Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng bề mặt gia công trên máy tiện LD 134.OE

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định mức độ và qui luật ảnh hưởng của chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng gia công trên máy tiện mã hiệu LD 134.OE. Từ cơ sở đó xác lập chế độ cắt tối ưu góp phần xây dựng ngân hàng dữ liệu đảm bảo sử dụng kỹ thuật hiệu quả nhất cho các máy tiện. Mời các bạn cùng tham khảo!

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Tình hình nghiên cư ́ u gia công cắt gọt bằng phương pháp tiện và máy tiện trên thế giới

⚠️The Pollinations legacy text API is being deprecated for **authenticated users**.Please migrate to our new service at https://enter.pollinations.ai for better performance and access to all the latest models.Note: Anonymous requests to text.pollinations.ai are NOT affected and will continue to work normally.

Philonenko, Iacốp Bachisep, Paven Dakhaba, Lép Sôbakin, các nhà bác ho ̣c

Mỹ như Boston O.W., Ernst H., Merchant M.E.,…

Nhiều công trình đi sâu nghiên cứu cắt gọt chuyên dùng như: phay, tiện của G.C Andrev, A.V Rudnev, V.F Bobrov; cơ sở lý thuyết mài nhẵn của E

H Maclov…đã đưa ra những phân tích cụ thể về động học các quá trình cắt gọt Đó là những công trình lớn bao gồm các vấn đề về lý thuyết và những

4 kinh nghiệm thực tế trong gia công kim loại mà trên thế giới lúc đó ít có công trình nghiên cứu tương tự nào ra đời

5 khoa học Ostermann, Laladze, Malkin, Smith về phương pháp giải tích của trường nhiệt độ trong dụng cụ cắt, phoi và chi tiết gia công

Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy tiện ở trong nước

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu

+ Khẳng định các thông số chế độ cắt hợp lý trên máy tiê ̣n LD 134.OE phục vụ tra cứu áp dụng khi lựa chọn và sử dụng máy

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mu ̣c tiêu nghiên cứu

Đối tươ ̣ng, pha ̣m vi nghiên cứu

Trong đề tài luận văn giới hạn ở các đối tượng và phạm vi nghiên cứu cụ thể sau:

Thiết bị gia công: Thiết bị nghiên cứu được sử dụng là máy tiện LD

Nội dung/ nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu của đề tài chúng tôi tập trung giải quyết những nội dung sau:

Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Các phương pháp nghiên cứu chung

- Phương pháp thực nghiệm được sử dụng là qui hoạch thực nghiệm đơn và đa yếu tố để giải quyết các nội dung nghiên cứu thực nghiệm

2.4.2 Nội dung và phương pháp luận nghiên cứu thực nhiệm

Tiến hành thí nghiệm thăm dò (ở mức cơ sở với số thí nghiệm n 50140) để xác định qui luật phân bố của đại lượng cần nghiên cứu [14]

2.4.2.2 Thực nghiệm đơn yếu tố

18 xác định mức độ và quy luật ảnh hưởng của chúng đến chỉ tiêu quan tâm Thực nghiệm đơn yếu tố được tiến hành qua các bước sau:

Thuật toán phân tích phương sai để xác định độ tin cậy và tính thuần nhất [11, 13, 29] cụ thể như dưới đây a Đánh giá tính đồng nhất của phương sai

Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai theo tiêu chuẩn Kohren

Smax- Phương sai lớn nhất trong N thí nghiệm;

Su - Phương sai của thí nghiệm thứ u với số lần lặp lại mu;

S = 1 Y -Y m -1 (2.2) mu - Số lần lặp lại ở mỗi điểm thí nghiệm;

Yui - Giá trị của thông số ra tại điểm u, lần lặp thứ i;

Yui- Giá trị trung bình của thông số ra tại điểm u; m u u iu u i 1

19 Ứng với N điểm thí nghiệm trong kế hoạch thực nghiệm ta có N phương sai S 2 u Trong đó luôn có giá trị S 2 max ;

Gtt- Chuẩn Kohren tính toán theo thực nghiệm

Trong đó bậc tự do ở tử số  = m - 1 và ở mẫu số K = N.(m - 1) m- số lần lặp lại ở thí nghiệm mà ở đó có phương sai cực đại m = mu

Giá trị thống kê chuẩn Kohren được tính sẵn theo mức ý nghĩa , bậc tự do  và k ký hiệu Gb tra bảng [2, 14]

Giá trị tính toán của chuẩn F là tỷ số:

S - phương sai do sự thay đổi thông số vào X gây nên; y

Se- ước lượng phương sai do nhiễu thực nghiệm gây ra;

Y0- giá trị trung bình chung của thông số ra tính cho toàn bộ thực nghiệm:

Bậc tự do của S là  2 y 1 = N - 1; của S 2 e là 2 = N.(m - 1)

Giá trị thống kê của chuẩn F được tính sẵn theo mức ý nghĩa  = 0,05, bậc tự do 1, 2 ở phụ lục 3 tài liệu [14]

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Khả năng công nghệ và các thông số kỹ thuật của máy tiện LD 134.OE

Các thông số kỹ thuật của máy tiện LD134.OE như giới thiệu ở phụ biểu 01

Hình 3.1 Má y tiê ̣n LD134.OE ta ̣i trường Cao đẳng nghề

Động học và động lực học quá trình cắt

3.2.1 Động học của quá trình cắt

3.2.1.1 Các chuyển động của quá trình cắt

Chuyển động chính Chuyển động chính

Hình 3.2 Chuyển động chính và chuyển động chạy dao khi tiện: a- tiện ngoài chạy dao dọc; b- tiện trong

Chuyển động chính Chuyển động chính Chuyển động chính

Hình 3.4 Dao tiện mặt ngoài: a- đầu thẳng; b- đầu cong

3.2.1.2 Chế độ cắt khi tiện

Chế độ cắt khi tiện được đặc trưng bằng 3 thông số cơ bản: vận tốc cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt

Vận tốc vòng của chi tiết được tính:

, m/ph (3.1) trong đó: D- đường kính của phôi (mm); n - số vòng quay của phôi trong một phút (v/ph)

Vs = S.n mm/ph Ở đây n - số vòng quay của chi tiết trong một phút (v/ph)

Như vậy vận tốc cắt V là tổng hình học của vận tốc vòng Vc và vận tốc chạy dao Vs:

Lượng chạy dao được phân ra:

- Lượng chạy dao dọc: khi phương chuyển động của dao dọc theo đường tâm của chi tiết gia công a b

Hình 3.5 Các yếu tố của chế độ cắt và lượng chạy dao dọc: a- các yếu tố của chế độ cắt; b- lượng chạy dao dọc

- Lượng chạy dao ngang: khi phương chuyển động của dao vuông góc với đường tâm của chi tiết gia công

- Lượng chạy dao nghiêng: khi phương chuyển động của dao làm một góc với đường tâm của chi tiết gia công

Tổ hợp các yếu tố của chế độ cắt và lượng chạy dao dọc như giới thiệu trên hình 3.5

3.2.2 Động lực học của quá trình cắt Động lực học quá trình cắt nghiên cứu nhiều vấn đề ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng, hiệu quả của công nghệ cắt gọt như: sự cân bằng năng lượng trong quá trình cắt, lực cắt, độ ổn định quá trình cắt,v.v…Trong luận văn chỉ đề cập đến lực cắt khi tiện và ảnh hưởng của một số yếu tố thuộc chế độ cắt đến lực cắt để làm cơ sở cho nghiên cứu thực nghiệm

Hệ thống lực cắt khi tiện được mô tả như trên hình 3.6 Lực tổng hợp

P được phân tích thành 3 thành phần tiếp tuyến, hướng kính và ngược với hướng chuyển động chạy dao

Hình 3.6 Hệ thống lực cắt khi tiện

Chất lượng gia công

3.3.1 Chất lượng bề mặt gia công

Chất lượng bề mặt gia công được đánh giá bằng hai yếu tố đặc trưng:

- Tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt

Bề mặt chi tiết được gia công bằng các dụng cụ có lưỡi cắt (dao tiện, dao phay, dao bào, v.v…) có độ nhám với các đặc tính khác nhau:

- Độ nhám dọc (trùng với phương véc tơ vận tốc cắt,hình 3.8,b )

- Độ nhám ngang (vuông góc với phương vận tốc cắt, (hình 3.8,c)

3.3.2 Độ nhám bề mặt gia công Độ nhám bề mặt (độ nhấp nhô tế vi) là tập hợp tất cả những bề lồi, lõm với bước cực nhỏ và được quan sát trên một khoảng ngắn tiêu chuẩn Trên hình 3.9 là độ nhám bề mặt gia công được phóng đại lên nhiều lần Độ nhám bề mặt ảnh hưởng lớn đế tính chất sử dụng của chi tiết máy Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh rằng ma sát và độ mòn của chi tiết máy phụ thuộc vào chiều cao và hình dáng của độ nhám bề mặt và phương của vết gia công Độ nhám bề mặt tăng có ảnh hưởng xấu đến độ bền của mối ghép căng (lắp chặt) bởi vì khi ép, độ nhám bề mặt bị chèn xuống làm cho độ bền của mối ghép giảm xuống Ví dụ như, độ bền của mối ghộp giữa trục chớnh và bỏnh xe tầu hoả cú độ nhỏm 36,5 àm giảm 40% so với độ bền mối ghộp cú độ nhỏm 18 àm Độ nhám bề mặt giảm (độ nhẵn bóng bề mặt tăng) cho phép nâng cao độ bền mỏi của các chi tiết Cụ thể như bề mặt vật liệu thép được đánh bóng sẽ có độ bền mỏi cao hơn 40% so với không được đánh bóng Độ nhám bề mặt còn ảnh hưởng rất lớn đến tính chống ăn mòn hóa học của lớp bề mặt chi tiết Các chỗ lõm trên bề mặt chi tiết (đáy các nhấp nhô tế vi) là nơi chứa các tạp chất như axit, muối, v.v… Các tạp chất này

Hình 3.9 Độ nhám bề mặt

3.3.3 Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công Để đánh giá độ nhám, trước hết ta phải vẽ được đường thẳng chuẩn Đường thẳng chuẩn là đường trung bình được vẽ sao cho trong phạm vi chiều dài chuẩn l tổng diện tích (phần gạch đứng trên hình 3.9) từ hai phía của đường chuẩn bằng nhau Chiều dài chuẩn l là chiều dài dùng để đánh giá các thông số của độ nhám, l = 0,01 đến 25 mm

Theo TCVN 2511-95 cũng như các tiêu chuẩn: ISO, DIN, ANSI và JIS, độ nhám bề mặt được đánh giá theo một (hoặc một số) trong các thông số sau:

Ra - sai lệch profin trung bình cộng bằng giá trị trung bình cộng của các chiều cao h tính từ đường trung bình trong phạm vi chiều dài chuẩn l

Ra được xác định theo công thức

 (3.6) ở đây: l - chiều dài chuẩn; h - tung độ của profin được đo từ đường thẳng chuẩn; n - số lượng tung độ của profin được đo

Sm - bước trung bình các nhấp nhô của profin:

S - bước trung bình nhấp nhô của profin theo đỉnh bằng giá trị trung bình của các bước nhấp nhô (theo đỉnh) trong phạm vi chiều dài chuẩn l:

Rmax - chiều cao lớn nhất các nhấp nhô của profin, là khoảng cách giữa hai đỉnh cao nhất và thấp nhất của độ nhám (xem hình 3.9)

Luận văn sử dụng chỉ tiêu Ra khi xác định độ nhám bề măt chi tiết gia công trong nghiên cứu

3.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công a Thông số hình học của công cụ cắt

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	2,9 MB