Đồ án kiểm tra biến dạng của cán dao phay với các dạng cán dao khác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO PHAY
VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC

GVHD: TS. TRẦN MINH THẾ UYÊN
SVTH: NGUYỄN HỮU TÂN
LÊ MINH TÂM
VƯƠNG MINH QUANG

SKL011134

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: “KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO
PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC”
Giảng viên hướng dẫn: TS. TRẦN MINH THẾ UYÊN
Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN HỮU TÂN

LÊ MINH TÂM
VƯƠNG MINH QUANG

MSSV:

19144191
19144190
19144181

Lớp:

19144CL3B

Khóa:

2019 - 2023
TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023


LỜI CAM KẾT
Tên đề tài: KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO PHAY VỚI CÁC DẠNG
CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC
Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Minh Thế Uyên
Nhóm sinh viên thực hiện:

MSSV:

SDT:

Nguyễn Hữu Tân

19144191

0778506223

Lê Minh Tâm

19144190

0354578896

Vương Minh Quang

19144181

0762909801

Lớp: 19144CL3B
Email:


Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 25/07/2023
Lời cam kết: “Nhóm chúng tơi xin chân thành cam đoan khóa luận tốt nghiệp
(ĐATN) này là cơng trình do chúng tơi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi
không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn
nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, nhóm chúng tơi xin chịu trách
nhiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2023
Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Hữu Tân
Lê Minh Tâm
Vương Minh Quang

i


LỜI CẢM ƠN
Để bài báo cáo này đạt kết quả tốt đẹp, em đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ của
rất nhiều đơn vị. Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép nhóm tơi được bày
tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô tận tình giảng dạy truyền đạt kiến
thức và trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều
kiện giúp đỡ trong quá trình học tập và hồn thiện bài báo cáo.
Với sự biết ơn này, nhóm chúng tôi xin lời cảm ơn chân thành đến Thầy Phạm
Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và bảo ban
những lúc nhóm chúng tơi gặp khó khăn trong q trình nghiên cứu, và khơng
ngại bỏ ra thời gian để chỉnh sửa và góp ý để tơi có thể hồn thiện tốt nhất đồ án
này.
Khơng thể khơng kể đến q Thầy Cơ văn phịng khoa đã tạo điều kiện tốt nhất
có thể để chúng tơi có thể thực hiện đồ án này.
Sau cùng, nhóm chúng tôi xin chúc quý Thầy Cô sức khỏe, hạnh phúc và ln
tươi trẻ và tràn đầy năng lượng để có thể tiếp giảng dạy và truyền đạt kiến thức
đến những thế hệ sau này nên những người cơng dân có ích cho gia đình và xã
hội và đất nước.

Nhóm sinh viên thực hiện
Lê Minh Tâm
Nguyễn Hữu Tân
Vương Minh Quang

ii


TĨM TẮT
Trong nghiên cứu này cần nhóm tập trung đo độ rung của cán dao phay và
các cán dao khác bằng thiết bị đo rung. Nhóm đưa ra các thơng số và chế tạo mơ
hình đo rung của cán dao phay. Dựa vào các kết quả đo và thực nghiệm trên mơ
hình của nhóm chế tạo hồn thành nhóm đưa ra số liệu so sánh với các cán dao
với nhau và đưa ra hướng kết quả tốt nhất.
Mục tiêu nhóm: Đo được và thu thập dữ liệu các thông số đo về độ rung để
đưa ra các số liệu rung thấp nhất để tối ưu chi phí gia cơng và cán dao nhưng
vẫn đảm bảo đủ số liệu thiết kế đáp ứng được nhu cầu của sản phẩm khi phay
bằng cán dao có độ rung thấp nhất.
Đồ án tốt nghiệp của nhóm là: “KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO
PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC NHAU” sử dụng thiết bị cảm
biến đo rung với các cán dao để so sánh kết quả với các trường hợp cán dao khác
nhau, dưới sự hướng dẫn của thầy TS. Trần Minh Thế Un
Cơng việc của đồ án:
- Tìm hiểu về các loại cảm biến đo độ rung và lựa chọn cảm biến phù hợp với
mục đích của đồ án tốt nghiệp.
- Đưa ra các thông số về cảm biến đo độ rung.
- Thực nghiệm dựa trên mơ hình đã có của nhóm chế tạo
- Đo và phân tích kết quả.
- Kiểm nghiệm bằng biểu đồ với bảng phân tích số liệu.
Những gì đạt được sau khi thực hiện đồ án này, nhóm đã tích lũy và củng cố
được kiến thức về dung sai bề mặt, lý thuyết về vật liệu, biết cách áp dụng tốn
học vào mơ hình kỹ thuật, nâng cao kiến thức về bộ môn cơ sở và công nghệ chế
tạo máy, biết thêm kiến thức về cơ học kỹ thuật, rèn luyện khả năng làm việc
nhóm hiệu quả. Những kiến thức này sẽ góp phần làm tăng sự tự tin khi bước

chân ra môi trường làm việc và giúp ích rất nhiều cho công việc sau này của
từng thành viên trong nhóm.
Từ khóa: Đo độ rung cán dao phay, cảm biến đo rung và
biểu đồ rung

iii


ABSTRACT
In this research, the team focuses on measuring the vibration of milling
cutters and other cutting tools using vibration measurement devices. The team
provides specifications and constructs a vibration measurement model for
milling cutters. Based on the measurement results and experiments on the
team's model, the team presents comparative data on different cutting tools and
suggests the best possible outcome.
Objective of the team: To measure and collect data on vibration parameters
in order to provide the lowest vibration values for optimizing machining costs
and cutting tools while ensuring that the design requirements meet the
product's needs when milling with the least amount of vibration in the cutting
tool.
The team's graduation project is titled "EXAMINING THE
DEFORMATION OF MILLING CUTTERS WITH DIFFERENT TYPES
OF CUTTING TOOLS" using a vibration sensor device with various cutting
tools to compare the results with different cutting tool scenarios, under the
guidance of Dr. Tran Minh The Uyen.
Tasks of the project:
• Research different types of vibration sensors and select an appropriate sensor
for the purpose of the graduation project.
• Provide specifications of the vibration sensor.
• Conduct experiments based on the team's existing model.

• Measure and analyze the results.
• Validate using charts and data analysis tables.
The outcomes of this project include the team's accumulation and
consolidation of knowledge on surface tolerances, material theory, application
of mathematics to engineering models, enhancement of knowledge in basic
mechanical engineering and machine manufacturing technology, additional
knowledge in mechanical engineering, and improvement of effective
iv


teamwork skills. These acquired knowledge and skills will increase the team
members' confidence when entering the workplace and greatly contribute to
their future work in their respective fields.
Keywords: Vibration measurement of milling cutter, vibration

v


MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT ................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii
TÓM TẮT ......................................................................................................... iii
ABSTRACT ...................................................................................................... iv
MỤC LỤC ........................................................................................................ vi
DANH SÁCH HÌNH ẢNH ............................................................................. viii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU ........................................................................... xiii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ................................................................................ 1
1.1

Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................... 1

1.2

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................. 2

1.2.1 Ý nghĩa khoa học .................................................................................... 2
1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .................................................................... 2
1.3

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ................................................................ 3

1.4

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài .................................................. 3

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu ............................................................................. 3
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 3
1.5

Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 3

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận ......................................................................... 3
1.2.1 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể ...................................................... 3
1.6

Kết cấu của đồ án ..................................................................................... 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ............................... 6
2.1

Tổng quan về đề tài .................................................................................. 6

2.2

Các nghiên cứu liên quan đến đề tài ........................................................ 6

2.2.1 Các nghiên cứu trong nước ..................................................................... 6
2.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước ...................................................................... 8
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................ 10
3.1

Lý thuyết về rung động trong quá trình cắt gọt...................................... 10
vi


3.1.1 Tổng quan về rung động trong quá trình cắt gọt .................................. 10
3.1.2 Các dạng rung động và nguyên nhân rung động .................................. 10
3.2

Các đại lượng cơ bản sử dụng trong phân tích rung động ..................... 12

3.3

Biểu đồ dạng sóng (waweform) ............................................................. 14

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ĐỘ BIẾN DẠNG CÁN
DAO PHAY ..................................................................................................... 18
4.1

Mơ hình thực nghiệm ............................................................................. 18

4.2

Cảm biến đo độ rung .............................................................................. 19

4.2.1 Giới thiệu chung về công ty sản xuất cảm biến đo rung ...................... 19
4.2.2 So sáng 3 dạng cảm biến đo rung ......................................................... 23
4.3

Các bước thực hiện đo rung ................................................................... 30

4.3.1 Các bước thực hiện đo rung .................................................................. 30
4.3.2 Các số liệu ............................................................................................. 36
4.4

Các phương án đo rung .......................................................................... 41

4.4.1 Trường hợp 1 ........................................................................................ 41
4.4.2 Trường hợp 2 ........................................................................................ 43
CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM VÀ KIỂM TRA BIẾN DẠNG CÁN DAO
PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC ................................................. 47
5.1 Kết quả đo .................................................................................................. 47
5.2

Các trường hợp đo và phân tích số liệu đo ............................................ 47

5.2.1 Trường hợp 1 ........................................................................................ 47
5.2.2 Trường hợp 2 .......................................................................................... 62
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................... 70
6.1

Kết quả đạt được .................................................................................... 70

6.2

Hạn chế của đề tài .................................................................................. 71

