Xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công cho vật liệu là kim loại màu hợp kim đồnghợp kim nhôm

Tổng quan smart sesor laser omron; thiết kế cơ khí cho hệ đo; thiết kế hệ thống điện; phần mềm điều khiển; kết quả thực nghiệm. Tổng quan smart sesor laser omron; thiết kế cơ khí cho hệ đo; thiết kế hệ thống điện; phần mềm điều khiển; kết quả thực nghiệm.

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công cho vật liệu kim loại màu (hợp kim đồng, hợp kim nhôm) ngành: công nghệ khí nguyễn văn mẽ Người h­íng dÉn khoa häc: pgs.ts ngun viÕt tiÕp Hµ néi, Năm 2006 Mục lục Trang Trang phụ bìa Mục lục Mở đầu Chương I: Cơ sở lý luận đánh giá tính gia công vật liệu 1.1 Khái niệm tính gia công vật liệu 1.2 Những quan điểm đánh giá tính gia công vật liệu 1.2.1 Đánh giá tính gia công vật liệu từ quan điểm độ lớn tốc độ cắt 1.2.2 Phương pháp đánh giá tính gia công vật liệu từ quan điểm lực cắt 1.2.3 Phương pháp đánh giá tính gia công từ quan điểm chất lượng bề mặt sau gia công 1.2.4 Đánh giá tính gia công từ quan điểm hình thành phoi 1.2.5 Đánh giá tính gia công từ quan điểm ổn định kích thước vật liệu sau gia công 1.2.6 Phương pháp không đánh giá trực tiếp tính gia công 1.2.7 Phương pháp đánh giá tổng hợp tính gia công 1.3 Mối quan hệ tính gia công vật liệu dao cắt 8 10 10 Chương II: nghiên cứu tính gia công vật liệu hợp kim ®ång 31 31 2.1 Lý thut chung vỊ ®ång vµ hợp kim đồng 2.1.1 Khái niệm chung 2.1.2 Tính chất đồng nguyên chất 2.1.3 Đặc điểm công nghệ sản xuất bán thành phẩm 2.2 Các loại hợp kim đồng kỹ thuật 2.2.1 Phân loại hợp kim đồng 2.2.2 Latông (đồng thau) 1/ Latông đơn giản 2/ Latông phức tạp 3/ Latông đúc 2.2.3 Brông (đồng thanh) 1/ Kh¸i niƯm 13 14 16 17 18 20 28 32 32 33 33 37 41 42 2/ ¶nh h­ëng nguyên tố hợp kim đến tính tính chất đồng 2.3 Tính gia công đồng hợp kim đồng 2.3.1 Xếp loại hệ số tính gia công 43 2.3.2.Tác động yếu tố hợp kim lên tính gia công máy 55 Chương III Tính gia công hợp kim nhôm 3.1 Phân loại hợp kim nhôm 3.2 Tính gia công ảnh hưởng nguyên tố hợp kim đến tính gia công hợp kim nhôm 59 Chương IV: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đánh giá tính gia công hợp kim màu 4.1 Các phương pháp thí nghiệm 4.1.1 Phương pháp thí nghiệm với thời gian dài 4.1.2 Phương pháp thí nghiệm tiện mặt đầu 4.2 Xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công vật liệu hợp kim màu 4.2.1 Sơ đồ thí nghiệm 4.2.2 Lùa chän vËt liÖu thÝ nghiÖm 4.2.3 Chän vËt liÖu thiết kế dụng cụ cắt 4.2.4 Chọn máy gia công 4.2.5 Lựa chọn chế độ cắt 4.2.6 Thiết kế kết cấu đồ gá 4.2.7 Trình tự tiến hành thí nghiệm 4.2.8 Kết thí nghiệm 4.3 Đánh giá kết thực nghiệm 4.3.1 Kiểm tra tính đồng thực nghiệm 4.3.2 Xác định hệ số tính gia công xếp nhóm tính gia công 62 Kết luận Tài liƯu tham kh¶o Phơ lơc 84 44 45 61 62 62 66 68 69 70 73 75 75 76 77 77 80 85 87 Mở đầu Ngày nay, phát triển vũ bÃo khoa học công nghệ đà đòi hỏi quốc gia nói chung ngành chế tạo máy nói riêng cần tập trung nghiên cứu tiến kỹ thuật lĩnh vực công nghệ chế tạo Đặc biệt thiết kế công nghệ chuẩn bị sản xuất, mấu chốt cần phải giải để nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật trình chế tạo khí phải xác định chế độ cắt tối ưu cho nguyên công khác