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.
