Luận văn:Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy khi phay tinh

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

176
lượt xem 55
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chất lượng bề mặt của chi tiết được hình thành trong quá trình thực hiện các nguyên công có tính đến yếu tố di truyền công nghệ. Tuy nhiên, quan trọng nhất là các nguyên công gia công tinh, bởi vì ở các nguyên công này các đặc tính chất lượng của lớp bề mặt được hình thành rõ nét. Điều này nói lên tầm quan trọng của các phương pháp gia công tinh trong quy trình côn nghệ và sự cần thiết phải xác định phương pháp gia công hợp lý với chế độ cắt tối ưu. Cuốn sách gồm...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy khi phay tinh

1 B GIÁO D C ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG HOÀNG TR NG HI U NGHIÊN C U NÂNG CAO CH T LƯ NG B M T CHI TI T MÁY KHI PHAY TINH Chuyªn ngµnh: C«ng nghÖ ChÕ t¹o m¸y M· sè: 60.52.04 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. Nguy n Xuân Hùng Ph n bi n 1: PGS. TS Tr n Xuân Tuỳ Ph n bi n 2: PGS. TS Lê Vi t Ngưu Lu n văn s ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 28 tháng 8 năm 2011. Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng
3 M Đ U 1. Tính c p thi t c a ñ tài Ngày nay khi trình ñ s n xu t ñư c t ñ ng hóa m c ñ cao, khi các lĩnh v c công ngh hi n ñ i ñư c t h p v i nhau ñ hình thành m t công ngh m i cao hơn như t ch c cơ khí, ñi n, ñi n t , tin h c…thì khoa h c gia công v t li u ñã có nh ng bư c phát tri n m i, ví d như gia công v t li u trong s n xu t t h p ñi u khi n b ng máy vi tính CAD/CAM-CIM- CNC ñã ñem l i hi u qu kinh t và c i thi n ñư c ch t lư ng b m t chi ti t. V i s ti n b c a khoa h c k thu t, s bùng n thông tin khi n cho công ngh cao tr thành cu c cách m ng th i ñ i v i các lo i máy Phay hi n ñ i, máy t h p, máy ñi u khi n theo chương trình. Nhưng b y kỳ m t phương án công ngh , m t phương án k t c u, m t phương án t ñ ng hóa quá trình gia công hay m t phương án t ch c làm vi c nào ñ u ph i ñư c ñánh giá trên quan ñi m hi u qu kinh t và ch t lư ng s n ph m. Ch t lư ng b m t c a chi ti t ñư c hình thành trong quá trình th c hi n các nguyên công có tính ñ n y u t di truy n công ngh (tính in ñ p). Tuy nhiên, quan tr ng nh t là các nguyên công gia công tinh, b i vì các nguyên công này các ñ c tính ch t lư ng c a l p b m t ñư c hình thành rõ nét. Đi u này nói lên t m quan tr ng c a các phương pháp gia công tinh trong quy trình công ngh và s c n thi t ph i xác ñ nh phương pháp gia công h p lý v i ch ñ c t t i ưu. Trong s n xu t ñã và ñang ng d ng nhi u phương pháp gia công tinh khác nhau. Các phương pháp này có th t p trung l i thành b n nhóm chính là: gia công b ng d ng c c t có lư i, gia công b ng các h t mài k t dính, gia công b ng các h t mài t do và gia công b ng bi n d ng d o b m t.