nhằm rút ngắn thời gian chuẩn bị công nghệ; đồng thời đảm bảo thời gian gia công chi phí gia công nhỏ nhất, hiệu kinh tế trình sản xuất cao Trong công nghệ chuẩn bị sản xuất, việc nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt cho nguyên công phụ thuộc vào nhiều yếu tố hệ thống công nghệ máy, dao, đồ gá chi tiết gia công Một yếu tố mà cần quan tâm vật liệu cho tiết gia công tính chất vật liệu đố hay gọi tính gia công vật liƯu TÝnh gia c«ng cđa vËt liƯu cã thĨ hiĨu cách đơn giản mức độ khó hay dễ gia công Nếu vật liệu dễ gia công ta dùng chế độ cắt lớn, ngược lại vật liệu khó gia công ta hạ thấp chế độ cắt Một vật liệu chế tạo máy phải có độ cứng, độ bền định để đáp ứng yêu cầu sản phẩm Tuy nhiên vật liệu phải đảm bảo tính gia công, nghĩa gia công phương pháp có Như vậy, ngành chế tạo máy việc nghiên cứu tính gia công vật liệu cần thiết nhiều nước quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên nước ta nay, công trình nghiên cứu tính gia công vật liệu xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công vật liệu tập trung vào nghiên cứu số vật liệu phổ biến ứng dụng việc chế tạo chi tiết máy loại thép, gang,chưa có tập trung nghiên cứu đến tính gia công vật liệu kim loại màu hợp kim màu Vật liệu kim loại màu tiềm tàng tính chất cơ, lý, hoá đặc biệt, phong phú đa dạng Nhiều yêu cầu hóc búa chức thiết bị, kết cấu, dụng cụ lĩnh vực công nghệ cao điện tử, tin học, hàng không vũ trụ, lượng nguyên tử, hoàn toàn tìm câu trả lời nhóm vật liệu kim loại màu hợp kim màu Trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy, việc nghiên cứu sử dụng đắn, hiệu vật liệu kim loại màu đòi hỏi phải nghiên cứu xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công để từ xác định hệ số tính gia công Với hệ số tính gia công làm sở để xác định chế độ cắt gia công máy gia công truyền thống gia công máy NC, CNC hay trung tâm gia công Trên sở nghiên cứu tính gia công vật liệu nói chung vật liệu kim loại màu nói riêng, ta phân loại, xếp nhóm vật liệu có tính gia công tương tự để phép dùng chung chế độ cắt gia công Đó sở cho phép xác định chế độ cắt cách nhanh chóng, thuận tiện phương pháp khác tra bảng, tính theo công thức tối ưu với việc dùng máy tính để thực Với ý nghĩa đó, phạm vi nghiên cứu đề tài tập trung vào Xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công cho vật liệu kim loại màu với đối tượng nghiên cứu cụ thể hợp kim đồng, hợp kim nhôm Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: Chương I: Cơ sở lý luận đánh giá tính gia công vật liệu Đây chương trọng tâm, cung cấp sở lý luận để đánh giá tính gia công vật liệu Trong tập trung vào hai nội dung bản: Những khái niệm tính gia công vật liệu Những phương pháp đánh giá tính gia công vật liệu Chương II: Nghiên cứu tính gia công hợp kim đồng Chương III: Nghiên cứu tính gia công hợp kim nhôm Đây hai chương chủ yếu nghiên cứu khái niệm hợp kim đồng, hợp kim nhôm Nghiên cứu tính chất, đặc điểm số loại hợp kim đồng, nhôm ảnh hưởng số nguyên tố hợp kim thành phần hoá học đến tính gia công Chương IV: Xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công kim loại màu (hợp kim đồng, hợp kim nhôm) Trong chương này, tác giả đà vận dụng sở lý luận đà nghiên cứu để tiến hành thực nghiệm Trong tập trung vào nghiên cứu: - Phân tích sơ đồ thí nghiệm để lựa chọn sơ đồ thí nghiệm phù hợp với điều kiện thực tiễn sở - Lựa chọn vật liệu hợp kim đồng, hợp kim nhôm đại diện cho nhóm vật liệu làm thí nghiệm - Nghiên cứu vật liệu làm dụng cụ cắt phù hợp để đạt mục đích thí nghiệm (đây xác định khâu mấu chốt toàn trình thực nghiệm) - Lựa chọn máy thí nghiệm - Thiết kế đồ gá để gá đặt chi tiết theo sơ đồ thí nghiệm - Lựa chọn chế độ cắt, thông số hình học dụng cụ cắt - Trình tự bước tiÕn hµnh thÝ nghiƯm - Xư lý sè liƯu vµ đánh giá kết thí nghiệm Kết luận kiến nghị Trong nội dung chủ yếu đưa kết luận có tính chất lý luận thực tiễn việc nghiên cứu xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công cho vật liệu hợp kim đồng, nhôm Đồng thời đề xuất định hướng viƯc nghiªn cøu tiÕp theo nh»m tèi ­u hoá trình cắt gọt vật liệu gia công hợp kim màu Về phương pháp nghiên cứu: Do tính chất đề tài vừa có tính lý thuyết vừa có tính thực tiễn, nên trình nghiên cứu tác giả sử dụng kết hợp phương pháp vừa nghiên cứu sở lý luận, vừa tiến hành làm thực nghiệm phân tích số liệu để xây dựng cho phương pháp đánh giá tính gia công cho vật liệu hợp kim đồng hợp kim nhôm Tuy nhiên, đề tài nghiên cứu rộng lớn hoàn toàn mẻ, tài liệu nghiên cứu Mặt khác, kinh nghiệm cá nhân lĩnh vực nghiên cứu hạn chế, điều kiện làm thực nghiệm gặp nhiều khó khăn nên trình nghiên cứu chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cô giáo cộng để đề tài tiếp tục hoàn thiện Cuối cùng, xin chân thành cám ơn giúp ®ì hÕt søc nhiƯt t×nh cđa PGS, TS Ngun ViÕt Tiếp Thầy, Cô giáo môn Công nghệ chế tạo máy- Khoa Cơ Khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội bạn đồng nghiệp đà giúp đỡ hoàn thành đề tài Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2006 Chương I: Cơ sở lý luận đánh giá tính gia công vật liệu 1.1 Khái niệm tính gia c«ng cđa vËt liƯu TÝnh gia c«ng cđa vËt liƯu tập hợp tính chất vật liệu gia công từ quan điểm thích hợp gia công chi tiết máy phương pháp gia công cụ thể Hay nói cách khác, tính gia công vật liệu mức ®é dƠ hay khã gia c«ng cđa vËt liƯu ®ã phương pháp gia công cụ thể Mức độ tính gia công vật liệu đà cho kết đánh giá hiệu kinh tế chất lượng sản phẩm trình gia công Một vật liệu gia công định có tính gia công tốt vật liệu khác thời gian tiêu tốn cho trình cắt gọt ngắn đảm bảo yêu cầu mặt kỹ thuật độ xác kích thước, sai số hình dáng hình học sản phẩm độ nhám bề mặt gia công; đồng thời đảm bảo tiêu tốn dụng cụ cắt gọt, lượng thiết bị sản xuất nhỏ Tính gia công vật liệu hiểu tập hợp tính chất vật liệu gia công xác định thích hợp với suất gia công hiệu kinh tế kỹ thuật Tính gia công vật liệu đặc trưng số tiêu thường có vật liệu độ bền, độ cứng,mà khái niệm tính gia công bao hàm tính chất công nghệ khác vật liệu với tính chất có ảnh hưởng trực tiếp đến độ mòn dụng cụ cắt, lực cắt, độ nhám bề mặt, hình dạng phoi cắt, Tính gia công vật liệu phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố thành phần hoá học vật liệu, phương pháp tạo phôi gia công nhiệt, ảnh hưởng cấu trúc tế vi, độ lớn hạt kim loại cấu trúc mạng tinh thể, Các nhân tố ảnh hưởng tương hỗ đến tính gia công đánh gía độc lập, riêng lẻ Nghiên cứu tính gia