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

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 MY KHI PHAY TINH

Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
MÃ sè: 60.52.04

TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T

Đà N ng - Năm 2011


2

Cơng trình đư c hồn 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 đ tài
Ngày nay khi trình đ s n xu t đư c t đ ng hóa

m c đ cao, khi các

lĩnh v c cơng ngh hi n đ i đư c t h p v i nhau đ hình thành m t công
ngh m i cao hơn như t ch c cơ khí, đi n, đi n t , tin h c…thì khoa h c
gia cơng v t li u đã có nh ng bư c phát tri n m i, ví d như gia cơng v t
li u trong s n xu t t h p ñi u khi n b ng máy vi tính CAD/CAM-CIMCNC đã đem 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 đ ng hóa
q trình gia cơng 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 đư c hình thành trong q trình th c
hi n các ngun cơng có tính đ n y u t di truy n cơng ngh (tính in ñ p).

Tuy nhiên, quan tr ng nh t là các ngun cơng gia cơng tinh, b i vì

các

ngun cơng này các đ c tính ch t lư ng c a l p b m t đư 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 cơng ngh và s c n thi t ph i xác đ nh phương pháp gia
cơng 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 cơng b ng d ng c c t có lư i, gia cơng b ng các h t mài k t dính, gia
cơng 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 cơng gia cơng tinh c n ph i đ y
m nh cơng tác nghiên c u đ tìm ra nh ng đi u ki n gia cơng 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
nh hư ng ñ n ch t lư ng b m t chi ti t máy

tinh” nh m tìm ra các y u t

t đó đưa 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 đ 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 đ ng c a h th ng cơng
ngh đ 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 cơng:
đ nhám và tính ch t cơ lý.
- Ti n hành th c nghi m v i chi ti t m u và gia cơng trên máy phay
CNC MILL 155 có t i vi n Cơng 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 đư 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
Ngồi ph n m đ 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 đư c đánh giá b ng các
thơng s cơ b n sau đây:
- 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 (đ sóng, đ 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 mịn,
kh năng ch ng xâm th c hóa h c, đ b n m i,v.v…).
Ch t lư ng b m t chi ti t máy ph thu c vào phương pháp và đi u ki n
gia cơng 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 cơng. Như v y b m t gia
cơng có đ nhám (đ nh p nhơ t vi). Đ nh p nhơ t vi c a b m t gia cơng
đư c đo b ng chi u cao nh p nhơ (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 khơng 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 đ phân bi t đ nh p
nhơ t vi (đ nhám) b m t và đ sóng c a b m t chi ti t máy (hình 1.2)

Hình 1.2 – T ng qt v đ 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 nhơ t vi
H – chi u cao c a sóng
L – kho ng cách gi a hai đ 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 cơng
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 mịn, đ b n m i, tính ch ng ăn mịn hóa h c,
đ chính xác các m i l p ghép).
1.2.1 nh hư ng đ n tính ch ng mịn
a. nh hư ng đ n đ nh p nhơ 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 mịn 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 khơng nhi u, vì v y đ nh p nhơ t vi


9

b m t th p, ñ nhám b m t th p. Khi tăng v n t c c t đ 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,
ch t

m t trư c và m t sau dao kim lo i ch y d o. Khi l p kim lo i b nén
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 dịng phơi 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 đ n 60
m/ph thì l o dao khơng hình thành ñư c; nên ñ nhám b m t gia cơng gi m,
đ 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/vịng thì m t gia cơng có đ nh p nhô t vi th p nh t, n u gi m S <
0,02 mm/vịng thì đ nh p nhơ t vi s tăng lên, đ 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/vịng thì bi n d ng đàn h i s

nh

hư ng đ 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 khơng 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 cơng đ 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 nhơ t vi (thay đ i tr s Rz và Ra).

kim lo i giòn, khi gia cơng,

các h t tinh th cá bi t b bóc r i ra cũng làm thay đ i hình d ng nh p nhơ 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 đ ng c a h th ng cơng ngh ñ n ch t lư ng b

m t gia công
Quá trình rung đ ng trong h th ng cơng ngh t o ra chuy n đ ng
tương đ i có chu kỳ gi a d ng c c t và chi ti t gia cơng, làm thay đ i đi u
ki n ma sát, gây nên đ 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 đ i. Ngồi
ra, khi phay,

m i vịng quay c a dao, m i răng c a dao phay lúc vào ch

ti p xúc v i chi ti t gia cơng cịn lúc ra thì khơng ti p xúc. Lúc răng ăn vào
chi ti t gia cơng 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 q trình phay đ trong t ng trư ng h p c th khi ñi u ki n gia cơng t t
nh t thì đ t đư 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 đ ng trong q 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, đi u ki n trơn ngu i cho t ng trư ng h p c th (v t li u gia cơng, kích
thư c chi ti t gia công, lư ng dư gia công). Sau đó c n ph i xác đ 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

