Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt hợp lý khi tiện cứng trên máy tiện cnc thép hợp kim đã nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động cơ đốt trong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt hợp lý tiện cứng máy tiện CNC thép hợp kim nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động đốt TRẦN ĐỖ AN An.TDCB190066@sis.hust.edu.vn Ngành Cơ khí chế tạo máy Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Bùi Ngọc Tuyên Viện: Cơ Khí HÀ NỘI, 2021 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Trần Đỗ An Đề tài luận văn: Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt hợp lý tiện cứng máy tiện CNC thép hợp kim nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động đốt Chuyên ngành: Cơ khí chế tạo máy Mã số SV: CB190066 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 27/04/2021 với nội dung sau: - Bổ sung bảng chữ viết tắt - Rút ngắn nội dung luận văn - Bổ sung số liệu - Chỉnh sửa tả Ngày tháng 05 năm 2021 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn PGS TS Bùi Ngọc Tuyên Trần Đỗ An CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập, nhận nhiều giúp đỡ, bảo Ban giám hiệu, Viện đào tạo sau đại học, thầy giáo Viện Cơ Khí, môn Công nghệ chế tạo máy, môn Cơ khí xác quang học, Trung tâm hỗ trợ đào tạo nghiên cứu đổi công nghệ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tơi xin cảm ơn chân thành đến Quý Thầy Cô, đặc biệt thầy giáo hướng dẫn PGS TS Bùi Ngọc Tuyên, Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, định hướng đề tài, hướng dẫn tận tình tơi việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo bảo q trình tơi làm luận văn TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Ngày nay, để nâng cao suất, chất lượng chế tạo chi tiết máy, cần phải sử dụng máy móc, trang thiết bị cơng nghệ đại, tiên tiến, máy công cụ điều khiển số CNC Các máy CNC thực lúc nhiều chuyển dộng khác nhau, tự động kiểm tra kích thước chi tiết qua tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối dao chi tiết, … Đối với hệ thống công nghệ định, suất hay chất lượng bề mặt phụ thuộc chủ yếu vào chế độ cắt cài đặt Điều khiển thông số chế độ cắt phương pháp hiệu để kiểm soát chất lượng gia công, nâng cao hiệu sử dụng thiết bị Do đó, cài đặt chế độ cắt hợp lý hay tối ưu để nâng cao suất gia công, chất lượng gia công điều kiện cần cho trình gia cơng khí Với đề tài “Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt hợp lý tiện cứng máy tiện CNC thép hợp kim nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động đốt trong” Tôi tập trung nghiên cứu tổng quan trình tiện (đặc biệt tiện cứng máy tiện CNC), tìm hiểu chất lượng bề mặt độ xác kích thước gia cơng Sử dụng phương pháp tính tốn truyền thống, phương pháp thực nghiệm Taguchi phần mềm bao gồm: I Microsoft Excel Minitab để tính tốn, chọn thơng số tiện phù hợp nhất, làm cho chi tiết có độ nhám thấp độ xác kích thước phù hợp nhằm nâng cao chất lượng chi tiết mà đảm bảo kinh tế Luận văn kế thừa lý thuyết độ nhám độ xác kích thước gia cơng chi tiết, áp dụng giá trị nghiên cứu khoa học vào cải tiến, nâng cao hiệu gia công chi tiết Qua giải yêu cầu kỹ thuật chất lượng chi tiết gia công theo thực tiễn nay, giải vấn đề kinh tế, đầu tư thiết bị, thời gian Trên sở đạt tiếp tục tiến hành mô chế độ tiện khác để tìm chế độ tiện tối ưu để đạt độ xác chi tiết, việc chọn thơng số tiện đạt kết cao HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên Trần Đỗ An II LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, Luận văn thạc sỹ: ‘‘Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt hợp lý tiện cứng máy tiện CNC thép hợp kim nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động đốt trong.’’ cơng trình nghiên cứu cá nhân tôi, không chép Trừ phần tham khảo nêu rõ Luận văn Tơi xin chịu trách nhiệm cơng trình nghiên cứu mình! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Người cam đoan Trần Đỗ An III MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN I LỜI CAM ĐOAN III MỤC LỤC IV MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH TIỆN 1.1 Khái niệm chung gia công tiện 1.2 Các phương pháp gia công tiện 1.3 Thông số chế độ cắt 11 1.4 Tiện cứng 16 1.5 Máy tiện dao tiện CNC 19 1.6 Kết luận 35 CHƯƠNG 2: CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT VÀ ĐỘ CHÍNH XÁC KÍCH THƯỚC KHI GIA CƠNG CƠ KHÍ 36 2.1 Khái niệm chung gia cơng khí 36 2.2 Các yếu tố đặc trưng chất lượng bề mặt 38 2.3 Độ kích thước xác gia cơng khí 53 2.4 Kết luận 59 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TAGUCHI 60 3.1 Phương pháp Taguchi 60 3.2 Các khái niệm 62 3.3 Trình tự bước áp dụng phương pháp Taguchi 78 3.4 Nhận xét 78 3.5 Kết luận 79 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 80 IV 4.1 Thực nghiệm tiện cứng CNC thép 40 Cr nhiệt luyện 80 4.2 Ứng dụng tiện cứng CNC gia công chế tạo Xupap động UAZ – 469 93 4.3 Kết luận 97 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 V DANH MỤC HÌNH VẼ Danh sách hình chương 1: Hình 1: Gia cơng máy tiện Hình 2: Sơ đồ xén mặt đầu Hình 3: Các dạng lỗ tâm tiêu chuẩn Hình 4: Sơ đồ tiện trục trơn Hình 5: Sơ đồ tiện trục bậc Hình 6: Trục lệch tâm Hình 7: Tiện trục lệch tâm sử dụng hai hệ lỗ tâm Hình 8: Các thông số mặt côn Hình 9: Gia cơng mặt sử dụng dao định hình - dao rộng Hình 10: Gia công mặt côn cách quay nghiêng bàn xe dao Hình 11: Gia cơng mặt côn cách đánh lệch ụ sau 10 Hình 12: Tiện chép hình 10 Hình 13: Tiện ren 10 Hình 14: Chế độ tiện tối ưu gia cơng tiện 11 Hình 15: Chiều sâu cắt tiện 12 Hình 16: Chiều sâu tiện 13 Hình 17: Lượng chạy dao tiện 13 Hình 18: Lượng chạy dao tiện 14 Hình 19: Tốc độ cắt 15 Hình 20: Tiện trụ ngồi 15 Hình 21: Máy tiện CNC dùng công nghiệp 19 Hình 22: Hệ thống truyền động chạy dao máy tiện CNC 22 Hình 23: Hệ thống gá đặt dụng cụ 23 Hình 24 Driver UDX 5114 hãng VEXTA 24 Hình 25 Hình dáng Resolver 25 Hình 26 Hình dáng Inductosyn 26 Hình 27 Cách xếp cuộn dây dạng