Báo cáo thực tập tốt nghiệp ngành Cơ khí ĐH Bách Khoa Hà Nội

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP. Là một sinh viện ngành cơ khí em nhận thấy để thúc đẩy cơ khí phát triển thì ngoài việc không ngừng học tập, tiếp thu kinh nghiệm khoa học, thực tiễn mà còn phải có một đổi ngũ kỹ sư giỏi và thợ lành nghề.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ

BỘ MÔN HÌNH HỌA-VẼ KỸ THUẬT

o0o BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS.PHAN VĂN HIẾU

Nhóm sinh viên thực hiện Số hiệu sinh viên Lớp

NGUYỄN VĂN THỊNH 20100680 KTCK2-K55

Hà Nội, 01/2015

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP PHẦN I: Lời nói đầu

Nước ta đang phấn đấu trở thành một nước công nghiêp vào những năm

2020, để đạt được mục tiêu đó nước ta phải làm rất nhiều đó là việc phát triểnkhoa học kỹ thuật Bởi vậy việc chế tạo các máy móc phục vụ cho việc sản xuất

là đặc biệt quan trọng do đó Đảngvà Nhà nước đặc biệt quan tâm đến ngày cơkhí Thực tiển ở các nước phát triển cho thấy họ có nền công nghiệp phát triểnnhư hiện nay là do họ có nền tảng là ngành cơ khí phát triển

Bởi vậy ngành cơ khí được đặt ra hàng đầu để có thể tạo ra được nhữngmaysmocs có chất lượng và giá thành cạnh tranh phù hợp với sự phát triển kinh

tế của đất nước và thế giới

Là một sinh viện ngành cơ khí em nhận thấy để thúc đẩy cơ khí phát triểnthì ngoài việc không ngừng học tập, tiếp thu kinh nghiệm khoa học, thực tiễn màcòn phải có một đổi ngũ kỹ sư giỏi và thợ lành nghề

Trường Đại Bách Khoa Hà Nội là trường đại học thuộc hệ thống giáo dụcViệt Nam, là trường có truyền thống đào tạo kỹ thật thực hành Trường đào tạo

đa ngành trong đó có những ngành được xem là chỉ tiêu đánh giá sự phát triểncủa ngành kinh tế, ngành cơ khí được xem là ngành mũi nhọn của trường

Qua bài báo cáo này em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phạm VănHiếu cùng toàn thể các thầy cô giáo Trường đại học Công Nghiệp Hà Nội,Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã giúp em hoàn thiện bản báo cáo này

Do thời gian có hạn nên bài báo cáo của em không tránh khỏi thiếu sót

Em mong được sự giúp đỡ của thầy và toàn thể các bạn trong nhóm để bài báođược tốt hơn!

Hà Nội :Tháng 1/2015

Nhóm sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn Thịnh & Vũ Văn Chiến

CNC là viết tắt của cụm từ tiếng Anh Computer Numerical Control , nghĩa

là Máy tiện kim loại được điều khiển bằng máy tính.Vì thế, bộ não của máy

CNC là máy tính với công suất tính toán cực nhanh

Hệ điều hành mà máy sử dụng sử dụng là Fanuc, Fargor hoặc Mazak.Máytính này sẽ điều khiển các bộ phận cơ khí để cắt gọt kim loại Chương trình đượcviết sẵn và được tự động thi hành khi bạn nhất nút Start Chương trình này đượcdịch ra một thứ ngôn ngữ để máy tính có thể hiểu được Sau đó, máy tínhchuyểnlệnh từ các chương trình qua các mạch điện tử đến điều khiển các bộ phận cơkhí và thực hiện quá trình gia công

Máy phay CNC, máy tiện CNC có thể thực hiện được các theo thác nhưmáy phay, máy tiện thông thường với độ chính xác cao hơn rất nhiều Có thểthực hiện thao tác với hệ thống ổ dao và thay dao thông minh rút ngắn thời giangia công

Sản phẩm của máy CNC thường là các sản phẩm thường đòi hỏi độ chính xáccao, chi tiết gia công với khối lượng lớn… Thường được ứng dụng nhiều trongcác khung công nghiệp,viện nghiên cứu…

b.Tiện

Tiện là qua trình cắt kim loại trong đó vật gia công quay tròn còn dao tịnh

tiến théo các hướng của bàn xe dao

Máy tiện vạn năng

Nguyên lý: Chi tiết quay tròn tại chổ còn dao chuyển động tịnh tiến cắt gọt

1 Mâm cặp là đồ gá dùng để kẹp chặt chi tiết

2 Chi tiết gia công

3 Dao kẹp được kẹp chặt trên bàn gá dao

4 Bàn gá dao

5 Mặt chi tiết gia công

6 Chế độ cắt n,s,t …Các sản phẩm: ren ngoài hoặc ren trong, mặt phẳng, tiện rãnh, tiện côn, tiện mặtbậc, mặt đầu, mặt lõm

