c) Phân tích mối quan hệ giữa đồ thị ổn định thực và đồ thị ổn định
2.2.2.2. Họ đường cong ổn định của máy phay trong hệ toạ độ
độ không gian ba chiều
Nhưđã nói ở trên, đồ thịổn định là cơ sở để lựa chọn chếđộ cắt hợp lý cho các quá trình công nghệ gia công hoặc làm cơ sở dữ liệu cho việc tối ưu hóa quá trình gia công theo mục tiêu ổn định.
Việc lựa chọn chếđộ cắt hợp lý cho một quá trình gia công nào đó đòi hỏi phải lựa chọn bộ ba thông số: Tốc độ cắt V, bước tiến dao s và chiều sâu cắt t sao cho bộ thông sốđó đảm bảo được chất lượng gia công, năng suất cắt gọt cao và an toàn cho hệ thống công nghệ. Mục tiêu đó đặt ra cho chúng ta một yêu cầu là: Phải thể hiện
được mối quan hệ của ba thông số chế độ cắt trong sự tương tác đồng thời. Nếu thể hiện được quan hệ đó thì khi lựa chọn một thông số nào trong đó thì phải xem xét sự liên quan của nó với hai thông số kia. Đó là cách lựa chọn tối ưu.
Họđường cong ổn định trong hệ tọa độ phẳng không thỏa mãn được yêu cầu này. Họ đường cong ổn định trong không gian được xây dựng dưới đây đáp ứng được đòi hỏi đó.
Trong hệ toạ độ không gian này, ba trục toạ độ biểu thị ba yếu tố của chếđộ cắt là tốc độ cắt V, sz và tk (hình 3.11).
Ta sẽ phân tích kỹ cấu trúc của đồ thị này để làm rõ ý nghĩa của nó:
• Ứng với m cấp tốc độ của máy sẽ có một họđường cong ổn định gồm m đường nằm trong m mặt phẳng song song với mặt phẳng toạđộ szOtk
• Hình chiếu của chúng trên mặt phẳng toạ độ szOtk sẽ gối chồng lên nhau thành một đường liên tục. Đó chính là hình biểu diễn họđường cong ổn định trong hệ toạđộ phẳng ở hình 3.10.
• Mỗi đường cong ở một tốc độ Vi tạo nên một khối cong bị giới hạn bởi ba mặt phẳng tọa độ, các mặt phẳng song song với mặt phẳng các mặt phẳng tọa độ và mặt cong tạo bởi chính nó và hình
chiếu của nó trên mặt phẳng szOtk ví dụ, đường cong ổn định B1A1H1 ở tốc độ V1 (hình 3.12) tạo nên khối cong mà đáy trên của nó là đa giác BlB13VlH12HlAl và đáy dưới của nó là hình chiếu của đa giác này trên mặt mặt phẳng tọa độ szOtk
Ứng với thời điểm trên đường cong, ta dựng được một khối hộp chữ nhật mà độ lớn của khối hộp đó là giá trị của thể tích cắt tới hạn. Khối hộp đó cũng biểu thị độ lớn của năng lượng hữu ích của quá trình cắt để tách ra được phoi kim loại có thể tích đúng bằng thể tích tới hạn này.
Chẳng hạn, điểm A1 là điểm ứng với quá trình cắt sử dụng bước tiến dao giới hạn szg Khối hộp có đáy trên là A1A13VlA12 và đáy dưới là hình chiếu của hình chữ nhật đó trên mặt phẳng szOtk biểu thị năng lượng tới hạn ổn định của hệ thống gia công phay theo một phương xác định (năng lượng toàn phần).
Nếu máy có m cấp tốc độ, theo chiều đi lên của trục V, ta sẽ có m khối cong xếp chồng lên nhau và khối trên lệch đi so với khối dưới một khoảng đúng bằng độ lớn của bức tiến dao. Khi tốc độ càng tăng lên thì VBL càng bị thu hẹp dần và đến một lúc nào đó
thì biến mất. Toàn bộ chuỗi bước tiến dao của máy trở thành VBB và đồ thị chỉ còn một nhánh nhưđường cong AiHi trên hình 3.13.
Tuy nhiên, vì tốc độ càng cao thì trị số của các bước tiến càng bé. Vì vậy, tốc độ càng cao thì đồ thị càng ngắn dần lại và tất nhiên là khối cong lúc này cũng bé dần lại (hình 3.13). Kết quả là các khối cong chồng lên nhau thành một khối tháp lệch như hình 3.11.
Đồ thị ổn định trong không gian như hình 3.11 là đồ thị xây dựng cho các máy phay điều chỉnh tốc độ trục chính và tốc độ chạy dao phân cấp. Vì vậy nó có dạng bậc cấp. Nếu ta nối điểm đầu các đường cong ổn định với nhau ta sẽ có một đường liên tục như hình 3.14. Khi đó mặt bên của tháp không còn bậc cấp nữa mà là một mặt trơn. Đồ thịổn định lúc này là đồ thị ổn định của hệ thống công nghệ mà tốc độ trục chính và tốc độ chạy dao điều chỉnh vô cấp.
Hình 3.14. Tháp năng lượng tới hạn ổn định của máy phay trong trường hợp tốc độ trục chính và tốc độ chạy dao điều chỉnh vô cấp