Xác định độ cứng vững động của máy phay đứng khi gia công thép 45

Viện SĐH-ĐHBKHN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG ĐỘNG CỦA MÁY PHAY ĐỨNG KHI GIA CÔNG THÉP 45 VŨ ĐỨC ÁNH Anh.VDCB170073@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điện tử Giảng viên hướng dẫn: GS TS Trần Văn Địch Viện: Cơ Khí HÀ NỘI, 10/2020 Chữ ký GVHD Viện SĐH-ĐHBKHN 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: Vũ Đức Ánh Đề tài luận văn: Xác định độ cứng vững động máy phay đứng gia công thép 45 Chuyên ngành: Cơ Điện Tử (KH) Mã số SV: CB170073 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 21/10/2020 với nội dung sau: - Sửa tiêu đề chương - Thêm thứ nguyên cho bảng biểu đơn vị cho biểu đồ - Trình bày chương chương ngắn gọn - Thêm kết luận chung sửa kết luận chương - Sửa lỗi tả Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Viện SĐH-ĐHBKHN LỜI CẢM ƠN Sau thời gian tìm hiểu làm việc khẩn trương với giúp đỡ tận tình GS.TS Trần Văn Địch tơi hồn thành luận văn với đề tài: “Xác định độ cứng vững động máy phay đứng gia cơng thép 45” Với tình cảm lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Văn Địch, người trực tiếp giảng dạy dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn, giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Tuy cố gắng nhiều luận văn cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận góp ý, bảo Hội đồng chấm luận văn, thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Tên đề tài: Xác định độ cứng vững động máy phay đứng gia công thép 45 Chương 1: Tổng quan nguyên công phay - Quá trình cắt gọt phay tuân theo quy luật tiện, khoan phương pháp gia công có phoi Lực cắt xuất phay dao phay mặt đầu gồm lực hướng kính, lực dọc trục Lực có ảnh hưởng gây nên biến dạng hệ thống công nghệ tạo sai số gia cơng mặt phẳng đạt độ xác theo phương trục dao Lực phay, q trình mài mịn chịu ảnh hưởng trình vật lý phức tạp Chương 2: Giới thiệu máy phay đứng - Máy phay có nhiều loại: Máy phay đứng, máy phay nằm, máy phay chép hình, máy chuyên dùng, máy điều khiển theo chương trình số - Khả cơng nghệ máy phay đứng phong phú Chương 3: Nghiên cứu độ cứng vững hệ thống công nghệ Hệ thống công nghệ (dao, máy, gá, chi tiết) khơng có độ cứng cách tuyệt đối Dưới tác dụng lực cắt, truyền vào phận bị biến dạng đàn hồi biến dạng tiếp xúc Những biến dạng phận kết hợp phận tạo khơng ổn định vị trí tương đối dao chi tiết gây nên sai số gia công Độ cứng vững phận là: JM, Jd, JCT, Jđg chúng có quan hệ 1 1 = + + + JΣ JM JD J CT Jdg Viện SĐH-ĐHBKHN Chương 4: Thí nghiệm xác định độ cứng vững động máy phay đứng Thí nghiệm độ cứng vững, ảnh hưởng lực cắt tới chuyển vị a Thí nghiệm tiến hành với máy UF222 Các mẫu phơi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống chiều sâu cắt thay đổi ∆T1= 2,5mm; ∆T2 = 2,0mm; ∆T3 = 1,5mm; ∆T4 = 1,0mm; ∆T5 = 0,5mm b Thí nghiệm tiến hành với máy F250 x 900 nhà máy khí Hải Phịng Các mẫu phơi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống, với chiều