Nghiên cứu độ chính xác gia công trên máy phay CNC khi gia công vật liệu có độ dẻo cao

- NGUYỄN THỊ THANH HẢO NGHIÊN CỨU ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY CNC KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU CÓ ĐỘ DẺO CAO Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngành: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.
- Tổng quan về các nghiên cứu.
- Phương pháp gia công phay.
- Vật liệu gia công.
- Giới hạn nghiên cứu của đề tài.
- Độ chính xác gia công.
- Các nguyên nhân gây ra sai số gia công.
- Các phương pháp đạt độ chính xác gia công.
- Phương pháp cắt thử từng chi tiết riêng biệt.
- Phương pháp đạt độ chính xác gia công bằng điều khiển thích nghi.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác gia công.
- Biến dạng tiếp xúc và biến dạng chi tiết gia công.
- Ảnh hưởng do độ chính xác của máy công cụ.
- Ảnh hưởng của các sai số đồ gá.
- Ảnh hưởng của biến dạng nhiệt của chi tiết.
- Ảnh hưởng của các phương pháp gá đặt.
- Khả năng đạt độ chính xác của các phương pháp gia công cắt gọt.
- Mài và các phương pháp gia công sử dụng hạt mài.
- Các phương pháp gia công truyền thống có sử dụng máy CNC và dụng cụ cắt tiên tiến.
- Các phương pháp gia công tiên tiến: Công nghệ Na-nô.
- Thông số vật lý của bề mặt gia công.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám khi gia công.
- Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy.
- Ảnh hưởng của độ nhám đến khả năng làm việc của chi tiết máy.
- Ảnh hưởng đến tính chống mòn của chi tiết máy .
- Ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy .
- Ảnh hưởng tới tính chống ăn mòn hoá học của lớp bề mặt chi tiết máy .
- Những kết quả nghiên cứu đã đạt được trong việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt chi tiết gia công (Ra, Rz.
- Ảnh hưởng của vật liệu gia công .
- Ảnh hưởng do rung động của hệ thống công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công .
- Biện pháp cải thiện độ bóng bề mặt gia công chi tiết máy bằng dụng cụ cắt có lưỡi cắt định hình .
- Hướng nghiên cứu tiếp theo.
- Để làm được điều này thì việc nghiên cứu, ứng dụng các phương pháp gia công tiên tiến vào sản xuất là một việc cấp thiết.
- Chúng ta đang hòa nhập mạnh mẽ với nền kinh tế thế giới, do đó việc gia công đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và đảm bảo tính cạnh tranh trên thị trường là một đòi hỏi tất yếu đặt ra cho các nhà công nghệ.
- Việc chọn máy móc và chế độ gia công hợp lý là một trong những yếu tố quan trọng nhất để đảm bảo chất lượng và giá thành sản phẩm.
- Trong những năm trở lại đây ở Việt Nam có xu hướng sử dụng máy gia công CNC để nâng cao chất lượng và giảm giá thành sản phẩm.
- Đề tài “Nghiên cứu độ chính xác gia công trên máy phay CNC khi gia công vật liệu có độ dẻo cao” là một trong số những công việc trên.
- Đề tài nghiên cứu về sự ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt của chi tiết.
- Đây là vấn đề cơ bản nhất, bởi chất lượng bề mặt là yêu cầu vô cùng quan 4 trọng của chi tiết gia công.
- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài * Ý nghĩa khoa học: Đánh giá được ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công khi phay trong điều kiện cắt cụ thể.
- Gia công các chi tiết có biên dạng phức tạp được áp dụng nhiều trên các máy phay CNC.
- Nó giúp cho việc gia công các chi tiết có hình dáng hình học phức tạp trở nên đơn giản hơn, đạt độ chính xác cao hơn.
- Gia công trên máy tiện CNC ngày càng được sử dụng phổ biến.
- Tuy nhiên, trong quá trình gia công không thể tránh khỏi các sai số nhưng sai số phép đo, sai số do nhiệt cắt, lực cắt.
- Việc nghiên cứu chất lượng bề mặt chi tiết gia công nhằm giảm các sai số có thể nâng cao chất lượng bề mặt và giảm giá thành sản phẩm.
- Nghiên cứu độ chính xác gia công các chi tiết khi gia công trên máy phay CNC góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Đặc biệt với vật liệu có độ dẻo cao là một trong những loại vật liệu khó gia công.