Ngoài ra trên máy tiện còn có thể thực hiện khoan, khoét, doa lỗ

c.Phay

Phay là hình thức cắt gọt trong đó dao thực hiện chuyển động tròn để tạo ra

tốc độ cắt còn chi tiết chuyển động tịnh tiến theo phương dọc, phương ngang,phương đứng để cắt gọt kim loại

Máy phay đứng vạn năng

Phạm vi sử dụng: gia cống phay mặt phẳng và mặt bậc, phay rảnh và cắtđứt, phay rãnh chữ T, gia công mặt lõm, gia công mặt góc lồi, gia công rãnh

then, phay rãnh răng bánh răng ( bánh răng trụ thẳng, bánh răng trụ nghiêngxoắn, bánh răng côn, trục vít)

Máy phay cũng có thể khoan, khoét, doa lỗ

d.Hàn

Hàn là phương pháp ghép nối hai hay nhiều chi tiết lại với nhau không thể

tách rời, bằng cách nung kim loại đến trang thái chảy hoạc dẻo sau đó nhờ người

vằ đông đặc để tạo nên mối hàn liên kết kim loại hoặc dung áp lực đủ lớn

Mài là nguyên công cuối cùng trong quá trình gia công công nghệ chi tiết,

nó quy định độ chính xác và độ bóng của chi tiết, đảm bảo chất lượng sản phẩmtạo thành quy trình gia công Là quá trình cắt gọt của đá vào chi tiết tạo ra rấtnhiều phoi vụn do sự ma sát cắt gọt và sự cạo miết của hạt mài vào chi tiết giacông mài

Do hiện tượng dao bắt đầu cắt vào chi tiết sinh ra va đập và luôn có sự đổichiều chuyển động của dao trong hai giai đoạn đầu và cuối hành trình sinh rarung động làm cho bề mặt chi tiết kém chính xác.

Máy đột theo khuôn Máy uốn vuông góc

Sơ đồ máy tiện 1K62

Thân máy và băng máy nâng đỡ máy, duy trỡ khả năng chuyển động ăn

Hộp tốc độ truyền chuyển động n và momen xoắn M của trục chính và thaydổi tốc độ quay của trục.

Hộp chạy dao truyền lực kéo và chuyển động, đồng thời thay đổi lượngchạy dao S ng, S d của bàn xe dao

Ụ sau gá mũi tâm để nâng đỡ phôi và định tâm cho phôi

Mâm cặp ba chấu định tâm kẹp chặt phôi truyền chuyển động quay chophôi

Động cơ chính (AC) tạo chuyển động chính cho máy

Bàn xe dao có:

+ Đài gá dao: định vị và kẹp chặt dao tiện

+ Bàn trượt dọc: di chuyển dọc theo băng máy

+ Bàn trượt ngang: điều chỉnh dao dịch chuyển vuông góc với đường tâm máy.+ Bàn trược dọc nhỏ: để gá dao và điều chỉnh đài gá dao dịch chuyển theohướng song song hoạc xiên với tam máy một góc độ nhất định Khoảng dịchchuyển của bàn trượt dọc nhỏ thường là 100mm

c, Dao tiện

Đặc đểm và phân loại

+ Đặc điểm: dao tiên trực tiếp cắt đi phần vật liệu trên phôi đề tạo ra chi tiết Đểtiện được dao có các đặc điểm sau: phần cắt có độ cứng cao , phần thân phảichụi được công sôi

+ Phân loại dao tiện

Theo công dụng: dao tiện trong, dao tiện ngoài, dao tiện ren các loại, dao tiệncắt đứt, dao tiện định hỡnh…

Theo kết cấu: dao tiện liền con, dao tiện hàn mảnh dao, dao tiện gắn mảnhdao và thân dao bằng cơ cấu cơ khí

Theo hỡnh dáng dao: dao tiện đầu thẳng, dao tiện đầu cong

Theo vật liệu phần cắt: bằng thép gió ( P9, P12, P18 ), hợp kim cứng (BK8,T15K6…), bằng kim cương, Nitoritbon lập phương ( vật liệu siêu cứng nhântạo).

Cấu tạo kết cấu của dao

+ Thân dao cú tiết diện hìnnh chữ nhật đạt tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn kích thướcđài gá dao, thân máy có tác dụng định vị và kẹp chặt dao trên đài gá dao, thândao mang đầu dao Vật liệu làm dao có thể như vật cắt hoặc khác vật liệu cắt(thường là thép C45)

+ Phần đầu dao: được chết tạo từ vật liệu dụng cụ cắt

1- Mặt sau chính đối diện với mặt gia

lưỡi cắt phụ cũng tham gia cắt

5- Lưỡi cắt chính là giữ nhiệm vụ chủ

yếu trong quá trình cắt

6- Mặt trước (mặt thoát): là mặt của dao

7- để phoi trượt lên đó thoát ra khỏi vùng

cắt trong quá trình gia công

Ví dụ gia công chi tiết trên máy tiện

Sơ đồ gia công:

e

PHẦN III : Tìm hiểu chuyên sâu về rung động và âm thanh trong máy

phay 3.1 Đặt vấn đề.

Trong quá trình gia công cắt gọt có rất nhiều hiện tượng xảy ra, ảnh hưởng đếnchất lượng gia công và hiệu quả kinh tế Hiện tượng đó sinh ra đại lượng trung gian trong quá trình gia công: lực cắt, rung động, nhiệt cắt, mòn dao….Trong đó hiện tượng rung động rất phổ biến trong quá trình gia công và cũng là yếu tố ảnh hưởng nhiều tới chất lượng bề mặt chi tiết gia công Rung động trong quá trình gia công gồm có rung động cưỡng bức, rung động riêng và tự rung động Qua đónhận thấy rung động là yếu tố trung gian sinh ra trong quá trình gia công ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt gia công Để kiểm soát tốt và tối ưu thông số chế độ cắt ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt gia công Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ

với độ sâu là 3,dài

30 (mm)

Tiện mặt bậc ∅38, với độ sâu

là 3,dài 15 (mm)Đảo đầu phôi,kẹp phôi

Lần lượt tiện các mặt

bậc ∅44 và ∅38

cắt tới rung động trong quá trình gia công phay cao tốc là cần thiết và là cơ sở để đánh giá chất lượng bề mặt và mòn dao trong quá trình gia công.

3.2 Khái niệm về rung động trong quá phay CNC tốc độ cao

Ngoài rung động tự do và rung động cưỡng bức Trong đó hiện tượng rungđộng rất phổ biến trong quá trình gia công và cũng là yếu tố ảnh hưởng nhiều tớichất lượng bề mặt chi tiết gia công Rung động trong quá trình gia công gồm córung động cưỡng bức, rung động riêng và tự rung động Qua đó nhận thấy rungđộng là yếu tố trung gian sinh ra trong quá trình gia công ảnh hưởng tới độ nhám

bề mặt gia công Để kiểm soát tốt và tối ưu thông số chế độ cắt ảnh hưởng tới chấtlượng bề mặt gia công Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt tới rung động trongquá trình gia công phay cao tốc là cần thiết và là cơ sở để đánh giá chất lượng bềmặt và mòn dao trong quá trình gia công

Hình 3.1 Bề mặt gia công ứng với chế độ cắt ổn định và chế độ cắt không

ổn định

Khi đó xảy ra hiện tượng cộng hưởng – tần số cắt của dao bằng tần số của hệlàm cho hệ thống mất ổn định và xuất hiện chatter

Vì vậy khi xảy ra hiện tượng mất ổn định thì tần số dao động của dao cắt xấp

xỉ bằng tần số dao động riêng của hệ Qua đó ta có thể xác định gần đúng tần sốriêng của hệ qua việc xử lý âm thanh cắt khi dao cắt có rụng động do chatter

3.3 Các loại rung động trình gia công.

a) Rung động riêng.

Rung động riêng trong hệ thống máy - đồ gá – dụng cụ chi tiết gia công hoặctrong một số nút của hệ thống này có va đập Ví dụ khi đóng li hợp răng, khi vàokhớp của dụng cụ…Phần lớn ảnh hưởng của rung động riêng trong quá trình cắtkhông đáng kể bởi sự dao động này rất nhanh Nó chỉ có ý nghĩa khi có liênquan đến việc xác định đặc tính của quá trình gia công

b) Rung động cững bức.

Nguyên nhân của loại hình rung động này là các lực tuần hoàn biến đổi theothời gian tác động lên hệ thông dao động của máy –đồ gá – dụng cụ -chi tiết giacông.Chúng xuất hiện bên ngoài bộ phận máy hoặc trong cơ cấu chuyển độngcủa máy( ví dụ phụ thược vào chuyển động của chi tiết hay của dụng cụ).Theoquan điểm của lực kích động gây lên rung động ta phân làm hai loại nhóm

- Lực kích động không liên quan đến quá trình cắt

- Lực kích động có liên quan đến quá trình cắt

Một đặc trưng khác của dao động tự rung là tần số của nó không được xácddingj bằng tần số của nguồn lực bên ngoài mà bằng các tính chất của hệ daođộng.Nó rất gần với tần số riêng của một yếu tố điều khiển của hệ

Theo nguyên nhân xuất hiện dao động thì dao động tự rung trong quá trình giacông có thể chia làm 2 nhóm:

- Do các yếu tố không liên quan đến quá trình cắt.

- Do các yếu tố liên quan trực tiếp đến quá trình cắt

c) Rung động tự rung.

Tự rung khác với rung động cững bức ở chỗ không cần lực tác dụng tuầnhoàn từ bên ngoài Tự rung xuất hiện và duy trì bằng tác dụng của lực trong quátrình dao động lực tuần hoàn mất đi khi dao động biến mất năng lượng truyềncho hệ thống dao động thay cho sự mất mát xuất hiện bằng sự tắt dần

3.4 Các thông số cơ bản của rung động.

a) Chuyển vị.

Chuyển vị càng lớn khi tần số rung động càng nhỏ Chuyển vị chỉ đáng kể ởtần số thấp Do đó việc đo chuyển vị thường ít sử dụng trong việc giám sát rungđộng Chuyển vị biểu hiện ở mức độ mất cân bằng của máy, nên nó là thông sốchủ đạo cho việc khảo sát cân bằng

x (t )= Asin(ωtt )

b) Vận tốc.

Vận tốc rung động có mối quan hệ đơn giản với năng lượng rung động Nănglượng rung động phát ra bị tiêu tán bên trong máy do sự va chạm giữa các bộphận rung Các lực va chạm này làm tăng nhiệt độ và tốc độ mài mòn Vì vận tốccủa dao động tương ứng với mức độ thay đổi của chuyển vị theo thời gian, daođộng cũng có thể được biểu thị qua đại lượng vận tốc

Gia tốc rung động càng lớn khi tần số rung động càng cao, vì vậy nó đượcdùng để kiểm tra những rung động có tần số cao Từ tín hiệu gia tốc có thể suy rahai thong số còn lại của rung động một cách chính xác thong qua bộ tích phân.Gia tốc là mức độ thay đổi của vận tốc theo thời gian, được diễn tả bằng côngthức sau:

d) Quan hệ giữa các thông số

Từ những phương trình trước ta thấy rõ là dạng và chu kỳ dao động củachuyển vị, vận tốc và gia tốc đều giống nhau tuy nhiên biên độ của mỗi thông số

là khác nhau và sự khác biệt chủ yếu là pha của các thông số này lệch nhau

3.5 Phân tích ảnh hưởng của rung động trong quá trình phay CNC tốc độ cao

a) Phân tích động lực học trong quá trình phay CNC tốc độ cao

Trong suốt quá trình bóc tách vật liệu dụng cụ cắt chịu tác động bởi thànhphần lực cắt tức thời theo phương tiếp tuyến Ft, theo phương pháp tuyến Fr ,theophương dọc trục Fa (hệ thống lực cắt dao phay ngón theo phương biên dạng) Xéttại một điểm tiếp xúc giữa dụng cụ cắt và phôi có 3 thành phần lực tác dụng lêndụng cụ cắt (Lực cắt theo phương x:Fx ;lực cắt theo phương y:Fy ,lực cắt theophương z:Fz ) trong hệ tọa độ đề các OXYZ được xác định như hình vẽ sau:

Hình 3.2 :Tự rung trong máy phay hai bậc tự do

Phương trình động lực học newton cho hệ hai bậc tự do

Trong đó: Δ x=x −x0 ,Δ y = y− y0 là giá trị chuyển dịch tương đối theo phương X, Y

vị trí hiện tại và vị trí của răng cắt trước của dụng cụ cắt ap :chiều sâu cắt theophương dọc trục

Hình 3.3 :Sơ đồ phân tích Fourier

Qua quá trình phân tích tính toán ta có giá trị lực cắt bằng giá trị biến đổi

fourier được viết lại nhứ sau:

,nghiệm của phương trình đặc tính được tìm ra từ phương trình định thức:

số trực tiếp được đánh giá bắt nguồn từ phương trình (2.52) cho cụ thể dụng cụ

Quá trình phay được nghiên cứu theo hai hướng là dùng phương pháp môphỏng số và dùng phương pháp thực nghiệm để kiểm tra độ tin cậy của phươngpháp số

Mô hình xây dựng biểu đồ ổn định

Trên mô hình nghiên cứu , các thông số của hệ thống máy quyết định trực tiếptới dạng của biểu đồ ổn định Vậy việc xác định các thông số của hệ thống là cầnthiết, các thông số này chính là đầu vào cho phương pháp mô phỏng

cắt ,vật liệu phôi và phần dụng cụ cắt tham gia cắt theo phương hướng kính củadụng cụ cắt

Mối quan hệ giữa chiều dày phoi tới lực cắt và rung động

Lực cắt

Rung động của dao

Chiều dày phoi thay

đổi

b Phân tích modal cho hệ thống máy.