6.3

Đề xuất và kiến nghị .............................................................................. 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 72

vii


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 3.1: Biểu đồ sóng hình sin ..................................................................... 13
Hình 3.2: Biểu đồ dạng sóng (waveform) ..................................................... 14
Hình 3.3: Các đại lượng bổ trợ cho biểu đồ dạng sóng ................................... 14
Hình 3.4: Biểu đồ thể hiện các giá trị Peak, Peak-to-peak và RMS ................ 15
Hình 3.5: Giá trị cực đại trong biểu đồ sóng.................................................... 15
Hình 3.6: Giá trị cực tiểu trong biểu đồ sóng .................................................. 16
Hình 4.1: Hình ảnh mơ hình thực tế ................................................................ 18
Hình 4.2: Bản vẽ lắp mơ hình .......................................................................... 19
Hình 4.3: Logo cơng ty Dynamox ................................................................... 19
Hình 4.4: Hình ảnh văn phịng cơng ty Dynamox ........................................... 20
Hình 4.5: Sản phẩm của cơng ty Dynamox ..................................................... 21
Hình 4.6: Hình ảnh trụ sở mới cơng ty ............................................................ 22
Hình 4.7: Cảm biến đo rung TcAg................................................................... 24

Hình 4.8: Cảm biến đo rung TcAs ................................................................... 24
Hình 4.9: Cảm biến đo rung HF....................................................................... 24
Hình 4.10.11.12: Hình ảnh về các thơng số TcAg ........................................... 25
Hình 4.13: Hình ảnh dạng quang phổ và dạng sóng ........................................ 26
Hình 4.14: Hình ảnh cảm biến đo rung TcAs .................................................. 28
Hình 4.15: Ảnh thực tế của cảm biến rung ...................................................... 30
Hình 4.16: Hình ảnh mơ hình khi lắp đặt cán dao ........................................... 31
Hình 4.17: Cảm biến đo rung cố định trên mơ hình ........................................ 32
Hình 4.18: Cài đặt thời gian để thu dữ liệu ...................................................... 33
Hình 4.19: Phần mềm GX Developer kết nối với PLC ................................... 33
Hình 4.20: PLC kết nối với motor ................................................................... 34
Hình 4.21: Chờ thời gian xử lí dữ liệu ............................................................. 34
viii


Hình 4.22: Chi tiết về các thơng số theo gia tốc .............................................. 35
Hình 4.23: Dữ liệu đang truyền qua website ................................................... 35
Hình 4.24: Giao diện chính của web DynaPredict........................................... 36
Hình 4.25: Rung động gia tốc theo trục X ....................................................... 37
Hình 4.26: Rung động gia tốc theo trục Y ....................................................... 37
Hình 4.27: Rung động gia tốc theo trục Z ....................................................... 37
Hình 4.28: Rung động vận tốc theo trục X ...................................................... 38
Hình 4.29: Rung động vận tốc theo trục Y ...................................................... 38
Hình 4.30: Rung động vận tốc theo trục Z ...................................................... 38
Hình 4.31: Rung động chuyển vị theo trục X ................................................. 39
Hình 4.32: Rung động chuyển vị theo trục Y .................................................. 39
Hình 4.33: Rung động chuyển vị theo trục Z .................................................. 39
Hình 4.34: Cài đặt giới hạn thời gian ............................................................... 40
Hình 4.35: Cài đặt đơn vị đo ............................................................................ 40
Hình 4.36: Chỉnh khoảng cách sóng ................................................................ 41

Hình 4.37: Cán dao ∅10 ................................................................................... 41
Hình 4.38: Thay đổi tốc độ bàn quay ............................................................... 42
Hình 4.39: Thay đổi chiều dài dao ................................................................... 42
Hình 4.40: Thay đổi chiều dài que ................................................................... 43
Hình 4.41: Cán dao ∅20 thực tế ...................................................................... 44
Hình 4.42: Bản vẽ cán dao ∅20 có lỗ .............................................................. 44
Hình 4.43: Cán dao ∅20 có lỗ thực tế ............................................................. 44
Hình 4.44: Bản vẽ cán dao có giảm chấn ........................................................ 44
Hình 4.45: Cán dao ∅20 có giảm chấn thực tế ................................................ 45
Hình 4.46: Cơ cấu giảm chấn trong cán dao .................................................... 45
Hình 5.1: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục X tại trường hợp tốc độ bàn quay
75 vòng/phút .................................................................................................... 47
ix


Hình 5.2: Giá trị cực tiểu của gia tốc theo trục X tại trường hợp tốc độ bàn quay
75 vòng/phút .................................................................................................... 48
Hình 5.3: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục Y tại trường hợp tốc độ bàn quay
75 vịng/phút .................................................................................................... 48
Hình 5.4: Giá trị cực tiểu của gia tốc theo trục Y tại trường hợp tốc độ bàn quay
75 vịng/phút .................................................................................................... 49
Hình 5.5: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục Z tại trường hợp tốc độ bàn quay
75 vịng/phút .................................................................................................... 49
Hình 5.6: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục Z tại trường hợp tốc độ bàn quay
75 vịng/phút .................................................................................................... 50
Hình 5.7: Biểu đồ ảnh hưởng của tốc độ bàn quay tới rung động gia tốc theo giá
trị PP ................................................................................................................. 51
Hình 5.8: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục X ở trường hợp chiều dài dao
100mm ............................................................................................................. 52
Hình 5.9: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục X tại trường hợp chiều

dài dao 100mm ................................................................................................. 52
Hình 5.10: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều
dài dao 100mm ................................................................................................. 53
Hình 5.11: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều
dài dao 100mm ................................................................................................. 53
Hình 5.12: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều
dài dao 100mm ................................................................................................. 54
Hình 5.13: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều
dài dao 100mm ................................................................................................. 54
Hình 5.14: Biểu đồ ảnh hưởng của chiều dài dao tới rung động gia tốc theo giá
trị PP ................................................................................................................. 56
Hình 5.15: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục X tại trường hợp chiều
dài que đánh 45.5mm ....................................................................................... 57
Hình 5.16: Giá trị cực tiểu rung động của gia tốc theo trục X tại trường hợp chiều
dài que đánh 45.5mm ....................................................................................... 57
x


Hình 5.17: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều
dài que đánh 45.5mm ....................................................................................... 58
Hình 5.18: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều
dài que đánh 45.5mm ....................................................................................... 58
Hình 5.19: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều
dài que đánh 45.5mm ....................................................................................... 59
Hình 5.20: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều
dài que đánh 45.5mm ....................................................................................... 59
Hình 5.21: Biểu đồ ảnh hưởng của chiều dài que đánh tới rung động gia tốc theo
giá trị PP ........................................................................................................... 61
Hình 5.22: Biểu đồ dạng sóng theo gia tốc của cán dao bình thường ............. 62
Hình 5.23: Biểu đồ dạng sóng theo gia tốc của cán dao có lỗ ......................... 63

Hình 5.24: Biểu đồ so sánh giá trị gia tốc RMS theo trục X ........................... 65
Hình 5.25: Biểu đồ so sánh giá trị gia tốc RMS theo trục Y ........................... 65
Hình 5.26: Biểu đồ so sánh giá trị gia tốc RMS theo trục Z ............................ 66
Hình 5.27: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao thường theo trục X .............................................................................. 66
Hình 5.28: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao có lỗ theo trục X ................................................................................. 67
Hình 5.29: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao có giảm chấn số 24 theo trục X .......................................................... 67
Hình 5.30: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao thường theo trục Y .............................................................................. 67
Hình 5.31: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao có lỗ theo trục Y ................................................................................. 68
Hình 5.32: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao có giảm chấn số 24 theo trục Y .......................................................... 68
Hình 5.33: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao thường theo trục Z .............................................................................. 68
Hình 5.34: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
xi


cán dao có lỗ theo trục Z .................................................................................. 69
Hình 5.35: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào
cán dao có giảm chấn số 24 theo trục Z ........................................................... 69

xii


DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 5.1: Bảng thông số khi thay đổi tốc độ bàn quay theo trục X ................ 50
Bảng 5.2: Bảng thông số khi thay đổi tốc độ bàn quay theo trục Y ................ 50
Bảng 5.3: Bảng thông số khi thay đổi tốc độ bàn quay theo trục Z ................. 51
Bảng 5.4: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài dao theo trục X .................... 55
Bảng 5.5: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài dao theo trục Y .................... 55
Bảng 5.6: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài dao theo trục Z ..................... 55
Bảng 5.7: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài que đánh theo trục X ........... 60
Bảng 5.8: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài que đánh theo trục Y ........... 60
Bảng 5.9: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài que đánh theo trục Z ............ 60
Bảng 5.10: Giá trị gia tốc theo RMS của cán dao bình thường ....................... 62
Bảng 5.11: Giá trị giá tốc theo RMS của cán dao có lỗ theo các trục ............. 63
Bảng 5.12: Bảng thông số rung động gia tốc theo RMS 24 trường hợp có giảm
chấn .................................................................................................................. 63

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CNC

Computer Numerical Control

PP

Peak to Peak

RMS

Root Mean Square

CF

Crest Factor

KURT

Kurtosis

xiv


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật trong kỷ ngun 4.0, ngành
gia cơng cơ khí chính xác ngày càng đặt ra yêu cầu cao hơn về độ chính xác,
năng suất và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, trong q trình gia cơng cơ khí
chính xác, đối mặt với những thách thức lớn. Nếu muốn đảm bảo năng suất,
thường phải gia công với tốc độ cao và chiều sâu mỗi lần cắt lớn, điều này dẫn
đến rung động và tiếng ồn lớn. Điều này không chỉ gây hư hại cơng cụ cắt mà
cịn khó đảm bảo chất lượng bề mặt. Để giảm rung động và tiếng ồn, người vận
hành máy thường giảm các thơng số q trình gia cơng như tốc độ trục chính,
vận tốc cắt, lượng ăn dao răng và chiều sâu lớp cắt. Tuy nhiên, việc giảm các
thông số này ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất gia cơng.
Do đó, bài nghiên cứu này tập trung vào tìm ra giải pháp để giảm rung động
mà vẫn đảm bảo thơng số q trình và duy trì năng suất. Điều này có thể được
thực hiện bằng cách áp dụng các cơng cụ giảm chấn vào q trình gia cơng cơ
khí. Ngồi ra, khi gia cơng với dao phay ngón, có thể dễ dàng đạt được yêu cầu
kỹ thuật về hình dạng, độ bóng và độ nhám của sản phẩm. Điều này khơng địi
hỏi dụng cụ cắt và thơng số q trình cao, vì gia cơng theo biên dạng ngồi
khơng u cầu chiều dài cán dao lớn. Trục của máy CNC sẽ đảm nhận việc di