đó có nghĩa là, n u tăng m t thơng s nào đó, ch ng h n lên hai l n (khi các
thơng s khác c đ nh) thì năng su t phay cũng tăng lên hai l n. Tuy v y các
thơng s đó nh hư ng t i tu i b n c a dao khơng như nhau. Vì v y n u tính
đ 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 thơng 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 đ 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 cơng, đ bóng b m t u c u và cơng su t
c a máy. Lư ng dư gia cơng nên đư c h t đi trong m t hành trình có tính
đ n cơng su t c a máy. Thơng 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 cơng su t l n, chi u sâu c t có th đ 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 khơng đ i l n nh t, nghĩa là amax = const.
T đó ta có th xác đ 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 đ i (giá tr h s c
khơng ñ i ph thu c vào tính ch t cơ lý c a v t li u gia cơng (đ 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:
v=

C
T a xb y

(3.2)

m

Khi thay vào các cơng th c liên quan đ i v i trư ng h p phay b ng dao
phay hình tr và dao phay đĩa, ta có cơng th c tính t c đ c t qua các thơng
s cơng ngh :
CD

v=

m x

x+ y
2

y
z

y

T s B z t

x+ y
2

(3.3)
Cũng tương t ta có cơng th c tính ch đ c t khi gia cơng b ng dao
phay m t đ u là:

v=
z

(3.4)

CD r
T m s x B y z yt r

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 đó.
3.2.4 Xác đ 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
6120

kW r i so sánh v i công su t c a máy. N u th y cơng su t c a

đ ng cơ máy khơng đ , 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
đây:
vN = vT N CT
Ne

(3.5)
3.2.5. Xác đ nh s vịng 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 đ nh s vịng quay g n
nh t c a tr c chính t s vịng quay trên máy theo công th c ho c theo ñ th

(hình 3.1). T ñi m ng v i t c đ c t đã ch n (ví d m/phút) ta v đư ng
n m ngang, cịn t đi m ng v i đư ng kính đã ch n c a dao phay ta v
ñư ng th ng ñ ng. Hai ñư ng c t nhau t i m t đi m, đó chính là s vịng
quay g n nh t c a tr c chính. Ch ng h n trên hình 3.1 khi dùng dao phay có
đư ng kính D = 110 mm v i t c ñ c t 42 m/phút thì s vịng quay c a tr c
chính s là 125 vịng/phút.


14

Hình 3.1 – Tốn đ s vịng 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 cơng th c ho c theo đ th (hình
3.2).
Ví d : Khi gia cơng b ng dao phay có D = 110 mm, z = 10, sz = 0,2 mm/răng
và có n = 125 vịng/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 đi m c t nhau đó, ta s ñư ng n m ngang cho ñ n khi nó c t
đư ng nghiêng ng v i s vịng quay tr c chính n =125/phút. T đi 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 – Tốn đ lư ng ch y dao phút
S d ng nh ng đ 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 đ ng khi gia cơng 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 đó 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 cơng 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 đơn 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 đ (Milling spindle drive)
+ Cơng su t đ ng cơ: 2,5 (kW)
+ Dãi t c ñ tr c chính: 150-5000 (v/ph)
+ Mơmen xo n c c đ 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 đ u có g n các m nh h p kim c ng có s

hi u:

APGT1135PDFR-G2 v i các thơng 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 đ 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 cơng
ngh cơ khí và t đ 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 đó:
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 Cơng ngh cơ khí, t đ ng hóa)

Hình 4.4 – Máy ño ñ c ng
Máy ño ñ nhám v i 2 thang đo 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 cơng

đ c ng 32 - 40

HRC.
B ng 4.1: Thành ph n c a thép SKD61
%C

%Mn

0,32-0,42%

0,5%

%Si

%Cr

0,8-1,2%

%Mo

4,5-5,5% 1,5%

%V
0,8-1,2%

Hình 4.6 – Gia cơng chi ti t m u
e. Ch ñ c t
Kho ng ch ñ c t nghiên c u đư c xác đ nh thơng qua các thí nghi m sơ b
và b ng thơng s ch ñ c t cho m nh c t APGT1135PDFR-G2, đ ng th i
xây d ng mơ 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
dư i
(- α)

