Xác định độ cứng vững động của máy phay đứng khi gia công vật liệu thép C45

- PHẠM VĂN GIANG PHẠM VĂN GIANG XÁC ĐỊNH ĐỘ CỮNG VỮNG ĐỘNG CỦA MÁY PHAY ĐỨNG KHI GIA CễNG VẬT LIỆU THẫP 45 CễNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYấN NGÀNH CễNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY KHOÁ Hà Nội – Năm 2010 2Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và những kết quả thực nghiệm đ−ợc nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn thực tế khách quan.
- Trần Đức Quý và GS.TS Trần Văn Địch đã tạo điều kiện, h−ớng dẫn và giúp đỡ rất tận tình trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận văn của mình.
- Tôi xin cảm ơn các thày cô trong khoa cơ khí tr−ờng ĐHBK Hà Nội cung cấp cho tôi những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian tôi đ−ợc học và quá trình thực hiện luận văn.
- Tác giả luận văn Phạm Văn Giang 4CÁC Kí HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Ký hiệu Nội dung Thứ nguyên P - Lực tác dụng kN y - L−ợng dịch chuyển mm Z - Số răng - D - Đ−ờng kính dao phay mm C - Hệ số - x, y, z, m - Số mũ - S - B−ớc tiến dao mm/vòngV - Vận tốc cắt m/phút r - Bán kính mũi dao mm hmin - Chiều dày phoi nhỏ nhất mm ϕ - Góc nghiêng chính của dao Độ (0) ϕ1 - Góc nghiêng phụ của dao Độ (0) γ - Góc tr−ớc của dao Độ (0) α - Góc sau của dao Độ (0) λ - Góc nâng của l−ỡi cắt chính Độ (0) ε - Góc mũi dao Độ (0) β - Góc sắc của dao Độ (0) Ψ - Góc tiếp xúc Độ (0) K - Hệ số - t - Chiều sâu cắt mm a - Chiều dày cắt mm B - Chiều rộng phay mm p - Lực cắt đơn vị N/mm2 F - Diện tích lát cắt mm2 5N - Công suất Kw ω - Độ mềm dẻo - ξ - Độ cứng vững của bề mặt tiếp xúc N/mm3 q - áp suất đơn vị N/mm2 Rz - Chiều cao nhấp nhô àm E - Mô đun đàn hồi của vật liệu - 6Danh mục các bảng biểu TT Bảng số Nội dung Trang 1 Bảng 2.1 Bảng thông số kỹ thuật máy phay 2 Bảng 4.1 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 2,5 mm.
- 3 Bảng 4.2 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 2,5 mm.
- 4 Bảng 4.3 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 2,0 mm.
- 5 Bảng 4.4 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 2,0 mm 6 Bảng 4.5 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 1,5 mm.
- 7 Bảng 4.6 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 1,5 mm 8 Bảng 4.7 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 1,0 mm.
- 9 Bảng 4.8 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 1,0 mm 10 Bảng 4.9 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 0,5 mm.
- 11 Bảng 4.10 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 0,5 mm 12 Bảng 4.11 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 1,5 mm.
- 13 Bảng 4.12 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 1,5 mm 14 Bảng 4.13 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 1,0 mm.
- 15 Bảng 4.14 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 1,0 mm 16 Bảng 4.15 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt cố định và ∆t = 0,5 mm.
- 17 Bảng 4.16 Quan hệ giữa lực cắt Po, chuyển vị y và độ cứng vững Jy khi ∆t = 0,5 mm 18 Bảng 4.17 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt 19 Bảng 4.18 Quan hệ giữa Rz và Po ứng với ∆t = 2,5 mm 720 Bảng 4.19 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt 21 Bảng 4.20 Quan hệ giữa Rz và Po ứng với ∆t = 2,0 mm 22 Bảng 4.21 Quan hệ lực P0 với các thông số cắt 23 Bảng 4.22 Quan hệ giữa Rz và Po ứng với ∆t = 2,5 mm Danh mục các hình vẽ và đồ thị TT Hình số Nội dung Trang1 Hình 4.1 Quan hệ giữa lực và biến dạng 2 Hình 4.2 Sơ đồ hình dạng phôi tr−ớc khi gia công 3 Hình 4.3 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 2,5 mm 4 Hình 4.4 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 2,0 mm 5 Hình 4.5 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 1,5 mm 6 Hình 4.6 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 1,0 mm 7 Hình 4.7 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 0,5 mm 8 Hình 4.8 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 1,5 mm 9 Hình 4.9 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 1,0 mm 10 Hình 4.10 Đồ thị quan hệ giữa Y và P0.
- 0,5 mm 11 Hình 4.11 Đồ thị quan hệ giữa Rz với P0 với ∆t = 2,5 mm 12 Hình 4.12 Đồ thị quan hệ giữa Rz với P0 với ∆t = 2,0 mm 13 Hình 4.13 Đồ thị quan hệ giữa Rz với P0 với ∆t = 1,5 mm 8Mục lục CÁC Kí HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN.
- 13 1.1 Khái niệm về quá trình cắt kim loại.
- Một số vấn đề về gia công phay.
- 14 1.2.1 Khái niệm chung về cấu tạo dao phay.
- Các loại dao phay.
- Dao phay mặt đầu – Các đặc tr−ng cơ bản khi gia công.
- 19 1.2.4 Lực cắt trong quá trình phay bằng dao phay mặt đầu.
- Hiện t−ợng mài mòn của dao phay mặt đầu khi cắt.
- 33 1.3 Những hiện t−ợng vật lý xảy ra trong quá trình phay.
- Hiện t−ợng rung động trong quá trình cắt.
- Hiện t−ợng cứng nguội trong quá trình gia công.
- 45 2.1 - Các loại máy phay.
- 45 2.2 Giới thiệu về máy phay đứng.
- 46 2.2.1 Máy phay đứng vạn năng.
- 46 2.2.2 Máy phay đứng điều khiển theo ch−ơng trình số.
- 47 2.3 Thông số kỹ thuật của một số loại máy phay.
- 49 2.4 Khả năng công nghệ của máy phay đứng.
- 50 2.4.1 Phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu.
- 51 2.4.3 Phay hốc, bậc, rãnh bằng dao phay ngón.
- 53 2.4.4 Phay rãnh then bằng dao phay ngón trên máy phay rãnh then tự động.
- Lý thuyết độ cứng vững.
- 55 3.2 ảnh h−ởng của biến dạng hệ thống công nghệ đến sai số gia công trong một số tr−ờng hợp.
- 60 3.2.2 ảnh h−ởng của biến dạng hệ thống công nghệ khi phay.
- 71 4.1 Mô hình xác định độ cứng vững bằng thực nghiệm.
- 71 4.1.1 Xác định độ cứng vững tĩnh.
- 71 4.1.2 Mô hình xác định độ cứng vững động.
- Nhữmg chỉ tiêu tạo ra các sản phẩm đó đ−ợc quyết định bởi độ chính xác gia công.
- Độ chính xác gia công là đặc tính chủ yếu của chi tiết máy.
- Trong thực tế không thể chế tạo chi tiết có độ chính xác tuyệt đối bởi vì khi gia công xuất hiện sai số.
- Có rất nhiều yếu tố ảnh h−ởng tới độ chính xác gia công nh−: Độ chính xác của thiết bị công nghệ, kiến thức công nghệ, vật liệu gia công, vật liệu làm dụng cụ cắt, các thông số cắt, công nghệ bôi trơn v.v… Tất cả các yếu tố trên đều phản ánh vào những đặc tr−ng trong quá trình gia công đó là: rung động, chuyển vị t−ơng đối giữa dao với chi tiết gia công và biến dạng mà đ−ợc nâng thành lý thuyết về độ cứng vững.
- Đã có khá nhiều lý thuyết về độ cứng vững của hệ thống công nghệ trong gia công cắt gọt kim loại, song việc kiểm nghiệm, cách thức tiến hành thực nghiệm và đ−a ra những số liệu cụ thể lại là một vấn đề thời sự nóng hổi và rất cần thiết.
- Trong các loại máy công cụ thì máy phay có vị trí rất cơ bản vì nó gia công những sản phẩm đặc tr−ng của ngành chế tạo máy, do đó em chọn đề tài của luận văn là “Xác định độ cứng vững động của máy phay đứng khi gia công vật liệu thép C45.
- Lý thuyết về độ cứng vững.
- Lịch sử nghiên cứu: Độ chính xác của chi tiết gia công là vấn đề đ−ợc rất nhiều nhà kỹ thuật nghiên cứu.
- Trong rất nhiều các đề tài khoa học, các nhà kỹ thuật đã đ−a ra các yếu tố ảnh h−ởng đến chất l−ợng của chi tiết gia công.
- Trong đó yếu tố độ cứng vững 11của hệ thống công nghệ nói chung và của máy gia công cắt gọt kim loại nói riêng có ảnh h−ởng rất lớn tới chất l−ợng của sản phẩm.
- (2003), Nghiên cứu độ chính xác gia công bằng thực nghiệm, Nhà Xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
- Thạc sỹ Luyện Duy Tuấn, 2006, Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ Nghiên cứu độ cứng vững của máy phay đứng.
- (2003), Tối −u hoá quá trình gia công cắt gọt, Nhà xuất bản Giáo dục.
- Mục đích nghiên cứu của luận văn: Xác định độ cứng vững động của máy phay đứng bằng thực nghiệm.
- Đối t−ợng nghiên cứu: Độ cứng vững động của máy phay đứng đ−ợc xác định thông qua thực nghiệm xác định chuyển vị của hệ thống công nghệ trong quá trình phay.
- Phạm vi nghiên cứu: Bằng ph−ơng pháp thực nghiệm đ−ợc tiến hành trên một số loại máy phay đứng nh−: UF -222 và F250x900 của nhà máy cơ khí Hải Phòng.
- Với ph−ơng pháp trên ta có thể thực hiện xác định độ cứng vững của một số máy gia công cắt gọt kim loại khác.
- Tóm tắt một số luận điểm cơ bản và đóng góp của tác giả Khi gia công chi tiết, ng−ời ta mong muốn vừa có năng suất cao, vừa đảm bảo độ chính xác.
- Độ cứng vững của hệ thống công nghệ là khả năng chống lại biến dạng của nó do ngoại lực gây ra.
- Độ cứng vững của hệ thống công nghệ đ−ợc biểu diễn định l−ợng bằng công thức sau: 12 dydPJy= (kN/mm) Trong đó: J - Độ cứng vững (kN/mm) Py - Lực tác dụng theo ph−ơng h−ớng kính của bề mặt gia công (kN hoặc kG) y - L−ợng dịch chuyển của mũi dao theo ph−ơng tác dụng của lực (mm) Với cơ sở lý thuyết trên ta có thể xác định độ cứng vững động của máy phay đứng bằng ph−ơng pháp thực nghiệm.
- Tuy nhiên, trên thị tr−ờng hiện nay đã có thiết bị đo của hãng SKF cho phép ta xác định l−ợng chuyển vị của hệ thống công nghệ thông qua thông số dao động của hệ thống.
- Ph−ơng pháp nghiên cứu Từ cơ sở lý luận về độ cứng vững của hệ thống công nghệ ta tiến hành thực nghiệm trên một số máy phay đứng bằng ph−ơng pháp nh− sau: Gá phôi thép C45 lên máy phay và cho gia công với các chiều sâu cắt khác nhau.
- Dùng máy đo chuyển vị chuyên dụng của SKF để xác định: máy đo chuyển vị của hãng SKF làm việc trên nguyên lý đo độ rung và từ các thông số độ rung máy suất ra cho ta thông số chuyển vị.
- Nh− vậy với các chiều sâu cắt khác nhau nghĩa là lực cắt khác nhau máy cho ta các thông số chuyển vị t−ơng ứng.
- Từ thông số của lực cắt và thông số chuyển vị t−ơng ứng ta có đ−ợc độ cứng vững động của máy phay đứng bằng công thức nêu trên.
- Cũng từ ph−ơng pháp này ta có thể xác định độ cứng vững của một số loại máy gia công cắt gọt kim loại khác.
- 13Hình 1-1Mô hình tác động trong quá trình tạo phoiCh−ơng 1 Tổng quan về nguyên công phay 1.1 Khái niệm về quá trình cắt kim loại.
- Đây là một quá trình rất phong phú và cần thiết cho việc gắn liền giữa nghiên cứu với thực tiễn cũng nh− cho việc trao đổi giữa các nhà khoa học của các n−ớc khác nhau.
- Việc nghiên cứu này đ−ợc áp dụng cho tất cả các ph−ơng pháp gia công cắt gọt bằng những dụng cụ cắt khác nhau, còn gọi là dụng cụ có l−ỡi.
- Quá trình tạo phoi liên quan trực tiếp đến lực cắt, nhiệt cắt, sự mòn dao, chất l−ợng bề mặt của chi tiết đ−ợc gia công … Quá trình tạo phoi đ−ợc phân tích kỹ trong vùng tác động nh− hình 1-1 bao gồm : 1-Vùng biến dạng thứ nhất: Là vùng vật liệu phôi nằm tr−ớc mũi dao, đ−ợc giới hạn giữa vùng vật liệu phoi và vùng vật liệu phôi.
