Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến độ chính xác gia công khi tiện cao tốc vật liệu sus304 trên máy tiện cnc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THĂNG KHOA Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến độ xác gia cơng tiện cao tốc vật liệu SUS304 máy tiện CNC CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Công nghệ chế tạo máy NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRƯƠNG HOÀNH SƠN Hà Nội – Năm 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác, trừ phần tham khảo ghi rõ luận văn Tác giả Lê Thăng Khoa MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận văn Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 2.1 Ý nghĩa khoa học 2.2 Ý nghĩa nghĩa thực tiễn Chương TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan nghiên cứu gia công cao tốc 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Hiệu qủa kinh tế 17 1.2 Giới hạn nghiên cứu 18 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 18 1.2.2 Giới hạn nghiên cứu 18 1.3 Kết luận 18 Chương ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 20 2.1 Khái niệm định nghĩa 20 2.2 Các phương pháp đạt độ xác gia cơng máy công cụ 23 2.2.1 Phương pháp cắt thử chi tiết riêng biệt 23 2.2.2 Phương pháp tự động đạt kích thước 24 2.2.3 Phương pháp đạt độ xác gia cơng điều khiển thích nghi 25 2.3 Các nguyên nhân gây sai số 26 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác gia công 27 2.4.1 Ảnh hưởng biến dạng hệ thống công nghệ 27 2.4.2 Ảnh hưởng độ cứng vững hệ thống công nghệ 29 2.4.3 Ảnh hưởng mòn dao 29 2.4.4 Ảnh hưởng sai số phơi 30 2.4.5 Ảnh hưởng độ xác tình trạng mịn máy, đồ gá, dao 31 2.4.5.1 Ảnh hưởng máy 31 2.4.5.2 Ảnh hưởng đồ gá 31 2.4.5.3 Ảnh hưởng dụng cụ cắt 32 2.4.6 Ảnh hưởng biến dạng nhiệt máy, dao chi tiết gia công 33 2.4.6.1 Ảnh hưởng biến dạng nhiệt máy 33 2.4.6.2 Ảnh hưởng biến dạng nhiệt dao cắt 33 2.4.6.3 Ảnh hưởng biến dạng nhiệt chi tiết gia công 33 2.4.6.4 Ảnh hưởng rung động phát sinh trình cắt 34 2.4.6.5 Ảnh hưởng chọn chuẩn gá đặt chi tiết gia công gây 35 2.4.6.6 Ảnh hưởng phương pháp đo dụng cụ đo gây 35 2.5 Khả đạt độ xác phương pháp gia công cắt gọt 2.5.1 Các phương pháp cắt gọt sử dụng dụng cụ cắt có thơng số hình học 2.5.2 Mài phương pháp gia công sử dụng hạt mài 2.5.3 Các phương pháp gia cơng truyền thống có sử dụng máy CNC dụng cụ cắt tiên tiến 2.5.4 Các phương pháp gia công tiên tiến: Công nghệ Na-nô 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám gia công cao tốc 35 35 36 36 37 37 2.6.1 Ảnh hưởng lực cắt đến Ra, Rz 37 2.6.2 Ảnh hưởng mức độ biến dạng dẻo đến Ra, Rz 40 2.6.3 Ảnh hưởng nhiệt cắt độ mòn dao đến Ra, Rz 44 Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ THỰC NGHIỆM 3.1 Xây dựng mơ hình thực nghiệm 47 47 3.1.1 Các thông số công nghệ vật liệu gia cơng 3.1.2 Xây dựng mơ hình thực nghiệm 47 3.2 Các thơng số thí nghiệm 48 3.2.1 Máy thí nghiệm 48 3.2.2 Mẫu thí nghiệm 50 3.2.3 Dụng cụ cắt 