Nghiên cứu hiệu quả một số giải pháp nạp điện bổ sung cho xe máy điện

Nội dung text: Nghiên cứu hiệu quả một số giải pháp nạp điện bổ sung cho xe máy điện

1. NÂNG CAO ĐỘ BÓNG SẢN PHẨM VỚI PHƯƠNG PHÁP TIỆN BẰNG CÁN DAO GIẢM CHẤN Phạm Sơn Minh 1, Nguyễn Trường Sinh 1 1 Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM Tóm tắt Trong quá trình tiện các mặt trụ, hiện tượng rung động của mũi dao là một trong những nguyên nhân làm giảm chất lượng bề mặt và độ chính xác về hình dáng hình học. Bài báo này sẽ ứng dụng cán dao giảm chấn nhằm hạn chế hiện tượng dao động của mũi dao và tăng chất lượng bề mặt trong quá trình tiện lỗ. Các kết quả thực nghiệm cho thấy khi tiện với cán dao giảm chấn, chất lượng bề mặt tốt hơn so với cán dao thường. Ngoài ra, khi tiện với các thông số khác nhau, độ bóng bề mặt khi dùng cán dao giảm chấn chỉ thay đổi từ 5 µm đến 7 µm, tuy nhiên, khi tiện với cán dao thường, độ bóng bề mặt (Rz) thay đổi khoảng 20 µm đến 100 µm. Trong các trường hợp thí nghiệm, cán dao giảm chấn có thể tiện được lỗ có độ bóng bề mặt cao nhất là 2.23 µm với chiều sâu cắt 1.3 mm, vận tốc cắt 200 m/ph và bước tiến dao 0.05 mm/vòng. Từ khóa: Cán dao giảm chấn, tiện lỗ, độ bóng bề mặt. IMPROVE THE GLOSS OF PRODUCT BY THE DAMPING TOOL IN BORING PROCESS Abstract: In the turning process, the vibration of insert is a main reason for reducing the surface qualitry and the shape accurancy of product. In this paper, the damping tool will be applied for reducing the insert vibration in the boring process. The experiment result shows that when boring with the damping tool, the surface gloss has a clear improvement. In addition, with the damping tool, when boring with different parameters, the surface gloss (Rz) varies from 5 µm to 7 µm, while, with the common tool, this value changes from 20 µm to 100 µm. Results also show that the best surface gloss (Rz) is 2.23 µm with the cutting depth of 1.3 mm, cutting speed of 200 m/min and the feed rate of 0.05 mm/revolution. Keywords: damping tool, boring, surface gloss. 1. Giới thiệu. Trong lĩnh vực gia công cơ khí, việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công như hệ thống công nghệ, các yếu tố ngoại cảnh, vật liệu, tưới nguội là một trong những yêu cầu quan trọng nhất của ngành công nghệ cắt gọt kim loại ở mỗi quốc gia. Yêu cầu này ngày càng cấp thiết hơn khi các thế hệ mới về dao , máy cắt gọt, và vật liệu gia công ngày càng có sự thay đổi đáng kể. Khi đề cập đến chất lượng gia công, độ bóng bề mặt mặt chi tiết là một trong những yêu cầu quan trọng nhất của quá trình gia công. Đến nay, đã có khá nhiều nghiên cứu về ảnh 1
2. hưởng các phương pháp cắt gọt, thông số cắt gọt, hệ thống công nghệ đến độ nhám bề mặt trong quá trình gia công trên máy vạn năng cũng như máy CNC. Tuy nhiên, nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn, một trong những công nghệ mới trong gia công cắt gọt, đến độ bóng bề mặt chi tiết vẫn chưa được đề cập đến. Do vậy, việc khảo sát vấn đề này sẽ đáp ứng các đòi hỏi khắc khe về độ bóng bề mặt của các sản phẩm hiện tại, đặc biệt với các sản phẩm xuất khẩu. Trong công nghệ tiện, sự kết hợp chuyển động quay tròn của phôi và chuyển động tịnh tiến dọc trục của dao sẽ tạo nên quá trình tách kim loại ra khỏi bề mặt phôi [1-3]. Trong quá trình này, toàn bộ hệ thống gồm phôi, dao và máy luôn chịu tác dụng của các loại lực khác nhau. Trong đó, hiện tượng dao động của mũi dao sẽ ảnh hưởng lớn đến độ nhấp nhô tế vi của bề mặt sau khi gia công [2]. Dao động này sẽ gây nên ảnh hưởng tiêu cực đến độ bóng bề mặt [3] cũng như độ chính xác về kích thước [4] và hình dáng hình học [5] của sản phẩm. Trong các nghiên cứu trước đây, khi cán dao tiện càng dài, hiện tượng dao động của mũi dao càng lớn [1, 5]. Kết quả này đặc biệt thể hiện rõ trong quá trình tiện lỗ dài. Từ lí do này, thông qua phương pháp thực nghiệm, bài báo này sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt của chi tiết tiện lỗ. 2. Phương pháp thí nghiệm Trong nghiên cứu này, cán dao giảm chấn sẽ được sử dụng cho quá trình thí nghiệm. Cán dao gồm 2 phần như Hình 1: phần đầu được cấu tạo đặc biệt để giúp giảm rung động ở dao, phần đuôi có cấu tạo bình thường như các loại dao khác. Việc thiết lập, gá lắp cán dao giảm chấn cũng tương tự như các cán dao bình thường. Cơ cấu giảm chấn bao gồm 3 phần: phần thân có khối lượng tương đối nặng (A) nằm giữa 2 bạc cao su (B) ở 2 đầu của thân cán dao. Thân cán dao được bao bọc với một loại dầu đặc biệt (C). Nếu rung động tăng lên trong quá trình gia công mà có sử dụng cán dao giảm chấn, hệ thống giảm chấn của dao sẽ ngay lập tức sinh ra lực, mà năng lượng chuyển động của cán dao sẽ được hấp thu vào hệ thống. Kết quả là rung động sẽ được giảm tối thiểu và năng suất gia công được đảm bảo và thậm chí là tăng lên A: Điều chỉnh khối đối trọng chính B: Vòng cao su lò xo. C: Dung dịch dầu nhờn Hình 1. Cấu tạo cán dao giảm chấn Ngoài ra, phôi trong quá trình cắt sẽ được làm từ thép C45. Đây là thép có thành phần gồm Fe và C, trong đó nồng độ cacbon có trong thép là 0,45%, C45 được xếp vào loại vật liệu có tính cacbon trung bình, thường được dùng rất nhiều trong thiết kế các chi tiết máy phổ biến như trục,bánh răng Toàn bộ quá trình cắt gọt sẽ được thực nghiệm bởi máy phay EMCO MAXXTURN-65 (Hình 2a) và dụng cụ cắt TCMT 09 02 04-PF. Dụng cụ 2
3. cắt và cán dao giảm chấn được cung cắp bởi công ty SandVik – Thụy Điển. Ngoài ra, để kiểm chứng khả năng giảm chấn của cán dao do SandVik cung cấp, cán dao tiện thông thường cũng sẽ được sử dụng trong quá trình thí nghiệm. Trong quá trình thí nghiệm, bộ thông số cắt gọt được sử dụng như Bảng 1. Sau khi gia công với các thông số này, bề mặt lỗ được kiểm tra độ bóng như Hình 2b. Các kết quả về độ bóng sẽ được tiến hành thu thập và phân tích. Bảng 1. Thông số cắt Vận tốc cắt Chiều sâu cắt Bước tiến Vc (m/phút) ap (mm) f (mm/vòng) 200 0.3 0.05 300 0.8 0.12 400 1.3 0.19 (a) (b) Hình 2. Quá trình gia công (a) và kiểm tra độ bóng bề mặt lỗ (b) 3. Kết quả và thảo luận Hình 3 trình bày các mẫu thí nghiệm sau khi được cắt với các thông cố như Bảng 1 với hai loại cán dao. Sau quá trình đo độ bóng như Hình 2b, các giá trị độ bóng Rz được thu thập, tổng hợp và so sánh như Hình 3. Nhìn chung, khi thay đổi chiều sâu cắt từ 0.3 mm đến 1.3 mm, tốc độ tiến dao vòng (f) thay đổi từ 0.05 mm/vòng đến 0.19 mm/vòng, và vận tốc cắt thay đổi từ 200 m/ph đến 400 m/ph, cán dao giảm chấn cho kết quả độ nhám (Rz) có xu hướng giảm từ 10 µm xuống 3 µm. Giá trị độ bóng tốt nhất đạt được khi f = 0.12 mm/vòng. Ngoài ra, độ chênh lệch giữa các giá trị khi thay đổi f dao động từ 1 đến 3 lần. Trong khi đó, cán dao thường cho kết quả độ bóng bề mặt Rz thay đổi từ 20 µm đến 100 µm, ngoài ra, độ chênh lệch giữa các giá trị khi thay đổi f dao động từ 2 đến 5 lần. Với cùng thông số cắt gọt và vật liệu phôi, Hình 5 cho thấy chất lượng bề mặt khi cùng cán dao giảm chất cao hơn nhiều so với cán dao thường. Khi thay đổi bước tiến dao (f), độ nhám đối với cán dao giảm chấn tuy chỉ biến động rất nhỏ. Độ biến động Rz chỉ từ 5 µm đến 7 µm. Tuy nhiên, với cán dao thường, sự thay đổi này dao động từ 30 µm đến 50 µm. Với 9 trường hợp như Hình 3, cả 2 cán dao đều có 3
4. quy luật khá giống nhau, đều đạt độ nhám cực tiểu tại f = 0.12 mm/vòng và bề mặt có xu hướng xấu đi khi bước tiến dao (f) quá nhỏ hoặc quá lớn. Hình 3. Mẫu thí nghiệm sau quá trình cắt gọt Hình 4. Độ bóng bề mặt với các bước tiến dao (f) và chiều sâu cắt (ap) thay đổi 4
5. Cán dao giảm chấn Cán dao thường ap = 0.3 mm f = 0.12 mm/vòng Vc = 300 m/ph Hình 5. Sự thay đổi của độ bóng khi dùng cán dao giảm chấn 4. Kết luận Qua quá trình tiến hành thực nghiệm với các giá trị khác nhau của vận tốc cắt (Vc), chiều sâu cắt (ap) và bước tiến dao (f), vật liệu thép C45 được tiến hành tiện lỗ với cán dao giàm chấn và cán dao thông thường, các kết quả về độ bóng bề mặt cho thấy: Cán dao giảm chấn cho kết quả vượt trội so với cán dao thông thường. Sự vượt trội về độ ổn định của độ bóng bề mặt khi sử dụng cán dao giảm chấn với các thông số cắt gọt khác nhau cũng được quan sát khá rõ Trong các trường hợp tiện lỗ, độ bóng bề mặt lỗ có thể đạt được với giá trị Rz = 2.23 µm khi tiện với chiều sâu cắt 1.3 mm, vận tốc cắt 200 m/ph và bước tiến dao 0.05 mm/vòng. Tài liệu tham khảo [1] A. Siddhpura, R. Paurobally, A review of flank wear prediction methods for tool condition monitoring in a turning process, Int J Adv Manuf Technol (2013) 65. [2] Erol Türkeş, Süleyman Neşeli, A simple approach to analyze process damping in chatter vibration, Int J Adv Manuf Technol (2014) 70. [3] Chih-Cherng Chen, Ko-Ta Chiang, Analyzing the design of vibration reduction with the rubber-layered laminates in the precision turning with a diamond cutting tool, Int J Adv Manuf Technol (2011) 57. [4] Qilin Fu, Daniel Lundin, Cornel M. Nicolescu, Anti-vibration engineering in internal turning using a carbon nanocomposite damping coating produced by pecvd process, Journal of Materials Engineering and Performance (2014) 23(2). [5] Balla Srinivasa Prasad & M. M. M. Sarcar, B. Satish Ben, Development of a system for monitoring tool condition using acousto-optic emission signal in face turning—an experimental approach, Int J Adv Manuf Technol (2010) 51. 5
6. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.