- 4- Vùng tách: Quá trình cắt kim loại là quá trình hớt đi một lớp phoi trên bề mặt kim loại để có chi tiết đạt kích th−ớc, hình dạng và độ nhẵn bóng theo yêu cầu.
- 14Các dạng gia công cơ chủ yếu là: Tiện, bào, khoan, phay, mài,v.v..Tất cả các dạng gia công này đều đ−ợc thực hiện trên các máy cắt kim loại bằng các dụng cụ cắt khác nhau nh.
- Để thực hiện một quá trình cắt nào đó cần thiết phải có hai chuyển động là chuyển động chính và chuyển động chạy dao.
- Chuyển động chính trong quá trình tiện là chuyển động quay tròn cuả phôi, còn khi phay chuyển động chính là chuyển động quay của dao.
- Chuyển động chạy dao khi phay là chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang vật gia công theo ph−ơng dọc, ngang hoặc thẳng đứng.
- Trong quá trình cắt kim loại, các bề mặt mới đ−ợc hình thành do các lớp bề mặt biến dạng và đ−ợc hớt dần với sự tạo thành phoi.
- Từ đó phoi đ−ợc hình thành và thực hiện quá trình cắt gọt.
- Một số vấn đề về gia công phay: Là ph−ơng pháp gia công cắt gọt, trong đó dụng cụ cắt quay tròn tạo ra chuyển động cắt.
- Khác với tiện và khoan, các l−ỡi cắt của dao phay không tham gia liên tục nên phoi ngắn hơn, gián đoạn nên xuất hiện lực va đập.
- 15ở nguyên công phay có thể gia công đ−ợc nhiều bề mặt khác nhau bằng các ph−ơng pháp và ứng với các loại dao phay khác nhau (hìmh 1.2).
- Dao phay có cấu tạo bởi nhiều l−ỡi cắt nên lực cắt dao động và l−ỡi cắt chịu va đập gây ra rung động trong quá trình phay, vì thế máy phay phải có độ bền vững cao.
- Dao phay có nhiều loại khác nhau tuỳ theo công nghệ và theo công dụng nh−: Dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa, dao phay ngón, dao phay lăn răng, dao phay định hình v.v.
- Dao phay có thể chế tạo liền hoặc rời phần thân với phần cắt.Trong tr−ờng hợp này các mảnh dao còn gọi là các mảnh quay đ−ợc chế tạo theo tiêu chuẩn và Hình 1-2 Các bề mặt gia công và các loại dao trên máy phay a) Dao phay trụ b,c) Dao phay đĩa d,đ) Dao phay ngón e,g) Dao phay mặt đầu 16đ−ợc kẹp vào đầu dao nhờ cơ cấu kẹp chặt bằng vít.
- 1.2.1 Khái niệm chung về cấu tạo dao phay.
- Quá trình phay đ−ợc thực hiện bằng một loại dụng cụ cắt mà ta gọi là dao phay.
- Các răng của dao phay có thể xếp đặt trên bề mặt hình trụ và cũng có thể nằm ở mặt đầu.
- Mỗi một răng của dao phay là một l−ỡi dao tiện đơn giản (Hình 1.3).
- Thông th−ờng thì dao phay là dụng cụ cắt có nhiều răng, nh−ng đôi khi ng−ời ta sử dụng dao phay có một răng duy nhất.
- Phần cắt của dao phay đ−ợc chế tạo từ thép cácbon, thép gió, hợp kim cứng và vật liệu sứ.
- Mặt phẳng đầu, là mặt phẳng vuông góc với trục của dao phay.
- L−ỡi cắt chính là l−ỡi cắt thực hiện công việc chính trong quá trình gia công.
- ở dao phay hình trụ, l−ỡi cắt chính có thể là thẳng (theo đ−ờng sinh của hình trụ) nghiêng so với đ−ờng sinh hoặc có dạng đ−ờng xoắn ốc.
- Hình 1.3.So sánh dao tiện và răng dao phay Bề mặt, l−ỡi cắt và các yếu tố khác của răng dao phay có những tên gọi sau đây (t−ơng tự nh− các dao tiện.
- Mặt sau của răng 4, là bề mặt h−ớng vào mặt cắt trong quá trình gia công

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt