BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM TRƯỜNG GIANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ CẮT ĐẾN HÌNH DẠNG PHOI CỦA QUÁ TRÌNH TIỆN TRỤ NGOÀI BẰNG MÁY CNC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 0 4 7 3 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 Luan van TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA THUẬT VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI ----------------------------- HỌC ------------------------------------ Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày … tháng … năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: PHẠM TRƯỜNG GIANG Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: 11/07/1990 Nơi sinh: Tp. Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí MSHV: 138520103008 Khóa: 2013B Mã ngành: I. NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ CẮT ĐẾN HÌNH DẠNG PHOI CỦA QUÁ TRÌNH TIỆN TRỤ NGOÀI BẰNG MÁY CNC.
Khái quát lý thuyết về cắt gọt kim loại, CNC. Tìm hiểu lý thuyết về quá trình hình thành phoi. Thí nghiệm xác định hình dạng phoi khi gia công với dụng cụ cắt gọt là miếng Insert hãng SANDVIK (CNMG 120408 – WMX4325). Thí nghiệm xác định hình dạng phoi với các thông số: vận tốc cắt vc (m/phút), lượng chạy dao fn (mm/vòng) và chiều sâu cắt ap (mm).
Phân tích, tìm ra được vùng cắt gọt tương ứng với từng dạng phoi cụ thể. NGÀY GIAO ĐỀ TÀI. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS.PHẠM SƠN MINH i Luan van CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM KHOA BỘ MÔN QUẢN LÝ Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được hội đồng chuyên ngành thông qua.
Ngày … tháng … năm … Phòng đào tạo sau đại học Khoa cơ khí chế tạo máy ii Luan van CÔNG TRÌNH ĐÃ HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Cán bộ chấm nhận xét 1: Cán bộ chấm nhận xét 2: Luận văn được bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT Ngày … tháng … năm … iii Luan van LỜI CẢM TẠ Qua quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, học trò 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, thầy ThS. Trần Minh Thế Uyên, thầy ThS.
Huỳnh Đỗ Song Toàn, thầy ThS. Nguyễn Văn Sơn đã tạo điều kiện và động viên học trò trong suốt quá trình thực hiện. Quý thầy, cô đã tham gia công tác giảng dạy, hướng dẫn học trò và các thành viên trong lớp Cao học chuyên ngành Cơ khí Máy khóa 2013B trong toàn bộ khóa học. Quý thầy, cô giảng dạy tại khoa Cơ khí Chế tạo máy, 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 tạ tới BGH trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho các học viên tại trường được học tập và nghiên cứu. Kính chúc Quý thầy, cô dồi dào sức khỏe.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2015. Học viên Phạm Trƣờng Giang iv 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. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2015.
Học viên Phạm Trƣờng Giang v Luan van TÓM TẮT Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng của thông số cắt đến hình dạng phoi của quá trình tiện thô trụ ngoài bằng máy CNC” được tiến hành nghiên cứu và thí nghiệm tại Đại học sư phạm kỹ thuật TPHCM. 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 quát các khái niệm, kiến thức cơ bản về CNC - Tìm hiểu về quá trình hình thành phoi. - Xác định hình dạng phoi với các thông số: vận tốc cắt vc (m/phút), lượng chạy dao fn (mm/vòng) và chiều sâu cắt ap (mm). - Tìm ra được vùng cắt gọt tương ứng với từng dạng phoi cụ thể.
Học viên Phạm Trƣờng Giang vi Luan van ABSTRACT Thesis: "Research the effect of cutting parameters to chip shape the process turning rough outer cylindrical CNC machine" is conducting research and experiments in University City pedagogical techniques. Subjects solved the following issues: - Systemize the theoretical basics of metal cutting - Overview of concepts, basic knowledge of CNC - Learn about the formation of shavings. - Identification chip shape with parameters: cutting speed vc (m/min), feed fn (mm/round) and depth of cut ap (mm). - Find out the cutting corresponding to the specific form of shavings.
Author Phạm Trƣờng Giang vii Luan van MỤC LỤC A. PHẦN GIỚI THIỆU Trang bìa Quyết định giao đề tài Xác nhận của cán bộ hướng dẫn LÝ LỊCH KHOA HỌC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ.i LỜI CẢM TẠ .iv LỜI CAM ĐOAN .vi MỤC LỤC. viii DANH MỤC HÌNH VẼ .xii DANH MỤC BẢNG BIỂU. PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.
Tổng quan về hướng nghiên cứu. Các kết quả nghiên cứu trong nước. Các công trình nghiên cứu ngoài nước. Mục đích của đề tài.
Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn của đề tài. Nhiệm vụ của đề tài. Giới hạn của đề tài. Hướng nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu. Giá trị thực tiễn của đề tài. Giới thiệu thiết bị thí nghiệm trong đề tài. 5 viii Luan van 1.
Máy tiện CNC Maxxturn 65. Dụng cụ cắt gọt. 11 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI. Những khái niệm và định nghĩa cơ bản.
Chuyển động trong quá trình cắt gọt. Các phương 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.
Các mặt phẳng cơ bản của dao cắt kim loại. Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh. Thông số hình học của dao trong quá trình cắt. Sự thay đổi giá trị các góc và 1 khi gá trục dụng cụ cắt không thẳng góc với đường tâm chi tiết.
Sự thay đổi giá trị các góc khi mũi dao gá không ngang tâm máy. Sự thay đổi giá trị các góc dao khi có thêm chuyển động phụ. Các thông số của lớp kim loại bị cắt. Quá trình tạo phoi trong gia công cắt gọt.
Quá trình tạo phoi trong gia công cắt gọt. Quá trình hình thành phoi. Sự co rút của phoi. 34 ix Luan van CHƢƠNG 3: LÝ THUYẾT VỀ XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM.
Cơ sở lý thuyết về xác suất và đánh giá kết quả quan sát. Biến cố ngẫu nhiên và xác suất. Đại lượng ngẫu nhiên. Phương sai.
Sai số ngẫu nhiên và đáng giá kết quả quan sát. Khái niệm sai số ngẫu nhiên. Luật phân phối chuẩn. Xác định phương sai theo các dữ kiện thí nghiệm.
Phương pháp bình phương nhỏ nhất. Xử lý số liệu quan sát thực nghiệm. Lựa chọn dạng phương trình thực nghiệm. Xác định giá trị tham số (Hệ số hồi qui).
Phương pháp xấp xỉ đều. Phương pháp xấp xỉ theo những điểm lựa chọn riêng biệt. Phương pháp xấp xỉ trung bình. Phương pháp bình phương nhỏ nhất.
Qui hoạch thực nghiệm. Nội dung cơ bản của qui hoạch thực nghiệm. Thông số thực nghiệm. Phương sai lặp lại.
Khoảng tin cậy và xác xuất tin cậy. Kiểm tra giả thuyết thống kê. Phân tích tương quan và hồi qui. Phân tích tương quan.2 Phân tích hồi qui.
Qui hoạch thực nghiệm yếu tố từng phần. 59 CHƢƠNG 4: BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM. Bố trí thí nghiệm. Tiến hành thí nghiệm.
Giai đoạn chuẩn bị. Những chú ý trong quá trình thí nghiệm. Kết thúc thí nghiệm. Kết quả thu được.
69 CHƢƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ NHẬN XÉT. Xử lý số liệu. Phân tích các biểu đồ hình dạng phoi. 83 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN.
Kết quả đạt được:. Hướng phát triển của đề tài:. 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 86 xi Luan van DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.2: Các thành phần trong máy tiện Maxxturn 65.3: Hộp 10 mảnh hợp kim CNMG 120408 – WMX4325.4: Mảnh hợp kim CNMG 120408 – WMX4325.5: Thông số chế độ cắt của mảnh insert.1: Chế độ cắt gọt.2: Các phương pháp cắt gọt kim loại.3: Các bề mặt hình thành khi gia công chi tiết.4: Cấu thành các dụng cụ cắt cơ bản từ dao tiện.5: Kết cấu của dao tiện ngoài.6: Mặt phẳng cơ bản của dao cắt kim loại.7: Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh.8: Sự thay đổi góc và 1.14: Thông số lớp kim loại bị cắt.15: Quan sát sự thoát phoi.16: Quá trình hình thành phoi.19: Sự co rút của phoi.21: Đánh giá phoi.1: Đồ thị hàm tuyến tính.1: Gá phôi và gá mảnh insert.2: Mảnh Insert thí nghiệm.3: Cách lấy phoi sau khi tiện.4: Mẫu phôi sau khi tiện thô.5: 64 mẫu thí nghiệm để tính toán.6: Mẫu thí nghiệm thu được.1: Hình dạng phoi thực tế với vc = 230 m/min.
77 xii Luan van Hình 5.2: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 230 m/min.3: Hình dạng phoi thực tế với vc = 280 m/min.4: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 280 m/min.5: Hình dạng phoi thực tế với vc = 330 m/min.6: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 330 m/min.7: Hình dạng phoi thực tế với vc = 380 m/min.8: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 380 m/min.9: Sự khác biệt giữ fn = 0.10: Sự khác biệt giữ ap = 2 mm và ap = 3 mm.11: Biểu đồ hình dạng phoi với fn = 0.12: Biểu đồ hình dạng phoi với fn = 0. 84 xiii Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng đánh giá phoi.1: Các mức thí nghiệm .2: Bảng bố trí thí nghiệm với vc = 230 m/phút và vc = 280 m/phút.3: Bảng bố trí thí nghiệm với vc = 330 m/phút và vc = 380 m/phút.1: Bảng đánh giá thí nghiệm với vc = 230 m/min và vc = 280 m/min.2: Bảng đánh giá thí nghiệm với vc = 330 m/min và vc = 380 m/min. 76 xiv Luan van CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về hƣớng nghiên cứu.
Hiện nay, giá thành sản phẩm cơ khí khá cao, do vậy những người làm công nghệ phải thường xuyên quan tâm làm cách nào để giảm chi phí cho một đơn vị sản phẩm, việc tính toán và chọn chế độ gia công hợp lý cho hệ thống công nghệ tại Việt Nam phải đáp ứng được yêu cầu đó. Trong ngành cơ khí, gia công cắt gọt kim loại là công đoạn chính và quan trọng của hệ thống sản xuất.