công vật liệu ta thấy hàm số không riêng vật liệu gia công mà phương pháp gia công, vật liệu chế tạo dao cắt, Tính gia công vật liệu đánh giá nhiều tiêu khác hình dạng phoi, độ ổn định kích thước sau gia công, độ nhám bề mặt, lực cắt, độ mòn dao cắt, Tuỳ theo tiêu đánh ta có khái niệm tính gia công khác nhau: Tính gia công động học: Là khái niệm tính gia công đánh giá tính gia công vật liệu theo tốc độ cắt v Tính gia công động lực học: Là khái niệm tính gia công đánh giá tính gia công cđa vËt liƯu theo lùc c¾t P TÝnh gia công hình học tế vi: Là khái niệm tính gia công đánh giá tính gia công vật liệu theo độ nhám bề mặt Rz Tính gia công tuyệt đối: Là khái niệm tính gia công đánh giá tính gia công vật liệu theo tiêu điều kiện định giá trị cụ thể Khi điều kiện thay đổi giá trị lại thay đổi Tính gia công tương đối: Là khái niệm tính gia công đánh giá tính gia công vật liệu khác theo tiêu với điều kiện thực nghiệm Trên sở kết thu ta so sánh tính gia công vật liệu với so sánh với vật liệu nhóm đánh giá với vật liệu chọn làm vật liệu chuẩn Căn vào mức độ so sánh ta xác định hệ số tính gia công, từ xem mức độ khó hay dễ gia công vật liệu khác 10 1.2 Những quan điểm đánh giá tính gia công vật liệu Như đà trình bày, có nhiều quan điểm đánh giá tính gia công vật liệu đánh giá tính gia công từ độ lớn tốc độ cắt, độ lớn lực cắt, độ nhám bề mặt sau gia công, từ quan điểm hình thành phoi cắt, từ quan điểm nhiệt cắt, 1.2.1 Đánh giá tính gia công vật liệu từ quan điểm độ lớn tốc độ cắt a/ Đánh giá tính gia công từ quan điểm tính chất học vật liệu Theo phương pháp để xác định mức độ tính gia công thực tÕ ng­êi ta chØ sư dơng mét tiªu chn theo tốc độ cắt v 45 (tốc độ cắt phù hợp víi R R ti bỊn cđa dao lµ 45 phót) Với tuổi bền đà chọn dụng cụ cắt, tốc độ cắt xây dựng từ công thức đơn giản dùng giá trị tính chất học vật liệu thông qua trị số độ bền b độ cứng HB sau: R v 45.1  σ b.2   = v 45.2  σ b.1  R x (1.1) y hay v45.1  HB2   = v45.2  HB1  ®ã: σ b - §é bỊn cđa vËt liƯu (Mpa), (N/mm2) R R (1.2) P P HB - §é cøng cđa vËt liƯu x,y – Sè mị (x,y = 1,25-2,2) ChØ sè 1,2 – vËt liÖu 1, vËt liÖu Trong công thức giá trị x,y nhỏ tương ứng với vật liệu có độ bền thấp, ngược lại giá trị x,y lớn tương ứng với vật liệu có độ bÒn cao 73 Co 0,0392 0,0033 0,0142 B 0,0068 0,0057 0,0057 Zr 0,0040 0,0008 0,1185 Al 69,5521 98,8100 94,8755 4.2.3 Chọn vật liệu thiết kế dụng cụ cắt Trong trình làm thực nghiệm, việc nghiên cứu lựa chọn vật liệu dụng cụ cắt chế tạo dao cắt có ý nghĩa quan trọng có tính định đến kết thí nghiệm Do vật liệu nghiên cứu hợp kim đồng hợp kim nhôm có độ bền thấp, nên cần thiết phải tiến hành thí nghiệm để lựa chọn vật liệu chế tạo độ cứng dao cắt cho phù hợp; vừa đảm bảo cắt gọt, vừa xảy độ mòn cho lưỡi cắt qua lần cắt Qua nhiều lần làm thực nghiệm đà sử dụng loại dao chế tạo với vật liệu khác thÐp giã P9, thÐp Y12A, 9XC, 40X, 35X, 20X; Ta nhËn thÊy kh«ng thĨ sư dơng vËt liƯu dơng cắt thép gió, thép dụng cụ, thép hợp kim cứng, keramic, với tính chống mòn cao Vì vật liệu dụng cụ cắt này, việc xác định độ mòn xảy chậm, không rõ ràng khó đánh giá Bởi vậy, với mục đích nhằm nghiên cứu phương pháp đánh giá tính gia công vật liệu kim loại màu nên lựa chọn vật liệu