Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu phương pháp giảm rung cho cán dao phay

Luận văn thạc sĩ HCMUTE nghiên cứu phương pháp giảm rung cho cán dao phay bằng cơ cấu công xôn, mang lại hiệu quả cao trong gia công.

• Tác giả: Nguyễn Quang Thu
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Sơn Minh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Giảm Rung Cho Cán Dao Phay Bằng Cơ Cấu Công Xôn
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM TẠ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố
• 1.2.1. Kết quả nghiên cứu ngoài nước
• 1.2.2. Kết quả nghiên cứu trong nước
• 1.3. Mục đích của Đề tài
• 1.4. Nhiệm vụ của Đề tài và giới hạn Đề tài
• 1.4.1. Nhiệm vụ của Đề tài
• 1.4.2. Giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại
• 2.1.1. Đặc điểm và vai trò của gia công cắt gọt
• 2.1.2. Các chuyển động cơ bản khi cắt gọt
• 2.1.3. Chuyển động chạy dao và lượng chạy dao
• 2.1.4. Chuyển động phụ và chiều sâu cắt
• 2.2. Cơ sở lý thuyết công nghệ phay
• 2.2.1. Tổng quan về phương pháp gia công phay
• 2.2.2. Các loại dao phay
• 2.2.3. Khả năng công nghệ phay
• 2.2.4. Độ nhám bề mặt chi tiết máy
• 2.2.4.1. Ảnh hưởng của nhám bề mặt
• 2.2.4.2. Chỉ tiêu đánh giá
• 2.2.4.3. Chọn trị số nhám bề mặt
• 2.2.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bóng
• 2.2.4.5. Phương pháp đạt độ bóng bề mặt
• 2.2.4.6. Phương pháp đánh giá độ bóng bề mặt
• 2.3. Rung động trong quá trình cắt gọt
• 2.3.1. Tổng quan về rung động trong cắt gọt
• 2.3.2. Các dạng rung động và nguyên nhân gây ra rung động
• 2.3.2.1. Rung động cưỡng bức
• 2.3.2.2. Rung động riêng
• 2.3.2.3. Rung động tự kích thích
• 2.3.3. Giải pháp để giảm rung động
• 2.3.3.1. Nhóm biện pháp liên quan tới cấu trúc máy
• 2.3.3.2. Nhóm biện pháp liên quan tới phôi và dụng cụ gia công
• 2.3.3.3. Các biện pháp liên quan tới quá trình cắt
• 2.3.3.4. Vấn đề gá đặt và kẹp chặt cán dao
• 2.3.3.5. Chế tạo cán dao có tích hợp hệ giảm chấn (silent tool milling)
• 2.3.4. Giới thiệu về cán dao giảm chấn
• 2.3.5. Nguyên lý giảm chấn trong cán dao
• 2.3.6. Ưu-Nhược điểm. Giới thiệu về dung dịch giảm chấn
• 2.3.7. Công nghệ phay với cán dao giảm chấn
• 2.3.7.1. Các vấn đề quan tâm chính
• 2.3.7.2. Giảm rung động
• 2.3.7.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới rung động
• 2.3.7.4. Lời khuyên và gợi ý
• 2.3.8. Vật liệu gia công Thép C45
• 2.3.9. Hợp kim cứng làm dụng cụ cắt
• 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁN DAO GIẢM CHẤN ĐẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT
• 3.1. Quy trình thí nghiệm
• 3.2. Máy phay CNC Top Winner
• 3.3. Cán dao giảm chấn
• 3.4. Dụng cụ đo: máy đo độ nhám SJ-210 của Mitutoyo
• 3.5. Thông số thí nghiệm về chế độ cắt
• 3.6. Kết quả thí nghiệm
• 3.6.1. Đối với nhớt loại 1 (25W-60)
• 3.6.2. Đối với nhớt loại 2 (15W-40)
• 3.6.3. Đối với dầu
• 3.7. Nhận xét và đánh giá
• 3.7.1. Thay đổi chiều dài thanh công xôn
• 3.7.2. Thay đổi chỉ số độ nhớt (Viscosity Index – VI)
• 4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• 4.1. Kết luận
• 4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu về giảm rung cho cán dao phay là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí. Sự phát triển của công nghệ gia công hiện đại yêu cầu các thiết bị phải hoạt động hiệu quả và chính xác. Rung động trong quá trình gia công không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt mà còn làm giảm tuổi thọ của dụng cụ cắt. Việc áp dụng cơ cấu công xôn để giảm rung là một giải pháp khả thi. Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu và phát triển các phương pháp giảm rung hiệu quả, từ đó nâng cao hiệu suất cắt và chất lượng sản phẩm. Theo các nghiên cứu trước đây, việc sử dụng cán dao giảm chấn có thể cải thiện độ bóng bề mặt và giảm thiểu rung động, điều này cho thấy tính cấp thiết của đề tài.

II. Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại

Cắt gọt kim loại là một trong những phương pháp gia công chủ yếu, chiếm tỷ lệ lớn trong ngành công nghiệp chế tạo. Các yếu tố như độ nhám bề mặt, chế độ cắt, và vật liệu chế tạo đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Rung động trong quá trình cắt gọt có thể được phân loại thành rung động cưỡng bức, rung động riêng và rung động tự kích thích. Mỗi loại rung động đều có nguyên nhân và cách khắc phục khác nhau. Việc nghiên cứu và áp dụng cơ cấu công xôn trong cán dao phay giúp giảm thiểu các dạng rung động này, từ đó nâng cao chất lượng bề mặt gia công. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng cán dao giảm chấn có thể làm giảm đáng kể biên độ rung động, cải thiện độ bóng bề mặt và tăng năng suất gia công.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này được thực hiện thông qua các phương pháp thực nghiệm và lý thuyết. Đầu tiên, cán dao phay giảm chấn được thiết kế và chế tạo dựa trên các nguyên lý giảm rung. Sau đó, các thí nghiệm được tiến hành trên máy phay CNC với vật liệu thép C45. Các thông số cắt như tốc độ, chiều sâu cắt và lượng chạy dao được điều chỉnh để đánh giá ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt. Kết quả thu được sẽ được phân tích và so sánh với các phương pháp gia công truyền thống. Việc áp dụng cơ cấu công xôn trong thiết kế cán dao sẽ được đánh giá về hiệu quả giảm rung và cải thiện chất lượng bề mặt. Phương pháp này không chỉ giúp nâng cao độ chính xác mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

IV. Kết quả thí nghiệm và phân tích

Kết quả thí nghiệm cho thấy việc sử dụng cán dao giảm chấn có tác động tích cực đến độ bóng bề mặt. Các mẫu gia công bằng cán dao phay có cơ cấu công xôn đạt được độ nhám Ra = 0,2834 µm, cao hơn so với các mẫu sử dụng cán dao thông thường. Điều này chứng tỏ rằng giảm rung không chỉ cải thiện chất lượng bề mặt mà còn tăng cường hiệu suất cắt. Phân tích số liệu cho thấy rằng việc điều chỉnh chiều dài thanh công xôn cũng ảnh hưởng đến hiệu quả giảm rung. Các thông số tối ưu được xác định sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chi phí sản xuất. Kết quả này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu trong việc ứng dụng công nghệ giảm rung trong ngành chế tạo.

V. Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng cơ cấu công xôn trong cán dao phay có thể giảm thiểu đáng kể rung động trong quá trình gia công. Điều này không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn cải thiện chất lượng bề mặt sản phẩm. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế cán dao giảm chấn và mở rộng ứng dụng cho các loại vật liệu khác nhau. Việc nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cắt và độ nhám bề mặt sẽ giúp phát triển các giải pháp công nghệ tiên tiến hơn trong ngành chế tạo. Từ đó, có thể nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong lĩnh vực gia công cơ khí, rung động trong quá trình cắt gọt là một vấn đề phổ biến và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là độ bóng và độ nhám bề mặt chi tiết. Theo ước tính, rung động không chỉ làm giảm độ chính xác hình học mà còn gây hao mòn dụng cụ cắt, giảm năng suất và tăng chi phí sản xuất. Đặc biệt, trong gia công phay, việc sử dụng cán dao giảm chấn đã được xem là giải pháp hiệu quả để hạn chế rung động, từ đó nâng cao chất lượng bề mặt gia công.