chuyển, và biên dạng gia công chỉ phụ thuộc vào giới hạn phương dịch chuyển
của trục máy. Tuy nhiên, khi sử dụng cán dao dài, việc đạt độ bóng cao trở nên
khó khăn. Cán dao càng dài, độ cứng càng giảm, gây ra rung động và tiếng ồn
nhiều hơn, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bóng và chất lượng bề mặt gia cơng, cũng
như hình dạng của sản phẩm.
Điều này đặt ra thách thức cho q trình gia cơng cơ khí chính xác, và nghiên
cứu này sẽ đưa ra và tìm hiểu những nguyên nhân nào gây tác động tới cán dao
bằng phương pháp đo độ rung qua cảm biến đo độ rung. Điều này sẽ góp phần
nâng cao hiệu suất và chất lượng trong q trình gia cơng cơ khí chính xác trong
thời đại công nghệ 4.0.

1


1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.2.1

Ý nghĩa khoa học

Có ý nghĩa quan trọng trong việc kiểm tra biến dạng của cán dao phay trong lĩnh
vực cơng nghệ gia cơng cơ khí. Trong việc kiểm tra biến dạng cán dao phay, từ
việc nghiên cứu và phân tích đến phát triển cơng nghệ, đảm bảo chất lượng và
tối ưu hóa q trình gia cơng. Nó đóng góp vào việc cải thiện quá trình sản xuất,
đảm bảo sự tin cậy và hiệu quả của sản phẩm cơ khí.
1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
-

Đảm bảo chất lượng sản phẩm: Kiểm tra biến dạng cán dao phay giúp

đảm bảo chất lượng của sản phẩm gia công. Khi cán dao phay bị biến dạng, nó

có thể ảnh hưởng đến chính xác, độ chính xác và độ bền của sản phẩm cuối cùng.
Bằng cách kiểm tra và đánh giá biến dạng cán dao phay, nhà sản xuất có thể xác
định xem cán dao phay có đáp ứng được yêu cầu chất lượng hay khơng và có
thể thực hiện các điều chỉnh cần thiết để đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng cao.
-

Nâng cao hiệu suất gia công: Kiểm tra biến dạng cán dao phay giúp tối

ưu hóa q trình gia cơng. Khi cán dao phay bị biến dạng, nó có thể gây ra q
trình gia cơng khơng hiệu quả, làm giảm hiệu suất sản xuất và tăng chi phí. Bằng
cách xác định và khắc phục các biến dạng này, nhà sản xuất có thể cải thiện q
trình gia cơng, tăng năng suất, giảm lỗi và tiết kiệm tài nguyên.
- Đảm bảo an toàn và sự bền vững: Kiểm tra biến dạng cán dao phay đóng
góp vào việc đảm bảo an tồn và sự bền vững trong q trình gia cơng. Khi cán
dao phay bị biến dạng, nó có thể gây ra sự cố hoặc nguy hiểm trong quá trình
vận hành. Bằng cách kiểm tra và đánh giá biến dạng, nhà sản xuất có thể xác
định các vấn đề an tồn, đưa ra các biện pháp phòng ngừa và đảm bảo sự bền
vững của hệ thống sản xuất.
- Phát triển công nghệ và quy trình: Nghiên cứu về kiểm tra biến dạng cán
dao phay góp phần vào sự phát triển của cơng nghệ và quy trình gia cơng cơ khí.
Bằng cách áp dụng các phương pháp hiện đại, công nghệ đo lường và phân tích,
nhà nghiên cứu và nhà sản xuất có thể cải tiến quy trình kiểm tra, phát triển công
cụ và phương pháp mới để đạt được kết quả chính xác và hiệu quả hơn.
Tóm lại, đề tài kiểm tra biến dạng cán dao phay có ý nghĩa thực tiễn trong
việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa hiệu suất gia cơng, đảm bảo an
2


tồn và sự bền vững, cũng như phát triển cơng nghệ và quy trình gia cơng cơ
khí.

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Tìm hiểu về cơng nghệ mới của cán dao phay giảm chấn: để tìm ra giải pháp
để giảm rung động mà vẫn đảm bảo thông số q trình và duy trì năng suất.
Điều này có thể được thực hiện bằng cách áp dụng các công cụ giảm chấn
trong cán dao và q trình gai cơng cơ khí.
- Tìm hiểu về rung động và thực nghiệm đo độ rung cán dao phay: tìm hiểu
những nguyên nhân nào gây tác động tới cán dao bằng phương pháp đo độ
rung qua cảm biến đo độ rung.
- Thực nghiệm thu thập độ rung của các dạng cán dao khác nhau để đưa ra cơ
cấu giảm chấn tối ưu nhất.
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài
1.4.1

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu trong đề tài kiểm tra biến dạng cán dao phay bao gồm
cán dao phay, quy trình gia công, và các công nghệ đo lường và phân tích liên
quan.
1.4.2

Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài kiểm tra biến dạng cán dao phay bao gồm các
yếu tố vật liệu, biến dạng, yếu tố tác động, cơng nghệ đo và phân tích, cũng như
ứng dụng và kết quả của quá trình kiểm tra trong các ngành công nghiệp khác
nhau.
1.5

Phương pháp nghiên cứu
1.5.1

Cơ sở phương pháp luận

Cơ sở phương pháp luận trong đề tài kiểm tra biến dạng cán dao phay dựa trên
sự kết hợp giữa phân tích lý thuyết, nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp đo
lường và đánh giá, xử lý dữ liệu và phân tích số liệu, cũng như so sánh và đánh
giá các phương pháp.
1.2.1
-

Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

Phân tích lý thuyết: Nghiên cứu có thể dựa vào phân tích lý thuyết về cơ
3


học gia công, độ bền vật liệu, và lý thuyết về biến dạng để hiểu và dự đoán biến
dạng cán dao phay trong q trình gia cơng. Phân tích lý thuyết cung cấp các
khái niệm, cơng thức và mơ hình tính tốn để giải thích hiện tượng biến dạng.
-

Nghiên cứu thực nghiệm: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm là một

phần quan trọng trong việc kiểm tra biến dạng cán dao phay. Nghiên cứu này có
thể bao gồm thực hiện các thí nghiệm trên các mẫu cán dao phay trong điều kiện
gia công và đo lường các biến dạng cụ thể. Dữ liệu thực nghiệm này sẽ được sử
dụng để phân tích và đánh giá hiệu quả của các phương pháp kiểm tra và điều
chỉnh.
- Phương pháp đo lường và đánh giá: Cơ sở phương pháp luận cũng bao
gồm sử dụng các công nghệ đo lường và đánh giá biến dạng cán dao phay. Các

phương pháp này có thể thiết bị cảm biến đo rung, hoặc các phương pháp phân
tích hình ảnh và dữ liệu để đo lường và phân tích biến dạng.
- Xử lý dữ liệu và phân tích số liệu: Sau khi thu thập dữ liệu từ các phương
pháp đo lường, nghiên cứu cần sử dụng các công cụ và phương pháp phân tích
số liệu để xử lý và phân tích dữ liệu thu thập được. Điều này có thể bao gồm
việc sử dụng phần mềm thống kê và phân tích số liệu để hiểu rõ hơn về xu hướng
và mối quan hệ giữa các yếu tố.
- So sánh và đánh giá: Cơ sở phương pháp luận cũng liên quan đến việc so
sánh và đánh giá các phương pháp kiểm tra và điều chỉnh biến dạng cán dao
phay. Điều này có thể bao gồm so sánh các kết quả đo lường, đánh giá hiệu quả
và độ tin cậy của các phương pháp, và đưa ra các đề xuất và giải pháp để cải
thiện quá trình kiểm tra.
1.6 Kết cấu của đồ án
Đề tài được chia làm 6 chương với các nội dung như sau:
-

Chương 1: Giới thiệu

Tính cấp thiết của đề tài, Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài, Mục tiêu
nghiên cứu của đề tài, Đối tượng và phạm vi nghiên cứu, Phương pháp nghiên
cứu và Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp.
-

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Tổng quan về đề tài, Các nghiên cứu liên quan đến đề tài trong nước và ngoài
nước
4

-

Chương 3: Cở sở lý thuyết

Lý thuyết về rung động trong quá trình cắt gọt, các đại lượng cơ bản sử dụng
trong đo rung động, biểu đồ dạng sóng.
-

Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm về biến dạng các cán dao phay

Mơ hình thực nghiệm, Cảm biến đo độ rung, Các bước thực hiện đo rung, Các
phương án đo rung.
-

Chương 5: Thực nghiệm và kiểm tra biến dạng cán dao phay với các dạng

cán dao khác
Kết quả đo, Trường hợp 1, Trường hợp 2, Trường hợp 3
-

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

Kết quả đạt được, Hạn chế của đề tài, Đề xuất và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo
Phụ Lục

5


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

2.1 Tổng quan về đề tài
Tìm hiểu về các biến dạng xảy ra trên cán dao phay và các phương pháp kiểm
tra để đánh giá chúng. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào các dạng cán dao khác
nhau và ảnh hưởng của biến dạng đến hiệu suất gia công và tuổi thọ của cán dao
phay.
Mục tiêu của nghiên cứu là nắm vững kiến thức về các biến dạng cán dao
phay và hiểu rõ tác động của chúng đến q trình gia cơng cơ khí. Nghiên cứu
sẽ tập trung vào việc phân tích các yếu tố gây biến dạng cán dao phay, bao gồm
q trình gia cơng, lực tác động và điều kiện sử dụng. Bên cạnh đó, cũng sẽ xem
xét các yếu tố có thể ảnh hưởng đến biến dạng cán dao phay như vật liệu gia
cơng, góc cắt và hình dạng của cán dao phay.
Nghiên cứu sẽ đề xuất và thực hiện các phương pháp kiểm tra để đánh giá
biến dạng cán dao phay. Các phương pháp này có thể bao gồm đo đạc hình dạng
và kích thước của cán dao phay, các thay đổi tác động lên cán dao phay dựa trên
mơ hình chế tạo kiểm tra biến dạng cán dao phay. Qua đó, nghiên cứu sẽ xác
định được tình trạng biến dạng của cán dao phay và ảnh hưởng của nó đến q
trình gia cơng.
Kết quả của nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng về biến dạng cán
dao phay và phương pháp kiểm tra. Những kiến thức này có thể được áp dụng
trong thực tế để đảm bảo chất lượng gia công, tăng hiệu suất và tuổi thọ của cán
dao phay. Ngồi ra, nghiên cứu cũng có thể đóng góp vào việc phát triển các
cơng cụ và phương pháp mới để kiểm tra biến dạng cán dao phay trong lĩnh vực
gia cơng cơ khí.
2.2 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
2.2.1

Các nghiên cứu trong nước

Hiện nay, các nước trên thế giới có xu hướng hội nhập, liên kết và thông
thương với nhau. Trong thời đại của nền kinh tế thị trường mang tính chất tồn

cầu hóa, thời đại của khoa học kỹ thuật. thì lĩnh vực cơ khí đóng vai trị then
chốt, nền tảng cho tiến bộ khoa học của thế giới như hiện nay. Các nghiên cứu
trong lĩnh vực cơ khí có các bước tiến mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu xã hội. Riêng
trong lĩnh vực gia cơng cơ khí u cầu tăng năng suất, tăng độ chính xác và chất
lượng bề mặt ngày càng cao. Nhiều biện pháp đã được áp dụng để cải tiến quá
6


trình gia cơng. Khi đề cập đến chất lượng gia công, không thể không đề cập đến
độ nhám bề mặt mặt chi tiết và độ nhám là chỉ tiêu để đánh giá điều này. Một
trong số những đối tượng được nghiên cứu để giải quyết vấn đề này là dụng cụ
cắt.
Có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về vấn đề ảnh hưởng của yếu tố công nghệ
đến chất lượng chi tiết mà dao phay tạo nên. Các đề tài nói lên sự ảnh hưởng của
dao phay lên bề mặt chi tiết gia cơng trong máy CNC. Bên cạnh đó sự thay đổi
của các dao phay khác nhau ảnh hưởng tới bề mặt chi tiết. Các cơng trình nghiên
cứu khoa học dưới đây cũng đã liên hệ được với đề tài nghiên cứu đo độ biến
dạng của cán giao phay của nhóm đã trình bày:
- Đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia
công trên máy phay CNC” của Trương Thị Ngọc Thư – Đại Học Đà Nẵng.
nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt gồm 3 biến độc lập (V, S, t) đến độ nhám bề
mặt bằng các biện pháp gia cơng khác nhau như tiện, phay, mài... Nghiên cứu
để lựa chọn chế độ cắt cho nhiều loại dao phay trên những vật liệu khác nhau.
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thơng số chế độ cắt đến độ mịn của dao phay.
- Luận văn “Nghiên cứu xác định chế độ cắt cho máy phay CNC của viện cơ
khí” năm 2002 của Vũ Thị Ngọc - Đại học bách khoa Hà Nội. Trình bày tổng
quan về phương pháp tiện và kỹ thuật gia công CNC. Ảnh hưởng của chế độ cắt
đến lực cắt, sự phát sinh nhiệt cắt, tuổi bền của dao và độ nhám bề mặt. Các
phương pháp xác định chế độ cắt cho máy tiện vạn năng thông thường. Xây
dựng thuật toán cho phần mềm xác định chế độ cắt cho máy tiện CNC.

- Luận văn “Nghiên cứu bằng thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích
thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình
cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính” của Ngơ Đức Hạnh - Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên.
- Đề tài: “Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy khi phay tinh”
của Hồng Trọng Hiếu – Đại Học Đà Nẵng.Phân tích được các yếu tố đặc trưng
cho chất lượng bề mặt chi tiết máy (hình dáng của lớp bề mặt, trạng thái và tính
chất cơ lý của lớp bề mặt). - Phân tích rõ ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới
khả năng làm việc của chi tiết máy. - Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến
chất lượng bề mặt chi tiết máy khi gia công.
Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của cơ cấu giảm chấn dao tiện đến độ nhám
bề mặt” của Lê Hoàng Lâm - Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM – Năm 2017
7


[3]. Tác giả tác giả trình bày nguyên lý giảm chấn cho cán dao tiện, sau đó tiến
hành thực nghiệm với cán dao tiện gắn cơ cấu giảm chấn theo 3 phương án khác
nhau kết hợp với 4 đối trọng có khối lượng tương ứng là 12.62 (g), 11.83 (g),
11.04 (g), 9.07 (g) và 7 lị xo có độ cứng tương ứng là 400 (N/m), 500 (N/m),
1647 (N/m), 1806 (N/m), 2800 (N/m), 2947 (N/m), 3733 (N/m). Thông qua đề
tài, tác giả chọn cán dao giảm chấn thiết kế theo phương án I (cơ cấu giảm chấn
được trùng với phương của lực PZ) kết hợp với con trượt B có khối lượng mB
= 11,62 g và độ cứng lò xo K từ 1000 ÷ 2800 N/m để sử dụng trong gia công.
Tuy nhiên, trong đề tài này tác giả chưa thay đổi lực tác dụng của lị xo và chưa
thí nghiệm cán dao giảm chấn có dầu nhờn.
Các nghiên cứu trong nước về dụng cụ cắt còn hạn chế, đặc biệt nghiên cứu
ảnh hưởng của các loại cơ cấu cán dao giảm chấn đến độ nhám bề mặt trong quá
trình tiện.
2.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước
Hiện nay, các nước trên thế giới có xu hướng hội nhập, liên kết và thơng

thương với nhau. Trong thời đại của nền kinh tế thị trường mang tính chất tồn
cầu hóa, thời đại của khoa học kỹ thuật. thì lĩnh vực cơ khí đóng vai trò then
chốt, nền tảng cho tiến bộ khoa học của thế giới như hiện nay. Các nghiên cứu
trong lĩnh vực cơ khí có các bước tiến mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu xã hội. Riêng
trong lĩnh vực gia công cơ khí yêu cầu tăng năng suất, tăng độ chính xác và chất
lượng bề mặt ngày càng cao. Nhiều biện pháp đã được áp dụng để cải tiến q
trình gia cơng. Khi đề cập đến chất lượng gia công, không thể khơng đề cập đến
độ bóng bề mặt mặt chi tiết và độ nhám là chỉ tiêu để đánh giá điều này. Một
trong số những đối tượng được nghiên cứu để giải quyết vấn đề này là dụng cụ
cắt.
Đã có rất nhiều công ty nghiên cứu và chế tạo dụng cụ cắt nổi tiếng trên thế
giới. Điển hình là Cơng ty Kennametal, một công ty về dụng cụ cắt hàng đầu
của Mỹ chuyên cung cấp các dụng cụ cắt cho hoạt động gia cơng cơ khí trong
nước và các nước Châu Âu. Còn ở thị trường Châu Á, Mitsubishi lại là một trong
những nhà sản xuất dụng cụ cắt hàng đầu của Nhật.
Đặc biệt trong các công ty về dụng cụ cắt, Công ty Sandvik (Thụy Điển) đã
tiên phong trong việc nghiên cứu và chế tạo cán dao giảm chấn, giảm rung động
trong q trình gia cơng khi cán dao gá dài nhằm cải thiện được chế độ cắt.
Những nghiên cứu của Sandvik mang tính chất tham khảo vì thí nghiệm hầu như
8


được thực hiện trên các loại vật liệu tiêu chuẩn và trong điều kiện gia cơng khá
hồn hảo, nên những kết quả nhận được khá lý tưởng.
Nhiều nhà khoa học đã chứng minh và tìm ra được nhiều phương án để giảm
rung động trong quá trình cắt gọt. Bài báo “Improving performance of CBN
cutting tools by increasing their damping properties” của L. N. Devin, A. A.
Osadchii, năm 2012: Trong đề tài nghiên cứu nhóm tác giả tập trung thiết kế kết
cấu dụng cụ cắt cải tiến bằng cách tích hợp các chi tiết đặc biệt với chức năng
giảm chấn nhằm mục đích cải thiện độ ổn định dụng cụ cắt do dao động trong

q trình gia cơng.
Năm 2012, bài báo “Effect of magneto rheological damper on tool vibration
during” của P. Sam Paul đã cho thấy kết quả làm giảm rung động của cán dao
giảm chấn khi sử dụng dòng lưu biến điện từ (MR) khi tiện thép AISI 4340 với
độ cứng 46HRC so với cán dao thường.
Năm 2015, P. Sam Paul lại có cơng trình nghiên cứu khác- “Effect of
nanoparticles on the performance of magnetorheological fluid damper during
hard turning process”. Ở cơng trình lần này, tác giả làm giảm nhiệt độ và tăng
độ nhớt của dòng MR bằng cách cho thêm các hạt nano với thành phần là
aluminium oxide (0.1%) và titanium oxide (0.2%), kết quả làm tăng khả năng
cắt gọt.
Một cơng trình nghiên cứu khác, “Development of designs of damping
cutting tools” của nhóm tác giả V. V. Malyhin, E. I. Yatsun, Yu. N. Seleznev,
and S. G. Novikov được công nhân năm 2016. Trong đề tài nhóm tác giả tập
trung nghiên cứu thiết kế và đề xuất cơ cấu giảm chấn nhằm kiểm soát độ ổn
định dụng cụ cắt trong quá trình cắt gọt và cải thiện chất lượng bề mặt gia công.
Các thử nghiệm này thường được thực hiện trên các vật liệu tiêu chuẩn và
trong điều kiện gia cơng hồn hảo nên kết quả thu được khá lý tưởng. Tất nhiên,
những nghiên cứu này cũng phục vụ các mục tiêu và thông số thương mại của
họ.

9