Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy mài bề mặt khuôn ứng dụng sóng siêu âm

Mẫu IUH1521 BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI BỀ MẶT KHUÔN ỨNG DỤNG SÓNG SIÊU ÂM Mã số đề tài : 181.CK03 Chủ nhiệm đề tài : TS Nguyễn Đức Nam Đơn vị thực : Khoa Cơng Nghệ Cơ Khí Tp Hồ Chí Minh, Tháng 09/2019 PHẦN I THƠNG TIN CHUNG 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy mài bề mặt khn ứng dụng sóng siêu âm 1.2 Mã số: 181.CK03 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên (học hàm, học vị) TS Nguyễn Đức Nam TS Đường Công Truyền Đơn vị công tác Vai trị thực đề tài Khoa Cơ khí Chủ nhiệm Khoa Nhiệt lạnh Thành viên 1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Cơng nghệ Cơ khí 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 01 năm 2019 1.5.2 Gia hạn: đến tháng 06/2019 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 05 năm 2019 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết nghiên cứu tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến Cơ quan quản lý) 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 95 triệu đồng PHẦN II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Đề tài nghiên cứu đặc tính q trình gia cơng sóng siêu âm kết hợp với dung dịch mài, từ đặc điểm để thiết kế chế tạo máy mài tinh bề mặt khuôn Để đánh giá khả công nghệ phương pháp, trình thực nghiệm ảnh hưởng nồng độ dung dịch mài kích thước hạt mài Al2O3 đến độ nhám bề mặt khuôn thép SKD11 tiến hành đề tài Dựa vào kết thí nghiệm, nồng độ dung dịch mài nhân tố quan trọng định độ nhám bề mặt chi tiết gia công Độ nhám bề mặt chi tiết gia công đạt giá trị tốt Ra =32 nm với nồng độ dung dịch mài 17% thời gian gia công khoảng 20 phút Khi nồng độ dung dịch tăng chất lượng bề mặt khơng tăng lên mà có xu hướng giảm xuống Bên cạnh đó, kích thước hạt mài nhân tố ảnh hưởng đến độ i nhám bề mặt chi tiết trình gia cơng Hạt mài có kích thước mịn cho chất lượng bề mặt tốt Kết thực nghiệm cho thấy rằng, độ nhám bề mặt đạt giá trị tốt Ra = 32nm với hạt mài có kích thước 4000#Al2O3 Abtract: The combination of ultrasonic and abrasive slurries have been studied to design and manufacture the polishing machine To evaluate the technological capability of the method, the influence of abrasive concentration and abrasive size on the surface roughness of SKD11 steel mold were carried out in this study According to the experiment results, the concentration of abrasive slurry is an important factor that affecting the surface roughness of the workpiece The smallest surface roughness can be achieved about Ra = 32 nm in case of the concentration of slurry is 17% after 20 minutes machining With the increase of the concentration, the surface quality of workpiece tends to decrease In addition, the abrasive size is also important factor that influences the surface roughness of workpiece Surface roughness will be reduced when the abrasive size is decreased The experimental results showed that the best surface roughness will be achieved Ra = 32nm with 4000# Al2O3 abrasive size Đặt vấn đề Khuôn mẫu, xem “Nền tảng công nghiệp”, phát triển theo hướng tập trung đầu tư phát triển công nghệ Với khả tạo sản phẩm với số lượng lớn, thời gian sản xuất ngắn, mức độ ổn định cao, sản phẩm khuôn mẫu công cụ thiếu nhiều ngành sản xuất công nghiệp, từ sản phẩm