4 Đ nâng cao hi u qu c a các nguyên công gia công tinh c n ph i ñ y m nh công tác nghiên c u ñ tìm ra nh ng ñi u ki n gia công t i ưu và s d ng các thi t b h p lý. Đ tài “ Nghiên c u nâng cao ch t lư ng b m t chi ti t máy khi phay tinh” nh m tìm ra các y u t nh hư ng ñ n ch t lư ng b m t chi ti t máy t ñó ñưa ra các bi n pháp ñ nâng cao ch t lư ng b m t chi ti t máy khi phay tinh. 2. M c tiêu - Phân tích các y u t nh hư ng ñ n ch t lư ng b m t chi ti t. - Đ xu t các bi n pháp nâng cao ch t lư ng b m t khi phay tinh. 3. N i dung và ph m vi nghiên c u 3.1. N i dung nghiên c u - Nghiên c u nh hư ng c a ch ñ c t ñ n ch t lư ng b m t chi ti t. - Nghiên c u nh hư ng c a dao c t và rung ñ ng c a h th ng công ngh ñ n ch t lư ng b m t chi ti t. 3.2. Ph m vi nghiên c u - Nghiên c u gi i pháp nâng cao ch t lư ng b m t chi ti t gia công: ñ nhám và tính ch t cơ lý. - Ti n hành th c nghi m v i chi ti t m u và gia công trên máy phay CNC MILL 155 có t i vi n Công Ngh Cơ Khí và T Đ ng hóa (Trư ng Đ i h c Bách Khoa- Đà N ng) 4. Phương pháp nghiên c u - Xây d ng cơ s lý thuy t. - Th c nghi m nguyên công phay tinh trên máy phay CNC MILL 155 cho chi ti t m u. - T k t qu th c nghi m ti n hành so sánh, tìm ra quy lu t nh hư ng và ñưa ra bi n c i thi n. 5. D ki n k t qu ñ t ñư c và hư ng phát tri n c a ñ tài
5 5.1. D ki n k t qu ñ t ñư c - Tìm ñư c quy lu t nh hư ng c a t ng y u t ñ n ch t lư ng b m t khi phay tinh. - Đưa ra các bi n pháp ñ nâng cao ch t lư ng b m t chi ti t. 5.2. Hư ng phát tri n c a ñ tài - Nghiên c u nâng cao ch t lư ng b m t chi ti t khi gia công tinh b ng các bi n pháp công ngh khác nhau. 6. C u trúc c a lu n văn Ngoài ph n m ñ u, k t lu n, tài li u, tham kh o và ph l c trong lu n văn g m có các chương như sau : Chương 1: T NG QUAN V CH T LƯ NG B M T CHI TI T MÁY Chương 2: NH HƯ NG C A CH Đ C T, V T LI U, D NG C C T VÀ H TH NG CÔNG NGH Đ N CH T LƯ NG B M T CHI TI T MÁY Chương 3: NH NG HI N TƯ NG X Y RA TRONG QUÁ TRÌNH C T VÀ CH N CH Đ C T H P LÝ THEO Đ C TÍNH S N XU T C A MÁY Chương 4: TH C NGHI M XÁC Đ NH Đ NHÁM B M T KHI PHAY TINH VÀ CÁC BI N PHÁP C I THI N CH T LƯ NG B M T CHƯƠNG 1: T NG QUAN V CH T LƯ NG B M T CHI TI T MÁY Ch t lư ng s n ph m là m t ch tiêu quan tr ng ph i ñ c bi t quan tâm khi chu n b công ngh ch t o s n ph m. Ch t lư ng s n ph m trong ngành ch t o máy bao g m ch t lư ng ch t o các chi ti t máy và ch t lư ng l p r p chúng thành s n ph m hoàn ch nh. Đ i v i các chi ti t máy thì ch t lư ng ch t o chúng ñư c ñánh giá b ng các thông s cơ b n sau ñây: - Đ chính xác v kích thư c c a các b m t. - Đ chính xác v hình d ng các b m t. - Đ chính xác v v trí tương quan gi a các b m t.