sóng sin Inductosyn 26 Hình 28 Sơ đồ dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng 28 VI Hình 29 Hình dạng số loại mảnh dao 29 Hình 30 Hệ thống dao T-MAX P 31 Hình 31 Hệ thống dao T-MAX U 31 Hình 32 Hệ thống dao cắt đứt T-MAX Q 31 Hình 33 Hệ thống dao tiện ren T-MAX U 31 Hình 34 Hệ trục tọa độ theo quy tắc bàn tay phải 32 Hình 35 Các trục tọa độ máy Tiện CNC 33 Hình 36 Ghi kích thước tuyệt đối 34 Hình 37 Ghi kích thước tương đối 34 Danh sách hình chương 2: Hình 1: Dạng hình học vĩ mơ bề mặt chi tiết lưỡi cắt có r = 39 Hình 2: Dạng bề mặt lý tưởng cho tiết máy tiện, bào với lưỡi cắt có r ≠ 39 Hình 3: Sơ đồ xác định độ nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết máy 40 Hình Tổng quát độ nhám độ sóng bề mặt chi tiết máy 41 Hình Độ nhám bề mặt chi tiết 42 Hình 6: Ảnh hưởng lượng chạy dao S tới chiều cao nhấp nhơ tế vi Rz 45 Hình 7: Ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia cơng thép 47 Hình 8: Ảnh hưởng độ nhám bề mặt Ra tới độ mòn U chi tiết 48 Hình Kính hiển vi quang học 51 Hình 10 Máy đo nhám MOMMEL TESTER 1000 52 Hình 11: Sơ đồ biểu diễn kích thước, sai lệch dung sai 56 Hình 12: Thước 56 Hình 13: Thước cặp cấu tạo thước cặp 57 Hình 14: Panme 57 Hình 15: Đồng hồ so Mitutoyo 58 Danh sách hình chương 3: Hình 1: Phân bố đầu thực giá trị đích 70 Hình 2: Ảnh hưởng độ nhiễu lên kết tính theo tỷ số S/N 71 VII Danh sách hình chương 4: Hình 1: Mẫu thực nghiệm 80 Hình 2: Máy tiện CLX-350 81 Hình 3: Máy đo nhám T1000 82 Hình 4: Thiết bị đo kích thước Mitutoyo 83 Hình 5: Mảnh dao tiện CNMG 120404 84 Hình 6: Đồ thị độ nhám trung bình mức V, S, t 87 Hình 7: Đồ thị S/N trung bình độ nhám mức V, S, t 88 Hình 8: Đồ thị độ sai lệch kích thước trung bình mức V, S, t 90 Hình 9: Đồ thị giá trị S/N độ sai lệch kích thước trung bình mức V, S, t 90 Hình 10: Bản vẽ chế tạo xupap động UAZ-469 94 Hình 11: Xupap động UAZ 469 96 VIII tác động không điều khiển (yếu tố nhiễu) yếu tố ngẫu nhiên Tỷ số S/N (Signal to Noise) phát triển Taguchi sử dụng để phân tích, nhằm đánh giá kết q trình xác Cơng thức tính S/N phụ thuộc vào tiêu chí tối ưu hóa kết đầu ra: S/N = -10log(MSD); MSD độ lệch trung bình bình phương tính cho trường hợp khác + Đầu nhỏ tốt: MSD = n  ( y j )2 n j =1 + Đầu lớn tốt: MSD = n ( ) n j =1 y j + Đảm bảo giá trị danh nghĩa: MSD = n  ( y j − y0 ) n j =1 Mục tiêu nghiên cứu nhằm thu chất lượng bề mặt tốt độ xác cao Tỷ số S/N thay cho giá trị trung bình tính tốn phân tích phương sai (ANOVA) Tính tốn mức độ ảnh hưởng yếu tố chế độ công nghệ đầu vào (V, S, t) đến kết đầu (độ nhám, độ xác kích thước), tính mức độ ảnh hưởng yếu tố độc lập hay có kể đến tác động kết hợp điều khiển yếu tố Mỗi thí nghiệm tiến hành đo độ nhám (Ra) độ sai lệch đường kính (ΔD) lần, lấy giá trị trung bình Từ kết thực nghiệm, sử dụng phần mềm Minitab Microsoft Office Excel ta có kết tính tốn tỷ số S/N sau: Bảng 7: Kết thực nghiệm V s t Ra ΔD (m/phút) (mm/vòng) (mm) (μm) (mm) 45 0.02 0.06 0.60 45 0.06 0.23 