Nghiên cứu xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (233.61 KB, 11 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
--------------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNGTHỨC TÍNH
CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI
PHẠM THANH CƯỜNG
THÁI NGUYÊN, 2012
Trang 1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
-------------------------------------------PHẠM THANH CƯỜNG
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNGTHỨC TÍNH
CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
HỌC VIÊN
Pgs.Ts Vũ Ngọc Pi
Phạm Thanh Cường
KHOA SAU ĐẠI HỌC
BAN GIÁM HIỆU
Pgs.Ts Nguyễn Văn Tuấn
THÁI NGUYÊN, 2012
Trang 2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình
nào khác. Trừ các phần tham khảo đã được nêu rõ trong luận văn.
Tác giả
Phạm Thanh Cường
Trang 3
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo – PGS.TS. Vũ Ngọc Pi, người đã
hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực hiện đến quá trình
viết và hoàn chỉnh luận văn.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban giám hiệu và Khoa Sau đại học của
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản
luận văn này.
Tác giả cũng chân thành cảm ơn Doanh nghiệp tư nhân cơ khí chính xác
Thái Hà đã giúp đỡ tác giả thực hiện luận văn này.
Do năng lực bản thân còn có những hạn chế nên luận văn không tránh khỏi sai
sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà
khoa học và các bạn đồng nghiệp.
Trân trọng cảm ơn!
Tác giả
Phạm Thanh Cường
Trang 4
MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ................................................................................ 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................. 7
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................... 9
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 10
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................. 10
2. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................................... 11
3. Phương pháp nghiên cứu và mục đích nghiên cứu .................................................... 11
3.1. Hướng nghiên cứu ................................................................................................... 11
3.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 11
3.3. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................. 11
4. Nội dung và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 12
4.1. Nội dung .................................................................................................................. 12
4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài ................................................................................ 12
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU GIA CÔNG MÀI VÀ MÀI TRÒN NGOÀI ..................... 13
1.1. Giới thiệu về gia công mài ...................................................................................... 13
1.1.1. Đặc điểm gia công mài ......................................................................................... 13
1.1.2. Quá trình tạo phoi khi mài ................................................................................... 15
1.1.3. Đá mài .................................................................................................................. 17
1.1.3.1. Vật liệu hạt mài ................................................................................................. 17
1.1.3.2. Vật liệu dính kết ................................................................................................ 18
1.1.3.3. Độ hạt của đá mài .............................................................................................. 18
1.1.3.4. Cấu trúc đá mài ................................................................................................. 19
1.1.3.5. Độ cứng của đá mài........................................................................................... 19
1.1.4. Chế độ mài ........................................................................................................... 20
1.2. Giới thiệu về mài tròn ngoài ................................................................................... 20
1.3. Kết luận chương 1 ................................................................................................... 23
Trang 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI ... 24
2.1. Tổng quan về tính chế độ cắt của mài tròn ngoài ................................................... 24
2.2. Kết luận chương 2 ................................................................................................... 39
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG THỨC
TÍNH CHẾ ĐỘ CẮTCHO MÀI TRÒN NGOÀI .......................................................... 40
3.1. Lựa chọn cơ sở dữ liệu để XD công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài ........ 40
3.2. Lựa chọn dạng hàm hồi quy .................................................................................... 42