Máy công cụ gia công có nhiều bậc tự do theo chiều hướng khác nhau Hiệntượng rung động giữa dụng cụ cắt và bề mặt của phôi tạo ra là chính trong quátrình gia công Bởi vì rung động này ảnh hưởng trực tiếp tới độ chính xác vàchất lượng bề mặt chi tiết gia công ,năng suất và lực cắt trên máy công cụ trongquá trình gia công

c Phân tích ảnh hưởng của thông số chế độ cắt đến rung động.

Quá trình rung động trong hệ thống công nghệ tạo ra chuyển động tương đối

có chu kỳ giữa dụng cụ cắt và chi tiết gia công, làm thay đổi điều kiện ma sát,gây nên độ song và nhấp nhô tế vi trên bề mặt gia công Sai lệch của các bộphận máy làm cho chuyển động của máy không ổn định, hệ thống công nghệ sẽ

có dao động cưỡng bức, nghĩa là các bộ phận máy khi làm việc sẽ có rung độngvới các tần số khác nhau, gây ra song dọc và song ngang trên bề mặt gia côngvới bước sóng khác nhau Khi hệ thống công nghệ có rung động, độ sóng và độnhấp nhô tế vi dọc sẽ tăng nếu lực cắt tăng, chiều sâu cắt lớn và tốc độ cắt cao

3.7.3 Kết quả tính rung động và lực cắt

Ta có thể kiểm tra độ ổn định của hệ thống tai các điểm làm việc bang mộtchương trình tính rung động và lực cắt của dao phay Các điểm làm việc đượcchọn là

A (20000rpm, 1.5mm) B (20000rpm, 3mm) C (24000rmp, 3mm)

Hình 3.10 : Biểu đồ ổn định sau khi chạy chương trình từ các tham số đầu vào giả

thiết

3.7.3.1 Trường hợp A: Tốc độ trục =20000rpm, chiều sâu cắt=1.5mm

Ở trường hợp này, điểm A nằm trong vùng ổn định nên hệ thống khi phay sẽđạt trạng thái ổn định Ta thấy các dao đọng của dao phay cũng như lực cắt ở đồthị dưới nhỏ dần và trở lên ổn định

Hình 3.12 : Dao động theo phương x,y và lực cắt tác dụng lên dao cắt trong

trường hợp mất ổn định

3.7.3.3: Trương hợp C : Tốc độ trục =24000 chiều sâu cắt =3mm

Để hệ thống ổn định mà vẫn giữ nguyên chiều sâu cắt(để đạt năng suất cao)

ta tăng tốc độ vòng quay trục chính lên 24000 vòng/phút Dao cắt dao động ổn

định, tuy nhiên do tăng chiều sâu cắt lên lực cắt trường hợp này cũng tăngleenvaf dao động lớn hơn.

Hình 3.13: Dao động theo phương x,y và lực cắt tác dụng lên dao cắt trong

trường hợp ổn định

Bằng việc xác định chế độ làm việc một cách hợp lý từ biểu đồ ổn định , tahoàn toàn có thể tăng đáng kể năng suất gia công mà vẫn đảm bảo được chấtlượng sản phẩm

3.8.Quá trình phát triển rung động

Rõ ràng dựa vào biểu đồ ổn định chatter xuất hiện cùng với việc ta tăng chiềusâu cắt Ta có thể thấy rõ hơn ở kết quả dưới đây.

3.8.1 Khi ở chế độ ổn định

Hình 3.14 : Tần số dao động khi ở chế độ ổn định

Ở hình đầu tiên, kí hiệu * màu đỏ là các thời điểm cách nhau một chu kỳ quaycủa răng Ta thấy rằng các vị trí các điểm này không thay đổi theo trục x và y Hay nói cách khác thì dao động đang dao động với tàn số cắt của răng cắt Ta cóthể thấy rõ hơn ở đồ thị trong miền tần số trên

3.8.2 Khi bắt đầu mất ổn định

Trong trường hợp này thì máy làm việc ở biên giới ổn định, giữa miền ổn

định và không ổn định