6 - Ch t lư ng b m t. Trong ñ tài này ch ñi sâu nghiên c u các y u t ñ c trưng c a ch t lư ng b m t, nh hư ng c a ch t lư ng b m t t i kh năng làm vi c c a chi ti t máy, các y u t nh hư ng ñ n ch t lư ng b m t và các phương pháp ñ m b o ch t lư ng b m t trong quá trình ch t o chi ti t máy. 1.1 Các y u t ñ c trưng c a ch t lư ng b m t Kh năng làm vi c c a chi ti t máy ph thu c r t nhi u vào ch t lư ng c a l p b m t. Ch t lư ng b m t là t p h p nhi u tính ch t quan tr ng c a l p b m t, c th là: - Hình dáng l p b m t (ñ sóng, ñ nhám v.v…) - Tr ng thái và tính ch t cơ lý c a l p b m t (ñ c ng, chi u sâu bi n c ng, ng su t dư, v.v…). - Ph n ng c a l p b m t ñ i v i môi trư ng làm vi c (tính ch ng mòn, kh năng ch ng xâm th c hóa h c, ñ b n m i,v.v…). Ch t lư ng b m t chi ti t máy ph thu c vào phương pháp và ñi u ki n gia công c th . Ch t lư ng b m t là m c tiêu ch y u c n ñ t bư c gia công tinh các b m t chi ti t máy. 1.1.1 Tính ch t hình h c c a b m t gia công a. Đ nh p nhô t vi Trong quá trình c t, lư i c t c a d ng c c t và s hình thành phoi kim lo i t o ra nh ng v t xư c c c nh trên b m t gia công. Như v y b m t gia công có ñ nhám (ñ nh p nhô t vi). Đ nh p nhô t vi c a b m t gia công ñư c ño b ng chi u cao nh p nhô (Rz) và sai l ch profin trung bình c ng (Ra) c a l p b m t. Hình 1.1 – Sơ ñ xác ñ nh ñ nh p nhô t vi c a b m t chi ti t máy
7 Sai l ch profin trunng bình c ng (Ra) là tr s trung bình c a kho ng cách t các ñ nh trên ñư ng nh p nhô t vi t i ñư ng tr c t a ñ Ox: b. Đ sóng B m t là chu kỳ không b ng ph ng c a b m t chi ti t máy ñư c quan sát trong ph m vi l n hơn ñ nhám b m t (t 1 ñ n 10mm). Ngư i ta d a vào t l g n ñúng gi a chi u cao nh p nhô và bư c sóng ñ phân bi t ñ nh p nhô t vi (ñ nhám) b m t và ñ sóng c a b m t chi ti t máy (hình 1.2) Hình 1.2 – T ng quát v ñ nhám và ñ sóng b m t chi ti t máy Trong ñó:h – chi u cao nh p nhô t vi l – kho ng cách gi a hai ñ nh nh p nhô t vi H – chi u cao c a sóng L – kho ng cách gi a hai ñ nh sóng Đ nhám b m t ng v i t l l/h = 0 ÷ 50 Đ sóng b m t ng v i t l L/H = 50 ÷ 1000 1.1.2 Tính ch t cơ lý c a b m t gia công Tính ch t cơ lý c a l p b m t chi ti t máy ñư c bi u th b ng ñ c ng b m t, s bi n ñ i v c u trúc m ng tinh th l p b m t, ñ l n và d u c a ng su t trong l p b m t, chi u sâu l p bi n c ng b m t. a. Hi n tư ng bi n c ng c a l p b m t b. ng su t dư trong l p b m t 1.2 nh hư ng c a ch t lư ng b m t t i kh năng làm vi c c a chi ti t máy: Ch t lư ng b m t có nh hư ng nhi u ñ n kh năng làm vi c c a chi ti t máy, ñ n m i l p ghép c a chúng trong k t c u t ng th c a máy. Trong
