Tiến hành thực nghiệm đo lực cắt với 8 x 8 = 64phôi, mỗi lần cắt là 8 phôi ứng với lợng chạy dao S và vận tốc cắt V không đổi, chỉ thay đổi chiều sâu cắt t = 0,25mm; 0,5mm; 0,75mm; 1mm; 1,25mm; 1,5mm; 1,75mm; 2mm. Sau khi cắt 1 phôi với thời gian cắt là 10phút và chế độ cắt xác định thì tiếp tục tiến hành thực nghiệm với các phôi còn lại.
- Kết quả đo lực cắt đợc tự động lu trong máy tính bằng phần mềm DASYLab. Mở chơng trình và các file đọc rồi in ra kết quả.
- Kết quả đo độ nhám bề mặt với 64 phôi đợc in ra tơng ứng với lực cắt và chế độ cắt xác định.
Sau khi có các kết quả ta xử lý số liệu thực nghiệm bằng phần mềm TableCurve2D và TableCurve3D, đây là phần mềm chuyên để xử lý số liệu và chính xác cao với hàng nghìn dạng đờng cong và phơng trình chuẩn trong th viện. Khi cần thiết lập quan hệ giữa các yếu tố đầu vào với các yếu tố đầu ra, chỉ cần nhập số liệu từ bản tính Excel mà không cần phải lập trình nh các phần mềm khác ví dụ nh Matlab, Maple.v.v...do đó, đã làm tăng độ chính xác và tin cậy của qúa trình xử lý.
Phần mềm TableCuve2D bao gồm các th viện đờng cong và phơng trình dạng 1 biến. TableCuve3D bao gồm các th viện đờng cong và phơng trình dạng 2 biến đầu vào.
- Độ tin cậy của kết quả đo đợc đánh giá thông qua độ tin cậy (%).
Hình 3.12; Hình ảnh xử lý số liệu bằng phần mềm TableCurve
* Kết quả xử lý số liệu:
- Phơng trình tổng quát có dạng hàm số mũ nh sau:
Ra = K TbFz c ( àà à ààm) (3 1) -
- Lấy Ln hai vế công thức (3 1) ta có:-
LnRa = LnK + bLnT+cLnFz (3- 2)
Đặt a = LnK; Z = LnRa; X = LnT; Y = LnFz Khi đó công thức (4-2) có dạng:
Z = a + bX +cY (3-3)
Với 8 bảng kết quả thực nghiệm ta sẽ xây dựng đợc 8 đồ thị quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) và 8 phơng trình tơng ứng
* Quan hệ giữa độ nhám Ra ( m) và thời gian T (ph), lực ààààà cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 0,25mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.5: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à
10 0.25 120 102 40.5 75 257 2.31 9.36
20 0.25 120 102 52.3 56.8 268.4 2.56 10.37 30 0.25 120 102 65.7 75.8 284.65 2.72 11.02 40 0.25 120 102 67.4 56.7 298.28 2.82 10.3 50 0.25 120 102 48.1 68.3 314.62 3.23 11.5 60 0.25 120 102 75.4 56.4 326.5 3.4 13.77 70 0.25 120 102 45.8 62.4 335.7 3.47 14.05
80 0.25 120 102 40.5 70 357 3.99 16.16
- Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t = 0,25mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.13: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 0,25mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.14. Kết quả công thức (3 1) nh sau:-
Ra = 0,0001T-0,03Fz1,768
Hình 3.14: Các hệ số xử lý số liệu tơng ứng
* Quan hệ giữa độ nhám Ra (àààààm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 0,5mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.6: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à 10 0.5 120 102 64.2 52.7 304.5 2.35 9.52 20 0.5 120 102 76.6 51.8 296.6 2.65 10.73 30 0.5 120 102 54.3 68.4 325.1 2.72 11.02
50 0.5 120 102 59.8 75.6 356.8 3.12 12
60 0.5 120 102 68.4 54.2 375.7 3.35 13.57
70 0.5 120 102 72.5 59.7 398.2 3.64 14.74 80 0.5 120 102 52.25 61.4 405.5 4.23 17.13
- Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t = 0,5mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.15: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 0,5mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.16. Kết quả công thức (3 1) nh sau:-
Ra = 0,0067T0,097Fz0,987
Hình 3.16: Các hệ số xử lý số liệu
* Quan hệ giữa độ nhám Ra (àààààm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 0,75mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.7: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à 10 0.75 120 102 146.2 159.8 389.5 2.23 9.03 20 0.75 120 102 165.3 175.4 406.2 2.45 9.92 30 0.75 120 102 174.9 129.6 426.7 2.73 11.06 40 0.75 120 102 168.4 143.8 472.3 2.96 11.99 50 0.75 120 102 186.5 176.4 485.6 3.05 12.35 60 0.75 120 102 172.9 118.9 496.4 3.3 16.7 70 0.75 120 102 153.1 110.4 510.6 3.68 14.90 80 0.75 120 102 175.78 132.81 524.4 3.88 17.8
- Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t = 0,75mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.17: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 0,75mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.18. Kết quả công thức (3 1) nh sau:-
Ra = 0,00461T0,107Fz0,993
Hình 3.18: Các hệ số xử lý số liệu
* Quan hệ giữa độ nhám Ra (àààààm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 1mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.8: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à 10 1 120 102 169.2 138.4 504.9 2.01 10.9
