(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của cơ cấu giảm chấn dao tiện đến độ nhám bề mặt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ HOÀNG LÂM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CƠ CẤU GIẢM CHẤN DAO TIỆN ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ HOÀNG LÂM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CƠ CẤU GIẢM CHẤN DAO TIỆN ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 i LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: LÊ HOÀNG LÂM Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 18/09/1986 Nơi sinh: Tây Ninh Quê quán: Hòa Thành, Tây Ninh Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 65 – Huỳnh Thúc Kháng – Bến Nghé – Q1 – TP.HCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0972.390.730 Fax: E-mail: lehoanglamck@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2004 đến 05/2009 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Máy Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: CAD/CAM CNC, CIM, PRO Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 05/2009 Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngƣời hƣớng dẫn: ix Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2015 đến 04/2017 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngành học: Kỹ Thuật Cơ Khí Tên luận văn: Nghiên cứu ảnh hƣởng cấu giảm chấn dao tiện đến độ nhám bề mặt Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 22/04/2017 - Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngƣời hƣớng dẫn: PGS TS Đỗ Thành Trung Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Tại (trƣờng, viện, nƣớc): Tên luận án: Ngƣời hƣớng dẫn: Ngày & nơi bảo vệ: Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Anh Văn B1 Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2009 - Nay Khoa Cơ Khí – Trƣờng CĐKT Cao Thắng Giảng viên IV CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ: x LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 04 năm 2017 Học viên (Ký tên ghi rõ họ tên) Lê Hồng Lâm xi LỜI CẢM ƠN Qua q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: - Thầy PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG - thầy hƣớng dẫn thực luận văn tận tình dạy, tạo điều kiện động viên em suốt trình thực - Quý thầy trung tâm công nghệ cao trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật: thầy TS Phạm Sơn Minh, tận tình giúp đỡ dẫn em suốt q trình thí nghiệm - Q thầy cô tham gia công tác giảng dạy môn học trình học bạn lớp cao học kỹ thuật khí 2015 B - Quý thầy, giảng dạy khoa Cơ khí Chế tạo máy, phòng Đào Tạo – phận sau đại học – Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ em thời gian học tập nghiên cứu trƣờng - Kính gửi lời cảm tạ tới Ban Giám Hiệu trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho học viên trƣờng đƣợc học tập nghiên cứu Kính chúc q thầy, dồi sức khỏe Học viên thực Lê Hoàng Lâm xii TÓM TẮT Đề tài “nghiên cứu ảnh hƣởng cấu giảm chấn dao tiện đến độ nhám bề mặt” cần thiết nhằm nâng cao chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công tiện Trong đề tài này, tác giả trình bày nguyên lý giảm chấn cho cán dao tiện, sau tiến hành thực nghiệm với cán dao tiện gắn cấu giảm chấn theo phƣơng án khác kết hợp với đối trọng có khối lƣợng tƣơng ứng 12.62 (g), 11.83 (g), 11.04 (g), 9.07 (g) lò xo có độ cứng tƣơng ứng 400 (N/m), 500 (N/m), 1647 (N/m), 1806 (N/m), 2800 (N/m), 2947 (N/m), 3733 (N/m) Các kết cho thấy, điều kiện cắt gọt biên độ dao dộng góc Roll (góc Roll góc xoay quanh trục cán dao tiện hợp lực Px Pz gây ra) cán dao tiện giảm chấn nhỏ so với cán dao tiện thƣờng độ nhám bề mặt chi tiết gia công tốt Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào khối lƣợng đối trọng độ cứng lò xo, khối lƣợng đối trọng độ cứng lò xo tăng độ nhám bề mặt tốt ổn định Kết nghiên cứu sở để đánh giá độ nhám bề mặt chi tiết gia công cán dao tiện giảm chấn xiii ABSTRACT Subject “Study on a damping system for the toolholder in a turning process’’ is really necessary in order to improve the surface quality of workpieces during manufacturing In this research, we perform the principle of avoid the turning cutting tool damper and some experiments with some turning cutting holders which are assembled three different kinds of dampers that have four weights of 12.62 (g), 11.83 (g), 11.04 (g), 9.07 (g) and seven different hardness springs of 400 (N/m), 500 (N/m), 1647 (N/m), 1806 (N/m), 2800 (N/m), 2947 (N/m), 3733 (N/m) The results show that, for the same cutting conditions, the Roll amplitude vibration angles (It is around angle of turning cutting tool and depended on Px and Py force directions) of turning cutting holder are smaller than the normal one and the surface roughness of workpieces are also better Also, the surface roughness are depending on the weight and hardness of springs, if these factors are increased, the surface roughness will be better and stability The results in this research can be used to evaluate the surface roughness of workpieces using cutting tool damper xiv MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC III LỜI CAM ĐOAN XI LỜI CẢM ƠN XII TÓM TẮT XIII ABSTRACT XIV MỤC LỤC XV DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU XVIII DANH SÁCH CÁC BẢNG XXI DANH SÁCH CÁC HÌNH XXIII CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Dụng cụ cắt giảm chấn 1.1.1 Dao giảm chấn 1.1.2 Các kết cấu 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Trong nƣớc 1.3 Tính cấp thiết đề tài 10 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 11 1.5 Nhiệm vụ, giới hạn phƣơng pháp nghiên cứu .11 1.5.1 Nhiệm vụ 11 1.5.2 Giới hạn đề tài 11 1.5.