8 ph m vi ñ tài này s ch kh o sát m t s nh hư ng cơ b n c a ch t lư ng b m t (ñ nh p nhô t vi, l p bi n c ng b m t) ñ i v i kh năng làm vi c c a chi ti t máy (tính ch ng mòn, ñ b n m i, tính ch ng ăn mòn hóa h c, ñ chính xác các m i l p ghép). 1.2.1 nh hư ng ñ n tính ch ng mòn a. nh hư ng ñ n ñ nh p nhô t vi (ñ nhám b m t) b. nh hư ng c a l p bi n c ng b m t c. nh hư ng c a ng su t dư b m t 1.2.2 nh hư ng ñ n ñ b n m i c a chi ti t máy a. nh hư ng c a ñ nhám b m t b. nh hư ng c a l p bi n c ng b m t c. nh hư ng c a ng su t dư b m t 1.2.3 nh hư ng t i tính ch ng ăn mòn hóa h c c a l p b m t chi ti t a. nh hư ng ñ n ñ nh p nhô t vi b m t b. nh hư ng c a l p bi n c ng b m t 1.2.4 nh hư ng ñ n ñ chính xác các m i l p ghép 1.3 Các y u t nh hư ng ñ n ch t lư ng b m t chi ti t gia công 1.3.1 nh hư ng c a ñ nhám b m t 1.3.2 nh hư ng ñ n ñ bi n c ng b m t 1.3.3 nh hư ng ñ n ng su t dư b m t CHƯƠNG 2: NH HƯ NG C A CH Đ C T, V T LI U, D NG C C T VÀ H TH NG CÔNG NGH Đ N CH T LƯ NG B M T CHI TI T MÁY 2.1 nh hư ng c a ch ñ c t ñ n ch t lư ng b m t chi ti t máy 2.1.1 nh hư ng c a t c ñ c t T c ñ c t là y u t quan tr ng nh hư ng ñ n ñ nhám b m t chi ti t máy. Khi c t thép cacbon v n t c c t th p, nhi t c t không cao, phoi kim lo i tách d , bi n d ng c a l p b m t không nhi u, vì v y ñ nh p nhô t vi
9 b m t th p, ñ nhám b m t th p. Khi tăng v n t c c t ñ n kho ng 15 ÷ 20 m/ph thì nhi t c t, l c c t ñ u tăng và có giá tr l n, gây ra bi n d ng d o m nh, m t trư c và m t sau dao kim lo i ch y d o. Khi l p kim lo i b nén ch t m t trư c dao và nhi t ñ cao làm tăng h s ma sát vùng c t s hình thành l o dao. L o dao làm tăng ñ nhám b m t gia công. N u ti p t c tăng v n t c c t, l o dao b nung nóng nhanh hơn, vùng kim lo i bi n d ng b phá h y, l c dính c a l o dao không th ng n i l c ma sát c a dòng phôi và l o dao b cu n ñi. L o dao bi n m t ng v i v n t c c t kho ng t 30 ñ n 60 m/ph thì l o dao không hình thành ñư c; nên ñ nhám b m t gia công gi m, ñ nh n bóng b m t gia công tăng. 2.1.2 nh hư ng c a lư ng ti n dao Khi gia công thép cacbon, v i giá tr c a lư ng ti n dao S = 0,02 ÷ 0,15mm/vòng thì m t gia công có ñ nh p nhô t vi th p nh t, n u gi m S < 0,02 mm/vòng thì ñ nh p nhô t vi s tăng lên, ñ nh n bóng b m t gi m vì nh hư ng c a bi n d ng d o l n hơn nh hư ng c a các y u t hình h c. N u tr s c a lư ng ti n dao S > 0,15 mm/vòng thì bi n d ng ñàn h i s nh hư ng ñ n s hình thành các nh p nhô t vi, k t h p v i nh hư ng c a các y u t hình h c, làm cho ñ nhám b m t tăng lên. 2.1.3 nh hư ng c a chi u sâu c t Chi u sâu c t cũng có nh hư ng tương t như lư ng ti n dao S ñ n ñ nhám b m t gia công, nhưng trong th c t ngư i ta thư ng b qua nh hư ng này. Nói chung không nên ch n giá tr c a chi u sâu c t quá nh vì khi c t lư i dao s b trư t nên m t gia công và c t không liên t c. Hi n tư ng gây ra trư t dao thư ng ng v i giá tr c a chi u sâu c t kho ng 0,02 ÷ 0,03 mm. 2.2 nh hư ng c a v t li u gia công ñ n ch t lư ng b m t chi ti t máy Khi v t li u b m t chi ti t máy b bi n d ng d o m nh, các c u trúc tinh th nh bi n thành c u trúc s i làm thay ñ i r t nhi u hình d ng và tr s
