I. Tổng quan
Độ nhám bề mặt là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong thiết kế và gia công chi tiết máy. Đặc biệt, đối với các chi tiết có kích thước nhỏ, việc đánh giá độ nhám bề mặt gặp nhiều khó khăn. Các thiết bị hiện có chủ yếu sử dụng đầu dò cơ, không phù hợp cho các chi tiết nhỏ. Do đó, nghiên cứu phát triển thiết bị đánh giá độ nhám bề mặt trục đường kính nhỏ là cần thiết. Phương pháp sử dụng cảm biến laser cho phép đo nhanh, chính xác và ổn định, đáp ứng yêu cầu của ngành cơ khí hiện đại.
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngành gia công cơ khí Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, với sự gia tăng của các thiết bị máy móc hiện đại. Tuy nhiên, việc kiểm tra độ nhám bề mặt của các chi tiết nhỏ vẫn còn nhiều hạn chế. Các thiết bị đo hiện tại chủ yếu sử dụng đầu dò cơ, không thể đáp ứng yêu cầu đo cho các chi tiết có tiết diện nhỏ. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển thiết bị đo độ nhám bề mặt bằng phương pháp không tiếp xúc là rất cần thiết.
II. Cơ sở lý thuyết
Độ nhám bề mặt có ảnh hưởng lớn đến chất lượng làm việc của chi tiết máy. Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám như Ra, Rz là những thông số quan trọng. Phương pháp đo độ nhám bề mặt hiện nay bao gồm đo bằng cảm quan, đo tiếp xúc và đo không tiếp xúc. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng. Đặc biệt, phương pháp đo không tiếp xúc bằng laser đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi, cho kết quả chính xác và nhanh chóng.
2.1. Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt
Độ nhám bề mặt ảnh hưởng đến nhiều yếu tố như tính chống mòn, độ bền mỏi, và độ chính xác của mối lắp ghép. Đối với các chi tiết máy, độ nhám bề mặt cao có thể dẫn đến sự hao mòn nhanh chóng và giảm hiệu suất làm việc. Do đó, việc đánh giá chính xác độ nhám bề mặt là rất quan trọng trong thiết kế và sản xuất.
III. Thiết kế thiết bị đo độ nhám
Thiết bị đo độ nhám bề mặt trục đường kính nhỏ được thiết kế với các yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Cảm biến laser được lựa chọn để thay thế đầu dò cơ, nhằm tăng độ chính xác và giảm thiểu sai số trong quá trình đo. Quy trình đo được đề xuất bao gồm các bước cụ thể từ chuẩn bị mẫu đến thu thập dữ liệu. Thiết kế này không chỉ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà còn phù hợp với điều kiện kinh tế của Việt Nam.
3.1. Yêu cầu thiết kế
Yêu cầu thiết kế thiết bị đo độ nhám bề mặt bao gồm tính chính xác, độ bền và khả năng đo cho các chi tiết có kích thước nhỏ. Cảm biến laser cần được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất đo cao. Ngoài ra, thiết bị cần có khả năng hoạt động ổn định trong môi trường sản xuất.
IV. Thử nghiệm và đánh giá thiết bị
Sau khi thiết kế và chế tạo, thiết bị được thử nghiệm để đánh giá khả năng hoạt động. Các mẫu độ nhám được sử dụng để kiểm tra độ chính xác của thiết bị. Kết quả cho thấy thiết bị có thể đo độ nhám bề mặt trục có đường kính nhỏ với độ chính xác cao, đáp ứng yêu cầu của ngành cơ khí. Việc thử nghiệm thành công mở ra cơ hội ứng dụng thiết bị trong thực tiễn sản xuất.
4.1. Quy trình thử nghiệm
Quy trình thử nghiệm thiết bị bao gồm việc đánh giá độ nhám của các mẫu chuẩn. Dữ liệu thu thập được xử lý và phân tích để xác định độ chính xác của thiết bị. Kết quả cho thấy thiết bị có thể đo độ nhám với sai số nhỏ, từ đó khẳng định tính khả thi của thiết bị trong ứng dụng thực tế.
