắt điểm A Quan hệ lượng mài mòn thời gian cắt khoan Quan hệ độ nhám bề mặt lỗ khoan thời gian cắt khoan Quan hệ chiều cao nhấp nhô bề mặt lỗ khoan lượng mòn mũi khoan Vũ Quang Huy R 68 76 77 78 Líp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy Lời nói đầu Tính cấp thiết đề tài: Trong trình gia công dụng cụ cắt có lưỡi, sử dụng bôi trơn làm nguội ảnh h­ëng trùc tiÕp tíi ti bỊn cđa dơng c¾t chất lượng bề mặt chi tiết gia công Từ trước tới biết đến công nghệ bôi trơn làm nguội theo kiểu tưới tràn Công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu nghiên cứu triển khai ứng dụng rộng rÃi nước công nghiệp tiên tiến Nhằm thăm dò khả ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu vào Việt Nam, giao nhiệm vụ khảo sát lượng mòn mũi khoan thép gió điều kiện bôi trơn làm nguội tèi thiĨu d­íi sù h­íng dÉn cđa PGS TS Ngun Trọng Bình Tình hình nghiên cứu giới: Từ năm đầu thập kỉ 90, công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu đà nghiên cứu đưa vào ứng dụng rộng rÃi nước công nghiệp phát triển Đức, Mỹ, Nhật Tuy nhiên kết nghiên cứu gắn liền với điều kiện công nghệ cụ thể nước (máy, dụng cụ cắt, vật liệu gia công) Do nước phải tự nghiên cứu để giải vấn đề đặt dựa điều kiện công nghệ cụ thể Hiện nước ta chưa có nơi tiến hành nghiên cứu vấn đề Mục đích nghiên cứu: Tìm chế độ công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu hợp lý khoan nhằm đạt tuổi bền dụng cụ lớn góp phần giảm thấp chi phí gia công, đồng thời giảm ô nhiƠm m«i tr­êng Vị Quang Huy Líp CNCK 04-06 Ln văn Thạc sĩ khoa học 76 Công nghệ chế tạo máy Dùng phần mềm TableCurve 2D v5.01 kiểm tra độ tin cËy ta cã hÖ sè tin cËy r2 = 0.9845007663 lớn độ tin cậy cho phép 0.9819175607 P P Như ta chấp nhận phương trình (3.1) Hình 3.2: Quan hệ chiều cao nhấp nhô bề mặt lỗ khoan thời gian cắt khoan Phương trình hàm số quan hệ chiều cao nhấp nhô bề mặt lỗ khoan thời gian cắt sau: Ra = 0.014τ + 3.1 Vị Quang Huy (3.2) Líp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 77 Công nghệ chế tạo máy Hình 3.3: Quan hệ chiều cao nhấp nhô bề mặt lỗ khoan lượng mòn mũi khoan Ra = 6.4∆h + 2.5 (3.3) 3.4 NhËn xÐt: Tõ đồ thị phương trình ta thấy rằng: - Qui luật mòn mũi khoan nghiên cứu lý thuyết - Qui luật phụ thuộc độ nhám bề mặt chi tiết sau khoan vào thời gian không ổn định Có thể giải thích nguyên nhân khoan phương pháp gia công thô, chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công phụ thuộc vào độ cứng vững máy dùng khoan (cụ thể máy phay ®øng Hitachi Seiki) Vị Quang Huy Líp CNCK 04-06 Ln văn Thạc sĩ khoa học 78 Công nghệ chế tạo máy Kết luận chương Chương tác giả đà khảo sát lượng mòn độ nhám bề mặt chi tiÕt sau khoan phô thuéc thêi gian Tõ số liệu thu tiến hành thí nghiệm, dùng phần mềm Matlab 7.0.4 ta thu phương trình đồ thị quan hệ lượng mòn độ nhám bề mặt chi tiết theo thời gian thép 45 có sử dụng phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 79 Công nghệ chế tạo máy KÕt ln chung Trong cïng ®iỊu kiƯn thÝ nghiƯm nh­ nhau, gia công khô gia công có sử dụng bôi trơn làm nguội theo kiểu tưới tràn ta tuổi bền mũi khoan đạt T = 176 (phót) vµ T = 279 (phót) Víi cïng ®iỊu kiƯn thÝ nghiƯm nh­ vËy, gia c«ng cã sử dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu tuổi bền mũi khoan tăng lên nhiều T = 357 (phót) Ta rót c¸c kÕt ln sau: - Khi sử dụng phương pháp bôi trơn - làm nguội tối thiểu, tuổi bền mũi khoan tăng lên gấp lần so với gia công khô, lớn tuổi bền so với gia công sử dụng bôi trơn làm nguội kiểu tưới tràn nhiều - Khoan nguyên công thô, nhiên sử dụng phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu, độ nhám bề mặt chi tiết gia công giảm ®i ®¸ng kĨ (R a = 7.45 so víi gia công khô R a = 15.68) Vậy sử dụng R R R R bôi trơn làm nguội tối thiểu nâng cao chất lượng gia công - Số dung dịch trơn nguội sử dụng cho phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu so với phương pháp bôi trơn làm nguội tưới tràn, sử dụng bôi trơn - làm nguội tối thiểu góp phần bảo vệ môi trường Từ thực tế trình tiến hành thí nghiệm phục vụ cho luận văn, tác giả xin kiến nghị nên áp dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu vào sản xuất doanh nghiệp chế tạo khí Bởi theo phân tích luận văn, việc giảm chi phí liên quan đến dụng cụ cất, giảm thời gian phụ trình gia công, ta giảm chi phí chế tạo dung dịch trơn nguội chi phí cho việc dọn thải Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 80 Công nghệ chế tạo máy Tóm tắt luận văn Luận văn đà trình bày vấn đề chủ yếu sau: Tổng quan công nghệ khoan: sở lý thuyết luận văn trình bày nguyên lý chung phương pháp gia công cắt gọt kim loại, bao gồm: định nghĩa trình cắt , cấu tạo dao cắt, chế trình tạo phoi loại phoi Từ rút đặc thù nguyên công khoan, đặc thù cấu tạo mũi khoan, khả công nghệ nguyên công khoan, trình tạo phoi khoan trình mòn mũi khoan Luận văn đề cập đến vấn đề nhiệt cắt khoan đặc biệt sử dụng phương pháp bôi trơn làm nguội gia công cắt gọt, ưu nhược điểm phương pháp Bằng phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực nghiệm, phần luận văn nêu sơ đồ qui hoạch thực nghiệm, dựa vào tiến hành nghiên cứu thực nghiệm Xử lý kết thu sau đo, ta xây dựng mối quan hƯ gi÷a ti bỊn cđa mịi khoan víi hai thông số áp lực lưu lượng chất bôi trơn làm nguội khoan có sử dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu Từ xác định áp lực P lưu lượng Q hợp lý ứng với ®iỊu kiƯn khoan thĨ Víi hai th«ng sè P, Q thu ta tiến hành khảo sát mài mòn mũi khoan thép gió độ nhám bề mặt chi tiÕt khoan thÐp 45 cã sư dơng ph­¬ng pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 81 Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ chế tạo máy Thesis summary This Essay presents main contents as follows: Overview about drilling technology: the theological base of the essay is the general principle of metal cutting process This process includes: definition of cutting process, structure of cutting tools, mechnism of shaving – creating process, kinds of shavings According to this, we can learn about specific characteristics of drilling process, structure of drilling tool, techinical ability, shaving – creating process when drilling and wearing-out process of drilling tool This eassay also presents cutting heat of drilling process, espeacilly using lubricating and cooling methods as well as strong points and weak points of each methods By combining theory research and experimental method, the next part of this essay mentions the expenmental diagram and we based on that to implement experimental researchs After studying the data of measuring, we can form the relation between life span of drilling tool