45 0.10 75 TT S/NRa S/NΔD 0.001 4.4370 60.0000 0.75 0.003 2.4988 50.4576 0.40 0.85 0.006 1.4116 44.4370 0.02 0.23 0.55 0.004 5.1927 47.9588 75 0.06 0.40 0.68 0.008 3.3498 41.9382 75 0.10 0.06 0.72 0.003 2.8534 50.4576 105 0.02 0.40 0.47 0.009 6.5580 40.9151 105 0.06 0.06 0.50 0.005 6.0206 46.0206 86 TT V s t Ra ΔD (m/phút) (mm/vòng) (mm) (μm) (mm) 105 0.10 0.23 0.67 0.007 S/NRa S/NΔD 3.4785 43.0980 4.1.4 Ảnh hưởng chế độ cắt đến nhám (Ra) Từ bảng kết thực nghiệm, ta tính giá trị độ nhám trung bình (Bảng 4.8) S/N độ nhám trung bình mức V, S, t (Bảng 4.9) Bảng 8: Kết độ nhám trung bình mức V, S, t Ra Mức V S t 0.7333 0.5400* 0.6067* 0.6500 0.6433 0.6567 0.5467* 0.7467 0.6667 Hình 6: Đồ thị độ nhám trung bình mức V, S, t 87 Bảng 9: Kết S/N trung bình độ nhám mức V, S, t S/N Mức V S T 2.782 5.396* 4.437* 3.799 3.956 3.723 5.352* 2.581 3.773 Hình 7: Đồ thị S/N trung bình độ nhám mức V, S, t Sử dụng phần mềm Minitab Microsoft Excell ta tính mức độ ảnh hưởng thơng số V, S, t đến độ nhám sau: Bảng 10: Mức độ ảnh hưởng (%) TT Thông số Ảnh hưởng, % Ảnh hưởng V 43.33 Ảnh hưởng S 51.24 Ảnh hưởng t 4.10 Nhiễu 1.33 + Vận tốc: 43.33 % Vận tốc ảnh hưởng lớn thứ hai sau bước tiến dao, chiều sâu cắt theo chiều nghịch độ nhám Khi tốc độ tăng độ nhám giảm xuống 88 + Bước tiến dao: 51.24% Bước tiến dao ảnh hưởng lớn theo chiều thuận độ nhám Khi bước tiến dao lớn độ nhám tăng lên + Chiều sâu cắt: 4.10% Chiều sâu cắt ảnh hưởng lớn thứ ba theo chiều thuận độ nhám Chiều sâu cắt tăng độ nhám tăng lên + Nhiễu: 1.33% Nhiễu có ảnh hướng không đáng kể đến độ nhám Nhận xét: Từ bảng ta thấy giá trị độ nhám nhỏ ứng với V3 (105 m/phút), s1 (0,02 mm/vòng) t1 (0,06 mm) Sử dụng phần mềm MINITAB công cụ (Predicted) ta tìm kết độ nhám dự đốn tương ứng với V3S1t1 là: 0.40667 (μm) ứng với giá trị S/N = 7.22963 4.1.5 Ảnh hưởng chế độ cắt đến độ xác kích thước gia cơng (ΔD) Từ bảng ta tính giá trị độ sai lệch kích thước trung bình (Bảng 4.11) S/N trung bình độ nhám mức V, S, t (Bảng 4.12) Bảng 11 Độ sai lệch kích thước trung bình mức V, S, t ΔD Mức V S t 0.003333* 0.004667* 0.003000* 0.005000 0.005333 0.004667 0.007000 0.005333 0.007667 89 Hình 8: Đồ thị độ sai lệch kích thước trung bình mức V, S, t Bảng 12: Giá trị S/N độ sai lệch kích thước trung bình mức V, S, t S/N Mức V S T 51.63* 49.62* 52.16* 46.78 46.14 47.17 43.34 46.00 42.43 Hình 9: Đồ thị giá trị S/N độ sai lệch kích thước trung bình mức V, S, t 90 Sử dụng phần mềm Minitab Microsoft Excell ta tính mức độ ảnh hưởng thông số V, S, t đến độ sai lệch kích thước sau: Bảng 13: Mức độ ảnh hưởng (%) TT Thông số Ảnh hưởng, % Ảnh hưởng V 37.32 Ảnh hưởng S 9.08 Ảnh hưởng t 50.96 Nhiễu 2.62 + Vận tốc: 37.32% Vận tốc ảnh hưởng lớn thứ hai theo chiều thuận độ sai lệch kích thước Khi tốc độ tăng độ sai lệch kích thước (ΔD) lớn + Bước tiến dao: 9.08% Bước tiến dao ảnh hưởng lớn thứ ba theo chiều thuận độ sai lệch kích thước Khi bước tiến dao lớn độ sai lệch kích thước (ΔD) tăng lên + Chiều