50 3.2.4 Sơ đồ gia công 51 3.2.4 Đo độ bóng chi tiết sau gia cơng 51 3.3 Thực thí nghiệm thu thập số liệu 53 3.4 Kết luận 55 Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 57 4.1 Ảnh hưởng tốc độ cắt V(m/ph) 57 4.2 Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) 64 4.3 Kết luận 75 KẾT LUẬN CHUNG 78 a) Kết luận chung 78 b) Hướng nghiên cứu 78 LỜI CẢM ƠN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận văn Theo xu chung phát triển khoa học kỹ thuật đại Thế giới Việt Nam có bước phát triển đáng kể, đặc biệt công nghiệp Nhưng so với công nghiệp nước phát triển giới cịn nhiều thua Chính việc đào tạo trí thức trẻ cho tương lai việc quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu cần thiết công nghiệp đại Yêu cầu cấp thiết khí nước ta nội địa hoá sản phẩm khí xác nhằm đưa cơng nghệ kỹ thuật Việt Nam đuổi kịp với phát triển nước khu vực Để làm điều việc nghiên cứu, ứng dụng phương pháp gia công tiên tiến vào sản xuất việc cấp thiết Việc gia cơng chi tiết có thơng số kỹ thuật phức tạp máy móc kỹ thuật cổ điển khó khăn, đạt độ xác thấp gia cơng bề mặt có độ phức tạp, xác khơng cao Ngày nay, với phát triển ngành khoa học kỹ thuật đại: Công nghệ hàng không, chế tạo ơtơ, khn mẫu, qn , xuất nhiều chi tiết địi hỏi độ xác cao Việc ứng dụng kỹ thuật công nghệ máy công cụ gia công cao tốc CNC, công nghệ tạo mẫu nhanh giúp cho việc gia cơng chi tiết có hình dáng hình học phức tạp dễ dàng hơn, đạt độ xác cao Cùng với đó, người ngày hồn thiện kỹ thuật, cơng nghệ tiên tiến Nhiều đề tài nghiên cứu, báo cáo khoa học khía cạnh, vấn đề q trình gia cơng chi tiết có thơng số kỹ thuật phức tạp trình bày tạp chí chun ngành Với mục đích góp phần nâng cao độ xác gia công Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn 2.1 Ý nghĩa khoa học Gia công chi tiết có biên dạng phức tạp áp dụng nhiều máy CNC Nó giúp cho việc gia cơng chi tiết có hình dáng hình học phức tạp trở nên đơn giản hơn, đạt độ xác cao Phương pháp gia công ứng dụng nhiều lĩnh vực như: Y học, khuôn mẫu, công nghệ hàng không, chế tạo ô tô, quân sự, mĩ thuật, Tuy nhiên, trình gia cơng cịn chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố sai số khác nhau: Sai số phép đo, sai số tốn học, sai số gia cơng, dẫn đến chi tiết có độ xác cao Trước chi tiết có độ xác cao có thơng số phức tạp sau nhiệt luyện phải qua công đoạn mài, mài khơn Những cơng đoạn thiếu tính linh hoạt tốn nhiều thời gian Một hạn chế chi phí cho dung dịch trơn nguội công đoạn mài cao Những lý làm tăng chi phí cho cơng đoạn gia cơng xác Mặt khác chất thải mài ngày gây ô nhiễm môi trường, thúc đẩy nhà sản xuất loại dần khâu mài quy trình cơng nghệ gia công chi tiết 2.2 Ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu độ xác gia cơng chi tiết máy tiện cao tốc CNC, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm Đặc biệt với thép không gỉ SUS304 vật liệu có độ bền cao, dãn nhiệt kém, tốc độ biến cứng nhanh độ dẻo dai cao Như gia công