PGS.TS NGUYỄN ĐĂNG BÌNH TS DƯƠNG PHÚC TÝ TỰ RUNG VÀ MẤT ỔN ĐỊNH CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT Hà Nội - 2007 Chịu trách nhiệm xuất bản: PGS, TS TÔ ĐĂNG HẢI Biên tập, sửa : THS NGUYỄN HUY TIẾN, NGỌC LINH Trình bày bìa: HƯƠNG LAN NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 70,Trần Hưng Đạo, Hà Nội In 300 khổ 16x 24cm Công ty TNHH Bao bì In Hải Nam Quyết định xuất số: 75-2007/CXB/296-02/KHKT, cấp ngày 06/02/2007 In xong nộp lưu chiểu quý năm 2007 LỜI NÓI ĐẦU Một trình cắt ổn định, suất tạo phoi lớn, đảm bảo chất lượng bề mặt an toàn cho hệ thống công nghệ điều mà nhà công nghệ gia công kim loại mong muốn Tuy nhiên, khơng phải lúc người ta đạt điều mong muốn Mất ổn đinh trình cắt kim loại giống tảng đá ngầm tàu Nó xuất đột ngột lúc ngồi đốn định người điều khiển máy công cụ gây tổn hại cho hệ thống công nghệ Mất ổn định đóng vai trị “Tảng đá ngầm” tượng phức tạp, chịu tác động nhiều yếu tố hệ nhiều nguyên nhân Cuốn sách đề cập đến tượng ổn định, nguyên nhân giải pháp để khống chế xuất Ngồi việc tổng hợp kết nghiên cứu giới ổn định, sách đề cập đến số kết nghiên cứu dựa phương pháp tiếp cận đối tượng - Tiếp cận theo hướng lượng trình cắt Cuốn sách viết nhằm phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu sinh viên mà đặc biệt sinh viên lớp đào tạo kỹ sư tài năng, học viên cao học; phục vụ cho hoạt động giảng dạy, nghiên cứu giảng viên cán nghiên cứu ngành gia công cắt gọt kim loại Mặc dầu tác giả cố gắng sách chưa đáp ứng nhiều với yêu cầu bạn đọc Các tác giả mọng góp ý giáo bạn đọc CÁC TÁC GIẢ MỤC LỤC NỘI DUNG CHI TIẾT Trang LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined CHƯƠNG MẤT ỔN ĐỊNH CỦA QUÁ TRÌNH CẮT VÀ NGUYÊN NHÂN KHÁI NIỆM VỀ ỔN ĐỊNH VÀ MẤT ỐN ĐỊNH CỦA QUÁ TRÌNH CẮT NGUYÊN NIIÂN GÂY MẤT ỔN ĐỊNH a) Rung động cưỡng b) Rung động riêng c) Tự rung CÁC DẠNG MẤT ỔN ĐỊNH CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 10 3.1 Mất ổn định hiệu ứng tái sinh 10 3.2 MẤT ỔN ĐỊNH DO TỰ RUNG KHÔNG TÁI SINH 14 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 16 4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA MÁY 16 4.1.1 Ảnh hưởng móng máy điều kiện lắp đặt 16 4.1.2 Ảnh hưởng vị trí chi tiết cấu thành máy 18 4.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ làm việc máy 19 4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA VỊ TRÍ TƯƠNG ĐỐI GIỮA DAO VÀ PHƠI ĐẾN ỔN ĐỊNH 20 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA PHÔI VÀ DAO 22 4.3.1 Ảnh hưởng độ mềm dẻo phôi kép chặt phôi 22 4.3.2 Ảnh hưởng độ mềm dẻo dao kép chặt dao 23 4.4 ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DAO VÀ CHẾ ĐỘ CẮT 26 4.4.1 Ảnh hưởng góc sau α góc trước γ 26 4.4.2 Ảnh hưởng góc điều chỉnh χ 27 4.4.3 Ảnh hưởng góc nghiêng ϕ lưỡi cắt 28 4.4.4 Ảnh hưởng tình trạng mòn dao 29 4.4.5 Ảnh hưởng bán kính mũi dao r 29 4.4.6 Ảnh hưởng tốc độ cắt 30 4.4.7 Ảnh hưởng bước tiến dao 32 4.4.8 Ảnh hưởng vật liệu gia công 33 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ỔN ĐỊNH CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 34 5.1 Các biện pháp liên quan đến cấu trúc máy 34 5.2 Các biện pháp liên quan đến phôi dụng cụ gia công 35 5.3 Các biện pháp liên quan dấn trình cắt 35 CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH CỦA Q TRÌNH CẮT TRÊN MÁY CƠNG CỤ 36 KHÁI NIỆM VỀ HÀM TRUYỀN 36 PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH CỦA Q TRÌNH CẮT DƯỚI TÁC DỤNG CỦA HIỆU ỨNG TÁI SINH 37 2.1 Phương pháp phân tích ổn định Tlusty 37 2.2 Phương pháp phân tích ổn định Tobias Fischwick 47 2.3 Các phương pháp phân tích ổn định khác 50 a) Phương pháp mặt phẳng phức 50 b) Phương pháp độ cứng gia tăng 51 c) Phương pháp mô (TDS) 51 PHÂN TÍCII ỔN ĐỊNH CỦA Q TRÌNH CẮT TRONG TRƯỜNG HỢP TỰ RUNG KHÔNG TÁC SINH 53 XÂY DỰNG ĐỔ THỊ ỔN ĐỊNH CỦA MÁY CÔNG CỤ 55 KẾT LUẬN VỀ NHỮNG THÀNII TỰU VÀ NHỮNG HẠN CHẾ CỦA CÁC CƠNG TRÌNH NGIIIÊN CỨU ỔN ĐỊNH CỦA Q TRÌNH CẮT TRÊN MÁY CƠNG CỤ 57 CHƯƠNG III TỰ RUNG VÀ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG CƠNG NGHỆ DƯỚI GĨC ĐỘ NĂNG LƯỢNG CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 59 LÝ THUYẾT NĂNG LƯỢNG TỚI HẠN ỔN ĐỊNH CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 60 1.1 Các tiền đề 60 1.2 Những luận điểm rút từ tiền đề 62 2.1 Đồ thị ổn định lý tưởng 69 2.1.1 Đồ thị ổn định lý tưởng hệ toạ độ phẳng 70 2.1.2 Đồ thị ổn định lý tưởng hệ tọa độ ba chiều 74 2.2 Đồ thị ổn định thực 75 2.2.1 Đồ thị ổn định thực hệ toạ độ phẳng 76 2.2.1.1 Đồ thị ổn định thực hệ thống công nghệ phay 76 a) Đồ thị ổn định thực vùng bước tiến dao lớn 76 b) Đồ thị ổn định thực vùng bước tiến dao bé (sz