sâu thay đổi ∆t1 = 1,5mm; ∆t2 = 1,0mm; ∆t3 = 0,5mm Dao phay mặt đầu lưỡi cắt D = 120mm Quan hệ Y Po, sử dụng phần mềm Excel xác lập đồ thị quan hệ Po, y Đồ thị giống đường cong lý thuyết Thí nghiệm độ cứng vững liên quan nhám Rz Thực nghiệm máy phay đứng UF - 222, theo số liệu thí nghiệm thay đổi lực Po gây rung động mức độ biến dạng khác Tại vị trí dùng máy đo độ nhám xác định Po Rz tăng với số liệu thuyết minh Kết luận: Với kết thu từ thí nghiệm làm sáng tỏ sở lý thuyết độ cứng vững hệ thống công nghệ Khi gia cơng kích thước cần đảm bảo sai số gia cơng nhỏ, độ nhẵn cao lát cắt cuối lượng dư phải nhỏ Tác giả luận văn Vũ Đức Ánh Viện SĐH-ĐHBKHN MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QÚA TRÌNH CẮT KHI PHAY 11 1.1 KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH CẮT KHI PHAY 11 1.1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ GIA CÔNG PHAY 12 1.2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ GIA CÔNG PHAY 13 1.2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY PHAY 13 1.2.2 CÁC LOẠI DAO PHAY 15 1.2.3 DAO PHAY MẶT ĐẦU – CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN KHI GIA CÔNG 17 1.2.4 LỰC CẮT TRONG QUÁ TRÌNH PHAY BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU 23 1.2.5 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CẮT 26 1.2.6 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHÁC ĐẾN LỰC CẮT KHI PHAY 27 1.2.7 HIỆN TƯỢNG MÀI MÒN CỦA DAO PHAY MẶT ĐẦU KHI CẮT 29 1.3 NHỮNG HIỆN TƯỢNG VẬT LÝ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH PHAY 36 1.3.1 NHIỆT CẮT 36 1.3.2.HIỆN TƯỢNG RUNG ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH CẮT 37 1.3.3 HIỆN TƯỢNG CỨNG NGUỘI TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG 38 1.4 TUỔI BỀN VÀ TỐC ĐỘ CẮT KHI PHAY 38 KẾT LUẬN CHƯƠNG 40 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÁY PHAY ĐỨNG 41 2.1 CÁC LOẠI MÁY PHAY 41 2.2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHAY ĐỨNG 42 2.2.1 MÁY PHAY ĐỨNG VẠN NĂNG 42 2.2.2 MÁY PHAY ĐỨNG ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ 43 Viện SĐH-ĐHBKHN 2.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MỘT SỐ LOẠI MÁY PHAY 45 2.4 KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA MÁY PHAY ĐỨNG 46 2.4.1 PHAY MẶT PHẲNG BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU 46 2.4.2 PHAY MẶT PHẲNG NGHIÊNG VÀ GÓC NGHIÊNG 47 2.4.3 PHAY HỐC, BẬC, RÃNH BẰNG DAO PHAY NGÓN 48 2.4.4 PHAY RÃNH THEN BẰNG DAO PHAY NGÓN TRÊN MÁY PHAY RÃNH THEN TỰ ĐỘNG 48 2.4.5 PHAY RÃNH CHỮ T 49 2.5 MÁY PHAY VẠN NĂNG UF222 50 2.5.1 BẢN VẼ CẤU TẠO MÁY UF222 50 2.5.2 ĐẶC ĐIỂM VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY PHAY UF222 51 2.6 MÁY PHAY ĐỨNG F250X900 52 2.6.1 KHÁI QUÁT VỀ MÁY PHAY F250X900 52 2.6.2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH 53 2.6.3 CÔNG DỤNG CỦA MÁY 54 KẾT LUẬN CHƯƠNG 55 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỘ CỨNG VỮNG CỦA HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ 56 3.1 LÝ THUYẾT ĐỘ CỨNG VỮNG 56 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG CÔNG NGHỆ ĐẾN SAI SỐ GIA CÔNG TRONG MÔT SỐ TRƯỜNG HỢP 61 3.2.1 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ KHI TIỆN 61 3.2.2 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ KHI PHAY 68 KẾT LUẬN CHƯƠNG 70 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG ĐỘNG CỦA MÁY PHAY ĐỨNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 71 4.1 MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG BẰNG THỰC NGHIỆM71 4.1.1 XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG TĨNH 71 4.1.2 MƠ HÌNH XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG VỮNG ĐỘNG 72 Viện SĐH-ĐHBKHN 4.2 PHẦN THÍ NGHIỆM 73 4.2.1 CƠ SỞ THÍ NGHIỆM 73 4.2.2 PHẦN THÍ NGHIỆM 74 KẾT LUẬN CHƯƠNG 93 KẾT LUẬN CHUNG 94 SUMMARIZED CONTENT OF FINAL THESIS 95 Tài liệu tham khảo 97 Viện SĐH-ĐHBKHN DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hình tác động q trình tạo phoi 11 Hình 1.2: Các bề mặt gia công loại dao máy phay 13 Hình 1.3: So sánh dao tiện rang dao 14 Hình 1.4: Dao kiểu 16 Hình 1.5: Các loại dao phay mặt đầu 17 Hình 1.6: Cấu tạo dao phay mặt đầu 19 Hình 1.7: Thông số lớp cắt phay dao 21 Hình 1.8: Lực cắt phay dao phay mặt đầu 24 Hình 1.9: Các dạng mài mịn phần cắt dụng cụ 30 Hình 1.10: Sơ đồ mòn dao phay mặt đầu 36 Hình 2.1: Máy phay đứng 42 Hình 2.2: Máy phay đứng điều khiển theo chương trình số 44 Hình 2.3: Chiều quay dao phay mặt đầu 46 Hinh 2.4: Phay mặt phẳng nghiêng dao phay mặt đầu 47 Hình 2.5: Đầu dao đứng phụ 47 Hình 2.6: Sơ đồ phay hốc 48 Hình 2.7: Phay rãnh then 49 Hình 2.8: Sơ đồ phay rãnh chữ T 49 Hình 2.9: Máy phay vạn UF222 50 Hình 2.10: Máy phay đứng F250X900 53 Hình 3.1: Quan hệ lực biến dạng 57 Hình 3.2: Ảnh hưởng Py, Pz đến ∆y 61 Hình 3.3: Sơ đồ tiện trục trơn gá hai mũi tâm máy tiện 62 Hình 3.4: Sơ đồ tiện trục trơn gá hai mũi tâm máy tiện 62 Hình 3.5: Quan hệ chuyển vị ụ trước ụ sau 63 Hình 3.6: Sơ đồ gá tiện trục ngắn 64 Hình 3.7: Sơ đồ gia cơng dung luy nét 65 Hình 3.8: Sơ đồ lực 65 Hình 3.9: Sơ đồ chuyển vị lực 66 Hình 3.10: Sơ đồ gia cơng phay 68 Hình 4.1: Quan lực biến dạng 72 Hình 4.2: Sơ đồ hình dạng phơi trước gia cơng 75 Hình 4.3 Đồ thị quan hệ Po y (∆t=2.5mm) 77 Hình 4.4: Đồ thị quan hệ Po y (∆t=2mm) 78 Viện SĐH-ĐHBKHN y(mm) 0.02 255.2 176.0 0.015 127.6 69.0 171.2 0.01 115.3 56.1 0.005 𝑷𝑷𝟎𝟎 (N) - 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 Hình 4.7 Đồ thị quan hệ y P0 (∆t = 0,5 mm) b Trên máy phay đứng F250X 900 nhà máy khí Hải Phòng Nhằm đánh giá khác biệt độ cứng vững máy phay phay đứng F250X 900 nhà máy khí Hải Phịng với máy UF-222 số liệu giữ nguyên cách làm tương tự Chi tiết thứ Bảng 4.11: Quan hệ lực P0 với thông số cắt cố định ∆t = 1,5 mm C Z t x mm tX 1.50 1.5 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 221.6 173.7 3750 2.90 2.9 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 429.5 336.6 3750 4.60 4.6 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 681.9 534.4 3750 6.00 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 889.6 697.2 3750 4.40 4.4 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 652.8 511.6 3750 3.20 3.2 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 474.3 371.7 3750 1.70 1.7 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 251.8 197.3 N/𝑚𝑚𝑚𝑚 3750 fz y mm/răng fzy B mm 83 v Bv D q mm Dq P (N) P0 (N) Viện SĐH-ĐHBKHN Bảng 4.12 : Quan hệ lực cắt Po, chuyển vị y độ cứng vững Jy ∆t = 1,5 mm Thông Ký hiệu bề mặt số A B C D E F G t (mm) 1.5 2.9 4.6 4.4 3.2 1.7 𝑃𝑃0 (N) 173.7 336.6 534.4 697.2 511.6 371.7 197.3 0.016 0.027 0.042 0.060 0.048 0.030 0.020 y (mm) 0.016 0.016 0.027 0.027 0.042 0.042 0.060 0.06 0.048 0.048 0.030 0.03 0.020 0.020 0.016 J (N/mm) JTB = 10856 0.027 0.042 12466 0.060 12723 0.048 11620 10658 0.030 0.020 12390 9865 10856 + 12466 + 12723 + 11620 + 10658 + 12390 + 9865 = 11511 N/mm Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị Y-Po (∆t = 1,5 mm) y(mm) 0.07 0.06 0.06 0.048 0.05 0.04 0.042 0.027 0.03 0.03 0.02 0.02 0.016 0.01 - 200 400 600 H×nh 4.8 Đồ thị quan hệ y P0 (t = 1,5mm) 84 𝑷𝑷𝟎𝟎 (N) Viện SĐH-ĐHBKHN Chi tiết thứ hai Bảng 4.13: Quan hệ lực P0 với thông số cắt cố định ∆t = 1,0 mm C Z t x mm tX 1.00 1 0.08 0.8 0.13 40 3750 2.09 2.09 0.08 3750 3.10 3.1 3750 4.00 3750 3.00 3750 3750 N/𝑚𝑚𝑚𝑚 3750 fz y mm/răng Bv D mm q 1.1 57.8 120 1.1 193.7 147.3 115.4 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 309.2 242.3 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 458.1 359.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 590.3 462.6 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 443.4 347.5 1.90 1.9 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 281.4 220.5 0.90 0.9 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 132.3 103.7 fzy B v mm Dq P (N) P0 (N) Bảng 4.14 : Quan hệ lực cắt Po, chuyển vị y độ cứng vững Jy ∆t = 1,0 mm Thông số Ký hiệu bề mặt A B C D E F G t (mm) 1.00 2.09 3.10 4.00 3.00 1.90 0.90 𝑃𝑃0 (N) 115.4 242.3 359.0 462.6 347.5 220.5 103.7 0.013 0.023 0.039 0.055 0.042 0.024 0.012 y (mm) 0.013 0.013 0.023 0.023 0.039 0.039 0.055 0.055 0.042 0.042 0.024 0.024 0.012 0.012 0.013 J (N/mm) 0.023 8876 JTB = 10534 0.039 0.055 9205 8410 0.042 8273 0.024 0.012 9187 8876 + 10534 + 9205 + 8410 + 8273 + 9187 + 8641 = 9018 N/mm Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị y-Po (∆t = 1,0mm) 85 8641 Viện SĐH-ĐHBKHN y(mm) 0.06 0.055 0.05 0.042 0.023 0.04 0.03 0.039 0.013 0.027 0.02 0.015 0.01 𝑷𝑷𝟎𝟎 (N) 0.0 200.0 400.0 600.0 Hình 4.9 Đồ thị quan hệ y P0( ∆t = 1,0mm) Chi tiết thứ ba Bảng 4.15: Quan hệ lực P0 với thông số cắt cố định ∆t = 0,5 mm C Z t x mm tX fz mm/răng y fzy 0.50 0.5 0.08 0.8 0.13 40 3750 1.10 1.1 0.08 0.8 0.13 3750 1.50 1.5 0.08 0.8 3750 2.10 2.1 0.08 3750 1.60 1.6 3750 1.05 3750 0.65 N/𝑚𝑚𝑚𝑚 3750 Bv D mm q Dq P (N) P0 (N) 1.1 57.8 120 1.1 193.7 73.6 57.7 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 164.7 129.08 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 223.4 175.1 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 312.9 245.2 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 238.6 187.0 1.05 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 156.4 122.5 0.65 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 97.6 76.5 86 B v mm Viện SĐH-ĐHBKHN Bảng 4.16 : Quan hệ lực cắt Po, chuyển vị y độ cứng vững Jy ∆t = 0,5mm Thông số Ký hiệu bề mặt A B C D E F G t (mm) 0.50 1.10 1.50 2.10 1.60 1.05 0.65 𝑃𝑃0 (N) 57.7 129.1 175.1 245.2 187.0 122.5 76.5 y (mm) 0.012 0.018 0.027 0,035 0.029 0.020 0.014 0.012 0.012 0.018 0.018 0.027 0.027 0,036 0.036 0.029 0.029 0.020 0.020 0.014 0.014 0.012 J (N/mm) JTB = 0.018 4808 7172 0.027 0.037 6485 0.029 6811 0.020 6448 0.014 6125 4808 + 7172 + 6485 + 6811 + 6448 + 6125 + 5464 = 6187 N/mm Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị y-Po (∆t = 0,5mm) y(mm) 0.04 0.035 0.029 0.03 0.02 0.025 0.027 0.02 0.014 0.015 0.018 0.01 0.012 0.005 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 0.036 250.0 300.0 Hình 4.10 Đồ thị quan hệ y P0 (∆t = 0,5mm) 87 𝑷𝑷𝟎𝟎 (N) 5464 Viện SĐH-ĐHBKHN b) THÍ NGHIỆM ĐO ĐỘ NHÁM Thí nghiệm đo sản phẩm gia công máy UF-222 Dùng máy kiểm tra độ nhám JS 300 Việc xác định độ nhám bề mặt gia công tiến hành sau: Đo vị trí bề mặt chi tiết gia cơng ứng với vị trí chiều sấu cắt lớn lực lớn rung động nhiều Bằng cách ta xác định mẫu độ nhám tương ứng với số liệu bảng 18; 20; 22 Chi tiết thứ nhất: Khi thay đổi chiều sâu cắt ∆t = 2,5 mm Theo cơng thức với liệu cho, ta tính lực cắt Po Bảng 4.17: Quan hệ lực P0 với thông số cắt: C Z t x mm tX fz mm/răng y fzy B mm v Bv D mm q Dq P (N) P0 (N) 3750 2.52 2.52 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 366.6 287.3 3750 4.93 4.93 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 717.2 562.1 3750 7.63 7.63 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 1109.9 869.9 3750 10.09 10.09 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 1467.8 1150.4 3750 7.53 7.53 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 1095.4 858.5 3750 5.13 5.13 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 746.3 584.9 3750 2.47 2.47 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.8 120 1.1 193.7 359.3 281.6 N/𝑚𝑚𝑚𝑚2 88 Viện SĐH-ĐHBKHN Bảng 4.18: Quan hệ Rz Po ứng với ∆t = 2,5 mm Rz 9.88 11.83 13.47 19.54 13.86 12.88 11.94 𝑃𝑃0 (N) 287.3 562.1 869.9 1150.4 858.5 554.9 281.6 Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị quan hệ Rz với P0 (∆t = 2, mm) 𝑷𝑷𝟎𝟎 (N) 1200.0 1150.4 1080.0 960.0 869.9 860.0 858.5 720.0 600.0 562.1 554.9 480.0 360.0 287.3 240.0 281.6 120.0 Rz 0.0 10 15 20 Hình 4.11 Đồ thị quan hệ Rz với P0 với ∆t = 2,5 mm 89 25 Viện SĐH-ĐHBKHN Chi tiết thứ hai: Khi thay đổi chiều sâu cắt ∆t = 2,0 mm Theo công thức với liệu cho, ta tính lực cắt Po Bảng 4.19: Quan hệ lực P0 với thông số cắt: C N/𝑚𝑚𝑚𝑚 Z t x mm tX fz y mm/răng fzy B mm v Bv D mm q Dq P (N) P0 (N) 3750 2.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 296.96 232.7 3750 4.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 593.92 465.5 3750 6.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 890.88 698.2 3750 8.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 1187.85 931.0 3750 6.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 890.88 698.2 3750 4.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 593.92 465.5 3750 2.0 0.08 0.8 0.13 40 1.1 57.85 120 194 296.96 232.7 Bảng 4.20: Quan hệ Rz Po ứng với ∆t = 2,0 mm Rz 9.84 9.76 12.55 18.62 18.34 10.86 10.81 𝑃𝑃0 (N) 232.7 465.5 698.2 931.0 698.2 465.5 232.7 Căn vào kết thực nghiệm ta vẽ đồ thị quan hệ Rz với P0 (∆t = 2,5 mm) 90 Viện SĐH-ĐHBKHN 𝑷𝑷𝟎𝟎 (N) 1200 960 18.62 800 12.55 18.34 640 9.76 480 10.86 320 9.84 160 Rz 0 12 16 20 Hình 4.12 Đồ thị quan hệ Rz với P0 với ∆t = 2,0 mm Chi tiết thứ ba: Khi thay đổi chiều sâu cắt ∆t = 1,5 mm Theo công thức với liệu cho, ta tính lực cắt Po Bảng 4.21: Quan hệ lực P0 với thông số cắt C Z t x mm tX 3750 1.52 1.52 0.08 0.8 0.1326 40 3750 2.90 2.9 0.08 0.8 0.1326 3750 4.40 4.4 0.08 0.8 3750 6.12 6.12 0.08 3750 4.50 4.5 3750 3.06 3750 1.49 N/𝑚𝑚𝑚𝑚 fz y mm/răng D mm q Dq 1.1 57.85 120 194 227.31 178.15 40 1.1 57.85 120 194 432.46 338.94 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 654.27 512.78 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 910.70 713.76 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 666.80 3.06 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 456.35 357.66 1.49 0.08 0.8 0.1326 40 1.1 57.85 120 194 221.30 174.23 fzy 91 B v mm Bv P (N) P0 (N) 522.6 Viện SĐH-ĐHBKHN Bảng 4.22: Quan hệ Rz P0(∆t = 1,5 mm) Rz 10.82 12.40 12.71 15.39 11.23 9.97 6.40 𝑃𝑃0 (N) 178.15 338.94 512.78 713.76 522.60 357.66 174.23 Đồ thị quan hệ Rz P (∆t = 1,5 mm) 𝑷𝑷𝟎𝟎 (N) 800 700 600 500 400 300 200 100 0.0 713.76 522.60 512.78 357.66 338.94 178.15 174.23 5.0 10.0 Rz 15.0 Hình 4.13 Đồ thị quan hệ Rz với P0 với ∆t = 1,5 mm 92 20.0 Viện SĐH-ĐHBKHN KẾT LUẬN CHƯƠNG Phần thực nghiệm sử dụng hai loại máy phay đứng trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên UF-222 F250x900 nhà máy khí Hải Phòng Cơ sở tiến hành thực nghiệm dựa vào lý thuyết độ cứng vững Tất bước thực thí nghiệm rõ ràng, từ thực hành cắt gọt đến đo kiểm tuân theo quy trình chặt chẽ 93 Viện SĐH-ĐHBKHN KẾT LUẬN CHUNG Trọng tâm thí nghiệm thay đổi chiều sâu cắt giữ ngun thơng số khác Thí nghiệm tiến hành máy loại máy khác thay đổi chiều sâu cắt lần Kết cho thấy: Thông số độ cứng vững hệ thống công nghệ đồ thị dựng số liệu thực, khơng có sai lệch nhiều lý thuyết thực nghiệm Chiều sâu lớn J lớn chứng tỏ độ cứng vững (nghịch đảo độ mềm dẻo) xuất theo thứ tự ưu tiên phận Cùng chiều sâu cắt có khác biệt lớn máy UF-222 máy Phay F 260 X 900 Hải phòng JUF-222> JF 260 X 900 Chiều sâu cắt có thay đổi lớn độ nhám tăng theo Với kết thu từ thí nghiệm, làm sáng tỏ sở lý thuyết độ cứng vững hệ thống công nghệ Kết thực nghiệm tương đối sát, đảm bảo tính khoa học xác Đã chứng minh tính đắn lý thuyết thông qua trị số đồ thị quan hệ Với kết thực nghiệm thu chứng minh lý thuyết đưa Tác giả muốn đưa lời kết luận: Khi gia công tinh, cần đạt độ xác cao lần gia công cuối lượng dư phải nhỏ Thí nghiệm độ cứng vững, ảnh hưởng lực cắt tới chuyển vị a Thí nghiệm tiến hành với máy UF222 Các mẫu phơi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống chiều sâu cắt thay đổi ∆T1= 2,5mm; ∆T2 = 2,0mm; ∆T3 = 1,5mm; ∆T4 = 1,0mm; ∆T5 = 0,5mm b Thí nghiệm tiến hành với máy F250 x 900 nhà máy khí Hải Phịng Các mẫu phơi thép 45 hình dạng bậc thang lên xuống, với chiều sâu thay đổi ∆t1 = 1,5mm; ∆t2 = 1,0mm; ∆t3 = 0,5mm Dao phay mặt đầu lưỡi cắt D = 120mm Quan hệ Y Po, sử dụng phần mềm Excel xác lập đồ thị quan hệ Po, y Đồ thị giống đường cong lý thuyết Thí nghiệm độ cứng vững liên quan nhám Rz Thực nghiệm máy phay đứng UF - 222, theo số liệu thí nghiệm thay đổi lực Po gây rung động mức độ biến dạng khác Tại vị trí dùng máy đo độ nhám xác định Po Rz tăng với số liệu thuyết minh 94 Viện SĐH-ĐHBKHN SUMMARIZED CONTENT OF FINAL THESIS Thesis name: “Study of hardness in the vertical milling machine” Chapter 1: summary of milling principles - Cutting process when drilling also compely with common- above mentioned principles: drilling and metal-working with shavings At the time, cutting force appeared when drilling equal edge-milling cutter having a directed force The very force from shafts caused deforming from technical factors and caused cutting corner tolerance The force during rotating may be influenced by complicated physical variables Chapter 2: An introduction to vertical milling machine - There are many alternative choices with milling machines for working, such as vertical or horizontal milling machines, image-simulated or heavy duty milling machine, automatic or digital milling machine Chapter : Study of hardness of technology system Technology system (incl cutters, machines, compliances, components) is available with perfect hardness Under cutting force, transfer from components will be deformed, stretched in contact Those components combine with others will set up instability of positioning between cutters and components, this leads to the working tolerance Firmness from each component is: JM, Jd, JCT, Jdg, it relates to force 1 1 = + + + JΣ JM JD J CT J dg Chapter 4: Experiments to specify hardness of vertical milling machine 1.Experiment of hardness, of influence to transferred Y That is done with Milling machine UF-222 Up-down step-shaped model of steel 45 with alternative in-depth cutting: ∆ T = 2,5mm, ∆ T = 2,0mm Milling machine F250 x 900 by Hai Phong Mechanic Factory Up-down step-shaped model of steel 45 with alternative in-depth cutting: ∆t1= 1,5mm, ∆t 2= 1,0mm ∆t 3= 0,5 mm, One-blade cutter D= 120 mm Relation between Y and Po is done by Microsoft Exel to form relation graph Po and Y Basically, this graph is similar to proposed curve Hardness experiment relates to rough Rz When doing with vertical milling machine MUP-320, given data also showed as similarly as that on force-alternative Po, 95 Viện SĐH-ĐHBKHN that caused vibration and various deformations At points made with roughnessmeasuring machine also are specified Po and Rz also rise through above-mention data Conclusion: - As results gained from those experiments clarified theoretical arguments of hardness and firmness by technology system - When working with dimension of small tolerance requiring high smoothness should be small and uniform in end-cutting piece Keyword: Vertical Milling Machine, Experimental, System Technology, Viet Nam 96 Viện SĐH-ĐHBKHN Tài liệu tham khảo Nguyễn Ngọc Anh-Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập 1- Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật Thạc sỹ Nguyễn Ngọc ánh-Luận văn cao học “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công máy phay CNC“ - ĐHBK Hà Nội 2002 PGS -TS Nguyễn Trọng Bình-Tối ưu hố q trình gia công cắt gọt – Nhà xuất Giáo dục 2003 Thạc sỹ Vũ Xuân Cúc-Luận văn cao học “ Nghiên cứu ảnh hưởng biến dạng hệ thống công nghệ tác dụng lực cắt đến sai số gia công“ - ĐHBK Hà Nội 1997 5.Tạ Văn Đĩnh-Phương pháp tính dùng cho trường đại học kỹ thuật- Nhà Xuất Giáo dục 1997 GS-TS Trần Văn Địch-Công nghệ phay-Nhà xuất khoa học kỹ thuật –Hà Nội GS-TS Trần Văn Địch-Báo cáo khoa học hội khí Việt Nam GS-TS Trần Văn Địch; PGS-TS Nguyễn Trọng Bình; PGS-TS Nguyễn Thế Đạt; PGS-TS Nguyễn Viết Tiếp; PGS-TS Trần Xuân Việt - Công nghệ chế tạo máy- Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2003 GS-TS Trần văn Địch - Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệmNhà Xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2003 10.Thạc Sỹ Nguyễn Tiến Đông-Luận văn cao học “ Nghiên cứu mối quan hệ rung động chế độ cắt,khả gãy dụng cụ cắt trình gia công kim loại máy phay CNC“ - ĐHBK Hà Nội-2004 11 Nguyễn Duy, Trần Sỹ Tuý, Trịnh Văn Tự - Nguyên lý cắt kim loại –NXB Đại học trung học chuyên nghiệp -1977 12.PGS-TS Tạ Duy Liêm- Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ- Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật - Hà Nội 1999 13 Bành Tiến Long, Trần Sỹ Túy, Trần Thế Lục-Nguyên lý gia công vật liệu Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật - Hà Nội 2001 14 PGS-TS Nguyễn Tất Tiến-Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại - Nhà Xuất Giáo dục 2004 97 ... chuyển động chuyển động chuyển động chạy dao Chuyển động trình tiện chuyển động quay trịn phơi, cịn phay chuyển động chuyển động quay dao Chuyển động chuyển động tạo tốc độ cắt Chuyển động động... Máy phay mặt đầu - Máy phay chép hình chuyên dùng - Máy phay chép hình gia cơng đinh vít - Máy phay nửa tự động gia công cánh quạt - Máy phay gia công bánh lệch tâm - Máy phay nửa tự động gia công. .. Nhóm máy phay chia loại sau: - Máy phay ngang công xôn - Máy phay ngang công xôn vạn - Máy phay đứng cơng xơn (Có bàn quay) - Máy phay đứng cơng xơn - Máy phay vạn có độ rộng xác cao - Máy phay đứng