vật liệu SUS304 phoi bóc tạo áp lực lớn lên mũi dao, kết hợp với nhiệt độ cao bề mặt phoi mũi dao, làm phần kim loại phoi bị dính lên dao Ngồi ra, bết dính lại thúc đẩy thép không gỉ dẫn nhiệt làm nhiệt độ chỗ tiếp xúc phoi mũi dao tăng cao Đặc biệt thực nguyên công mài, phoi kim loại bóc bết dính lên bề mặt đá mài làm tăng ma sát dẫn đến tượng làm cùn đá mài Hiện việc thực nguyên công mài thép không gỉ gạp nhiều khó khăn, địi hỏi chất lượng chế tạo chi tiết phải có độ xác cao để đảm bảo mối lắp ghép khí Do yêu cầu đặt liệu thay nguyên công mài nguyên công tiện máy CNC mà đảm bảo cấp xác cần gia cơng khơng? Do q trình thực hiện, chọn đề tài luận văn làm tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số cơng nghệ đến độ xác gia cơng tiện cao tốc vật liệu SUS304 máy tiện CNC” Nội dung luận văn bao gồm chương sau: Chương 1- Tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề tài nước giới hạn đề tài Chương 2- Độ xác gia cơng yếu tố ảnh hưởng Chương 3- Xây dựng mô hình thực nghiệm thực nghiệm Chương 4- Kết thực nghiệm thảo luận CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ MÁY GIA CÔNG CAO TỐC 1.1.1 Lịch sử phát triển Năm 2001 hãng Fanuc hãng khác thiết kế, chế tạo thành công hệ điều khiển với độ xác Nano cho máy cơng cụ gia công cao tốc CNC Gia công cao tốc (High Speed Machining) công nghệ gia công đại So với phương pháp cắt gọt truyền thống gia cơng cao tốc có khả nâng cao suất, độ xác chất lượng chi tiết gia cơng giảm chi phí sản xuất thời gian gia cơng Ngồi thuật ngữ (High Speed Machining) nói cịn có thuật ngữ sau ám gia công cao tốc: HighVelocity Machining, High Performance Machining, High Efficiency Machining, High Agile Machining High Productivity Machining Theo cách hiểu thơng thường (High Speed Machining) gia cơng với tốc độ trục cao tốc độ chạy dao thấp cịn High Efficiency Machining có tốc độ chạy dao cao tốc độ cắt trung bình (Hình 1.1) Hình 1.1 Máy Emco Turn 332 Mcplus hãng Emco (Áo) Gia công cao tốc (high Speed Machining) đạt tốc độ cắt từ 5÷10 lần tốc độ cắt truyền thống nhiệt độ phoi giảm Thật có nhiều cách khác để định nghĩa gia công cao tốc dựa vào yếu tố sau: • Gia cơng với tốc độ cắt cao • Gia cơng với tốc độ quay trục cao • Gia cơng với lượng ăn dao cao • Gia công với tốc độ cắt cao lượng ăn dao cao • Gia cơng với suất cao Thực tế gia cơng cao tốc khơng đơn giản cắt với tốc độ cao Nó phải xem q trình gia cơng mà bước gia công thực phương pháp thiết bị gia công cụ thể Gia công cao tốc gia công với tốc độ trục cao có nhiều ứng dụng gia cơng cao tốc thực với máy có tốc độ bình thường Gia cơng cao tốc thường sử dụng gia công tinh thép với việc sử dụng hai yếu tố tốc độ cao lượng ăn dao cao Tùy theo loại vật liệu mà dải (vùng) tốc độ gia công cao tốc khác (hình 1.2 Nguồn http://cokhi-hui.com) Hình 1.2 Vùng tốc độ gia công cao tốc số loại vật liệu Về bản, gia công cao tốc kết hợp tốc độ trục máy cao (high spindle speed), lượng ăn dao lớn (high feed), hệ điều khiển CNC cao cấp - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhám Ra; Rz(µm) trờn hỡnh 4.10 V=150m/ph;t=0.2mm 12 ảnh hởng S đến Ra ảnh hởng S đến Rz Độ nhám Ra; Rz 10 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) Hình 4.10 Ảnh hưởng S(m/ph) đến Ra (µm); Rz (µm) Khi thay đổi lượng chạy dao S = 0.04÷0.2(mm/vg) Ra, Rz cú thay i ỏng k t Ra =1.4àm ữ2.95àm, Rz = 7.82àm ữ11.4àm Theo kt qu thớ nghim ta thy S= 0.07 mm/vg, V=150m/ph, t= 0.2mm Ra=1.09, Rz = 7,27 Nhưng giảm S bé (nhỏ 0,07mm/vg) độ nhám bề mặt lại có xu hướng tăng lên Chẳng hạn với vận tốc 150m/ph chiều sâu cắt t = 0.2mm S giảm xuống 0,07mm/vg làm cho Ra Rz không cịn ổn định có xu hướng tăng Với loại vật liệu SUS 304 vật liệu có độ dẻo dai cao, cắt gọt tính dẻo dai ảnh hưởng biến dạng dẻo tới độ nhám bề mặt lớn phoi có dạng dây dài xoắn Như giảm bước chạy dao xuống 0,1mm/vg bắt đầu xuất trượt dụng cụ cắt, mức độ tạo phoi giảm làm độ nhám tăng lên Khi đó, q trình cắt gọt gồm trình: Cắt tạo phoi trình trượt bề mặt phơi Do 66 S q nhỏ khơng cịn q trình cắt mà cịn q trình trượt, cày xước đẩy vật liệu chi tiết gia công sang hai bên đường dụng cụ cắt Bảng 4.4: Độ nhám bề mặt thay đổi tốc độ chạy dao (V=230m/ph, t=0,2mm) S mm/vg Ra Rz 0.04 0.06 0.07 0.08 0.1 0.12 0.2 1.09 1.21 0.98 1.19 1.26 1.66 2.15 6.63 7.37 7.01 7.68 7.61 7.88 9.9 Sau thực đoạn lệnh SigmaPlot ta vẽ đồ thị thể sau - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên nhỏm Ra(àm) nh trờn hỡnh 4.11 V=230m/ph;t=0.2mm 2.4 ảnh hởng S đến Ra 2.2 Độ nhám Ra 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) Hình 4.11 Ảnh hưởng S(mm/vg) đến Ra (µm) - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhám Rz(µm) hình 4.12 67 V=230m/ph;t=0.2mm 11 ảnh hởng S đến Rz Độ nh¸m Rz 10 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) H ình 4.12 So sánh ảnh hưởng S(mm/vg) đến Rz - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhám Ra; Rz(àm) nh trờn hỡnh 4.13 V=230m/ph;t=0.2mm 12 ảnh hởng S đến Ra ảnh hởng S đến Rz Độ nhám Ra; Rz 10 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) Hình 4.13 Ảnh hưởng S(mm/vg) đến Ra (µm); Rz (µm) 68 Khi thay đổi lượng chạy dao S = 0.04÷0.2(mm/vg) Ra, Rz có thay đổi đáng kể từ Ra =1.09àm ữ2.15àm, Rz = 6.63àm ữ9.9àm Theo kt qu thí nghiệm ta thấy S = 0.07 mm/vg, V=230m/ph Ra=0.98, Rz = 7,01 Như với chiều sâu cắt tăng tốc độ cắt nên độ nhám bề bặt giảm xuống, đặc biệt trình cắt giảm S (nhỏ 0,07mm/vg) độ nhám bề mặt lại có xu hướng tăng lên Chẳng hạn cắt với vận tốc 230m/ph chiều sâu t = 0.2mm S giảm xuống 0,07mm/vg làm cho Ra Rz khơng cịn ổn định có xu hướng tăng Như giảm bước chạy dao xuống 0,1mm/vg bắt đầu xuất trượt dụng cụ cắt, mức độ tạo phoi giảm làm độ nhám tăng lên Khi đó, q trình cắt gọt gồm q trình: cắt tạo phoi q trình trượt bề mặt phơi Do S q nhỏ khơng cịn q trình cắt mà cịn q trình trượt, cày xước đẩy vật liệu chi tiết gia công sang hai bên đường dụng cụ cắt Bảng 4.5: Độ nhám bề mặt thay