Luận văn tập trung nghiên cứu phương pháp giảm rung bằng cơ cấu công xôn cho cán dao phay, nhằm cải thiện độ bóng bề mặt chi tiết gia công trên vật liệu thép C45. Mục tiêu cụ thể là thiết kế, chế tạo và thực nghiệm cán dao phay giảm chấn, khảo sát ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt và chiều dài thanh công xôn đến độ bóng bề mặt, đồng thời so sánh với cán dao thông thường. Nghiên cứu được thực hiện trên máy phay CNC MVC955 tại Việt Nam trong năm 2020, với việc đo độ nhám bề mặt bằng máy Mitutoyo SJ-210.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao chất lượng bề mặt gia công, giảm rung động, tăng năng suất bóc tách kim loại và giảm chi phí sản xuất. Kết quả thực nghiệm cho thấy sử dụng cán dao giảm chấn giúp đạt độ bóng cấp 9 với trị số độ nhám Ra trung bình 0,2834 µm, cải thiện rõ rệt so với cán dao thường chỉ đạt cấp 8. Qua đó, luận văn góp phần bổ sung kiến thức về công nghệ giảm rung trong gia công phay, đặc biệt trong điều kiện sản xuất tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết cắt gọt kim loại: Bao gồm các chuyển động cơ bản trong gia công (chuyển động chính, chuyển động chạy dao, chuyển động phụ), chế độ cắt (vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt) và ảnh hưởng của các yếu tố này đến chất lượng bề mặt gia công.

• Lý thuyết công nghệ phay: Phân tích các loại dao phay, đặc biệt là dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, khả năng công nghệ phay và các phương pháp phay thuận, phay nghịch ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt.

• Lý thuyết về độ nhám và độ bóng bề mặt: Sử dụng các chỉ tiêu đánh giá như Ra (sai lệch trung bình số học) và Rz (chiều cao trung bình của profile theo 10 điểm), cùng với các tiêu chuẩn TCVN 2511-78 để phân loại cấp độ nhám và độ bóng.

• Lý thuyết rung động trong gia công: Phân loại rung động thành rung động cưỡng bức, rung động riêng và rung động tự kích thích; nguyên nhân và ảnh hưởng của rung động đến chất lượng gia công; các biện pháp giảm rung động liên quan đến cấu trúc máy, dụng cụ và quá trình cắt.

• Mô hình giảm rung bằng cơ cấu công xôn: Cấu tạo cán dao giảm chấn tích hợp hệ thống giảm chấn gồm đối trọng gắn với thanh công xôn và dung dịch giảm chấn có độ nhớt đặc biệt, giúp hấp thu năng lượng rung động, làm giảm biên độ dao động và ngăn chặn cộng hưởng.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập từ tài liệu chuyên ngành, các bài báo khoa học trong và ngoài nước, các luận văn liên quan về rung động và cán dao giảm chấn; dữ liệu thực nghiệm thu thập từ quá trình gia công trên máy phay CNC MVC955.

• Thiết kế và chế tạo: Cán dao phay giảm chấn được thiết kế với cơ cấu công xôn tích hợp hệ giảm chấn, sử dụng dầu nhớt có độ nhớt được kiểm soát để tăng hiệu quả giảm rung.

• Thí nghiệm: Gia công trên vật liệu thép C45 với dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng APMT1604PDET-M2 VP15TF. Thí nghiệm được thực hiện với các biến số gồm chiều dài thanh công xôn (từ 30 mm đến 90 mm), loại dung dịch giảm chấn (nhớt loại 1, nhớt loại 2, dầu), và các thông số chế độ cắt (vòng quay, lượng chạy dao, chiều sâu cắt).

• Phương pháp phân tích: Đo độ nhám bề mặt Ra bằng máy đo Mitutoyo SJ-210, tổng hợp số liệu, lập bảng kết quả và biểu đồ so sánh độ nhám giữa cán dao giảm chấn và cán dao thường. Phân tích ảnh hưởng của từng yếu tố đến độ bóng bề mặt, đánh giá hiệu quả giảm rung.

• Cỡ mẫu: Thí nghiệm được thực hiện trên 8 mẫu với các điều kiện khác nhau, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả.

• Timeline nghiên cứu: Từ tháng 8/2018 đến tháng 5/2020, bao gồm giai đoạn thu thập tài liệu, thiết kế chế tạo, thực nghiệm và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt: Sử dụng cán dao giảm chấn giúp đạt độ bóng cấp 9 với trị số độ nhám Ra trung bình 0,2834 µm, trong khi cán dao thường chỉ đạt cấp 8 với Ra cao hơn khoảng 0,4 µm. Điều này chứng tỏ hiệu quả giảm rung rõ rệt khi sử dụng cán dao giảm chấn.

2. Ảnh hưởng của chiều dài thanh công xôn: Khi chiều dài thanh công xôn tăng từ 30 mm đến 90 mm, độ nhám bề mặt tăng lên đáng kể đối với cán dao thường, trong khi cán dao giảm chấn duy trì độ nhám thấp hơn khoảng 20-30%. Ví dụ, với chiều dài 90 mm, độ nhám Ra của cán dao giảm chấn thấp hơn cán dao thường khoảng 0,1 µm.

3. Ảnh hưởng của loại dung dịch giảm chấn: Dung dịch nhớt loại 1 (25W-60) và nhớt loại 2 (15W-40) có chỉ số độ nhớt khác nhau ảnh hưởng đến khả năng giảm rung. Nhớt loại 1 cho kết quả độ nhám thấp hơn khoảng 10-15% so với nhớt loại 2 và dầu thông thường, cho thấy độ nhớt cao hơn giúp tăng hiệu quả giảm rung.

4. Tăng năng suất gia công: Việc sử dụng cán dao giảm chấn cho phép tăng các thông số chế độ cắt (vòng quay, lượng chạy dao) mà vẫn đảm bảo độ bóng bề mặt và an toàn, từ đó nâng cao năng suất bóc tách kim loại và giảm chi phí sản xuất.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của việc cải thiện độ bóng bề mặt khi sử dụng cán dao giảm chấn là do hệ thống giảm chấn hấp thu năng lượng rung động, làm giảm biên độ dao động và ngăn chặn hiện tượng cộng hưởng trong quá trình gia công. Điều này phù hợp với lý thuyết rung động tự kích thích và rung động cưỡng bức trong gia công cắt gọt.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này tương đồng với báo cáo của một số nghiên cứu quốc tế về hiệu quả của các dụng cụ giảm rung trong gia công phay và tiện. Tuy nhiên, nghiên cứu này có đóng góp mới khi áp dụng và thử nghiệm thực tế trên vật liệu thép C45 tại Việt Nam, đồng thời khảo sát chi tiết ảnh hưởng của chiều dài thanh công xôn và loại dung dịch giảm chấn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ nhám Ra theo chiều dài thanh công xôn và loại dung dịch, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của cán dao giảm chấn. Bảng so sánh kết quả thí nghiệm cũng làm nổi bật sự khác biệt giữa cán dao giảm chấn và cán dao thường.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm gia công, giảm thiểu rung động và tăng hiệu quả sản xuất trong ngành cơ khí chế tạo máy.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng rộng rãi cán dao giảm chấn trong gia công phay: Các doanh nghiệp sản xuất cơ khí nên đầu tư và sử dụng cán dao giảm chấn để nâng cao chất lượng bề mặt và tăng năng suất, đặc biệt trong các công đoạn gia công tinh yêu cầu độ bóng cao. Thời gian áp dụng: trong vòng 1 năm; chủ thể thực hiện: phòng kỹ thuật và sản xuất.

2. Tối ưu chiều dài thanh công xôn: Khuyến nghị lựa chọn chiều dài thanh công xôn phù hợp, ưu tiên sử dụng chiều dài ngắn hoặc vừa phải kết hợp với cán dao giảm chấn để giảm rung động tối đa. Thời gian thực hiện: ngay trong các kế hoạch gia công; chủ thể: kỹ sư thiết kế và vận hành máy.

3. Sử dụng dung dịch giảm chấn có độ nhớt phù hợp: Lựa chọn dung dịch nhớt có chỉ số độ nhớt cao như nhớt loại 1 (25W-60) để tăng hiệu quả giảm rung, đồng thời kiểm soát nhiệt độ và điều kiện làm việc của dung dịch. Thời gian áp dụng: liên tục trong quá trình gia công; chủ thể: bộ phận bảo trì và vận hành.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức về giảm rung: Tổ chức các khóa đào tạo cho kỹ thuật viên và công nhân về nguyên lý, lợi ích và cách sử dụng cán dao giảm chấn, cũng như các biện pháp giảm rung khác nhằm tối ưu hóa quy trình gia công. Thời gian: 6 tháng; chủ thể: phòng đào tạo và quản lý sản xuất.

5. Nghiên cứu tiếp tục và phát triển công nghệ giảm rung: Khuyến khích các cơ sở nghiên cứu và doanh nghiệp phối hợp phát triển các loại cán dao giảm chấn mới, tích hợp công nghệ hiện đại như cảm biến rung và điều khiển tự động để nâng cao hiệu quả giảm rung. Thời gian: 2-3 năm; chủ thể: viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư và chuyên gia trong ngành cơ khí chế tạo máy: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về giảm rung trong gia công phay, giúp họ cải tiến quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá về lý thuyết rung động, công nghệ phay và phương pháp giảm rung, hỗ trợ cho các đề tài nghiên cứu và luận văn liên quan.

3. Doanh nghiệp sản xuất cơ khí và gia công chi tiết máy: Các nhà quản lý và kỹ thuật viên có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để tối ưu hóa thiết bị, nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.

4. Nhà cung cấp và phát triển dụng cụ cắt gọt: Thông tin về cấu tạo, nguyên lý và hiệu quả của cán dao giảm chấn giúp họ cải tiến sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường về công cụ giảm rung hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

1. Cán dao giảm chấn là gì và hoạt động như thế nào?
   Cán dao giảm chấn là dụng cụ phay tích hợp hệ thống giảm rung bên trong, sử dụng cơ cấu công xôn và dung dịch nhớt để hấp thu năng lượng rung động, làm giảm biên độ dao động trong quá trình gia công, từ đó cải thiện độ bóng bề mặt.

2. Sử dụng cán dao giảm chấn có ảnh hưởng đến năng suất gia công không?
   Có, cán dao giảm chấn cho phép tăng các thông số chế độ cắt như tốc độ vòng quay và lượng chạy dao mà vẫn đảm bảo độ bóng và an toàn, giúp tăng năng suất bóc tách kim loại và giảm chi phí sản xuất.

3. Chiều dài thanh công xôn ảnh hưởng thế nào đến hiệu quả giảm rung?
   Chiều dài thanh công xôn càng lớn thì rung động càng dễ phát sinh, làm giảm chất lượng bề mặt. Sử dụng cán dao giảm chấn giúp giảm rung hiệu quả ngay cả khi chiều dài công xôn tăng, duy trì độ nhám thấp hơn khoảng 20-30% so với cán dao thường.

4. Loại dung dịch giảm chấn nào phù hợp nhất?
   Dung dịch nhớt có độ nhớt cao như nhớt loại 1 (25W-60) được khuyến nghị vì khả năng hấp thu rung động tốt hơn, giúp giảm độ nhám bề mặt hiệu quả hơn so với nhớt loại 2 hoặc dầu thông thường.

5. Có những hạn chế nào khi sử dụng cán dao giảm chấn?
   Nhược điểm bao gồm chi phí chế tạo cao hơn, thời gian chế tạo lâu hơn và hiệu quả giảm rung phụ thuộc vào chế độ cắt phù hợp. Ngoài ra, cần chú ý không kẹp lên phần giảm chấn của cán dao để tránh hư hỏng.

Kết luận

• Cán dao giảm chấn giúp giảm rung động hiệu quả, nâng cao độ bóng bề mặt chi tiết gia công, đạt độ nhám Ra trung bình 0,2834 µm, tương đương cấp độ bóng 9.
• Chiều dài thanh công xôn và loại dung dịch giảm chấn là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả giảm rung và chất lượng bề mặt.
• Sử dụng cán dao giảm chấn cho phép tăng các thông số chế độ cắt, nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.
• Nghiên cứu bổ sung kiến thức về công nghệ giảm rung trong gia công phay tại Việt Nam, có giá trị thực tiễn cao cho ngành cơ khí chế tạo máy.
• Đề xuất áp dụng rộng rãi cán dao giảm chấn, tối ưu chiều dài công xôn, lựa chọn dung dịch phù hợp và đào tạo nhân lực để nâng cao hiệu quả sản xuất.

Next steps: Triển khai áp dụng giải pháp trong sản xuất thực tế, tiếp tục nghiên cứu cải tiến công nghệ giảm rung và phát triển các loại cán dao giảm chấn thế hệ mới.

Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu trong ngành cơ khí nên quan tâm và đầu tư vào công nghệ giảm rung để nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Khi trình độ sản xuất được tự động hóa, thì các lĩnh vực công nghệ hiện đại sẽ liên kết với nhau để hình thành một tổ chức công nghệ mới cao hơn. Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, sự bùng nổ công nghệ thông tin khiến cho công nghệ cao trở thành thiết yếu trong thời đại hiện nay, với các loại máy tiện phay hiện đại ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu mới. Nhưng bất kỳ một phương án công nghệ, một phương án thiết bị hiện đại nào đi nữa, thì đều phải được đánh giá trên quan điểm hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Chất lượng sản phẩm gia công cơ khí bị ảnh hưởng bởi các yếu tố: hệ thống công nghệ, tác động của môi trường, vật liệu, điều kiện gia công là những vấn đề cần phải phân tích.

Nói đến chất lượng gia công thì không thể không kể đến độ bóng bề mặt chi tiết và độ nhám vì đây là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng chi tiết gia công. Đến nay có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng các phương pháp cắt gọt, thông số cắt gọt, vật liệu, dung dịch tưới nguội, hệ thống công nghệ. lên độ nhám bề mặt trong quá trình gia công. Tuy nhiên việc nghiên cứu ảnh hưởng của cán phay dao giảm chấn ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt chi tiết gia công còn hạn chế, vì công nghệ này chưa được tập trung nghiên cứu tại Việt Nam, vì vậy việc khảo sát và phân tích vấn đề này là rất cần thiết.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế nên người nghiên cứu chọn Đề tài: “Nghiên cứu phương pháp giảm rung bằng cơ cấu công xôn cho cán dao phay”.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố 1.1 Kết quả nghiên cứu ngoài nước + Bài báo “Effect of magneto rheological damper on tool vibration during hard turning” của P. 1 Luan van + Bài báo “Effect of nanoparticles on the performance of magnetorheological fluid damper during hard turning process” của P. + Bài báo “Development of designs of damping cutting tools” của V. + Bài báo “Improving performance of CBN cutting tools by increasing their damping properties” của L.

+ Bài báo “Bifurcation analysis of milling process with tool wear and process damping: regenerative chatter with primary resonance” của Hamed Moradi, Mohammad R. Movahhedy, Gholamreza Vossoughi, năm 2012 [5.2 Kết quả nghiên cứu trong nước Những công trình nghiên cứu về vấn đề ảnh hưởng của yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết trong nước liên quan đề tài của tôi như: - Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công trên máy phay CNC” của Trương Thị Ngọc Thư – Đại Học Đà Nẵng - Luận văn: “Đánh giá ảnh hưởng của rung động tích cực đến tiện cứng” của Nguyễn Thị Lệ Hằng - Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên. - Luận văn “Nghiên cứu bằng thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính” của Ngô Đức Hạnh- Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên. - Đề tài: “Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy khi phay tinh” của Hoàng Trọng Hiếu – Đại Học Đà Nẵng.

- Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt trong quá trình phay mặt phẳng” của Nguyễn Văn Toàn – Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. 2 Luan van - Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của cán dao giảm chấn đến độ bóng bề mặt chi tiết tiện lỗ” của Nguyễn Trường Sinh – Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. - Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của cơ cấu giảm chấn dao tiện đến độ nhám bề mặt” của Lê Hoàng Lâm - Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. - Luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng cán dao tiện đến độ bóng bề mặt sản phẩm” của Nguyễn Thanh Giang – Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.

- Bài báo: “Sự ảnh hưởng của bán kính dao đến chất lượng bề mặt gia công trên máy tiện CNC” của thạc sỹ Phạm Văn Bổng – ĐH Công Nghiệp Hà Nội. - Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công trên máy phay CNC” của tác giả Trương Thị Ngọc Thư. Tuy nhiên chưa có công trình nghiên cứu nào về ảnh hưởng của cán dao giảm chấn lên độ bóng bề mặt chi tiết phay mặt được công bố.3 Mục đích của Đề tài - Tìm hiểu về công nghệ giảm chấn cho cán dao phay. - Chế tạo và thực nghiệm cán dao phay giảm chấn tác động đến độ bóng bề mặt chi tiết khi thay đổi các thông số về chế độ cắt và chiều dài thanh công xôn trên vật liệu thép C45 tại Việt Nam và so sánh với cán dao bình thường.

- Tổng hợp và phân tích số liệu, từ đó đưa ra nhận xét về thông số hợp lý nhằm nâng cao chất lượng bề mặt khi sử dụng cán dao phay giảm chấn.4 Nhiệm vụ của Đề tài và giới hạn Đề tài 1.1 Nhiệm vụ của Đề tài Xuất phát từ tên đề tài và mục đích nêu trên thì hướng nghiên cứu bao gồm các nhiệm vụ sau: - Hệ thống lý thuyết về cắt gọt kim loại có liên quan, chất lượng bề mặt gia công và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công. 3 Luan van - Lý thuyết về sự rung động trong quá trình gia công. - Thiết kế và chế tạo cán dao phay giảm chấn. - Lập quy trình thí nghiệm - Thí nghiệm.

- Tổng hợp số liệu. - Phân tích số liệu, lập biểu đồ so sánh. - Nhận xét và kết luận. Giới hạn đề tài Do còn nhiều hạn chế về thời gian cũng như trang thiết bị nên phạm vi nghiên cứu như sau: - Mẫu được cắt thử trên máy phay cnc MVC955.

- Thí nghiệm chỉ được tiến hành trên một loại cán dao phay ngón BAP400R-25-160- C25-2T của hãng Mitsubishi. - Sử dụng một loại mảnh insert: APMT1604PDET-M2 VP15TF. - Tiến hành thí nghiệm trên vật liệu thép C45. - Nghiên cứu sự ảnh hưởng các thông số cắt gọt (n, s, t) đến độ bóng bề mặt chi tiết gia công khi thay đổi chiều dài thanh công xôn.5 Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu các tài liệu nghiên cứu có liên quan đến đề tài có trên mạng internet, các tạp chí khoa học, đề tài nghiên cứu trước đó.

- Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp thực nghiệm lấy kết quả thực tế và so sánh. 4 Luan van - Thiết kế chế tạo cán dao phay giảm chấn. - Gia công trên vật liệu thép C45. - Gia công trên máy phay CNC MVC 955.

- Đo độ nhám bằng máy đo độ nhám Mitutoyo SJ-210. - Lập bảng kết quả và vẽ biểu đồ so sánh độ nhám giữa bề mặt được phay bằng cán dao thường và cán dao giảm chấn khi phay cùng một chế độ cắt. Đưa ra nhận xét và kết luận. 5 Luan van Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại 2.1 Đặc điểm và vai trò của gia công cắt gọt Hiện nay có rất nhiều phương pháp để gia công kim loại: Đúc, rèn, cán, hàn.

song các phương pháp này cơ bản là tạo phôi hoặc các sản phẩm thô sơ, thường độ chính xác và độ bóng không cao. Để nâng cao độ bóng và độ chính xác của các chi tiết theo yêu cầu kỹ thuật thì phải tiến hành gia công bằng cắt gọt kim loại. Các phương pháp cắt gọt kim loại cơ bản: tiện, phay, bào, khoan, khoét, doa, chuốt, mài. Phương pháp gia công bằng cắt gọt chiếm 30% khối lượng công việc gia công cơ khí và trong tương lai có thể nhiều hơn.

Hệ thống thiết bị dùng để hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt được gọi là hệ thống công nghệ, bao gồm: Máy – Đồ gá – Dao – Chi tiết. 1: Hệ thống công nghệ - Máy có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình cắt gọt. 6 Luan van - Đồ gá có nhiệm vụ xác định và giữ vị trí tương quan chính xác giữa dao, máy và chi tiết gia công trong suốt quá trình gia công chi tiết. - Dao có nhiệm vụ trực tiếp cắt bỏ lớp “kim loại thừa” ra khỏi chi tiết nhờ năng lượng của máy cung cấp thông qua các chuyển động tương đối.

- Chi tiết gia công là đối tượng của quá trình cắt gọt. Mọi kết quả của quá trình cắt đều được phản ảnh lên chi tiết gia công.2 Các chuyển động cơ bản khi cắt gọt Mỗi một loại máy cắt kim loại có quỹ đạo chuyển động tương đối giữa dao và chi tiết khác nhau. Người ta phân ra ba loại chuyển động: Chuyển động chính: (chuyển động cắt chính) là chuyển động cơ bản của máy cắt được thực hiên qua dụng cụ cắt hay chi tiết gia công. Nó có thể là chuyển động quay, tịnh tiến khứ hồi hoặc ở dạng kết hợp… Chuyển động chạy dao: là chuyển động của dao hay chi tiết gia công nó kết hợp với chuyển động chính tạo nên quá trình cắt gọt.

Chuyển động chạy dao có thể liên tục hay gián đoạn. Chuyển động này thường được thực hiện trong xu hướng vuông góc với chuyển động chính, cụ thể: - Khi tiện, chuyển động chạy dao là chuyển động ngang-dọc của bàn dao khi cắt. - Khi phay là chuyển động ngang-dọc-đứng của bàn máy mang phôi. - Khi bào là chuyển động ngang (đứng) của bàn máy và chuyển động lên xuống của đầu dao.

- Khi mài là chuyển đông tịnh tiến ngang (dọc) của bàn máy mang phôi hay trục của đá mài. - Khi khoan là chuyển động ăn xuống của mũi khoan. 7 Luan van Chuyển động phụ: là chuyển động không trực tiếp tạo ra phoi như chuyển động tịnh tiến, lùi dao (không cắt vào phôi). 2: Các chuyển động trong quá trình cắt a: quá trình tiện; b: quá trình phay V: chuyển động cắt chính; S: chuyển động chạy dao Để đặc trưng cho chuyển động chính, ta sử dụng hai đại lượng: - Số vòng quay n (hoặc số hành trình kép) trong đơn vị thời gian.

Ta có công thức mối liên hệ giữa V và n như sau: V= (π.1) Trong đó: D: Đường kính chi tiết gia công (mm). “Khi tiện lỗ thì D là đường kính lỗ sau khi gia công, khi khoan D là đường kính mũi khoan, khi phay D là đường kính dao phay, khi mài D là đường kính của đá mài “. n: số vòng quay của chi tiết gia công trong một phút (vòng/phút).