sâu cắt: 50.96% Chiều sâu cắt ảnh hưởng lớn theo chiều thuận độ sai lệch kích thước Khi chiều sâu cắt tăng độ sai lệch kích thước (ΔD) tăng lên + Nhiễu: 2.62% Nhiễu có ảnh hướng khơng đáng kể đến độ sai lệch kích thước (ΔD) Nhận xét: Từ đồ thị ta thấy giá trị độ sai lệch kích thước nhỏ ứng với V1 (45 m/phút), S1 (0,02 mm/vòng) t1 (0,06 mm) Sử dụng phần mềm MINITAB công cụ (Predicted) ta tìm kết độ sai lệch kích thước dự đoán tương ứng với V1S1t1 là: 0.000778 (mm) ứng với giá trị S/N = 58.9082 4.1.6 Lựa chọn chế độ cắt đảm bảo đồng thời độ nhám (Ra) độ xác gia cơng (ΔD) a Nhận xét, đánh giá: - Bước tiến dao S ảnh hưởng lớn theo chiều thuận đến Ra ảnh hưởng lớn thứ theo chiều thuận đến ΔD S tăng làm Ra ΔD tăng lên 91 Khi gia cơng với lượng chạy dao tăng lên độ nhẵn bóng giảm xuống ảnh hưởng biến dạng dẻo lớn ảnh hưởng yếu tố hình học, lượng chạy giao lớn biến dạng đàn hồi ảnh hưởng đến hình thành nhấp nhô tế vi kết hợp ảnh hưởng yếu tố hình học làm cho độ nhám bề mặt, độ sai lệch kích thước tăng lên - Vận tốc cắt V ảnh hưởng lớn thứ hai theo chiều nghịch Ra theo chiều thuận ΔD V tăng làm Ra giảm ΔD tăng lên Khi tăng vận tốc cắt lên làm cho lực cắt nhiệt cắt tăng gay biến dạng dẻo mạnh mặt trước mặt sau dao kim loại bị chảy dẻo Khi lớp kim loại bị nén chặt mặt trước dao nhiệt độ cao làm tăng hệ số ma sát vùng cắt hình thành lẹo dao làm giảm độ nhám bề mặt lại làm cho độ sai lệch kích thước tăng lên - Chiều sâu cắt t ảnh hưởng nhỏ theo chiều thuận đến Ra ảnh hưởng lớn theo chiều thuận đến ΔD t tăng làm Ra ΔD tăng lên Khi cắt với chiều sâu cắt lớn tạo lực cắt lớn làm rung động phôi dụng cụ cắt làm tăng Ra ΔD Ngoài cắt với chiều sâu cắt lớn nguyên nhân làm cho dụng cụ cắt chịu ma sát lớn, sinh nhiều nhiệt gây mòn, lẹo lưỡi cắt - Ngồi cịn có ảnh hưởng yếu tố nhiễu (do độ không đồng thành phần hóa học, tạp chất, rung động máy, dụng cụ, nhiệt độ q trình gia cơng, v.v…) nhiên mức độ ảnh hưởng nhỏ Từ kết cho thấy để điều khiển kết đầu Ra ΔD theo mong muốn cần ưu tiên vận tốc cắt V, chiều sâu cắt t cuối điều khiển bước tiến dao S Khi cần chất lượng bề mặt cao giảm V, S, t theo thứ tự Khi cần xuất cao đồng nghĩa với giảm yêu cầu chất lượng bề mặt tăng V, S, t theo thứ tự ngược lại, tức tăng tốc độ cắt tiếp đến chiều sâu cắt cuối bước tiến dao => Từ kết phân tích thí nghiệm để đảm bảo Ra ΔD đồng thời nhỏ nên chọn chế độ cắt tương ứng V1, S1, t1 b Chọn chế độ cắt - Thông qua nhận xét đánh giá trên, dễ dàng chọn chế độ cắt phù hợp với thông số sau: + Tốc độ cắt: V1 (45 m/phút) 92 + Lượng chạy dao S1 (0,02 mm/vòng) + Chiều sâu cắt: t1 (0,06 mm) 4.2 Ứng dụng tiện cứng CNC gia công chế tạo Xupap động UAZ – 469 4.2.1 Giới thiệu xupap động đốt UAZ-469 a Công dụng xupap: Các xupap có cơng dụng đóng mở cửa nạp, cửa xả để thực trình thay đổi khí (nạp khơng khí hỗn hợp nhiên liệu vào buồng cháy thải khí cháy ngồi) b Điều kiện làm việc: Trong trình động làm việc, điều kiện làm việc xupap là: + Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên xupap chịu áp lực lớn nhiệt độ cao, xupap xả Ví dụ động xăng, nhiệt độ xupap xả 800- 8500 c cịn động diesel 700- 9000c + Khi xupap đóng, mở đầu nấm xupap va đập mạnh dễ bị biến dạng, cong vênh + Điều kiện bơi trơn xupap khó khăn nên xupap bị ăn mịn hóa học axit khí cháy, tốc độ c Cấu tạo: Động UAZ-469 có xi lanh thẳng hàng làm mát nước, xi lanh có xu páp nạp xu páp xả Cấu tạo chung xu páp chia làm phần: Đầu (Nấm xupap), thân đuôi - Đầu xupap (Tán xupap) Đầu xupap có dạng hình nấm có mặt nghiêng 45 độ Đầu xupap nạp có đường kính lớn đường kính xupap xả để nạp khơng khí vào xi lanh tốt Mặt đầu xupap làm Mặt đầu dễ gia công chế tạo, dùng cho xupap nạp xupap xả Đầu Xupáp có dạng: + Dạng bằng: thiết kế phổ biến nhờ vào đơn giản thiết kế Nó ứng dụng trình thải nạp Xupap + Dạng lồi: Có vai trị giúp cải thiện lưu thơng dịng khí thải Vì mà hình dạng nấm xupap thải có hình dạng lồi Tuy nhiên nhược điểm khó chết tạo, chịu lượng nhiệt lớn 93 + Dạng lõm: Nhờ có thiết kế đặc biệt lõm giúp hỗn hợp khí lưu thơng dễ Độ cứng chắn nâng nên Nhược điểm loại khó chế tạo Chịu ma sát lớn nên gây lượng nhiệt lớn - Thân xupap: Thân xupap dịch chuyển ống dẫn hướng, điều kiện bơi trơn khó khăn, lại làm việc nhiêt độ cao, chóng bị mài mịn Để thân xupap truyền nhiệt tốt khơng bị bó kẹt ống dẫn hướng, người ta thường lắp ống dẫn hướng cao lên gần sát đầu xupap làm nhỏ đường kính thân xu páp gần đầu xupap Một số động cơ, thân xupap xả khoan rỗng để chứa dung dịch natri thu nhiệt làm cho xu páp nguội nhanh Đường kính thân xupap thường là: dt = (0,12 - 0,15) Dn Chiều dài thân xupap lt = (2,5 - 3,5) Dn Trong đó: Dn đường kính tán xupap Thân xupap thường bôi trơn phương pháp văng dầu Tuy vậy, có loại khơng dùng dầu nhờn mà dùng dầu mazút để bơi trơn bơi trơn dầu nhờn có nhược điểm dầu cháy tạo thành muội than làm cho xu pap dễ bị bó kẹt ống dẫn hướng - Đi xupap: Là phần cuối xu pap, có cắt rãnh, để lắp móng hãm hai nửa để giữ đĩa lị xo làm cho xu pap ln bị lị xo kéo ép vào cửa nạp cửa xả Đuôi xupap nhận lực từ địn mở đội truyền đến, đó, địi hỏi phải có độ cứng để lâu mịn 4.2.2 Bản vẽ chế tạo Hình 10: Bản vẽ chế tạo xupap động UAZ-469 4.2.3 Quy trình chế tạo xupap a Quy trình chế tạo truyền thống 94 Ngun cơng 1: Phay mặt đầu khoan lỗ tâm Nguyên công 2: Tiện thô, tiện tinh bề mặt trụ vát mép Ngun cơng 3: Tiện định hình mặt lớn Ngun cơng 4: Tiện chép hình mặt nhỏ rãnh Ngun cơng 5: Tiện định hình mặt nhỏ rãnh Nguyên công 6: Nhiệt luyện Nguyên công 7: Kiểm tra, nắn thẳng, sửa lỗ tâm Nguyên công 8: Mài bề mặt trụ mặt côn b Quy trình đề xuất Ngun cơng 1: Tiện mặt đầu khoan lỗ tâm Nguyên công 2: Tiện CNC (tiện thô) Nguyên công 3: Nhiệt luyện (tôi ram) Nguyên công 4: Kiểm tra, nắn thẳng, sửa lỗ tâm Nguyên công 5: Tiện CNC (tiện tinh): tiện cứng dao PCBN c Ưu điểm quy trình đề xuất so với quy trình chế tạo truyền thống: - Với máy cơng cụ CNC, nhờ tốc độ gia công cao thời gian gia công bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn bị thời gian kết thúc máy thấp, người ta đạt suất lao động cao - Chất lượng chi tiết gia công không thay đổi it phế liệu - Độ xảc gia cơng cao nhờ cáp xác máy cao (độ xác đo 1/1000 mm) - Thời gian gia công thấp nhờ tổ chức sàn xuất kết hợp tốt bước công việc phân tán - Hệ số sử dụng máy cao nhờ cách vận hành máy - Độ linh họat sàn xuất cải thiện nhờ hệ thống gia công, dẫn đến trinh sản xuất hợp lý cho lơ nhị đơn với độ phức tạp cao - Giảm ô nhiễm môi trường 4.2.4 Thực nghiệm tiện CNC mẫu xupap theo chế độ cắt lựa chọn a Điều kiện chế tạo xupap UAZ-469 - Lựa chọn thiết bị, dụng cụ cắt điều kiện cắt khác mô tả phần - Vị trí đo độ nhám kích thước: thân xupap 95 - Chế độ cắt chọn: + Tốc độ cắt: V1 (45 m/phút) + Lượng chạy dao S1 (0,02 mm/vòng) + Chiều sâu cắt: t1 (0,06 mm) b Kết chế tạo xupap UAZ-469 Sau chế tạo: Hình 11: Xupap động UAZ 469 Bảng số liệu sau chế tạo xupap động UAZ 469: Bảng 14: Bảng số liệu đo kích thước, độ nhám Chiều dài Đường kính Đường kính Góc nghiêng xupap thân xupap tán xupap tán xupap 117 40 45º Độ nhám 0.54 (μm) Độ sai lệch kích thước 0.0047 (mm) c Nhận xét: Sau chế tạo đo kích thước, độ nhám xupap động UAZ 469 tác giả có vài nhận xét sau: - Kết đo cho ta thấy việc chọn thơng số tối ưu phần chất lượng chi tiết (Ra, ΔD) - Độ nhám thu chưa đạt yêu cầu so với vẽ (Ra = 2.5) 96 - Độ sai lệch kích thước khơng đáng kể - Vẫn cần có ngun cơng mài để đạt chất lượng bề mặt độ xác kích thước chi tiết tốt với yêu cầu 4.3 Kết luận - Nghiên cứu – tiến hành thực nghiệm tiện cứng CNC thép 40 Cr nhiệt luyện để chế tạo xupap - Tìm thơng số phù hợp để chế tạo xupap động UAZ 469 ➔ Việc chế tạo xupap trở nên dễ dàng, nhanh gọn mà đạt kết mong muốn 97 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận chung Từ sở nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Trong q trình gia cơng khí, chế tạo vấn đề xác định mức độ ảnh hưởng tối ưu hóa thông số công nghệ giúp đem lại nhiều lợi ích như: Rút ngắn thời gian chuẩn bị, thời gian gia công, nâng cao hiệu suất, chất lượng bề mặt, độ xác gia cơng Do vậy, giúp đem lại hiệu kinh tế cao Trong luận văn, tác giả nghiên cứu sở lý thuyết trình gia công tiện, chất lượng bề mặt gia công, phương pháp Taguchi nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với phân tích phương sai ANOVA Trong luận văn tác giả trình bày trình thực nghiệm Máy tiện CLX-350, Trung tâm Cơng nghệ khí xác thuộc Viện khoa hoc công nghệ Quân trực thuộc Bộ Quốc phịng Việt Nam, vật liệu gia cơng thép 40 – 42 HRC, thực nghiệm với số lượng mẫu phôi qua nhiệt luyện (tôi ram) Với mục tiêu khảo sát yếu tố ảnh hưởng vận tốc cắt V, lượng chạy dao S chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt Ra Để chế tạo xupap động UAZ 469, tiến hành lập bảng trực giao theo phương pháp Taguchi sử dụng phương pháp phân tích phương sai ANOVA vào việc xử lý kết thực nghiệm, đưa mức độ ảnh hưởng yếu tố lựa chọn chế độ cắt tối ưu để đạt độ nhám bề mặt