BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
PHAN VĂN HIẾU
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MIỀN ỔN ĐỊNH KHI GIA CÔNG
TRÊN MÁY PHAY CNC BA TRỤC TỐC ĐỘ CAO
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
PHAN VĂN HIẾU
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MIỀN ỔN ĐỊNH KHI GIA CÔNG
TRÊN MÁY PHAY CNC BA TRỤC TỐC ĐỘ CAO
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
MÃ SỐ: 62.52.04.01
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1- GS.TSKH. BÀNH TIẾN LONG
2 - PGS.TS.HOÀNG VĨNH SINH
HÀ NỘI - 2012
1
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu khoa học phục vụ cho công cuộc “Công nghiệp hoá, hiện đại hoá Đất
nước” là việc làm vô cùng quan trọng đối với nước ta hiện nay. Đề tài “ Nghiên cứu
xác định miền ổn định khi gia công trên máy phay CNC 3 trục tốc độ cao” để xác
định miền ổn định khi gia công trên máy phay CNC nhằm mục đích nâng cao hiệu
quả khai thác, tìm các thông số tối ưu để nâng cao chất lượng và tính năng sử dụng
của máy với sự giúp đỡ của rất nhiều cá nhân và tổ chức.
Lời đầu tiên tôi xin được cám ơn Nhà giáo nhân dân.GS.TSKH.Bành Tiến Long,
thầy Hướng dẫn khoa học thứ nhất của tôi về sự định hướng và chuẩn bị của Thầy
cho chương trình NCS của tôi từ sau khi tôi hoàn thành chương trình Thạc sĩ, cũng
như những định hướng chiến lược và những hướng dẫn cụ thể của Thầy trong quá
trình tôi làm NCS và viết luận án.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến PGS.TS. Hoàng Vĩnh Sinh, trưởng Bộ môn
GCVL-DCCN - ĐHBK Hà Nội, thầy Hướng dẫn Khoa học thứ hai của tôi về sự tận
tình dành cho tôi trong nghiên cứu, những đóng góp quý báu của Thầy trong nghiên
cứu và viết luận án đã giúp tôi hoàn thành luận án này.
Tôi xin được cám ơn PGS.TS. Phan Bùi Khôi, viện trưởng viện cơ khí và tập thể
các Thầy giáo, Cô giáo trong Viện Cơ khí và đặc biệt tôi xin được cảm ơn thể các
Thầy giáo, Cô giáo trong Bộ môn GCVL-DCCN – Trường Đại học Bách khoa Hà
Nội đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin được cám ơn Ban lãnh đạo, cán bộ nhân viên Viện đào tạo và bồi dưỡng
Sau đại học – Trường ĐHBK Hà Nội đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho
tôi trong quá trình làm nghiên cứu sinh.
Tôi xin được cám ơn Ban giám hiệu trường Trường Đại học Công nghiệp Hà
Nội, Tập đoàn khoa học kỹ thuật Hồng Hải (Foxconn), viện cơ học Việt Nam, đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm thí nghiệm.
Tôi xin được cám ơn Ban giám hiệu trường Đại học bách khoa Hà Nội, trường
Đại học Công nghiệp TPHCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình
nghiên cứu.
Ngày 01 tháng 02 năm2012
NCS
Phan Văn Hiếu
2
LỜI CAM ĐOAN
Nội dung của luận án là các nghiên cứu từ cơ sở lý thuyết về quá trình phay trên
máy phay CNC đi đến thực nghiệm để xây dựng biểu đồ ổn định của cụm dao –
máy phay CNC 3 trục tốc độ cao bằng phần mềm Matlab và gia công thực nghiệm
để xác định miền ổn định khi gia công trên máy phay CNC 3 trục tốc độ cao nhằm
mục đích giúp cho việc khai thác sử dụng máy phay CNC hiệu quả hơn. Với danh
dự của một Giảng viên Đại học, tôi xin cam đoan rằng những nội dung trong luận
án này là công trình nghiên cứu của tôi. Nội dung luận án là trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác, trừ những phần tham khảo đã
được ghi rõ trong luận án.
Tác giả
NCS
Phan Văn Hiếu
3
MỤC LỤC
- Lời cảm ơn …………………………………………………………………………1
- Lời cam đoan………………………………………………………………………..2
- Mục lục……………………………………………………………………………..3
- Danh mục các thuật ngữ và từ viết tắt……………………………………………...5
- Danh mục các bảng biểu……………………………………………………………7
- Danh mục các hình vẽ và đồ thị……………………………………………….……8
MỞ ĐẦU………………………………………… ………………………………..11
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY
CNC 3 TRỤC TỐC ĐỘ CAO………………………………………………...……....15
1.1.Giới thiệu chung về gia công phay CNC tốc độ cao………………………….……15
1.1.1. Khái niệm……………………………………………………………….…....15
1.1.2. So sánh phay tốc độ cao với phay truyền thống ……………………........…16
1.1.3. Ứng dụng……………………………………………………….…………....17
1.2.Khái niệm ổn định…………………………………………………………….….…18
1.2.1. Khái niệm về ổn định và mất ổn định của quá trình cắt…………….…….…18
1.2.2. Biểu đồ ổn định…………………………………………………………...….19
1.2.3. Nguyên nhân gây mất ổn định…………………………………………....….20
1.2.4. Các dạng mất ổn định của quá trình cắt…………………………………...…21
1.2.4.1. Mất ổn định do hiệu ứng tái sinh……………………………………....21
1.2.4.2. Mất ổn định do liên kết vị trí…………………………………………..23
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định quá trình cắt…………………………....24
1.2.6. Các biện pháp nâng cao ổn định của quá trình cắt……………………….….25
1.2.6.1. Nhóm các biện pháp liên quan đến cấu trúc máy……………………..25
1.2.6.2. Nhóm các biện pháp liên quan đến phôi và dụng cụ gia công……..…25
1.2.6.3. Nhóm các biện pháp liên quan đến quá trình cắt…………….………..26
1.3. Kết luận về những thành tựu và hạn chế của các công trình nghiên cứu trong, ngoài
nước về ổn định trong gia công phay CNC…………………………………………....26
Chƣơng 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHAY CNC TỐC ĐỘ
CAO……………………………………………………………………………….…...31
2.1. Máy và kết cấu máy gia công tốc độ cao……………………………………….…31
2.1.1 Những yêu cầu chung ……………………………………………………….31
2.1.2. Các kết cấu máy gia công tốc độ cao…………………………………….….31
2.1.3. Máy gia công tốc độ cao thường dùng……………………………………...35
2.2. Dụng cụ cắt ……………………………….……………………………………….37
2.3. Quá trình tạo phoi ……………………………………………………………..…..40
2.4. Mô hình lực cắt khi phay tốc độ cao………………………………………….…...43
2.4.1. Các thông số quỹ đạo cắt............................................................................ 43
2.4.2. Nghiên cứu hệ thống lực cắt khi phay tốc độ cao…………………………..45
2.5. Hiện tượng rung động khi phay tốc độ cao…………………………………….…47
2.5.1. Khái niệm về rung động khi phay……………………………………….…..47
2.5.2. Quá trình phát triển rung động……………………………………………….48
2.6. Các phương pháp nghiên cứu ổn định trong quá trình phay tốc độ cao…………..52
2.6.1. Phương pháp phân tích…………………………………….………………....52
2.6.2. Phương pháp số…………………………………………..………………...…55
2.7. Các thông số ảnh hưởng đến tính ổn định……………………………………...….56
2.7.1. Ảnh hưởng của hệ số giảm chấn………………………………………….…56
