I. Độ nhám bề mặt và tiện trụ
Độ nhám bề mặt là một chỉ tiêu quan trọng trong gia công cơ khí, phản ánh chất lượng bề mặt sản phẩm. Trong quá trình tiện trụ, rung động là nguyên nhân chính gây ra độ nhám không đều. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng cán dao có cơ cấu tạo biến dạng ban đầu để giảm thiểu rung động, từ đó cải thiện độ bóng bề mặt. Các phương pháp đo độ nhám như Ra và Rz được áp dụng để đánh giá hiệu quả của cơ cấu này.
1.1. Phương pháp đo độ nhám
Các phương pháp đo độ nhám bao gồm sử dụng máy đo Mitutoyo – SJ201 để xác định các chỉ số Ra và Rz. Những chỉ số này giúp đánh giá mức độ mịn của bề mặt gia công. Kết quả đo được so sánh giữa cán dao thường và cán dao có cơ cấu tạo biến dạng ban đầu, cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ nhám bề mặt khi sử dụng cơ cấu giảm chấn.
1.2. Ảnh hưởng của rung động
Rung động trong quá trình tiện trụ là nguyên nhân chính gây ra độ nhám bề mặt không đều. Cơ cấu tạo biến dạng giúp giảm thiểu rung động, ổn định quá trình cắt và cải thiện chất lượng bề mặt. Các thí nghiệm sử dụng cảm biến đo rung động DynaLogger TcAs đã chứng minh hiệu quả của cơ cấu này trong việc giảm chấn.
II. Cán dao và cơ cấu tạo biến dạng
Cán dao là bộ phận quan trọng trong quá trình tiện trụ, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng gia công. Nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo cán dao có cơ cấu tạo biến dạng ban đầu, giúp giảm rung động và cải thiện độ nhám bề mặt. Các thông số như vật liệu cán dao, kết cấu cơ cấu biến dạng và phương pháp lắp đặt được phân tích kỹ lưỡng.
2.1. Thiết kế cán dao
Cán dao được thiết kế với cơ cấu tạo biến dạng ban đầu, bao gồm các thành phần như lò xo, thanh ren và khối C. Cơ cấu này giúp hấp thụ rung động trong quá trình gia công, từ đó cải thiện độ nhám bề mặt. Các bản vẽ 3D và 2D được sử dụng để mô phỏng và kiểm tra hiệu quả của cơ cấu trước khi chế tạo.
2.2. Vật liệu cán dao
Vật liệu sử dụng cho cán dao được lựa chọn dựa trên độ bền và khả năng chịu lực. Thép C45 là vật liệu chính được sử dụng, đảm bảo độ cứng và độ bền trong quá trình gia công. Các thí nghiệm về độ mài mòn và tuổi thọ của cán dao cũng được thực hiện để đánh giá hiệu quả của vật liệu.
III. Tối ưu hóa quá trình tiện
Quá trình tối ưu hóa quá trình tiện được thực hiện thông qua các thí nghiệm với các thông số cắt gọt khác nhau. Các yếu tố như tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt được điều chỉnh để đạt được độ nhám bề mặt tối ưu. Phương pháp Taguchi được áp dụng để xác định các thông số tối ưu, giúp cải thiện hiệu quả gia công.
3.1. Phương pháp Taguchi
Phương pháp Taguchi được sử dụng để xác định các thông số tối ưu trong quá trình tiện trụ. Các thí nghiệm được thực hiện với các mức độ khác nhau của tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Kết quả phân tích bằng phần mềm Minitab cho thấy sự kết hợp tối ưu của các thông số này giúp giảm độ nhám bề mặt và tăng hiệu quả gia công.
3.2. Kết quả thực nghiệm
Các kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ nhám bề mặt khi sử dụng cán dao có cơ cấu tạo biến dạng ban đầu. Giá trị Ra và Rz giảm đáng kể so với cán dao thường, chứng minh hiệu quả của cơ cấu giảm chấn trong việc cải thiện chất lượng gia công.
IV. Ứng dụng trong sản xuất
Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn cao trong việc áp dụng vào quy trình sản xuất cơ khí. Việc sử dụng cán dao có cơ cấu tạo biến dạng ban đầu giúp cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm chi phí bảo trì và tăng hiệu quả sản xuất. Các doanh nghiệp cơ khí có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường.
4.1. Cải thiện chất lượng sản phẩm
Việc áp dụng cán dao có cơ cấu tạo biến dạng ban đầu giúp cải thiện độ nhám bề mặt của sản phẩm, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cao trong ngành cơ khí chính xác. Điều này góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng độ tin cậy của các chi tiết máy.
4.2. Giảm chi phí sản xuất
Sử dụng cơ cấu giảm chấn giúp giảm thiểu rung động và mài mòn của cán dao, từ đó kéo dài tuổi thọ của dụng cụ gia công. Điều này giúp giảm chi phí thay thế và bảo trì, đồng thời tăng hiệu quả kinh tế trong quá trình sản xuất.