Ra thấp trường hợp Ra = 0.54 (μm) (V = 45 m/phút, S = 0,02 mm/vòng, t = 0,06 mm) Cuối cùng, tác giả thực gia công để kiểm chứng kết đạt theo chế độ cắt tối ưu (V = 45 m/phút, S = 0,02 mm/vòng, t = 0,06 mm) có kết thể độ sai lệch kích thước 0.0047 (mm) điều chứng minh đắn phương pháp nghiên cứu Kết nghiên cứu đề tài khuyến cáo sử dụng chế độ cắt hợp lý trường hợp này, làm sở để nghiên cứu tối ưu hoá chế độ gia công cắt gọt loại vật liệu dụng cụ cắt khác để sản xuất khí chế tạo nói chung chế tạo chi tiết tơ nói riêng Đồng thời triển khai ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tế sản xuất sửa chữa ô tô 98 Hướng nghiên cứu Đề tài thực vật liệu dụng cụ cắt xác định Do tính ứng dụng rộng rãi đề tài chưa cao Hướng đề tài, nghiên cứu phạm vi rộng theo nhóm hệ thống cơng nghệ, nhóm vật liệu nhóm dụng cụ cắt Vì hướng nghiên cứu đề tài nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố như: vật liệu gia công, vật liệu dao, phương pháp gia công, lượng chạy dao trình lập trình gia cơng phần mềm CAM, nghiên cứu ảnh hưởng thơng số hình học dụng cụ cắt đến độ nhám bề mặt, nhằm tối ưu cho trình sản xuất 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt (2008), Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Bùi Ngọc Tuyên (2015), Nguyên lý dụng cụ cắt, Nhà xuất Giáo dục, Việt Nam [3] Bành Tiến Long, Bùi Ngọc Tuyên (2014), Lý thuyết tạo hình bề mặt ứng dụng kỹ thuật khí, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Nguyễn Doãn Ý (2000), Xử lý số liệu thực nghiệm kỹ thuật, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường - kiểm tra chế tạo khí, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7] Trần Duy Đại (2009) Thép hợp kim, hợp kim – Quy trình cơng nghệ sản xuất NXB Khoa học kỹ thuật [8] Nguyễn Đắc Lộc (2007), Sổ tay Công nghệ chế tạo máy NXB Khoa học kỹ thuật [9] Bùi Ngọc Tun, Nguyễn Chí Cơng (2016), Nghiên cứu thực nghiệm lựa chọn chế độ cắt đảm bảo nhám bề mặt độ xác kích thước tiện CNC thép không gỉ SUS304 mảnh dao hợp kim cứng chế tạo Việt Nam, Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật trường đại học kỹ thuật, số 110 (2016) ISSN 2354-1083, trang 105-112 [10] Genechi Taguchi (1990), A primer on the taguchi method - Joyce cary, TS156.R69 (1990) 89-14736 100 ... lựa chọn chế độ cắt hợp lý tiện cứng máy tiện CNC thép hợp kim nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động đốt trong? ?? Tôi tập trung nghiên cứu tổng quan trình tiện (đặc biệt tiện cứng máy tiện. .. Luận văn thạc sỹ: ‘? ?Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt hợp lý tiện cứng máy tiện CNC thép hợp kim nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động đốt trong. ’’ cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi, khơng... cứu lựa chọn chế độ cắt hợp lý tiện cứng máy tiện CNC thép hợp kim nhiệt luyện nhằm phục vụ cho chế tạo xupap động đốt trong? ?? Mục tiêu, vấn đề mà luận văn hướng đến: - Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng