Nghiên cứu nâng cao năng suất gia công ren trên máy tiện CNC sử dụng gán dao giảm chấn

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu nâng cao năng suất khi gia công ren trong trên máy tiện cnc sử dụng gán dao giảm, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Lâm Thanh Bình
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Thành Trung
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Nâng Cao Năng Suất Khi Gia Công Ren Trong Trên Máy Tiện CNC Sử Dụng Cán Dao Giảm Chấn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LÍ LỊCH KHOA HỌC
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM TẠ
• 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 nƣớc đã đƣợc công bố
• 1.3. Mục đích của đề tài
• 1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài
• 1.4.1. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.4.2. Giới hạn của đề tài
• 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cơ sở lý thuyết cắt gọt
• 2.1.1. Giới thiệu chung
• 2.1.2. Khái niệm về chuyển động cắt gọt
• 2.1.3. Các phƣơng pháp cắt gọt kim loại
• 2.1.4. Khái niệm về các bề mặt hình thành khi gia công chi tiết
• 2.1.5. Khái niệm cơ bản về dụng cụ cắt
• 2.1.6. Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh
• 2.1.7. Hiện tƣợng lực cắt
• 2.2. Cơ sở lý thuyết ren
• 2.2.1. Khái niệm chung về ren
• 2.2.2. Ren tam giác hệ Met
• 2.2.3. Một số cách phân loại ren
• 2.2.4. Các dạng phế phẩm và các phƣơng pháp đo kiểm ren
• 2.3. Cơ sở lý thuyết độ nhám bề mặt
• 2.3.1. Chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt
• 2.3.2. Ảnh hƣởng của độ nhám đến khả năng làm việc của chi tiết
• 2.3.3. Phƣơng pháp đạt độ nhám bề mặt và đánh giá độ nhám bề mặt
• 2.4. Rung động riêng
• 2.5. Rung động tự kích thích
• 2.6. Cán dao giảm chấn (silent tool) cấu tạo và khả năng giảm chấn
• 2.6.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
• 2.6.2. Khả năng chống rung động của cán dao giảm chấn
• 2.6.3. Ưu nhược điểm của cán dao giảm chấn
• 2.6.4. Ứng dụng của cán dao giảm chấn trong sản xuất
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ TẢ THÍ NGHIỆM
• 3.1. Vật liệu và các dụng cụ thí nghiệm
• 3.1.1. Vật liệu mẫu dùng trong thí nghiệm
• 3.1.2. Máy CNC dùng trong thí nghiệm
• 3.1.3. Dụng cụ cắt gọt trong thí nghiệm
• 3.1.4. Dụng cụ đo kiểm trong thí nghiệm
• 3.2. Mô tả thí nghiệm
• 3.3. Tiến hành thí nghiệm
• 3.4. Gia công trên hai loại cán dao
• 3.5. Kết quả sau khi gia công
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
• 4.1. Kết quả thí nghiệm
• 4.2. Mối quan hệ giữa vận tốc cắt và độ nhám bề mặt
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan

Gia công ren là một phương pháp quan trọng trong ngành cơ khí chế tạo máy, đặc biệt là gia công tiện ren trong. Việc nâng cao năng suất gia công là một yêu cầu thiết yếu để đáp ứng nhu cầu sản xuất hiện đại. Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng cán dao giảm chấn trong gia công ren trên máy tiện CNC. Cán dao giảm chấn không chỉ giúp giảm thiểu rung động mà còn cải thiện chất lượng bề mặt sản phẩm. Theo các nghiên cứu trước đây, việc sử dụng công nghệ này đã chứng minh được hiệu quả trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, nghiên cứu này sẽ xem xét các yếu tố như vận tốc cắt, chiều sâu cắt và lưỡng chạy dao, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho quy trình gia công.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Nhu cầu nâng cao năng suất gia công trong ngành cơ khí ngày càng trở nên cấp thiết. Việc gia công tiện ren trong đòi hỏi sự chính xác cao và hiệu quả kinh tế. Cán dao giảm chấn được xem là một giải pháp tối ưu để giảm thiểu rung động trong quá trình gia công, từ đó nâng cao chất lượng bề mặt và năng suất. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà công nghệ này có thể được áp dụng trong thực tiễn, đồng thời mở ra hướng đi mới cho các doanh nghiệp trong ngành chế tạo máy.

1.2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu là tìm hiểu và ứng dụng cán dao giảm chấn vào gia công tiện ren trong, nhằm nâng cao năng suất gia công cho các vật liệu như thép C45, nhôm 6061 và gang xám. Nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt, xây dựng quy trình thí nghiệm và đánh giá kết quả. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số gia công để đạt được hiệu quả cao nhất trong sản xuất.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu bao gồm các khái niệm về cắt gọt kim loại, độ nhám bề mặt và rung động trong gia công. Các yếu tố này có ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất gia công và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu sẽ phân tích các phương pháp cắt gọt hiện có, đồng thời giới thiệu về cán dao giảm chấn và nguyên lý hoạt động của nó. Việc hiểu rõ các hiện tượng vật lý trong quá trình gia công sẽ giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả sản xuất.

2.1. Cắt gọt kim loại

Cắt gọt kim loại là quá trình loại bỏ vật liệu để tạo ra hình dạng mong muốn. Các yếu tố như vận tốc cắt, chiều sâu cắt và lưỡng chạy dao đều ảnh hưởng đến năng suất gia công. Việc lựa chọn đúng phương pháp cắt gọt sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Cán dao giảm chấn được sử dụng để giảm thiểu rung động, từ đó cải thiện chất lượng bề mặt và tăng cường độ bền của dụng cụ cắt. Nghiên cứu này sẽ phân tích các thông số cắt gọt và đưa ra các khuyến nghị cho việc áp dụng công nghệ mới.

2.2. Độ nhám bề mặt

Độ nhám bề mặt là một trong những yếu tố quan trọng trong gia công cơ khí. Nó ảnh hưởng đến khả năng làm việc của chi tiết và tuổi thọ của sản phẩm. Nghiên cứu sẽ xem xét mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và các thông số gia công, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng cán dao giảm chấn có thể giúp giảm độ nhám bề mặt, đồng thời nâng cao năng suất gia công. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để xác định ảnh hưởng của các yếu tố này đến chất lượng bề mặt.

III. Phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm sẽ được phân tích để đánh giá hiệu quả của cán dao giảm chấn trong gia công tiện ren. Các thông số như vận tốc cắt, độ nhám bề mặt và năng suất sẽ được so sánh giữa hai loại cán dao: cán dao thường và cán dao giảm chấn. Phân tích này sẽ giúp xác định rõ ràng lợi ích của việc áp dụng công nghệ mới trong sản xuất. Kết quả sẽ được trình bày dưới dạng bảng và đồ thị để dễ dàng so sánh và đánh giá.

3.1. Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy việc sử dụng cán dao giảm chấn đã cải thiện đáng kể năng suất gia công và chất lượng bề mặt. Các thông số như độ nhám bề mặt giảm xuống, trong khi năng suất gia công tăng lên rõ rệt. Điều này chứng tỏ rằng công nghệ này có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy. Các số liệu thu thập được sẽ được phân tích chi tiết để đưa ra các khuyến nghị cho các doanh nghiệp trong ngành.

3.2. Đánh giá hiệu quả

Đánh giá hiệu quả của cán dao giảm chấn trong gia công tiện ren cho thấy đây là một giải pháp khả thi để nâng cao năng suất gia công. Việc giảm thiểu rung động không chỉ giúp cải thiện chất lượng bề mặt mà còn kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc áp dụng công nghệ mới trong sản xuất, đồng thời mở ra hướng đi mới cho các doanh nghiệp trong ngành cơ khí.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Gia công tiện ren trong là một công đoạn quan trọng trong ngành cơ khí chế tạo máy, đặc biệt trong sản xuất các chi tiết như trục truyền động, đai ốc và các chi tiết lắp ghép chịu tải. Theo ước tính, năng suất và chất lượng bề mặt gia công ren trong chịu ảnh hưởng lớn bởi các yếu tố như vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt và loại dụng cụ cắt sử dụng. Trong đó, rung động trong quá trình gia công là nguyên nhân chính gây giảm chất lượng bề mặt và tuổi thọ dụng cụ.

Nghiên cứu này tập trung vào việc nâng cao năng suất gia công ren trong trên máy tiện CNC thông qua ứng dụng cán dao giảm chấn – một công nghệ mới giúp giảm rung động hiệu quả. Thí nghiệm được thực hiện trên máy tiện CNC Takamaz EX-12 với ba loại vật liệu phổ biến tại Việt Nam gồm thép C45, nhôm 6061 và gang xám. Mục tiêu cụ thể là tăng vận tốc cắt nhằm nâng cao năng suất mà vẫn đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết, đo bằng chỉ số độ nhám Ra.

Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong điều kiện gia công ren trong với hai loại cán dao: cán dao thường và cán dao giảm chấn của hãng Sandvik, sử dụng mảnh insert R166.0L–11VM01-001. Nhiệt độ phòng thí nghiệm duy trì trong khoảng 30 – 35°C. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn, giúp các doanh nghiệp cơ khí nâng cao hiệu quả sản xuất, đồng thời cung cấp tài liệu tham khảo cho sinh viên và chuyên gia trong lĩnh vực gia công chính xác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết cắt gọt kim loại, gia công ren và độ nhám bề mặt, cùng với cơ sở về rung động trong gia công cơ khí.

• Lý thuyết cắt gọt kim loại: Bao gồm các chuyển động cắt chính, chạy dao và phụ, thông số hình học của dao cắt (góc trước, góc sau, góc sắc, góc nghiêng), cũng như lực cắt và ảnh hưởng của các yếu tố như vận tốc cắt, chiều sâu cắt đến lực cắt và chất lượng bề mặt.

• Lý thuyết gia công ren: Tập trung vào ren tam giác hệ Met, phổ biến tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật như bước ren, đường kính danh nghĩa, dung sai ren theo tiêu chuẩn ISO 965-1. Ngoài ra, phân loại ren theo mặt cắt, hướng xoắn và số đầu mối cũng được áp dụng để hiểu rõ đặc tính gia công.

• Lý thuyết độ nhám bề mặt: Độ nhám Ra được sử dụng làm chỉ tiêu đánh giá chất lượng bề mặt gia công, với các cấp độ nhám theo TCVN 2511-95. Độ nhám ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm việc, chống mài mòn, độ bền mỏi và độ chính xác lắp ghép của chi tiết.

• Lý thuyết rung động trong gia công: Rung động tự kích thích và rung động cưỡng bức là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng lẹo dao, làm giảm chất lượng bề mặt và tuổi thọ dụng cụ. Cán dao giảm chấn được thiết kế để giảm rung động này thông qua cấu tạo đặc biệt, giúp ổn định quá trình gia công.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thu thập từ thí nghiệm thực tế trên máy tiện CNC Takamaz EX-12 tại xưởng cơ khí Thế Hải, Trường Trung Cấp Nghề Đông Sài Gòn, Tp. Hồ Chí Minh. Vật liệu thử nghiệm gồm thép C45, nhôm 6061 và gang xám, tất cả sản xuất trong nước.

• Phương pháp phân tích: So sánh kết quả gia công ren trong sử dụng cán dao thường và cán dao giảm chấn. Đo độ nhám bề mặt Ra bằng máy đo độ nhám SJ-301 của Mitutoyo. Phân tích mối quan hệ giữa vận tốc cắt và độ nhám bề mặt, đồng thời đánh giá rung động qua biểu đồ so sánh biên độ dao.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mỗi loại vật liệu được gia công với nhiều mức vận tốc cắt khác nhau, sử dụng hai loại cán dao để đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy của kết quả. Mẫu được chọn đại diện cho các vật liệu phổ biến trong sản xuất cơ khí tại Việt Nam.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2016, bao gồm giai đoạn khảo sát lý thuyết, chuẩn bị thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và xử lý số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của cán dao giảm chấn đến năng suất gia công: Khi sử dụng cán dao giảm chấn, vận tốc cắt có thể tăng lên đến khoảng 60 m/phút mà vẫn duy trì độ nhám bề mặt Ra trong giới hạn cho phép (từ 0,8 đến 1,25 μm). Trong khi đó, với cán dao thường, vận tốc cắt tối ưu chỉ khoảng 40 m/phút để đạt chất lượng tương tự.

2. Độ nhám bề mặt cải thiện rõ rệt: Độ nhám Ra trung bình khi gia công thép C45 với cán dao giảm chấn giảm khoảng 15% so với cán dao thường ở cùng vận tốc cắt 50 m/phút. Tương tự, với nhôm 6061 và gang xám, độ nhám giảm lần lượt khoảng 12% và 18%.

3. Giảm rung động và lẹo dao: Biểu đồ so sánh biên độ rung động cho thấy cán dao giảm chấn giảm biên độ rung xuống còn khoảng 40-50% so với cán dao thường, giúp hạn chế hiện tượng lẹo dao và tăng tuổi thọ dụng cụ.

4. Chất lượng ren và độ chính xác hình học: Kiểm tra bằng dưỡng đo ren và máy quét 3D ATOS Blue light cho thấy ren gia công bằng cán dao giảm chấn có biên dạng chính xác hơn, sai số kích thước giảm khoảng 10% so với cán dao thường.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của việc nâng cao năng suất và chất lượng bề mặt khi sử dụng cán dao giảm chấn là do khả năng giảm rung động hiệu quả, từ đó giảm hiện tượng lẹo dao và biến dạng bề mặt. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về ứng dụng cán dao giảm chấn trong gia công tiện, đồng thời bổ sung thêm dữ liệu thực nghiệm cho vật liệu phổ biến tại Việt Nam.

So với các nghiên cứu trước đây tập trung vào ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt, nghiên cứu này mở rộng thêm khía cạnh công nghệ dụng cụ cắt, đặc biệt là cán dao giảm chấn, góp phần nâng cao hiệu quả gia công ren trong. Việc duy trì độ nhám Ra trong khoảng 0,8 – 1,25 μm đảm bảo chất lượng bề mặt phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu lắp ghép.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ mối quan hệ vận tốc cắt – độ nhám bề mặt cho từng loại vật liệu, bảng so sánh biên độ rung động giữa hai loại cán dao, và hình ảnh 3D biên dạng ren để minh họa sự khác biệt về chất lượng gia công.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng cán dao giảm chấn trong gia công ren trong: Các doanh nghiệp cơ khí nên ưu tiên sử dụng cán dao giảm chấn để tăng vận tốc cắt lên khoảng 50-60 m/phút, nâng cao năng suất mà vẫn đảm bảo chất lượng bề mặt. Thời gian áp dụng có thể bắt đầu ngay trong vòng 6 tháng tới.

2. Đào tạo kỹ thuật viên và công nhân vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo về kỹ thuật sử dụng cán dao giảm chấn và điều chỉnh chế độ cắt phù hợp nhằm tối ưu hóa hiệu quả gia công. Chủ thể thực hiện là các phòng đào tạo nội bộ hoặc hợp tác với nhà cung cấp dụng cụ cắt.

3. Xây dựng quy trình gia công chuẩn: Thiết lập quy trình gia công ren trong chuẩn hóa sử dụng cán dao giảm chấn, bao gồm các thông số vận tốc cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt phù hợp với từng loại vật liệu. Thời gian xây dựng quy trình trong vòng 3 tháng.

4. Đầu tư trang thiết bị đo kiểm chất lượng: Trang bị máy đo độ nhám bề mặt và thiết bị kiểm tra ren hiện đại để giám sát chất lượng sản phẩm liên tục, đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật được duy trì ổn định. Chủ thể thực hiện là bộ phận quản lý chất lượng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp cơ khí chế tạo: Nghiên cứu cung cấp giải pháp nâng cao năng suất và chất lượng gia công ren trong, giúp doanh nghiệp cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí bảo trì dụng cụ.

2. Kỹ sư và kỹ thuật viên gia công: Tài liệu giúp hiểu rõ về ảnh hưởng của cán dao giảm chấn và các thông số gia công đến chất lượng bề mặt, từ đó áp dụng hiệu quả trong thực tế.

3. Sinh viên và học viên ngành cơ khí: Luận văn là nguồn tham khảo quý giá cho các môn học về gia công chính xác, công nghệ cắt gọt và thiết kế dụng cụ cắt.

4. Nhà cung cấp dụng cụ cắt: Giúp định hướng phát triển sản phẩm cán dao giảm chấn phù hợp với nhu cầu thị trường Việt Nam, đồng thời hỗ trợ khách hàng tối ưu hóa quy trình gia công.

Câu hỏi thường gặp

1. Cán dao giảm chấn là gì và hoạt động như thế nào?
   Cán dao giảm chấn là loại cán dao có cấu tạo đặc biệt giúp hấp thụ và giảm rung động trong quá trình gia công, từ đó hạn chế lẹo dao và cải thiện chất lượng bề mặt. Ví dụ, trong nghiên cứu, cán dao giảm chấn của hãng Sandvik đã giảm biên độ rung xuống còn khoảng 40-50% so với cán dao thường.

2. Tại sao vận tốc cắt lại ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt?
   Vận tốc cắt ảnh hưởng đến nhiệt độ và lực cắt, từ đó tác động đến biến dạng dẻo của lớp bề mặt. Khi vận tốc cắt quá thấp hoặc quá cao, độ nhám bề mặt tăng do hiện tượng lẹo dao hoặc biến dạng không kịp. Nghiên cứu cho thấy vận tốc cắt tối ưu với cán dao giảm chấn là khoảng 50-60 m/phút.

3. Độ nhám Ra là gì và tại sao chọn chỉ số này để đánh giá?
   Ra là giá trị trung bình số học của độ nhấp nhô trên bề mặt gia công, được sử dụng phổ biến để đánh giá chất lượng bề mặt. Ra có mối quan hệ chặt chẽ với Rz và phù hợp với các tiêu chuẩn gia công ren trong, giúp đánh giá chính xác độ mịn bề mặt.

4. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu cho các loại vật liệu khác không?
   Mặc dù nghiên cứu tập trung vào thép C45, nhôm 6061 và gang xám, nguyên lý giảm rung động của cán dao giảm chấn có thể áp dụng cho nhiều loại vật liệu khác. Tuy nhiên, cần thực hiện thêm thí nghiệm để điều chỉnh thông số gia công phù hợp.

5. Làm thế nào để đo độ nhám bề mặt chính xác?
   Sử dụng máy đo độ nhám chuyên dụng như máy SJ-301 của Mitutoyo, đo trên chiều dài chuẩn và theo tiêu chuẩn TCVN 2511-95. Kết quả đo giúp đánh giá chính xác độ nhám Ra và đảm bảo chất lượng bề mặt gia công.

Kết luận

• Cán dao giảm chấn giúp nâng cao năng suất gia công ren trong trên máy tiện CNC bằng cách cho phép tăng vận tốc cắt lên khoảng 50-60 m/phút mà vẫn đảm bảo chất lượng bề mặt.

• Độ nhám bề mặt Ra giảm trung bình từ 12% đến 18% khi sử dụng cán dao giảm chấn so với cán dao thường, góp phần nâng cao độ chính xác và tuổi thọ chi tiết.

• Rung động trong quá trình gia công được giảm đáng kể, hạn chế hiện tượng lẹo dao và tăng tuổi thọ dụng cụ cắt.

• Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ doanh nghiệp cơ khí và cung cấp tài liệu tham khảo cho ngành gia công chính xác.

• Đề xuất triển khai áp dụng cán dao giảm chấn trong sản xuất, đồng thời đào tạo nhân lực và xây dựng quy trình gia công chuẩn để tối ưu hóa hiệu quả.

Hành động tiếp theo là tổ chức các buổi hội thảo giới thiệu công nghệ cán dao giảm chấn và triển khai thí điểm tại các doanh nghiệp cơ khí trong vòng 6 tháng tới nhằm đánh giá hiệu quả thực tế và mở rộng ứng dụng.

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 LÂM THANH BÌNH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO NĂNG SUẤT KHI GIA CÔNG REN TRONG TRÊN MÁY TIỆN CNC SỬ DỤNG CÁN DAO GIẢM CHẤN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S KC 0 0 4 8 6 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2016 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ************* LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM THANH BÌNH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO NĂNG SUẤT KHI GIA CÔNG REN TRONG TRÊN MÁY TIỆN CNC SỬ DỤNG CÁN DAO GIẢM CHẤN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 / 2016 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ************* LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM THANH BÌNH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO NĂNG SUẤT KHI GIA CÔNG REN TRONG TRÊN MÁY TIỆN CNC SỬ DỤNG CÁN DAO GIẢM CHẤN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 / 2016 Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I.

LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ & tên: Lâm Thanh Bình Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 13/4/1989 Nơi sinh: Quảng Ngãi Quê quán: xã Nhơn Hòa, huyện An Nhơn, tỉnh Bình Định Dân tộc: Kinh Chỗ hiện tại: 137/4 Lê Đình Thám, P. Tân Phú, Tp. HCM Điện thoại: [phone] E-mail: lamthanhbinhspkt@gmail. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1.

Đại học Hệ đào tạo: Đại học chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2007 đến 1/2013 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Ngành học: Công Nghệ Tự Động Tên đồ án tốt nghiệp: Thiết kế, chế tạo khuôn thổi chai Twister 330ml. Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: Khoa cơ khí – Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn: Th.

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 5/2013 Công ty TNHH Đại Châu Nhân viên phòng kỹ thuật 4/2016 Công ty TNHH Elektrim Nhân viên phòng kỹ thuật i 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 chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Học viên (Ký tên và ghi rõ họ tên) Lâm Thanh Bình ii Luan van LỜI CẢM TẠ Qua quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến: Thầy PGS.TS Đỗ Thành Trung - thầy hƣớng dẫn thực hiện luận văn đã tận tình chỉ dạy, tạo điều kiện và động viên em trong suốt quá trình thực hiện. Thầy TS Phạm Sơn Minh và Th.S Trần Minh Thế Uyên đã tận tình giúp đỡ, cũng nhƣ chỉ dẫn em trong quá trình làm thực nghiệm. Quý thầy cô tham gia công tác giảng dạy và hƣớng dẫn em cũng nhƣ lớp cao học kỹ thuật cơ khí 2014B.

Quý thầy, cô giảng dạy tại khoa Cơ khí Chế tạo máy, phòng Đào tạo – bộ phận sau đại học – Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ ngƣời thực hiện trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trƣờng. Kính gửi lời cảm tạ tới BGH trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho cho các học viên tại trƣờng đƣợc học tập và nghiên cứu.

Kính chúc Quý thầy, cô dồi dào sức khỏe. Học viên Lâm Thanh Bình iii Luan van TÓM TẮT Cán dao giảm chấn là một giải pháp hiệu quả về tính kỹ thuật lẫn tính kinh tế cho việc tăng năng suất trong sản xuất. Đối với những chi tiết, linh kiện đòi hỏi việc sử dụng các cán dao dài (6-14 x D) thì cán dao giảm chấn là lựa chọn tối ƣu để gia công giảm rung động nhằm đảm bảo chất lƣợng bề mặt chi tiết. Nâng cao năng suất, nâng cao chất lƣợng bề mặt luôn là vấn đề quan trọng trong gia công cơ khí.

Đề tài: “Nghiên cứu nâng cao năng suất gia công ren trong trên máy tiện CNC sử dụng cán dao giảm chấn”, nghiên cứu và ứng dụng cán dao giảm chấn vào gia công tiện ren trong đối với các vật liệu phổ biến tại Việt Nam. Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, tác giả đã tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cán dao giảm chấn. Tiến hành gia công với vật liệu thép C45, nhôm 6061 và gang xám bằng cán dao giảm chấn, so sánh với cán dao thƣờng. Dựa vào kết quả so sánh tác giả đề xuất sử dụng cán dao giảm chấn cho gia công tiện ren trong nhằm tăng năng suất, chất lƣợng bề mặt.

Đồng thời có thể mở rộng áp dụng cho các loại hình gia công tiện lỗ khác. iv Luan van ABSTRACT A silent tool is an efficient solution in the aspect of technique and economy to increase the productivity in production. Specifically, for details and components required long blades (6-14 x D), the silent tool is the excellent choice to reduce the vibration and ensure the quality of surfaces. Improvement of productivity and quality of surfaces is a crucial factor of mechanical machining.

In the thesis, “Research of Productivity Improvement Internal Thread Machining on CNC Lathe Using Silent Tool”, we focus on applications of the silent tool to the internal thread machining for conventional materials in Vietnam. Within the scope of the thesis, we research the structure and operating principles of a silent tool and we conduct experiments to compare the effectiveness of the silent tool and regular tools. Our experiments are done with materials such as C45 steel, alloy aluminum 6061 and cast iron. Based on the results of the comparison, we propose to use the silent tool for internal thread turning of productivity, which helps to improve the quality of surfaces.

Also, the silent tool may useful for turning other holes. v Luan van MỤC LỤC LÍ LỊCH KHOA HỌC.i LỜI CAM ĐOAN. ii LỜI CẢM TẠ. iv MỤC LỤC.

vi DANH SÁCH CÁC HÌNH. ix DANH SÁCH CÁC BẢNG. xii Chƣơng 1 TỔNG QUAN. Tính cấp thiết của đề tài.

Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã đƣợc công bố. Mục đích của đề tài. Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài. Nhiệm vụ nghiên cứu.

Giới hạn của đề tài. Phƣơng pháp nghiên cứu. Giá trị thực tiễn của đề tài .6 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Cơ sở lý thuyết cắt gọt.

Giới thiệu chung. Khái niệm về chuyển động cắt gọt[1]. Các phƣơng pháp cắt gọt kim loại. Khái niệm về các bề mặt hình thành khi gia công chi tiết.

Khái niệm cơ bản về dụng cụ cắt. Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh[1]. Hiện tƣợng lực cắt[1]. Cơ sở lý thuyết ren.

Khái niệm chung về ren[7]. Ren tam giác hệ Met[14] .17 vi Luan van 2. Một số cách phân loại ren[7]. Các dạng phế phẩm và các phƣơng pháp đo kiểm ren[7].

Cơ sở lý thuyết độ nhám bề mặt. Chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt[3]. Ảnh hƣởng của độ nhám đến khả năng làm việc của chi tiết[3]. Phƣơng pháp đạt độ nhám bề mặt và đánh giá độ nhám bề mặt.

Rung động riêng. Rung động tự kích thích. Cán dao giảm chấn (silent tool) cấu tạo và khả năng giảm chấn. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động[9].

Khả năng chống rung động của cán dao giảm chấn. Ƣu nhƣợc điểm của cán dao giảm chấn. Ứng dụng của cán dao giảm chấn trong sản xuất .56 Chƣơng 3 MÔ TẢ THÍ NGHIỆM. Vật liệu và các dụng cụ thí nghiệm.

Vật liệu mẫu dùng trong thí nghiệm. Máy CNC dùng trong thí nghiệm. Dụng cụ cắt gọt trong thí nghiệm. Dụng cụ đo kiểm trong thí nghiệm.

Mô tả thí nghiệm. Tiến hành thí nghiệm. Gia công trên hai loại cán dao. Kết quả sau khi gia công .75 Chƣơng 4 PHÂN TÍCH & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM.

Kết quả thí nghiệm. Mối quan hệ giữa vận tốc cắt và độ nhám bề mặt.85 Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.99 vii Luan van 5.99 TÀI LIỆU THAM KHẢO .101 viii Luan van DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Hệ thống công nghệ .2: Chuyển động cơ bản khi gia công tiện .3: Các bề mặt hình thành khi gia công chi tiết .4: Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh .5: Lực tác dụng lên dao .6: Các phƣơng lực cắt .7: Quá trình hình thành ren và cắt ren .8: Profile cơ bản của ren tam giác hệ Met .9: Phân loại ren theo mặt cắt của ren .10: Phân loại ren theo hƣớng xoắn.11: Phân loại ren theo số đầu mối .12: Kiểm tra ren bằng thƣớc lá.13: Kiểm tra ren bằng dƣỡng đo ren .14: Kiểm tra ren bằng calip .15: Bề mặt của chi tiết sau khi gia công .16: Chiều cao nhấp nhô bề mặt .17: Ký hiệu độ bóng theo Ra và Rz .18: Ảnh hƣởng của Ra đến độ mòn U của chi tiết .19: Ảnh hƣởng đến tính chống mài mòn .20: Ảnh hƣởng đến độ bền mỏi .21 : Ảnh hƣởng đến tính chống ăn mòn hóa học .22: Ảnh hƣởng đến độ chính xác lắp ghép .23: Ảnh hƣởng chiều dày cắt a và bề rộng cắt b đến tần số dao động f và biên độ dao động A khi tiện.24 : Ảnh hƣởng của tốc độ cắt V và góc trƣớc đến biên độ dao động A khi tiện.25 : Lẹo dao ổn định và lẹo dao chu kỳ .39 ix Luan van Hình 2.26 : Rung động tự kích thích do hiệu ứng tái sinh .27: Mô tả rung động tự kích thích không tái sinh .28: Mô tả rung động tự kích thích không tái sinh .29 : Ảnh hƣởng của hƣớng lực cắt đến rung động của máy .30 : Ảnh hƣởng của độ mềm dẻo phôi đến chiều sâu cắt tới hạn khi tiện .31 : Ảnh hƣởng của b đến A .32 : Ảnh hƣởng của S đến A. Ảnh hƣởng của V đến A .34 : Sự phụ thuộc của chiều rộng cắt tới hạn vào góc điều chỉnh tới hạn.35 : Ảnh hƣởng của góc nghiêng của quá trình cắt.36 : Sự phụ thuộc của chiều sâu cắt tới hạn vào thời gian cắt của dao.37 : Ảnh hƣởng của chiều sâu cắt và bán kính đỉnh dao 48 đến hƣớng của lực cắt động lực học.39 : Cán dao carbide cƣờng lực .40 : Cán dao giảm chấn .41 : Mối liên hệ bán kính lƣỡi dao và lực cắt .42 : Thoát phoi trong quá trình tiện lỗ .43: Cấu tạo cán dao giảm chấn .44: Đồ thị thể hiện rung động giữa cán dao thƣờng và cán dao giảm chấn .45: Linh kiện thông dụng .