4. Phương pháp nghiên cứu
1.2. Công nghệ gia công trên Trung tâm phay CNC và mô hình hóa quá trình cắt khi
1.2.1. Đặc điểm cơ bản của Trung tâm phay CNC 1.2.1.1. Tính tự động hóa và linh hoạt cao
Các trung tâm phay CNC khả năng thực hiện nhiều chuyển động tự động, có thể gia công nhiều dạng sản phẩm phức tạp, với các phương pháp đa dạng như phay, khoan, taro... và thích nghi nhanh với các đối tƣợng gia công thay đổi.
1.2.1.2. Tính tập trung nguyên công cao
Các trung tâm phay CNC có khả năng thực hiện một số lƣợng lớn các nguyên công khác nhau chỉ trong một lần gá.
1.2.1.3. Tính chính xác cao
24
Các trung tâm phay CNC có khả năng gia công các sản phầm với độ chính xác cao và chất lƣợng bề mặt tốt và ổn định trong các quá trình gia công.
1.2.1.4. Hiệu quả kinh tế cao
Các trung tâm phay CNC khi gia công có tốc độ dịch chuyển lớn, khả năng thay dao tự động, giảm thời gian phụ xuống thấp nhất, tự động hóa cao nên cho năng suất gia công cao.
1.2.2. Mô hình hóa quá trình cắt khi phay[5], [12]
1.2.2.1. Các yếu tố đầu vào
Các yếu tố đầu vào của quá trình phay nhƣ: Máy, phôi, chế độ cắt, dụng cụ gia công, phương pháp gia công, dung dịch trơn nguội có ảnh hướng quyết định đến chi phí gia công và chất lƣợng bề mặt, độ chính xác của chi tiết gia công.Ứng với điều kiện gia công cụ thể thì chế độ cắt là thông số đầu vào duy nhất thay đôi, các thông sổ còn lại thường không thay đổi.
1.2.2.2. Các đại lƣợng đặc trƣng xuất hiện trong và sau quá trình cắt khi phay Các đại lƣợng đặc trƣng xuất hiện trong và sau quá trình cắt khi phay bao gồm:
Lực cắt, nhiệt cắt, mòn dao, rung động. Các đại lượng này chịu ảnh hường của các thông số đầu vào có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau trong quá trình cắt và ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số đầu ra là chất lƣợng và chi phí gia công. Chính vì vậy cácđại lƣợng đặc trƣng xuất hiện trong quá trình phay luôn là mục tiêu của nhiều công trình nghiên cứu.
1.2.2.3. Các thông số đầu ra a. Chất lượng gia công
Chất lƣợng gia công là một trong các yếu tố cơ bản cần phải đạt đƣợc của tất cả các quá trình gia công. Chất lƣợng gia công là chỉ tiêu đánh gia khả năng làm việc của chi tiết gia công. Chất lƣợng gia công bao gồm nhiều chỉ tiêu đánh giá nhƣ: sai lệch kích thước hình dán bề mặt, chất lượng bề mặt chi tiết…
25 b. Chi phí gia công và năng suất gia công
Chi phí gia công hoặc năng suất gia công thường được chọn là hàm mục tiêu để nghiên cứu tối ưu hoá nguyên công. Đối với nguyên công phay người ta thường chọn hàm chi phí gia công K = f(V, Sz, B, t) làm hàm mục tiêu để giải bài toán xác định chể độ cắt tối ƣu trên cơ sở các chỉ tiêu chất lƣợng nguyên công làm điều kiện ràng buộc.
Hình 1.5. Mô hình hóa quá trình cắt khi phay
CÁC YẾU TỐ ÐẦU VÀO
CÁC YẾU TỐ XUẤT HIỆN TRONG
QUÁ TRÌNH PHAY
CÁC YẾU TỐ ÐẦU RA
MÁY
- Trung tâm phay CNC - Ðộ cứng vững của máy
TÍNH KINH TẾ - Chi phí gia công - Nang suất gia công PHÔI
- Hình dáng hình học, kích thước phôi
- Ðộ cứng vững của máy CHẾ ÐỘ CẮT
- Vận tốc cắt v - Lƣợng tiến dao S - Chiều sâu cắt t - Góc nghiêng dao DỤNG CỤ GIA CÔNG - Kiểu dao, vật liệu làm dao
- Thông số hình học PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG - Sơ đồ cắt
- Phương pháp gia công DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI - Thành phần dung dịch - Chế độ tưới
CHẤT LƢỢNG
- Sai lệch hình dáng hình học, kích thước và vị trí tương quan
- Chất lƣợnng bề mặt - Ðộ nhẵn bề mặt - Tổ chức lớp bề mặt - Tính chất cơ lý lớp bề mặt - Ðộ cứng tế vi
LỰC CẮT
NHIỆT CẮT
MÒN DAO
RUNG ÐỘNG
26
1.2.3. Khả năng công nghệ của Trung tâm phay CNC
Trong ngành công nghiệp cơ khí hiện nay, công nghệ khuôn mẫu đang phát triển mạnh mẽ với đa dạng mẫu mã, chủng loại, nhiều chi tiết có biên dạng phức tạp với yêu cầu chất lƣợng cao và giá thành rẻ và chúng đƣợc gia công phần lớn trên các Trung tâm CNC. Dao phay cầu là một trong những dụng cụ đƣợc sử dụng phổ biến trên trung tâm CNC trong gia công các loại khuôn mẫu phức tạp.
Một số loại sản phẩm và khuôn mẫu có biên dạng phức tạp đƣợc gia công trên trung tâm phay CNC:
- Chi tiết có biên dạng phức tạp ( hình 1.6a) - Các loại khuôn mẫu ( Hình 1.6b,c,d)
a b
c d
Hình 1.6. Một số chi tiết biên dạng phức tạp gia công trên Trung tâm phay CNC
27
Khi gia công bằng dao phay cầu trên trung tâm gia công CNC, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công là: chế độ cắt, đường chạy dao và góc nghiêng của dao so với chi tiết gia công. Trong các yếu tố nêu trên thì chế độ cắt và góc nghiêng của dao so với chi tiết gia công là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt chi tiết, song chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều. Chính vì vậy, tác giả chọn đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng và chế độ cắt đến chất lượng bề mặt khi gia công trên trung tâm CNC bằng dao phay cầu” để nghiên cứu.