- Do đó, cần nghiên cứu đưa ra được các thông số công nghệ hợp lý để đạt được chất lượng bề mặt cao nhất có thể và đưa ra được các nguyên nhân gây ra sai số gia công.
- Đối với quá trình gia công cơ khí một trong những yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất và từ đó có thể cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm chính thông số công nghệ (chế độ cắt) của quá trình gia công đó là: lượng chạy dao S, vận tốc cắt Vc và chiều sâu cắt t.
- Tìm hiểu sự phụ thuộc của năng suất và chất lượng gia công vào các thông số đó, đồng thời xác định mối quan hệ giữa chúng để từ đó có biện pháp công nghệ phù hợp trong từng điều kiện cụ thể đó là cơ sở để cải thiện các vấn đề trên.
- Trên thực tế khi gia công các vật liệu khác nhau không thể đồng nhất mà cần có các thông số công nghệ khác nhau nhằm đảm bảo hiệu quả sản xuất và thời gian sử dụng của các trang thiết bị công nghệ.
- Số lượng, chủng loại vật liệu sử dụng trong chế tạo máy lại rất đa dạng với những mục đích sử dụng khác nhau nên việc nghiên cứu sâu, rộng để đưa ra các chỉ tiêu cho từng loại vật liệu là rất khó khăn, vì vậy trong thực tế sản xuất đặc biệt sản xuất loạt lớn và hàng khối sẽ phải tiến hành đánh giá thông số công nghệ (đánh giá tính gia công) của loại vật liệu sẽ sử dụng nhằm lựa chọn và tối ưu hoá quá trình gia công.
- Có nhiều phương pháp để đánh giá tính gia công của vật liệu, nhưng để có kết quả tin cậy đều cần phải tiến hành khảo sát thông qua các thí nghiệm cụ thể sau đó xử lý kết quả thí nghiệm để tìm ra mối quan hệ phụ thuộc giữa các yếu tố.
- Bên cạnh gia công cắt gọt hiện nay gia công áp lực đang có những bước phát triển mạnh, sản phẩm được cải thiện nhiều cả về năng suất và chất lượng, tỷ trọng sản phẩm đang ngày một gia tăng đặc biệt trong các lĩnh vực ô tô, xe máy.
- Có thể 6 thấy rõ điều này qua những số liệu thống kê ở bảng sau: (Giáo trình Nghiên cứu tính gia công của vật liệu chế tạo máy và ứng dụng của nó PGS-TS Nguyễn Viết Tiếp) Bảng 1-1 Bảng thống kê sự thay đổi tỷ lệ (%)của các phương pháp gia công STT Phương pháp công nghệ Đúc Rèn dập Chất dẻo Hàn Gia công cơ Gia công nhiệt Lắp ráp Sửa bề mặt Công nghệ điện Công nghệ khác Tổng số Khác với gia công cơ, gia công áp lực là phương pháp gia công không phoi, ít hao tổn kim loại.
- Nguyên lý chung là dựa vào tính dẻo của kim loại dùng ngoại lực của thiết bị làm cho kim loại biến dạng theo hình dạng yêu cầu, kim loại vẫn giữ được tính nguyên vẹn không bị phá huỷ, sau khi gia công áp lực chất lượng kim loại được cải thiện nên những chi tiết kim loại quan trọng thường được chế tạo từ kim loại đã qua gia công áp lực.
- Các hình thức cơ bản của gia công áp lực bao gồm: cán, kéo, ép, rèn và dập.
- 7 Dập là một trong những phương pháp gia công áp lực được ứng dụng nhiều trong thực tế, có hai dạng gia công dập đó là: dập thể tích và dập tấm.
- Dụng cụ cắt sử dụng trong công nghệ dập gồm khuôn dập và chày dập, giống như gia công cơ vật liệu làm dụng cụ biến dạng cũng cần đảm bảo các yêu cầu về cơ tính, mà yêu cầu cơ bản là độ cứng cao và tính chống mài mòn cao.
- Tính chống mài mòn cao để đảm bảo cho dụng cụ làm việc lâu dài, gia công được khối lượng lớn sản phẩm mà không bị giảm hay mất cấp chính xác.