Thông s

t(mm)
S(mm/vg)
V (m/ph)

ae
ap

0,246
4
0,178
261,4

M c
dư i
(-1)
0,3

4
0,2
270

M c
TB
(0)
0,55
4
0,3
310

M c
trên
(+1)
0,8
4
0,4
350

G.h n
trên
(+α)
0,854
4
0,422
358,6

Các
bi n

x1
x2
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 đó. K t qu đư c th ng kê như b ng 4.3
B ng 4.3 - B ng k t qu th c nghi m
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

t

mm
0.3
0.8
0.3
0.8
0.8
0.8
0.3
0.8
0.854
0.246
0.55
0.55
0.55
0.55
0.55

S
mm/vg
0.2
0.2
0.4
0.4
0.2
0.2
0.4
0.4
0.3
0.3
0.421

0.178
0.3
0.3
0.3

V
m/ph
270
270
270
270
350
350
350
350
310
310
310
310
358.6
261.4
310

Ra
µm
0.571
0.785
0.516
0.883
0.503

0.508
0.638
0.743
0.563
0.669
0.758
0.554
0.636
0.815
0.711

b. Xác ñ nh hàm h i quy t i ưu hố
S d ng ph n m m Matlab đ quy ho ch th c nghi m và gi i bài tốn
t i ưu hố, ta đư 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 đ n nhám b m t như đ
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


21

đ nhám b m t gia cơng, lư ng ch y dao nh d n ñ n chi u cao nh p nhơ t
vi b m t th p.

Hình 4.7 - nh hư ng c a v n t c c t và lư ng ch y dao ñ n nhám b m t
nh hư ng c a v n t c và chi u sâu c t ñ n nhám b n m t th hi n
như hình 4.8. Khi gia công

chi u sâu c t nh , do lư i c t c a d ng c trư t

và cào xư c lên b m t gia công và làm tăng ñ nhám b m t. Tuy nhiên, khi
tăng chi u sâu c t thì nhám b m t l i gi m v i trư ng h p gia cơng
cao.

t cđ


22

Hình 4.8 - nh hư ng c a v n t c c t và chi u sâu c t ñ n nhám b m t
K t qu trên ñ th hình 4.9 cho th y, nh hư ng c a lư ng ch y dao
và chi u sâu c t t i nhám b m t. Khi tăng lư ng ch y dao S thì nhám b m t
tăng nhanh và ít b nh hư ng c a chi u sâu c t.

Hình 4. 9 -

nh hư ng c a v n t c c t và chi u sâu c t ñ n nhám b m t


23

4.2. Các bi n pháp công ngh
Ch t lư ng b m t chi ti t máy là m t ch tiêu r t quan tr ng ñ i v i
q trình gia cơng chi ti t máy, nh t là

giai đo n gia cơng tinh. Đ đ m b o

ch t lư ng b m t gia công, trư c h t ph i chu n b h th ng cơng ngh th t

t t, đ c bi t là

khâu gia cơng tinh. M c tiêu

đây là xác đ nh và áp d ng

có hi u qu các bi n pháp công ngh nh m c i thi n ch t lư ng b m t v
các y u t : ñ nhám, chi u sâu bi n c ng, m c ñ bi n c ng, ng su t dư
c a l p b m t chi ti t máy. Nh ng bi n pháp cơng ngh đã ñư c ki m
nghi m có hi u qu nh m c i thi n ch t lư ng b m t chi ti t máy khi gia
công b ng d ng c c t thư ng (d ng c có lư i) đư c t ng k t

b ng 4.4.

B ng 4.4 - Bi n pháp c i thi n ch t lư ng b m t gia công chi ti t máy
b ng d ng c c t thư ng (d ng c có lư i)
Bi n pháp làm gi m chi u cao nh p nhô t vi (Rz) và
gi m chi u sâu bi n c ng (tc)
- V t li u gia công
- S c b n cao, gi i h n ch y cao, nhi u cacbon, ñ
c ng cao
- Lư ng ti n dao S, - Giá tr S, Sz nh (giá tr nh nh t kho ng 0,03
Mm/Vòng)
Sz
- Giá tr c a chi u sâu c t nh ( giá tr nh nh t kho ng
- Chi u sâu c t
0,01mm)
- Giá tr c a v n t c c t tăng, giá tr nh nh t, tùy c p
-V nt cc tv
v t li u gia công và v t li u d ng c (ví d : ti n tinh

thép b ng dao thép gió ho c dao g m vmin kho ng
- V t li u d ng c 300 ÷ 500m/ph)
- Đ c ng nóng (ch u nhi t) tăng, kh năng ch u nhi t
c t
c a d ng c tăng theo th t sau: thép gió, h p kim
c ng, g m, kim cương.
- Dung d ch trơn - Đ nh t tăng theo th t : nư c, d u
ngu i
- Thơng s hình h c
c a d ng c c t:
Góc trư c l n d n
Góc trư c γ
Góc sau l n d n
Góc sau α
Bán kính mũi dao r Bán kinh mũi dao r nh
- Đ mòn d ng c u Đ mịn d ng c ( µ ) nh
Y ut

nh hư ng


24

4.2. Các bi n pháp v v t li u
Đ ñ t ñ nhám b m t th p (ñ nh n bóng b m t cao) khi c t g t
ngư i ta thư ng ti n hành thư ng hóa thép cacbon

nhi t đ 850 ÷ 870oC

trư c khi c t g t. Đ c i thi n ñi u ki n c t và nâng cao tu i th d ng c c t

ngư i ta thư ng ti n hành

thép cacbon

nhi t ñ 900oC trong 5 gi đ c u

trúc kim lo i có h t nh và ñ u. Đ c ng v t li u gia cơng tăng thì chi u cao
nh p nhơ t vi gi m và h n ch

nh hư ng c a v n t c c t ñ i v i chi u cao

nh p nhô t vi. Khi ñ c ng c a v t li u gia cơng đ t t i giá tr HB =
5000N/mm2 thì nh hư ng c a v n t c c t t i chi u cao nh p nhô t vi Rz
h u như khơng cịn. M t khác, gi m tính d o c a v t li u gia công b ng bi n
c ng b m t cũng làm gi m chi u cao nh p nhô t vi.
4.3 Các bi n pháp v d ng c c t
K t c u c a dao phay nh hư ng l n t i kh năng làm vi c c a dao và
hi u qu s d ng chúng. Phương hư ng chính đ ch t o dao phay h p kim
c ng ki u m i là dùng k t c u l p ráp t các m nh h p kim c ng thay th
(khi mòn ta ch vi c thay các m nh m i).
Phương pháp k p b ng cơ khi cho phép xoay các m nh h p kim c ng
nh m thay ñ i các lư i c t và cho phép s d ng dao phay không c n ph i
mài l i. Sau khi các m nh này b mòn h t ta ch vi c thay nhanh các m nh
m i. Vì th th i gian đ ph c h i dao phay gi m xu ng r t nhi u. S d ng
các m nh thay th có nh ng ưu ñi m sau ñây so v i các m nh hàn ph i mài:
- Tu i b n cao hơn (cao hơn 30%) do không ph i hàn và mài l i (quá
trình mài l i làm gi m tính ch t c t c a h p kim c ng);
- Thay đ i nhanh;
- Có th s d ng h p kim c ng có kh năng ch ng mòn cao (lo i h p
kim này d b n t khi hàn và khi mài);

- Có kh năng m m t l p h p kim ch ng mòn (cacbit titan, nitrit
titan…)


25

- Tăng nhanh ph n trăm hoàn l i khi mài c a h p kim (t 15-20% ñ i
v i d ng c hàn, lên t i 90% ñ i v i d ng c dùng m nh h p kim thay th );
- Gi m th i gian ph c n thi t ñ thay ñ i và ñi u ch nh dao mòn;
- Gi m s lo i dao, ñơn gi n vi c trang b d ng c ;
- Có kh năng t p trung s n xu t các b ph n thay th cho các lo i
d ng c khác nhau (dao ti n, dao phay, dao chu t…)
- Có kh năng mài t p trung trên cơ s cơ khí hóa và t đ ng hóa;
- Các kích thư c và thơng s hình h c c a dao đư c c đ nh, ñi u này
ñ c bi t quan tr ng ñ i v i các máy ñi u khi n theo chương trình s …
Nh ng ưu đi m nói trên xác ñ nh hi u qu kinh t khi s d ng dao
phay b ng nh ng m nh h p kim c ng nhi u m t.