Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ************ BÙI ĐỨC HÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT, GÓC GHIÊNG CỦA BỀ MẶT GIA CÔNG ĐẾN TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY ĐẦU CẦU PHỦ TIAIN KHI GIA CÔNG KHUÔN THÉP R12MOV QUA TÔI CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HD KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN Thái Nguyên – 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ********** THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT, GÓC GHIÊNG CỦA BỀ MẶT GIA CÔNG ĐẾN TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY ĐẦU CẦU PHỦ TIAIN KHI GIA CÔNG KHUÔN THÉP R12MOV QUA TÔI NGƯỜI HD KHOA HỌC : PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN HỌC VIÊN : BÙI ĐỨC HÙNG LỚP : CHK10 CHUYÊN NGÀNH : CHẾ TẠO MÁY MÃ NGÀNH : 111207CTM007 NGÀY GIAO ĐỀ TÀI : NGÀY HOÀN THÀNH : KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN Thái Nguyên – 2009 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 MỤC LỤC Nội dung Trang Trang 1 1 Lời cam đoan 2 Mục lục 3 Danh mục các bảng số liệu 7 Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp. 10 Phần mở đầu 13 1. Tính cấp thiết của đề tài 13 2. Mục đích nghiên cứu 13 3. Đối tƣợng nghiên cứu 14 4. Phƣơng pháp nghiên cứu 15 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 15 15 CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ DAO PHAY CẦU 18 1.1. Ứng dụng của dao phay cầu. 18 1.2. Sự hình thành bề mặt gia công và thông số hình học của dao phay cầu 19 1.2.1. Sự hình thành bề mặt gia công. 21 1.2.2. Các bề mặt hình thành trên phần cắt của dao phay cầu. 23 1.3. Các yếu tố cắt của dao phay cầu 1.3.1. Chiều sâu cắt a p 25 1.3.2. Lƣợng chạy dao S. 1.3.3. Vận tốc cắt khi phay 25 1.3.4.Ảnh hƣởng góc nghiêng θ y của phôi đến điều kiện cắt gọt của dao phay cầu. 27 1.3.5. Chiều dày cắt. 30 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 1.3.6. Chiều rộng cắt. 31 1.3.7. Sự hình thành phoi và thông số hình học của phoi khi phay bằng dao phay cầu 32 1.4. Các dạng dao phay cầu 1.4.1. Dao phay cầu liền khối 1.4.2. Dao phay cầu liền khối không phủ 34 1.4.3. Dao phay cầu liền khối phủ 1.4.4. Dao cầu ghép mảnh 35 1.5. Kết luận chƣơng 1 36 CHƢƠNG 2: BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT GỌT BẰNG DỤNG CỤ PHỦ 2.1. Đặc điểm của dụng cụ cắt phủ. 38 2.2. Ma sát và mòn của dụng cụ phủ. 2.2.1. Ma sát của dụng cụ phủ 40 2.2.2. Mòn của dụng cụ phủ. 41 2.3. Độ mòn dao. 42 2.3.1. Các dạng mòn của dụng cụ cắt 43 a. Mòn mặt sau 44 b. Mòn mặt trƣớc 44 c. Mòn đồng thời mặt trƣớc và mặt sau 44 c. Cùn lƣỡi cắt 44 2.3.2. Các cơ chế mòn của dụng cụ cắt 45 a. Mòn do cào xƣớc 46 b. Mòn do dính 46 c. Mòn do hạt mài 47 d. Mòn do khuếch tán 47 e. Mòn do ôxy hoá 48 f. Mòn do nhiệt 49 2.3.3. Mòn của dụng cụ phủ bay hơi 49 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 2.3.4. Cách xác định mòn dụng cụ cắt 50 2.3.5. Ảnh hƣởng của mòn dụng cụ đến chất lƣợng bề mặt gia công 52 2.3.6. Mòn của dao phay cầu phủ 2.4. Tuổi bền dụng cụ cắt 2.4.1. Khái niệm chung về tuổi bền của dụng cụ cắt 52 2.4.2. Các nhân tố ảnh hƣởng đến tuổi bền của dụng cụ cắt 2.4.2.1. Ảnh hƣởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dụng cụ cắt 54 2.4.2.2. Vai trò của lớp phủ cứng trong việc tăng tuổi bền của dụng cụ 54 2.5 Phƣơng pháp xác định tuổi bền dụng cụ cắt 56 2.6. Tuổi bền của dao phay cầu phủ 58 2.7. Kết Luận chƣơng 2 59 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ,GÓC NGHIÊNG BỀ MẶT GIA CÔNG ĐẾN TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY CẦU 10 PHỦ TiAlN KHI GIA CÔNG THÉP HỢP KIM CR12MOV 60 3.1. Sơ lƣợc về thép hợp kim 60 3.2. Cơ sở xác định tuổi bền của dao bằng thực nghiệm. 61 3.2.1. Lựa chọn chỉ tiêu xác định tuổi bền của dao 62 3.2.2. Độ nhám bề mặt và phƣơng pháp đánh giá 62 3.2.2.1. Độ nhám bề mặt 62 3.2.2.2. Phƣơng pháp đánh giá độ nhám bề mặt 65 3.3. Thiết kế thí nghiệm. 66 3.3.1. Các giới hạn của thí nghiệm 66 3.3.2. Mô hình thí nghiệm 67 3.3.3. Mô hình toán học 67 3.3.4. Điều kiện thí nghiệm 68 3.3.4.1.Máy. 68 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 3.3.4.2. Dao. 69 3.3.4.3. Phôi. 69 3.3.4.4. Dụng cụ đo kiểm. 69 3.4. Thực nghiệm để xác định tuổi bền của dao phay cầu 10 phủ TiAlN khi gia công thép hợp kim CR12MOV. 69 3.4.1. Nội dung: 69 3.4.2. Các thông số đầu vào của thí nghiệm: 69 3.4.3. Thực nghiệm xác định tuổi bền: 71 3.4.3.1. Tính các hệ số của phƣơng trình hồi quy 74 3.4.3.2. Kiểm định các tham số a j 74 3.4.3.3. Kiểm định sự phù hợp của mô hình 76 3.4.3.4 .Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa v, s và tuổi bền dao khi t = 0,5 mm 77 3.4.3.5. Một số hình ảnh chụp lƣỡi cắt của dao khi gia công. 78 3.4.3.6. Phân tích kết quả thí nghiệm. 82 3.5. Kết luận chương 3 82 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 84 4.1. Kết luận 84 4.2. Một số kiến nghị. 84 Tài liệu tham khảo 86 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU TT Bảng số Nội dung Trang 1 Bảng 3.1 Các giá trị R a , R z và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp độ nhám bề mặt 64 2 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật cơ bản của máy 68 3 Bảng 3.3 Thành phần các nguyên tố hoá học thép CR12MOV 69 4 Bảng 3.4 Giá trị tính toán giá trị thông số chế độ cắt v,s cho thực nghiệm 71 5 Bảng 3.5 Bảng quy hoạch và kết quả thực nghiệm xác định tuổi bền của dao 72 6 Bảng 3.6 Bảng kết quả đo độ nhám theo thời gian và chế độ cắt 72 7 Bảng 3.7 Bảng kết quả tính toán giá trị (y i - i y ˆ ) 2 76 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ - ẢNH CHỤP TT Hình Nội dung Trang 1 Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý gia công bằng siêu âm có hạt mài. 18 2 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý gia công bằng điện hoá 19 3 Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý gia công bằng xung điện. 19 4 Hình 1.4 Phƣơng dịch chuyển dao khi phay mặt cong bằng dao phay cầu. 20 5 Hình 1.5 Gia công khuôn mẫu bằng dao phay cầu trên máy CNC. 21 6 Hình 1.6 Phay mặt cong phức tạp bằng dao phay cầu 22 7 Hình 1.7 Sự hình thành bề mặt khi gia công bằng dao phay cầu 22 8 Hình 1.8 Các bề mặt đƣợc hình thành trên phần cắt của dao phay cầu 24 9 Hình 1.9 Thông số hình học cơ bản của dao phay cầu 24 10 Hình 1.10 Thông số tính vận tốc cắt của dao phay cầu 26 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 11 Hình 1.11 Vị trí lực cắt tác dụng vào dao. 27 12 Hình 1.12.a Phƣơng thức chuyển dao khi phay bằng dao phay cầu chuyển dao từ dƣới lên. 28 13 Hình 1.12.b Phƣơng thức chuyển dao khi phay bằng dao phay cầu chuyển dao từ trên xuống. 28 15 Hình 1.13.a Hình chiếu bằng của phoi khi dao tiến lên với một số giá trị θ y (0 o , 15 o , 30 o , 45 o , 60 o , 75 o ) 29 16 Hình 1.13.b Hình chiếu bằng của phoi khi dao tiến xuống với một số giá trị θ y (0 o , 15 o , 30 o , 45 o , 60 o , 75 o ) 30 17 Hình 1.14 Biểu diễn lớp cắt sau mỗi lần chạy dao 31 18 Hình 1.15 Chiều rộng lớp cắt. 32 19 Hình 1.16 Cơ chế tạo phoi 33 20 Hình 1.17 Thông số hình học của phoi khi phay bằng dao phay cầu 33 21 Hình 1.18 Tiết diện của phoi phụ thuộc vào góc  34 22 Hình 1.19 Hình ảnh của phoi khi không có biến dạng 34 23 Hình 1.20 Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của dao phay cầu phủ ký kiệu BZD25G hãng Missubishi - Nhật Bản [6]. 35 24 Hình 1.21 Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của thân dao ký hiệu SRFHSMW, SRFHSLW và mảnh ghép ký hiệu SRFT vật liệu VP10MF, VP15TF của dao một mảnh cắt hãng Mitssubishi - Nhật Bản [7]. 36 25 Hình 2.1 Phủ bằng phƣơng pháp CVD nhiều lớp lên dụng cụ cắt hợp kim cứng. 40 26 Hình 2.3 Sơ đồ 3 vùng ma sát của Shaw,Ber và Mamin. 41 Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 27 Hình 2.3 Hình 2.4 Mòn mặt sau Mòn mặt trƣớc 44 28 Hình 2.5 Mòn đồng thời mặt trƣớc và mặt sau 44 29 Hình 2.6 Cùn lƣỡi cắt 44 30 Hình 2.7 Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt liên tục 46 31 Hình 2.8 Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt gián đoạn 48 32 Hình 2.9 Sơ đồ thể hiện 3 giai đoạn mòn mặt trƣớc của dụng cụ thép gió phủ TiN 49 33 Hình 2.10 Quan hệ giữa một số dạng mòn của dụng cụ hợp kim cứng với thể tích, trong đó V tính bằng m/ph; t 1 tính bằng mm/vg. 50 34 Hình 2.11 Các thông số đặc trƣng cho mòn mặt trƣớc và mặt sau – ISO3685 51 34 Hình 2.12 Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến mòn mặt trƣớc và mặt sau của dao thép gió S 12-1-4-5 dùng tiện thép AISI C1050, với t = 2mm. Thông số hình học của dụng cụ: =8 0 , =10 0 , =4 0 , =90 0 , = 60 0 , r=1mm, thời gian cắt T =30 phút [4]. 54 35 Hình 2.13 Quan hệ V.T-V và V.T.a khi cắt thép 40Cr bằng dao T15K6 với h s = 0,6 mm.(1) s = 0,037 mm/v: (2) s = 0,3 mm/v (3) s = 0,1 mm/v; (4) s = 0,5 mm/v. 55 36 Hình 2.14 (a) Quan hệ tuổi bền của dao thép gió phủ PVD theo vận tốc cắt dao tiện dùng để phay thép các bon tôi 56 [...]... học của dao phay cầu đến độ nhám bề mặt khi gia công thép [9] Nghiên cứu ảnh hưởng của lực cắt đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiN khi gia công thép CR12MOV [10] Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công thép CR12MOV [11] Tuy nhiên ảnh hưởng chế độ cắt và góc nghiêng của phôi đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công vật liệu CR12MOV qua tôi. .. của chế độ cắt và góc nghiêng của phôi đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công thép hợp kim CR12MOV qua tôi Trên cơ sở đó đưa ra chế độ cắt một cách hợp lý 3 Đối tượng nghiên cứu Xác định mối quan hệ giữa chế độ cắt và góc nghiêng của phôi đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN Vật liệu gia công là thép hợp kim CR12MOV Dao phay đầu cầu Ø10 phủ TiAlN hãng MITSUBISHI - Nhật Bản Bề mặt gia. .. nói đến Vì vậy, một trong nhưng vấn đề cần được nghiên cứu để có thể khai thác hiệu quả hơn nữa việc sử dụng dao phay đầu cầu phủ TiAlN khi gia công thép hợp kim CR12MOV đó là: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt, góc nghiêng của bề mặt gia công đến tuổi bền của dao phay đầu cầu phủ TiAlN khi gia công khuôn thép CR12MOV qua tôi có ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2 Mục đích nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng. .. nhau dẫn đến tuổi bền trên lưỡi cắt khác nhau Hiện nay dao phay cầu đã được một số nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm nhằm nâng cao khả năng sử dụng của dao phay cầu như: Nghiên cứu ảnh hưởng bước tiến đến sự hình thành phoi của dao phay cầu gia công trên máy phay CNC [7] Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng đến chất lượng bề mặt khi gia công bằng dao phay cầu [8] Nghiên cứu ảnh hưởng của thông... 1.3.4 .Ảnh hƣởng góc nghiêng θy của phôi đến điều kiện cắt gọt của dao phay cầu Góc nghiêng của phôi ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi bền của dao phay cầu khi gia công các bề mặt phức tạp vị trí của điểm bắt đầu vào cắt cũng đóng một vai trò rất quan trọng bởi vì khi đầu dao tiến vào cắt tiếp xúc với bề mặt nghiêng của phôi lực cắt tăng lớn nhất dẫn đến chất lượng bề mặt tại vị trí đó giảm Dao phay cầu được... phép gia công các bề mặt phức tạp, với năng suất gia công cao hơn rất nhiều so với các phương pháp gia công không truyền thống Quá trình cắt bằng dao phay cầu có cơ chế gia công rất phức tạp vì lưỡi cắt của dao phay được bố trí trên mặt cầu Khi gia công bề mặt phức tạp bằng dao phay cầu, bề mặt gia công được hình thành như ở hình 1.4 Dao phay được quay với tốc độ của trục chính là n, chuyển động tiến của. .. tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi cắt trên toàn biên dạng dao để gia công thép hợp kim CR12MOV qua tôi đạt độ cứng 40 ÷ 45 HRC dưới dạng các hàm thực nghiệm Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học cho việc tối ưu quá trình phay Đồng thời cũng góp phần đánh giá khả năng cắt của mảnh dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công thép hợp kim CR12MOV qua tôi đạt độ cứng 40 ÷ 45 HRC 5.2 Ý nghĩa thực tiễn của. .. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 18 Chuyên ngành: Công nghệ CTM CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ PHAY BẰNG DAO PHAY CẦU 1.1 Ứng dụng của dao phay cầu Bề mặt của khuôn mẫu thường là những mặt cong phức tạp Bề mặt gia công không những là bề mặt phức tạp mà những bề mặt này còn làm bằng vật liệu khó gia công như thép hợp kim có độ bền cao, thép chịu nhiệt, thép không gỉ, thép đã tôi Hiện nay, việc gia. .. (đáy khuôn, đáy hốc…) Vì thế việc khảo sát tuổi thọ của dao theo góc nghiêng của phôi để xác chế độ cắt hợp lí cũng là một nhiệm vụ cần thiết khi nghiên cứu tuổi thọ của dao phay cầu Như vậy có thể kết luận rằng bề mặt gia công nghiêng cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của dao 1.3.5 Chiều dày cắt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận. . .Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật 11 Chuyên ngành: Công nghệ CTM cải thiện 37 Hình 2.14 (b) 38 Hình 2.15 39 Hình 2.16 40 Hình 2.17 41 Hình 3.1 42 Hình 3.2 Quan hệ tuổi bền của dao thép gió phủ PVD theo vận tốc cắt dao phay mặt đầu dùng để phay thép 56 cácbon tôi cải thiện Quan hệ giữa thời gian, tốc độ và độ mòn của dao Quan hệ giữa tốc độ cắt V và tuổi bền T của dao Quan hệ giữa V . dụng dao phay đầu cầu phủ TiAlN khi gia công thép hợp kim CR12MOV đó là: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt, góc nghiêng của bề mặt gia công đến tuổi bền của dao phay đầu cầu phủ TiAlN khi gia. TiN khi gia công thép CR12MOV [10]. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công thép CR12MOV [11] Tuy nhiên ảnh hưởng chế độ cắt và góc nghiêng của. bằng dao phay cầu [8]. Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số hình học của dao phay cầu đến độ nhám bề mặt khi gia công thép [9]. Nghiên cứu ảnh hưởng của lực cắt đến tuổi bền của dao phay cầu phủ