- Công nghệ rèn dập đang là phương pháp gia công có sự phát triển mạnh, ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn trong chế tạo cơ khí.
- Thiết kế, chế tạo khuôn dập tốn nhiều công sức và kinh phí với các nguyên công gia công phức tạp mà thực hiện trên các máy công cụ vạn năng truyền thống là rất khó, nên cần hạn chế bớt việc chế thử và đơn giản hoá quy trình gia công bằng cách sử dụng các loại máy điều khiển số, đặc biệt là sử dụng máy phay CNC cho việc gia công lòng khuôn.
- Ở các nước phát triển máy công cụ điều khiển theo chương trình số (NC và CNC) đã được sử dụng từ 20-30 năm trước và gần đầy đã phát triển thành các hệ thống, tổ hợp trung tâm gia công.
- Nguyễn Ngọc Ánh, Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy khi gia công trên máy phay CNC, Luận văn cao học, ĐHBKHN (2002.
- Nguyễn Đình Thân, Nghiên cứu độ mòn dao tiện khi gia công vật liệu cơ tính dẻo cao, Luận văn cao học, ĐHBKHN (2003.
- Lê Văn Toản, Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ khi mài phẳng tới độ nhám bề mặt trên một số vật liệu có tính dẻo cao, Luận văn cao học, ĐHBKHN (2005.
- Các nghiên cứu về phay từ trước đến nay, chủ yếu được áp dụng cho các loại vật liệu có độ cứng cao, vật liệu đã qua gia công nhiệt...mà chưa có sự quan tâm, nghiên cứu đúng mức về phay đối với các loại vật liệu mềm (có tính dẻo cao) như đồng, nhôm...mà trên thực tế cần phải gia công bẳng phay các loại vật liệu này.
- Do vậy, trong luận văn này, tôi trình bày một số “Nghiên cứu độ chính xác gia công trên máy phay CNC khi gia công vật liệu có độ dẻo cao”.
- Phương pháp gia công phay Phay là phương pháp gia công cắt gọt trong đó dụng cụ cắt quay tròn tạo ra chuyển động cắt.
- Ngoài ra người ta còn chế tạo các trung tâm gia công để thực hiện các công việc khác nhau như phay, khoan, khoét, doa...trong cùng một lần gá.
- Nâng cao năng suất • Độ chính xác cao • Hạ giá thành sản xuất 10 • Giảm giá thành điều hành gián tiếp • Đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường, gia công nhiều bề mặt phức tạp • Tận dụng thiết bị tối đa trong quá trình gia công + Nhược điểm • Chi phí đầu tư ban đầu cao • Chi phí lập trình và máy tính kèm theo • Chi phí bảo trì cao và cần phải có thợ bảo trì chuyên nghiệp.
- Vật liệu gia công Trong giới hạn đề tài nghiên cứu Latông (đồng thau).
- Giới hạn nghiên cứu của đề tài Độ chính xác của chi tiết máy bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố như tình trạng máy, dao, khả năng công nghệ, cơ tính vật liệu phôi và chế độ cắt...Tuy nhiên do sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các máy CNC đã phần nào giảm tính phức tạp đó.
- 11 Trong phần “Nghiên cứu độ chính xác gia công trên máy phay CNC khi gia công vật liệu có độ dẻo cao.
- ở đây độ chính xác gia công là một thông số mang tính tổng hợp.
- Tuy nhiên hai yếu tố rất quan trọng trong độ chính xác gia công là độ chính xác về kích thước và độ nhám bề mặt thì lại có quan hệ mật thiết với nhau, trong đó độ nhám bề mặt Ra bằng khoảng 5 ÷ 20% dung sai kích thước.
- Bề mặt có độ nhám bề mặt nhỏ thì độ chính xác về kích thước hình học mới cao và ngược lại.
- Do vậy, phạm vi luận văn này chỉ giới hạn ở việc nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ: tốc độ cắt V (m/phút), tốc độ chạy dao S (mm/răng) tới độ nhám bề mặt chi tiết máy (Ra) khi gia công trên máy phay CNC được thực hiện với vật liệu có độ dẻo cao bằng phương pháp thực nghiệm.
- Một trong số những nghiên cứu quan trọng đó chính là xem xét sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ khi gia công vật liệu có độ dẻo cao đến chất lượng bề mặt chi tiết.
- Với kết quả của nghiên cứu này sẽ là cơ sở cho quá trình tối ưu hóa các thông số công nghệ khi gia công vật liệu có độ dẻo cao trên máy phay CNC.
- Độ chính xác gia công Nghiên cứu về độ chính xác gia công Khái niệm về độ chính xác gia công: Các chi tiết máy khi được thiết kế đều phải có các yêu cầu kỹ thuật nhất định để đảm bảo tính năng làm việc của chúng.
- Đó có thể là độ chính xác về kích thước, chất lượng bề mặt hay vị trí liên quan.
- Thực tế là giữa các chi tiết được gia công với các chi tiết lý tưởng trên bản vẽ có những sai lệch khác nhau và các sai số đó được gọi là sai số gia công.
- Do vậy, độ chính xác gia công được định nghĩa như sau: “Độ chính xác gia công của chi tiết máy là mức độ giống nhau về kích thước, hình dáng và vị trí tương quan giữa các chi tiết gia công trên máy và các chi tiết lý tưởng trên bản vẽ thiết kế” Độ chính xác của chi tiết được đánh giá theo các yếu tố sau đây: a.
- Độ chính xác về kích thước Đó là độ chính xác về kích thước thẳng hoặc kích thước góc.
- Độ chính xác kích thước được đánh giá bằng sai số của kích thước thực so với kích thước lý tưởng được ghi trên bản vẽ.
- Độ chính xác hình dáng hình học Đó là mức độ phù hợp giữa hình dáng hình học và hình dáng lý tưởng của chi tiết.
- Ví dụ, khi gia công chi tiết hình trụ, độ chính xác hình dáng hình học được đánh giá qua độ côn, ôvan, độ đa cạnh, độ phình tang trống...còn khi gia công mặt phẳng, độ chính xác hình dáng hình học được đánh giá qua độ phẳng của nó so với độ phẳng lý tưởng.
- Độ chính xác vị trí tương quan thường được ghi thành một điều kiện kỹ thuật trên bản vẽ thiết kế.
- Nói chung, độ chính xác gia công là chỉ tiêu khó đạt nhất và gây tốn kém nhất kể cả trong quá trình xác lập cũng như trong quá trình chế tạo.
- Độ chính xác gia công là một yếu tố rất quan trọng trong gia công cơ khí, nó phản ánh trình độ gia công của một nền sản xuất cơ khí.
- Tuy nhiên, việc nâng cao độ chính xác gia công là một việc rất cần thiết vì điều đó sẽ làm nâng cao chất lượng sử dụng của chi tiết máy, làm giảm thời gian lắp ráp sản phẩm..Tuy nhiên, cũng cần phải hiểu rằng, việc nâng cao độ chính xác gia công cũng đồng nghĩa với việc giá thành chi tiết sẽ bị nâng cao như được chỉ ra trong hình 2.1.
- Độ chính xác gia công trong điều kiện sản xuất phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do đó người ta thường gia công chi tiết với “ độ chính xác kinh tế” chứ không phải “ độ chính xác có thể đạt tới” Gi¸ thµnh Hình 2.1.
- Mối quan hệ giữa độ chính xác gia công và giá thành sản phẩm Dung sai chÕ t¹o 15 Độ chính xác có thể đạt tới là độ chính xác có thể đạt được trong những điều kiện đặc biệt không tính đến giá thành gia công ( máy chính xác, đồ gá tốt, công nhân có tay nghề cao.
- Các nguyên nhân gây ra sai số gia công Khi gia công một loạt chi tiết trong cùng một điều kiện xác định mặc dù những nguyên nhân gây ra từng sai số của mỗi chi tiết là giống nhau nhưng sai số tổng cộng trên từng chi tiết lại khác nhau.
- Các nguyên nhân gây ra sai số hệ thống cố định + Sai số lý thuyết của phương pháp cắt + Sai số chế tạo của máy, dao, đồ gá + Biến dạng nhiệt của chi tiết gia công.
- Các nguyên nhân gây ra sai số hệ thống thay đổi (theo thời gian gia công.
- Dụng cụ bị hao mòn theo thời gian gia công + Biến dạng nhiệt của máy, dao và đồ gá c.
- Lượng dư gia công không đồng đều.
- Gá dao nhiều lần + Mài dao nhiều lần + Thay đổi nhiều máy để gia công một loạt chi tiết

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