Nghiên cứu chất lượng bề mặt gia công thép không gỉ austenitic SUS XM7

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài

1.3. Mục đích nghiên cứu

1.4. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Nhiệm vụ nghiên cứu

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Giá trị thực tiễn của đề tài

1.7. Kết cấu của luận văn

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TỐC ĐỘ CAO

2.1. Lịch sử hình thành

2.2. Những nhân tố kinh tế và kỹ thuật của gia công tốc độ cao

2.3. Lĩnh vực áp dụng HSM

2.4. Thuận lợi của HSM

2.5. Các thông số ảnh hưởng đến HSM

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Khái niệm chất lượng bề mặt gia công

3.2. Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến bề mặt gia công

3.2.1. Thông số hình học của dụng cụ cắt

3.2.2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt

3.2.3. Ảnh hưởng của lượng chạy dao

3.2.4. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt

3.2.5. Ảnh hưởng của vật liệu gia công

3.2.6. Ảnh hưởng của rung động hệ thống công nghệ

3.3. Lựa chọn phương pháp thực nghiệm và mô hình thực nghiệm

3.3.1. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm

3.3.1.1. Tổng quan về phương pháp

3.3.1.2. Những khái niệm cơ bản của quy hoạch thực nghiệm

3.3.2. Lý thuyết phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

3.3.2.1. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm

3.3.2.2. Quy hoạch tuyến tính (quy hoạch trực giao cấp I)

3.3.2.3. Quy hoạch phi tuyến tính (quy hoạch trực giao cấp II)

4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ THỰC NGHIỆM

4.1. Điều kiện thực nghiệm

4.2. Dụng cụ cắt

4.3. Vật liệu thực nghiệm (thép không gỉ SUS XM7 - JIS G4303)

4.3.1. Miền giới hạn thực nghiệm

4.3.1.1. Vận tốc cắt Vc (m/phút)

4.3.1.2. Chiều sâu cắt t (mm)

4.3.1.3. Lượng chạy dao fz (mm/răng)

4.4. Ma trận thí nghiệm

4.5. Kết quả thực nghiệm

4.6. Đánh giá kết quả và đưa ra thông số tối ưu

4.6.1. Ứng dụng phần mềm Matlab R2010b để tìm cực trị hàm đa biến

4.6.2. Khảo sát cực trị của hàm hồi quy

4.6.3. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt và lượng chạy dao đến nhám bề mặt

4.6.4. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt và vận tốc cắt đến nhám bề mặt

4.6.5. Ảnh hưởng của lượng chạy dao và vận tốc cắt đến nhám bề mặt

4.6.6. Kiểm chứng kết quả bằng thực nghiệm

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về đề tài nghiên cứu

Đề tài "Xác định chất lượng bề mặt gia công tốc độ cao thép không gỉ austenitic SUS XM7" được thực hiện nhằm nâng cao chất lượng bề mặt của chi tiết gia công trong ngành công nghiệp ô tô. Chất lượng bề mặt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của sản phẩm. Thép không gỉ SUS XM7 được chọn do khả năng chống ăn mòn cao, phù hợp với môi trường làm việc khắc nghiệt. Nghiên cứu này không chỉ tập trung vào việc cải thiện bề mặt gia công mà còn tìm kiếm các thông số tối ưu trong quá trình gia công tốc độ cao. Việc áp dụng công nghệ gia công tốc độ cao (HSM) giúp tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất, đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm. Từ đó, nghiên cứu này có thể cung cấp những thông tin hữu ích cho các doanh nghiệp trong ngành chế tạo ô tô.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Gia công tốc độ cao đã trở thành công nghệ chủ chốt trong ngành gia công cơ khí chính xác. Việc sử dụng vật liệu SUS XM7 trong sản xuất linh kiện ô tô, đặc biệt là chi tiết EGR Valve, yêu cầu độ nhám bề mặt rất cao. Nếu bề mặt chi tiết không đạt yêu cầu, sẽ dẫn đến hư hỏng và khó khăn trong việc sửa chữa. Do đó, nghiên cứu này nhằm xác định các thông số công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt và tìm ra miền chế độ cắt tối ưu, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

1.2 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu

Nghiên cứu về chất lượng bề mặt trong gia công tốc độ cao đã được nhiều tác giả quan tâm. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt có ảnh hưởng lớn đến độ nhám bề mặt. Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu tập trung vào thép không gỉ SUS XM7. Do đó, đề tài này sẽ bổ sung vào kho tàng kiến thức hiện có và mở ra hướng nghiên cứu mới cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp chế tạo.

II. Tổng quan về phương pháp gia công tốc độ cao

Gia công tốc độ cao (HSM) là một phương pháp gia công hiện đại, sử dụng tốc độ cắt cao hơn nhiều so với phương pháp truyền thống. Công nghệ gia công này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng bề mặt của sản phẩm. HSM được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ chế tạo ô tô đến hàng không. Các thông số như tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt đều có ảnh hưởng lớn đến kết quả gia công. Việc lựa chọn đúng các thông số này là rất quan trọng để đạt được đặc tính cơ học tốt nhất cho sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến HSM và đưa ra các khuyến nghị cụ thể cho việc gia công thép không gỉ SUS XM7.

2.1 Lịch sử hình thành

Gia công tốc độ cao đã có lịch sử phát triển từ những năm 1930. Friedrich Krupp A. đã cấp bằng sáng chế cho phương pháp gia công kim loại với tốc độ cắt cao. Theo lý thuyết của Salomon, HSM được định nghĩa là gia công với tốc độ cắt nhanh hơn từ 5 đến 10 lần so với phương pháp truyền thống. Ngày nay, HSM không chỉ đơn thuần là tốc độ cắt cao mà còn bao gồm nhiều yếu tố như thiết bị, dụng cụ cắt và quy trình gia công. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả gia công và nâng cao chất lượng bề mặt.

2.2 Những nhân tố kinh tế và kỹ thuật của gia công tốc độ cao

Sự cạnh tranh trong ngành công nghiệp đang thúc đẩy nhu cầu về các phương pháp gia công hiệu quả hơn. HSM đáp ứng được yêu cầu này bằng cách giảm thời gian sản xuất và chi phí. Sự phát triển của vật liệu mới cũng đòi hỏi các phương pháp gia công tiên tiến hơn. HSM cho phép gia công các vật liệu khó như thép không gỉ SUS XM7 với độ chính xác cao, từ đó nâng cao tính năng và độ bền của sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra những lợi ích kinh tế và kỹ thuật của HSM trong việc gia công thép không gỉ.

III. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu này tập trung vào mối quan hệ giữa các thông số công nghệ và chất lượng bề mặt. Các yếu tố như tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt đều có ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt của sản phẩm. Nghiên cứu sẽ phân tích các thông số này và đưa ra các mô hình lý thuyết để dự đoán chất lượng bề mặt trong quá trình gia công. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình gia công và nâng cao hiệu quả sản xuất. Đặc biệt, nghiên cứu sẽ chỉ ra cách mà các thông số này tương tác với nhau để đạt được đặc tính cơ học tốt nhất cho thép không gỉ SUS XM7.

3.1 Khái niệm chất lượng bề mặt gia công

Chất lượng bề mặt gia công được định nghĩa qua các thông số như độ nhám, độ bóng và hình dạng bề mặt. Độ nhám bề mặt là yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng đến khả năng chịu mài mòn và độ bền của sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc xác định các thông số ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt trong gia công tốc độ cao thép không gỉ SUS XM7. Việc cải thiện chất lượng bề mặt không chỉ giúp nâng cao hiệu suất sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa.

3.2 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến bề mặt gia công

Các thông số công nghệ như tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt đều có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt. Tốc độ cắt cao thường dẫn đến độ nhám bề mặt thấp hơn, trong khi lượng chạy dao và chiều sâu cắt cũng cần được điều chỉnh để đạt được kết quả tối ưu. Nghiên cứu sẽ phân tích mối quan hệ giữa các thông số này và đưa ra các khuyến nghị cụ thể cho việc gia công thép không gỉ SUS XM7.

Luận văn thạc sĩ về chất lượng bề mặt gia công thép không gỉ austenitic SUS XM7