20 1 120 102 172.1 186.7 521.4 2.4 9.72
30 1 120 102 194.8 149.7 548.9 2.42 9.80 40 1 120 102 152.6 173.4 608.4 2.42 11.8 50 1 120 102 186.8 189.8 598.3 2.45 12.4 60 1 120 102 193.4 158.3 586.9 2.50 12.88
70 1 120 102 150 4 149 2 610 4 3 31 14
80 1 120 102 183.11 165.53 632.62 3.40 13.77 - Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t = 1mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.19: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 1mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.20. Kết quả công thức (3 1) nh sau:-
Ra = 0,34387T0,271Fz0,551
Hình 3.20: Các hệ số xử lý số liệu
* Quan hệ giữa độ nhám Ra (ààààm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ à cắt t = 1,25mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.9: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à 10 1.25 120 102 293.4 159.4 586.7 2.01 10.9 20 1.25 120 102 251.4 165.8 626.4 2.56 10.37 30 1.25 120 102 286.5 198.6 659.8 2.71 10.98 40 1.25 120 102 204.2 162.4 696.2 2.88 11.66 50 1.25 120 102 254.8 149.5 726.5 3.12 12.64 60 1.25 120 102 305.6 168.2 769.2 3.4 12.9 70 1.25 120 102 268.3 154.8 778.3 3.76 15.23 80 1.25 120 102 261.5 183.4 785.7 3.89 15.75
- Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t = 1,25mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.21: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 1,25mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.22. Kết quả công thức (3 1) nh sau:-
Ra = 0,002T-0,082Fz2,234
Hình 3.22: Các hệ số xử lý số liệu
* Quan hệ giữa độ nhám Ra ( m) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ ààààà cắt t = 1,5mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.10: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à 10 1.5 120 102 183.4 184.5 729.4 2.5 9.88 20 1.5 120 102 173.8 157.6 796.8 2.54 10.03 30 1.5 120 102 196.1 149.8 782.4 2.67 10.55 40 1.5 120 102 250.2 175.8 806.9 2.95 11.65 50 1.5 120 102 213.4 196.7 829.7 3.65 14.42 60 1.5 120 102 182.4 172.4 856.8 3.99 19.4 70 1.5 120 102 193.5 193.6 839.2 4.76 18.80
- Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t = 1,5mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.23: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 1,5mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.24. Kết quả công thức (3 1) nh sau:-
Ra = 2,3553T0,353Fz-0,138
Hình 3.24: Các hệ số xử lý số liệu
* Quan hệ giữa độ nhám Ra ( m) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ ààààà cắt t = 1,75mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.11: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à 10 1.75 120 102 268.6 183.4 859.7 2.65 10.31 20 1.75 120 102 248.2 129.7 902.5 2.86 11.13 30 1.75 120 102 206.8 231.7 958.9 3.02 11.75 40 1.75 120 102 183.9 214.9 1067.3 3.15 12.25 50 1.75 120 102 214.7 193.4 1109.4 3.21 12.49 60 1.75 120 102 243.8 186.8 1198.6 3.56 13.7 70 1.75 120 102 296.1 211.9 1238.8 4.2 19.7 80 1.75 120 102 246.8 206.4 1305.7 4.89 19.02
- Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t = 1,75mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.25: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 1,75mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.26. Kết quả công thức (3 1) nh sau:-
Ra = 0,0001T-0,09Fz1,506
Hình 3.26: Các hệ số xử lý số liệu
* Quan hệ giữa độ nhám Ra ( m) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ ààààà cắt t = 2mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
- Bảng kết quả thực nghiệm
Bảng 3.12: Kết quả thực nghiệm đo lực và đo nhám T
(phót) t (mm)
S (mm/phót)
V (m/phót)
Fx (N)
Fy (N)
Fz (N)
Ra ( m)à
Rz ( m)à 10 2 120 102 204.9 404.6 1125.8 3.04 12.37 20 2 120 102 281.6 482.7 1093.4 3.12 12.70 30 2 120 102 239.8 56438 1276.4 3.56 14.49 40 2 120 102 196.5 526.4 1305.9 3.86 15.71 50 2 120 102 183.7 508.4 1286.4 4.02 16.36 60 2 120 102 208.4 499.7 1199.5 4.25 17.30
70 2 120 102 153 9 519 2 1284 3 4 68 19 05
80 2 120 102 242.8 549.4 1369.22 4.95 20.15 - Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế
độ cắt t =2mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph
Hình 3.27: Quan hệ giữa độ nhám Ra (àm) và thời gian T (ph), lực cắt Fz (N) với chế độ cắt t = 2mm; s = 120 mm/ph, v = 102m/ph
- Xác định phơng trình
Các hệ số a; b; c nh trong hình 3.28. Kết quả công thức (3 ) nh sau:-1
Ra = 0,1376T0,209Fz0,362
Hình 3.28: Các hệ số xử lý số liệu
Kết luận chơng 3
Các trang thiết bị thực nghiệm có độ chính xác và tin cậy cao nên kết quả
thực nghiệm đạt độ tin cậy cao.
Kết quả thực nghiệm cho thấy ở các chiều sâu cắt nhỏ thì độ bóng cao, lực cắt nhỏ. Tuy nhiờn năng suất gia cụng thấp. Khi gia công tinh với chế độ cắt t
= 1 mm; S = 120 mm/ph, V = 102m/ph theo khuyến cỏo của hóng cho độ nhẵn bóng bề mặt cao, năng suất gia cụng cao rất cần thiết trong thực tế.
Sau 1 thời gian cắt dụng cụ cắt bị mòn làm cho lực cắt tăng lên rất lớn và độ nhám bề mặt lớn. Từ đó ta có thể xỏc định được thời điểm thay dụng cụ cắt,
điều khiển tự động quá trình cắt, xác định chế độ cắt tối u trong quá trình phay để đạt chất lợng bề mặt tốt nhất.
Bằng cách sử dụng dụng cụ cắt tiêu chuẩn tác giả thấy chế độ cắt của hãng
đa ra rất tối u. Do đó trong thực tế nếu sử dụng đúng chế độ công nghệ của nhà sản xuất có thể giảm đợc rất nhiều thời gian tính toán chế độ cắt đồng thời nâng cao đợc năng suất cũng nh tuổi bền của dụng cụ (t =1mm, T = 60 phỳt, Ra ≤ 2,5 m). à
KÕt luËn chung
Xây dựng phơng pháp đo lực cắt và thiết lập quan hệ để nghiên cứu sự ảnh hởng của lực cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết khi gia công trên máy phay CNC trên cơ sở đó lựa chọn chế độ gia công tinh hợp lý là nội dung trọng tâm của luận văn.
Nghiên cứu của luận văn đã đạt đợc một số kết quả sau :
Đã phân tích đợc thực trạng sử dụng máy CNC hiện nay để từ đó lựa chọn phơng án nghiên cứu khoa học trên máy phay CNC phù hợp với xu thế phát triển chung của nớc ta.
Đã phân tích, tổng hợp về cơ sở lý thuyết của quá trình cắt để làm rõ mối quan hệ giữa chế độ cắt với lực cắt làm cơ sở cho việc thực nghiệm nghiên cứu mối quan hệ giữa lực cắt và độ nhám bề mặt.
Đã xây dựng đợc mô hình thực nghiệm một cách khoa học trên cơ sở ứng dụng các thiết bị tiên tiến, hiện đại đang đợc sử dụng ở nớc ta.
Đã thiết lập đợc 8 công thức thực nghiệm xác định quan hệ giữa độ nhám bề mặt và thời gian T, lực cắt Fz khi phay thép 45 cha nhiệt luyện với các chế
độ cắt khác nhau bằng cách thay đổi chiều sâu cắt nh sau:
Ra = 0,0001T-0,03Fz1,768 Ra = 0,0067T0,097Fz0,987 Ra = 0,00461T0,107Fz0,993 Ra = 0,34387T0,271Fz0,551 Ra = 0,002T-0,082Fz2,234 Ra = 2,3553T0,353Fz-0,138 Ra = 0,0001T-0,09Fz1,506 Ra = 0,1376T0,209Fz0,362
Các kết quả thực nghiệm trên cho thấy chế độ cắt khi phay tinh thép 45 cha nhiệt luyện đạt năng suất và độ nhẵn bóng cao phù hợp với khuyến cáo của nhà sản xuất đa ra.
Có thể sử dụng kết quả nghiên cứu của luận văn để xỏc định được thời điểm thay dụng cụ cắt, điều khiển tự động quá trình cắt, chế độ cắt tối u trong quá trình phay.
Các kết quả thu đợc của luận văn khẳng định khả năng nghiên cứu thành công các vấn đề nghiên cứu về lực, chất lợng bề mặt trong tự động hoá quá
trình cắt gọt nếu nh có định hớng đúng và đầu t thiết bị tập trung.
Hớng nghiên cứu tiếp theo :
Để tiếp tục hoàn thiện các kết quả đã đợc nghiên cứu, hớng nghiên cứu tiếp theo của luận văn là giải quyết một số vấn đề sau :
Tự động hoá quá trình cắt.
Tối u hoá quá trình cắt tiến tới điều khiển thích nghi quá trình cắt.
Các nghiên cứu về mòn dụng cụ và tuổi bền dụng cụ cắt để tránh hiện tợng vì dao.