10 c a nh p nhô t vi (thay ñ i tr s Rz và Ra). kim lo i giòn, khi gia công, các h t tinh th cá bi t b bóc r i ra cũng làm thay ñ i hình d ng nh p nhô t vi và làm tăng kích thư c nh p nhô t vi. 2.3 nh hư ng c a d ng c c t ñ n ch t lư ng b m t chi ti t máy 2.3.1 Thông s hình h c c a ph n c t dao phay 2.3.2 Các thành ph n c a l p kim lo i b c t a. Phay b ng dao phay tr b. Phay b ng dao phay m t ñ u 2.3.3 Ti t di n ngang và th tích c a l p kim lo i b c t 2.3.4 Các thành ph n c a l c c t và công su t c t khi phay 2.3.5 V t li u ch t o dao phay 2.3.6 Đ mòn và tu i b n c a dao phay 2.4 nh hư ng do rung ñ ng c a h th ng công ngh ñ n ch t lư ng b m t gia công Quá trình rung ñ ng trong h th ng công ngh t o ra chuy n ñ ng tương ñ i có chu kỳ gi a d ng c c t và chi ti t gia công, làm thay ñ i ñi u ki n ma sát, gây nên ñ sóng và nh p nhô t vi trên b m t gia công. CHƯƠNG 3: NH NG HI N TƯ NG X Y RA TRONG QUÁ TRÌNH C T VÀ CH N CH Đ C T H P LÝ THEO Đ C TÍNH S N XU T C A MÁY Quá trình c t khi phay ph c t p hơn khi ti n. Khi ti n, dao luôn luôn ti p xúc v i chi ti t và c t phoi v i ti t di n không thay ñ i. Trong t t c các trư ng h p phay, phoi ñư c c t r i t ng m nh có chi u dày thay ñ i. Ngoài ra, khi phay, m i vòng quay c a dao, m i răng c a dao phay lúc vào ch ti p xúc v i chi ti t gia công còn lúc ra thì không ti p xúc. Lúc răng ăn vào chi ti t gia công có x y ra hi n tư ng va ñ p. Như v y, ñi u ki n làm vi c c a dao phay n ng hơn r t nhi u so v i ñi u ki n làm vi c c a dao khi ti n. Cho nên c n ph i bi t các qui lu t cơ b n
11 c a quá trình phay ñ trong t ng trư ng h p c th khi ñi u ki n gia công t t nh t thì ñ t ñư c ch t lư ng b m t và năng su t cao nh t. 3.1 Nh ng hi n tư ng x y ra trong quá trình c t 3.1.1 Hi n tư ng l o dao 3.1.2 S co rút c a phoi 3.1.3 Hi n tư ng nhi t trong quá trình c t 3.1.4 Rung ñ ng trong quá trình c t 3.2 Ch n ch ñ c t h p lý Xác ñ nh ch ñ c t h p lý (ñ i v i m i máy nh t ñ nh) nghĩa là ph i ch n ki u và kích thư c dao phay, v t li u và các thông s hình h c, ph n c t, ñi u ki n trơn ngu i cho t ng trư ng h p c th (v t li u gia công, kích thư c chi ti t gia công, lư ng dư gia công). Sau ñó c n ph i xác ñ nh các tr s t i ưu c a các thông s ch ñ c t: B, t, sz, v, n, Ne, TM. Các thông s B, t, sz và v nh hư ng như nhau t i năng su t phay. Đi u ñó có nghĩa là, n u tăng m t thông s nào ñó, ch ng h n lên hai l n (khi các thông s khác c ñ nh) thì năng su t phay cũng tăng lên hai l n. Tuy v y các thông s ñó nh hư ng t i tu i b n c a dao không như nhau. Vì v y n u tính ñ n tu i b n c a dao thì trư c h t ph i xác ñ nh giá tr c c ñ i cho phép c a các thông s nh hư ng ít t i tu i b n c a dao, nghĩa là theo th t : Chi u sâu c t, lư ng ch y dao răng và t c ñ c t. Trình t ñ ch n ch ñ c t khi phay như sau: 3.2.1. Xác ñ nh chi u sâu c t cho phép Xu t phát t lư ng dư gia công, ñ bóng b m t yêu c u và công su t c a máy. Lư ng dư gia công nên ñư c h t ñi trong m t hành trình có tính ñ n công su t c a máy. Thông thư ng, chi u sâu c t khi phay thô không quá 4 – 5 mm. Khi phay thô b ng dao phay m t ñ u h p kim c ng trên nh ng máy có công su t l n, chi u sâu c t có th ñ t t i 20 – 25 mm và l n hơn. Khi phay tinh chi u sâu c t không vư t quá 1 – 2 mm.
