Đồ án Khảo sát ảnh hƣởng của cơ cấu giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Khảo sát ảnh hƣởng của cơ cấu giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA CƠ CẤU GIẢM CHẤN ĐẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ GVHD : TS. PHẠM SƠN MINH SVTH : PHAN THÀNH ĐẠT MSSV : 13144025 SVTH : NGUYỄN MINH TRIỀU MSSV : 13144139 Khoá : 2013-2017 S K L 0 0 4 8 7 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017
2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA CƠ CẤU GIẢM CHẤN ĐẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ GVHD: TS. PHẠM SƠN MINH SVTH : PHAN THÀNH ĐẠT MSSV :13144025 SVTH : NGUYỄN MINH TRIỀU MSSV :13144139 Khoá : 2013-2017 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Phạm Sơn Minh Sinh viên thực hiện: Phan Thành Đạt MSSV: 13144025 Nguyễn Minh Triều MSSV: 13144129 1. Tên đề tài: Khảo sát ảnh hƣởng của cơ cấu giảm chấn đến độ rung của cán dao tiện. 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Cán dao tiện trong tiêu chuẩn Ø16, Ø20. 3. Nội dung chính của đồ án: Nghiên cứu cơ cấu giảm chấn của cán dao tiện. Thiết kế các cơ cấu giảm chấn cho cán dao tiện. Chọn cơ cấu giảm chấn tối ƣu nhất để gia công. Gia công cán dao có cơ cấu giảm chấn. Thí nghiệm. So sánh và đánh giá kết quả. 4. Các sản phẩm dự kiến Cán dao có hệ thống giảm chấn. 5. Ngày giao đồ án: 6. Ngày nộp đồ án: 7. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt  TRƢỞNG KHOA TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i
4. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Phan Thành Đạt MSSV: 13144025 Hội đồng: CKM-10 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Triều MSSV: 13144139 Hội đồng: CKM-10 Tên đề tài: Khảo sát ảnh hƣởng của cơ cấu giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật cơ khí Họ và tên GV hƣớng dẫn: T.S Phạm Sơn Minh Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy) 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 2.3.Kết quả đạt được: ii
5. 2.4. Những tồn tại (nếu có): 3. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa đƣợc 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, 5 khoa hoc̣ xã hôị Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy 15 trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 4. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên hƣớng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iii
6. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Phan Thành Đạt MSSV: 13144025 Hội đồng: CKM-10 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Triều MSSV: 13144139 Hội đồng: CKM-10 Tên đề tài: Khảo sát ảnh hƣởng của cơ cấu giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật cơ khí Họ và tên GV phản biện: PGS. TS Lê Hiếu Giang Ý KIẾN NHẬN XÉT 1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2. Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 3.Kết quả đạt được: 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN: iv
7. 5. Câu hỏi: 6. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa đƣợc 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5 học xã hội Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 7. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) v