đồ gia dụng đến sản phẩm hàng không điện tử đại Các sản phẩm từ khn ép gồm có chi tiết kim loại nhựa ô tô, máy bay, đồ gia dụng, thiết bị điện, điện tử, đồ tiêu dùng, đồ gỗ, trang bị quân sự, sản phẩm y tế Các khuôn dùng sản xuất sản phẩm nhựa bao gồm nhiều loại, gồm khuôn ép phun, khuôn nén, khuôn thổi, khuôn gia cường, khuôn dịch chuyển, khuôn đúc, khn đùn, khn quay, phổ biến khn ép phun ii Trước đây, q trình gia công tinh bề mặt cong phức tạp chế tạo thông qua phương pháp gia công truyền thống tiện CNC, phay CNC kết thúc mài tinh đá mài Quá trình yêu cầu lượng thời gian gia công lớn nên suất hạn chế Bên cạnh đó, chất lượng bề mặt sau gia cơng giới hạn định Ngoài ra, số bề mặt phức tạp cần phải trải qua trình gia cơng tinh thủ cơng Hiện nay, có nhiều công nghệ gia công phát triển áp dụng để nâng cao chất lượng gia công bề mặt phức tạp, chẳng hạn công nghệ gia công xạ đàn hồi, gia công – hố học, gia cơng thuỷ động lực học, gia công chất lỏng từ biến Phương pháp xạ đàn hồi gia cơng bề mặt cong đạt chất lượng cao hiệu suất thấp Phương pháp gia cơng – hố học đạt hiệu suất cao hơn, nhiên chất thải hoá học gây ảnh hưởng đến môi trường Phương pháp gia công chất lỏng từ biến áp dụng gia cơng bề mặt cong với độ xác bề mặt cao điều khiển máy tính Tuy nhiên, phương pháp ứng dụng hạn chế chi phí tương đối cao cho chất điện từ thiết kế điện cực Bên cạnh đó, chất lượng bề mặt chi tiết gia công cải thiện rõ rệt độ phẳng độ sáng bóng bề mặt sử dụng kỹ thuật mài cơ- hóa (CMP) Tuy nhiên, phương pháp CMP phải tốn thời gian gia công chuẩn bị bề mặt chi tiết trước bước vào gia cơng thức Do đó, phương pháp gia cơng tinh bề mặt khn sóng siêu âm kết hợp với dung dịch mài nghiên cứu áp dụng để nâng cao chất lượng bề mặt suất gia công Trong phương pháp này, dung dịch mài tác động sóng siêu âm làm cho dung dịch mài lúc bị nén lại, lúc dãn nhanh chóng Điều tạo nên sức ép tác động lên hạt mài, làm cho chúng va chạm với bề mặt chi tiết cần gia công Hơn nữa, dung dịch nén lại mà lại tiếp tục chịu lực kéo dãn cách bất ngờ dẫn đến việc dung dịch tạo khoảng trống, khoảng trống tạo thành bọt khí li ti vùng gia cơng Những bọt khí tạo thành liên tục nhanh chóng tan Khi bọt khí li ti tan tạo áp lực truyền cho hạt mài tác động lên iii chi tiết gia cơng Q trình lặp lại bọt khí tiếp tục hình thành Vì vậy, bề mặt phức tạp khn hạt mài tác động đến gia công đạt chất lượng bề mặt theo yêu cầu Mục tiêu Mục tiêu đề tài xây dựng phương pháp gia công tinh bề mặt chi tiết phức tạp cách kết hợp tác động sóng siêu âm với dung dịch mài tạo nên trình gia công Trên sở nguyên lý gia công này, thiết kế chế tạo thiết bị gia cơng tinh bề mặt phức tạp ứng dụng thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp chuyên gia: dựa nghiên cứu nước để làm sở lý luận tiến hành tính tốn, phân tích khả phương pháp gia cơng sóng siêu âm - Phương pháp thực nghiệm: tiến hành khảo sát, thực nghiệm ảnh hưởng thông số q trình gia cơng đến độ nhám bề mặt chi tiết Dựa kết thực nghiệm để đánh giá khả gia công thiết bị chế tạo Tổng kết kết nghiên cứu Kết nghiên cứu đề tài đạt được:  Phân tích, đánh giá đặc tính trình gia cơng cách kết hợp sóng âm với dung dịch mài  Thiết kế chế tạo máy mài bề mặt khn sóng siêu âm đạt yêu cầu kỹ thuật  Gia công thử nghiệm để xác định ảnh hưởng nồng độ dung dịch mài đến độ nhám bề mặt  Gia công thử nghiệm để xác định ảnh hưởng kích thước hạt mài đến độ nhám bề mặt iv Đánh giá kết đạt kết luận Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu TT kinh tế - kỹ thuật Kết nghiên cứu Đăng ký Máy mài Sản phẩm mẫu Đạt - Tốc độ quay: 100-300 vòng/phút - Tốc độ quay: 50-500 vịng/phút - Cường độ sóng âm: 2000hz - Cường độ sóng âm: 2000hz, cơng suất: 800W - Kích thước chi tiết gia cơng: 100x200x100 mm - Kích thước chi tiết gia công: 100x100x30 mm - Độ nhám bề mặt đạt được: ≤ 0.1µm - Độ nhám bề mặt đạt được: ≤ 0.03µm Tập vẽ thiết kế 01 tập vẽ thiết kế 01 tập vẽ thiết kế Bài báo khoa học 01 báo đăng tạp chí IUH hội thảo khoa học có tính điểm - 01 báo đăng IUH Kết luận: Dựa kết nghiên cứu so sánh với yêu cầu kỹ thuật đặt cho thấy nhiệm vụ đề tài hồn thành u cầu Với kết nghiên cứu đề tài làm sở cho nghiên cứu ứng dụng gia công bề mặt phức tạp khác PHẦN III SẢN PHẨM ĐỀ TÀI, CÔNG BỐ VÀ KẾT QUẢ ĐÀO TẠO 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3) Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu TT kinh tế - kỹ thuật Kết nghiên cứu Đăng ký Máy mài Đạt - Tốc độ quay: 100-300 vòng/phút - Tốc độ quay: 50-500 vòng/phút - Cường độ sóng âm: 2000hz - Cường độ sóng âm: 2000hz, cơng suất: 800W v Sản phẩm mẫu - Kích thước chi tiết gia cơng: 100x200x100 mm - Kích thước chi tiết gia công: 100x100x30 mm - Độ nhám bề mặt đạt được: ≤ 0.1µm - Độ nhám bề mặt đạt được: ≤ 0.03µm Tập vẽ thiết kế 01 tập vẽ thiết kế 01 tập vẽ thiết kế Bài báo khoa học 01 báo đăng tạp chí IUH hội thảo khoa học có tính điểm - 01 báo đăng IUH 3.2 Kết đào tạo TT Họ tên Thời gian thực đề tài Tên đề tài Tên chuyên đề NCS Tên luận văn Cao học Đã bảo vệ Nghiên cứu sinh Không Học viên cao học Không Sinh viên Đại học Không PHẦN IV TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ T T Nội dung chi A B Chi phí trực tiếp Th khốn chun môn Nguyên, nhiên vật liệu, Thiết bị, dụng cụ Cơng tác phí Dịch vụ th ngồi Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu kỳ In ấn, Văn phịng phẩm Chi phí khác Chi phí gián tiếp Quản lý phí Chi phí điện, nước Tổng số vi Kinh phí duyệt (triệu đồng) 87 30 57 Kinh phí thực (triệu đồng) 87 30 57 3.25 4.75 3.25 95 90.250 Ghi PHẦN V KIẾN NGHỊ ( phát triển kết nghiên cứu đề tài) Do thời gian kinh phí thực đề tài có hạn nên đề tài cần phát triển thêm số vấn đề sau:  Nghiên cứu trang bị thêm hệ thống kẹp phôi chấu kẹp từ  Nghiên cứu mơ ảnh hưởng sóng âm q trình gia cơng  Nghiên cứu thực nghiệm gia công bề mặt phức tạp khác PHẦN VI PHỤ LỤC ( liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) Tp HCM, ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài Phòng QLKH&HTQT Nguyễn Đức Nam Khoa Cơng nghệ Cơ khí Trưởng Khoa (Họ tên, chữ ký) Châu Minh Quang vii viii NỘI DUNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI BỀ MẶT KHN ỨNG DỤNG SĨNG SIÊU ÂM Mã số: 181.CK03 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Đức Nam 4.3.1 Máy thử nghiệm Hình 4.2 Máy gia công sau chế tạo Bảng 4.1 Bảng thông số kỹ thuật máy Đơn vị Giá trị mm 900 x 800 x 1400 vịng /phút ÷ 950 mm 350 vịng /phút ÷ 950 Chiều dài hành trình trục X mm ÷ 400 Chiều dài hành trình trục Y mm ÷ 400 Chiều dài hành trình trục Z mm ÷ 300 Góc quay trục U độ -200 ÷ 200 Trọng lượng kg 400 Đường kính chi tiết gia cơng mm ÷ 150 Thơng số kỹ thuật Kích thước tổng thể (dài x rộng x cao) Tốc độ quay trục Đường kính thùng chứa dung dịch mài Tốc độ quay thùng dung dịch mài 4.3.2 Dụng cụ đo Trong trình thực nghiệm, máy đo độ nhám bề mặt SJ-A301 sử dụng để đo độ nhám bề mặt chi tiết sau gia cơng Độ xác máy ±0,015μm Trong 62 trình đo, tiến hành đo vị trí bề mặt gia cơng lấy giá trị trung bình lần đo Hình 4.3 Máy đo độ nhám bề mặt SJ – A301 4.3.3 Dung dịch mài Bề mặt khuôn gia công tinh áp lực bọt khí nén, dãn vỡ sóng siêu âm tác động vào hạt mài Trong q trình gia cơng, nồng độ hạt mài, kích thước hạt mài định đến độ nhám bề mặt gia công Hiệu suất trình gia cơng chịu ảnh hưởng lớn lực sinh bọt khí vỡ tác động vào hạt mài Trong trình thực nghiệm, bề mặt chi tiết gia công cắt gọt với dung dịch mài Al2O3 có kích thước hạt mài 1200#, 2000# 4000# Bên cạnh đó, nồng độ dung dịch hạt mài thay đổi để đánh giá ảnh hưởng nồng độ đến độ nhám bề mặt chi tiết gia cơng Đầu phát sóng siêu âm có cơng suất 800W, dịng điện sử dụng có hiệu điện 220V tần số 50Hz Tỷ lệ pha trộn dung dịch mài (bao gồm hạt mài nước) trình thực nghiệm tiến hành bảng 4.3 63 Bảng 4.2 Tỷ lệ pha trộn dung dịch mài Nồng độ dung dịch hạt mài Hạt mài Nước (g) (g) Khối lượng dung dịch (g) 10% 200 1800 2000 17% 200 1660 1860 25% 200 1500 1700 35% 200 372 1300 4.3.4 Chi tiết gia công Chi tiết dùng thực nghiệm thép hợp kim SKD11 có đặc tính cơ, lý hóa bảng sau: Bảng 4.3 Thành phần hóa học thép SKD11 Mác thép SKD11 Thành phần hóa học (%) C Si Mn P S Cr Ni 1.43 0.23 0.23 0.019 0.011 12.1 0.09 Bảng 4.4 Cơ – lý tính thép SKD11 Mác thép SKD11 Cơ - lý tính Độ giãn dài tương đối Độ cứng Lực Giới hạn chảy chảy Tính dẫn nhiệt (kN) (MPa) (W/m0C) (kN) (MPa) (%) (HRC) 1.43 0.23 0.23 0.019 0.011 12.1 25 Lực kéo Giới hạn đứt bền kéo Quá trình thực nghiệm tiến hành với bề mặt khn có kích thước Ø100x20mm, với vật liệu thép hợp kim SKD11 Đầu tiên, chi tiết gia công phương pháp tiện máy tiện CNC để đạt kích thước độ nhám bề mặt theo u cầu Kết sau q trình gia cơng tiện tinh độ nhám bề mặt chi tiết đạt khoảng 120 ± 2nm 64 4.3.5 Thông số trình gia cơng Q trình thực nghiệm tiến hành dung dịch mài có kích thước hạt mài khác Dung dịch gia công bao gồm hạt mài nước khuấy trộn thành hỗn hợp dung dịch Các thơng số q trình gia cơng kích thước chi tiết, thời gian gia công, nồng độ dung dịch mài, kích thước hạt mài liệt kê bảng 4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt bao gồm nồng độ dung dịch mài kích thước hạt mài thiết lập phần thực nghiệm Thơng số q trình thực nghiệm liệt kê bảng sau: Bảng 4.5 Thông số q trình gia cơng 4.4 Kích thước khn Ф100mm×20mm Đường kính thùng chứa (mm) 300 Dung dịch mài Al2O3 Kích thước hạt mài 1200#, 2000#, 4000# Nồng độ dung dịch mài (%) 10, 17, 25, 35 Khoảng cách gia công (mm) 20 Thời gian gia công (phút) 30 Kết thực nghiệm Chất lượng bề mặt khuôn ép cao định đến chất lượng tuổi thọ vật ép Các vết nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết gia công loại bỏ cách sử dụng sóng siêu âm kết hợp với dung dịch hạt mài Kết chất lượng bề mặt chi tiết gia công cải thiện đáng kể Q trình thực nghiệm gia cơng thực với thay đổi kích thước hạt mài nồng độ dung dịch hạt mài đến độ nhám bề mặt chi tiết 4.4.1 Ảnh hưởng kích thước hạt mài đến độ nhám bề mặt chi tiết (Ra) Quá trình thực nghiệm ảnh hưởng tốc độ thùng dung dịch mài đến độ nhám bề 65 mặt thực với hạt mài có đường kính hạt mài 1200#, 2000# 4000# nồng độ dung dịch hạt mài sử dụng trình 17% Hai yếu tố chọn q trình thực nghiệm thời gian (t) kích thước hạt mài (A) ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công (Ra) Thông số kết thực nghiệm với hai yếu tố thể bảng 4.6 Bảng 4.6 Thông số thực nghiệm ảnh hưởng kích thước hạt mài Al2O3 Số Thời gian Kích thước Độ nhám Thí nghiệm (t) hạt mài (A) Ra (nm) 1200# 95 2000# 85 4000# 78 10 1200# 76 10 2000# 64 10 4000# 43 15 1200# 63 15 2000# 52 15 4000# 36 10 20 1200# 57 11 20 2000# 42 12 20 4000# 32 13 25 1200# 59 14 25 2000# 45 15 25 4000# 30 16 30 1200# 60 17 30 2000# 43 18 30 4000# 32 Mối quan hệ kích thước hạt mài độ nhám bề mặt (Ra) chi tiết gia công thể hình 4.4 66 Hình 4.4 Quan hệ kích thước hạt mài độ nhám bề mặt Với kết hình 4.7 cho thấy rằng, độ nhám bề mặt chi tiết thay đổi với thay đổi kích thước hạt mài thời gian gia công Sau 20 phút gia công, độ nhám bề mặt chi tiết giảm từ Ra =120 nm xuống Ra =63 nm với hạt mài có kích thước 1200#, từ Ra = 120 nm xuống Ra = 48 nm với hạt mài 2000# từ Ra =120 nm xuống Ra = 32 nm trường hợp sử dụng dung dịch mài 4000# Al2O3 Tuy nhiên, thời gia gia công vượt 20 phút độ nhám bề mặt có xu hướng tăng lên Điều do, thời gian gia công vượt thời gian cho phép làm cho nhiệt độ vùng gia cơng tăng lên Vì vậy, nhiệt độ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công Kết thực nghiệm cho thấy rằng, độ nhám bề mặt đạt tốt với hạt mài có kích thước 4000# với thời gian gia công phạm vi 20 phút 4.4.2 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch mài đến độ nhám bề mặt chi tiết (Ra) Trong thực nghiệm ảnh hưởng nồng độ dung dịch hạt mài đến độ nhám bề mặt hai yếu tố chọn trình thực nghiệm thời gian (t) nồng độ dung dịch mài (B) Thông số kết thực nghiệm với hai yếu tố thể bảng 4.7 67 Số Thời gian Nồng độ dung Độ nhám Ra Thí nghiệm (t) dịch mài (B) (nm) 10% 93 17% 78 25% 75 35% 83 10 10% 78 10 17% 43 10 25% 61 10 35% 68 15 10% 72 10 15 17% 36 11 15 25% 52 12 15 35% 53 13 20 10% 63 14 20 17% 32 15 20 25% 42 16 20 35% 47 17 25 10% 65 18 25 17% 30 19 25 25% 46 20 25 35% 52 21 30 10% 69 22 30 17% 32 23 30 25% 50 24 30 35% 56 Mối quan hệ nồng độ dung dịch hạt mài độ nhám bề mặt chi tiết gia cơng trình bày hình 4.5 Dung dịch hạt mài sử dụng trình gia cơng 4000# Al2O3 68 Hình 4.5 Quan hệ nồng độ dung dịch mài độ nhám bề mặt Với kết hình cho thấy rằng, độ nhám bề mặt chi tiết có thay đổi thay đổi nồng độ dung dịch mài Độ nhám bề mặt giảm khoảng thời gian gia công 20 phút Độ nhám đạt giá trị tốt Ra = 32 nm nồng độ dung dịch mài chọn 17% Nếu nồng độ dung dịch tăng lên độ nhám bề mặt chi tiết có xu hướng tăng lên Điều do, nồng độ dung dịch tăng lên đồng nghĩa với tỷ lệ nước dung dịch giảm xuống Khi tác dụng sóng siêu âm, bọt khí phân tán giảm theo làm giảm áp lực tác động lên hạt mài Tuy nhiên, nồng độ dung dịch thấp 17% làm độ nhám tăng lên, số lượng hạt mài tham gia vào trình gia công nhỏ làm độ nhám bề mặt giảm không đáng kể Kết bề mặt khuôn sau gia cơng sóng siêu âm kết hợp với dung dịch mài thể hình 4.6 69 Hình 4.6 Bề mặt khuôn gia công với dung dịch mài kết hợp với sóng siêu âm 4.5 Kết luận Dựa kết thực nghiệm ảnh hưởng nồng độ dung dịch mài kích thước hạt mài đến lượng độ nhám bề mặt chi tiết gia cơng, rút số kết luận q trình gia cơng tinh bề mặt chi tiết máy gia cơng sóng siêu âm sau: - Nồng độ dung dịch mài nhân tố quan trọng định độ nhám bề mặt chi tiết gia công Độ nhám bề mặt chi tiết gia công đạt giá trị tốt Ra =32 nm với nồng độ dung dịch mài 17% thời gian gia công khoảng 20 phút Khi nồng độ dung dịch tăng chất lượng bề mặt khơng tăng lên mà có xu hướng giảm xuống Điều do, nồng độ dung dịch cao tỷ lệ hạt mài chiếm tỷ trọng nhiều hơn, tỷ lệ nước tương ứng giảm xuống Khi sóng âm tác dụng vào dung dịch mài phân tán bọt khí giảm theo, áp lực lên hạt mài nhỏ - Kích thước hạt mài nhân tốt ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết q trình gia cơng Hạt mài có kích thước mịn cho chất lượng bề mặt tốt Kết thực nghiệm cho thấy rằng, độ nhám bề mặt đạt giá trị tốt Ra = 32nm với hạt mài có kích thước 4000#Al2O3 70 CHƯƠNG 5.1 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bề mặt khn sóng siêu âm đạt số kết cụ thể sau:  Nghiên cứu nguyên lý khả gia cơng dung dịch mài tác động sóng siêu âm  Nghiên cứu tính tốn, tỷ lệ thành phần dung dịch mài  Xây dựng ngun lý hoạt động máy gia cơng sóng siêu âm Tính tốn thiết kế chi tiết khí máy, tính tốn cụm phát sóng âm xây dựng vẽ chi tiết cho máy mài bề mặt khn sóng siêu âm kết hợp với dung dịch mài Xây dựng hệ thống điều khiển, cấu điều khiển đáp ứng với yêu cầu gia công máy  Tiến hành chế tạo lắp ráp hồn thiện máy mài bề mặt khn sóng siêu âm  Tiến hành gia công thử nghiệm máy, kết gia công thực nghiệm cho thấy máy chế tạo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật q trình gia cơng mài bề mặt khuôn đặt Kết thực nghiệm cho thấy gia công dung dịch hạt mài nhôm oxit (Al2O3) với sóng siêu âm độ nhám bề mặt chi tiết gia công đạt giá trị tốt Ra =32 nm với nồng độ dung dịch mài 17% thời gian gia công khoảng 20 phút Bên cạnh đó, kích thước hạt mài nhân tốt ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết q trình gia cơng Hạt mài có kích thước mịn cho chất lượng bề mặt tốt Với kết đề tài, máy mài bề mặt khn sóng siêu âm sử dụng vào q trình nghiên cứu ứng dụng để gia cơng bề mặt phức tạp, tạo điều kiện cho học viên, sinh viên giảng viên nghiên cứu học tập 71 5.2 Kiến nghị Do thời gian, kinh phí thực đề tài có hạn nên hướng nghiên cứu, phát triển gồm vấn đề sau:  Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thay đổi tần số sóng âm q trình gia cơng để phù hợp với bề mặt gia công khác  Nghiên cứu mơ q trình gia cơng để làm sở phân tích nhận xét ảnh hưởng sóng âm đến q trình gia cơng  Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng thông số góc xoay, chiều sâu, cường độ sóng âm đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công bề mặt phức tạp khác 72 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ [1] Nguyễn Đức Nam, Nghiên cứu thực nghiệm gia cơng tinh bề mặt khn sóng siêu âm Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM -2019 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tiến Dũng et al “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số siêu âm đến độ hạt niken gia công tia lửa điện kết hợp với siêu âm,” Tạp chí khoa học cơng nghệ Hàng hải, pp 96-98, 2013 [2] Trần Văn Khuê et al “Nghiên cứu phƣơng pháp đo sóng ứng suất xác định vận tốc truyền sóng bê tơng,” Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, pp 81-87, 2010 [3] Brow RK, Schmitt ML “A survey of energy and environmental applications of glass,” Journal of the European Ceramic Society, vol 29, no 7, pp 11931201, 2009 [4] Tsuboi R, Kakinuma Y, Aoyama et al “Ultrasonic vibration and cavitationaided micromachining of hard and brittle materials,” Procedia CIRP, vol.1, pp 342-346, 2012 [5] Markov AI, Neppiras EA “Ultrasonic Machining of Intractable Materials,” Iliffe: Scripta Technica, Inc.,1966 [6] Egashira K, Masuzawa T “Microultrasonic machining by the application of workpiece vibration,” CIRP Annals – Manufacturing Technology, vol 48, no 1, pp 131-134, 1999 [7] Baek DK, Ko TJ, Yang SH “Enhancement of surface quality in ultrasonic machining of glass using a sacrificing coating,” Journal of Materials Processing Technology, vol 213, no 4, pp 553-559, 2013 [8] Tateishi T, Yoshihara N, Kuriyagawa T “Fabrication of high-aspect ratio micro holes on hard brittle materials—Study on electrorheological fluidassisted micro ultrasonic machining,” In: The 4th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21th Century (LEM21), 2007 74 [9] Sun X, Masuzawa T, Fujino M “Micro ultrasonic machining and its applications in MEMS,” Sensors and Actuators A: Physical, vol 57, pp 159164, 1996 [10] Komaraiah M, Reddy PN “A study on the influence of workpiece properties in ultrasonic machining,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol 33, no 3, pp 495-505, 1993 [11] Thoe TB, Aspinwall DK, Wise MLH “Review on ultrasonic machining,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol 38, no 4, pp 239-255, 1998 [12] Ichida Y, Sato R, Morimoto Y, Kobayashi K “Material removal mechanisms in non-contact ultrasonic abrasive machining,” Wear, vol 258, no 1, pp 107114, 2005 [13] Lee TC, Chan CW “Mechanism of the ultrasonic machining of ceramic composites,” Journal of Materials Processing Technology, vol 71, no 2, pp 195-201, 1997 [14] Katahira T, Shimada K, Zhou T, Yan J, Kuriyagawa T “Material removal mechanism of ultrasonic machining,” Journal of the Japan Society for Abrasive Technology, vol 56, no 2, pp 108-111, 2012 [15] Yu Z, Hu X, Rajurkar KP “Influence of debris accumulation on material removal and surface roughness in micro ultrasonic machining of silicon,” CIRP Annals-Manufacturing Technology, vol 55, no 1, pp 201-204, 2006 [16] Nguyễn Đức Nam “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy mài bóng bề mặt nguyên lý hóa” Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường năm 2013 [17] Nguyễn Hữu Lộc “Cơ sở thiết kế máy” Nhà xuất Đại học quốc gia TP.HCM, 2011 75 PHỤ LỤC Hợp đồng thực đề tài nghiên cứu khoa học Thuyết minh đề tài phê duyệt Quyết định nghiệm thu Hồ sơ nghiệm thu (biên họp, phiếu đánh giá, bảng tổng hợp điểm, giải trình, phiếu phản biện) Sản phẩm nghiên cứu (giấy chấp nhận đăng báo IUH) 76 ... tượng nghiên cứu đề tài chế tạo máy mài tinh bề mặt phức tạp cách ứng dụng sóng siêu âm 11 Phạm vi nghiên cứu: đề tài thực nghiên cứu đặc tính q trình gia cơng sóng âm kết hợp với dung dịch mài, ... nghiên cứu thiết kế chế tạo máy mài bóng bề mặt khn sóng siêu âm kết hợp với dung dịch mài cần thiết Chính thế, việc định hướng nghiên cứu đề tài cấp bách, với kết nghiên cứu xác định chế 15... TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI BỀ MẶT KHUÔN ỨNG DỤNG SÓNG SIÊU ÂM Mã số: 181.CK03 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Đức Nam TÓM TẮT Đề tài nghiên