and parameters P, Q Then, we can specify pressure P and flow Q which is appropriate to specific drilling conditions With the two parameters P, Q, we survey the abrasion of high-speed steel drilling tool and surface quality when using minimum lubricating cooling method to drill C45 steel Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 82 Công nghệ chế tạo máy Tài liệu tham khảo [1] PGS TS Nguyễn Trọng Bình Tối ưu hoá trình gia công cất gọt Nhà xuất Giáo dục 2003 [2] GS TS Trần Văn Địch Nghiên cứu độ xấc gia công thực nghiệm Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2003 [3] GS TS Trần Văn Địch Nguyên lý cất gọt kim loại Nhà xuất Khoa học Kỹ tht - 2006 [4] PGS TS Ngun Träng B×nh – TS Lưu Quang Huy Gia công khí (tập 1, 2) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - 2005 [5] Bành Tiến Long Trần Thé Lục Trần Sỹ Tuý Nguyên lý gia công vật liệu Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - 2001 [6] 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 - 2003 [7] PGS TS Nguyễn Đắc Lộc PGS TS Lê Văn Tiến PGS TS Ninh Đức Tốn TS Trần Xuân Việt Sổ tay Công nghệ chế tạo máy (tập 1, 2) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2001 [8] Trần Xuân Sinh Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 83 Công nghệ chế tạo máy Quy hoạch tuyến tính Nhà xuất Đại học Sư phạm - 2004 [9] Th.s Nguyễn Hoàng Hải Th.s Nguyễn Việt Anh Lập trình Matlab ứng dụng Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - 2005 [10] Phạm Thị Ngọc Yến Ngô Hữu Tình Lê Tấn Hùng Nguyễn Thị Lan Hương Cơ sở Matlab ứng dụng Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - 2005 [11] G.V Philipôp Dụng cụ cắt gọt Nhà xuất Hải Phòng - 2004 [12] BY ERIK OBERG, FRANKLIN D JONES, HOLBROOK L HORTON, AND HENRY H RYFFEL 26th Edition Machinery’s Handbook INDUSTRIAL PRESS INC – 2000 Vò Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 84 Công nghệ chế tạo máy Phụ lục Một vài hình ảnh trình thực nghiệm Gá đặt Êtô bàn máy Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 85 Công nghệ chế tạo máy Dùng đồng hồ so để kiểm tra độ song song Khoan thép 45 sử dụng bôi trơn làm ngi tèi thiĨu Vị Quang Huy Líp CNCK 04-06 Ln văn Thạc sĩ khoa học Vũ Quang Huy 86 Công nghệ chế tạo máy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sÜ khoa häc Vị Quang Huy 87 C«ng nghƯ chÕ tạo máy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 88 Công nghệ chế tạo máy Đo độ mòn mặt sau mũi khoan máy đo PJ-3000 hÃng Mitutoyo Vũ Quang Huy Lớp CNCK 04-06 Luận văn Thạc sĩ khoa học 89 Công nghệ chế tạo máy Màn hình hiển thị kết máy đo quang học PJ - 3000 Vị Quang Huy Líp CNCK 04-06 Ln văn Thạc sĩ khoa học 90 Công nghệ chế tạo máy Đo độ nhám máy SJ - 400 Vũ Quang Huy Líp CNCK 04-06 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -   LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÌM HIỂU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH NGÀNH: CƠNG... ứng với điểm A 60 2.4 Số liệu tính toán ứng với điểm A 61 2.5 Số liệu tính toán ứng với điểm A 63 2.6 Số liệu tính toán ứng với điểm A 64 2.7 Số liệu tính toán ứng với điểm A 66 2.8 Số liệu tính. .. vào vùng cắt khó khăn so với với phương pháp gia công khác Khi gia công lỗ phương pháp khoan, không độ bền dụng cụ mà chất lượng bề mặt gia công phụ thuộc vào phương pháp cấp chất bôi trơn làm