Luận văn thạc sĩ nghiên cứu sự ảnh hưởng của mộtsố yếu tố chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN THỊ THUỶ NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CNC - CTX 310 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN THỊ THUỶ NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG GIA CƠNG TRÊN MÁY TIỆN CNC - CTX 310 Chuyên ngành: Máy thiết bị giới hố Nơng - Lâm nghiệp Mã Số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ VĂN THÁI Hà Nội - 2012 i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn nhận quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện tổ chức, cá nhân; xin gửi lời cám ơn chân thành tới: - TS Lê Văn Thái - Chủ nhiệm mơn Kỹ thuật khí - Trường đại học lâm nghiệp người hướng dẫn trực tiếp, dành nhiều thời gian, bảo tận tình cung cấp tài liệu khoa học - Tập thể cán bộ, thầy cô giáo khoa sau đại học, khoa điện cơng trình trường Đại học lâm nghiệp góp ý tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài Tôi xin gửi lời cám ơn tới Ban lãnh đạo nhà trường, cán khoa khí, bạn đồng nghiệp trường Cao đẳng nghề LILAMA tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tơi xin cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Thủy ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục bảng v Danh mục hình vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1.Tình hình sử dụng nghiên cứu máy tiện nước 1.2.Tình hình nghiên cứu gia công cắt gọt phương pháp tiện máy tiện giới 1.3.Kết luận chương .12 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Mu ̣c tiêu nghiên cứu .14 2.2 Đố i tươ ̣ng, pha ̣m vi nghiên cứu 14 2.3 Nội dung nghiên cứu .15 2.4 Phương pháp nghiên cứu 15 2.4.1 Các phương pháp nghiên cứu 15 2.4.2 Nội dung phương pháp luận nghiên cứu thực nhiệm 17 2.4.3 Phương pháp giải toán tối ưu đa mục tiêu 31 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 34 3.1 Khả công nghệ thông số kỹ thuật máy tiện CTX 310 34 3.2 Động học động lực học trình cắt .35 3.2.1 Động học trình cắt 35 3.2.2 Động lực học trình cắt 40 iii 3.3 Chất lượng gia công 42 3.3.1 Chất lượng bề mặt gia công 42 3.3.2 Độ nhám bề mặt gia công 44 3.3.3 Các tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công 45 3.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia cơng chi phí lượng riêng 47 3.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng gia cơng máy tiện 51 3.3.6 Xác định suất gia công tiện 54 3.3.7 Chi phí lượng riêng: 55 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 58 4.1 Mục tiêu thực nghiệm tham số điều khiển 58 4.1.1 Mục tiêu thực nghiệm 58 4.1.2 Các tham số điều khiển khoảng giới hạn chúng 58 4.1.3 Lập trình gia cơng máy tiện CNC CTX 310 59 4.2.Thiết bị đo phương pháp điều khiển yếu tố ảnh hưởng 63 4.3 Kết thí nghiệm thăm dò 63 4.3.1 Trường hợp hàm mục tiêu chi phí lượng riêng 63 4.3.2 Trường hợp hàm mục tiêu độ nhám Ra 65 4.4 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 67 4.4.1 Ảnh hưởng lượng chạy dao đến chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt 67 4.4.2 Ảnh hưởng vận tốc đến chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt 71 4.4.3 Ảnh hưởng chiều sâu cắt tới chi phí lượng riêng Q độ nhám bề mặt Ra 76 4.5 Kết thực nghiệm đa yếu tố .82 iv 4.5.1 Vùng nghiên cứu giá trị biến thiên yếu tố ảnh hưởng 82 4.5.2 Thành lập ma trận thí nghiệm 83 4.5.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận Harley với số lần lặp lại thí nghiệm m = 84 4.5.4 Xác định mơ hình tốn hàm chi phí lượng riêng Q 84 4.5.5 Xác định mơ hình tốn hàm độ nhám bề mặt R a 85 4.5.6 Chuyển phương trình hồi quy hàm mục tiêu dạng thực 87 Giải toán tối ưu đa mục tiêu : 87 4.5.7 Gia công chi tiết với thông số tối ưu V, S,t 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .90 Kết luận 90 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 4.1 Tổng hợp kết phân bố thực nghiệm Q 64 4.2 Các đặc trưng phân bố thực nghiệm 64 4.3 Tổng hợp kết phân bố thực nghiệm Ra 65 4.4 Các đặc trưng phân bố thực nghiệm 66 4.5 Kết thí nghiệm xác định ảnh hưởng lượng chạy dao đến chi phí lượng riêng Q độ nhám bề mặt Ra 67 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lượng riêng Q lượng chạy dao thay đổi 68 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm độ nhám bề mặt lượng chạy dao thay đổi 70 Kết thí nghiệm xác định ảnh hưởng vận tốc đến chi phí lượng riêng Q độ nhám bề mặt Ra 72 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lượng riêng vận tốc cắt thay đổi 73 4.10 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm độ nhám bề mặt vận tốc thay đổi 75 4.11 Kết thí nghiệm xác định ảnh hưởng chiều sâu cắt đến chi phí lượng riêng Q độ nhám bề mặt Ra 77 4.12 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lượng riêng Q chiều sâu cắt thay đổi 78 4.13 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm độ nhám bề mặt Ra chiều sâu cắt thay đổi 80 4.14 Mã hố thơng số đầu vào 83 4.15 Ma trận thí nghiệm Hartley 83 4.16 Tổng hợp giá trị xử lý chi phí lượng riêng 84 4.17 Tổng hợp giá trị xử lý hàm độ nhám bề mặt Ra 86 4.6 4.7 4.8 4.9 vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Chuyển động cắt gọt 1.2 Máy tiện CNC CJK1640 10 3.1 Máy tiện CTX 310 eco 34 3.2 Chuyển động chuyển động chạy dao tiện 35 3.3 Dịch chuyển dao cắt 36 3.4 Dao tiện mặt 37 3.5 Các yếu tố chế độ cắt lượng chạy dao dọc 39 3.6 Hệ thống lực cắt tiện 40 3.7 Ảnh hưởng chiều sâu cắt lượng chạy dao đến tỷ lệ lực tiện thép 45 41 3.8 Các dạng bề mặt gia công 43 3.9 Độ nhám bề mặt gia công 44 3.10 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên dao cắt tiện 52 4.1 Bản vẽ chi tiết 59 4.2 Khởi tạo phôi 59 4.3 Khỏa mặt đầu - Các tham số 60 4.4 Cont.turn – Gia công 60 4.5 Gia công thô theo Cont.turn 61 4.6 Gia công tinh theo Cont.turn 61 4.7 Chương trình gia cơng 62 4.8 Mơ gia công 62 4.9 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao đến chi phí lượng riêng 69 4.10 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt 71 4.11 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc cắt đến chi phí lượng riêng 74 4.12 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt 76 4.13 Đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt tới chi phí lượng riêng 79 4.14 Đồ thị ảnh hưởng chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt 81 ĐẶT VẤN ĐỀ Thiết bị cơng nghệ q trình gia cơng khí loại vật liệu kỹ thuật có các loại máy tiê ̣n nghiên cứu tương đối hồn chỉnh Đó sở luận chứng khoa học, tảng cho nghiên cứu phát triển ứng dụng Tuy nhiên, với phát triển khơng ngừng khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp nói riêng, việc nghiên cứu sử dụng thiết bị cơng nghệ cách có hiệu thu sản phẩm theo yêu cầu nhiệm vụ cấp thiết quan trọng hàng đầu trình sản xuất Ngày máy tiện CNC có mặt hầu hết nghành cơng nghiệp Đây nói lĩnh vực có kết hợp chặt chẽ máy tính máy công cụ, điều khiển hoạt động gia công máy dựa vào việc khai thác thành tựu kỹ thuật số đại, mở nhiều triển vọng sản xuất Tuy mục đích phạm vi ứng dụng loại máy cơng cụ CNC khác, lợi ích mà máy mang lại giống Lợi ích nâng cao mức độ tự động hóa Sự tham gia người trình chế tạo giảm bớt hay loại trừ Nhiều máy CNC hoạt động suốt chu trình gia cơng khơng cần đến có mặt người thợ, giúp làm giảm mệt mỏi, lỗi sai sót gây người Thời gian gia công cho sản phẩm xác định Máy hoạt động tự động theo chương trình nên khơng cần đến bậc thợ cao gia công chi tiết máy phức tạp máy truyền thống Lợi ích thứ công nghệ CNC cung cấp sản phẩm bảo đảm, tin cậy Một chương trình qua kiểm tra đưa vào sản xuất, hàng loạt chi tiết loại tạo cách xác ổn định Một lợi ích khác mà máy CNC mang lại tính linh hoạt Gia công chi tiết khác máy cần thay đổi chương trình Cũng lưu, sửa đổi dùng chương trình cho lần khác cần đến, làm thay đổi mặt hàng Ngoài ra, nhiều thời gian chuẩn bị gia công máy CNC, phù hợp với kỹ thuật sản xuất đại Xuất phát từ vấn đề nghiên cứu tối ưu hố q trình gia công cắt gọt vật liệu nước ta chưa quan tâm nhiều Phần lớn q trình chuẩn bị sản xuất nhà cơng nghệ phải dựa vào sổ tay để tra cứu Số liệu sổ tay số liệu kinh nghiệm thu điều kiện sản xuất cơng nghệ cụ thể, chúng khơng phải thông số công nghệ tối ưu Xuất phát từ lợi ích việc nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố chế độ cắt đến chất lượng gia công máy tiện CNC-CTX 310” cần thiết, có ý nghĩa thực tiễn xã hội ...ét: Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng Cơng thức (3.28) cho thấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng cho thấy yếu tố ảnh hưởng đến cơng suất chi phí cho trình cắt suất ( N... thị ảnh hưởng lượng chạy dao đến chi phí lượng riêng 69 4.10 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt 71 4.11 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc cắt đến chi phí lượng riêng 74 4.12 Đồ thị ảnh hưởng. .. 4.4.1 Ảnh hưởng lượng chạy dao đến chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt 67 4.4.2 Ảnh hưởng vận tốc đến chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt 71 4.4.3 Ảnh hưởng chi? ??u sâu cắt tới chi