6. Phương pháp nghiên cứu
3.2.3.Thực nghiệm về mòn dao phay ngón đầu cầu khi tạo hình bề mặt tự do trên máy
trên máy phay CNC
3.2.3.1. Mục đích của nghiên cứu
Ngày nay các bề mặt cong phức tạp hay còn gọi là các bền mặt tự do (bề mặt điêu khắc) được bắt gặp nhiều ở các chi tiết như các thiết bị điện, điện tử, cánh tuocbin, các chi tiết khuôn mẫu… Để tạo hình các bề mặt tự do với tiêu chí năng suất cao và giá thành rẻ hiện nay phương pháp phổ biến nhất là thực hiện trên các trung tâm phay CNC. Dụng cụ cắt sử dụng cho máy phay CNC có nhiều hình dạng và kết cấu khác nhau đáp ứng cho từng bước công nghệ, khi gia công tinh các bề mặt tự do như bề mặt của các lòng khuôn thì dụng cụ cắt thường dùng là dao phay ngón đầu cầu vì nó có đặc điểm là có khả năng lấy đi lượng dư lớn nhất khi gia công các bề mặt cong, về lý thuyết thì nếu bán kính cong của mọi điểm trên bề mặt mà lớn hơn bán kính cong của đầu dao thì dao sẽ lấy hết được lượng dư gia công. Tuy nhiên dao phay cầu có đặc điểm là lưỡi cắt được bố trí trên bề mặt cầu do đó đường kính của dao phay cầu không cố định mà thay đổi và giảm dần về phía mũi dao.
Từ đó có thể thấy quá trình cắt bằng dao phay đầu cầu trên máy phay CNC là rất phức tạp. Để nâng cao quá trình cắt của dao phay ngón đầu cầu các nghiên cứu hiện nay chủ yếu tập trung vào các phương pháp phủ bề mặt để nâng cao tuổi thọ của dụng cụ, phát triển và tìm kiếm những vật liệu dụng cụ mới.
Mòn dao phay đầu cầu ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác gia công, chất lượng bề mặt khuôn mẫu, tuổi bền dụng cụ và toàn bộ khía cạnh kinh tế của quá trình gia công. Đối với dao phay đầu cầu quy luật khi gia công các bề mặt cong, bề mặt không gian mài mòn diễn ra ở mặt cong của lưỡi cắt phụ thuộc vào hình dáng bề mặt gia công.
Từ những phân tích trên có thể thấy mòn là thông số quan trọng của quá trình công nghệ, nó là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất và trực tiếp đến các chỉ tiêu kỹ thuật của quá trình công nghệ như, biến dạng của hệ thống công nghệ, nhiệt cắt, lực cắt…do đó nó ảnh hưởng quyết định đến độ chính xác gia công.
Do vai trò quan trọng như vậy nên trong công nghệ gia công trên các trang thiết bị truyền thống cũng như trên các máy móc thiết bị hiện đại như các trung tâm gia công người ta luôn tìm cách kiểm soát mòn dụng cụ, xác định quy luật mòn dụng cụ cắt từ đó xác định tuổi bền dụng cụ. Tuy nhiên việc xác định mòn dụng cụ là rất khó khăn nhất là với điều kiện ở Việt Nam. Hiện nay, các nghiên cứu về mòn dụng cụ chủ yếu tập trung vào sự ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến tuổi bền của dao tiện, dao phay đầu bằng [9], [12], [36], mô hình hóa để xác định mòn dụng cụ thông qua lực cắt, chất lượng bề mặt [7], [37]. Bên cạnh đó là các nghiên cứu về thiết bị giám sát mòn trực tiếp trong quá trình gia công [29] tập trung vào các bề mặt cơ bản như mặt phẳng, mặt trụ. Đối với bề mặt cong, bề mặt tự do các nghiên cứu về mòn, tuổi bền nhất là đối với dao phay ngón đầu cầu với tính chất phức tạp của hình dạng lưỡi cắt nên còn hạn chế.
Ở phần này tác giả trình bày một nghiên cứu thực nghiệm làm rõ ảnh hưởng của vị trí tiếp xúc giữa chi tiết và dao phay ngón đầu cầu đến mòn dụng cụ cắt, xây dựng mối quan hệ cho thấy ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến mòn dụng cụ cắt khi phay bề có dạng elip lõm.
3.2.3.2. Điều kiện thực nghiệm
Sơ đồ thực nghiệm ế
- Máy phay CNC Lead Well V30 (do Đài Loan sản xuất); Hệ điều khiển Fanuc M18i; Công suất 46 kVA; trục chính điều khiển tốc độ vô cấp từ 0 – 8.000 vòng/phút
- Dụng cụ cắt: Dao phay ngón đầu cầu thép gió φ10 hai răng cắt.
CÁC YẾU TỐ ĐẦU VÀO
- Chế độ cắt
- Phương pháp gia công - Hình dáng hình học của phôi, vật liệu gia công
- Loại dụng cụ cắt và vật liệu gia công
- Điều kiện gia công
c¸c yÕu tè ®Çu ra:
Mòn dụng cụ cắt : - Mòn mặt sau - Mòn mặt trước - Khối lượng mòn QÚA TRÌNH CẮT TRÊN MÁY PHAY CNC
- Thiết bị đo:
* Máy hiển vi quang học Quick Scope CNC QS250Z của hãng Mitutoyo. Với: Khả năng phóng đại từ 28 ÷ 193 lần.
Điều khiển tiêu điểm đo bằng tọa độ số CNC, sử dụng camera màu CCD với độ phân giải cao 0,5 µm (0,0005mm). Kết nối với máy tính thông qua phần mềm QSPAK.
Thiết bị được trang bị đèn Halogen nâng cao chất lượng đo.
Khả năng dịch chuyển theo các tọa độ X : Y : Z (mm): 200 :250 :100 Độ chính xác: 2,5 µm
.
Cân phân tích
Hình 3.26 Máy hiển vi quang học Quick Scope QS250Z và kết quả đo
Cân phân tích CPA124S của hãng Sartorios (do Đức chế tạo) với thông số kỹ thuật: - Khả năng cân lớn nhất:120g, kích thước đĩa cân: φ 80 mm
- Chức năng: có thể thay đổi nhiều đơn vị trọng lượng, tự động điều chỉnh chuẩn đo.
Hình 3.28 Hình ảnh vết mòn mặt sau của dao phay ngón đầu cầu trước và sau khi gia công (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.29 Hình ảnh vết mòn mặt trước của dao phay ngón đầu cầu trước và sau khi gia công
- Vật liệu gia công: Thép S50C theo tiêu chuẩn JIS C4051 có độ cứng 27HRC - Điều kiện gia công: Không sử dụng dung dịch trơn nguội
- Kiểu đường dụng cụ (toolpath): Spiral