Ngoài ra, dung dịch tưới nguội cũng làm giảm nhiệt cắt và giảm ma sát cũng làm giảm biến dạng.
3.3. Chất lượng bề mặt gia công
Chất lượng bề mặt gia công được đánh giá bởi 2 yếu tố: - Cơ tính lớp bề mặt.
- Độ nhám bề mặt gia công.
43
Ở đây ta nghiên cứu về độ nhám bề mặt gia cơng vì nó biểu hiện rõ nhất ảnh hưởng của việc chọn dao, chế độ cắt tới chất lượng bề mặt gia công.
Để đánh giá nhám bề mặt hai thông số được sử dụng nhiều nhất là: - Sai lệch trung bình số học của profin Ra.
- Chiều cao mấp mô của Profin theo mười điểm Rz.
44
CHƯƠNG 4: DỤNG CỤ CẮT GIẢM CHẤN TRONG CÔNG NGHỆ TIỆN 4.1 Cán dao giảm chấn của hãng Sandvik. 4.1 Cán dao giảm chấn của hãng Sandvik.
4.1.1 Giới thiệu về cán dao giảm chấn.
Trong q trình gia cơng có nhiều trường hợp bề mặt gia cơng khó tiếp cận. Cán dao cần gá dài, cán dao không cứng vững dễ xảy ra rung động. Chiều dài gá dao lớn 1,5 lần chiều cao cán dao được xem cán dao gá dài, giải pháp có thể giảm rung động là cán dao giảm chấn.
Cán dao giảm chấn là một thương hiệu nổi tiếng của Sandvik và thu hút được nhiều sự quan tâm trong lĩnh vực dụng cụ cắt gọt kim loại. Họ đã thiết kế một cơ cấu để giảm rung động trong quá trình cắt với hệ thống giảm chấn ở bên trong cán dao (Hình 4.1 – Hình 4.2). Phần lớn các trường hợp cần sử dụng cán dao giảm chấn trong những trường hợp khó tiếp cận bề mặt gia công, yêu cầu gá dao dài mà vẫn tăng năng suất cắt gọt và cải thiện chất lượng bề mặt gia công.
Cán dao giảm chấn khơng phải loại bỏ hồn tồn rung động trong tồn bộ quá trình cắt. Nhưng cán dao giảm chấn là một trong những biện pháp giúp giảm thiểu hiện tượng rung động trong suốt quá trình cắt. Rung động khi dao mới vào cắt, khi lẹo dao hoặc phôi biến cứng… giảm rung động hiệu quả và trong suốt q trình gia cơng, giúp cải thiện năng suất, hiệu quả trong quá trình cắt.
Rung động thường làm hạn chế giá trị của các tham số chế độ cắt như vận tốc cắt, bước tiến và chiều sâu cắt. Đây là 3 yếu tố chế độ cắt có thể thay đổi phù hợp q trình gia cơng. Hạn chế giá trị chế độ cắt làm giảm năng suất trong q trình gia cơng. Bằng cách sử dụng cán dao giảm chấn nhà sản xuất có thể tăng các giá trị các thơng số chế độ cắt mà vẫn đảm bảo an toàn và giảm thiểu rung động, dung sai kích thước và chất lượng bề mặt. Tăng năng suất bóc tách kim loại, giảm thời gian gia cơng qua đó giảm chi phí sản xuất.
45
(a) (b) (c)
Hình 4.1: Cán dao tiện chống rung [1].
Hình 4.2: Cán dao doa chống rung [1].
4.1.2 Cấu tạo cán dao giảm chấn.
Cán dao giảm chấn tiện, phay và doa của hãng Sandvik có cấu tạo giống nhau. Bên trong cán dao giảm chấn là một hệ thống giảm chấn bao gồm: phần thân là một khối kim loại được xem là đối trọng, được giữ ở giữa nhờ hai miếng đệm cao su. Bên trong có một loại dầu đặc biệt để tăng khả năng giảm chấn (hình 4.3, hình 4.4).
Hình 4.3: Cấu tạo cán dao giảm chấn [1]
A B C
D
E
46
A: Đệm cao su.
B: Đối trọng được bao phủ bên trong cán dao bằng một lớp dung dịch dầu nhờn. C: Thân cán dao.
D: Đầu dao. E: Insert.
Hình 4.4: Cán dao phay giảm chấn [1]
Đồ thị hình 4.5 thể hiện sự khác nhau khi có rung động của cán dao thường và cán dao giảm chấn theo thời gian t.
Hình 4.5: Quá trình tắt rung động của cán dao thường và dao giảm chấn [1]
47
4.1.2.1. Nguyên lý giảm chấn trong cán dao.
Cán dao giảm chấn sử dụng nguyên lý hấp thụ rung động. Hấp thụ rung động là quá trình chuyển dao động áp đặt lên công cụ gia công thành dao động riêng của bộ phận giảm chấn, bộ phận này sẽ rung động với tần số riêng lệch pha 180 so với rung động bên ngoài để tạo ra một lực cùng phương ngược chiều và có độ lớn bằng với ngoại lực tác dụng. Nhờ vậy rung động được loại bỏ trong suốt q trình gia cơng.
Khi gia cơng, rung động được tạo ra thì tồn bộ động năng, năng lượng được hấp thụ thông qua đối trọng. Do đối trọng được bao phủ bởi một lớp dầu nhờn nên năng lượng sẽ bị hấp thụ trong lớp dầu và rung động bị triệt tiêu.
4.2. Tính kinh tế trong đầu tư dụng cụ cắt giảm chấn.
- Chí phí đầu tư cán dao giảm chấn đắt hơn so với cán dao thường, nhưng lợi ích sử dụng cán dao giảm chấn mang lại rất lớn thể hiện trong hệ thống công nghệ như: máy – đồ gá – dao và chi tiết gia công.
- Ưu điểm:
+ Băng máy ít mịn, trục chính ít rung động, tăng tuổi thọ của máy. + Đồ gá ít rung động, tăng độ chính xác gia cơng và tuổi thọ đồ gá. + Mảnh insert ít mẻ, cán dao ít dao động, tăng tuổi thọ của dao.
+ Tăng độ chính xác dung sai kích thước và độ nhám bề mặt gia công. + Chi tiết gia công đạt yêu cầu chế tạo, yêu cầu lắp ráp, tăng độ bền. + Tăng chế độ cắt, giảm thời gian gia công, tăng năng suất.
+ Giảm tiếng ồn nơi làm việc, cải thiện sự an tồn khi gia cơng.
+ Cán dao có thể giảm chấn trong suốt q trình gia cơng và sử dụng trong loạt sản xuất.
- Nhược điểm: chi phí mua cán dao cao. Chi phí mua cán dao giảm chấn được thể hiện trên hóa đơn nên dễ dàng nhìn thấy và có giá trị đắt hơn cán dao thường; ưu điểm khi sử dụng cán dao giảm chấn, các ảnh hưởng của cán dao mang lại cần phải phân tích mới thấy. Các cơng ty sản xuất ở Việt Nam chỉ nhìn lợi nhuận bên ngồi mà khơng phân tích cái lợi bên trong.
48
- Việc chứng minh các ưu điểm của cán dao giảm chấn khơng khó và có thể chứng minh trong loạt sản xuất cụ thể, chứng minh trong giai đoạn sản xuất để so sánh chi phí sản xuất khi sử dụng cán dao thường nên xét trên tổng các chi phí như: cán dao, insert dao, thời gian gia cơng, thời gian ngừng máy, số phế phẩm … So sánh năng suất và doanh thu trong loạt chứng minh bằng số liệu và các trị số cụ thể. Cần thay đổi tư duy đầu tư sản xuất theo hướng cơng nghiệp hiện đại, chun mơn hóa. Phân tích sâu rộng các yếu tố ảnh hưởng của cán dao giảm chấn liên quan đến các yếu khác để thấy được giá trị thực của cán dao giảm chấn.
- Cán dao giảm chấn có chi phí cao hơn cán dao thường, nhưng sử dụng cán dao giảm chấn là một trong những biện pháp giảm chi phí sản xuất, giảm chi phí đầu tư dụng cụ cắt, đảm bảo an tồn trong q trình gia cơng, giảm thời gian gia cơng, thời gian ngừng máy, góp phần tăng năng suất, tăng lợi nhuận và khả năng cạnh tranh.
4.3. Thiết kế cán dao giảm chấn. 4.3.1 Mơ hình tốn học 4.3.1 Mơ hình tốn học
4.3.1.1 Mơ hình cơ cấu giảm chấn theo phương Z a. Trường hợp cán dao thường a. Trường hợp cán dao thường