Nghiên cứu chế độ cắt phù hợp khi gia công bề mặt phức tạp với vật liệu thép skd11 trên máy phay cnc 3 trục sử dụng creo 2 0

Nghiên cứu chế độ cắt tối ưu khi gia công bề mặt phức tạp với thép SKD11 trên máy phay CNC 3 trục sử dụng Creo 2.0, đảm bảo hiệu quả và độ chính xác cao.

• Người hướng dẫn: Ths. Trần Văn Trọn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
• Đề tài: Nghiên cứu chế độ cắt phù hợp khi gia công bề mặt phức tạp với vật liệu thép SKD11 trên máy phay CNC 3 trục sử dụng Creo 2.0
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp trường
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa chế độ cắt khi gia công bề mặt phức tạp với vật liệu thép SKD11 trên máy phay CNC 3 trục sử dụng phần mềm Creo 2.0. Thép SKD11 là vật liệu phổ biến trong sản xuất khuôn dập, và việc xác định chế độ cắt phù hợp ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt và hiệu quả gia công. Đề tài này nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn trong ngành cơ khí, đồng thời cung cấp hướng dẫn sử dụng Creo 2.0 cho sinh viên và kỹ sư.

1.1. Tính cấp thiết

Thép SKD11 được sử dụng rộng rãi trong sản xuất khuôn dập, nhưng việc xác định chế độ cắt tối ưu vẫn còn dựa nhiều vào kinh nghiệm. Điều này dẫn đến sự không đồng nhất trong chất lượng bề mặt và hiệu quả gia công. Nghiên cứu này đưa ra phương pháp khoa học để tối ưu hóa quá trình cắt, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu sai sót.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định chế độ cắt phù hợp cho thép SKD11, sử dụng dao phủ TiAIN, và hướng dẫn sử dụng phần mềm Creo 2.0 để lập trình gia công. Kết quả nghiên cứu sẽ được ứng dụng trong thực tiễn sản xuất và giảng dạy.

II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết về gia công CNC và tối ưu hóa chế độ cắt. Phần mềm Creo Parametric được sử dụng để mô phỏng và lập trình gia công. Các bước thực hiện bao gồm tạo mô hình 3D, thiết lập chế độ cắt, và mô phỏng quá trình gia công. Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, sử dụng máy phay CNC 3 trục để kiểm chứng kết quả.

2.1. Giới thiệu Creo Parametric

Creo Parametric là phần mềm CAD/CAM được phát triển bởi PTC, hỗ trợ thiết kế và gia công cơ khí. Phần mềm này cho phép người dùng tạo mô hình 3D, lập trình gia công, và mô phỏng quá trình cắt. Trong nghiên cứu này, Creo 2.0 được sử dụng để tối ưu hóa quá trình gia công bề mặt phức tạp.

2.2. Phương pháp tối ưu hóa chế độ cắt

Phương pháp tối ưu hóa dựa trên việc điều chỉnh các thông số như tốc độ cắt, lượng ăn dao, và chiều sâu cắt. Các thông số này được xác định thông qua thực nghiệm và phân tích kết quả gia công. Phần mềm Creo 2.0 hỗ trợ mô phỏng và đánh giá chất lượng bề mặt trước khi thực hiện gia công thực tế.

III. Ứng dụng và kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã ứng dụng thành công Creo 2.0 để lập trình gia công bề mặt phức tạp của chân vịt tàu thủy bằng thép SKD11. Kết quả cho thấy việc tối ưu hóa chế độ cắt giúp cải thiện đáng kể chất lượng bề mặt và giảm thời gian gia công. Các thông số tối ưu được xác định bao gồm tốc độ cắt 60-70 m/phút, lượng ăn dao 0.016 mm/răng, và chiều sâu cắt 0.19 mm.

3.1. Kết quả gia công

Kết quả gia công cho thấy bề mặt đạt độ nhám Ra từ 0.781 đến 0.835 µm, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Việc sử dụng dao phủ TiAIN và chế độ cắt tối ưu giúp giảm thiểu mài mòn dao và kéo dài tuổi thọ dụng cụ.

3.2. Đánh giá độ nhám bề mặt

Độ nhám bề mặt được đo bằng máy đo Mutitoyo SJ-210. Kết quả đo cho thấy sự đồng nhất và ổn định trong chất lượng bề mặt. Phương pháp đo độ nhám được thực hiện theo tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo độ chính xác và tin cậy.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc tối ưu hóa chế độ cắt khi gia công bề mặt phức tạp với thép SKD11 trên máy phay CNC 3 trục. Kết quả nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ ngành cơ khí Việt Nam trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.

4.1. Kết luận

Nghiên cứu đã xác định được chế độ cắt tối ưu cho thép SKD11, đồng thời cung cấp hướng dẫn chi tiết về sử dụng Creo 2.0 trong gia công CNC. Kết quả gia công đạt độ nhám bề mặt theo yêu cầu kỹ thuật, chứng minh tính khả thi của phương pháp.

4.2. Kiến nghị

Để phát huy hiệu quả của nghiên cứu, cần tiếp tục ứng dụng phương pháp này trong các dự án sản xuất thực tế. Đồng thời, cần đào tạo và nâng cao kỹ năng sử dụng phần mềm Creo Parametric cho kỹ sư và sinh viên ngành cơ khí.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYÊTT. ch HH HH 9 1.1 Giới thiệu Creo DarametrlC 2. các nh HT HH HH HH vệ 9 1.1 Giới thiệu hãng sản xuất PTC .2 Giới thiệu Creo Jaram€triC 2.c cccc tn tr ghinhư 1.2 Tông quan các bước thực hiện tạo chương trình gia công trên Creo 2.1 Tao m6 hinh gia CONG 0.3 Tao CHUAN Bia COMB sscsrersensenensseeervsasneneaennaaeanpsetscseronssseranteseeseeeeeeeeetinnes 20 1.254 Tao May Bid CONG ricscsrsnsnscccensniesessrscoranrovrsaneerneneesxareennenserenesnipenenmteesdeeee 22 12.5 Tạo ngUYÊN: CÔN nsnnu2pui00 d01010 n0 0a 011001A9380408880 06 23 CHUONG 2: UNG DUNG CREO 2.0 TAO CHUONG TRINH GIA CONG CHO BE MAT PHUC TAP (BE MAT CANH QUAT CUA CHAN VIT TAU THUY).1 Quy trình gia công chân vịt tàu thủy trong thực FT.1 Quy gia công chân vịt lâu cỡ vừa Và nHÓ,,,.2 Quy gia công chân vịt Lâu Cỡ lỚN. cuc cv sieuà at 28 s2 rrrrrrrrrrrririe 28 2.2 Các bước thực hiện gia công bê mật phức tp.1 Chọn dỗi tượng, gÌa CÔN,.

cuc SỈ HH hư ung gi 28 r8 .3 Chọn dụng Cụ CẮ. tt nh HH 21215 rrreereve 29 2.4 Chọn phôi gia công.5 Chỉ tiết cần gia công 2.6 Tính toán các chế độ cắt theo các thông số chế độ cất của nhà sản xuất .7 Sử dụng creo 2.0 tạo chương trình gia công cho chỉ tiết.8 Tién hành gia công CHUONG 3: CHE TAO BO GA VA TIEN HANH BO .1 Tìm hiểu về dộ nhám bể mật. tt 2c ng erereerrerese.1 Độ nhám bể mặt là gÌ?. s2 tt HH ng ng He gen 34 3.2 Khi nào dùng Ra, khi nào dùng Ñz.

uc nu HH ho rhie 34 3.2 Tim hiểu về dụng cụ đo độ nhám 1108.1 Cầu tạo máy SJ-2Ú. sec tk TH H1 210 1n xe 35 3,2.2 Nguyên tắc hoại động của máy đo Mutitoyo SJ-210 3.3 Cách sử dụng máy đo Mutiloyo S]-2 ]Ú. ch HH Hi 37 3.3 Ứng dụng creo dễ thiết kế và gia công dỗ gá đO.1 Mô BÌNH Õ ae ng Hinh AhH HHh Ho 040168110130 20011010048304A18814601110<111rl 40 3.2 TÍNH: TỰ ỦỦ kurnsaennbatdteiEDESAEDIG1EEĐRG0IA4038001 05g84 ĐỊLe GIENS.24413800123042435E1830pA8Srsd 40 lô anh ẽố .5 Xử lý dữ liệu đo, đánh giá kết quả và nhận xéL.sccszxceccvrreererrertrtie 41 CHUONG 4: KET LUAN VA KIN NGHI ccccccccccsessesssesssssssssssessssssssesssensensessssseessecsesseese 49 4.1 Nhận xét và dánh BÌ. ch th HH HH nh h1 Hà HH hư Hieu 49 4.2 Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO cả.

cv, 6 chia, 5Ö DANH MỤC HÌNH ẢNH Hinh 1.1: Module thiét ké trong Creo Parametric 2.2: Module lap rap trong Creo Parametric 2.3: Module mô phỏng trong Crco Parametrie 2.4: Module phan tích trong Creo Parametri€ 2. chHH 2xcsece 11 Hinh 1.5: Module xuat bản vẽ trong Creo Parametrie 2.6: Module gia công trong Creo Parametri€ 2. cu cv k2 ngư 12 Hình 1.7: Module tách khuôn trong Creo Parametri€ 2.8: Chọn chỉ tiết gia công .9: Thiết lập thư mục làm viỆc.-s 222211 TH 20H t0 12 xe 14 Hình 1.10: Mở môi trường gia công,. nh HH HH th 10114.11: Chọn đơn vị cho file gia công,.12: Giao diện môi trường gia CÔNĐ.

ch HH1 101 1211121821214 11 xe re 16 Hình 1.13: Dua chi tiét vao mi trong gia CONG ones cceccascesceseeceseseeesaseecssnsecssnseesensees 16 Hình 1.14: Lắp chỉ tiết vào môi trường gia CONG.15: Tạo phôi gia công.16: Giao diện giả CÔN. HH HH pH re 20 Hinh 1.17: Tạo chuẩn FAP WIND .18: Tạo máy giả CÔng. vi ch HH HH HH HH HH HH Hàn Ha.1: Mái chân vịt Lâu thỦY. chư HH HH HH 0g ng.2: Chân vịt tàu thủy của mô hình.

«cuc HH HH HH ườn 28 Hinh 2.3: hình scan cúa chân vịt tàu thủy mô hÌnh. «ca cv nh.4: Mô hình chân vịt tàu thủy mô hình ,29 Hình 2.5: Dao endinill phủ TAÏN sisssssesessnnndrnin 1201018 Lïn8001011138101031ã/35101117000104110115: 29 Hình 2.6; Dao ballmill phú TA |N su. uc cu khen Ho ng 29 ID No o0 nh ố.8: Mô hình gía công mẫu 3 chỉ tiết Hình 2.9: Mô hình gia công thô, tỉnh của 3 chỉ LIẾU. Hình 2,10: Hình ảnh sau khi pha tho bing dao END MIILI.11: Hình anh sau khi gia công tỉnh bằng dao BALL MILL 10mm.1: Độ nhám bể mặt gia công dược phóng đại lên nhiều lần.2: Hinh ảnh máy đo độ nhám SJ-2 lŨ.3: Màn hình hiển thị khi đầu do bắt dầu đo.4: Mản hình hiển thị giá trị độ nhám của bề mặt.5: Cách đo độ nhám cho những bề mặt don giản.6: Cầu tạo của dé gd (phan giữ chỉ tiếU.

se 12201 1x rereerrue 38 Hinh 3.7: Cấu tạo của đỗ ga (phần giữ đầu đo).8: Cầu tạo của đỗ gá (phần giữ đầu do).cu c1 nguy 39 Hình 3.9: Quá trình do độ nhám bể mặt chỉ tiết.10: 6 vị trí đo trên chỉ tiếL. cà 22 x 21112211 2211 0211E71x 1tr Hee 41 Hình 3.11: Biểu dỗ thể hiện gia trị độ nhám của các chỉ tiẾC.12: Biểu đồ thê hiện giá trị dộ nhám ở 5 chế độ cắt khác nhau. DANH MUC BANG BIEU Bang 2.1: Thông số chế độ cắt khi phá thô với dạo endmill .2: Thông số chế độ cắt khi gia công tỉnh với dao ballmiÌ.3: Bảng thông số chế độ cắt khi gia công với 5 vận tốc cắt khác nhau.1: Bảng thông sO cp dé mam ba Mat ee eecceececseeecssssecssvesssrcesessereesesvcessnveeeees 35 Bảng 3.2: Giá trị trung bình độ nhám bể mặt của cdc chi 1i&t gia CONY cesses 45 DANH MUC TU VIET TAT CAD — Computer Aided Design PLM— Product Lifecycle Management CNC — Computer Numerical Control 5 — Spindle speed F—Cut feed ¢— Depth of cut 6. - - - BM OST, Thang tìn kết guả nghiên cúu TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM KY THUAT CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM THANH PHO HO CHI MINH Độc lập - Tự đo - Hạnh phúc DON VI Tp.

ngày 28 tháng 10 năm2015 THÔNG TIN KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU 1, Thông tin chung: - Tên để tài: Nghiên cứu chế độ cắt phủ hợp khi gia công bé mặt phức tạp với vật liệu thép SKDIIT trên máy phay CNC 3 trục sử dung creo 2.0 ~ Mã số: T20 15-02 - Chủ nhiệm: ThS.Tran Văn Tron - Cơ quan chủ trí: Dại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 12 tháng 2. Mục tiêu: Tìm ra được thông số chế độ cắt phù hợp khi gia công trên vật liệu thép SKDII với dao cắt được phủ TIAIN. Tính mới và sang tao: - Đưa ra ảnh hưởng của chế dé cdt dén độ nhám bề mặt khi gia công bể mặt phức tạp - Tiến hành gia công bễ mật phức tạp ở tốc độ cao 4. Kết quả nghiên cứu: - Tài liệu hướng dẫn sử dụng các chu trình gia công phay thông dụng trong Creo 2.0 - Đưa ra thông số chế độ cắt tỗi ưu khi gia công bể mặt phức lap trên vật liệu thép SKDI] 5.

Sản phẩm: - Hiệu quả về mặt kinh tế: cung các cho các nhà sản xuất cơ khí ở Việt Nam chế độ cắt tối ưu khí gia cũng vật này - Hiệu quả giáo dục: cung cấp cho sinh viên ngành chế tạo máy tài liệu hướng dẫn sử dụng phan mém Creo 2.0 dé lap tinh gia công hữu ích 6, Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và kha năng áp dụng: - Chuyên giao các thông số chế độ cắt, san phim cho TT Công Nghệ Cao ~ Làm tài liệu tham khảo phục vụ cho đảo tạo ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí ,ẹ. Don vi Chú nhiệm đề tài thy, hava te (ký, họ và tên) ị gle — ` o © MO DAU 1.1 TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC a. Ngoài nước: Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình gia công đến chất lượng của bề mặt đối với vật liệu thép SKDI1 được tiến hành khả phổ biến. Sau đây là một số công trình nghiên cứu ở nước ngoài: 1.

Study on surface grind-hardening of SKDII hardened steel. Surface finishing of SKDII Tool steel via Plasma Based Electron beam Irradiation. Determination of Optimal Parameters for SKD11 CNC Turning Process. Chorng-Jyh Tzeng: Yung-Kuang-Yang; 4.

Analysis on Cracking of SKD1I1 Die steel. Li-Shu-Hua; Zhang-Qing-Bo; Liao-Wen- Zhong; b. Trong nước: Hiện tại các công ty sản xuất cơ khí ở Việt Nam khi gia céng thép SKD11 trên máy phay CNC thì các thông số gia công có được nhờ dựa vào kinh nghiệm được đúc kết trong quá trình sản xuất. Do đó khi để tài này được hoàn thành thì sẽ một phần nào cung các cho các nhả sản xuất cơ khí ở Việt Nam chế độ cắt tối ưu khi gia công vật liệu này.

Ngoài ra để này được hoàn thành cũng sẽ cung cấp cho sinh viên ngành chế tạo máy tài liệu hướng dẫn sử đụng phần mềm Creo 2.0 đễ lập trình gia công hữu ích.2 TINH CAP THIET CUA ĐỂ TÀI Vật liệu thép SKI)1] hiện đang được sử dụng rất thông dụng trong chế tạo khuôn ép và khuôn dập. Thông số chế độ cắt ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả trong quá trình gia công khuôn cũng như ảnh hưởng đến các thông số của bề mặt gia công như: cơ tính, độ nhám, ứng suất dư,. Do đó việc xác định thông số chế độ cắt phủ hợp cho vật liệu thép SKDIT là một vấn để cấp thiết chính vỉ vậy mà dễ tải: “Nghiên cứu chế độ cắt phủ hợp khi gia công bề mặt phức tạp với vật liệu thép SKDII trên máy phay cnc 3 trục sử dụng reo 2.0” được chọn thực hiện dễ giái quyết phần nảo những vẫn dễ liên quan dến chế độ cắt trong quá trình gia công.3 MỤC TIỂU ĐẼ TÀI - Tim ra duge thông số chế dộ cắt phủ hợp khi gia công trên vật liệu thép SKDII với dao cắt được phủ TIAIN. ~ Thông qua dé tai biên soạn tải liệu hướng dẫn sử dụng phần mém Creo 2.0 dễ lập trình gia công 1.4 ĐÓI TƯỢNG VA PHAM VI NGHIEN CUU 1.1 Déi tượng nghiên cứu - Lập trình gia công trên phần mềm Creo 2.0; - Thông số chế độ cắt đổi với dao cắt được phủ TIAIN; 1.2 Phạm vỉ nghiên cứu Tìm hiểu và tham khảo về quá trình gia công chân vịt tàu thủy dạng mô hình; Quá trình xử lý file scan 3D stl thanh file solid 3D; Tỉnh toán chế độ cắt cho dao phay cndmil] và ballmill; Vat ligu thép SKD11; 1.5 Y NGHIA KHOA HOC VA THUC TIEN CUA DE TAI 1.1 Về mặt khoa học Đánh giá ảnh hưởng của chế độ cắt đế độ nhám bể mặt của chỉ tiết có dạng bể mặt phưc tạp; 1.2 Về mặt thực tiễn Cung các cho các nhà sản xuất cơ khí ở Việt Nam chế độ cắt tối ưu khi gia công vật liệu này: Cung cấp cho sinh viên ngành chế tạo máy tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Creo 2.0 đê lập trình gia công hữu ích; CHUONG 1: CO SO LY THUYET 1.1 Gigi thigu Creo Parametric 2.1 Giới thiệu hãng sản xuất PTC Tập đoàn PTC (viết tắt của Parametric Technology Corp) được thành lập vào năm 1985 bởi Samuel Geisberg tai Mj.

PTC là tập đoàn chuyên về lĩnh vực phát triển phần mềm, đặc biệt là phần mềm chuyên dùng cho lĩnh vực thiết kế, gia công. trong lĩnh vực cơ khí.