12 3.2.2 Xác ñ nh lư ng ch y dao răng c c ñ i cho phép Khi xác ñ nh lư ng ch y dao c c ñ i, c n l y giá tr g n b ng giá tr làm cho răng dao b g y. Đ i v i các dao phay tr và dao phay ñĩa, khi ch n lư ng dao c c ñ i c n xu t phát t chi u dày c t không ñ i l n nh t, nghĩa là amax = const. T ñó ta có th xác ñ nh lư ng ch y dao răng: C sz = (3.1) t t2 − D D2 Công th c này bi u th s ph thu c gi a lư ng ch y dao răng v i chi u sâu c t và ñư ng kính dao phay. Giá tr chi u dày c t c c ñ i (giá tr h s c không ñ i ph thu c vào tính ch t cơ lý c a v t li u gia công (ñ i v i t ng lo i và k t c u dao phay). 3.2.3 Xác ñ nh t c ñ c t Do t c ñ c t nh hư ng l n nh t ñ n tu i b n c a dao, cho nên ngư i ta ch n t c ñ c t xu t phát t tu i b n c a dao. T c ñ c t ñư c xác ñ nh như sau: C v= (3.2) T a xb y m Khi thay vào các công th c liên quan ñ i v i trư ng h p phay b ng dao phay hình tr và dao phay ñĩa, ta có công th c tính t c ñ c t qua các thông s công ngh : x+ y 2 CD v= x+ y m x y y 2 T s B z t z (3.3) Cũng tương t ta có công th c tính ch ñ c t khi gia công b ng dao CD r phay m t ñ u là: v= z T m s x B y z yt r (3.4)
13 T các công th c (3.3) và (3.4) ta th y t c ñ c t tăng khi ñư ng kính dao phay tăng và gi m khi tu i b n, lư ng ch y dao răng, chi u sâu c t, chi u r ng phay tăng. M c ñ nh hư ng c a t ng thông s (D, B, t, sz, z và T) t i t c ñ c t ñư c xác ñ nh b ng tr s và d u c a các s mũ ñó. 3.2.4 Xác ñ nh công su t c t hi u d ng Công su t c t hi u d ng Ne theo các b ng tiêu chu n và theo công th c Ne = vT Pz .v kW r i so sánh v i công su t c a máy. N u th y công su t c a 6120 ñ ng cơ máy không ñ , nghĩa là NCT < Ne thì trư c h t ph i gi m t c ñ c t (mà không ph i gi m chi u sâu c t hay lư ng ch y dao) theo công th c sau ñây: vN = vT N CT Ne (3.5) 3.2.5. Xác ñ nh s vòng quay g n nh t c a tr c chính D a theo t c ñ c t ñã ch n (ve hay vN) xác ñ nh s vòng quay g n nh t c a tr c chính t s vòng quay trên máy theo công th c ho c theo ñ th (hình 3.1). T ñi m ng v i t c ñ c t ñã ch n (ví d m/phút) ta v ñư ng n m ngang, còn t ñi m ng v i ñư ng kính ñã ch n c a dao phay ta v ñư ng th ng ñ ng. Hai ñư ng c t nhau t i m t ñi m, ñó chính là s vòng quay g n nh t c a tr c chính. Ch ng h n trên hình 3.1 khi dùng dao phay có ñư ng kính D = 110 mm v i t c ñ c t 42 m/phút thì s vòng quay c a tr c chính s là 125 vòng/phút.
14 Hình 3.1 – Toán ñ s vòng quay c a dao phay 3.2.6. Xác ñ nh lư ng ch y dao phút Xác ñ nh lư ng ch y dao phút theo công th c ho c theo ñ th (hình 3.2). Ví d : Khi gia công b ng dao phay có D = 110 mm, z = 10, sz = 0,2 mm/răng và có n = 125 vòng/phút, lư ng ch y dao phút theo ñ th ñư c xác ñ nh như sau. T ñi m ng v i lư ng ch y dao răng sz = 0,2mm/răng ta v ñư ng th ng ñ ng cho ñ n khi nó c t ñư ng n m nghiêng ng v i s răng dao phay z = 10. T ñi m c t nhau ñó, ta s ñư ng n m ngang cho ñ n khi nó c t ñư ng nghiêng ng v i s vòng quay tr c chính n =125/phút. T ñi m c t nhau này ta l i v ti p ñư ng th ng ñ ng. Đi m c t nhau c a ñư ng th ng này v i thang lư ng ch y dao phút có trên máy chính là giá tr lư ng ch y dao phút g n nh t.
15 Hình 3.2 – Toán ñ lư ng ch y dao phút S d ng nh ng ñ c tính s n xu t c a máy ñ ch n ch ñ c t t i ưu Vi c tăng năng su t lao ñ ng khi gia công trên các máy c t kim lo i b gi i h n b i 2 y u t chính: Kh năng s n xu t c a máy và tính ch t c t c a dao. N u kh năng s n xu t c a máy th p và không cho phép s d ng h t tính ch t c t c a dao thì năng su t c a máy ñó ch là m t ph n c a năng su t khi s d ng tính ch t c t c a dao ñ n c c ñ i. N u kh năng s n xu t c a máy vư t quá tính ch t c t c a dao thì máy s ñ t ñư c năng su t c c ñ i (ñ i v i dao ñó), nhưng trong trư ng h p này không s d ng h t kh năng c a máy t c là công su t máy, l c c t cho phép c c ñ i..v..v..Theo quan ñi m s n xu t và kinh t c a vi c s d ng máy và dao thì trư ng h p t i ưu là trư ng h p công su t c a máy và tính ch t c t c a dao trùng nhau ho c g n b ng nhau. Đ c tính s n xu t c a máy là ñ th ph thu c gi a kh năng c a máy và dao. Đ c tính s n xu t này cho phép làm ñơn gi n và nhanh vi c xác ñ nh ch ñ c t t i ưu c a m i lo i máy cho trư c.
16 CHƯƠNG 4: TH C NGHI M XÁC Đ NH Đ NHÁM B M T KHI PHAY TINH VÀ CÁC BI N PHÁP C I THI N CH T LƯ NG B M T 4.1 Th c nghi m xác ñ nh ñ nhám b m t khi th c hi n nguyên công phay tinh trên máy phay CNC MILL 155. 4.1.1 Đi u ki n th c nghi m a. Đ c tính c a máy phay CNC MILL 155 Hình 4.1 – Máy phay CNC MILL 155 - Vùng làm vi c (Working area) + Kho ng d ch chuy n theo phương X: 300 (mm) + Kho ng d ch chuy n theo phương Y: 200 (mm) + Kho ng d ch chuy n theo phương Z: 300 (mm) - Bàn máy (Milling table) + Kích thư c bàn máy: 520x180 (mm) + T i tr ng máy: 20 (kg) - H p t c ñ (Milling spindle drive) + Công su t ñ ng cơ: 2,5 (kW) + Dãi t c ñ tr c chính: 150-5000 (v/ph) + Mômen xo n c c ñ i: 20 (N.m) - H p ch y dao (Feed drive) + Đ ng cơ: 0,2 (kW)
17 + L c c t: 2500 (N) + Lư ng ch y dao l n nh t theo các phương X, Y, Z là (0÷ 4) m/ph + Lư ng ch y dao nhanh theo các phương X, Y, Z là 7,5 (m/ph) - H th ng dao c (Tool system) + S dao: 10 + Đư ng kính l n nh t c a dao: Ø70 (mm) + Chi u dài l n nh t c a dao: 200 (mm) + Kh i lư ng l n nh t c a dao: 0,8 (kg) + L c vòng 1100 (N) b. D ng c c t (Dao phay) Dao phay tinh m t ñ u có g n các m nh h p kim c ng có s hi u: APGT1135PDFR-G2 v i các thông s như sau: Hình 4.2 – M nh dao c t L1= 11 (mm) L2= 6,35 (mm) S1= 3,5 (mm) F1= 1,2 (mm) R1= 0,8 (mm) Các m nh h p kim ñư c g n lên ñ u dao b ng vít hãm chuyên dùng. Dao phay có s hi u BAP300-050A07R (Theo tài li u s tay dao c t – Vi n công ngh cơ khí và t ñ ng hóa – Trư ng Đ i h c Bách khoa Đà N ng)
18 Hình 4.3 – K t c u c a dao và cán dao Trong ñó: D1 = 50 (mm) L1 = 40 (mm) D9 = 22 (mm) L7 = 20 (mm) D8 = 11 (mm) W1 = 10,4 (mm) L8 = 6,3 (mm) S răng Z = 7 Kh i lư ng dao 0,4 (kg) c. Thi t b ño Máy ño ñ c ng EMCO-TEST N3 (Vi n Công ngh cơ khí, t ñ ng hóa) Hình 4.4 – Máy ño ñ c ng Máy ño ñ nhám v i 2 thang ño Ra và Rz Hình 4.5 – Máy ño ñ nhám b m t
19 d. V t li u gia công Thép SKD61 v i thành ph n chính theo tiêu chu n JIS G4404 (1983) Nh t B n, có thành ph n như b ng 4.1 và thí nghi m gia công ñ c ng 32 - 40 HRC. B ng 4.1: Thành ph n c a thép SKD61 %C %Mn %Si %Cr %Mo %V 0,32-0,42% 0,5% 0,8-1,2% 4,5-5,5% 1,5% 0,8-1,2% Hình 4.6 – Gia công chi ti t m u e. Ch ñ c t Kho ng ch ñ c t nghiên c u ñư c xác ñ nh thông qua các thí nghi m sơ b và b ng thông s ch ñ c t cho m nh c t APGT1135PDFR-G2, ñ ng th i xây d ng mô hình quy ho ch th c nghi m theo ta ñư c ma tr n thí nghi m như b ng 4.2 B ng 4.2: B ng ma tr n thí nghi m G.h n M c M c M c G.h n Các Thông s dư i dư i TB trên trên bi n (- α) (-1) (0) (+1) (+α) ae 0,246 0,3 0,55 0,8 0,854 x1 t(mm) ap 4 4 4 4 4 S(mm/vg) 0,178 0,2 0,3 0,4 0,422 x2 V (m/ph) 261,4 270 310 350 358,6 x3
20 4.1.2. K t qu th c nghi m a. K t qu th c nghi m Sau khi gia công các chi ti t m u v i ch ñ c t ñã xây d ng và ño ñ nhám Ra b m t các chi ti t ñó. K t qu ñư c th ng kê như b ng 4.3 B ng 4.3 - B ng k t qu th c nghi m t S V Ra TT mm mm/vg m/ph µm 1 0.3 0.2 270 0.571 2 0.8 0.2 270 0.785 3 0.3 0.4 270 0.516 4 0.8 0.4 270 0.883 5 0.8 0.2 350 0.503 6 0.8 0.2 350 0.508 7 0.3 0.4 350 0.638 8 0.8 0.4 350 0.743 9 0.854 0.3 310 0.563 10 0.246 0.3 310 0.669 11 0.55 0.421 310 0.758 12 0.55 0.178 310 0.554 13 0.55 0.3 358.6 0.636 14 0.55 0.3 261.4 0.815 15 0.55 0.3 310 0.711 b. Xác ñ nh hàm h i quy t i ưu hoá S d ng ph n m m Matlab ñ quy ho ch th c nghi m và gi i bài toán t i ưu hoá, ta ñư c các hàm h i quy v nhám b m t như sau: ln(Ra) = (27.591186 + 8.491366.lnt - 9.752964.lnS - 10.234771.lnV + 0.217090.lnt.lnS - 1.449336.lnt.lnV + 1.647837.lnS.lnV - 0.160584.lnt2 - 0.284649.lnS2 + 0.936091.lnV2). c. Phân tích k t qu nghiên c u nh hư ng c a v n t c c t và lư ng ch y dao ñ n nhám b m t như ñ th hình 4.7 ta th y, v n t c c t và lư ng ch y dao có nh hư ng tr c ti p ñ n