Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công bằng tối ưu hóa một số yếu tố kỹ thuật của quá trình phay tinh trên máy công cụ cnc

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CƢ́U NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG BẰNG TỐI ƢU HÓA MỘT SỐ YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA QUÁ TRÌNH PHAY TINH TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC HỌC VIÊN: VŨ NHƢ NGUYỆT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG VỊ LỚP: CHK10- CNCTM NĂM HỌC: 2007-2009 THÁI NGUYÊN 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Lời cảm ơn Với kính trọng lịng biết ơn sâu sắc, Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới TS Hồng Vị- người Thầy tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tiếp theo Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Khoa đào tạo sau đại học, Khoa Cơ khí môn Chế tạo Máy tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Sau hết Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ suốt thời gian qua Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Vũ Như Nguyệt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn luận văn thân tơi thực dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Hoàng Vị Nếu sai tơi xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Ngƣời thực Vũ Nhƣ Nguyệt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng số liệu Danh mục kí hiệu chữ viết tắt Danh mục hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp Phần mở đầu 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 10 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 Nội dung nghiên cứu 11 CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHAY TINH CÁC BỀ MẶT HÌNH HỌC PHỨC TẠP 1.1 12 Giới thiệu trình gia cơng tinh bề mặt phức tạp 12 1.1.1 Các thông số kỹ thuật cần thiết 12 1.1.1.1 Các thơng số hình học bề mặt chi tiết gia cơng 14 1.1.1.2 Các thơng số hình học dao phay đầu cầu 23 1.1.2 Đặc điểm trình phay tinh bề mặt phức tạp 26 1.1.2.1 Vận tốc cắt phay 26 1.1.2.2 Lực cắt phay 28 1.2 Một số đặc điểm bề mặt chi tiết sau gia công 29 1.3 Kết luận 33 CHƢƠNG 2: CƠ CHẾ TẠO HÌNH BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CƠNG 2.1 Mơ hình hình học bề mặt chi tiết gia cơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 36 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 2.2 Mối quan hệ hình học profin dao phơi 37 2.3 Mơ hình lực cắt phay 45 2.4 Kết luận 53 CHƢƠNG 3: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY TINH 3.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công phay tinh dao phay đầu cầu 3.2 55 55 3.1.1 Ảnh hƣởng điều kiện cắt 55 3.1.2 Ảnh hƣởng kiểu dao 56 3.1.3 Ảnh hƣởng tì dao lên bề mặt gia công 57 3.1.4 Ảnh hƣởng góc nghiêng dao phơi 58 Giải pháp tối ƣu để nâng cao chất lƣợng bề mặt phay tinh dao phay đầu cầu 3.2.1 Chọn thông số gá đặt tối ƣu để tránh cắt đỉnh dao 3.2.2 Chọn kích thƣớc dụng cụ tối ƣu để tạo hình bề mặt chi tiết gia cơng 3.3 Kết luận 4.1 Điều kiện thực nghiệm 59 64 66 CHƢƠNG 4: THỰC NGHIỆM PHAY TINH BỀ MẶT THEO CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 59 67 67 4.1.1 Máy công cụ CNC 67 4.1.2 Dụng cụ cắt 68 4.2 Tiến hành thí nghiệm 73 4.3 Phân tích yếu tố kĩ thuật 77 4.3.1 Phân tích bề mặt chi tiết gia cơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 4.3.2 Chế độ cắt 79 4.3.3 Dụng cụ đo kiểm 79 4.4 Kết thí nghiệm 79 4.5 Một số hình ảnh thí nghiệm 82 4.6 Đánh giá kết 84 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN 85 5.1 Kết nghiên cứu 85 5.2 Hƣớng phát triển đề tài 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU TT Bảng Nội dung Bảng 1.1 Phƣơng trình pháp tuyến mặt cong 15 Bảng 4.1 Các thông số kĩ thuật phay tinh 74 Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật máy phay VMC- 85S 74 Bảng 4.3 Thành phần nguyên tố hoá học thép CR12MOV 76 Bảng 4.4 Chế độ cắt phay tinh chi tiết 79 Bảng 4.5 Bảng tổng hợp kết thí nghiệm 80 Bảng 4.6 Bảng tổng hợp kết thí nghiệm phay phơi có 81 Trang bề mặt phẳng DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CNC Computer Nummerical Control CAD Computer Aided Design CAM Computer Aided Manufacturing NURBS Non-uniform ration B-splines Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ - ẢNH CHỤP Nội dung TT Hình Hình 1.1 Hệ tọa độ máy phay CNC 13 Hình 1.2 Phay mặt cong dao phay cầu 13 Hình 1.3 Tọa độ cong mặt cong 14 Hình 1.4 Góc hai đƣờng cong 17 Hình 1.5 Độ cong mặt cong 18 Hình 1.6 Hình minh hoạ tính bán kính cong 18 Hình 1.7 Độ cong trung bình mặt cong 20 Hình 1.8 Các điểm đặc biệt bề mặt chi tiết 21 Hình 1.9 Hình học dao phay đầu cầu 24 10 Hình 1.10 Thơng số hình học lƣỡi cắt 26 11 Hình 1.11 Thơng số tính tốn vận tốc cắt dao phay cầu 27 12 Hình 1.12 Các thành phần lực cắt 28 13 Hình 1.13 Lƣỡi cắt thành phần 29 14 Hình 1.14 Khi bán kính dao lớn bán kính cong chi tiết 30 15 Hình 1.15 Tiếp xúc ngồi 31 16 Hình 1.16 Tiếp xúc 31 17 Hình 1.17 Điểm lùi đƣờng cong lồi 31 18 Hình 1.18 Điểm lùi đƣờng cong lõm 31 19 Hình 1.19 Thay đổi kích thƣớc thơng số kết cấu dụng cụ 31 20 Hình 1.20 Độ nhấp nhơ bề mặt chi tiết 31 21 Hình 1.21 Sự hình thành bề mặt gia cơng dao phay cầu 32 22 Hình 2.1 Các thơng số hình học trình phay tinh 38 23 Hình 2.2 Mơ hình hình học phần cầu dao 39 24 Hình 2.3 Mối quan hệ thơng số hình học dao 41 25 Hình 2.4 Đồ thị hàm F1 42 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 26 Hình 2.5 Mơ hình bề mặt chi tiết gia cơng vị trí cắt 43 27 Hình 2.6 Các thành phần vận tốc cắt điểm cắt 44 28 Hình 2.7 Kiểu chạy dao theo biên dạng chi tiết 45 29 Hình 2.8 Kiểu chạy dao theo phƣơng ngang 45 30 Hình 2.9 46 31 Hình 2.10 46 32 Hình 2.11 Vị trí tƣơng quan điểm P Z = ZP 47 33 Hình 2.12 Quá trình tạo phoi 50 34 Hình 3.1 Phƣơng thức chuyển dao phay mặt phẳng dao phay đầu cầu 60 35 Hình 3.2 Tọa độ điểm M0 