ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
TRƯỜNG CƠ KHÍ - Ô TÔ
= = = 🙞🕮🙜 = = =
TIỂU LUẬN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA
HỌC
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA RUNG ĐỘNG TRONG
QUÁ TRÌNH PHAY ĐỂ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT
Năm- 2025
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................5
NỘI DUNG 1 : XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU........7
Quy trình thực hiện nghiên cứu.....................................................................7
Bước 1: Xác định vấn đề nghiên cứu................................................................7
Bước 2: Xác định mục tiêu nghiên cứu.............................................................8
Bước 3: Xác định phương pháp nghiên cứu......................................................8
Bước 4: Phương pháp thu thập số liệu..............................................................8
Bước 5: Phân tích số liệu...................................................................................9
Bước 6: Xem xét lại các thông tin.....................................................................9
Bước 7: Viết báo cáo.........................................................................................9
NỘI DUNG 2: VIẾT ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU...............................................10
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU.................................................................10
2.1.1. Tình hình nghiên cứu ở trong nước...............................................10
2.1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới................................................10
Phân loại các dạng rung động..........................................................................11
Các thông số ảnh hưởng đến rung động cắt....................................................12
2.1.3. Hệ số lực cắt..................................................................................12
2.1.4. Chế độ cắt......................................................................................13
2.1.5. Thông số hình học dụng cụ cắt......................................................14
2.1.6. Quỹ đạo chuyển động của dụng cụ cắt..........................................15
2.1.7. Hệ thống công nghệ.......................................................................16
Xây dựng mô hình thí nghiệm.........................................................................18
2.1.8. Tín hiệu gia tốc..............................................................................18
2.1.9. Tín hiệu lực cắt..............................................................................19
2.1.10. Tín hiệu âm thanh.......................................................................20
Phân tích kết quả.............................................................................................21
Kết luận...........................................................................................................22
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................23
2
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình gia công cơ khí, việc phát sinh các dạng rung động khác nhau
như rung động tự do, rung động cưỡng bức và rung động tự kích thích là điều
không thể tránh khỏi do thiếu độ cứng động trong các hệ thống máy công cụ, đồ
gá, dao và phôi.
Nếu hệ thống được cân bằng tốt, hai loại rung động đầu tiên có thể tránh
được, giảm thiểu hoặc loại bỏ. Tuy nhiên, rung động tự kích thích, cụ thể là rung
động tái sinh, lại là một thách thức lớn đối với sự ổn định của quá trình gia công.
Rung động tự kích thích là rung động gây ra bởi các lực tuần hoàn trong
quá trình gia công được tạo ra do sự tương tác giữa dao cắt và phôi, làm tăng
đáng kể sự bất ổn định và không thể kiểm soát của hệ thống.
Ngoài tín hiệu lực cắt, tín hiệu âm thanh hoặc tín hiệu phát xạ âm thanh
cũng được sử dụng rộng rãi để phát hiện rung động tái sinh. Các thiết bị đo
không tiếp xúc, như microphone, giúp việc thu thập tín hiệu trở nên dễ dàng và
đáng tin cậy.
Từ những năm 1950, các nhà nghiên cứu đã tiến hành nhiều nghiên cứu sâu
rộng về vấn đề rung động tái sinh, nhờ vào những tiến bộ trong công nghệ máy
tính, cảm biến và bộ truyền động, đã cải thiện đáng kể sự hiểu biết về các hiện
tượng này và giúp phát triển các chiến lược để khắc phục các vấn đề bất ổn định.
Những nghiên cứu tiên tiến hiện nay tập trung vào việc dự đoán, phát hiện và
kiểm soát/ngăn chặn rung động tái sinh trong các quá trình phay.
Thấy được đây là một chủ đề còn bỏ ngỏ nên em đã quyết định thực hiện
một nghiên cứu liên quan đến đề này. Dưới sự chỉ dạy và hướng dẫn nhiệt tình
từ thầy Nguyễn Hữu Phấn em đã hoàn thành nội dung nghiên cứu của mình.
Các công nghệ và phương pháp trình bày ở trong bài báo cáo đóng góp một
phần nhỏ trong công cuộc nghiên cứu khoa học, phát triển khoa học kỹ thuật của
đất nước.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy và chúc thầy thật nhiều sức
khỏe và thành công trong công cuộc khai phá tri thức.
Sinh viên thực hiện
3
Lý do chọn đề tài
Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, chất lượng bề mặt chi tiết gia công là một
trong những yếu tố quan trọng quyết định độ chính xác, khả năng làm việc và
tuổi thọ của sản phẩm. Độ nhám và độ chính xác hình học của bề mặt sau gia
công ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc, độ bền mỏi, khả năng lắp ghép
và ma sát của chi tiết trong quá trình sử dụng.
Trong các phương pháp cắt gọt kim loại, phay là một quá trình gia công
phổ biến, có khả năng tạo hình linh hoạt và năng suất cao. Tuy nhiên, rung động
trong quá trình phay là một hiện tượng thường xuyên xảy ra và khó tránh khỏi.
Rung động xuất hiện do nhiều nguyên nhân như lực cắt biến thiên, độ cứng
vững của hệ thống dao – phôi – máy, sai số lắp ráp, và mòn dao. Khi rung động
vượt quá giới hạn cho phép, nó có thể dẫn đến hiện tượng rung tự kích (chatter),
gây tăng độ nhám bề mặt, giảm độ chính xác kích thước, giảm tuổi thọ dụng cụ
cắt, thậm chí làm hư hỏng máy móc và chi tiết gia công.
Trong bối cảnh sản xuất cơ khí hiện đại và Cách mạng công nghiệp 4.0,
yêu cầu về chất lượng bề mặt cao, độ chính xác ổn định và khả năng kiểm soát
quá trình gia công theo thời gian thực ngày càng trở nên cấp thiết. Do đó, việc
nghiên cứu ảnh hưởng của rung động trong quá trình phay không chỉ giúp hiểu
rõ cơ chế phát sinh rung động và tác động của nó đến chất lượng bề mặt, mà còn
là cơ sở để đề xuất các biện pháp kiểm soát và tối ưu hóa chế độ cắt nhằm nâng
cao hiệu quả và độ tin cậy của quá trình gia công.
Từ những lý do trên, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
rung động trong quá trình phay để kiểm soát chất lượng bề mặt” là cần thiết và
có ý nghĩa cả về khoa học lẫn thực tiễn. Đề tài không chỉ góp phần làm rõ mối
quan hệ giữa rung động và chất lượng bề mặt, mà còn đề xuất các giải pháp
kiểm soát rung động hiệu quả, phục vụ cho mục tiêu nâng cao chất lượng gia
công và hiện đại hóa công nghệ chế tạo.
4
NỘI DUNG 1 : XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC HIỆN
NGHIÊN CỨU
Để xây dựng quy trình nghiên cứu cho đề tài, nhóm đã xây dựng quy
trình gồm có 7 bước sau:
STT NỘI DUNG THỰC HIỆN
Bước 1 Xác định vấn đề nghiên cứu
Bước 2 Xác định mục tiêu nghiên cứu.
Bước 3 Xác định các phương pháp nghiên cứu
Bước 4 Phương pháp thu thập số liệu
Bước 5 Phân tích số liệu
Bước 6 Xem xét lại các thông tin
Bước 7 Viết báo cáo
Quy trình thực hiện nghiên cứu
Bước 1: Xác định vấn đề nghiên cứu
Rung động cắt là một dạng rung động cắt được gây ra bởi các đặc tính của
hệ thống gia công dưới tác động liên tục của lực kích thích bên ngoài. Hiện
5