Khảo sát dao động của cán dao trong quá trình tiện tại HCMUTE

Luận văn thạc sĩ HCMUTE khảo sát dao động của cán dao trong quá trình tiện, cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu suất và chất lượng gia công.

• Tác giả: Bùi Thế Phong
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Sơn Minh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Khảo Sát Dao Động Của Cán Dao Trong Quá Trình Tiện
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố
• 1.3. Mục đích của đề tài
• 1.4. Nhiệm vụ đề tài và giới hạn đề tài
• 1.4.1. Nhiệm vụ đề tài
• 1.4.2. Giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại
• 2.1.1. Đặc điểm và vai trò của gia công cắt gọt
• 2.1.2. Các chuyển động cơ bản khi cắt gọt
• 2.2. Độ nhám bề mặt chi tiết
• 2.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết
• 2.3. Rung động trong gia công cơ khí – các biện pháp giảm rung động
• 2.3.1. Rung động trong quá trình cắt
• 2.3.2. Các dạng rung động và nguyên nhân gây ra rung động
• 2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến rung động trong gia công
• 2.3.4. Giải pháp để giảm rung động
• 2.4. Mô tả động học quá trình dao động
• 2.5. Vật liệu làm cán dao tiện
• 2.6. Vật liệu gia công thí nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
• 3.1. Chế tạo thiết bị đo dao động cán dao tiện
• 3.2. Mô hình toán học
• 3.3. Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với vật liệu thép C10
• 3.4. Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với vật liệu thép C30
• 3.5. Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với vật liệu thép C45
• 3.6. Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với nhôm 6061
• 3.7. Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với gang xám
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT THÍ NGHIỆM
• 4.1. Kết quả thí nghiệm
• 4.1.1. Kết quả đo dao động gia công thép C10
• 4.1.2. Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu thép C30
• 4.1.3. Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu thép C45
• 4.1.4. Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu nhôm 6061
• 4.1.5. Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu gang xám
• 4.2. Nhận xét thí nghiệm
• 4.2.1. Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến góc dY
• 4.2.2. Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến góc dP
• 4.2.3. Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến góc dR
• 4.2.4. Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến biên độ góc dY
• 4.2.5. Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến biên độ góc dP
• 4.2.6. Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến biên độ góc dR
• 4.2.7. Nhận xét kết quả tổng hợp
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan

Đề tài "Khảo sát dao động cán dao trong quá trình tiện" được thực hiện nhằm tìm hiểu và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến dao động của cán dao trong quá trình tiện tại HCMUTE. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp hệ thống hóa lý thuyết về cắt gọt kim loại mà còn cung cấp những thông tin quý giá về độ nhám bề mặt và hiệu suất tiện. Đặc biệt, nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến dao động, từ đó đưa ra những giải pháp cải thiện chất lượng sản phẩm. Theo đó, các yếu tố như dao động cán dao, quá trình tiện, và công nghệ chế tạo được xem xét kỹ lưỡng.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, việc nâng cao chất lượng sản phẩm là một yêu cầu cấp thiết. Đặc biệt, độ nhám bề mặt và hiệu suất tiện là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này nhằm mục đích khảo sát dao động cán dao trong quá trình tiện, từ đó xác định mối liên hệ giữa độ cứng của cán dao và chất lượng sản phẩm. Việc này không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực nghiên cứu dao động và công nghệ sản xuất.

1.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng dao động cán dao có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt sản phẩm. Các công trình nghiên cứu trong nước như luận văn của Nguyễn Thị Lệ Hằng đã chỉ ra rằng rung động tích cực có thể cải thiện hiệu suất tiện. Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến độ nhám bề mặt. Do đó, nghiên cứu này sẽ bổ sung vào kho tàng tri thức hiện có và mở rộng hiểu biết về công nghệ chế tạo và nghiên cứu dao động.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu này bao gồm các khái niệm cơ bản về cắt gọt kim loại, độ nhám bề mặt, và rung động trong gia công cơ khí. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt như tốc độ cắt, chiều sâu cắt, và độ cứng của cán dao được phân tích chi tiết. Đặc biệt, nghiên cứu về vật liệu làm cán dao và vật liệu gia công thí nghiệm cũng được đề cập, nhằm làm rõ mối liên hệ giữa các yếu tố này và hiệu suất tiện. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

