+ Dưới tác dụng của lực cắt, cơ hệ (hệ thống công nghệ) gồm máy phay – đồ gá – dao phay – chi tiết bị rung động cưỡng bức.
+ Rung động này gây ra một số tác hại chính như: làm giảm chất lượng bề mặt, gây ra sai số kích thước của chi tiết gia công, làm lệch các bộ phận của máy dẫn đến giảm độ bền của máy và làm gãy dụng cụ cắt.
+ Trong ba đặc trưng (tần số, biên độ và pha) của rung động thì đặc trưng biên độ gây ảnh hưởng trực tiếp và lớn nhất. Biên độ của rung động phục thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau: chiều sâu cắt (t), chiều rộng cắt (B), vận tốc cắt (S) và lượng chạy dao (F). Đây là bốn thông số công nghệ đặc trưng cho chế độ gia công trên máy phay CNC 5 trục
- Để hạn chế tác dụng của rung động nhằm nâng cao chất lượng bề mặt cho chi tiết máy người thiết kế quy trình công nghệ cần chọn chế độ cắt bao gồm: chiều sâu cắt (t), chiều rộng cắt (B), vận tốc cắt (S) và lượng chạy dao (F) một cách hợp lý
- Trong quá trình gia công trên máy phay CNC 5 trục, người vận hành có thể thay đổi trực tiếp vận tốc cắt thông qua hai nút ấn và lượng chạy dao thông qua một công tắc xoay 16 tiếp điểm trên bộ điều khiển CNC.
- Dựa trên việc tiến hành đo và thu thập dữ liệu rung động của máy trong nhiều chế độ gia công khác nhau.
- Tổng hợp các kết quả đo này, tác giả nhận thấy rằng mỗi khi dụng cụ cắt vào phôi sẽ gây ra rung động có gia tốc lớn
- Tín hiệu gia tốc rung động này xuất hiện khi lưỡi dao phay ăn vào chi tiết gia công. Khi lưỡi dao bắt đầu ăn vào chi tiết, gia tốc rung động còn nhỏ. Gia tốc rung động sẽ lớn nhất khi lưỡi dao ăn sâu vào chi tiết nhiều nhất và giảm dần khi lưỡi dao phay đi ra khỏi chi tiết. Khi tốc độ quay của trục chính càng cao thì tần số xuất hiện các tín hiệu này càng lớn. Khi phay thuận, gia tốc rung động sẽ lớn nhất khi lưỡi dao bắt đầu ăn vào chi tiết và giảm dần khi lưỡi dao phay đi ra khỏi chi tiết.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI1. Kết luận 1. Kết luận
Nghiên cứu ảnh hưởng của rung động trên máy phay CNC 5 trục là một hoạt động quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm gia công.
Việc nghiên cứu ảnh hưởng của rung động sẽ giúp chúng ta có thể nhận biết và kiểm soát được rung động trong quá trình gia công, từ đó sẽ có những biện pháp nhằm hạn chế ảnh hưởng của rung động đến chất lượng của sản phẩm.
Hiện nay, Việt Nam đang trong quá trình xây dựng một ngành cơ khí chế tạo tiên tiến với trình độ công nghệ cao. Vì vậy, việc nghiên cứu về ảnh hưởng của rung động cần được coi trọng nhằm chế tạo ra những sản phẩm cơ khí chất lượng cao.
Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng thực tế trong không chỉ máy phay CNC 5 trục mà có thể áp dụng cho máy 3 trục và máy vạn năng
Trong tương lai, việc xây dựng thuật toán để thay đổi được các thong số: chiều sâu cắt (t), chiều rộng cắt (B), vận tốc cắt (S) và lượng chạy dao (F) sẽ rất thuận lợi và góp phần làm cho chất lượng chi tiết máy tăng lên.
2. Hướng phát triển của đề tài
Trên cơ sở thí nghiệp và phân tích rung động của máy. Nghiên cứu cũng đã đưa ra một phương pháp xác định biên độ và vận tốc rung động từ gia tốc rung động. Tích hợp thuật toán này vào trong các chip vi điều khiển để tạo thành các mô đun điều khiển mở rộng cho máy phay CNC nhằm mục đích nâng cao năng suất và chất lượng gia công.
Vì lượng chạy dao F chỉ có 16 giá trị khác nhau nên thuật toán điều khiển lượng chạy dao còn nhiều hạn chế. Vì vậy cần đưa thêm vận tốc cắt vào để hình thành bài toán điều khiển đồng thời cả lượng chạy dao và vận tốc cắt cho máy phay CNC.
Xây dựng bài toán tối ưu hóa quá trình xấp xỉ (chia nhỏ) từng câu lệnh G – code thành nhiều câu lệnh G – code khác với phiếm hàm mục tiêu là sai số nhỏ nhất. Khi thành công phương pháp này cho phép thay đổi được cả bốn thông số công nghệ (F, S, B, t) khi điều khiển máy phay CNC theo phương pháp DNC.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Giáo trình Công Nghệ Chế Tạo Máy, GS.TS Trần Văn Địch, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 2007
[2] Giáo trình Nguyên Lý Gia Công Vật liệu, Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 2001
[3] Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển, Lê Văn Doanh, Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Văn Hòa, Võ Thanh Sơn, Đào Văn Tân, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật,2001
[4] Giáo trình Công nghệ CNC, GS.TS Trần Văn Địch, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật,2004
[5] Luận văn “Nghiên cứu bằng thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính”, Ngô Đức Hạnh, Thái Nguyên 2008.
[6] “The effect of spindle vibration on surface roughness of workpiece in dry turning using arm”, S.S.Abuthakeer, P.V.Mohanram, G.Mohankumar, International Journal of Lean Thinking Volume 2, Issue 2 (December 2011).
[7] “The effect of cutting tool vibration on surface roughness of workpiece in dry turning operation”, Safeen Y.Kassab, Younis K.Khoshnaw, Eng. & Technology, Vol.25, No.7, 2007
[8] “Study on vibration of CNC machine”, Mechanical Department, Al-Dewaniyah Technical Institute, Foundation of Technical Education, Al-Dewaniya, Iraq, International Journal of Mechanical Engineering Application Researh, Vol 04, Issued 2, April – June 2013, ISSN 2249-6564