Luận văn:Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công trên máy phay CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯƠNG THỊ NGỌC THƯ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN

ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY

CNC

Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy

Mã ngành : 60.52.04

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2011

Công trình ñược hoàn thành tại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Đinh Minh Diệm

Phản biện 1: PGS. TS: Nguyễn Văn Yến

Phản biện 2: PGS. TS: Lê Viết Ngưu

Luận văn sẽ ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận

văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Viện Công nghệ Cơ

khí và Tự ñộng hóa, Trường Đại học Bách khoa - Đại học

Đà Nẵng vào ngày 29 tháng 08 năm 2011.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- Thư viện trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Một trong những thành tựu quan trọng nhất của tiến bộ khoa học

kỹ thuật là tự ñộng hóa sản xuất. Phương thức cao của tự ñộng hóa

sản xuất là sản xuất linh hoạt. Trong dây chuyền sản xuất linh hoạt

thì máy ñiều khiển số CNC ñóng một vai trò rất quan trọng. Sử dụng

máy công cụ ñiều khiển số CNC cho phép giảm khối lượng gia công

chi tiết, nâng cao ñộ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế, ñồng

thời cũng rút ngắn ñược chu kì sản xuất. Chính vì vậy, hiện nay ở

nước ta và nhiều nước trên thế giới ñã và ñang ứng dụng rộng rãi các

máy ñiều khiển số vào lĩnh vực cơ khí chế tạo ñể chế tạo các chi tiết

cơ khí, ñặc biệt là các chi tiết yêu cầu ñộ chính xác cao và ñảm bảo

ñược chất lượng bề mặt.

Thực tế cho thấy chất lượng của bề mặt gia công của chi tiết

không chỉ phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu, mà còn phụ

thuộc vào trạng thái của lớp bề mặt, các chi tiết ñược chế tạo từ một

loại vật liệu như nhau nhưng theo các phương pháp công nghệ và chế

ñộ cắt khác nhau sẽ có tính chất của lớp bề mặt khác nhau. Và ñộ

nhám bề mặt là một trong các chỉ tiêu ñể ñánh giá chất lượng bề mặt

ñặc trưng cho tính chất hình học của bề mặt gia công. Tính ñến nay,

ảnh hưởng của chế ñộ cắt ñến ñộ nhám bề mặt chi tiết gia công trên

các máy vạn năng ñã có nhiều công trình nghiên cứu và ñã ñược ñúc

kết thành sách, giáo trình, các sổ tay tra cứu… Nhưng dưới sự phát

triển không ngừng của khoa học kỹ thuật về tự ñộng hóa trong sản

xuất, ñể giải quyết vấn ñề về công nghệ, khi gia công trên máy CNC,

một trong những yêu cầu quan trọng ñược ñặt ra là chế ñộ cắt cần

ñược chú trọng, tính toán và lựa chọn một cách hợp lý khi gia công

ñể ñảm bảo tăng năng suất, nâng cao chất lượng bề mặt, ñộ chính xác

của chi tiết… Vấn ñề này hiện nay vẫn còn ít công trình nghiên cứu

và chưa ñược phổ biến rộng nên việc khảo sát nó là hết sức cần thiết,

giúp cho việc sử dụng máy CNC ñạt hiệu quả hơn.

Xuất phát từ những nhu cầu như vậy, người nghiên cứu chọn ñề

tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế ñộ cắt ñến ñộ nhám bề mặt

khi gia công trên máy phay CNC”.

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu thực nghiệm xác ñịnh quy luật ảnh hưởng của chế ñộ

cắt ñến ñộ nhám bề mặt gia công khi phay tinh trên máy CNC.

3. PHẠM VI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

+ Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng ñồng thời của 2

yếu tố (S, t) của chế ñộ cắt ñến ñộ nhám bề mặt khi gia công nhôm

6061 trên máy phay CNC MILL 155 tại Viện công nghệ Cơ khí và

Tự ñộng hóa - trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, bằng dao phay

ngón thép gió, trong ñiều kiện không có bôi trơn làm nguội.

+ Nội dung nghiên cứu:

- Tìm hiểu về máy phay CNC MILL 155 tại viện

CNCK&TĐH.

- Nghiên cứu lý thuyết cơ sở cắt gọt kim loại và lý thuyết

nhám bề mặt.

- Nghiên cứu cơ sở công nghệ gia công trên máy CNC.

- Xây dựng phương trình mô tả ảnh hưởng của chế ñộ cắt ñến

ñộ nhám bề mặt khi phay.

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu ñược thực hiện theo phương pháp kết hợp giữa

lý thuyết và thực nghiệm.

- Nghiên cứu lý thuyết cơ sở cắt gọt kim loại, cơ sở kỹ thuật

CNC và lý thuyết nhám bề mặt.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế ñộ cắt ñến ñộ nhám bề mặt

khi phay bằng dao phay ngón trên máy phay CNC thông qua ño ñạc

và xử lý số liệu thực nghiệm

5. Ý NGHĨA THỰC TIỄN

Ứng dụng công nghệ tự ñộng gia công sản phẩm cơ khí ñạt các

cấp ñộ bóng theo yêu cầu, góp phần nâng cao chất lượng bề mặt sản

phẩm.

6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN

- Ngoài phần mở ñầu và kết luận, luận văn bao gồm 3

chương :

- CHƯƠNG 1: CƠ SỞ CẮT GỌT KIM LOẠI VÀ CHẤT

LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG

- CHƯƠNG 2: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN

MÁY CNC

- CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH

HƯỞNG CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI

PHAY.

CHƯƠNG 1 - CƠ SỞ CẮT GỌT KIM LOẠI

VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG

1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT

1.1.1. Chuyển ñộng cơ bản khi cắt gọt

Những chuyển ñộng tương ñối nhằm hình thành bề mặt gia

công gọi là chuyển ñộng cắt gọt, bao gồm 2 loại:

- Chuyển ñộng chính: n (vg/ph) , v (m/ph)

- Các chuyển ñộng phụ: s (mm/vong hoặc mm/răng), t (mm)

1.1.2. Bề mặt ñược hình thành trên chi tiết trong quá trình

cắt

Bất kỳ phương pháp gia công nào, quá trình hớt bỏ dần lớp

lượng dư gia công cơ (quá trình cắt) ñều hình thành trên chi tiết ba bề

mặt có ñặc ñiểm khác nhau: Mặt sẽ gia công, mặt ñang gia công, mặt

ñã gia công

1.1.3. Dụng cụ cắt gọt

1.1.3.1. Kết cấu của dụng cụ cắt kim loại

ặt

ã gia công

ặt sẽ gia công

Mặt ñang gia công

Phoi

Hình 1.1: Bề mặt ñược hình thành trên chi tiết tr

ong

quá trình cắt

Hình 1.2. Kết cấu của dao

1.1.3.2. Thông số hình học dao khi thiết kế

Để xác ñịnh vị trí các bề mặt và lưỡi cắt của dao, người ta

dùng các thông số hình học: góc trước γ, góc sau α, góc sắc β, góc

cắt δ, góc trước phụ γ

, góc sau phụ α

, góc nghiêng chính ϕ, góc

nghiêng phụ ϕ

và góc nâng λ (xem hình 1.3)

1.1.4. Sự hình thành phoi và các loại phoi

1.1.4.1. Sự hình thành phoi

- Sự tạo thành phoi chỉ phát sinh khi lực P ñủ lớn ñể tạo ra

trong lớp cắt một ứng suất vượt quá giới hạn bền của vật liệu gia

công.

Hình 1.3: Các góc dao bi

ểu diễn trên các mặt tiếp xúc

Hình 1.4: Miền tạo phoi

1.1.4.2. Các loại phoi

Tùy theo vật liệu gia công, thông số hình học của dao và thông

số cắt, phoi cắt ra có thể có nhiều dạng khác nhau: Phoi xếp, phoi

dây, phoi vụn

1.1.5. Vật liệu chế tạo dao cắt gọt

1.2. CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG

1.2.1. Khái niệm về chất lượng bề mặt gia công

Các yếu tố ñặc trưng của chất lượng bề mặt gia công

- Trạng thái của lớp bề mặt:

- Tính chất cơ lý của lớp bề mặt (ñộ cứng, biến cứng, ứng suất

dư, phản ứng hoá học lớp bề mặt…).

1.2.2. Nhám bề mặt

1.2.2.1. Khái niệm

Như ta ñã biết, bề mặt chi tiết sau khi gia công không bằng

phẳng một cách lí tưởng mà có những nhấp nhô. Tuy vậy, không phải

toàn bộ những nhấp nhô trên bề mặt ñều thuộc nhám bề mặt. Nhám

bề mặt là tập hợp những nhấp nhô có bước tương ñôi nhỏ và ñược xét

trong giới hạn chiều dài chuẩn L (hình 1.5)

1.2.2.2. Chỉ tiêu ñánh giá ñộ nhám bề mặt

Độ nhám bề mặt gia công ñược ño bằng sai lệch profin trung

bình cộng R

và chiều cao nhấp nhô R

của lớp bề mặt.

Theo tiêu chuẩn nhà nước thì ñộ nhám bề mặt ñược chia làm 14

cấp ứng với các giá trị Ra và Rz. Độ nhám bề mặt thấp nhất (hay ñộ

nhẵn bóng bề mặt cao nhất) ứng với cấp 14.

1.2.2.3. Ảnh hưởng của ñộ nhám ñến khả năng làm việc

của chi tiết

Hình 1.

rofin

khu

ếch

ại của bề m

ặt chi tiết

1) Ảnh hưởng ñến tính chống mài mòn

2) Ảnh hưởng ñến ñộ bền mỏi của chi tiết

3) Ảnh hưởng ñến tính chống ăn mòn hoá học của lớp bề mặt

chi tiết

4) Ảnh hưởng ñến ñộ chính xác mối lắp ghép

1.2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñộ bóng bề mặt

1) Các yếu tố ảnh hưởng mang tính chất hình học của chế ñộ

cắt và dao cắt.

2) Các yếu tố ảnh hưởng phụ thuộc vào biến dạng dẻo của kim

loại.

a) Sự ảnh hưởng của tốc ñộ cắt.

Khi cắt thép cacbon ở tốc ñộ cắt thấp ñộ nhám bề mặt thấp. Khi

tăng tốc ñộ cắt lên khoảng 15÷20 m/phút làm tăng ñộ nhám bề mặt

gia công do lẹo dao. Khi tốc ñộ cắt trong khoảng 30÷60 m/phút hoặc

lớn hơn, lẹo dao không hình thành nhám bề mặt gia công giảm

Độ nhấp nhô bề mặt

ộ sóng bề mặt

ộ nhám bề mặt

ặt phẳng áp

Rỗ vật liệu

ặt phẳng cắt

b) Ảnh hưởng của lượng chạy dao: Để ñảm bảo ñộ nhẵn bóng

bề mặt và năng suất gia công nên chọn giá trị lượng chạy dao S trong

khoảng từ 0,05÷0,12 mm/vòng ñối với thép cacbon.

c) Ảnh hưởng của chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt nhìn chung

không có ảnh hưởng ñáng kể ñến ñộ nhám bề mặt.

d) Ảnh hưởng của vật liệu gia công: Vật liệu dẻo và dai (thép ít

cacbon) dễ biến dạng dẻo sẽ làm cho ñộ nhám bề mặt tăng hơn so với

vật liệu cứng và giòn.

3. Ảnh hưởng của rung ñộng của hệ thống công nghệ.

1.2.2.5. Phương pháp ñạt ñộ bóng bề mặt.

Có thể chọn phương pháp gia công khác nhau với chế ñộ cắt S,

V, t hợp lý ñể tạo ra ñộ bóng bề mặt theo yêu cầu.

1.2.2.6. Phương pháp ñánh giá ñộ nhám bề mặt

1) Phương pháp quang học

2) Phương pháp ño ñộ nhám Ra, Rz, Rmax v.v..bằng máy ño

prôfin.

3) Phương pháp so sánh

Luận văn:Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công trên máy phay CNC

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi