6. Phương pháp nghiên cứu
4.2. Thực nghiệm ảnh hưởng của hình dáng hình học bề mặt, thông số công nghệ đến chất
số công nghệ đến chất lượng bề mặt khi tạo hình bề mặt tự do
4.2.1. Mục đích của nghiên cứu
Hiện nay bề mặt tự do hay bề mặt điêu khắc được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống như lĩnh vực hàng không, công nghệ ô tô, thiết bị nông nghiệp, khuôn sản phẩm nhựa…nhằm đáp ứng yêu cầu về tính thẩm mỹ cũng như đáp ứng chức năng làm việc của một số chi tiết khí động học như cánh tuôc bin, cánh quạt…Hầu hết các phần mềm thiết kế hiện đại đều hỗ trợ khả năng tạo ra các bề mặt tự do trong quá trình thiết kế.
Trong quá trình gia công phay tạo hình các bề mặt tự do khi gia công khuôn mẫu trên máy CNC sẽ xuất hiện các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tạo hình bề mặt như: độ cứng
Hình 4.5 Sai số cắt lẹm khi gia công
Hình 4.6 Nhấp nhô để lại trên bề mặt gia công sau khi phay CNC
vững của hệ thống công nghệ, vật liệu của phôi, hình dáng của bề mặt chi tiết, chất lượng và thông số hình học của dụng cụ cắt, chế độ cắt…Đã có các nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của chế độ cắt là rất lớn và rõ rệt nhất tuy nhiên đối tượng của các nghiên cứu này chỉ là các bề mặt đơn giản như mặt phẳng, mặt kẻ…Nhận thấy việc xác định chế độ gia công hợp lý khi gia công bề mặt tự do trên máy CNC với các trang thiết bị hiện đại nhằm khai thác tối đa tính năng của thiết bị là rất cần thiết. Tác giả chọn đối tượng thí nghiệm là bề mặt lõi khuôn cánh quạt đặc trưng cho bề mặt tự do elip lõm làm đối tượng nghiên cứu để xác định mối quan hệ về mặt toán học giữa chế độ cắt với nhám bề mặt khi tạo hình trên máy CNC bằng dao phay ngón đầu cầu.
4.2.2. Điều kiện thực nghiệm
Sơ đồ thực nghiệm ế
- Phôi thí nghiệm: phôi thép có kích thước 70mm x 65mm x 100mm.
- Vật liệu gia công: Thép S50C theo tiêu chuẩn JIS C4051 có độ cứng 27 HRC - Điều kiện gia công: Không sử dụng dung dịch trơn nguội
- Chế tạo mẫu: Mẫu lõi khuôn cánh quạt là sản phẩm được thiết kế từ chi tiết nguyên thủy bằng công nghệ “kỹ thuật ngược” (Reverse Engineering).
Mẫu thí nghiệm được gia công trên trung tâm gia công Mikron UCP 600; Hệ điều khiển Heidenhain; Công suất 46 kVA; trục chính điều khiển tốc độ vô cấp từ 0 – 12000 vòng/phút
- Dụng cụ cắt: Dao phay ngón đầu cầu thép gió φ10 hai răng cắt.
- Thiết bị đo: Máy đo độ nhám SV-C3000CNC của hãng Mytutoyo có khả năng xoay đầu đo trong phạm vi 135o kết hợp với đồ gá xoay được đặt trên bàn đo có du xích điều khiển các chuyển động theo các phương X, Y. Cho phép mở rộng phạm vi đo các bề mặt phức tạp.
Thiết bị được hỗ trợ bởi phần mềm Formtracepak.
Tốc độ dịch chuyển của các trục có thể lên đến 200mm/s.
Có thể đo đối với các bề mặt nghiêng, mặt cong thông qua điều khiển hướng của trục X và Y.
Phương pháp đo: Phương dịch chuyển của đầu đo vuông góc với vết gia công.
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:
- Nhám bề mặt - Sai lệch kích thước QÚA TRÌNH CẮT TRÊN MÁY PHAY CNC
Hình 4.7 Đo độ nhám bề mặt chi tiết khuôn mẫu trên máy đo độ nhám C3000
Máy đo tọa độ CMM Brown & Shape 544 với đầu đo tiếp xúc có chuyển động theo hệ tọa độ Đềcác với 3 trục X, Y, Z. Trong quá trình đo chi tiết được gá cố định trên bàn máy làm bằng đá Granite do đó khi đo đầu đo di chuyển trên bề mặt chi tiết. Dẫn động đầu đo có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động theo chương trình.
- Độ chính xác kích thước được đánh giá bằng cách dùng máy đo tọa độ CMM để xác định tọa độ ở dạng đám mây điểm các mẫu thí nghiệm sau đó đưa vào phần mềm Geomagic Studio12 phân tích so sánh với mẫu thiết kế (mẫu CAD).