Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Một Số Thông Số Đến Chất Lượng Sản Phẩm Và Chi Phí Điện Năng Riêng Khi Phay Mặt Phẳng Trên Máy Phay Cnc Kira Pcv 30

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN HỮU ĐĂNG

Tên đề tài

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG

SỐ ĐẾN CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM VÀ CHI PHÍ

ĐIỆN NĂNG RIÊNG KHI PHAY MẶT PHẲNG TRÊN

MÁY PHAY CNC KIRA PCV -30

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ: 60520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. DƢƠNG VĂN TÀI

Hà Nội, 2010

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số

liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất

kỳ công trình nào khác.

Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình

nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết

luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học.

Hà Nội, ngày 15 thán 04 năm 2017

Ngƣời cam đoan

Nguyễn Hữu Đăng

2

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thàmh luận văn này cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết

ơn chân thàmh và sâu sắc tới Thầy giáo hƣớng dẫn khoa học PGS.TS. Dƣơng

Văn Tài, đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi hoàn

thàmh luận văn này.

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trƣờng, phòng sau Đại học, khoa Cơ

điện và Công trình trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện

thuận lợi cho tôi hoàn thàmh nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình.

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo phân hiệu và ban khoa học công nghệ

Phân hiệu Đại học Lâm nghiệp Miền Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho

tôi hoàn thàmh khóa học và luận văn tốt nghiệp này.

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo Trƣờng Trung cấp nghề Kỹ thuật công

nghệ Hùng Vƣơng đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thàmh

nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình.

Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp

nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn.

TPHCM, ngày 15 tháng 4 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Hữu Đăng

3

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Độc lập - Tự do- Hạnh phúc

BẢN NHẬN XÉT

Của ngƣời hƣớng dẫn luận văn thạc sỹ

Họ và tên hƣớng dẫn khoa học: PGS TS. Dƣơng Văn Tài

Họ và tên học viên cao học: Nguyễn Hữu Đăng

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Khóa học 2015-2017

Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng

sản phẩm và chi phí điện năng riêng khi phay mặt phẳng trên máy phay

CNC Kira PCV- 30"

Nội dung nhận xét

1. Tinh thần, thái độ trong quá trình làm luận văn

Trong thời gian thực hiện luận văn, học viên Nguyễn Hữu Đăng đã lao động

khoa học một cách tích cực, nghiêm túc và sáng tạo đã hoàn thàmh luận văn

đúng yêu cầu nhƣ đề cƣơng đã duyệt.

Mặc dù thời gian nghiên cứu có hạn, nhƣng để hoàn thàmh luận văn này học

viên đã chủ động tích cực nghiên cứu tài liệu và đã hoàn thàmh luận văn.

2. Về năng lực và trình độ chuyên môn

Học viện có năng lực độc lập nghiên cứu để giải quyết các vấn đề đặt

ra, có năng lực tổ chức thực hiện thí nghiệm, có trình độ chuyên môn về cơ

khí chế tạo máy.

3. Về quá trình thực hiện đề tài và kết quả của luận văn

- Học viên đã phân tích, tổng hợp các tài liệu, từ đó đã phân tích đƣợc lực

tác dụng của dao lên phôi trong quá trình phay, đã phân tích các yếu tố ảnh

hƣởng đến lực cắt và chất lƣợng sản phẩm, đã lựa chọn đƣợc một số tham số ảnh

hƣởng đến hàm mục tiêu.

- Học viên đã tiến hàmh thực nghiệm và đã thiết lập đƣợc hàm tƣơng

quan giữa một số thông số ảnh hƣởng của máy bao gồm: vận tốc cắt, lƣợng

chạy dao và chiều sâu cắt đến chi phí điện năng riêng và độ nhám bề mặt gia

công khi phay bánh răng.

- Học viên đã giải bài toán tối ƣu và đã tìm ra đƣợc một số thông số sử

dụng hợp lý của máy phay CNC Kira PCV- 30 khi phay mặt phẳng với phôi

là thép C45.

4

4. Kết luận chung

Luận văn mà học viên Nguyễn Hữu Đăng thực hiện đảm bảo tính khoa

học, và đáp ứng đƣợc với yêu cầu khoa học và thực tiễn sản xuất.

Những kết quả nghiên cứu đạt đƣợc có độ chính xác, có ý nghĩa khoa học và

thực tiễn. Trong điều kiện khó khăn học viên đã thực hiện đƣợc các nội dung

với kết quả nêu trên là sự nỗ lực cố gắng lớn.

Tuy còn một số hạn chế, song đánh giá chung, luận văn thạc sĩ của học viên

Nguyễn Hữu Đăng là một công trình có chất lƣợng, đáp ứng đƣợc yêu cầu của

một luận văn thạc sĩ kỹ thuật, đề nghị học viên đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng

chấm luận văn thạc sĩ.

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2016

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

PGS TS. Dƣơng Văn Tài

5

MỤC LỤC

Tr

Lời cam đoan 1

Lời cảm ơn 2

Nhận xét của giảng viên 3

Mục lục 5

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt 6

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 8

Danh mục các bảng 10

Mở đầu 12

Chƣơng I. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. 14

Chƣơng 2. Mục tiêu, nội dung, đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu 38

2. 1. Mục tiêu nghiên cứu 38

2. 2. Nội dung nghiên cứu. 38

2. 3. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu 38

2. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu. 41

Chƣơng 3. Cơ sở lý luận của đề tài

45

6

Chƣơng 4. Nghiên cứu thực nghiệm 67

Kết luận và kiến nghị 93

Tài liệu tham khảo 95

Phụ lục 99

7

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Tên Đơn vị

Nr Chi phí năng lƣợng riêng kWh/m3

Nđ Công suất chi phí của động cơ kW

T Thời gian làm việc để thực hiện đƣợc khối lƣợng công việc

M

giây

M Khối lƣợng công việc thực hiện trong thời gian T m

3

Nc Công suất của máy kW

m Hiệu suất của máy

Kt Hệ số quá tải cho phép

Pz Lực tiếp tuyến N

Py Lực hƣớng kính N

Px Lực chạy dao N

Vz Tốc độ cắt vòng/ph

Vx Tốc độ chạy dao m/p

Cp Hệ số phụ thuộc tính chất của vật liệu gia công

Cv Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

Ra Sai lệch trung bình số học của profin (độ nhám bề mặt gia công) m

Rz Chiều cao nhấp nhô trung bình của profin

v Tốc độ cắt vòng/ph

S Lƣợng ăn dao mm/phút

t Chiều sâu cắt mm

hz Mức độ mòn mặt sau của dao cắt

 Góc nghiêng chính Độ

1 Góc nghiêng phụ Độ

8

 Góc mũi dao Độ

 Góc trƣớc Độ

 Góc sau chính Độ

 Góc cắt Độ

 Góc sắc Độ

c Số lƣợng nhóm

K Khoảng chia nhóm

a Số tổ đƣợc chia

n Số lần thí nghiệm

xmax, min Trị số thu nhập lớn nhất, bé nhất của đại lƣợng nghiên cứu

St Sai tiêu chuẩn

S% Hệ số biến động

R Phạm vi biến động

Sk Độ lệch

Ex Độ nhọn

L Số tổ hợp

M Số lần lặp

% Sai số tƣơng đối

Ῡ Giá trị trung bình của đại lƣợng nghiện cứu

Gtt Tính đồng nhất theo tiêu chuẩn Kohren

S

2

max Phƣơng sai lớn nhất trong N thí nghiệm

F Giá trị tính toán theo tiêu chuẩn Fisher

N Tổng số thí nghiệm

e Khoảng biến thiên

R Hệ số đơn định

T Giá trị chuẩn Student

9

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình Tên hình Trang

1.1 Các dạng dao phay chủ yếu 14

1.2 Các phƣơng pháp phay 15

1.3 Điều khiển điểm- điểm 16

1.4 Điều khiển đƣờng thẳng 16

1.5 Điều khiển theo Contour 17

1.6 Vùng gia công khi phay 19

1.7 Sơ đồ các bƣớc khi phay 21

2.1 Máy phay CNC Kira PCV-30 35

2.2 Dao phay mặt đầu 36

3.1 Sơ đồ tác dụng của lực khi cắt tự do 40

3.2 Tốc độ cắt khi phay 42

3.3 Thông số lớp cắt khi phay (phay bằng dao trụ) 43

3.4 Phay đối xứng 43

3.5 Phay không đối xứng 43

3.6 Chiều dày cắt khi phay bằng dao phay trụ 45

3.7 Phay bằng dao phay mặt đầu 46

3.8 Các thàmh phần lực cắt khi phay 48

3.9 Ảnh hƣởng của vật liệu dao tới lực cắt 53

3.10 Ảnh hƣởng của tốc độ cắt đến lực cắt 53

3.11 Lực cắt PZ phụ thuộc vào v khi gia công gang 54

3.12 Chiều dài đoạn tiếp xúc của dao và chi tiết theo mặt sau 54

3.13 Ảnh hƣởng của góc nghiêng λ đến các lực cắt PZ, PY, PX 56

3.14 Ảnh hƣởng của vật liệu dao đến lực cắt 57

4.1 Sơ đồ xác định độ nhấp nhô tế vi 61

4.2 Thiết bị đo Fluke nối máy tính 65

4.3 Máy đo nhám TR 200 65

10

4.4 Quá trình thí nghiệm xác định chi phí điện năng riêng và

độ nhám

70

4.5 Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến chi phí năng lƣợng riêng 71

4.6 Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt 71

4.7 Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao đến chi phí điện năng riêng 73

4.8 Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao đến độ nhám bề mặt gia công 73

4.9 Ảnh hƣởng của chiều sâu cắt đến chi phí điện năng riêng 75

4.10 Ảnh hƣởng của chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt gia công 76

4.11 Quá trình thí nghiệm đa yếu tố 77

11

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng Tên bảng Trang

1.1 Xác định hệ số cv 57

4.1 Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến các hàm

mục tiêu

77

4.2 Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao đến các

hàm mục tiêu

79

4.3 Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của chiều sâu cắt đến các hàm

mục tiêu

82

4.4 Mức thí nghiệm của các thông số đầu vào 85

4.5 Bảng ma trận thí nghiệm Boks - Benken 3 thông số dầu vào 86

4.6 Kết quả thí nghiệm phay mặt phẳng theo chế độ tối ƣu 91