dụng cụ cắt thép 20X, 30X, 35X nhiệt luyện đạt độ cứng phù hợp Với vật liệu dụng cụ cắt loại đảm bảo cho gia công xảy ma sát dụng cụ cắt vật liệu thí nghiệm gây mòn nhanh lưỡi cắt Với mẫu nghiên cứu đà lựa chọn, thí nghiệm với vật liệu hợp kim đồng ta chọn vật liệu dụng cụ cắt thép 35X, nhiệt luyện đạt độ cứng 37 ữ 38 HRC Khi thí nghiệm với vật liệu hợp kim nhôm, chọn vật liệu dụng cụ cắt thép 20X, nhiệt luyện đạt độ cứng ữ10 HRC 74 Thành phần hoá học tÝnh cđa thÐp 30X, 20X ( xem b¶ng 4.3) B¶ng 4.3 Mác Thành phần hoá học % theo trọng lượng thÐp C Si Mn P≤ S≤ Cr Ni≤ Mo 20X 0.17÷0.23 0.17÷0.37 0.50÷0.80 0.035 0.035 0.70÷1.0 0.30 - 35X 0.31÷0.39 0.17ữ0.37 0.50ữ0.80 0.035 0.035 0.8ữ1.10 0.30 - Kích thước thông số hình học dụng cụ cắt mô tả hình 4.10 đó: + Góc trước = 6o P + Gãc sau α = 15o ÷18o P P P + Góc nghiêng lưỡi cắt chính: = 600 R R P + B¸n kÝnh mịi dao: r = + Gãc mòi dao: β = 90o P N-N X-X 18 Y N Y-Y X 14 X N Y 180 75 Hình 4.10 Kích thước thông số hình học dao tiện 4.2.4 Chọn máy gia công Thí nghiệm tiến hành máy tiện Hungaria có ký hiệu E400 với thông số kỹ tht nh­ sau:  KÝch th­íc m¸y (mm): 2220 x 967 x 1350 Chiều cao tâm máy (mm): 200  C«ng suÊt: N = 4,5 KW  Sè cÊp tèc ®é: 12 (33,5; 47,5; 67; 95; 132, 190, 265, 375, 530, 750, 1060, 1500 (vßng/ phót))  Sè cấp tốc độ chạy dao: 81 ( Smin = 0,0125; Smax = (mm/vßng)) R R R R 4.2.5 Lùa chọn chế độ cắt Mục đích thí nghiệm tìm mối quan hệ chiều dài l c (mm) R R xảy độ mòn lưỡi cắt tốc độ cắt (m/phút; vòng/phút) Trên sở đánh giá tính gia công vật liệu thí nghiệm so với vật liệu chọn làm chuẩn (ta có thĨ chän mét sè mÉu vËt liƯu thÝ nghiƯm làm chuẩn) Mặt khác, thí nghiệm tiến hành điều kiện máy, dao cắt, đồ gá, chế độ cắt (n, s, t), không thay đổi mẫu thí nghiệm khác Đồng thời, vật liệu nghiên cứu hợp kim đồng, hợp kim nhôm có độ bền thấp nên độ mòn lưỡi cắt xảy chậm Bởi vậy, trình làm thí nghiệm ta lựa chọn tốc độ cắt n (vòng/phút), chiều sâu cắt t (mm), lượng chạy dao s (mm/vòng) phù hợp để dễ dàng nhận xảy mòn dao 76 Thực tế trình làm thí nghiệm đà sử dụng nhiều chế độ cắt khác nhận thấy tăng tốc độ cắt giảm chiều sâu cắt, lượng chạy dao lưỡi cắt nhanh mòn Từ kết nghiên cứu đà lựa chọn chế độ cắt tiến hành thÝ nghiƯm víi c¸c mÉu nh­ sau: + Chän tèc ®é vßng quay cđa trơc chÝnh: n = 530 vßng/phót + Chọn chiều sâu cắt: t = 0,2 mm + Chọn lượng chạy dao: s = 0,05 mm/vòng 4.2.6 Thiết kế kết cấu đồ gá Trên sở sơ đồ gá đặt vật mẫu thí nghiệm hình 4.8, ta thiết kế đồ gá thông qua vẽ lắp vẽ chế tạo chi tiết mô tả phần phụ lục đề tài Kết cấu đồ gá bao gồm: Thân đồ gá: Được thiết kế phần định vị kẹp chặt phù hợp với phận định vị kẹp chặt mâm cặp đầu trục máy tiện Cơ cấu định vị: Sử dụng khối vê dài định vị vào mặt chuẩn 40mm Cơ cấu kẹp chặt Đối trọng Một số chi tiết khác 4.2.7 Trình tự tiến hành thí nghiệm: Kiểm tra vật mẫu thí nghiệm đảm bảo kích thước 40mm; l=200mm (trường hợp vật mẫu có kích thước đường kính khác ta tiện phá đưa kích thước) Gá vật mẫu lên đồ gá Kiểm tra thông số hình học dao cắt gá dao ngang tâm 77 Lựa chọn chế độ cắt: n = 530 vòng /phút; t = 0,2 mm; s = 0,05mm/vòng Dùng dao hợp kim tiện phá tạo mặt vát đồng để hạn chế ảnh hưởng sai số kích thước Trên vật mẫu, tốc độ cắt v (m/p) ta