8. LỜI CẢM ƠN Đã 4 tháng trôi qua kể từ ngày chúng tôi nhận đồ án, đến hôm nay ngày đồ án kết thúc, chúng tôi luôn nhận đƣợc hỗ trợ nhiệt tình từ các thầy(cô), các công ty, bạn bè. Những ngƣời đã luôn bên cạnh và sẵn sàng giúp chúng tôi lúc khó khăn. Chúng tôi sẽ không bao giờ quên những kí ức đầy màu sắc đó. Với lòng biết ơn sâu sắc, lời cám ơn đầu tiên chúng tôi xin đƣợc gởi đến TS. Phạm Sơn Minh là GVHD, cảm ơn thầy vì sự chỉ dẫn tận tình, những lời khuyên sáng suốt và theo dõi tiến độ, hỗ trợ những giải pháp về thắc mắc để đồ án có thể hoàn thành tốt nhất và đúng hẹn. Lời cám ơn tiếp theo, nhóm chúng em xin đƣợc gởi đến các đơn vị: Công Ty TNHH TMDV Lập Đông”, Công Ty TNHH MTV Hoàng Gia, Trƣờng Cao Đẳng Nghề Đông Sài Gòn. Xin chân thành cảm ơn mọi ngƣời đã giúp đỡ, hỗ trợ trang thiết bị, vật tƣ sao cho thuận tiện nhất để đồ án có thể hoàn thành tốt đẹp. Nhóm chúng em xin cảm ơn thầy PGS. TS Lê Hiếu Giang là GVPB về sự quan tâm và góp ý chân thành, tận tình để nhóm chúng em nhìn rõ vấn đề và hoàn thành đồ án tốt nhất. Nhóm chúng em xin cảm ơn những thầy(cô) Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, cảm ơn thầy ThS. Trần Minh Thế Uyên, thầy ThS. Đặng Minh Phụng, thầy Ths. Nguyễn Văn Sơn vì những sự hỗ trợ nhiệt tình giúp nhóm chúng tôi hoàn thành đồ án đúng tiến độ. Một lần nữa xin cảm ơn quý thầy rất nhiều. Lời cảm ơn cuối cùng cũng là lời cám ơn đặc biệt nhất, chúng tôi xin dành cho cha, mẹ những ngƣời đã ngày đêm lo lắng cho chúng suốt tôi suốt 22 năm ròng. Để hôm nay và mai sau chúng tôi có thể tự tin bƣớc vào đời. NGUYỄN MINH TRIỀU PHAN THÀNH ĐẠT vi
9. TÓM TẮT ĐỒ ÁN Gia công cơ khí luôn gắn liền với những rung động của hệ thống Máy-Dao-Đồ Gá. Rung động đó là nguyên nhân chính gây hại cho sức khỏe con ngƣời và đặc biệt là đối với chất lƣợng bề mặt gia công. Chất lƣợng bề mặt gia công không chỉ ảnh hƣởng bởi chế độ cắt mà còn ảnh hƣởng bởi những rung động của cán dao trong quá trình gia công. Xuất phát từ những nguyên nhân thực tế và có tính cấp thiết trên, nhóm chúng em đã đi sâu hơn để tìm hiểu và thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA CƠ CẤU GIẢM CHẤN ĐẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ” để làm đồ án tốt nghiệp. NGUYỄN MINH TRIỀU PHAN THÀNH ĐẠT vii
10. MụC LụC TRANG PHỤ BÌA TRANG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i Nhận xét giảng viên hƣớng dẫn ii Nhận xét giảng viên phản biện iv LỜI CẢM ƠN vi TÓM TẮT ĐỒ ÁN vii MụC LụC viii DANH SÁCH CÁC BảNG BIểU xi DANH SÁCH CÁCH HÌNH ảNH, BIểU Đồ xii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1 1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1 1.2.2 Tính thực tiễn của đề tài 1 1.3 Tổng quan về lịch sử nghiên cứu của đề tài 2 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 3 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI 4 2.1. Hệ thống công nghệ sử dụng trong gia công cắt gọt 4 2.2. Các phƣơng pháp cắt gọt cơ bản. 5 2.3. Bề mặt đƣợc hình thành trên chi tiết đƣợc gia công. 5 2.4. Các chuyển động cắt gọt 6 2.4.1. Chuyển động chính và tốc độ cắt v 6 2.4.2. Các chuyển động phụ 7 2.5. Lớp cắt và tiết diện cắt. 8 CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TIỆN 11 3.1. Khả năng công nghệ. 11 3.2. Phân loại dao tiện 13 CHƢƠNG 4: NHÁM BỀ MẶT 16 4.1 Khái niệm 16 4.2 Ảnh hƣởng của nhám bề mặt đến chất lƣợng làm việc của chi tiết 16 4.3 Các chỉ tiêu đánh giá 17 viii
11. 4.3.1 Sai lệch trung bình số học của prôphin Ra 17 4.4 Ký hiệu nhám bề mặt 20 4.5 Chọn trị số nhám bề mặt 24 CHƢƠNG 5: RUNG ĐỘNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM RUNG 26 5.1 Rung động trong quá trình gia công 26 5.1.1 Khái niệm 26 5.1.2. Ảnh hƣởng của rung động và tiếng ồn đến sức khỏe con ngƣời 26 5.1.3. Phân tích nguyên nhân gây ra rung động 27 5.2. Biện pháp khắc phục rung động 28 5.2.1. Lựa chọn cán dao thích hợp 31 5.2.2. Giảm các lực cắt và rung động cơ bản 33 5.2.3. Lựa chọn insert 34 CHƢƠNG 6: CẤU TẠO CÁN DAO GIẢM CHẤN 35 6.1. Giới thiệu 35 Cấu tạo của một loại dao tiện Silent Tools 35 6.2. Cách đo kết quả thí nghiệm 35 6.3 Các phƣơng án thiết kế đƣợc đề xuất 39 6.3.1 Phƣơng án thiết kế 1 39 6.3.2 Phƣơng án thiết kế 2 39 6.3.3 Phƣơng án thiết kế 3 40 6.3.4 Phƣơng án thiết kế 4 41 6.3.5 Phƣơng án thiết kế 5 41 6.4 Lựa chọn các phƣơng án để thực hiện đề tài 42 6.4.1 Phƣơng án 1: lò xo nén liên tục trong quá trình gia công 42 6.4.2 Phƣơng án 2: Lò xo nén từng đoạn ΔL 56 6.5 Lựa chọn vật liệu thí nghiệm 63 6.5.1 Chuẩn bị phôi để thí nghiệm 63 CHƢƠNG 7: TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 67 7.1 Tiến hành thí nghiệm 67 7.2 Kết quả thí nghiệm 71 7.3 Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm 93 CHƢƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 97 8.1 Kết luận 97 8.2. Hƣớng phát triển 97 ix
12. TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHỤ LỤC 100 x
13. DANH SÁCH CÁC BảNG BIểU Bảng 4. 1: Thông số nhám bề mặt 19 Bảng 4. 2: Các giá trị tiêu chuẩn của Ra và Rz 19 Bảng 4. 3: Chọn trị số nhám bề mặt theo cấp chính xác kích thƣớc 25 Bảng 6.1: Nối Arduino với Driver TB6560. 49 Bảng 6.2: Nối Arduino với nút bấm. 50 Bảng 6.3: Nối Driver TB6560 với động cơ bƣớc 50 Bảng 6.4: Kế hoạch các thí nghiệm cần thực hiện: Máy tiện sử dụng MAZAK 860 54 Bảng 6.5: Thông số độ nhớt: dầu thủy lực, dầu xe máy, nƣớc. 61 Bảng 6.6: Thống kê kết quả đo Ra trƣờng hợp 1. 61 Bảng 6.7: Thống kê kết quả đo Rz trƣờng hợp 1. 62 Bảng 6.8: Thống kê kết quả đo Ra trƣờng hợp 2 62 Bảng 6.9: Thống kê kết quả đo Rz trƣờng hợp 2 63 Bảng 6.10: Thành phần hóa học thép C45 63 Bảng 7.1: Kết quả trƣờng hợp 1 71 Bảng 7.2: Kết quả Ra trƣờng hợp 2 71 Bảng 7.3: Kết quả Rz trƣờng hợp 2 73 Bảng 7.4: Kết quả Ra trƣờng hợp 3 75 Bảng 7.5: Kết quả Rz trƣờng hợp 3 76 Bảng 7.6: Kết quả Ra trƣờng hợp 4 78 Bảng 7.7: Kết quả Rz trƣờng hợp 4 80 Bảng 7.8: Kết quả Ra trƣờng hợp 5 82 Bảng 7.9: Kết quả Rz trƣờng hợp 5 83 Bảng 7.10: Kết quả Ra trƣờng hợp 6 85 Bảng 7.11: Kết quả Rz trƣờng hợp 6 86 Bảng 7.12: Kết quả Ra trƣờng hợp 7 88 Bảng 7.13: Kết quả Rz trƣờng hợp 7 89 Bảng 7.14: Kết quả Ra trƣờng hợp 8 90 Bảng 7.15: Kết quả Rz trƣờng hợp 8 90 Bảng 7.16: Kết quả Ra trƣờng hợp 9 91 Bảng 7.17: Kết quả Rz trƣờng hợp 9 92 Bảng 7.18: Thống kê lại các giá trị Ra trƣờng hợp 2, 3, 4, 5 93 Bảng 7.19: Thống kê các kết quả tốt nhất của các lần thí nghiệm 95 xi
14. DANH SÁCH CÁCH HÌNH ảNH, BIểU Đồ Hình 2.1: Các bề mặt chi tiết gia công 5 Hình 2.2: Các loại tiết diện lớp cắt khi tiện 9 Hình 3.1: Các chuyển động trong quá trình tiện 11 Hình 3.2: Tiện mặt côn bằng cách đánh lệch ụ động 12 Hình 3.3: Một số sơ đồ cắt khi tiện 13 Hình 3.4: Vị trí lƣỡi cắt chính 14 Hình 3.5: Kết cấu đầu dao tiện 14 Hình 3.6: Cách gắn phần cắt với thân dao 15 Hình 4.1: Các loại nhấp nhô trên bề mặt chi tiết 16 Hình 4.2: Prôphin bề mặt 18 Hình 4.3: Vị trí số chú thích nhám bề mặt 20 Hình 4.4: Cách ghi ký hiệu nhám bề mặt 22 Hình 4.5: Ký hiệu nhám khi tất cả bề mặt có cùng độ nhám 23 Hình 4.6: Ký hiệu nhám khi có một số bề mặt cùng độ nhám 23 Hình 4.7: Ký hiệu nhám cho bề mặt có hai mức độ nhám khác nhau 24 Hình 4.8: Ký hiệu nhám của mặt răng, then hoa 24 Hình 4.9: Ký hiệu nhám bề mặt làm việc của ren 24 Hình 5.1: Quá trình tiện lỗ trong 30 Hình 5.2: Ảnh hƣởng của insert đến rung động 30 Hình 5.3: Chọn công cụ phù hợp cho từng ứng dụng khác nhau 31 Hình 5.4: Cán dao thanh thép rắn 32 Hình 5.5: Cán dao Carbide gia cƣờng 32 Hình 5.6: Cán dao carbide có giảm chấn 33 Hình 6.1: Cấu tạo cán dao Silent Tools 35 Hình 6.2: Biểu đồ dao động của cán dao và dao động riêng của bộ phận giảm chấn 36 Hình 6.3: Máy đo độ nhám bề mặt Mitutoyo SJ-210 35 Hình 6.4: Màn hình hiển thị các mục cài đặt 35 Hình 6.5: Thiết lập các điều kiện đo 36 Hình 6.6: Thiết lập các thông số đo 36 Hình 6.7: Màn hình hiện thị kết quả đo 37 Hình 6.8: Màn hình hiển thị kết quả Ra 37 Hình 6.9: Màn hình hiển thị đồ thị đo 38 Hình 6.10: Ghi chép kết quả và gá phôi mới lên để đo 38 Hình 6.11: Phác thảo thiết kế 1 của cán dao giảm chấn. 39 Hình 6.12: Phác thảo thiết kế 2 của cán dao giảm chấn 40 Hình 6.13: Phác thảo phƣơng án thiết kế 3 của cán dao giảm chấn 40 Hình 6.14: Phác thảo thiết kế 4 của cán dao giảm chấn. 41 Hình 6.15: Phác thảo thiết kế 5 của cán dao giảm chấn. 42 Hình 6.16: Thiết kế hoàn thiện hệ thống giảm chấn và đồ gá động cơ 43 Hình 6.17: Thiết kế hoàn thiện cán dao giảm chấn và đồ gá động cơ 43 Hình 6.18: Cán dao tiện lỗ 16 44 xii
15. Hình 6.19: Lò xo dùng cho thí nghiệm 44 Hình 6.20: Khoan lỗ cho các tấm gá động cơ 45 Hình 6.21: Các tấm gá động cơ sau khi gia công hoàn thiện 45 Hình 6.22: Lắp ráp các chi tiết lại với nhau cho hoàn thiện 47 Hình 6.23: Lắp ráp cán dao và đồng cơ lên máy tiện để chuẩn bị thí nghiệm 47 Hình 6.24: Động cơ bƣớc 48 Hình 6.25: Mạch Arduino UNO 48 Hình 6.26: Driver TB6560 49 Hình 6.27: Nối mạch Arduino với Driver TB6560 50 Hình 6.28: Kết nối Driver TB6560 với động cơ bƣớc 51 Hình 6.29: Lập trình cho Arduino trên phần mềm. 51 Hình 6.30: Nguồn cấp cho Arduino và Driver 52 Hình 6.31: Lắp ráp các thành phần hoàn chỉnh với nhau 53 Hình 6.32: Chế độ cắt của insert Mitsubishi 53 Hình 6.33: Kích thƣớc phôi dùng để gia công làm thí nghiệm. 54 Hình 6.34: Máy tiện MAZAK 860 55 Hình 6.35: Động cơ đang nén lò xo thông qua bộ truyền động 56 Hình 6.36: Mẫu sau khi gia công 56 Hình 6.37: Thiết kế phƣơng án 2 57 Hình 6.38: Vị trí, độ dài lò xo L1 và L2 trong thiết kế. 57 Hình 6.39: Thiết kế kích thƣớc lỗ cán dao. 57 Hình 6.40: Cán dao sau khi khoan lỗ 58 Hình 6.41: Chế độ cắt của insert Kyocera 58 Hình 6.42: Taro ren cho ống dầu 59 Hình 6.43: Ống dầu chứa đƣợc làm kín bằng 2 đầu lục giác chìm 59 Hình 6.44: Lò xo dùng cho thí nghiệm với cán dao 20 mm 60 Hình 6.45: Loại bi (quả nặng) đặt trong ống dầu 60 Hình 6.46: Các bộ phận chính của cán dao giảm chấn sau khi gia công 61 Hình 6.47: Kích thƣớc phôi dùng để thí nghiệm 64 Hình 6.48: Cƣa phôi 64 Hình 6.49: Thí nghiệm gia công mẫu với cán dao thƣờng 65 Hình 6.50: Thí nghiệm gia công mẫu với cán dao giảm chấn 65 Hình 6.51: Mẫu thí nghiệm 66 Hình 7.1: Cán dao tiện thông thƣờng 67 Hình 7.2: Cán dao tiện có hệ thống giảm chấn 67 Hình 7.3:Cán dao không có hệ thống giảm chấn 67 Hình 7.4: Cán dao giảm chấn với l1 = 7 68 Hình 7.5: Cán dao giảm chấn với l1 = 14 68 Hình 7.6:Cán dao giảm chấn với l1 = 21 68 Hình 7.7: Cán dao giảm chấn với l1 = 28 68 Hình 7.8: Cán dao giảm chấn với l1 = 35 68 Hình 7.9: Cán dao giảm chấn với số bi = 1 69 Hình 7.10: Cán dao giảm chấn với số bi = 2 69 Hình 7.11: Cán dao giảm chấn với số bi = 3 69 Hình 7.12: Cán dao giảm chấn với số bi = 4 69 Hình 7.13: Cán dao giảm chấn với số bi = 5 69 xiii
16. Hình 7.14: Cán dao giảm chấn với số bi = 1 69 Hình 7.15: Cán dao giảm chấn với số bi = 2 70 Hình 7.16: Cán dao giảm chấn với số bi = 3 70 Hình 7.17: Cán dao giảm chấn với số bi = 4 70 Hình 7.18: Cán dao giảm chấn với số bi = 5 70 Hình 7.19: Cán dao giảm chấn với số bi = 1 70 Hình 7.20: Cán dao giảm chấn với số bi =2 70 Hình 7.21: Cán dao giảm chấn với số bi = 3 71 Hình 7.22: Cán dao giảm chấn với số bi = 4 71 Hình 7.23: Cán dao giảm chấn với số bi = 5 71 Hình 7.24: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 2 75 Hình 7.25: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 3 78 Hình 7.26: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 4 81 Hình 7.27: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 5 85 Hình 7.28: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 6 88 Hình 7.29: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 7 90 Hình 7.30: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 8 91 Hình 7.31: Biểu đồ thể hiện Ra và Rz trƣờng hợp 9 93 Hình 7.32: Biểu đồ tổng hợp Ra 95 Hình 7.33: Biểu đồ thể hiện các kết quả Ra và Rz tốt nhất của các thí nghiệm 96 xiv
17. CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, trƣớc sự phát triển không ngừng nghỉ của các ngành khoa học kỹ thuật, đòi hỏi những sản phẩm có độ chính xác cao trong nhiều lĩnh vực nhƣ: hàng hải, giao thông vận tải, hàng không vũ trụ, Ngành gia công cơ khí bắt buộc phải có những đòi hỏi ngày càng khắc khe hơn. Do đó, quá trình gia công cơ khí chính xác đang đối mặt với những thách thức cực lớn bởi những chi tiết cần chế tạo có độ chính xác rất cao và chất lƣợng bề mặt tốt. Sản phẩm gia công cơ khí có đạt yêu cầu hay không do rất nhiều nguyên nhân gây ra nhƣ: Hệ thống Máy-Dao-Đồ Gá, vật liệu gia công, dụng cụ cắt gọt, và một nguyên nhân quan trọng khác đó chính là rung động. Đây chính là nguyên nhân trực tiếp và chủ yếu gây ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt gia công, đồng thời nó cũng tạo ra tiếng ồn gây ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe của ngƣời lao động. Nhận thấy việc khắc phục những rung động trong quá trình gia công là thật sự cần thiết. Nhóm chung em đã đi sâu và nghiên cứu và thực hiện đề tài “KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA CƠ CẤU GIẢM CHẤN ĐẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ”. Nhằm mục tiêu hƣớng đến ngành cơ khí chính xác để phục vụ sự phát triển của ngành công nghiệp nƣớc nhà và sức khỏe cho ngƣời lao động. 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.2.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài cho thấy vai trò quan trọng của mình với những ý nghĩa sau: + Đề xuất một hƣớng nghiêng cứu mới giúp tăng độ chính xác gia công cho cán dao tiện sẵn có. + Tạo nền tảng và định hƣớng phát triển cho đề tài trong tƣơng lai. + Ổn định lại kiến thức gia công về tiện cho ngƣời bắt đầu. + Thay đổi quan điểm thông thƣờng về cách khắc phục rung động khi gia công tiện. 1.2.2 Tính thực tiễn của đề tài Ngành cơ khí nói chung, đặc biệt là lĩnh vực gia công cơ khí có có vị trí rất quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc. Nó là cơ sở, động lực cho các ngành công nghiệp khác phát triển. Vì nó cung cấp toàn bộ những trang thiết bị cho các ngành nhƣ: Chế biến nông sản, giao thông vận tải và cho cả quốc phòng 1
18. Tầm quan trọng của nó là vậy, nhƣng thực tế ngành cơ khí nƣớc nhà nói chung và gia công cơ khí nói riêng vẫn còn chƣa đủ khả năng đáp ứng yêu cầu trong các lĩnh vực cần những chi tiết, sản phẩm có độ chính xác cao, chúng ta vẫn phải nhập khẩu từ nƣớc ngoài nhƣ: Đức, Nhật, Trung Quốc, với giá không hề nhỏ. Nguyên nhân là do máy móc lỗi thời, đầu tƣ của các doanh nghiệp và Nhà Nƣớc không đủ mạnh, công nghệ gia công lạc hậu. Vì thế,ngành gia công cơ khí chỉ đáp ứng đƣợc một phần nhu cầu của thị trƣờng trong nƣớc. Tình trạng chung này đã kéo dài hàng chục năm nay vẫn chƣa thể nào khắc phục do việc thiếu vốn đầu tƣ hay vốn đầu tƣ còn manh mún không tập trung, sự hỗ trợ của các Ngân Hàng và Nhà Nƣớc không đáp ứng đƣợc yêu cầu của doanh nghiệp. Thiết bị chế tạo đã cũ kĩ, theo tìm hiểu của chúng em thì phần lớn các doanh nghiệp chế tạo, gia công cơ khí tại Việt Nam đề mua lại máy móc đã qua sử dụng-lỗi thời để phục vụ sản xuất vì giá máy móc thiết bị mới quá cao, nên các doanh nghiệp nhỏ, các doanh nghiệp mới bắt đầu, hay các doanh nghiệp vừa sẽ không có vốn đầu tƣ. Vì thế, tình trạng này cứ mãi kéo dài mà không có điểm dừng. Bên cạnh đó, nếu giả sử chúng ta đã có máy móc thiết bị công nghệ cao ngang với Nhật, Châu Âu mà thiếu nguồn nhân lực, thiếu kiến thức về công nghệ mới này thì cũng không thể nào tạo ra đƣợc các sản phẩm đạt chất lƣợng và yêu cầu kỹ thuật cao đƣợc. Nắm bắt đƣợc tình hình hiện tại, nhóm chúng em đã quyết định nghiên cứu và thực hiện đề tài“KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CƠ CẤU GIẢM CHẤN ĐẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT TIỆN LỖ” nhằm cải thiện chất lƣợng bề mặt và độ chính xác gia công với những trang thiết bị hiện có của doanh nghiệp, đặc biệt là đơn vị đã hỗ trợ chúng em làm đồ án “Công Ty TNHH TMDV Lập Đông”. Vì thực tế không có kết quả nào là tốt nhất, nên chúng em mong đề tài này sẽ đƣợc tiếp tục đầu tƣ để có thể có đƣợc những kết quả tốt hơn nữa. 1.3 Tổng quan về lịch sử nghiên cứu của đề tài Có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề ảnh hƣởng của yếu tố công nghệ đến chất lƣợng chi tiết gia công. Cụ thể ở đây là ảnh hƣởng của dao đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ: Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công trên máy phay CNC” của Trƣơng Thị Ngọc Nhƣ – Đại Học Đà Nẵng. Đề tài: “Xây dựng mô hình toán học xác định chế độ cắt tối ƣu khi phay thép hợp kim trên máy phay CNC” của Nguyễn Ngọc Kiên và Trần Văn Địch. 2
19. Ngoài ra, còn nhiều đề tài khác nữa cũng nghiên cứu về ảnh hƣởng của dao, chế độ cắt đến độ bóng bề mặt chi tiết gia công. Đi đầu trong lĩnh vực này là các hãng sản xuất dụng cụ cắt lớn trên thế giới nhƣ: Mitsubishi, Kyocera, Sandvik. Những kết quả gia đạt đƣợc của họ đã đƣợc ứng dụng vào thực tế. Ví dụ: Sandvik đã sản xuất đƣợc cán dao Silent Tool và tung ra thị trƣờng. Tuy nhiên vẫn chƣa có công trình nghiên cứu nào đƣợc công bố cả trong và ngoài nƣớc. Đó cũng là lí do chúng tôi thực hiện đề tài: “Khảo sát ảnh hƣởng của cơ cấu giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ”. 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Với đề tài: “Khảo sát ảnh hƣởng của cơ cấu giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ”. Do những điều kiện khách quan cũng nhƣ chủ quan nên đề tài nghiên cứu trong những phạm vi giới hạn sau: + Nghiên cứu dụng cụ cắt, thông số cắt trong gia công thực tế. + Rung động trong quá trình gia công và tác hại của nó đến chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công và sức khỏe con ngƣời. + Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt chi tiết đƣợc gia công tiện lỗ. + Tìm hiểu những cán dao giảm chấn đã đƣợc chế tạo trên thực tế và trong những điều kiện cho phép chúng tôi sẽ nghiên cứu, vận dụng những kiến thức đã học để kiểm tra lại thiết kế và chế tạo hệ thống giảm chấn trên cán dao có sẵn. 1.5Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu và thiết kế cán dao có bộ phận giảm chấn nhằm tăng độ bóngcủa bề mặt gia công chi tiết tiện lỗ với dụng cụ cắt hiện có. Bên cạnh đó vận dụng và củng cố những kiến thức đã học ở trƣờng vào việc thực hiện đề tài: + Sử dụng phần mềm Creo Parametric 3.0 để thiết kế cán dao giảm chấn. + Gia công thiết kế tối ƣu. + Sử dụng máy đo độ nhám Mitutoyo để kiểm tra kết quả. + So sánh tính hiệu quả giữa cán dao thƣờng và cán dao giảm chấn. 3
20. CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI Gia công kim loại bằng cắt gọt là một phƣơng pháp gia công kim loại rất phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo máy. Quá trình cắt kim loại là quá trình con ngƣời sử dụng dụng cụ cắt để loại bỏ lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt đƣợc những yêu cầu cho trƣớc về hình dáng, kích thƣớc, vị trí tƣơng quan giữa các bề mặt và chất lƣợng bề mặt của chi tiết gia công. Lớp kim loại thừa trên chi tiết cần loại bỏ đi gọi là lƣợng dƣ gia công cơ. Lớp kim loại đã bị cắt bỏ khỏi chi tiết gọi là phoi cắt. Hiểu biết và vận dụng tốt những kết quả nghiên cứu về cắt gọt giúp tạo ra các chi tiết, các sản phẩm cơ khí ngày càng hoàn hảo và nền cơ khí chế tạo hiện đại ngày càng phát triển. Mặt khác những thành tựu trong lĩnh vực nghiên cứu cắt gọt đã góp phần vào việc tính toán thiết kế máy, dao, đồ gá và công nghệ một cách chính xác và kinh tế. 2.1. Hệ thống công nghệ sử dụng trong gia công cắt gọt. Muốn hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt, con ngƣời phải sử dụng một hệ thống thiết bị nhằm tách đƣợc lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, đồng thời phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã cho trên bản vẽ. Hệ thống thiết bị dùng để hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt đó đƣợc gọi là hệ thống công nghệ. Hệ thống công nghệ bao gồm: máy, dao, đồ gá và chi tiết gia công, thƣờng đƣợc viết tắt là hệ thống M - D - G - C. Trong đó: Máy có nhiệm vụ cung cấp năng lƣợng và các chuyển động cần thiết cho quá trình cắt gọt. Dao trong hệ thống công nghệ có nhiệm vụ trực tiếp cắt bỏ lớp lƣợng dƣ ra khỏi chi tiết nhờ năng lƣợng của máy cung cấp thông qua các chuyển động tƣơng đối. Đồ gá là một bộ phận của hệ thống công nghệ có nhiệm vụ xác định và giữ vị trí tƣơng quan chính xác giữa dao và chi tiết gia công trong suốt quá trình gia công chi tiết. Chi tiết gia công là một thành phần của hệ thống công nghệ - là đối tƣợng của quá trình cắt gọt. Mọi hậu quả của quá trình cắt đều đƣợc phản ảnh lên chi tiết gia công. Tất nhiên để hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt, mỗi bộ phận của hệ thống công nghệ có nhiệm vụ riêng, đồng thời phải có mối quan hệ tác động lẫn nhau. 4
21. 2.2. Các phƣơng pháp cắt gọt cơ bản. Bề mặt gia công trên chi tiết rất đa dạng, vì vậy phải có nhiều phƣơng pháp cắt gọt để thoả mãn những yêu cầu đa dạng đó. Xuất phát từ mục đích nghiên cứu, sử dụng khác nhau, có nhiều cách phân loại các phƣơng pháp gia công: Xuất phát từ nguyên lý tạo hình bề mặt ta phân ra phƣơng pháp gia công chép hình, phƣơng pháp gia công định hình, phƣơng pháp gia công bao hình. Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công ta có gia công thô, gia công bán tinh, gia công tinh và gia công bóng. Phổ biến hơn cả là phân loại theo máy gia công. Theo cách phân loại này ta có: Gia công trên máy tiện, gia công trên máy phay, gia công trên máy bào, gia công trên máy khoan, gia công trên máy mài Ngoài ra còn căn cứ vào bề mặt gia công ta phân ra: gia công mặt phẳng, gia công mặt trụ ngoài, gia công lỗ, gia công rãnh 2.3. Bề mặt đƣợc hình thành trên chi tiết đƣợc gia công. Bất kỳ phƣơng pháp gia công nào, quá trình loại bỏ dần lớp lƣợng dƣ gia công cơ(quá trình cắt) đều hình thành trên chi tiết ba bề mặt có đặc điểm khác nhau. Xét tại một thời điểm nào đó trong quá trình gia công(khi tiện), ba bề mặt trên chi tiết đƣợc phân biệt nhƣ hình 2.1. Hình 2.1: Các bề mặt chi tiết gia công Mặt sẽ gia công là bề mặt của phoi mà dao sẽ cắt đến theo qui luật chuyển động. Tính chất của bề mặt này là tính chất bề mặt phoi. 5
22. S K L 0 0 2 1 5 4