Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu xác định tuổi thọ dao tiện một lưỡi cắt theo TCVN và ISO Nghiên cứu xác định tuổi thọ dao tiện một lưỡi cắt theo TCVN và ISO Nghiên cứu xác định tuổi thọ dao tiện một lưỡi cắt theo TCVN và ISO luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐINH TUẤN ANH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ DAO TIỆN MỘT LƯỠI CẮT THEO TCVN VÀ ISO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS PHẠM VĂN HÙNG Hà Nội – 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Đinh Tuấn Anh Đề tài luận văn: Nghiên cứu xác định tuổi thọ dao tiện lưỡi cắt theo TCVN ISO Chuyên ngành: Kỹ thuât khí Mã số HV: CB150195 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 26/10/2017 với nội dung sau: - Bổ sung thứ nguyên, đơn vị cho số bảng biểu thống theo quy định - Chỉnh sửa lỗi soạn thảo, in ấn - Chỉ dẫn bổ sung tài liệu tham khảo - Chỉnh sửa theo nội dung phản biện yêu cầu Ngày 13 tháng 11 năm 2017 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SĐH.QT9.BM11 Ban hành lần ngày 11/11/2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu luận văn khoa học Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu trước Tác giả luận văn Đinh Tuấn Anh LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn tới PGS TS Phạm Văn Hùng trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn tới giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thầy cô Viện Cơ khí - Đại học Bách Khoa Hà Nội Tác giả xin chân thành cảm ơn tới giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ cán bộ, giảng viên Viện Đào tạo sau đại học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trình học tập để hồn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận văn Đinh Tuấn Anh năm 2017 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TIÊU CHUẨN QUỐC GIA, TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ VÀ CÁC TIÊU CHUẨN VỀ DỤNG CỤ CẮT 1.1 Khái niệm Tiêu chuẩn 1.2 Quy chuẩn kỹ thuật khác Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật4 1.3 Mục đích việc Tiêu chuẩn hóa 1.4 Tổng quan Tổ chức tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) 1.5 Quy trình xây dựng tiêu chuẩn quốc tế ISO 10 1.6 Tổng quan Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) 13 1.7 Xây dựng áp dụng Tiêu chuẩn Quốc gia 14 1.8 Hệ thống tiêu chuẩn dụng cụ cắt 16 1.9 Kết luận 16 CHƯƠNG BẢN CHẤT CỦA Q TRÌNH CẮT GỌT VÀ MỊN DỤNG CỤ 18 2.1 Bản chất vật lý 18 2.2 Lực cắt tiện 24 2.3 Nhiệt độ cắt 27 2.4 Mòn dụng cụ cắt 39 2.5 Mòn dao tiện 46 2.6 Kết luận 49 CHƯƠNG QUY TRÌNH VÀ ĐIỀU KIỆN , THIẾT BỊ CHO THỬ NGHIỆM DAO TIỆN MỘT LƯỠI CẮT THEO TCVN VÀ ISO 51 3.1 Chuẩn tuổi thọ dao phép đo độ mòn dao 51 3.2 Dao tiện dùng cho thử nghiệm 55 3.3 Chi tiết gia công 67 3.4 Dung dịch trơn nguội 70 3.5 Thiết bị thử nghiệm chuẩn 71 3.6 Quy trình thử tuổi thọ dao 72 3.7 Kết luận 73 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ DAO TIỆN MỘT LƯỠI CẮT TRÊN CƠ SỞ MÒN VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC DỮ LIỆU VỀ TUỔI THỌ CỦA DAO75 4.1 Giới thiệu chung 75 4.2 Phương pháp tính tốn đánh giá liệu tuổi thọ dao 75 4.3 Thực nghiệm xác định tuổi thọ dao tiện lưỡi cắt đánh giá liệu tuổi thọ dao 78 4.4 Trình tự thí nghiệm 82 4.5 Kết thí nghiệm 83 4.6 Đánh giá kết theo phương pháp ISO 87 4.7 Đánh giá kết phần mềm máy tính 90 4.8 Kết luận 98 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI 99 Kết luận 99 Hướng nghiên cứu 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 – Lịch sử đặc tính vật liệu dụng cụ cắt .29 Bảng 2.2 – Tính chất – nhiệt số vật liệu 30 Bảng 2.3 – Tính chất – nhiệt số vật liệu dụng cụ phủ 31 Bảng 3.1 – Các giá trị KT 53 Bảng 3.2 - Thành phần hóa học (phân tích mẻ luyện), độ cứng sau ủ, nhiệt độ độ cứng trạng thái sau ram thép dụng cụ cao tốc 55 Bảng 3.3 - Sai lệch cho phép phân tích định phân tích sản phẩm thép dụng cụ cao tốc 57 Bảng 3.4 – Các góc dao tiêu chuẩn .60 Bảng 4.1 – Chế độ cắt tiêu chuẩn 82 Bảng 4.2 - Thơng số mịn thí nghiệm vận tốc cắt vc = 125 m/min 83 Bảng 4.3 – Thống số mịn thí nghiệm vận tốc cắt vc = 140 m/min 84 Bảng 4.4 – Thống số mịn thí nghiệm vận tốc cắt vc = 160 m/min 85 Bảng 4.5 – Thống số mịn thí nghiệm vận tốc cắt vc = 180 m/min 85 Bảng 4.6 – Tuổi thọ dao thử nghiệm 87 Bảng 4.7 - Bảng tính tốn đường hồi quy 87 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 – Quy trình xây dựng tiêu chuẩn ISO [4] .12 Hình 2.1 – Sơ đồ miền tạo phoi .18 Hình 2.2 – Miền tạo phoi .20 Hình 2.3 - Miền tạo phoi ứng với vận tốc cắt khác 21 Hình 2.4 – Tính góc trượt 22 Hình 2.5 – Quan hệ vận tốc cắt biến dạng phoi 23 Hình 2.6 - Quan hệ bán kính mũi dao r biến dạng phoi 24 Hình 2.7 – Hệ thống lực cắt tiện 25 Hình 2.8 - Quan hệ lực cắt góc trước 26 Hình 2.9 - Ảnh hưởng góc trước đến ứng suất dụng cụ cắt .26 Hình 2.10 - Ảnh hưởng lượng chạy dao độ cứng phôi đến lực cắt (với t = 0,35 mm; r = 0,02 mm; = 200) [8] 27 Hình 2.11 - Ảnh hưởng bán kính mũi dao đến lực cắt với t = 0,35mm; S = 0.28 mm/rev; HRC = 56; =200 [8] 27 Hình 2.12 – Nguồn nhiệt .31 Hình 2.13 - Tỷ lệ % nhiệt truyền vào phoi, phôi, dao môi trường 32 Hình 2.14 – Trường nhiệt độ tiện 33 Hình 2.15 – Sự phân bố nhiệt độ tiện mặt phân cách phoi – dụng cụ .34 Hình 2.16 – Đường cong thực nghiệm Boothroyd 35 Hình 2.17 – Sơ đồ phân bố ứng suất mặt sau mịn .37 Hình 2.18 - Ảnh hưởng vận tốc cắt tới nhiệt độ cắt 38 Hình 2.19 – Các dạng mịn phần cắt dụng cụ tiện 40 Hình 2.20 – Quan hệ số dạng mòn dụng cụ 41 Hình 2.21 – Dạng mòn dao tiện [19] 42 Hình 2.22 - Ảnh hưởng vận tốc cắt đến chế mòn cắt liên tục (a) 43 Hình 2.23 – Sự phát triển mòn mặt sau tốc độ cắt khác vc1–vc5 [19] .47 Hình 3.1 – Đường cong nét đứt vc–Tc, phối hợp mòn mặt sau .52 Hình 3.2 – Vùng lưỡi cắt dao tiện 54 Hình 3.3 – Hình minh hoạ góc dao .59 Hình 3.4 – Các chi tiết góc lượn trịn .62 Hình 3.5 – Dung sai độ song song 63 Hình 3.6 – Dung sai độ vng góc mảnh cắt vị trí phận kẹp dao 64 Hình 3.7 – Hình minh hoạ khoảnh chìa mảnh cắt cấu bẻ phoi .65 Hình 3.8 – Sự phát triển mòn mặt sau tốc độ cắt khác vc1–vc5 73 Hình 3.9 – Sự phát triển chiều sâu vết lõm đối .73 Hình 4.1 – Mơ hình thí nghiệm .78 Hình 4.2 – Máy tiện HwaCheon Hi-Eco 10 79 Hình 4.3 – Mảnh dao tiện Carbide sử dụng thí nghiệm .80 Hình 4.4 – Phôi sử dụng thử nghiệm 81 Hình 4.5 – Máy đo Axiovert 25 CA 81 Hình 4.6 – Hình ảnh dao tiện sau thí nghiệm vận tốc cắt vc = 125 m/min 83 Hình 4.7 - Hình ảnh dao tiện sau thí nghiệm vận tốc cắt vc = 140 m/min 84 Hình 4.8 - Hình ảnh dao tiện sau thí nghiệm vận tốc cắt vc = 160 m/min 84 Hình 4.9 - Hình ảnh dao tiện sau thí nghiệm vận tốc cắt vc = 180 m/min 85 Nguồn biến thiên Bậc tự Tổng bình phương trung bình Phép hồi quy 0,282181637 Sai phân 0,00328791 Tỷ số 85,824 Mức tin cây: 95% Giá trị F từ bảng Fisher bậc tự = 1, n-2=2 : 18,51 -> chấp nhận 4.6.3 Tính tốn khoảng tin cậy Từ bảng tính tốn đường hồi quy tỷ số phương sai, ta có số liệu sau: -n=4 - 0,00328791 - ̅ - 0,0573403 2,175607634 ∑ -∑ / 0.014221808 - = -4,454376976 - = 1,757428064 Mức tin cậy: 95% Giá trị t từ bảng Student cho bậc tự = n -2 : 4,303 Từ số liệu trên, ta tính chiều dài khoảng tin cậy: t 0,246735 x 0,25 ̅ / ∑ ̅ ∑ / ∆ t ̅ ∑ 1,079181 -1,09642 84,52869186 2,271823878 1,230448 -0,94515 62,81374305 1,955503696 1,397940 -0,77766 42,52391373 1,608969896 1,477121 -0,69848 34,30528825 1,445146385 ∑ Trung bình: 1,82036 - Tính tốn khoảng tin cậy k 89 / ∑ 4,454376976 ∑ 4,454376976 2,068968597 6,523345574 1/ 0,246735/√0,014221808 2,385408379 0,153295573 1/ 0,41921543 - Tính tốn khoảng tin cậy a ̅ /√ 1,757428064 , 1,26292316 √ 1,634060409 0,123367655 1,880795719 - Từ kết trên, ta tính khoảng tin cậy C ̅ log 2,175607634 ̅ log 2,175607634 2,445020473 2,912297029 278,6252511 817,1410515 4.7 Đánh giá kết phần mềm máy tính Như thực tính tốn Điều 4.6, ta nhận thấy việc tính tốn tay thơng qua bảng tính phức tạp nhiều thời gian, không đem lại hiệu cao phải thử nghiệm nhiều loại dao dễ gặp lỗi tính tốn thực Vì luận văn áp dụng phương pháp tính mới, sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tính tốn biểu thức phức tạp phương trình Taylor tuổi thọ dao 4.7.1 Tính tham số a, k, C phương trình hồi quy Taylor Phương