I. Giới thiệu về phay cao tốc và hợp kim nhôm A6061
Phay cao tốc (HSM) là một phương pháp gia công cơ khí tiên tiến, được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy. Hợp kim nhôm A6061 là vật liệu phổ biến nhờ đặc tính nhẹ, bền và dễ gia công. Luận án tập trung nghiên cứu quá trình tạo phoi khi phay cao tốc hợp kim này, nhằm tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất gia công.
1.1. Lịch sử và ứng dụng của phay cao tốc
Phay cao tốc đã phát triển từ đầu thế kỷ XX, nhưng chỉ trong ba thập niên gần đây mới trở thành phương pháp chính trong gia công cơ khí. Sự phát triển của máy CNC và công nghệ CAM đã thúc đẩy ứng dụng rộng rãi của HSM trong các ngành công nghiệp.
1.2. Đặc tính của hợp kim nhôm A6061
Hợp kim nhôm A6061 có thành phần chính là nhôm, magie và silic, mang lại độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt. Đây là vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng trong hàng không, ô tô và điện tử.
II. Quá trình tạo phoi trong phay cao tốc
Quá trình tạo phoi là yếu tố then chốt trong gia công cơ khí, đặc biệt khi áp dụng phay cao tốc. Luận án phân tích cơ chế hình thành phoi, biến dạng và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất gia công.
2.1. Cơ chế hình thành phoi
Khi phay cao tốc, phoi được hình thành do sự biến dạng dẻo của vật liệu dưới tác dụng của lực cắt. Quá trình này phụ thuộc vào tốc độ cắt, góc dao và đặc tính vật liệu.
2.2. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng
Tốc độ biến dạng cao trong phay cao tốc dẫn đến sự thay đổi cấu trúc phoi, từ đó ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt và tuổi thọ dụng cụ cắt.
III. Nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng
Luận án tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng để đánh giá quá trình tạo phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. Các thông số công nghệ như tốc độ cắt, chiều sâu cắt và lượng chạy dao được phân tích kỹ lưỡng.
3.1. Thiết kế thực nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện trên máy phay CNC với các thông số cắt khác nhau. Kết quả đo lường bao gồm hình thái phoi, lực cắt và độ nhám bề mặt.
3.2. Mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn
Mô phỏng FEM được sử dụng để dự đoán quá trình tạo phoi và so sánh với kết quả thực nghiệm. Mô hình Johnson-Cook và Bao-Wierzbicki được áp dụng để mô tả phá hủy vật liệu.
IV. Tối ưu hóa quy trình và ứng dụng thực tế
Luận án đề xuất các giải pháp tối ưu hóa quy trình phay cao tốc, nhằm nâng cao hiệu suất gia công và giảm chi phí sản xuất. Các kết quả nghiên cứu có giá trị ứng dụng cao trong ngành chế tạo máy.
4.1. Phân tích ANOVA và Grey
Phân tích ANOVA và Grey được sử dụng để xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số cắt đến hệ số co rút phoi và lực cắt.
4.2. Ứng dụng trong công nghiệp
Các kết quả nghiên cứu được áp dụng trong sản xuất các chi tiết máy từ hợp kim nhôm A6061, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thời gian gia công.