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 1.6 Bố cục đề tài 12 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 xv 2.1 Lý thuyết độ nhám 14 2.1.1 Khái niệm độ nhám 14 2.1.2 Chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt 15 2.1.3 Ảnh hƣởng độ nhám đến tính chất làm việc độ bền chi tiết 16 2.1.4 Phƣơng pháp đánh giá độ nhám 18 2.2 Lý thuyết rung động 18 2.2.1 Rung động 18 2.2.2 Các loại rung động nguyên nhân gây rung động 19 2.2.3 Rung động trình cắt gọt 21 2.2.4 Giải pháp để giảm rung động trình cắt gọt 21 2.2.5 Phƣơng trình dao động 22 2.3 Lý thuyết trình tiện 27 2.3.1 Các chuyển động tiện 27 2.3.2 Lực cắt tiện 28 2.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới rung động gia công tiện 32 2.3.4 Chất lƣợng bề mặt gia công 34 2.4 Cán dao giảm chấn hãng Sandvik 37 2.4.1 Cấu tạo cán dao giảm chấn 37 2.4.2 Nguyên lý giảm chấn cán dao 38 2.4.3 Ƣu - Nhƣợc điểm sử dụng cán dao giảm chấn 39 2.4.4 Tính kinh tế đầu tƣ dụng cụ cắt giảm chấn 39 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM 41 3.1 Mô hình tốn học 41 3.1.1 Cán dao thiết kế theo phƣơng án I 41 3.1.2 Cán dao thiết kế theo phƣơng án II 45 3.1.3 Cán dao thiết kế theo phƣơng án III 49 3.2 Chế tạo thử nghiệm .51 CHƢƠNG 4: THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 54 xvi  Cán dao giảm chấn thiết kế theo phƣơng án I cho kết biên độ dao động góc dR, dP tốt so với cán dao giảm chấn thiết kế theo phƣơng án II, III cán dao thƣờng gia công * Về độ nhám bề mặt chi tiết  Độ cứng lị xo K tăng từ 400 ÷ 3733 N/m độ nhám bề mặt chi tiết có xu hƣớng giảm nhỏ so với cán dao thƣờng gia công  Cán dao giảm chấn sử dụng trƣợt B cho kết độ nhám bề mặt chi tiết tốt so với cán dao giảm chấn sử dụng trƣợt A, C, D cán dao thƣờng gia công  Cán dao giảm chấn thiết kế theo phƣơng án I cho kết độ nhám bề mặt chi tiết tốt ổn định so với cán dao giảm chấn thiết kế theo phƣơng án II, III cán dao thƣờng gia công - Kết luận Thông qua đề tài tác giả chọn cán dao giảm chấn thiết kế theo phƣơng án I (Hình 4.15) kết hợp với trƣợt B có khối lƣợng mB = 11,62 g độ cứng lị xo K từ 1000 ÷ 2800 N/m để sử dụng gia cơng có biên độ dao động góc dR, dP độ nhám bề mặt chi tiết tốt so với thiết kế khác 5.2 Hƣớng phát triển đề tài Với kết đạt đƣợc, tác giả đề xuất hƣớng phát triển nhƣ sau: - Gia cơng với điều kiện lực tác dụng lị xo khác - Gia công loại cán giảm chấn khác (thêm dầu nhờn vào phận giảm chấn…) - Tiến hành thí nghiệm loại vật liệu khác… 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http:// www.sandvik.coromant.com, 03/2017 [2] Metacutting Technical guide, turning – milling – drilling – boring – toolholding, handbook from sandvik coromant – Sanvik Coromant, Năm 2012 [3] https://link.springer.com, 04/2017 [4] Nguyễn Văn Toàn “Nghiên cứu ảnh hƣởng cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt q trình phay mặt phẳng”, Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, Năm 2016 [5] Nguyễn Trƣờng Sinh “Nghiên cứu ảnh hƣởng cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ”, Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, Năm 2015 [6] Trần Quốc Hùng Giáo trình DUNG SAI KỸ THUẬT ĐO, Nhà xuất ĐH Quốc Gia TP.HCM, năm 2012 [7] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình Phan Minh Thanh Giáo trình CƠ SỞ CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY, Nhà xuất Đại học quốc gia TP.HCM, Năm 2004 [8] GS.TS Trần Văn Địch Giáo Trình CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Năm 2003 [9] Nguyễn Văn Khang Giáo Trình DAO ĐỘNG KỸ THUẬT, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Năm 2004 [10] Đỗ Kiến Quốc Giáo Trình SỨC BỀN VẬT LIỆU, Nhà xuất Đại học quốc gia TP.HCM, Năm 2002 [11] http://linhkien283.com/san-pham/gy-9150-mpu-9150-9-axis-attitude-threeaxis-electronic-compass-acceleration-gyroscope-module/ 105 PHỤ LỤC Hình ảnh phơi thí nghiệm Hình ảnh đo độ cứng cán dao, độ cứng phơi 106 - Hình ảnh gá dao, gá phôi 107 - Bản vẽ chi tiết, vẽ lắp loại cán dao: 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 S K L 0 ... trị độ nhám bề mặt Ra giảm đến 20 – 40% gia cơng tiện có sử dụng cấu giảm chấn Độ dao động cán dao tiện đƣợc khảo sát thiết bị chuyển đổi rung động thành tín hiệu số với chức đo gia tốc dao động... nƣớc có số nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố công nghệ đến chất lƣợng bề mặt gia công nhƣ: + Luận văn ? ?Nghiên cứu ảnh hƣởng cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt q trình phay mặt phẳng” Nguyễn Văn Toàn... hạn chế, chƣa có nghiên cứu ảnh hƣởng loại cấu cán dao giảm chấn đến độ nhám bề mặt q trình tiện Q trình gia cơng đƣợc trọng nghiên cứu để đạt độ xác kích thƣớc, chất lƣợng bề mặt nâng cao suất