trình đường hồi quy Taylor có dạng: ̅ Khai triển biểu thức để biến phương trình thành phương trình hồi quy bậc 1: ̅ ↔ Thực lập bảng nhập liệu Excel sau: 90 ̅ Sau tính Excel cung cấp cho ta bảng số liệu sau: Trong phương trình hồi quy, hệ số k thực chất tan góc đường hồi quy, thể biến thiên vận tốc mịn Vì ta sử dụng hàm SLOPE để tính tốn Cú pháp: =SLOPE(know_y’s,known_x’s) Trong đó: - known_y’s vùng địa tập số liệu phụ thuộc; - known_x’s vùng địa tập số liệu độc lập Thực phép tính, ta thu kết cho giá trị k -4,454376976 ̅ , Ở phương trình đường Taylor cho tuổi thọ dao, hệ số tự hiệu số ta lập phương trình tính giá trị a với hàm INTERCEPT sau: ̅ known y’s , known x’s → 91 ̅ Trong ̅ trung bình cộng giá trị x, tính cơng thức: =SUM(D2:D5)/4 Phương trình viết Excel sau: Sau thực phép tính, ta thu kết cho giá trị a 1.757428064 Sau có kết hệ số a k, ta tính hệ số C theo cơng thức: Sau tính tốn, ta thu kết C 371,661199. Ta nhận thấy, kết tính hồn tồn trùng khớp với số liệu tính Điều 4.6.1 Vì vậy, cần áp dụng bảng tính Excel với cơng thức lập sẵn đưa kết cách nhanh chóng, khơng cần phải tính qua nhiều bước với cơng thức phức tạp 4.7.2 Tính đánh giá phương sai giá trị Để thực tính tốn phương sai phương trình hồi quy, ta phải bổ sung cơng cụ phân tích liệu Data Analysis vào Excel Phương pháp bổ sung thực Excel 2016 sau: 92 - Khởi động Excel; - Vào thư mục File -> Options -> Add-in - Dưới mục Manage chọn Excel add-ins ấn Go, sau bảng chương trình bổ sung ra, ta chọn Analysis Toolpark ấn Ok để hoàn tất cài đặt Thực dùng hàm Regression Data Analysis để tính tốn phương sai giá trị: - Chọn Data\ Data Analysis\ Regression, OK Bảng hộp thoại Regression xuất ta điền thơng tin hình sau: Trong đó: 93 Các lựa chọn nhập liệu vào input: ‐ Input Y Range: Vùng địa chứa biến phụ thuộc Y ‐ Input X Range: Vùng địa chứa biến độc lập X ‐ Labels: Tích vào mục để khẳng định ô (các ô) không chứa liệu hồi quy ‐ Constant is Zero: Tích vào mục để khẳng định hệ số tự hàm hồi quy tuyến tính ‐ Confidentce Level: Độ tin cậy hồi quy (mặc định 95%) 1-α với α mức ý nghĩa Các lựa chọn kết xuất kết Output Option: ‐ Output Range: Vùng phía bên trái vùng chứa kết ‐ New Worksheet Ply: In kết sheet khác ‐ New Workbook: In kết file Excel Các lựa chọn khác Residuals ‐ Residuals: Sai số ngẫu nhiên; ‐ Standardardlized Residuals: Chuẩn hoá sai số; ‐ Residuals Plots: Đồ thị sai số; ‐ Line Fit Plots: Đồ thị hàm hồi quy tuyến tính; ‐ Xác suất phân phối chuẩn Normal Probability; ‐ Normal Probability Plots: Đồ thị xác suất phân phối chuẩn Sau nhập số liệu trên, ta bảng kết sau: 94 Trong đó: Bảng tóm tắt SUMMARY OUTPUT: ‐ Regression Statistics: Các thơng số mơ hình hồi quy ‐ Multiple R: Hệ số tương quan bội (0