Nâng Cao Độ Chính Xác Cơ Cấu Ăn Dao Dùng Cơ Cấu Đàn Hồi Trong Ngành Kỹ Thuật Cơ Khí

• Tác giả: Nguyễn Văn Khiển
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Huy Hoàng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nâng Cao Độ Chính Xác Cơ Cấu Ăn Dao Trong Gia Công Cơ Khí
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Cơ cấu đần hồi
• 1.3. Các ưu điểm của khớp nối đàn hồi và cơ cấu đàn hồi
• 1.4. Một số cơ cấu đàn hồi thông dụng
• 1.5. Các kết quả nghiên cứu trong nước
• 1.6. Các kết quả nghiên cứu ngoài nước
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cơ sở lý thuyết và mô hình toán khớp đàn hồi
• 2.2. Mô hình toán khớp đàn hồi
• 2.3. Độ mềm và độ cứng của khớp đàn hồi
• 2.4. Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM)
• 2.5. Cơ sở phương pháp tối ưu hoá
• 2.6. Phân loại các bài toán tối ưu. Các phương pháp tối ưu thông dụng. Giải thuật di truyền sắp xếp không vượt trội II (NSGA – II). Tối ưu hóa độ tin cậy
• 2.7. Phương pháp phân tích độ tin cậy bậc nhất FORM
• 2.8. Thông số hình học của dụng cụ cắt ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HÓA CƠ CẤU ĂN DAO
• 3.1. Mục tiêu thiết kế. Tiêu chí thiết kế
• 3.2. Cơ sở thiết kế
• 3.3. Thiết kế và tối ưu hóa cơ cấu ăn dao kiểu 1
• 3.3.1. Nguyên lý hoạt động
• 3.3.2. Phân tích độ khuếch đại chuyển vị giữa đầu vào và đầu ra của cơ cấu
• 3.3.3. Phân tích động lực học của cơ cấu
• 3.3.4. Tối ưu hóa cơ cấu ăn dao kiểu 1
• 3.3.5. Tối ưu hóa cơ cấu khâu cứng tương đương
• 3.3.6. Tối ưu hóa cơ cấu đàn hồi
• 3.3.7. Đánh giá thiết kế tối ưu
• 3.4. Thiết kế và tối ưu hóa cơ cấu ăn dao kiểu 2
• 3.4.1. Nguyên lý hoạt động
• 3.4.2. Phân tích khuếch đại của cơ cấu
• 3.4.3. Phân tích độ cứng theo phương pháp ma trận
• 3.4.4. Phân tích động lực học của cơ cấu
• 3.4.5. Tối ưu hóa cơ cấu ăn dao kiểu 2
• 3.4.6. Tối ưu hóa cơ cấu khâu cứng tương đương
• 3.4.7. Tối ưu hóa cơ cấu đàn hồi dùng GA
• 3.4.8. Tối ưu hóa dựa trên độ tin cậy
• 3.4.9. Đánh giá thiết kế tối ưu
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐIỀU KHIỂN CƠ CẤU ĂN DAO
• 4.1. Thực nghiệm và điều khiển thiết kế kiểu 1
• 4.1.1. Kiểm tra tần số dao động tự nhiên. Thực nghiệm điều khiển vòng hở
• 4.1.2. Thực nghiệm điều khiển vòng kín bằng GA - PID
• 4.2. Thực nghiệm và điều khiển thiết kế cơ cấu kiểu 2
• 4.2.1. Kiểm tra tần số dao động tự nhiên
• 4.2.2. Thực nghiệm điều khiển
• 4.2.3. Kiểm tra độ cứng của cơ cấu
• 4.3. Thực nghiệm gia công
• 4.3.1. Thực nghiệm điều khiển chính xác trên máy tiện
• 4.3.2. Thực nghiệm gia công đánh giá độ nhám và nhiệt cắt
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hướng phát triển
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ

I. Tổng Quan Về Nâng Cao Độ Chính Xác Cơ Cấu Ăn Dao

Độ chính xác trong gia công cơ khí là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Cơ cấu ăn dao là một trong những thành phần quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác này. Việc nâng cao độ chính xác của cơ cấu ăn dao không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Nghiên cứu này sẽ trình bày các phương pháp và công nghệ hiện đại nhằm tối ưu hóa cơ cấu ăn dao trong gia công cơ khí.

1.1. Định Nghĩa Độ Chính Xác Trong Gia Công Cơ Khí

Độ chính xác trong gia công cơ khí được định nghĩa là khả năng đạt được kích thước và hình dạng mong muốn của sản phẩm. Các yếu tố như độ cứng của máy, chất liệu dao cắt và cơ cấu ăn dao đều ảnh hưởng đến độ chính xác này.

1.2. Vai Trò Của Cơ Cấu Ăn Dao Trong Gia Công

Cơ cấu ăn dao quyết định chiều sâu cắt và tốc độ tiến dao, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và chất lượng bề mặt. Việc tối ưu hóa cơ cấu này giúp giảm thiểu sai số và nâng cao hiệu suất gia công.

II. Thách Thức Trong Việc Nâng Cao Độ Chính Xác Cơ Cấu Ăn Dao

Mặc dù có nhiều công nghệ hiện đại, việc nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ rung, độ cứng không đồng nhất và sai số trong quá trình gia công là những yếu tố cần được giải quyết. Nghiên cứu này sẽ phân tích các thách thức chính và đề xuất giải pháp.

2.1. Độ Rung Trong Quá Trình Gia Công

Độ rung là một trong những nguyên nhân chính gây ra sai số trong gia công. Nó có thể làm giảm độ chính xác của cơ cấu ăn dao và ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt sản phẩm.

2.2. Sai Số Do Độ Cứng Không Đồng Nhất

Độ cứng không đồng nhất của vật liệu và cơ cấu ăn dao có thể dẫn đến sai số trong quá trình gia công. Việc kiểm tra và điều chỉnh độ cứng là cần thiết để đảm bảo độ chính xác.

III. Phương Pháp Nâng Cao Độ Chính Xác Cơ Cấu Ăn Dao

Để nâng cao độ chính xác của cơ cấu ăn dao, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng. Các phương pháp này bao gồm tối ưu hóa thiết kế, sử dụng công nghệ mới và cải tiến quy trình gia công. Nghiên cứu này sẽ trình bày chi tiết các phương pháp hiệu quả nhất.

3.1. Tối Ưu Hóa Thiết Kế Cơ Cấu Ăn Dao

Tối ưu hóa thiết kế cơ cấu ăn dao giúp cải thiện khả năng chịu lực và độ chính xác. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng và phân tích phần tử hữu hạn (FEM) là rất quan trọng trong quá trình này.

3.2. Ứng Dụng Công Nghệ Mới Trong Gia Công

Công nghệ mới như máy gia công CNC và cơ cấu đàn hồi đã được áp dụng để nâng cao độ chính xác. Những công nghệ này cho phép điều khiển chính xác chiều sâu cắt và giảm thiểu sai số.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Cơ Cấu Ăn Dao Chính Xác

Việc ứng dụng cơ cấu ăn dao chính xác trong gia công cơ khí đã mang lại nhiều kết quả tích cực. Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về độ chính xác và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ trình bày các kết quả thực nghiệm và ứng dụng thực tiễn.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Từ Các Thí Nghiệm

Các thí nghiệm cho thấy khi sử dụng cơ cấu ăn dao chính xác, sai số vị trí mũi dao giảm xuống dưới 2,5 µm, độ nhám bề mặt đạt 0,41 µm. Điều này chứng tỏ hiệu quả của cơ cấu trong gia công.

4.2. Ứng Dụng Trong Sản Xuất Thực Tế

Cơ cấu ăn dao chính xác đã được ứng dụng thành công trên nhiều loại máy tiện, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và kỹ thuật trong quá trình gia công.

V. Kết Luận Về Nâng Cao Độ Chính Xác Cơ Cấu Ăn Dao

Nâng cao độ chính xác cơ cấu ăn dao là một nhiệm vụ quan trọng trong gia công cơ khí. Các phương pháp và công nghệ hiện đại đã chứng minh được hiệu quả của chúng trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Về Cơ Cấu Ăn Dao

Nghiên cứu về cơ cấu ăn dao sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các công nghệ mới. Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo và tự động hóa trong gia công sẽ là xu hướng chính trong tương lai.

5.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các mô hình toán học chính xác hơn và ứng dụng công nghệ mới để nâng cao độ chính xác trong gia công cơ khí.