3.3. Tổ chức cơ sở dữ liệu .............................................................................................. 42
3.3.1. Tổ chức cơ sở dữ liệu cho mài tròn ngoài chạy dao dọc ..................................... 43
3.3.2. Tổ chức cơ sở dữ liệu cho mài tròn ngoài chạy dao ngang ................................. 49
3.4. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài ....................................... 53
3.4.1. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao dọc .............. 53
3.4.2. Xây dựng công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao ngang.............. 55
3.5. Kết quả và nhận xét chương 3 ................................................................................. 58
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI
TRÒN NGOÀI ............................................................................................................... 60
4.1. Tổng quan về các ngôn ngữ lập trình ...................................................................... 60
4.2. Xây dựng phần mềm tính toán chế độ cắt cho mài tròn ngoài................................ 63
CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÔNG
THỨC TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI ............................................. 64
5.1. Mục đích thí nghiệm ............................................................................................... 64
5.2. Chuẩn bị thí nghiệm ................................................................................................ 64
5.3. Tiến hành thí nghiệm .............................................................................................. 67
5.4. Kết quả thí nghiệm .................................................................................................. 69
5.4.1. Kết quả thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc ................................................ 69
5.4.2. Kết quả thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao ngang ............................................ 73
5.5. Kết luận chương 5 ................................................................................................... 77
Trang 4
CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................... 78
6.1. Kết luận ................................................................................................................... 78
6.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo ....................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 80
PHỤ LỤC 1: BẢNG TRA CHẾ ĐỘ MÀI TRÒN NGOÀI [16] ................................... 82
PHỤ LỤC 2: GIẤY CHỨNG NHẬN SẢN PHẨM ĐẠT GIẢI NHÌ TẠI TRIỂN LÃM
SÁNG TẠO KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN VÀ CÁN BỘ GIẢNG VIÊN TRẺ ....... 91
PHỤ LỤC 3: GIẤY XÁC NHẬN ĐĂNG BÁO TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM ........ 92
PHỤ LỤC 4: BÀI BÁO ĐĂNG TRÊN TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM...................... 93
Trang 5
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
STT
KÝ HIỆU
NỘI DUNG
THỨ NGUYÊN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Vđ
nđ
bđ
Tốc độ đá mài
Số vòng quay của đá mài
Chiều rộng đá mài
Chiều rộng đá mài tham gia cắt
Đường kính đá mài
Đường kính lỗ đá mài
Đường kính phôi
Chiều dài phôi
Chiều dài mài
Số vòng quay của phôi
Tốc độ phôi
Lượng chạy dao ngang
Lượng chạy dao ngang tra bảng
Lượng chạy dao thực tế
Lượng chạy dao dọc
Lượng dư đường kính
Lượng dư đường kính mài thô
Lượng dư đường kính mài tinh
Chiều sâu cắt
Thời gian gia công cơ bản
Công suất mài
Lực mài
Cấp chính xác
Cấp độ nhám
Hệ số tỷ lệ tốc độ
Số lần cắt
Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công và cấp
chính xác cần đạt
Hệ số phụ thuộc vào đường kính đá mài và vận
tốc của đá
Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ đo kiểm
Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của phôi
m/s
v/ph
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
v/ph
m/ph
mm
mm
mm
mm/ht
mm
mm
mm
mm
phút
KW
N
bđgc
Dđ
dđ
Df
lf
L
nf
Vf
Sn
Snb
St
Sd
Z
Zth
Zt
a
t
N
F
ccx
cdn
q
i
K1
28
K2
29
30
K3
K4
Trang 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
NỘI DUNG
TRANG
1
Bảng 1- Các kích thước cơ bản và đặc tính đá mài [12]
23
2
Bảng 2- Chế độ cắt cho mài tròn ngoài [12]
23
3
Bảng 3- Trị số các hệ số và số mũ trong công thức tính công suất khi mài [12]
23
4
Bảng 4a- Số vòng quay của chi tiết nct và lượng chạy dao ngang Sn [12]
23
5
Bảng 4b- Hệ số phụ thuộc đường kính đá và vật liệu gia công khi mài thô [12]
23
6
Bảng 4c- Số vòng quay của chi tiết nct và lượng chạy dao ngang Sn [12]
24
7
Bảng 4d- Hệ số phụ thuộc đường kính đá và vật liệu gia công khi mài tinh và
bán tinh [12]
Bảng 4e- Hệ số phụ thuộc lượng dư và cấp chính xác gia công công khi mài
tinh và bán tinh [12]
Bảng 5- Đặc tính của đá [13]
24
8
9
24
25
10 Bảng 6- Chiều sâu cắt và lượng chạy dao [13]
25
11 Bảng 7- Đặc tính đá mài [23]
27
12 Bảng 8- Tốc độ phôi [23]
27
13 Bảng 9- Lượng chạy dao ngang – mài tự động[23]
27
14 Bảng 10- Lượng chạy dao ngang – mài bằng tay[23]
27
15 Bảng 11- Lượng chạy dao khi mài mặt đầu [23]
27
16 Bảng 12- Hệ số K1 [23]
28
17 Bảng 13- Hệ số K2 [23]
28
18 Bảng 14- Hệ số K3 [23]
28
19 Bảng 15- Thời gian sửa tinh cổ trục trơn [23]
28
20 Bảng 16- Thời gian sửa tinh [23]
29
21 Bảng 17- Chiều dày cắt khi sửa tinh [23]
29
22 Bảng 18- Hạt mài, kích thước, độ cứng hạt, cấu trúc đá [24]
23 Bảng 19- Đường kính đá, chiều rộng đá [24]
32
32
24 Bảng 20- Lượng chạy dao [24]
33
25 Bảng 21- Chiều sâu cắt [24]
33
26 Bảng 22- Tốc độ đá, tốc độ phôi, hệ số tỷ lệ tốc độ [24]
33
27 Bảng 23- Hệ số λKe [24]
33
28 Bảng 24- Hệ số K [24]
33
29 Bảng 25- Trích bảng tra đặc tính của đá mài[5]
38
Trang 7
30 Bảng 26-Trích bảng tra số vòng quay phôi và lượng chạy dao dọc [5]
39
31 Bảng 27- Trích bảng tra số vòng quay phôi và lượng chạy dao ngang [5]
39
32 Bảng 28-Dạng bảng số liệu cho công thức hồi quy
41
33 Bảng 29- Số vòng quay của phôi với thép nhiệt luyện có HRC<30, gang, đồng
41
34 Bảng 30- Số vòng quay của phôi với thép nhiệt luyện có HRC 30-50
41
35 Bảng 31- Số vòng quay của phôi với thép kết cấu có HRC >50 ; thép bền nhiệt
42
36 Bảng 32- Lượng chạy dao dọc với cấp chính xác 6
42
37 Bảng 33- Lượng chạy dao dọc với cấp chính xác 7
43
38 Bảng 34- Lượng chạy dao dọc với cấp chính xác 8
43
39 Bảng 35- Lượng chạy dao ngang bảng Snb
44
40 Bảng 36- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép cacbon kết cấu, Cr, Ni, mangan,
thép cacbon dụng cụ
41 Bảng 37- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép Vonfram, silic, molipden kết cấu
45
42 Bảng 38- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép bền nhiệt, thép không gỉ
45
43 Bảng 39- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Thép gió, thép hợp kim titan bền nhiệt
44 Bảng 40- Hệ số phụ thuộc nhóm vật liệu Gang và hợp kim đồng
45
46
45 Bảng 41- Hệ số phụ thuộc đường kính và vận tốc của đá mài
46
46 Bảng 42- Số vòng quay của phôi với thép nhiệt luyện HRC<30; Gang và đồng
47
47 Bảng 43- Số vòng quay của phôi thép nhiệt luyện HRC 30-50
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
47
48
48
49
49
49
50
50
56
78
79
80
82
83
85
Bảng 44- Số vòng quay của phôi với thép kết cấu HRC >50 ; thép bền nhiệt
Bảng 45- Lượng chạy dao ngang tra bảng
Bảng 46- Hệ số K1 phụ thuộc nhóm vật liệu thép cacbon kết cấu, Cr, Ni,
mangan,
cacbon
dụng
cụ nhóm vật liệu thép vonfram, silic, molipden kết
Bảng
47-thép
Hệ số
K1 phụ
thuộc
cấu 48- Hệ số K1 phụ thuộc nhóm vật liệu thép bền nhiệt, thép không gỉ
Bảng
Bảng 49- Hệ số K1 phụ thuộc vật liệu thép gió, thép hợp kim titan bền nhiệt
Bảng 50- Hệ số K1 phụ thuộc nhóm vật liệu gang và hợp kim đồng
Bảng 51- Hệ số K2 hệ số phụ thuộc vào đường kính đá và vận tốc của đá
Bảng 52- Tổng hợp các công thức xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài
Bảng P1- Chọn các đặc tính của đá mài [5]
Bảng P2 - Số vòng quay của chi tiết nct và lượng chạy dao ngang Sd [5]
Bảng P3 - Hệ số điều kiện làm việc ảnh hưởng đến lượng chạy dao ngang [5]
Bảng P4 - Số vòng quay của chi tiết nct, lượng chạy dao dọc Sd [5]
Bảng P5 - Lượng chạy dao ngang tra bảng Snb của bàn máy [5]
Bảng P6- Hệ số điều kiện làm việc ảnh hưởng đến lượng chạy dao ngang [5]
45
Trang 8
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Nội dung hình ảnh
Hình 1.1: Sơ đồ quá trình mài [3]
Hình 1.2: Quá trình tạo phoi khi mài của một hạt mài [7]
Hình 1.3: Sơ đồ mô tả các giai đoạn tạo phoi của hạt mài [8]
Hình 1.4: Sơ đồ mài tròn ngoài
Hình 1.5: Mài tròn ngoài có tâm
Hình 1.6: Mài tròn ngoài không tâm
Hình 1.7: Mô hình mài tròn ngoài chạy dao dọc
Hình 2.1: Quan hệ giữa chiều sâu cắt và tốc độ quay của phôi [22]
Hình 2.2: Quan hệ giữa tuổi bền và tốc độ của đá [22]
Hình 2.3: Quan hệ giữa tốc độ bóc tách kim loại và tốc độ cắt của đá [22]
Hình 4.1: Phần mềm tra chế độ cắt cho mài tròn ngoài
Hình 5.1. Bản vẽ phôi mài tròn ngoài chạy dọc
Hình 5.2. Bản vẽ phôi mài tròn ngoài chạy dao ngang
Hình 5.3. Phôi đã được chế tạo
Hình 5.4. Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc
Hình 5.5. Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao ngang
Hình 5.6. Máy đo nhám
Hình 5.7. Kính hiển vi quang học
Hình 5.8. Thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc
Hình 5.9. Thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao ngang
Hình 5.10. Mẫu thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc
Hình 5.11. Ảnh chụp bề mặt chi tiết mài tròn ngoài chạy dao dọc
Hình 5.12. Biểu đồ so sánh về độ nhám bề mặt giữa mài tròn ngoài chạy
dao dọc theo tính toán và theo kinh nghiệm
Hình 5.13. Biểu đồ so sánh về thời gian gia công giữa mài tròn ngoài
chạy dao dọc theo tính toán và theo kinh nghiệm
Hình 5.14. Mẫu thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc thu được
Hình 5.15. Ảnh chụp bề mặt chi tiết mài tròn ngoài chạy dao ngang
Hình 5.16. Biểu đồ so sánh về độ nhám bề mặt giữa mài tròn ngoài chạy
dao ngang theo tính toán và theo kinh nghiệm
Hình 5.17. Biểu đồ so sánh về thời gian gia công giữa mài tròn ngoài
chạy dao ngang theo tính toán và theo kinh nghiệm
Trang
11
13
14
18
19
19
20
35
36
36
61
62
63
63
63
64
65
65
66
66
67
68
69
69
70
71
72
72
Trang 9
