Luận văn thạc sĩ nghiên cứu Ảnh hưởng của các thông số công nghệ Đến chất lượng bề mặt khi phay trên máy phay cnc chuyên dùng

Muốn thực hiện được việc hiệu chỉnh kích thước tự động thay dao...và tiến tới tự động hoá sản xuất thì cần phải có các mỏ hình về mèn đụng cụ về nhấp nhô bể mãt lực cất...trong qúa trìn

KHOA CƠ KHÍ

De

/ )

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ

DEN CHAT LUONG BE MAT KHI PHAY TREN

MAY PHAY CNC CHUYEN DUNG

NGANH: CO KHi CHINH XAC & QUANG HOC

MÃ SỐ

BUN MY SAY SÔNG KHAM

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYÊN THỊ PHƯƠNG MAI

HÀ NỘI 2/2008

2 llnh L2 —_ | Pralin bê mặt và các thành phẩn của nó,

3 tình ¡3 | Môi quan hệ giãa thời gian gia công và giá trị độ

— Hình2.1 | Quá trình cắt gọt kim loại

8 Hình 22 Šơ để quá trình hình thành phối

Máy phay GSED 3540

Máy phay cao tốc GSFD 3540

Mộu phôi đã chuẩn bị xơng

Phải dã đặt trên băn nuấy,

27 Hink 38 — | Đang thiết kế chỉ tiết trên phân miễm Type3

28 — Hinh 3.9 | Chế độ gia công

29 —_ Ilnh3 10 | Chế độ dao

30 Hình 3.11 | Ảnh mô phỏng gia Công trên máy

3) Hình 3.12 - | Ảnh mô phỏng gia công trên máy

3 Hình3.13 | Phương trình gia công

33 —_ Hình3 H4 — | Chương trình Äã được nạp vào máy

34 Iĩình3.15 | Dang tiến hành gia công chỉ tiết

45 Hình 316 — | Sản phẩm cuối cùng

Chương TV

36 Hìh41 a Be ao dé nkdm Sĩ — 400 của hãng Mitutoyo,

37 Hình 42 — | Xơ đồ kết cấu máy đo độ nhám XI 200

38 Hình 4.3 | Sơ để khối của máy do nhám tiếp xúc kiểu điện cảm

39 Hình 14 — | Kẽi cấu của cuộn dây mắc vỉ sai đực chế tạo

40 Hình 23 | Bộ phận hiển thị

41 [lình 46 | Bộ phận đâu đo

42 —_ Hình 47 —_ | Bộ phận di chuyển đầu dò đọc theo phong đo

43 Hình 48 | Bộ phận điểu chỉnh độ vào và góc nghiêng

44 Hình 49 — | Cúc chỉ tiế của bộ phận dâu do

43 lĩnh 410 | Mũi da và cần đo tiêu chuẩn

46 Hình 411 | Mii dò đo các lỗ nhỏ và sân

47 Hình 4.12 | Mũi dà đo các bê mặt rộng

48 Hình 413 | Mii do lei dao

49 — Hình 4.14 | Mũi dò đo bê mặt năng

50 Hình 4.15 | Mãi dò bí

31 Tĩnh 116 | Mũi do lech tam

32 Hình 417 | Mãi dò-chiểu dài cần gấp đôi

53 Hinh 4.18 | Mãi dò-chiêu dài win gdp ba

54 Minh 419 | Cẩn do khi lip mui g4 trợt

3$ Hình 420 | Dau do khi ldp muti gd khong trượt

56 Hinh 421 | Đâu do

37 Hinh 4.22 | Profin do duge là hinh bao ciia profin thực tế

58 Linh az3 JẢnh Rưởng của bán Kính mũi dò tối kình dang profin

bể mặt đo được

$6 — Tink 1.24 | DAH dd không thâm nhập dược vào những ranh lâm

trên bể mặt

1.4 Các nguyên nhân quyết định dé nhám hể mật gia công

1.4.1 Ảnh huông về hành học của quá trình gia công độ nhằm bề mật

1.4.2 Ảnh hưởng của biển dạng dẻo lớp bê mặt kửm loại đến độ nhấn

bề mãi

1.4.3 Ảnh hướng do rang động của hệ thống công nghệ đến độ nhầm

bề mặt

CHUONG I TONG QUAN VE CAT GOT TREN MAY PHAY

2.1 Khái niệm cơ bản về quá trình cắt kim loại

2.2 Khái niệm chung và cấn fạo của dao nhay

2.5 Nhiệt cắt, rung động và hiện tượng cứng nguội trong quá trình

2.5.2 Hiện tượng rung déng trong quả trình cắt 39

2.5.3 Hiện trợng cũng nguội trong quô trình gia công 4L

CHƯƠNG II MÔ HÌNH HOÁ QUÁ TRÌNH CẮT KHI PHAY

BANG MAY PHAY “

3.2 Cơ sứ tối ưu hoá quá trình cắt gọt 45

3.2.2 Số vòng quay trục chính 46 3.2.3 Chương trình gia công 47

3.3.1 Hệ toa độ vuông góc 4

1 Hệ toa độ để các 49

Những điểm quan trong trong 1 hé toa dé 49

34 Thực nghiệm trên máy phay cao tôcGSFD 3540 4g

3 Thiết kế chỉ tiết trên phần môm 31 3.4.4 Nạp chương trình vào máy 34 34.5 Quá trình gia công 54 34-6 Các chế đó gia công 55

3.5 Phản tích các nhân tổ có trong mô hình

3⁄5 Các thông đầu vào

3.5.2, Các thống số xuất hiện trong quá trình phay

3.5.2.1 Lục cắt

3.5.2.2 Nhiệt cắt

3.5.2.3 Môn dao

3.5.2.4 Nung động trong quá trình cất

3.6 Các thông số dầu ra

3.6.1 Chất lượng gia công

3.6.2, Chỉ phí gia công rà năng suất gia công

3.7 Ảnh hưởng của vật liệu giao và vật liệu gia công tiến lực cắt

trong quá trình phay

®@ Kết luan

CHƯƠNG IY: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA

NHAM BE MAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐẦU DO

4.1 Giới thiệu máy đo độ nhám kiểu tiếp xúc SJ — 400

4.2 Cần tạo của SJ-400

4.3 Các đặc tính của máy S]-400

4.4 Điều khiển quá trình đo

4.5 Ý nghĩa và vai trò các thông số của máy đo nhám SJ-400

4.6 Ảnh hưởng của hình đáng đầu mũi dò đến kết quả mô tả

profin nhám bề mãi

4.7 Các thòng số đánh giá độ nhám bé mat mau

4.8 Kết quả đánh giá đo độ nhám bề mặt mẫu

4.8.1 Bằng số liệu và đồ thị khi đo vuông gác với vết gia công

448.1 Bắng số liệu và đô thị khi ữa sung sung với vết gia công 89

MO DAU

Nhu cau phét tréu cia nganh co khí đi hỏi sự liên kết của các linh vực

khoa học công nghệ liên tiến nói chung đặc biết là công nghệ tự động hoá-

điện tử và tin học nhằm tạo ra những sán phẩm có chất lượng cao Giữa

chúng có mỗi quan hệ mật thiết với nhau, tạo tiên để cho nhau phát triển

không ngừng Sự phát trển cơ điện tử là một khoa học chứng mình cho sự

phát triển của các lĩnh vực này Nếu như trước kia để tạo ra sản phẩm công nghiệp thì sự tác động của con người hẳn như trong suốt quá trình từ lúc bắt

dâu cho tới lúc kết thúc quá trình sản xuất, giờ đây nhờ có sự phát trên mạnh

mẽ của khoa học công nghệ đá tạo ra được những thế hệ máy công cụ hiện

đại có thể điều khiển tự động Theo chương trình thiết lập trước trong suốt quá trình sẩu xuất ,uhờ dó mà giải phóng dược sức lao động của con người sự

bị Chất lượng bề mặt chí tiết sau khi phay góp phần quan trọng vào chất

lượng của chỉ tiết khí lắp ráp sản phẩm, nhất là các thiết bị đòi hỏi chất lượng:

cao, Trong các chỉ tiêu chất lượngbẻ mật thì nhám bé mat (profile bé mat) c6

vai trò quan trọng nhất liên nay để bảo đảm chất lượng chỉ tiết, thong thường người ta gìa công trên máy phay CNC tốc độ cao, hầu hết các chỉ tiết

đồi hỗi độ chính xác cao, kích thước nhỏ trong ngành cơ khí chính xác được phay trên các máy phay này

Để có thể đánh giá được độ nhám bẻ mặt một chỉ tiết nào đó, trước hết

có các chỉ tiêu

đo và phương tiện đo Những nghiên cứu về độ nhám bể mặt đá được tiến hành từ nhiều thập kỹ trước Tuy nhiên bể mật có kết cấu rất phức tạp do đó không thể có một hay một vài thông số nào dó đủ khả năng mô tả dây đủ các

đặc tính của bể mặt mà chúng chỉ mô tä được một vài đặc tính nào đó tùy

BUN MY Say Song Kham

theo yêu cầu sử dụng, Mặc dù ngày nay đo lưỡng lọc kết cấu bẻ mại đã được tiêu chuẩn hớa trên toàn thế giới nhưng mỗi nước lại phát triển nó theo một hướng riêng với các định nghĩa vẻ các thông số độ nhám riêng biệt phù hợp với phương pháp đánh giá của nước đó Do hiện nay nổ

công nghiệp phái triển mạnh mẽ nền việc có ấc một tiêu chuẩn mới đầy đủ và cập nhật hơn là rất cần thiết Vì vậy việc hệ thống hóa các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mật theo những tiêu chuẩn mới nhất sẽ làm tiền để cho việc đó

Muốn thực hiện được việc hiệu chỉnh kích thước tự động thay dao và tiến tới tự động hoá sản xuất thì cần phải có các mỏ hình về mèn đụng cụ về

nhấp nhô bể mãt lực cất trong qúa trình gia công,

Vì vậy việc nghiên cứu bản chết của phương pháp đo tiếi

như các yếu tố liên quan có vai trò rất quan trọng nhắm đấm bảo tính liên kết chuẩn, tính chính xác trong các phép hiệu chuẩn, các phép đo độ nhám

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ máy phay

€CNC tếc độ cao đến chất lượng bẻ mật của chí tiết máy là đẻ tài luan van cao học này đã được xác định xuất phát trên những yêu cầu đó

CIUƠNG1

TONG QUAN VỀ NHÁM BE MAT

Quá trình gia công cơ khí tạo nêu các bẻ mặt chỉ tiết ít hay nhiều đều

bị sai lệch so với bé mal danh nghĩa theo bấn vẽ thiết kế Có thể để đàng nhận thấy và chứng minh đưạc bất kỳ sai lệch nào của bể mặt đều ảnh hưởng, tới chức năng làm việc của chỉ tiết, đặc biệt là trong các chỉ tiết lắp ghép Các đặc tính đó là: sức bến tiếp xúc, tính trơn trượt, độ bẻn mỗi, tính chống mòn, chức năng đổi lân FÏơn nửa kinh nghiệm thực tế cho thấy tính

chất bất quy tắc của bể mặt do không được điểu khiển trong quá trình gia

vông có thể ảnh hưởng tới 50% vùng dung sai yêu cầu

Vĩ những lý do trên, sai lệch bể mặt của chỉ tiết sau khi gia công đã, đang và sẻ còn được nghiên cứu trong công nghệ chế tạo cơ khí

1.1 Kết cấu bẻ mặt

Sau quá trình gia công chỉ tiết, bên cạnh sai léch về kích thước so với kích thước danh định cồn tổn tại ba loại sai lệch bất quy tắc trêu bể mật Đó là: sai lệch hình dạng, sóng bẻ mặt và nhám bễ mặt (#ữn% 1.1) Các đặc trưng chính để phân biệt chúng là nguyên nhân sự hình thành ra chúng Có thể định

nghĩa như sau:

1.1.1 Sai lệch hình dạng

Sai lạch hìnnh đạng là độ lệch của bê mật đã được gia công so với bể auật hình học, chứng được cấu thành từ một vài sóng lớn mà chiều đài bước sóng ít nhất lớn hơn 1000 biên độ sóng

Nguyên nhân gây nên sai lệch hình dạng là do các sóng trượt hay trục

Nhâm là thành phân sai lệch nhỏ nhất vốn có trong quá trình gia công

Đó là đấu vết của quá trình gia công chẳng hạn như là vết của dụng cụ cắt để lại trên bề mặt trong quá trình tiện, là dấu vết để lại do mài nghiền hay đánh

bóng Toàn bộ những thành phẩn bất quy tấo có chiếu dài bước sóng trong, khoảng 5 + 100 lần chiều cao biên độ đều được coí là nhám Tùy từng quá trình gia công mà nhám có thể dạng tuầu hoàu hay ngẫu nhiên bất kỳ

Các thành phần độ nhám, sóng hay sai lệch hình dạng thờng không xuất hiện

với nhau mà hẳu hết các bẻ mặt đều bị ảnh hưởng đỏng thời bởi cả ba

độc

yếu tố này Hình 1.2 thể hiệu profin bể mặt và các thành phần cấu thành bể mật đó Hình này được tham khảo từ Tiêu chuẩn Liên hiệp Anh về đánh giá profin bê mặt ở đó chỉ ra những yếu tố then chốt trang do lường kết cấu bê

mặt Nó là sơ dồ của một bể mặt dược gia công bởi một số phương pháp nào

đó Tụ thấy rõ có hai loại kết sấu: nhám với các đặc trưng là chiều cao nhầm:

và khoảng cách nhám tương ứng với các khoảng cách giữa các đỉnh và rảnh nhấp nhô

vết gia công chính vượi trội theo một phương duy nhất trên bể mật mà khi đo

độ nhám người ta cần đo theo phương vuông gốc với tiết gia công chủ yếu

đó, Thông thường vết gia công được xác dịnh bởi từng phương pháp gia công

riêng biệt Tiện, khoan, phay, nghiền, mài thường để lại trên bể mật gia công những vết khác nhau một cách rõ rệt Một số phương pháp gia công khác lại không có vết gia công rõ rằng như: đúc cất, rèn, dũa

Dạng của hướng nhấp nhô trên bể 6 vai trồ rấi quan trọng đối với

Bằng 1.1: Một xố dạng vết gia công cơ bản

Ngoài ba yếu tố trên, còn có một thành phần nữa tạo nên /2pøgraphy

bể mặt Đó là những khuyết tật không định trước và không mong đợi trên bể mặt, Thông thường giới hạn của khuyết tật trên bể mặt mang tính đơn lẻ, không Theo quy luật và có những đặc trưng không thông thường Nó có thể bao gồm: vết rạn, nứt; vết rỗ và các vết xước, gờ sắc, gờ ráp

Thuật ngữ '?Øpegrapiy” miêu tả tất cả những kết cấu không gian mà các đỉnh và rãnh nhấp nhỏ trên bề mặt tạo ra

Như vậy bốn yếu tố chính cấu thành /opøgraphy kết cấu bể mật là:

- Độ sống

- Độ nhám

- Những khuyết tật trên bề mặt

1.2 Nhám bề mặt

1.2.1 Vai trò của nhám bé mat

Nhám bẻ mặt có phạm vi rất rộng vẻ kích thước, từ các chỉ tiết được

gia công bởi các máy bào lớn cố bước di chuyển cỡ vài nnilimối tối cas way mài tỉnh nơi mà khoảng cách giữa các vết gia công trên bề mặt chỉ vào vài

chục microret (yưn) Thậm chí phạm vị kích thước của chúng còn nhỗ hơn

so với kích thước của các nguyên tứ, lên hay elecron trong các quá trinh gia

công trong các máy sử dụng năng lượng chùm tỉa

khống chế dệ nhám bể mặt ở các mức độ nhất định có vai trò rất quan trọng trong các máy mốc tự động và trong công nghệ gìa công kim loại nơi mà

thường có các bộ phận trượt hay chuyển động tương đối lên nhan Chúng th- ường cớ chiều cao nhám vào khoảng phản lễ của yun Một ví dụ khác là trong, ngành công nghiệp đóng tàn, bể mặt của vẻ thân tàn cao tốc và bể mặt của cánh quạt hay chắn vịt có độ nhám bé mat vio khodng vai um

Một ứng dụng đặc biệt là trên các bề mặt của những đường ống Khí

động lực học Những thử nghiệm trên các dường ống khí động có hiệu suất

cao đồi hỏi độ trơn nhấn cũng như hình dáng khí động lực phải rất tốt Độ

nhỏ hơn nữa

nham đồi hỏi cỡ 0,1 gan hoạ

Trong lĩnh vực quang học hay X quang, vẻ cơ bản thì bể mặt càng trơn nhần càng tốt Không có gì khác thường nếu các bể mặt của chỉ tiết quang có

độ nhám nhẻ hơn 1 nm

Các quá trình gia công bẻ mặt có giá thành khác nhau tuỳ theo phường pháp gia công Mới quan hệ giữa thời gian gia công là kết quả là bê mặt sau

gia công đổi với một vài quá trình gia công lẩn cuối (mài tròn, mài phẳng,

doa, phay mặt đầu, tiện, phay mặt ngoài, bào và khoan) được thể hiện trong

hình I.3 Qua biểu đồ ta thấy giá thành của sản phẩm sẽ tăng lên nhanh

chống khi muốn giảm giá trị độ nhám bề mật tới một giá trị nào đó thưo yêu cầu Do đó người thiết kế cần phải quan tâm tới giá thành sản phẩm bên cạnh

chất lượng, của bể mặt Lưu ý trên để thị này rằng đơn vị theo trục y là bất kỳ nên nó không thể dàng để sơ sánh giá thành nản cầu quả Irình gia công khác nhau

Cả bai đơn vị trong hệ mết là pm va trong hé Anh pinch déu duge sit dụng rộng rãi trong lĩnh vực đo lường học đồ nhầm bề mật

Bảng 1.2: Giá trị độ nhám R, đạt được qua một số phương pháp gia công oo

giai đoạn chạy rà

Trong thời kỳ đầu, các bẻ mặt làm việc chỉ tiếp xúc với nhau ở các đỉnh cao của các nhấp nhô nên diện tích tiếp xúc thực tế chỉ chiếm phần nhỏ

so vớt tính toán Do đó áp suat ở các điểm tiếp xúc của bề mặt rất lớn làm cho các nhấp nhô bị đàn lún và biến dạng dẻo, khi các bể mặt tiếp xúc phát sinh dich chuyển tương đối sẽ dẫn dến làm mòn nhanh ban dầu các chỉ tiết Trong một số trường hợp, sự mền nhanh ban đầu làm nãy sinh nhiệt độ cao

và lầm va mang ôxit bao phủ kim loại ở các điểm tiếp xúc khiến cho các bể mặt dính vào với nhau, Trong thời kỳ mòn ban đầu của các bể mật làm trong điều kiện tải trọng vừa và nhẹ, chiểu cao nhấp nhô giảm tới 65 : 75% Đồng thời tăng diện tích tiếp xúc của chúng lên và giảm thấp tỷ áp thực tế Khi dó chiêu cao nhấp nhỏ sẽ giảm đi tới một giá tri “hợp lý” nào đó Nếu trong quả trình gia công cơ đã tạo được độ cao nhấp nhô hợp lý trong điền kiện rna sát nhất dịnh thì quá trình mài mòn sẽ ít và thời gian chạy rà là nhỏ nhất Khi

chiêu cao nhấp nhô lớn hơn trị số hợp lý thì số làm tăng mài môn do kết cấu

cơ học cào xước và hớt đứt các nhấp nhô bề mặt Khi chiều cao nhấp nhô bể mặt nhỏ hơn trị số hợp lý cũng làm tăng mài mòn do nấy sinh cấu kết phân

tử, các pho dầu bôi trơn bị chỉ

vực lầm việc tạo nên mma sát khô (hình 1.5) Qua đỏ thị ta thấy ở độ nhấp nhô

xổ mặt tiếp xúc thực tế rnä oòn phụ thuộc

dạng của nhấp nhô Trên hình 1.6 là hình dạng nhấp nhô của hai mẫu thử có

kích thước của các bề mặt tiếp xúc nh nhau và đồ thị biểu diễn độ mòn của

gia công song song với chuyển động của chỉ tiết sẽ gây nên sự cẩu kết cơ học

nên mài mồn sẽ lớn hơn irong phương thẳng góc Õ khu vực độ nhám lớn khi không xây ra su

44 dinh tren om Số hành hữu kép n.10 `

Hình L.5: Ảnh hướng của hình dạng và bước nhấp nhô đến dộ môn bề mặt

Độ chính xác lắp ghép do người thiết kế quy định trên bản vẽ và được xác dịnh bởi trị số độ hở trong lắp ghép, phụ thuộc rất nhiều vào độ nhấn của các bể mặt lắp ghép với nhau Như đã nói ở trên, trong thời kỳ mền ban đầu chiều cao nhấp nhô có thể giám đi 65 + 75% và trong các chỉ tiết có kích thư-

ốc nhô, độ nhấn nằm trong khoảng R, — (1/25 : 2,5)gm thì do mồn bám đầu

mà độ hở bổ sung trong mối lắp ghép có thể dạt tới trị số dung sai chế tạo của

chi tiết và độ chính xác láp phép bị hoàn toàn phá vỡ theo hướng tàng khe hở của lắp ghép lên hai lần

Để tránh hiện tượng đồ ta phải tiến hành gia công cất gọi sao cho độ nhám bể mặt làm việc của các chỉ tiết trong cấc lắp phép quan trọng là nhỏ nhất để siữ cho độ chính xác lắp ghép đúng quy định trên bắn vẽ thiết kế

được lâu nhất Muốn vậy phải quy định quan hệ chiều cao độ nhm bổ mặt và

độ chính xác lắp ghép theo kích thước của các chỉ tiết bằng các công thức

tính toán như sau:

- Khi đường kính lắp phép lớu lợn 50 man:

Trong các công thức này thì khoảng dung sai ö và chiều cao nhấp nhô

Việc lựa chọn độ nhấn bể mặt cho các chỉ tiết lắp phép cố định cũng 1-

ương tự như các lấp ghép động phải tính đến điêu kiện làm việc, đường kính

và cấp chính xác của chúng Các mối lắp ghép cổ định có thể chia ra làm hai nhóm:

2 Các mối lắp ghép không chịu tải lớn hoặc chỉu cố định vị trí tương đối thì ta chọn cấp chính xác độ nhấn không thấp hơn cấp 6

1.4 Các nguyên nhân quyết định dộ nhám bê mạt gia công

Dộ nhấn bề mật của chỉ tiết gia công cát gọt phụ thuộc vào nhiều

nguyên nhân khác nhau liên quan tới các điểu kiên chế tạo cụ thể Ta có thể

phân ra ba nhóm cơ bản như sau :

* Những nguyên nhân liên quan tới hình học của qná trình gia công

* Những nguyên nhân liên quan đến biến đạng đẻo của vật liệu gia công,

* Những nguyên nhân liên quan đến rung động của dụng eụ cắt,

144.1 Ảnh huỗng về hình học của quá trình gỉa công tới độ nhằm bề mặt

thể ảnh hưởng đến việc làm thay đổi quy tñch chuyển động,

với bề mặt được gia cong

- 7: Số răng dao phay

- §¿ : bước tiến cha một răng

Để giảm tính toán †a có thể bỏ qua đại lượng Z5; do nó có giá tị rất nhỗ sơ với 2nk, khi đó ta có:

Trên thực tế các lưỡi cất của đao phay hình trụ khóng nằm trên một

vòng tròn đo vậy quá trình hình thành độ nhấp nhô còn sót lại có nhiều biến

đổi

hi có độ đảo của dao phay nghĩa là tám hình học của nó không trừng

với tâm quay, ta sử dụng công thức:

lượn đỉnh răng đao R và gốc nghiêng @ và œ¡ độ đảo trên mật trút hoặc xội

rãng cá biệt nào nhô ra sẽ làm tảng độ nhấp nhô lên nhiều lần so với tính toán,

Trạng thái của đao cất củng ảnh hưởng tới độ nhấp nhô bẻ mại Các dữ liệu thực tế cho thấy khi đao chế tạo không nhấn hoặc lưỡi mài không sắc thì

độ nhám bẻ mật tăng lên Đối với dao tiện thì khi củn dộ nhấp nhô tăng 50 +

60%, đao phay hình trụ 100 + 115 %, dao phay mặt mút 35 + 45%, mũi

khoan 30%, mũi doa 20% Do đó dao cần có độ nhấn bề mật cao han bé mat

được gia công từ 2 tới 3 cấp

- Trị số bước tiến dọc của chỉ tiết và số hành trình chạy không cổ bước

a tốc độ quay của chủ tiết

tiến ngang (mài tỉa lửa)

hi mài mỗi bat mài tham gia cất gọi tạo nên rãnh trên bê mặt chỉ tiết tương ứng với hình dạng và kích thước: của nó V3 vậy chiều cao và hình đạng của độ nhám có quan hệ znật thiết với bán kính góc lượn ở đỉnh hạt mài và

góc kợp giữa các mặt của nó Hại mài có dạng dồi với tỷ lệ giữa chiều đài và rộng trong phạm vi 1,3 + 1,83 tùy theo độ bại và loại vậi liệu mãi, gốc kẹp giữa các mặt hạt mài trong khoảng 409 + 150? trong đó các góc nhọn chiếm

20 + 25% Khi giảm kích thước các hạt mài thì số lượng các góc nhọn tâng

BUN MY Say Song Kham 2

lên Trị số các góc đỉnh hạt mài nằm trong khoảng 91.59 : 110%, trong chế độ sửa đá thường dùng độ nhấp nhỏ xoắn của đá do kim cương tạo niên trong quá

trình sửa đá cố

ảnh hưởng nhiều đến độ nhấn bê mật gia công lươn là độ hạt của nó Khí giám bước tiến từ 0,1 + 0,4 mn¿uông xuống 0,01 + 0,02 mzn/rông thì ảnh hưởng độ nhấp nhô của đá do sửa đá tạo nên sẽ rất nhỏ

Tốc độ đá mài cing ảnh hưởng đến sự hình thành độ nhám bẻ mặt Do

các hạt mài sắp xếp không trật tự nên trong Lat än dao thứ 2 của dá trên bẻ mật gia công các hạt mmài phần lớn rơi vào khoảng khu loại chua được cất gọi

để tạo các rãnh mới và giảm thấp chiều cao độ nhám Nếu profin của các rãnh do hạt mài tạo nên quy ước là hình tam giác thì ở mỗi lần tiếp xúc mới

tủa đá với bể mật pía công, chiều cao độ nhấp nhô ở lái an đao thứ nhất sẽ

giảm theo quy luật:

Trong đó:

- R, là chiều cao độ nhấp nhô sau n lát ăn dao của đá

- N là số lần tiếp xúc của đá với khoảng bẻ mặt nào đó,

- RẺ Bì chiếu cao độ nhấp nhồ tạo nên sen lát ân dao thứ nhất

Trên hình 1.8 nêu ảnh hưởng của tốc độ da và độ hạt tới chiều cao độ

nhấp nhô cúa bề mặt được mài Ta thấy khi tốc đó đá tăng từ S tới 30m/s

chiều cao độ nhấp nh giẩm đi 4 lần khi độ hạt là 40, khi giảm kích thước các hạt mài và tốc dé đá không lớn thì chiều cao dộ nhấp nhô phản ánh trên

bể mặt mãi giảm rõ rội, ảnh hưởng của tốc độ chỉ tiết đối với độ nhấn be malt

hoàn toàn ngược với ảnh hưởng của tốc độ đá Tốc độ chỉ tiết tăng cao làm

chiều cao độ nhấp nhỏ tăng lồn, bước tiến dọc trong uuột vòng quay của chỉ

tiết lã yếu tố quan trong hình thành lễ mại mài, khi giảm bước tiến đọc tủa

đá trong một vòng quay của chỉ tiết thì độ nhám bẻ mặt giảm thấp Mài không có bước tiếu ngang cũng có tác dụng như khi giảm bước tiến dọc cửa

đá

Khi tăng tốc độ của đá cũng như khi giảm tốc độ của chỉ tiết sẽ lầm

tăng số hạt cắt ngang it mài và chiều cao độ nhám dọc sẽ giảm thấp

R„ chiều cao độ nhấp nhớ còn lại đợc xác định bằng các công thức

trong bang 1.3

- ARZ— AR, + AR y+ AR aus

+ AR,„ Số gia của chiều cao độ nhấp nhớ do chảy đéo kim loại về phía đình nhấp nhô rới lại

+ AR„„a: số gia liên quan tới sự đàn hồi của lớp bề mại

LAR,„: Số gia do ma sat gifta mal sau dung cụ với nat CAL pol

Qua tinh toán va thực nghiệm với các vật liệu khác nhau như thép 45,

nhôm, thếp XÍ'C trị số AR„,, xế dịch trong khoảng 36 tổng số AR„, |

ARw Trong nhiều trường hợp ma sát của mặt sau dụng cụ không gây nên những thay đổi lớn về hình dạng hình học tế vi dọc Khi gia công với các bước tiếu rất nhỏ thì ảnh hưởng do tua sắt của nuật sau thường lớn hơn độ đàn

hồ của lớp bể mặt

Vì biến dạng dẻo trong khu vực hình thành phơi và tiếp xúc của dựng

sụ với vật liệu gia công phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ cát gọi và bước tiền nên các yếu tố này có ánh hưởng rõ rệt đến sai lệch của độ nhấp nhô tính toán sơ với thực tế

thái cửa bể mặt cất gọi Khủ phay thép cacbou ở tốc độ thấp v < 10 m/ph, phoi cháy chỉ hình thành lúc răng đao phay ăn vào kim loại sau dé thi chuyển rất nhánh thành phoi vấy Cho nên mức dé biến dạng dẻo của lớp bẻ mật rất lớn thậm chí ngay lúc răng dao phay au vào kùu loại dộ nhấp nhô của bể uuặt dã gia công không có hình dạng theo một quy luật nào mã sắp xếp tự do Trị số chiếu cao của chúng vượt quá các trị số tính toán Khi tăng tốc độ cất phoi

vấy bị xuất hiê

phối chảy kéo dài hơn, Khú xây ra phơi chảy, chiều cao của độ nhám hệ mặt

đã gia công nhỏ hơn khi phoi vẩy Cho nên khi tăng tốc độ cất mức độ biến dạng dẻo của vật liệu gia công và độ nhém bẻ mặt đã gia công giảm xuống,

142.2, Mai

Đặc diểm quá trình mài là áp suất cất gợt rất lớn và nhiệt nung cục bộ

rất cao trong khu vực cất gọt ở lớp mỏng trên bẻ mật vậi pia công Diều đó

tạo nên biến đạng đểa rất lớn ở lớp kim loại bể mặt Qua nghiên cứu profirlograph và dạng ngoài của các bễ mặt gìa công 1a thấy:

- Profin thực của các nhấp nhô bể mặt sau khi mài không có hình đáng, lành học cụ thể

- Các nhấp nhô bễ mặt sau khi mai cing wh các vệt mãi không có bước lặp lại đều đặn mà sắp xếp tự do

- Đường viên profin của các nhấp nhô trơn đều chứng tỏ biến dạng dẻo kin Jogi là rá lớn

1⁄43 Ảnh hướng do rung động của hệ thống công nghệ đến độ nhám bÉ

một

Trong quá trình cắt gọt thường xảy ra rung động cưởng bức của hệ thống do tác dụng của ngoại lực và tự rung dộng của hệ thống do tac dong

tủa sự biếu đổi tho chu kỳ của hiệu tượng chai cứng của lớp kiin loại bị hớt

đi và sự thay đổi điều kiện ma sát khí cất gọi Rung động sẽ làm tàng độ nhám bé mat gia công Độ cứng vứng động học của hệ thống có ảnh hưởng, quyết dịnh đến độ nhém bể mật, đồng thời dộ cứng vững lĩnh học của hệ thống cũng có ảnh hưởng Nhưng trong thực tế độ cứng, của các máy rất khác nhau trong đó trạng thái của máy có quan hệ lớn đến độ nhám bé mat Do d6 không có quan hệ tuyến tính giữa trị số Rz và độ cứng vững của máy, ở các máy 1uổi được điều chỉnh tốt và được đạt trên nền mông, vững sẽ đấm báo

rung động ít và có thể đạt được độ nhám bề mặt cao

CHUONG IL TONG QUAN VE CAT GOT TREN MAY PHAY

2.1 Khái niêm cơ bản về quá trình cắt kim loại

Quá trình cất kim loại là một quá trình hớt đi một lớp phoi trên bề mật

gia công để chỉ tiết đạt hình dạng, kích thước và độ bóng bề mật theo yêu

cầu

Các dạng gia công cơ chủ yếu là: tiện, bào, khoan, phay, mài, v

Tất cả các dạng gia công này đều được thực hiện trên các máy cất kim loại

bằng các dụng cụ cất khác nhau: dao tiện, mũi khoan, dao phay, v.v Cơ sở của tất cả các quá trình cất khác nhau là quá trình tiện, còn cơ sở của tất cả các loại dụng cụ cắt là dao tiện

Để thực hiện một quá trình cất nào đó, cần thiết phải có hai chuyển

động truyền động chính (chuyển động làm việc) và chuyển động chạy đao Chuyển động chính trong quá trình tiện là chuyển động quay của chỉ tiết (hình 1.1.a) Còn khi phay, chuyển động chính là chuyển động quay của dao phay (hình 1.1.b) Tốc độ của chuyển động chính là tốc độ cất

a Qúa trình tiện b Qúa trình phay

Hình 2.1 Quá trình cắt gọt kùn loại

Chuyển động tịnh tiến của dao theo phương dọc hoặc phương ngang

chuyển động chạy dao khi tiện Còn khi phay chuyển động chạy dao là chuyển đông tịnh tiến của vật gia công (chí tiết) theo phương dọc trục, ngang,

hoặc thẳng đứng Tốc độ của chuyển động chính luôn luôn lớn hơn tốc độ của

chuyển độ chạy dao Trong quá trình cát kim loại các bề mặt mới được hình

thành do các bẻ mặt biến dạng và được hớt dần với sự tạo thành phoi Trên

hình 2.2 biểu thị sở đồ quá trình hình thành phoi khi cất kim loại Phơi và đao

được kẹp chật trên máy Dao được gá ở một độ sâu cất nhất định và chuyển

động nhờ lực tác dụng của máy

Khi cất vật liệu dẻo, người ta phân biệt các giai đoạn hình thành phoi

như sau (theo LA.Timê): Khi mới bất đầu cát, dao và chỉ tiết tiếp xúc với

2, 3, 10 (trên hình 2.2, ¢, d) biểu thị trình tự hình thành phoi

5

Hình 2.2: Sơ đồ quá trình hình thành phoÏ

Phoi: là lớp kim loại bị biến dạng và bị tách ra khỏi chỉ tiết gia cơng

'Tuỳ vào điều kiện cất, vật liệu gia cơng, và các yếu tổ khác mà phơi cĩ hình dạng khác nhau

Người ta phân biệt các dạng phoi sau đây (hình 1.3)

Nhìn chung, phoi có dạng từng đốt xếp lại gần nhau

Phoi đây (hình 2.3, c) thu được khi gia công các vật liệu dẻo (đồng,

nhôm, thép, V.V .)

Với tốc độ cất lớn, phoi có dang như một tấm bãng cuốn lại thành lò

xo phẳng hoặc lò xo dạng ren vít (khi tiện), hoặc những phoi riêng biệt (khi

phay) không có gợn nẻ nh phoi xếp

2.2 Khái niệm chung và cấu tạo của dao phay

Quá trình phay được thực hiện bảng một loại dao cất mà người ta gọi

là dao phay Các răng của dao phay có thể xếp đặt trên bẻ mặt hình trụ, và cũng có thể nằm ở mật đầu Mỗi một răng của dao phay là một lưỡi dao don

giản (hình 2.4)

BUN MY Say Song Kham 29

1lình 2.4: Câu tạo rắng dao phay

Thông thường thì đao phay là dụng cụ cắt có nhiều răng, Nhưng đôi

khi người ta sử dụng đao phay có một răng duy nhất, phan cắt của đao phay

được chế tạo bằng các loại vật liệu như thép các bon, thép gió, hợp kim cứng

a rang 1, là bé mal theo dé phe thoát ra

‘Mat sau cla rang 4, 1A bé mat hướng vào mặt cắt trong quá trình gia công

Lung của răng 5, là bễ mặt tiếp giáp với mặt trước của m

răng và mật

sau cia rang cạnh đồ Nó 06 thé la mal phẳng vuông góc, gãy khúc hoặc uất

cong

Mặt phẳng đầu, là mặt phẳng vuông góc với trục của dao phay

Mặt phẩng tâm, là mặt phẳng di qua trục của của dao và một điểm

quan sát trên lưỡi cắt của nó

Tarði cắt 2, là một đường tạo bổi giao tuyến của hai mặt trước và mật sau cla rang

Tuười cát chính là lưỡi cất thực hiện công việc chính trong lúc gia công, dao phay hình trụ, lưới cất có thể là thẳng (theo đường sinh của hình trụ) nghiêng so với đường sinh và cổ đạng đường xoắn ốc Ở dao phay hình trụ

không có lưỡi cắt phụ

Đối với dao phay mặt đầu cũng giống như dao tiện, người ta phân biệt:

Lưỡi cát chính, là lưỡi cất nghiêng một góc so với trục của đao phay;

Lưỡi cất phụ, là lưỡi cat nam 6 mat đầu của dao phay

Lưỡi cất chuyển tiếp, là lưỡi cắt nổi các lưỡi cắt chính và lưỡi cất phụ

với nhau

2.2

Hình đạng và các yếu tố của rang

Dựa theo bề mật mài của dao phay, người ta chia kết cấu cla rang ra

làm hai loại:

Rang nhon Ja rang duce mai theo mặt trước (hình 2.5.a)

Rang ti 1a rang chỉ được mài theo mat trước (hình 2.5b)

Hình 26: Các thành phần của răng daa Người ta phân biệt các thành phần của dao như sau (hình 2.6)

Chiếu cao h là khoảng cách giữa lưỡi cát và đây của rãnh, đo trong diện hướng kính vuông góc với đường tâm của dao

Bể rộng mặt sau của răng (mép 3, hình 2.4), là khoảng cách giữa lưỡi

tất và đường giao nhau của ruật sau với lưng của răng, đo theo phương vuông,

góc với lưỡi cắt

Bước vòng của răng là khoảng cách giữa các điểm tương ứng trên lưỡi

cất và đường của hai rảng liền nhau dược do theo cung tròn với tâm nằm trên

trục đao và trong mặt phẳng vuông góc với trục này

Tước vòng của đao phay có thể bằng nhau và cũng có thẻ không bằng nhau

T.ượng hới lưng k ( bình 2.5.b), là khoảng «:

bạ thấp của đường cong

hớt lưng giữa hai lưỡi cắt của hai răng kể nhau

Rãnh thẳng là rãnh song song với đường tâm dao phay (Tình 2.7)

Nếu có một tam giác vuông mềm ABC quay vòng theo hình trụ để cho cạnh góc vuông AB — rử2 trùng với đáy hình trụ có đường kính T3, khi đồ cạnh huyền AC sẽ tạo thành đường xoắn ốc trái (hình 2.7.a) hoặc phải (hình 2⁄7.b)

Bước của đường xoắn ốc P là lượng nâng của nó sau khi hình trụ quay được một vòng Góc ƒ gọi là góc nghiêng của đờng xoắn ốc, còn góc œ là góc nâng của nó Các góc này có quan hệ với nhau bằng hệ thức sau (hình 2.7.a,b)

œ=909~

Các góc đó được xác định bằng công thức:

Tgø - [ID/p; tgB = p/TID, (II= 3,14)

Ranh xoan 6c phải (hình 2.8.a), là ranh mà hướng của đường xoán ốc

đi lên từ phải sang trái

Hình 28: Hướng các rãnh xoắn ốc

Rãnh xoắn ốc phải (hình 2.8.b), là rãnh mà hướng của đường xoắn ốc

đi lên từ trái sang phải

Bước của rãnh xoắn ốc p, là khoảng cách giữa hai điểm kể nhau của l-

tưới cất nằm trên cùng một đường sinh của hình trụ

Profin của rãnh tại tiết diện vuông góc là đường giao nhau của bẻ mặt

rãnh và mật vuông góc với lưỡi cat

Profin của tiết diện ngang là đường giao nhau của bề mật rãnh và mật

phẩng vuông góc với đường tam dao phay (mặt đầu)

Bán kính rãnh, là bán kính cùng ở đáy rãnh

2.3 Các yếu tố của chế độ cát khí phay

thể gián doạn

TT&c độ cắt v : là quãng đường (đo bằng mét) mà một điểm trên lưỡi cắt

chính ở cách trục quay xa nhất đi được trong một phút

Sau một vòng quay của đao phay, diểm của lưỡi cất nằm trên đường

tron cia dao có đường kính D sẽ đi được quãng đường mã chiếu đài là chu vi đường tròn đó, tức là bằng TID

Để xác dịnh quãng đường mà điểm đó đi dược trong một phúi, cẩu phải nhân quãng đường đi được sau một vòng với số vòng quay của dao trong

một phút: TID mm/phúi Nếu tốc độ cắt biểu thị bằng m/ph, thì công thức tính

v~ID.z/1000 1) Khi cần xác định số vòng quay của dao phay trong znột phút ta có công, thức:

- Khí phay người ta phân biệ

2.93: lượng

các dạng lượng chạy dao ulut sau (link

y đao một răng, lượng chạy cao vòng và lượng chạy đao trong

một phút Theo phương, người ta còn phân biệt lượng chạy dao thẳng đứng

Tượng chạy dao răng (S„ nnm/ráng), là lượng địch chuyển của bàn máy

với chỉ tiết hoặc đao khi đao quay được mội răng

Lượng chạy dao một vòng quay của dao phay (Sạ mm/vòng), là lượng, chuyển dịch của bàn máy với chí tiết hoặc của dao sau một vòng quay của

dao phay Ïượng chạy dao một vòng bằng lượng chạy đao rãng nhân với số

răng của dao phay

Tượng chạy dao phiil(Sy, mm/phiil): Ta luong dich ch

mì lương, đổi của bàn máy với chỉ tiết hoặc đao phay trong một phút Lượng chạy đao phút bằng lượng chạy dao một vòng nhân với số vòng quay trong một phút:

chiều dày cất biển dối từ 0 cho dến cực dại

hi phay người la phản biệt

đang gia công (hình 2 10)

bể mại: chưa gia công, dã gia công và

Đối với tất cả các dạng phay, người ta phân biệt chiều sâu cất và chiều

rộng phay, Chiều sáu cất là khoảng cách giữa các

gia công (xem hình 2 10), Còn chiều rộng phay là chiều rộng mật gia công

Id nal cinta gia cong va da

sau một lầu chuyển dao Thường người ta ký hiệu chiều sâu cất là T Còn chiều rộng phay là B Điều này phù hợp khi các thông số trên được xem như cấc thông số công nghệ Thông số (chiều sâu hay chiều rộng phay), ảnh hưởng đến chiều đài tiếp xúc giữa lõi cắt chính và chỉ tiết được ký hiệu bằng chữ B, còu thông số không ảnh hưởng dếu chiều dài tiếp xúc dó dược ký hiệu

bằng chữ T Trên hình 2 11, ta thấy thông số B ảnh hưởng đu chiều đài tiếp

xúc giửa lưỡi cất và chỉ tiết là chiểu rộng khi phay mặt phẳng bằng dao phay hình trọ (hình 2 11.a) phay rãnh hoặc phay bậc bằng dao phay đa (hình

2.11.b/c) Cồm trên hình 2.11,4, đ là chiếu sâu cất khi phay rãnh và pháy bậc

bằng dao phay ngón ( đao phay trụ đứng), phay bậc bằng đao phay mặt đấu

(hình 2 11.e), bằng dao phay mặt đầu có lưỡi dao góc (hình 2 11.g) phay

đối xứng bằng dao phay mặt đầu (hình 2.10.h), và phay không đổi xứng bằng đao phay mặt đầu (hình 2 11.i)

Lop kim loại cẩn lấy đi rong khi phay gọi là lượng dư Lượng dư, tuỳ

theo độ dày có thể lấy di bằng một hay nhiều lần dao chạy Người ta phân biệt

hai loại phay: phay thô và phay tỉnh Khi phay thô, chiều sâu cắt và lượng chạy dao răng lấy theo giới hạn lớn nhất cho phép của điều kiện cất phay tỉnh dùng

Hình 2.11: Chiểu sâu cắt và chiều rộng phay

2.4 Phay thuận và phay nghịch

Khi phay bằng dao phay hình trụ, dao phay đĩa, người ta phân biệt hai

loại: phay ngược (phay ngược chiều chuyển động chạy dao) và phay thuận

(cùng chiều chuyển động chạy đao)

Phay ngược là quá trình phay khi chiều chuyển động của dao phay và

của chỉ tiết ngược nhau (hình 2 12, a,b)

BUN MY Say Song Kham 37

lnh 2.12: Sơ đồ các phương pháp phay

Phay thuận là quá trình phay khi chiêu chuyển động của đao phay và của chỉ tiết trùng nhau (hình 2 12, d)

Khi phay nghịch, chiêu dày cát thay đổi từ 0 tại didn A (điểm vo của

rang) dén cực đại tại' điểm B (điểm ra của răng) Khi phay thuận, chiều dày

cắt thay đối từ cực đại tại điểm 13 ( điểm vào của răng) đến Ó ở điểm A (điểm

ra của răng, do đó tải trọng của máy cũng tăng đản Khi phay thuận xây ra hiện tượng va đập lúc răng bat đầu tiếp xúc với chỉ tiết, phay thuận chỉ có thể

tiến hành trên các máy có độ cứng vững tốt, và chủ yếu ở các máy không có

khe hở tiếp xúc giữa trục vite-đai ốc dẫn Nhưng phay thuận lại cho ta độ chính xác cao hơn pha nghịch

Góc nghiêng của lưỡi cất khi phay thuận có trị sổ dương, còn phay

nghịch có trị số âm (không phụ thuộc vào hướng của rãnh xoắn ốc)

Trong những điều kiện gia công như nhau thì trổi thọ e

đao phay khi

phay thuận cao hơn phay nghịch (tuổi thọ của đao là thời gian làm việc liên tục của dao giữa hai lần sửa dao) Nhược điểm chính của phương pháp phay

nghịch là ở chỗ đao phay luôn luôn có xu hướng nâng chỉ tiết lên khỏi bàn máy

2.5 Nhiệt cát, rung động và hiện tượng cứng nguội trong quá trình

Khi tăng tốc độ cắt, đặc biệt là khi cắt phoi mỏng, nhiệt độ vùng cắt sẽ

tang tới 600% Nếu tốc độ cất tiếp tục tang trong nhiều trường hợp phơi cat

dụng cụ gia công, chất lượng at gia công

Trong quá trình cất nhiệt cất được sinh ra bồi các nguyên nhân sau:

#*Hiện tượng nội mna sắt sắt xuất hiện trong da trình biến đựng của

vật liệu gia công,

3# Mã sát giữa phối với ật trước cũa dụng cụ gia công

3 Xa sắt giữa mặt sau của đao và bề mật chỉ tiết gia công

© Các yếu tố chính ảnh hưởng hiện tượng nhiệt cắt:

Rhi phay, đặc biệt là đối với dao phay mặt đầu thì các yếu tố ảnh

hưởng bao gồm:

hi tang tốc độ cắt, nhiệt cất sinh ra do biến dạng giảm, nhưng nhiệt

al do ma sal tang, dẫu tối nhiệt ái táng với mức độ chậm hon tảng tốc độ