cắt lát giúp cho việc kiểm tra tính đồng chiều dài mòn dao lc (mm) R R Đo chiều dài mòn dụng cụ cắt l c ghi vào bảng số liệu R R 4.2.8 Kết thí nghiệm a/ Đối với vật liệu hợp kim nhôm (xem bảng 4.3) Bảng 4.3 Mẫu thí nghiệm Chế độ cắt Chiều dài l c xác định độ mòn dao R R Al Lần LÇn n s (mm/ t vg) (v/p) (mm) 76.3 83.0 530 0.05 0.2 Al 530 0.05 0.2 64.3 72.3 74.7 70.8 74.3 Al 530 0.05 0.2 106.2 107 98.3 84.6 97.4 R R R LÇn LÇn LÇn 94.8 83.4 85.6 Ghi chó b/ Đối với vật liệu hợp kim đồng (xem bảng 4.4) Bảng 4.4 Chế độ cắt Mẫu thí n s nghiệm (v/p) (mm/ Chiều dài l c xác định độ mòn dao R R Ghi t (mm) LÇn LÇn LÇn LÇn LÇn vg) Cu 530 0,05 0,2 97.5 91.8 108.4 82.2 106.2 Cu 530 0,05 0,2 98.2 107.3 94.8 104.5 91.4 Cu 530 0,05 0,2 86.7 75.7 87.0 89.5 75.4 Cu 530 0,05 0,2 104.4 98.5 117.3 102.6 97.5 R R R R chó 78 Cu 530 R 0,05 0,2 92.3 97.7 84.8 89.4 83.2 4.3 Đánh giá kết thực nghiƯm 4.3.1 KiĨm tra tÝnh ®ång nhÊt cđa thùc nghiƯm Trước tiến hành qui hoạch thực nghiệm cần phải xác định xem thực nghiệm có đồng hay không Tính đồng hiểu tính ổn định thí nghiệm Để kiểm tra tính đồng ta đà thực thí nghiệm song song phạm vi thay đổi thông số đầu vào (trong thí nghiệm thông số thay đổi mẫu thí nghiệm, yếu tố khác không đổi) 1/ Đối với loạt thí nghiệm ta cần xác định giá trị trung bình Yi k Yi = Yỵi K i =1 Trong đó: (4.1) j = 1,2,3,4,N K Số thí nghiệm thực điều kiện (ở K số lần đo kích thước mòn dao l) 2/ Xác định phương sai loạt thí nghiệm song song: ( K S = ∑ y ji − Y j K − i =1 j ) (4.2) 3/ Xác định tỷ số phương sai lớn tổng phương sai theo công thức: Gp = max S 2j ∑S j (4.3) 79 G p gọi tiêu Kokren Giá trị G T xác định bảng xác R R R R st tin cËy P = 0,95 víi sè lÇn thí nghiệm N (tương ứng với n mẫu số bậc tự m = K-1 (K số lần ®o kÝch th­íc mßn dao l c ) R R Giá trị G T tra bảng phụ lục R R ThÝ nghiƯm ®ång nhÊt G p < G T R R R R 1/ KiÓm tra tính đồng thí nghiệm hợp kim nhôm Điều kiện thí nghiệm kết đo chiều dài xác định độ mòn dao ghi bảng 4.5 Bảng 4.5 Đối với hợp kim nhôm Mẫu thí Chế ®é nghiƯm c¾t Al N=530 (v/p) s=0,05 (mm/vg) t=0,02 (mm) R Al R Al R ChiỊu dµi l c xác định độ mòn dao R R Yi si2 LÇn LÇn LÇn LÇn LÇn 76.3 83.0 94.8 83.4 85.6 84.62 48.48 64.3 72.3 74.7 7.08 74.3 71.28 17.70 106.2 107 98.3 84.6 97.4 98.70 81.45 Theo bảng 4.5, tiêu G p xác định theo công thức (4.3): R Gp = R 81,45 81,45 = = 0,567 48,48 + 17,70 + 81,45 143,63 Trong thÝ nghiƯm nµy ta cã n= 3; K=5 ⇒ m = 5-1=4 Tra b¶ng phơ lơc ta có giá trị G T = 0,798 R R So sánh giá trị G p < G T thí nghiệm hợp kim nhôm R R R R coi đồng 2/ Kiểm tra tính đồng thí nghiệm hợp kim đồng 80 Tương tự kiểm tra độ đồng thí nghiệm hợp kim nhôm, ta có điều kiện thí nghiệm kết đo chiều dài xác định độ mòn dao thí nghiệm hợp kim đồng ghi bảng 4.6 Bảng 4.6 Đối với hợp kim đồng Mẫu thí Chế độ nghiệm cắt Cu N=530 (v/p) R Cu R Cu s=0,05 (mm/vg) R Cu R t=0,02 (mm) R Cu R Chiều dài l c xác định độ mòn dao R R si2 Yi LÇn LÇn LÇn LÇn LÇn 97.5 91.8 108.4 82.2 106.2 97.22 115.17 98.2 107.3 94.8 104.5 91.4 99.24 43.72 86.7 75.7 87 89.5 75.4 82.86 45.72 104.4 98.5 117.3 102.6 97.2 104.0 63.88 92.3 97.7 84.8 89.4 83.2 89.48 34.22 Theo bảng 4.6, tiêu G p xác định theo c«ng thøc (4.3): R Gp = R 115.17 115.17 = = 0.3804 115.17 + 43.72 + 45.72 + 63.88 + 34.22 302.71 Víi n = 5; K = ⇒ m = – =4 Tra b¶ng phơ lục ta có giá trị G T = 0,589 R R So sánh giá trị G p < G T thí nghiệm hợp kim đồng R R R R đồng 4.3.2 Xác định hệ số tính gia công xếp nhóm tính gia công 1/ Đối với thí nghiệm hợp kim nhôm a/ Xác định chiều dài độ mòn dao trung bình l tb (theo c«ng thøc 4.4) R R 81 n ltb = ∑ lci n i =1 ®ã: 4.4 lc i chiều dài vết dao mòn lần ®o thø i R R n – sè lÇn ®o b/ Tìm độ phân tán: n s = (lci − ltb ) n i =1 4.5 c/ Tìm độ sai lệch kích thước l e R Theo tiêu chuẩn Student với (n-1) bậc tự sai lệch kích thước chiều dài mòn dao t0,1.s le = 4.6 n −1 Tra b¶ng phơ lơc víi m = ta cã t 0,1 = 2,92 R R d/ Tính tốc độ cắt tới hạn: 2lc tb n ve = ®ã: 1000 (m / phut ) 4.7 l ctb Chiều dài vết mòn dao R R n = 530 vòng/phút e/ Hệ số gia công K: vebatky K = ve vatlieuchuan 4.8 82 Trong phÇn thí nghiệm ta chọn vật liệu làm chuẩn để so sánh mẫu số (Al ) Khi ®ã hƯ sè tÝnh gia c«ng cđa mÉu Al K = 1,0 R R R R Kết tính hệ số tính gia công K vật mẫu thí nghiệm thể bảng 4.7 Bảng 4.7 Kết xử lý số liệu hợp kim nhôm Chiều dài đo độ mòn dao l c (mm) R MÉu K Nhãm tÝnh gia c«ng R l c tb R S R ∆ ve lÇn lÇn lÇn lÇn lÇn Al 76.3 83 94.8 83.4 85.6 84.62 35.59 51.95 298.29 1.00 12d Al 64.3 72.3 74.7 70.8 74.3 71.28 14.16 20.68 253.89 0.85 11d Al 106.2 107 98.3 84.6 97.4 98.7 1.16 13d 65.16 95.13 345.16 Tra b¶ng phơ lơc ta cã: MÉu Al : víi K = 1,0 xếp vào nhóm tính gia công 12d R R Mẫu Al : với K = 0,85 xếp vào nhóm tính gia công 11d R R Mẫu Al : với K = 1,16 xếp vào nhóm tính gia công 13d R R 2/ Đối với thí nghiệm hợp kim đồng Tương tự xử lý số liệu với hợp kim nhôm, ta áp dụng c«ng thøc (4.4); (4.5); (4.6); (4.7); (4.8) cho ta kÕt tính toán hợp kim đồng thể bảng 4.7 Trong đó, với số mẫu thí nghiệm m = tra b¶ng phơ lơc ta cã t 0,1 = 2,132 R R Chän vËt liÖu chuÈn để so sánh mẫu Cu1 R Bảng 4.8 Kết xử lý số liệu hợp kim đồng Mẫu Chiều dài đo độ mòn dao l l c tb R lÇn lÇn lÇn lÇn lÇn R S ∆ ve K Nhãm tÝnh gia c«ng 83 Cu 97.5 91.8 108.4 82.2 106.2 97.22 92.14 98.22 323.59 1.00 12c Cu 98.2 107.3 94.8 104.5 91.4 99.24 34.98 37.29 330.31 1.02 12c Cu 86.7 75.7 87 89.5 75.4 82.86 36.58 38.99 275.79 0.85 11c Cu 104.4 98.5 117.3 102.6 97.2 102.0 51.1 54.47 346.15 1.07 12c Cu 92.3 84.8 89.4 83.2 89.48 27.37 29.18 297.83 0.92 12c 97.7 Víi kÕt qu¶ tính toán hệ số gia công bảng 4.8, tra b¶ng phơ lơc ta cã: - MÉu Cu : K = 1,0 xếp vào nhóm tính gia công 12c R R - MÉu Cu : K = 1,02 xếp vào nhóm tính gia công 12c R R - MÉu Cu : K = 0,85 xÕp vµo nhãm tÝnh gia c«ng 11c R R - MÉu Cu : K = 1,07 xÕp vµo nhãm tÝnh gia c«ng 12c R R - MÉu Cu : K = 0.92 xếp vào nhóm tính gia công 12c R R 84 Kết luận Nghiên cứu tính gia công hợp kim màu lĩnh vực rộng lớn mẻ ngành vật liệu ngành công nghệ chế tạo máy; nhiên phạm vi đề tài tập trung nghiên cứu tính gia công hợp kim đồng hợp kim nhôm Trong trình nghiên cứu, tác giả đà vận dụng sở lý luận dựa quan điểm chung đánh giá tính gia công vật liệu kết hợp với trình nghiên cứu làm thực nghiệm số mẫu hợp kim đồng hợp kim nhôm Tõ ®ã cho phÐp rót mét sè kÕt ln sau: Nghiên cứu lựa chọn vật liệu chế tạo dụng cụ cắt để đánh giá tính gia công vật liệu hợp kim đồng, hợp kim nhôm Xác định chế độ cắt cho trình làm thực nghiệm Xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công dựa kết xác định tuổi bền dao ứng với tốc độ cắt định sở đo độ mòn 85 dao cho hợp kim màu (hợp kim đồng, hợp kim nhôm); từ xác định hệ số tính gia công xếp nhóm tính gia công cho loại vật liệu Mặt khác, qua trình nghiên cứu xây dựng phương pháp đánh giá tính gia công cho hợp kim đồng, hợp kim nhôm nói riêng hợp kim màu nói chung cần tiếp tục nghiên cứu vấn đề có tính định hướng sau: Nghiên cứu mối quan hệ tốc độ cắt tuổi bền dao, từ nghiên cứu vật liệu chế tạo dao phù hợp với việc gia công hợp kim màu Nghiên cứu chế độ cắt tối ưu phù hợp với nhóm tính gia công loại vật liệu (còn gọi phương pháp tối ưu hoá trình cắt gọt kim loại hợp kim màu) Tài liệu tham khảo Trần văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia công thực nghiƯm, NXB Khoa häc vµ Kü tht, Hµ Néi Trần Văn Địch, Ngô Trí Phúc (2006), Sổ tay thép thÕ giíi, NXB Khoa häc vµ Kü tht, Hµ Néi, (trang 138-151) Trần Văn Địch (2000), Sổ tay Atlas đồ gá, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đặng Vũ Giao, Lê Văn Tiến, Nguyễn Đắc Lộc, Nguyễn Đức Năm, Nguyễn Thế Đạt tập 1&2 (2000), Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt(2006), Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I, II, NXB Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi 86 Nguyễn Viết Tiếp (1997), Nghiên cứu tính gia công vật liệu chế tạo máy ứng dụng nó, Giáo trình nội Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Lê Văn Tiến, Trần Văn Địch, Trần Xuân Việt (1999), Đồ gá khí hoá tự động hoá, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Khắc Xương (2003), Vật liệu kim loại màu, NXB Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi Tr­êng Đại học Bách Khoa Hà Nội (1992), Thiết kế dụng cụ cắt kim loại, Giáo trình sử dụng cho sinh viên khoa khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội 10 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (1988), Kim loại học nhiệt luyện, Xưởng in trường ĐHBK Hà Néi 11 Joseph R David, Senior Editor Steven R Lampman, Technical Editor Theodore B.Zone, Technical Editor Heather J Frissell, Editorial Supervisor George M.Crankovic, Assistant Editor Alice W Ronke, Assistant Editor Karen lynn O’ Keefe, Word Processing Specialist P P Jeanne Patitsas, Word Processing Specialist Robert L Stedfeld, Director of Refrence Publications Kathleen M Mills, Manager of Editorial Operations Editorial Assistance Lois A Abel 87 Robert T Kiephura Penelope Thomas Nikki D Wheaton, Metals Handbook Ninth Edition Volime 16 Machining, ASM internatioal, Metaspark OH 44073 (trang 761-819) ... luận đánh giá tính gia công vật liệu 1.1 Khái niệm tính gia công vật liệu Tính gia công vật liệu tập hợp tính chất vật liệu gia công từ quan điểm thích hợp gia công chi tiết máy phương pháp gia công. .. học: Là khái niệm tính gia công đánh giá tính gia công vật liệu theo tốc độ cắt v Tính gia công động lực học: Là khái niệm tính gia công đánh giá tính gia công vật liệu theo lực cắt P Tính gia công. .. Chương I: Cơ sở lý luận đánh giá tính gia công vật liệu 1.1 Khái niệm tính gia công vật liệu 1.2 Những quan điểm đánh giá tính gia công vật liệu 1.2.1 Đánh giá tính gia công vật liệu từ quan điểm độ