đổi tốc độ chạy dao (V=150m/ph, t=0,5mm) S mm/vg Ra Rz 0.04 0.06 0.07 0.08 0.1 0.12 0.2 1.73 1.31 0.83 1.19 1.36 1.63 1.97 10.88 5.63 5.31 7.68 7.56 9.87 10.13 Sau thực đoạn lệnh SigmaPlot ta vẽ đồ thị thể sau - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhám Ra(µm) hình 4.14 69 V=150m/ph;t=0.5mm 2.2 ảnh hởng S đến Ra 2.0 §é nh¸m Rz 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) Hình 4.14 Ảnh hưởng S(mm/vg) đến Ra (µm) - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhỏm Rz(àm) nh trờn hỡnh 4.15 V=150m/ph;t=0.5mm 11 ảnh hởng S đến Rz Độ nhám Rz 10 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) 70 Hình 4.15 Ảnh hưởng S(mm/vg) đến Rz (µm) - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhám Ra; Rz(µm) hình 4.16 V=150m/ph;t=0.5mm 12 ảnh hởng S đến Ra ảnh hởng S đến Rz Độ nhám Ra; Rz 10 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) Hình 4.16 Ảnh hưởng S(mm/vg) đến Ra (µm); Rz (µm) Khi thay đổi lượng chạy dao S = 0.04÷0.2(mm/vg) Ra, Rz có thay đổi đáng k t Ra =1.73àm ữ1.97àm, Rz = 10.88àm ữ10.13àm Theo kết thí nghiệm ta thấy S = 0.07 mm/vg, V=150m/ph, t= 0.5mm Ra=0.83, Rz = 5.31 Ta thấy tăng chiều sâu cắt làm độ nhám bề mặt tăng Khi tăng chiều sâu cắt, mặt hình học khơng làm ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt lực cắt tăng lên Với gia tăng lực cắt làm cho hệ thống cơng nghệ rung động ảnh hưởng đến khả tạo phoi q trình cắt, qua ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công Với vận tốc 150m/ph chiều sâu cắt t = 0.5mm S giảm xuống 0.07mm/vg làm cho Ra Rz khơng cịn ổn định có xu hướng tăng Như giảm bước chạy dao xuống 0.1mm/vg bắt đầu xuất trượt dụng cụ cắt, mức độ tạo phoi giảm làm độ nhám tăng lên Khi đó, q trình 71 cắt gọt gồm trình: cắt tạo phoi trình trượt bề mặt phơi Do S q nhỏ khơng cịn q trình cắt mà cịn q trình trượt, cày xước đẩy vật liệu chi tiết gia công sang hai bên đường dụng cụ cắt Bảng 4.6 Độ nhám bề mặt thay đổi tốc độ chạy dao (V=230m/ph, t=0,5mm) S mm/vg Ra Rz 0.04 0.06 0.07 0.08 0.1 0.12 0.2 1.7 1.12 0.46 1.02 0.84 1.21 1.28 6.67 5.383 2.98 4.16 4.07 5.06 5.16 - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ bóng Ra(µm) hình 4.17 V=230m/ph;t=0.5mm 1.8 ảnh hởng S đến Ra 1.6 Độ nhám Ra 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) Hình 4.17 Ảnh hưởng S(mm/vg) đến Ra (µm) - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhám Rz(µm) trờn hỡnh 4.18 72 V=230m/ph;t=0.5mm ảnh hởng S đến Rz Độ nhám Rz 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) Hình 4.18 Ảnh hưởng S(mm/vg) đến Rz (µm) - Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) lên độ nhám Ra; Rz(àm) nh trờn hỡnh 4.19 V=230m/ph;t=0.5mm ảnh hởng S đến Ra ảnh hởng S đến Rz Độ nh¸m Ra; Rz 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 S(mm/vg) 73 Hình 4.19 Ảnh hưởng lượng chạy dao S(mm/vg) đến Ra (µm); Rz (µm) Khi thay đổi lượng chạy dao S = 0.04÷0.2(mm/vg) Ra, Rz có thay đổi ỏng k t Ra =1.7àm ữ1.28àm, Rz = 