bề mặt chi tiết gá nghiêng 63 36 Hình 4.1 Các điểm gốc điểm chuẩn máy phay CNC 67 37 Hình 4.2 Hình dạng - kích thƣớc chế tạo dao phay cầu kiểu 69 ký kiệu BZD25G hãng Missubishi - Nhật Bản [7] 38 Hình 4.3 Hình dạng - kích thƣớc chế tạo dao có lƣỡi cắt 70 phần cầu ký hiệu BNBP R hãng SUMITOMO - Nhật Bản [7] 39 Hình 4.4 Hình dạng - kích thƣớc chế tạo thân dao ký hiệu 71 SRFHSMW, SRFHSLW mảnh ghép ký hiệu SRFT vật liệu VP10MF, VP15TF dao mảnh cắt hãng Mitssubishi - Nhật Bản [7] 40 Hình 4.5 Hình dạng - kích thƣớc chế tạo thân dao ký hiệu 72 TRM4 mảnh ghép ký hiệu UPE45,UPE50, UPM40, UPM50, UPM50P0, UPM40P1, UPM50P1vật liệu VP15TF, GP20M, AP20M dao ghép nhiều mảnh cắt hãng Mitssubishi - Nhật Bản 41 Hình 4.6 Điểm chuẩn dao phay đầu cầu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 10 Chuyên ngành: Cơng nghệ CTM 42 Hình 4.7 Thơng số hình học chi tiết 76 43 Hình 4.8 Hình ảnh gia cơng phơi gá nghiêng 200 82 44 Hình 4.9 Phay tinh chi tiết gá nghiêng phôi 45,50 83 45 Hình 4.10 Bề mặt chi tiết gá nghiêng phơi 45,50 83 46 Hình 4.11 Đo độ nhám bề mặt chi tiết 84 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 74 Chuyên ngành: Công nghệ CTM Ngoài ra, muốn thực máy quan tâm đến điểm gá đặt dao điểm thay dao 4.2 Tiến hành thí nghiệm Để chọn đƣợc góc nghiêng tối ƣu kích thƣớc dụng cụ phù hợp gia công thép hợp kim CR12MOV dao phay cầu 10 phủ TiAlN chƣơng ta tiến hành việc thực nghiệm cách sử dụng dao phay cầu phủ TiAlN để phay thép hợp kim CR12MOV với chế độ cắt khác Tiến hành khảo sát ảnh hƣởng đồng thời thơng số vận tốc cắt góc nghiêng đến chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công thông qua việc đánh giá độ nhám bề mặt thay đổi vận tốc cắt góc nghiêng để chọn góc nghiêng hợp lý phay tinh máy phay CNC Mục đích: - Thông qua thực nghiệm tiến hành dùng dao phay cầu phủ TiAlN phay thép hợp kim CR12MOV (phay bề mặt parabol) với chế độ cắt góc nghiêng phôi khác đƣa nhận xét kết luận tƣơng ứng - Xác định giới hạn góc gá đặt tối ƣu cho dao phơi - Mục tiêu việc xây dựng thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố kỹ thuật trình cắt đến chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công làm sở để lựa chọn giải pháp kĩ thuật tối ƣu thực tế 4.2.1 Các thơng số kĩ thuật q trình phay tinh Bảng 4.1 Các thông số kĩ thuật phay tinh Thông số vào Hệ thống Q trình phay Cơng nghệ Thơng số Các đại lƣợng xuất trình cắt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 75 Chuyên ngành: Công nghệ CTM - Máy phay CNC - Chế độ cắt - Lực cắt - Chất lƣợng bề mặt: VMC-85S -Thông số gá - Nhiệt cắt Độ nhám bề mặt - Phôi thép: đặt - Rung động Sóng bề mặt - Mịn dao Cơ lý lớp bề mặt CR12MOV - Dao phay cầu phủ TiAlN 4.2.2.1.Máy Thực nghiệm đƣợc tiến hành trung tâm gia công VMC - 85S hãng Maximart sản xuất năm 2003 với hệ điều khiển Fanuc OMD, máy có khả tích hợp CAD/CAM qua cổng RS 232 Trƣờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp – Thái Nguyên Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật máy phay VMC- 85S Thơng số Đơn vị Kích thƣớc Kích thƣớc bàn làm việc mm 515 x 1050 Hành trình theo trục X mm 850 Hành trình theo trục Y mm 560 Hành trình theo trục Z mm 520 Đƣờng kính trục mm 65 Tốc độ cắt (chạy dao) mm/ph - 5000 Tốc độ dịch chuyển nhanh theo X, Y mm/ph 12000 Tốc độ dịch chuyển nhanh theo Z mm/ph 10000 Cơng suất động Kw 3.7 - 5.5 Động secvo X, Y, Z Kw 0.5 - 3.5 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 76 Trọng lƣợng Tốc độ quay trục Kg 4200 Vg/ph 60 - 8000 16 đầu dao BT 40 Kích thƣớc tổng thể 3500 x 3020 x mm 2520 4.2.2.2 Dụng cụ cắt - Mảnh dao phay cầu phủ TiAlN hai lƣỡi cắt ký hiệu VP15TF hãng Mitsubishi Nhật Bản có thơng số nhƣ sau: + Độ cứng mảnh dao 91.5 HRA + Độ bền nén 2.5 GPa + Đƣờng kính mảnh dao: 10 mm + Chiều dài phần cắt: 8.5 mm + Số lƣỡi cắt: z = + Góc độ: Góc trƣớc  = 0; góc sau  = 5 - Thân dao ký hiệu SRFH10S12M hãng Mitsubishi - Nhật Bản có thơng số nhƣ sau: + Đƣờng kính chi dao: 12h6 mm + Chiều dài thân dao: 120 mm 4.2.2.3 Chi tiết gia công Thép hợp kim CR12MOV qua tạo hình dáng tơi Độ cứng: 44 – 45 HRC Kích thƣớc: 270x90x40 Thành phần hố học: Bảng 4.3: Thành phần nguyên tố hoá học thép CR12MOV Ngun tố hố C Si P Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Mn Cu V Cr Mo http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 77 học Hàm lƣợng % 1.57 0.29 0.020 0.25 0.19 0.19 11.46 0.44 Thơng số hình học chi tiết gia cơng: Hình 4.7 a) Thơng số hình học chi tiết Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 78 Chuyên ngành: Công nghệ CTM Z Z 90 X O 270 Y 40 Hình 4.7 b) Thơng số hình học chi tiết gia cơng 4.3 Phân tích yếu tố kĩ thuật Chuẩn bị trƣớc gia công gồm:  Tạo phôi: Bao gồm việc xác định mác thép hợp kim CR12MOV, gia công chuẩn bị phôi, đo độ cứng trƣớc gia công  Chuẩn bị đồ gá, phƣơng tiện đo kiểm theo phƣơng án gia cơng, chọn máy, lập chƣơng trình gia cơng chi tiết máy máy CNC theo thông số  , S, V, t dùng để khảo sát Tiến hành gia công kiểm tra kết quả:  Dùng dao phay cầu 10 phủ TiAlN để gia công, quan sát, ghi chép kết  Tiến hành đo lấy kết Xử lý số liệu sau gia công, rút kết luận tƣơng ứng dẫn cần thiết, dùng làm tài liệu cho nhà sản xuất có quan tâm lĩnh vực 4.3.1 Phân tích bề mặt chi tiết gia công Bề mặt chi tiết gia công mặt cong có phƣơng trình tốn nhƣ sau: (X – 135)2 = -202,5.(Z – 90) (4.1) (X – 135)2 + 202,5 (Z – 90) = Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 79 - Khảo sát thông số hình học bề mặt chi tiết gia cơng: biến thiên véc tơ pháp tuyến, điểm đặc biệt bề mặt chi tiết ( điểm cực trị) Khảo sát MatLab: syms x z y t; y=(x-135)^2+202.5*(z-90); z1=diff(y,x); z2=diff(y,z); xm=roots(z1); zm=roots(z2); Các điểm đặc biệt bề mặt chi tiết gia cơng: Theo cơng thức (1.15) ta có: p= F X = 2(X – 135), q = M0 F Y = 202,5.(Z - 90), r  M0 2F X 20 M0 Vậy điểm M0 (135, y, 90) điểm cực đại bề mặt chi tiết gia công Khảo sát biến thiên véc tơ pháp tuyến bề mặt chi tiết: nhƣ chƣơng chứng minh để véc tơ pháp tuyến khơng có phƣơng trùng với phƣơng dao điểm bề mặt chi tiết có tọa độ thỏa mãn điều kiện: 2(X – 135)  nên X < 135 2(Z – 90) < nên Z < 90  X  135 Điều kiện 1:   Z  90 (4.2) Giải pháp tránh tham gia cắt đỉnh dao cầu: xoay mặt chi tiết góc nghiêng  theo chiều ngƣợc chiều kim đồng hồ tọa độ điểm M0 hệ tọa độ OXYZ thay đổi thành M’0 (x’,y’,z’), x'  x  a  135  1352  902 sin  cos(900    artg 90 ) 135 Theo công thức : y '  y z '  z  h  90  1352  902 sin Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  sin(900    artg 90 ) 135 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 80  x'  135 Điều kiện để M0’ không điểm cực trị bề mặt chi tiết   z '  90 x'  x  a  135  1352  902 sin   cos(900   artg 90 )  135 135 y'  y z '  z  h  90  1352  902 sin  sin(900    artg 90 )  90 135  90     sin cos(90   artg 135)  sin    sin  sin(900    artg 90 )  cos(900    artg 90 )   135 2 135  Vậy, góc gá phơi tối ƣu theo (3.13) góc sau 16,260    67,380 (4.3) Kết hợp số điều kiện, tìm đƣợc góc gá đặt chi tiết tối ƣu nhƣ (4.3) 4.3.2 Chế độ cắt Theo chế độ cắt gia công tinh máy công cụ CNC: Theo công thức : V =  D sin  i n 1000 (m/ph) F = Sz n z (mm/phút) ; Sz = 0,2 (mm/vòng) Thời gian gia công: t = 20 (phút) Chọn chế độ cắt nhƣ bảng sau: Bảng 4.4 Chế độ cắt phay tinh chi tiết TT Vận tốc Tốc độ Bƣớc Lƣợng Chiều Góc gá Bán cắt V quay tiến dao chạy sâu cắt nghiêng kính (m/ph) dao dao ap (mm) phơi dao R0  (độ) (mm) n(vịng/ph) F(mm/ph) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ae(mm) http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 81 110 7956 3182 0,5 0,2 100 50 4655 1862 0,5 0,2 200 110 3603 1441 0,5 0,2 45,50 80 2800 1120 0,5 0,2 45,50 5 50 1769 708 0,5 0,2 600 110 3892 1556 0,5 0,2 600 80 2638 1055 0,5 0,2 750 110 4954 1981 0,5 0,2 450 4.3.3 Dụng cụ đo kiểm Máy đo nhám bề mặt SJ 201 Mitutoyo 4.4 Kết thí nghiệm Bảng 4.5 Bảng tổng hợp kết thí nghiệm phay tinh chi tiết có bề mặt parabol T Vận T tốc cắt Lƣợng Chiều Góc gá chạy sâu nghiên kính V dao cắt g phôi dao (m/ph) ae(mm) ap  (độ) R0 (mm) Cấp độ Bán (mm) Độ nhám bề mặt Ra( m ) Rz( m ) nhám 110 0,5 0,2 100 1,39 6,2 50 0,5 0,2 200 0,95 4,94 110 0,5 0,2 450 0,78 4,32 110 0,5 0,2 45,50 0,69 4,09 80 0,5 0,2 45,50 0,71 4,21 50 0,5 0,2 600 0,66 3,42 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 110 0,5 0,2 Chuyên ngành: Công nghệ CTM 82 600 0,55 3,09 So sánh với trƣờng hợp gia cơng chi tiết có bề mặt phẳng, thông số kĩ thuật giống nhƣ trƣờng hợp phay tinh mặt parabol trên: Bảng 4.6 : Bảng tổng hợp kết thí nghiệm phay tinh chi tiết có bề mặt phẳng T Vận T tốc cắt V Lƣợng Chiều Góc gá Bán kính chạy dao sâu cắt nghiên dao R0 ae(mm) ap g phôi (mm) (m/ph) (mm)  (độ) Cấp Độ nhám bề mặt độ nhám Ra( m ) Rz( m ) 80 0,5 0,2 00 1,26 5,46 50 0,5 0,2 100 1,22 4,25 110 0,5 0,2 100 0,85 3,95 80 0,5 0,2 42,50 0,75 2,25 50 0,5 0,2 750 0,82 3,35 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 83 Chuyên ngành: Công nghệ CTM 4.5 Một số hình ảnh thí nghiệm Hình 4.8 Hình ảnh gia cơng chi tiết đƣợc gá nghiêng 200 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 84 Chuyên ngành: Cơng nghệ CTM Hình 4.9 Phay tinh chi tiết đƣợc gá nghiêng 45,50 Hình 4.10 Bề mặt chi tiết gá nghiêng 45,50 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 85 Chuyên ngành: Công nghệ CTM Hình 4.11 Đo độ nhám bề mặt chi tiết 4.6 Đánh giá kết Dựa vào bảng kết tổng hợp đo thí nghiệm, nhận thấy: - Khi gia công bề mặt phẳng hay mặt cong máy phay CNC việc gá nghiêng phôi làm nâng cao chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công so với chƣa thay đổi thông số - Đặc biệt việc gá nghiêng phơi phạm vi góc gá tối ƣu cho độ nhám bề mặt đồng Kết hợp với chọn kích thƣớc dao phù hợp khắc phục đƣợc số nhƣợc điểm gia công tinh dao phay đầu cầu nhƣ tƣợng cắt lẹm, trƣợt, mịn dao - Góc gá nghiêng phơi ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng gia công bề mặt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 86 Chuyên ngành: Công nghệ CTM CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết nghiên cứu Nghiên cứu trình phay tinh chi tiết có hình dáng hình học phức tạp, sử dụng dao phay đầu cầu cho thấy việc tạo hình bề mặt, chọn dao yếu tố hình học nhƣ chế độ cắt q trình gia cơng phức tạp Các nghiên cứu đƣợc trình bày đạt đƣợc số kết sau:  Mơ hình hóa hình học bề mặt chi tiết gia công qui luật biến thiên véc tơ pháp tuyến bề mặt chi tiết, làm sở lựa chọn thông số kĩ thuật q trình gia cơng hợp lý  Đã xác định đƣợc mối quan hệ thơng số hình học dao với phơi có ảnh hƣởng đến độ nhấp nhô bề mặt, lực cắt, nhiệt cắt, tuổi thọ dao  Góc gá nghiêng phơi dao ảnh hƣởng lớn đến độ nhấp nhô bề mặt gia công  Đề xuất giải pháp tối ƣu để khắc phục số nhƣợc điểm gia công dao phay đầu cầu Ứng với bề mặt cho trƣớc xác định đƣợc góc gá nghiêng bán kính đầu cầu tối ƣu theo công thức (3.13) (3.17) Đây kết chủ yếu đề tài  Đã kiểm chứng nghiên cứu thực nghiệm nhận thấy kết đo phù hợp với nhận định đề tài 5.2 Hƣớng phát triển đề tài Các nghiên cứu cần thiết để phát triển đề tài bao gồm:  Thiết lập mơ hình tốn học mơ hình hóa mặt offset bề mặt tạo hình làm sở xác định liệu điều khiển máy CNC sử dụng dao phay đầu cầu  Tối ƣu hóa nâng cao hiệu q trình gia cơng tinh bề mặt dao phay đầu cầu máy công cụ CNC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 87 Chuyên ngành: Công nghệ CTM TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] PGS, TS Nguyễn Trọng Bình (2003), Tối ưu hố q trình gia cơng cắt gọt, NXB Giáo dục [2] Trần Hữu Đà, Nguyễn Văn Hùng, Cao Thanh Long (1998), Cơ sở chất lượng q trình cắt, Trƣờng ĐH Kỹ thuật Cơng nghiệp [3] TSKH Bành Tiến Long, PGS.TS Trần Thế Lục, Trần Sĩ T (2004), Cơng nghệ tạo hình bề mặt dụng cụ công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] A.V Ephimop, B.P Đemiđovich (1996), Sổ tay toán học cao cấp, NXB Khoa học & Kĩ thuật [5] Nguyễn Thế Tranh (2006), Công nghệ CAD/CAM, NXB Khoa học Kỹ thuật [6] A.V Ephimop, B.P Đemiđovich (1996), Tuyển tập toán cho trường đại học kỹ thuật, NXB Khoa học & Kĩ thuật, TP Hồ Chí Minh Tiếng Anh [7] MITSUBISHI General catalogue (2008), Turning tools, rotating tools, tooling solutions [8] SUMITOMO General catalogue (2008), Performance cutting tools [9] Sandvik Coromant, Die and Mould making, Application guide [10] Athulan Vijayaraghavan, Aaron M.Hoover , Jeffrey Hartnett, DavidA Dornfeld, Improving endmilling surface finish by workpiece rotation and adaptive toolpath spacing, University of California, 1115 Etcheverry Hall, Berkeley, CA94720-1740, USA [11] D.K.Aspinwall, R.C.Dewes, E.G.Ng, C.Sage, S.L.Soo, The influence of cutter orientation and workpiece angle on machinability when high-speed milling, Inconel 718 under finishing conditions, International Journal of Machine Tools and Manufacture 47 (2007) 1839- 1846 [12] M.Balasubramaniam, P.Laxmiprasad, S.Sarma, Z.Shaikh, Generating 5-axis NC roughing paths directly from a tesselated representation, Computer-Aided Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 88 Chuyên ngành: Công nghệ CTM Design 32 (2000) 261 -277 [13] G.Loney, T.Ozsoy, Nc machining of free –form surfaces, Computer-Aided Design 19 (2) (1987) 85 -90 [14] H.K.Tonshoff, J.Hernandez-Camacho, Die manufacturing by 5- and 3-axes milling:influence of surface shape on cutting conditions, Journal of Mechanical Working Technology 20 (1989) 105 -119 [15] Y.Mizugaki, M.Hao, K.Kikkawa, T.Nakagawa, Geometric generating mechanism of machined surface by ball-nosed end milling, CIRPAnnals—Manufacturing Technology 50 (1) (2001) 69- 72 [16] N Liu, M Loftus, A Whitten, Surface finish visualisation in high speed, ball nose milling applications, International Journal of Machine Tools and Manufacture 45 (10) (2005) 1152–1161 [17] M Fontaine, A Moufki, A Devillez, D Dudzinski, Modelling of cutting forces in ball-end milling with tool-surface inclination, Journal of Materials Processing Technology 189 (2007) 73-84 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... trƣợt bề mặt, lực ma sát thay đổi làm cho độ bóng khơng đồng bề mặt chi tiết Vì nghiên cứu đánh giá yếu tố ảnh hƣởng đến độ bóng, độ xác bề mặt để tối ƣu hóa số yếu tố kỹ thuật trình phay tinh. .. chạy dao, thông số gá đặt, vận tốc cắt tối ƣu Vì nghiên cứu có ứng dụng để nâng cao chất lƣợng bề mặt chi tiết phay tinh máy công cụ CNC Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết... thơng số hình học dụng cụ tối ƣu nhằm nâng cao độ xác hình học bề mặt chi tiết 1.3 Kết luận Hiện có nhiều nghiên cứu trình phay tinh bề mặt phức tạp dao phay đầu cầu nhƣ:  Nghiên cứu nâng cao chất