2.1 Đặc điểm và vai trò của gia công cắt gọt

Gia công cắt gọt là một trong những phương pháp chính trong sản xuất cơ khí. Nó không chỉ giúp tạo ra hình dạng chi tiết mà còn ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt và chất lượng sản phẩm. Các yếu tố như tốc độ cắt, chiều sâu cắt, và độ cứng cán dao đều có tác động lớn đến quá trình này. Nghiên cứu này sẽ phân tích sâu hơn về các yếu tố này và đưa ra những giải pháp cải thiện hiệu suất tiện.

2.2 Rung động trong gia công cơ khí

Rung động trong gia công cơ khí là một hiện tượng không thể tránh khỏi, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Các dạng rung động và nguyên nhân gây ra rung động được phân tích, từ đó đưa ra các biện pháp giảm rung động hiệu quả. Việc hiểu rõ về rung động sẽ giúp cải thiện hiệu suất tiện và nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm thiểu các vấn đề phát sinh trong quá trình sản xuất.

III. Mô hình thí nghiệm

Mô hình thí nghiệm được thiết kế nhằm khảo sát dao động cán dao trong quá trình tiện với các độ cứng khác nhau. Các thí nghiệm được thực hiện với các vật liệu như thép C10, C30, C45, nhôm 6061 và gang xám. Mỗi thí nghiệm sẽ đo đạc và phân tích dao động của cán dao, từ đó so sánh kết quả giữa các độ cứng khác nhau. Mô hình thí nghiệm này không chỉ giúp xác định được sự ảnh hưởng của độ cứng đến dao động cán dao mà còn cung cấp những thông tin quý giá cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.1 Chế tạo thiết bị đo dao động

Thiết bị đo dao động được chế tạo với độ chính xác cao, nhằm đảm bảo kết quả thí nghiệm đáng tin cậy. Việc sử dụng công nghệ hiện đại trong chế tạo thiết bị sẽ giúp thu thập dữ liệu chính xác về dao động cán dao trong quá trình tiện. Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm.

3.2 Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau

Các thí nghiệm được thực hiện với các cán dao có độ cứng khác nhau, từ 40HRC đến 60HRC. Mỗi thí nghiệm sẽ được thực hiện trong cùng điều kiện cắt gọt, nhằm đảm bảo tính chính xác trong việc so sánh kết quả. Kết quả thu được sẽ giúp xác định rõ mối liên hệ giữa độ cứng cán dao và dao động trong quá trình tiện, từ đó đưa ra những giải pháp cải thiện chất lượng sản phẩm.

IV. Kết quả và nhận xét thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy có sự khác biệt rõ rệt về dao động cán dao giữa các độ cứng khác nhau. Các số liệu thu được từ thí nghiệm sẽ được phân tích và so sánh, từ đó đưa ra những nhận xét về ảnh hưởng của độ cứng đến hiệu suất tiện. Việc này không chỉ giúp khẳng định tầm quan trọng của độ cứng cán dao mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực nghiên cứu dao động.

4.1 Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng độ cứng của cán dao có ảnh hưởng lớn đến dao động trong quá trình tiện. Các số liệu cho thấy rằng cán dao có độ cứng cao hơn thường có độ nhám bề mặt thấp hơn, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc lựa chọn đúng độ cứng cho cán dao trong quá trình sản xuất.

4.2 Nhận xét thí nghiệm

Nhận xét từ kết quả thí nghiệm cho thấy rằng việc tối ưu hóa độ cứng của cán dao có thể cải thiện đáng kể hiệu suất tiện. Các biện pháp giảm rung động cũng được đề xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong ngành công nghiệp chế tạo.

V. Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu về dao động cán dao trong quá trình tiện đã chỉ ra rằng độ cứng của cán dao có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Kết quả thu được từ thí nghiệm sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các loại vật liệu mới cho cán dao, nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm trong quá trình tiện.

5.1 Kết luận

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng việc khảo sát dao động cán dao là cần thiết và có giá trị thực tiễn cao. Nghiên cứu đã xác định được mối liên hệ giữa độ cứng của cán dao và chất lượng sản phẩm, từ đó mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới trong chế tạo cán dao, nhằm tối ưu hóa hiệu suất tiện và nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc này không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất mà còn đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo tại Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, gia công cắt gọt kim loại đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra các chi tiết cơ khí với độ chính xác và chất lượng bề mặt cao. Theo ước tính, gia công cắt gọt chiếm khoảng 30% khối lượng công việc trong lĩnh vực gia công cơ khí, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ CNC, CAD/CAM. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn là kiểm soát dao động của cán dao trong quá trình tiện, bởi dao động này ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhám và chất lượng bề mặt sản phẩm. Đề tài “Khảo sát dao động của cán dao trong quá trình tiện” được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh và Trường Trung cấp Nghề Đông Sài Gòn nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến dao động và chất lượng bề mặt gia công trên các vật liệu phổ biến như thép C10, C30, C45, gang xám và nhôm 6061.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là xác định sự ảnh hưởng của 5 mức độ cứng cán dao (40HRC, 45HRC, 50HRC, 55HRC, 60HRC) đến dao động góc của cán dao tiện và từ đó đánh giá tác động đến độ nhám bề mặt sản phẩm. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào gia công tiện ngoài trên máy TX-2 CNC LATHE, sử dụng một loại mảnh hợp kim duy nhất với các thông số cắt cố định như vận tốc cắt từ 80 đến 220 m/phút, bước tiến dao 0.2 mm/vòng và chiều sâu cắt 0.0 mm. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm gia công, giảm thiểu rung động, từ đó tăng tuổi thọ dụng cụ và hiệu quả sản xuất trong ngành cơ khí chế tạo máy.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết cơ bản về gia công cắt gọt kim loại, trong đó:

• Lý thuyết cắt gọt kim loại: Quá trình cắt gọt tạo ra sản phẩm bằng cách loại bỏ lớp kim loại dưới dạng phoi, với các chuyển động chính (chuyển động quay của phôi) và chuyển động chạy dao (chuyển động tịnh tiến của dao). Các thông số cắt như vận tốc cắt (Vc), bước tiến dao (S), chiều sâu cắt (t) ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt và dao động trong quá trình gia công.

• Lý thuyết về độ nhám bề mặt: Độ nhám được xác định bởi các yếu tố như vật liệu gia công, phương pháp gia công, chế độ cắt, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, thông số hình học của dao và dung dịch trơn nguội. Đặc biệt, rung động trong quá trình cắt là nguyên nhân chính gây ra độ nhám bề mặt không mong muốn.

• Lý thuyết rung động trong gia công cơ khí: Rung động được phân thành rung động cưỡng bức, rung động riêng và rung động tự kích thích. Rung động tự kích thích do sự biến động lực cắt, hình thành và phá hủy lẹo dao, hiệu ứng tái sinh và biến động vật liệu gia công. Các rung động này ảnh hưởng đến độ ổn định của quá trình cắt và chất lượng bề mặt gia công.

Các khái niệm chính bao gồm: độ cứng Rockwell (HRC) của cán dao, các góc dao động dY, dP, dR biểu thị dao động góc của cán dao, và các chỉ số độ nhám Ra, Rz dùng để đánh giá chất lượng bề mặt.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm:

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm gia công tiện ngoài trên máy TX-2 CNC LATHE tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh và Trường Trung cấp Nghề Đông Sài Gòn. Vật liệu gia công gồm thép C10, C30, C45, gang xám và nhôm 6061. Cán dao tiện có 5 mức độ cứng khác nhau: 40HRC, 45HRC, 50HRC, 55HRC, 60HRC. Mỗi độ cứng được thử nghiệm trên 10 phôi, sử dụng cùng một loại mảnh hợp kim TNMG160404MQ – CA6525.

• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn mẫu ngẫu nhiên có kiểm soát, đảm bảo các điều kiện cắt gọt đồng nhất, chỉ thay đổi duy nhất độ cứng cán dao để đánh giá ảnh hưởng riêng biệt.

• Phương pháp phân tích: Đo dao động góc của cán dao theo ba hướng dY, dP, dR bằng cảm biến gia tốc và phần mềm STMStudio. Đánh giá độ nhám bề mặt chi tiết sau gia công. Sử dụng phân tích thống kê mô tả, vẽ đồ thị so sánh dao động và độ nhám giữa các mức độ cứng cán dao. Thời gian nghiên cứu từ tháng 10/2015 đến tháng 4/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến dao động góc dY: Kết quả thí nghiệm cho thấy khi độ cứng cán dao tăng từ 40HRC đến 60HRC, biên độ dao động góc dY giảm trung bình khoảng 25%. Ví dụ, với vật liệu thép C10, biên độ dao động dY giảm từ 0.15° (40HRC) xuống còn 0.11° (60HRC).

2. Ảnh hưởng đến dao động góc dP và dR: Tương tự, dao động góc dP và dR cũng giảm đáng kể khi độ cứng cán dao tăng. Với thép C30, dao động dP giảm khoảng 20%, dao động dR giảm khoảng 18% khi so sánh cán dao 40HRC và 60HRC.

3. Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt: Độ nhám Ra của chi tiết gia công giảm trung bình 15-20% khi sử dụng cán dao có độ cứng cao hơn. Ví dụ, trên vật liệu gang xám, Ra giảm từ 2.5 μm (40HRC) xuống còn 2.0 μm (60HRC).

4. So sánh giữa các vật liệu gia công: Vật liệu nhôm 6061 có dao động và độ nhám thấp nhất trong các vật liệu thử nghiệm, trong khi thép C45 và gang xám có mức dao động và độ nhám cao hơn, phản ánh tính chất vật liệu ảnh hưởng đến dao động và chất lượng bề mặt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của việc giảm dao động khi tăng độ cứng cán dao là do cán dao cứng hơn có khả năng chịu lực và giảm biến dạng đàn hồi, từ đó hạn chế sự dao động trong quá trình cắt. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng của độ cứng dụng cụ đến ổn định gia công và chất lượng bề mặt.

So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, đề tài đã bổ sung thêm góc nhìn về dao động góc của cán dao tiện với các mức độ cứng khác nhau, điều mà trước đây chưa được nghiên cứu chuyên sâu tại Việt Nam. Dữ liệu được trình bày qua các biểu đồ dao động góc dY, dP, dR và đồ thị độ nhám Ra theo độ cứng cán dao giúp minh họa rõ ràng mối quan hệ này.

Ý nghĩa của kết quả là giúp các nhà sản xuất và kỹ sư lựa chọn cán dao có độ cứng phù hợp để giảm rung động, nâng cao chất lượng bề mặt, tăng tuổi thọ dụng cụ và hiệu quả sản xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường sử dụng cán dao có độ cứng từ 55HRC trở lên trong các quy trình tiện để giảm dao động và cải thiện độ nhám bề mặt, đặc biệt với các vật liệu thép và gang xám. Thời gian áp dụng: ngay lập tức; chủ thể thực hiện: các nhà máy cơ khí chế tạo.

2. Đầu tư thiết bị đo dao động và kiểm soát chất lượng bề mặt trong quá trình gia công để phát hiện sớm các dao động bất thường, từ đó điều chỉnh thông số cắt hoặc thay cán dao kịp thời. Thời gian: 6-12 tháng; chủ thể: phòng kỹ thuật và quản lý chất lượng.

3. Đào tạo kỹ thuật viên và công nhân vận hành về ảnh hưởng của độ cứng cán dao và dao động đến chất lượng sản phẩm, nâng cao nhận thức và kỹ năng vận hành máy tiện CNC. Thời gian: 3-6 tháng; chủ thể: bộ phận đào tạo và nhân sự.

4. Nghiên cứu mở rộng về ảnh hưởng của các yếu tố khác như hình học mũi dao, chế độ cắt và vật liệu mảnh hợp kim kết hợp với độ cứng cán dao để tối ưu hóa toàn diện quá trình gia công tiện. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư và chuyên gia gia công cơ khí: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phân tích chi tiết về dao động cán dao, giúp họ lựa chọn dụng cụ và thiết lập chế độ cắt phù hợp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm.

2. Nhà quản lý sản xuất trong ngành cơ khí chế tạo máy: Thông tin về ảnh hưởng độ cứng cán dao đến hiệu quả gia công giúp họ đưa ra quyết định đầu tư thiết bị và đào tạo nhân lực nhằm giảm thiểu lỗi sản phẩm và tăng năng suất.

3. Giảng viên và sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết cắt gọt, rung động trong gia công và phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, hỗ trợ học tập và nghiên cứu khoa học.

4. Nhà sản xuất dụng cụ cắt gọt: Thông tin về mối quan hệ giữa độ cứng cán dao và dao động giúp cải tiến thiết kế cán dao, phát triển sản phẩm phù hợp với yêu cầu gia công hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

1. Độ cứng cán dao ảnh hưởng như thế nào đến dao động trong quá trình tiện?
   Độ cứng cán dao càng cao thì dao động góc của cán dao càng giảm, do cán dao cứng hơn chịu lực tốt hơn và ít biến dạng đàn hồi. Ví dụ, cán dao 60HRC giảm dao động dY khoảng 25% so với 40HRC.

2. Tại sao dao động lại ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt sản phẩm?
   Dao động làm bề mặt gia công không đều, tạo ra các vết nhấp nhô và sóng nhỏ trên bề mặt, làm tăng độ nhám. Giảm dao động giúp bề mặt mịn hơn, nâng cao chất lượng sản phẩm.

3. Có nên chỉ tập trung vào độ cứng cán dao để cải thiện chất lượng gia công không?
   Không, ngoài độ cứng cán dao còn nhiều yếu tố khác như hình học mũi dao, chế độ cắt, vật liệu mảnh hợp kim và vật liệu gia công cũng ảnh hưởng đến chất lượng. Cần kết hợp nhiều yếu tố để tối ưu.

4. Phương pháp đo dao động trong nghiên cứu này là gì?
   Sử dụng cảm biến gia tốc gắn trên cán dao, đo dao động góc theo ba hướng dY, dP, dR, dữ liệu được thu thập và phân tích bằng phần mềm STMStudio để đánh giá biên độ và tần số dao động.

5. Nghiên cứu có áp dụng được cho các loại máy tiện khác không?
   Có thể áp dụng cho các máy tiện CNC tương tự, tuy nhiên cần điều chỉnh thông số và kiểm tra lại do đặc tính máy và điều kiện gia công có thể khác nhau.

Kết luận

• Đề tài đã hệ thống hóa lý thuyết về cắt gọt kim loại, độ nhám bề mặt và rung động trong gia công tiện.
• Thí nghiệm thực hiện trên 5 loại vật liệu và 5 mức độ cứng cán dao cho thấy độ cứng cán dao ảnh hưởng rõ rệt đến dao động và chất lượng bề mặt.
• Độ cứng cán dao tăng giúp giảm dao động góc dY, dP, dR trung bình từ 18-25%, đồng thời giảm độ nhám bề mặt Ra khoảng 15-20%.
• Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn trong việc lựa chọn cán dao và tối ưu hóa quy trình gia công tiện nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo là mở rộng khảo sát các yếu tố khác như hình học mũi dao, chế độ cắt và vật liệu mảnh hợp kim để hoàn thiện hơn quy trình gia công.

Để nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm, các nhà sản xuất và kỹ sư gia công nên áp dụng kết quả nghiên cứu này trong thực tế. Liên hệ với các chuyên gia và trung tâm nghiên cứu để được tư vấn và hỗ trợ kỹ thuật là bước tiếp theo cần thiết.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG QUÁ TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 0 5 1 8 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG QUÁ TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THẾ PHONG KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG QUÁ TRÌNH TIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM SƠN MINH Tp.

Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 Luan van Luan van i Luan van ii Luan van iii Luan van iv Luan van v Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Bùi Thế Phong Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 17/11/1988 Nơi sinh: Vĩnh Long Quê quán: Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 148/10, Ấp An Lương B, Xã Long An, Huyện Long Hồ, Tỉnh Vĩnh Long. Điện thoại nhà riêng: 01672.680 E-mail: buithephong@mku. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1.

Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ: 09/2006 đến 03/ 2010 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Máy 2. Đại học: Hệ đào tạo: Liên Thông CĐ-ĐH Thời gian đào tạo từ: 2012 đến 2013 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Công Nghệ Chế Tạo Máy 3. Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ: 10/2015 đến 04/2017 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật cơ khí Tên luận văn: Khảo sát dao động của cán dao trong quá trình tiện Ngày & nơi bảo vệ luận văn: ngày 22/04/2017 tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: TS. Phạm Sơn Minh vi Luan van 4.

Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Anh Văn B1 5. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc chính thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2010 – đến Khoa Kỹ Thuật – Công Nghệ, Cán bộ hướng dẫn thực hành nay Trường Đại Học Cửu Long cơ khí IV. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: vii Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 03 năm 2017 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Bùi Thế Phong viii Luan van LỜI CẢM ƠN Qua quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi kính gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến: - Thầy TS .Phạm Sơn Minh - Thầy hướng dẫn thực hiện luận văn đã tận tình chỉ dạy, tạo điều kiện và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện. Hồ Ngọc Thế Quang - Thầy hướng dẫn tận tình trong quá trình gia công thí nghiệm. - Quý Thầy, Cô giảng dạy tại khoa trung tâm công nghệ cao, phòng Đào tạo – bộ phận sau đại học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.

Hồ Chí Minh đã giúp đỡ người thực hiện trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. - Kính gửi lời cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho cho các học viên tại trường được học tập và nghiên cứu. - Gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ và đóng góp ý kiến xây dựng giúp tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận văn.

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ và động viên quí báu của tất cả mọi người. Xin trân trọng cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 03 năm 2017 Học viên Bùi Thế Phong ix Luan van TÓM TẮT Đề tài “KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CÁN DAO TRONG QUÁ TRÌNH TIỆN” được tiến hành nghiên cứu và thí nghiệm tại Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM và Trường Trung Cấp Nghề Đông Sài Gòn.

Sau quá trình nghiên cứu đề tài đã giải quyết được những vấn đề sau: - Hệ thống hóa lý thuyết cơ bản về cắt gọt kim loại. - Khái niệm, định nghĩa và phương pháp đo đạt đánh giá độ nhám chi tiết sau khi gia công. - Tìm hiểu về những yếu tố cơ bản của dụng cụ cắt gọt kim loại, vật liệu làm cán dao và vật liệu gia công thí nghiệm. - Xác định được sự ảnh hưởng của 5 độ cứng khác nhau đến dao động góc của cán dao tiện sau khi tiến hành thí nghiệm.

Sau đó so sánh kết quả của 5 độ cứng này: 40HRC, 45HRC, 50HRC, 55HRC, 60HRC với nhau trong cùng điều kiện cắt gọt tương tự. Học viên Bùi Thế Phong x Luan van ABSTRACT The thesis of "STUDY ON THE VIBRATION OF THE TURNING TOOL" was conducted and experimented in Ho Chi Minh City University of Technology and Education and East Sai Gon Vacational College. The thesis has solved the following issues: - Systemized theoretical background of metal cutting. - Presented concepts, definitions and measurement methods to determine roughness of part after machining process.

- Studies about the fundamental factors of metal cutting tools, shank and experimental machining materials. - Determind effect of 5 hardness of turning shanks on the vibration result by performing experiment. The result of 5 hardness was then compared to gether as: 40HRC, 45HRC, 50HRC, 55HRC, 60HRC in the same cutting conditions. Author Bui The Phong xi Luan van MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC.

vi LỜI CAM ĐOAN. viii LỜI CẢM ƠN. xii MỤC LỤC .xv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. xvi DANH MỤC BẢNG BIỂU.

xvii DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH. xix CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN.1 Tính cấp thiết của đề tài.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố.3 Mục đích của đề tài .4 Nhiệm vụ đề tài và giới hạn đề tài .1 Nhiệm vụ đề tài.2 Giới hạn đề tài .5 Phương pháp nghiên cứu:. 10 CHƢƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại .1 Đặc điểm và vai trò của gia công cắt gọt .2 Các chuyển động cơ bản khi cắt gọt .2 Độ nhám bề mặt chi tiết .2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết: .14 xii Luan van 2.3 Rung động trong gia công cơ khí – các biện pháp giảm rung động .1 Rung động trong quá trình cắt .2 Các dạng rung động và nguyên nhân gây ra rung động .3 Các yếu tố ảnh hưởng đến rung động trong gia công .4 Giải pháp để giảm rung động .4 Mô tả động học quá trình dao động: .5 Vật liệu làm cán dao tiện .6 Vật liệu gia công thí nghiệm .50 CHƢƠNG 3 – MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM .1 Chế tạo thiết bị đo dao động cán dao tiện .2 Mô hình toán học: .3 Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với vật liệu thép C10 .4 Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với vật liệu thép C30 .5 Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với vật liệu thép C45 .6 Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với nhôm 6061: .7 Gia công thí nghiệm các cán dao có độ cứng khác nhau với gang xám: .84 CHƢƠNG 4 – KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT THÍ NGHIỆM .1 Kết quả thí nghiệm .1 Kết quả đo dao động gia công thép C10.2 Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu thép C30 .91 xiii Luan van 4.3 Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu thép C45 .4 Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu nhôm 6061.5 Kết quả đo dao động cán dao khi gia công vật liệu gang xám .2 Nhận xét thí nghiệm .1 Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến góc dY: .2 Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến góc dP: .3 Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến góc dR:.4 Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến biên độ góc dY.5 Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến biên độ góc dP .6 Nhận xét kết quả ảnh hưởng của độ cứng cán dao đến biên độ góc dR .7 Nhận xét kết quả tổng hợp .110 CHƢƠNG 5 – KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .2 Hướng nghiên cứu tiếp theo .111 TÀI LIỆU THAM KHẢO .113 xiv Luan van DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT CAD: Computer Aided Design CAM: Computer Aided Manufacturing CNC: Computer Numerical Control HRC: Độ cứng Rockwell PPNC: Phương pháp nghiên cứu m: mét ph: phút m: Micromet TCVN: Tiêu chuẩn việt nam S: Lượng chạy dao t: chiều sâu cắt (mm) Vc: vận tốc cắt ( m/ph) Ra, Rz: Độ bóng, độ nhám bề mặt khi tiện H: cán dao có độ cứng là 60 HRC C: cán dao có độ cứng là 55 HRC I: cán dao có độ cứng là 50 HRC A: cán dao có độ cứng là 45 HRC B: cán dao có độ cứng là 40 HRC BDD: Biến dạng dẻo dYtb: Trung bình góc quay của góc dao động dY dPtb: Trung bình góc quay của góc dao động dP dRtb: Trung bình góc quay của góc dao động dR dYΔ: Biên độ góc quay của góc dao động dY dPΔ: Biên độ góc quay của góc dao động dP dRΔ: Biên độ góc quay của góc dao động dR xv Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thành phần hóa học thép C50 .2: Cơ tính của thép C50 .3: Thành phần hóa học thép C10 .4: Cơ tính của thép C10 .5: Thành phần hóa học thép C30 .6: Cơ tính của thép C30 .7: Thành phần hóa học thép C45 .8: Cơ tính của thép C45 .9: Thành phần hóa học nhôm 6061 .10: Thành phần hóa học gang xám .1: Kết quả thí nghiệm đo dao động của cán dao khi gia công thép C10 .2 - Kết quả thí nghiệm đo dao động của cán dao khi gia công thép C30 .3: Kết quả thí nghiệm đo dao động của cán dao khi gia công thép C45. 4: Kết quả thí nghiệm đo dao động của cán dao khi gia công nhôm 6061.

5 - Kết quả thí nghiệm đo dao động của cán dao khi gia công gang xám .