6.67àm ữ5.16àm Theo kết thí nghiệm ta thấy S = 0.07 mm/vg, V=230m/ph, t= 0.5mm Ra=0.46µm, Rz = 2.98µm Ta thấy tăng chiều sâu cắt làm độ nhám bề mặt tăng, giảm S bé (nhỏ 0,07mm/vg) độ nhám bề mặt lại có xu hướng tăng lên Chẳng hạn cắt với vận tốc 230m/ph chiều sâu t = 0.5mm S giảm xuống 0,07mm/vg làm cho Ra Rz khơng cịn ổn định có xu hướng tăng giảm đến S < 0,02mm/vg với số vật liệu khác thép C45 tơi cải thiện Điều cịn lý giải thêm cấu tạo hình học lưỡi cắt Với mảnh cắt (chip cắt) sử dụng thí nghiệm bán kính lưỡi cắt lớn nên ảnh hưởng đến khả xâm nhập dụng cụ cắt vào vật liệu chi tiết gia công, điều chiều sâu cắt tới hạn tăng lên, ảnh hưởng tới trình tạo phoi Một lý khác ảnh hưởng nhiều đến chiều sâu cắt tời hạn đo tính chất vật liệu gia công Với loại vật liệu SUS 304 vật liệu có độ dẻo dai cao, cắt gọt tính dẻo dai ảnh hưởng biến dạng dẻo tới độ nhám bề mặt lớn Với vật liệu có độ dẻo cao giảm bước chạy dao xuống 0,1mm/vg bắt đầu xuất trượt dụng cụ cắt, mức độ tạo phoi giảm làm độ nhám tăng lên Khi đó, trình cắt gọt gồm trình: Cắt tạo phoi q trình trượt bề mặt phơi Do S q nhỏ khơng cịn q trình cắt mà cịn q trình trượt, cày xước đẩy vật liệu chi tiết gia công sang hai bên đường dụng cụ cắt 74 Hình 4.20 Ảnh hưởng yếu tố hình học lượng chạy dao S lên độ nhám Như việc giảm S tăng độ bóng bề mặt chi tiết gia công Nhưng việc giảm S dẫn tới giảm suất trình sản xuất Vì ta nên xác định độ bóng phù hợp để từ xác định giá trị S phù hợp tương ứng Không nên giảm S tới giá trị nhỏ, điều khơng tăng chất lượng bề mặt mà cịn làm giảm chất lượng bề mặt giảm suất gia cơng Một kết nhận thấy độ nhám bề mặt Ra, Rz có tăng chút tăng chiều sâu cắt Khi tăng chiều sâu cắt, mặt hình học khơng làm ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt lực cắt tăng lên Với gia tăng lực cắt làm cho hệ thống công nghệ rung động ảnh hưởng đến khả tạo phoi q trình cắt, qua ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công 4.3 Kết luận • Các nội dung thực - Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công với lượng chạy dao S = 0.1mm/vg chiều sâu cắt t = 0.2 mm - Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công với lượng chạy dao S = 0.1mm/vg chiều sâu cắt t = 0.5 mm - Nghiên cứu ảnh hưởng lượng chạy dao s(mm/vg) đến độ nhám bề mặt gia công với tốc độ cắt V = 150m/ph chiều sâu cắt t = 0.2 mm 75 - Nghiên cứu ảnh hưởng lượng chạy dao s(mm/vg) đến độ nhám bề mặt gia công với tốc độ cắt V = 230m/ph chiều sâu cắt t = 0.2 mm - Nghiên cứu ảnh hưởng lượng chạy dao s(mm/vg) đến độ nhám bề mặt gia công với tốc độ cắt V = 150m/ph chiều sâu cắt t = 0.5 mm - Nghiên cứu ảnh hưởng lượng chạy dao s(mm/vg) đến độ nhám bề mặt gia công với tốc độ cắt V = 230m/ph chiều sâu cắt t = 0.5 mm • Khả cơng nghệ tiện cao tốc vật liệu SUS304 - Có thể nhận thấy vận tốc qua vùng lẹo dao khơng ảnh hưởng nhiều đến Rz, muốn giảm Rz ta không nên tác động vào thông số V Việc lựa chọn thông số V tùy thuộc vào suất gia công, tuổi bền dụng cụ, khả làm mát q trình gia cơng thống số làm việc tiêu chuẩn máy tiện CNC mà không cần xét đến giá trị Rz cần đạt - Như việc giảm S tăng độ bóng bề mặt chi tiết gia công Nhưng việc giảm S dẫn tới giảm suất trình sản xuất Vì ta nên xác định độ bóng phù hợp để từ xác định giá trị S phù hợp tương ứng Không nên giảm S tới giá trị nhỏ, điều không tăng chất lượng bề mặt mà cịn làm giảm giảm suất gia công - Khi thay đổi chiều sâu cắt, mặt hình học khơng làm ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt lực cắt thay đổi Với thay đổi lực cắt làm cho hệ thống công nghệ rung động ảnh hưởng đến khả tạo phoi q trình cắt, qua ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết • Khả ứng dụng phương pháp vào sản xuất thực tế - Với kết đạt trình thí nghiệm, ta nhận thấy gia cơng vật liệu SUS 304 máy tiện CNC thu độ nhẵn bóng lên tới cấp (hình 4.21) - Do ta thay ngun cơng tiện máy CNC cho nguyên công mài thô, chí mài bán tinh gia cơng chi tiết có vật liệu SUS 304 76 - Điều có ý nghĩa quan trọng việc gia cơng loại vật liêu dẻo SU304 thực mài loại vật liệu dẻo khó thực Hình 4.21 Mẫu cắt thí nghiệm 77 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI a) Kết luận chung Luận văn xây dựng phương pháp thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng vận tốc cắt, lượng chạy dao chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt tiện cao tốc máy CNC Các kết thực nghiệm phù hợp với lý thuyết cơng trình thực nghiệm công bố Việt Nam giới Do đó, kết luận văn sử dụng nhằm khuyến cáo cho việc lựa chọn thông số công nghệ tiến hành gia công phương pháp tiện cao tốc máy CNC Với kết đạt trình thí nghiệm, nhận thấy gia cơng vật liệu SUS 304 máy tiện CNC thu độ nhẵn bóng lên tới cấp (ứng với S = 0.07 mm/vòng, V = 230 m/phút) Do ta thay ngun cơng tiện chi tiết hình trụ máy CNC cho nguyên cơng mài thơ, chí mài bán tinh gia cơng chi tiết có vật liệu SUS304 Điều có ý nghĩa quan trọng việc gia cơng loại vật liêu dẻo SUS304 thực mài loại vật liệu dẻo khó thực Cũng loại vật liệu khác, giảm lượng chạy dao xuống bé độ nhám bề mặt tăng lên Tuy nhiên với vật liệu SUS304 đặc tính dẻo dai, biến dạng dẻo xẩy nhiều, ảnh hưởng mạnh đến độ nhám bề mặt nên tiện không nên chọn bước tiến dao nhỏ 0.05mm/vòng b) Hướng nghiên cứu Độ xác gia cơng yếu tố quan trọng q trình gia cơng khí Việc nghiên cứu nâng cao độ xác gia công gia công vật liệu SUS304 điều cần thiết Để nâng cao độ xác gia cơng đó, có số hương nghiên cứu sau: - Nghiên cứu khả công nghệ phương pháp gia công khác Phay, Khoan, Khoét, Doa gia cơng vật liệu SUS304 - Nghiên cứu q trình mài vật liệu SUS304, từ xác định loại đá điều kiện phù hợp với việc mài vật liệu có độ dẻo dai cao SUS304 78 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Đào tạo sau đại học, Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện tốt giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Học viên thực luận văn tốt nghiệp Lê Thăng Khoa xin bày tỏ cảm ơn chân thành tới thầy hướng dẫn TS Trương Hồnh Sơn gợi ý giúp đỡ lựa chọn luận văn bảo vệ tốt nghiệp, hướng dẫn, ủng hộ thường xuyên động viên thầy với em q trình hồn thành đề tài Bên cạnh thầy đưa đánh giá tổng kết sâu sắc gợi mở hướng phát triển đề tài nghiên cứu tương lai Thầy có đạo cụ thể cần thiết hoạt động nghiên cứu tìm hiểu đề tài thời gian dài, tham gia thảo luận đề xuất giải pháp cho vấn đề liên quan Đồng thời, thầy cung cấp cho em nhiều tư liệu chuyên môn quan trọng để tìm hiểu sâu tồn diện đề tài giao Luận văn em khơng thể hồn thành khơng có cộng tác hỗ trợ từ phịng thí nghiệm CNC thuộc trung tâm Thực hành Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Em xin cảm ơn sâu sắc giúp đỡ tận tình cán cơng tác Phịng thí nghiệm kể trình thực nghiệm luận văn Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2010 Học viên thực Lê Thăng Khoa 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Duy, Bành Tiến Long, Trần Thế Lục Nhà xuất Đại Học Bách Khoa, Hà Nội 2001 Nguyên lý gia công vật liệu Trần Văn Địch-Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2004 Sổ tay Atlas đồ gá Trần Văn Địch - Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2003 Nghiên cứu độ xác thực nghiệm Hasan Gokkaya The effects of cutting tool coating on the surface roughness of AISI 1015 Steel depending on cutting paraments Turkish J Eng Env Sci 30 (2006), 307-316 TUBITAK http://www.eurojournals.com/ejsr.htm - Tạp chí nghiên cứu khoa học Châu Âu ISSN 1450-216X Vol.22 số (2008), pp.153-162 http://www.eurojournals.com/ejsr.htm - Tạp chí nghiên cứu khoa học Châu Âu ISSN 1450-216X Vol.38 số (2009), pp.180-188 Nguyễn Đắc Lộc, Tăng Huy Điều khiển số công nghệ máy điều khiển số CNC Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1996 Mr Luke Huang & Dr Joseph C Chen A multiple regression model to predict in process surface roughness in turning operation via accelerometer Journal of industrial technology volume 17, number –February 2001 to Nghiên cứu gia công cao tốc máy CNC http://cokhi-hui.com 10 Nguyễn Đắc Lộc-Tập 1, tập 2, tập 3-Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2003 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 11 Trương Hồnh Sơn – Slide giảng Giáo trình gia công tinh bề mặt 12 Ứng dụng phần mềm Sigmaplot WWW.Sigmaplot.com 80 ... nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ gia cơng cao tốc đến độ xác gia cơng Gia cơng cao tốc máy tiện CNC có vị trí quan trọng ngành khí xác khả gia công tốc độ cao vật liệu có độ cứng, độ bền cao, ... công phù hợp gia công máy gia cơng cao tốc CNC Bởi gia cơng máy gia công cao tốc CNC rút ngắn thời gian gia cơng, đạt độ xác u cầu giá thành rẻ so với gia công máy công cụ vạn máy tự động cứng -... nghiệp: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến độ xác gia cơng tiện cao tốc vật liệu SUS304 máy tiện CNC? ?? Nội dung luận văn bao gồm chương sau: Chương 1- Tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề