DƯƠNG TIẾN THÀNH
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
Dương Tiến Thành
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC XOAY VÀ CHẾ ĐỘ
CẮT ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG TRÊN
TRUNG TÂM CNC BẰNG DAO PHAY CẦU
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ
KHOÁ CH2015A
Hà Nội - Năm 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Dương Tiến Thành
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC XOAY VÀ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN
CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG TRÊN TRUNG TÂM CNC
BẰNG DAO PHAY CẦU
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. TĂNG HUY
2. TS. NGUYỄN NGỌC KIÊN
Hà Nội - Năm 2017
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là do bản thân Tôi
thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Tăng Huy và TS. Nguyễn Ngọc
Kiên. Ngoài các phần tài liệu tham khảo đã đƣợc liệt kê và nêu rõ trong Luận văn, các
số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực, chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
một công trình nào khác.
Hà nội, Ngày 10 tháng 05 năm 2017
Ngƣời thực hiện
Dƣơng Tiến Thành
1
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Tăng Huy và TS. Nguyễn Ngọc Kiên đã
hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình
viết và hoàn chỉnh Luận văn.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo và Viện đào tạo Sau đại học,
Viện Cơ khí của trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn
thành bản Luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm hỗ trợ đào tạo và nghiên cứu đổi mới
công nghệ cơ khí, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nộivà các giáo viên thuộc trung tâm
đã tạo điều kiện về thiết bị và giúp đỡ trong quá trình sự dụng thiết bị để tiến hành thực
nghiệm; đồng thời tác giả cũng chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp của các thầy,
cô giáo thuộc Viện Cơ khí và các đồng nghiệp đã giúp đỡ tác giả tháo gỡ những vƣớng
mắc trong thời gian thực hiện Luận văn.
Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên luận văn không tránh khỏi sai sót, tác
giả rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, các nhà khoa học và
các bạn đồng nghiệp để Luận văn đƣợc hoàn thiện hơn và có ý nghĩa trong thực tiễn.
Hà nội, ngày 10 tháng 05 năm 2017
Ngƣời thực hiện
Dƣơng Tiến Thành
2
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. 1
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... 2
MỤC LỤC ......................................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... 7
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................... 9
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................................ 10
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 12
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................ 12
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣơng, phạm vi nghiên cứu.......................... 13
3. Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tác giả ........................................... 14
4. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................................. 14
CHƢƠNG1.TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TRÊN TRUNG TÂM PHAY CNC ........ 15
1.1. Tổng quan về Trung tâm phay CNC và dao phay[3], [12], [13], [14] ................... 15
1.1.1. Trung tâm phay CNC ........................................................................................... 15
1.1.2. Các loại dao phay chủ yếu trong gia công trên trung tâm phay CNC [5], [6] ..... 16
1.1.3. Các loại vật liệu chế tạo dao phay [3], [5], [6] ..................................................... 19
1.1.4. Đồ gá trên Trung tâm phay CNC [3], [12], [13], [14] ......................................... 22
1.2. Công nghệ gia công trên Trung tâm phay CNC và mô hình hóa quá trình cắt khi
phay [3], [5], [6], [13], [14], [15] .................................................................................... 23
1.2.1. Đặc điểm cơ bản của Trung tâm phay CNC ........................................................ 23
1.2.2. Mô hình hóa quá trình cắt khi phay [5], [12] ....................................................... 24
1.2.3. Khả năng công nghệ của Trung tâm phay CNC .................................................. 26
3
1.3. Các đặc trƣng cơ bản khi gia công bằng dao phay cầu .......................................... 27
1.3.1. Chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công [3], [12] ....................................................... 27
1.3.2. Lƣợng mòn dao .................................................................................................... 28
1.3.3. Tuổi bền dụng cụ .................................................................................................. 30
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1................................................................................................ 30
CHƢƠNG 2. CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT KHI
GIA CÔNG TRÊN TRUNG TÂM CNC BẰNG DAO PHAY CẦU ............................ 31
2.1. Ứng dụng của dao phay cầu [3], [12], [13] ............................................................ 31
2.2. Sự hình thành bề mặt gia công và thông số hình học của dao phay cầu. ............... 32
2.2.1. Sự hình thành bề mặt gia công. ............................................................................ 32
2.2.2. Các bề mặt hình thành trên phần cắt của dao phay cầu. ...................................... 35
2.3. Các yếu tố đặc trƣng chất lƣợng bề mặt ................................................................. 36
2.3.1. Độ nhấp nhô tế vi ( độ nhám bề mặt) ................................................................... 36
2.3.2. Độ sóng bề mặt ..................................................................................................... 37
2.3.3. Ứng suất dƣ .......................................................................................................... 37
2.3.4. Độ cứng tế vi (biến cứng)..................................................................................... 37
2.4. Các thông số ảnh hƣởng tới chất lƣợng bề mặt khi phay bằng dao phay cầu ........ 38
2.4.1. Ảnh hƣởng của chế độ cắt .................................................................................... 38
2.4.2. Ảnh hƣởng góc nghiêng y của dao ..................................................................... 40
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2................................................................................................ 42
CHƢƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM ............................................. 43
3.1. Mục đính của thí nghiệm [1], [2], [4] ..................................................................... 43
4
3.2. Mô hình thực nghiệm ............................................................................................. 43
3.2.1. Sơ đồ thí nghiệm .................................................................................................. 43
3.2.2. Mô hình thí nghiệm .............................................................................................. 44
3.2.3. Các đại lƣợng đầu vào .......................................................................................... 45
3.2.4. Các đại lƣợng đầu ra ............................................................................................ 45
3.2.5. Các đại lƣợng cố định .......................................................................................... 45
3.2.6. Các đại lƣợng nhiễu ............................................................................................. 45
3.3. Điều kiện thí nghiệm .............................................................................................. 46
3.3.1. Trung tâm gia công CNC ..................................................................................... 46
3.3.2. Phôi thí nghiệm .................................................................................................... 48
3.3.3. Dụng cụ cắt........................................................................................................... 49
3.3.4. Đồ gá chi tiết ........................................................................................................ 50
3.3.5. Các thông số cố định khác.................................................................................... 50
3.4. Thiết bị đo............................................................................................................... 50
3.5. Xây dựng quy hoạch thực nghiệm [4], [5], [10] .................................................... 50
3.6. Tiến hành thí nghiệm và thu thập dữ liệu ............................................................... 53
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3................................................................................................ 56
CHƢƠNG 4. XÂY DỰNG HÀM QUAN HỆ TOÁN HỌC, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG
CỦA GÓC NGHIÊNG VÀ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT BẰNG
THỰC NGHIỆM ............................................................................................................. 57
4.1. Ảnh hƣởng của chế độ cắt và góc nghiêng dao đến chất lƣợng bề mặt bằng phƣơng
pháp thực nghiệm Taguchi. ............................................................................................. 57
4.1.1. Phƣơng pháp thực nghiệm Taguchi [16], [17], [18] ............................................ 57
5
4.1.2. Đánh giá mức độ ảnh hƣởng của các yếu tố công nghệ đến độ nhám bề mặt bằng
phƣơng pháp thực nghiệm Taguchi [16], [17], [18] ....................................................... 62
4.2. Đồ thị ảnh hƣởng của các mức chế độ cắt đến chất lƣợng bề mặt ......................... 64
4.2.1. Ảnh hƣởng của yếu tố vận tốc cắt ........................................................................ 64
4.2.2. Ảnh hƣởng của yếu tố lƣợng chạy dao ................................................................ 64
4.2.3. Ảnh hƣởng của yếu tố chiều sâu cắt..................................................................... 65
4.2.4. Ảnh hƣởng của yếu tố góc nghiêng dao ............................................................... 66
4.3. Xây dựng hàm quan hệ toán học Rz= f(S, v, t,) [4], [20], [21] ............................ 67