a. Máy
Thí nghiệm đƣợc tiến hành trên máy tiện kỹ thuật số CNC - Quick turn smast 200 của hãng Mazak - Nhật bản.(hình vẽ 3.3)
3.2 Các dạng mảnh PCBN[28]
64
3.3 Máy tiện Quick turn smat 200 tại trung tâm thí nghiệm trường ĐH KTCN
Dòng máy tiện CNC " Quick Turn Smart" kết hợp các tính năng thông minh mang lại năng suất, độ chính xác và độ tin cậy cao. Hệ thống hội thoại thông minh Mazatrol đƣợc thiết kế dễ dàng vận hành và phần mềm với độ tin cậy cao.Bên cạnh đó, hệ thống CNC có thể tận dụng cả 2 chƣơng trình định dạng mã EIA/ISO và chƣơng trình hội thoại.
Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của máy tiện CNC
Dòng máy Quick Turn Smart 200
Kích thƣớc mâm cặp 200mm (8")
Đƣờng kính gia công lớn nhất φ 350mm (φ14")
Bar work capability φ 65 mm ( φ 2.56" ) *1
Chiều dài gia công lớn nhất 541mm ( φ 21.299" ) *2
Hành trình trục (X/Z) 195 / 560 mm ( 7.75" / 22" )
Tốc độ trục chính 5000 rpm , 15kw ( 20 hp )
Sức chứa ổ dao 12
Diện tích lắp đặt yêu cầu 2630 × 1685 mm ( 103.5" × 66.1" )
b. Thân dao
65
3.4. Thân dao tiện ngoài của hãng Sandvik
c. Mảnh dao
Mảnh dao PCBN ký hiệu: DNGA150404E
3.5 Mảnh dao PCBN của hãng Sandvik
d. Phôi
Thép 9XC là thép thép hợp kim dụng cụ thƣờng đƣợc sử dụng chế tạo dụng cụ cắt với vận tốc thấp và các chi tiết yêu cầu về khả năng chịu ma sát, mòn cao.
Bảng 3.4 Thành phần hóa học của phôi thép 9XC[4].
C Si P Mn Ni Cr Mo
0,823 1,2351 0,0241 0,5862 0,0332 1,113 0,0192
V Cu W Ti Al Fe
66
Phôi thép hợp kim 9XC sử dụng trong thí nghiệm có chiều dài: L = 300mm, đƣờng kính: 62, tôi thể tích đạt độ cứng 56 – 58 HRC. Thành phần hóa học của phôi đƣợc xác định bằng phƣơng pháp phân tích quang
phổ cho trên bảng 3.4[4]. e. Thiết bị đo
Thiết bị đo nhám bề mặt Mitutoyo SJ-201 (Nhật Bản) (hình 3.6)
- Sơ đồ thí nghiệm: Mô tả trên hình 3.7
+ Chế độ thực nghiệm đƣợc lấy nhƣ sau[4]:
- Vận tốc cắt: v = 100 ÷ 170 m/s - Chiều sâu cắt: t = 0,09 ÷ 0,15 mm
- Lƣợng chạy dao: f = 0,07 ÷ 0,15 mm/vòng
Theo các công thức từ (1.1) đến (1.8) thì ta thấy các giá trị Ts, Tc, Ti, Ct, C1, C0 đều là những hằng số, vì vậy nó không ảnh hƣởng đến bài toán tối ƣu hóa chế độ cắt, vì vậy tác giả đƣa ra một bộ số liệu tham khảo để thực hiện bài toán tối ƣu hóa chế độ cắt nhƣ sau [17]:
Ts = 0.12 phút;Tc = 0.26 phút;Ti = 0.04 phút; Ct = 271000VNĐ;C1 = 6200VNĐ;
C0 = 1600VNĐ;
Vì đây là tiện tinh, lực cắt bé nên nó sẽ thỏa mãn các điều kiện về lực hay công suất máy.
Mỗi mảng dao PCBN đƣợc dùng để tiện liên tục bề mặt trụ ngoài của phôi thép 9XC cho đến khi chiều cao vùng mòn mặt sau đạt giá trị xác định là 120 m[4], để đánh giá tuổi thọ của dụng cụ thì có nhiều cách, dụng cụ cần phải mài lại hoặc thay thế khi hỏng và không còn khả năng cắt gọt, khi nhiệt cắt tăng cao và tạo thành hoa lửa,
L cat
D
L
t f
n
3.7 Sơ đồ thí nghiệm tối ưu hóa khi tiện
67
khi quá trình cắt gây ồn lớn hoặc rung động mạnh, khi kích thƣớc của chi tiết thay đổi mạnh hay quan sát thấy lƣợng mòn của dụng cụ thay đổi một lƣợng cụ thể. Tác giả đánh giá mòn dao sơ bộ qua tiếng ồn khi cắt, kiểm tra kích thƣớc chi tiết nếu sai lệnh quá lớn và quan sát thấy dao mòn một lƣợng thì dừng lại và thay bằng mảnh dao mới. Sau đó, mảnh dao đƣợc tháo ra để kiểm tra và tuổi thọ dụng cụ cũng đƣợc đánh giá
thông qua diện tích bề mặt gia công đã đạt đƣợc Sc(cm2). Nhám bề mặt đƣợc đo bằng
thiết bị phân tích bề mặt Mitutoyo SJ.201 hiển thị số sau khi thực hiện thời gian cắt t = 3 phút.