Thạc Sĩ Nghiên cứu bằng thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến

P HẦN M Ở Đ ẦU TÊN ĐỀ TÀI
Nghiên cứu bằng thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính.


1 . T ính cấ p thiế t c ủa đề tà i

Rung động trong quá trình cắt kim loại là một hiện tượng cố hữu. Rung động mà đặc biệt là rung động tự kích thích ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng gia công, ảnh hưởng đến sự mòn của dao cũng như độ chính xác của máy . vì vậy, nghiên cứu đặc tính của rung động tự kích thích cũng như nghiên cứu những những nhân tố ảnh hưởng đến nó làm cơ sở cho việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế ảnh hưởng xấu của nó đồng thời làm cơ sở cho việc tối ưu hoá quá trì nh gia công kim loại luôn luôn là vấn đề được quan tâm trong lĩnh vực gia công kim loại.


2 . Ý ng hĩa k ho a học và thực tiễ n c ủa đề tà i.

2 .1 .Ý n g hĩa k hoa học.

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần bổ sung cho lý luận về rung động trong kỹ thuật nói chung và lý luận về dao động trong quá trình cắt kim loại nói riêng.
2 .2 . Ý ng hĩa thực ti ễn .

Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế ảnh hưởng của rung động tự kích thích nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống công nghệ gia công, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Đồng thời kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở dữ liệu để tối ưu hoá chế độ gia công theo mục tiêu ổn định.


3 . M ục đíc h ng hiê n c ứu.
Vì đề tài có hai phần nên có hai phần nghiên cứu cụ thể:
3.1. Tìm được những đặc tính của rung động tự kích thích làm cơ sở cho việc nghiên cứu tiếp theo về những nhân tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nó. Trên cơ sở đó có thể tiếp tục nghiên cứu các giải pháp hạn chế sự phát triển này nhằm đảm bảo cho quá trình cắt luôn ổn định.
3.2. Tìm ra mối quan hệ giữa bước tiến dao với rung động tự kích thích
làm cơ sở cho việc nghiên cứu tiếp theo về tối ưu hoá chế độ gia công.


4 . Đ ố i tượ ng ng hiê n c ứu
Rung động tự kích thích xuất hiện trong quá trình gia công kim loại.


5 . N ộ i dung ng hiê n c ứ u
5.1. Nghiên cứu xác định các đại lượng đặc trưng của rung động tự kích thích.
5.2. Xây dựng mô hình thí nghiệm để nghiên cứu đặc tính của rung động tự kích thích và nghiên cứu ảnh hưởng của bước tiến dao đến rung động tự kích thích.
5.3. Lựa chọn hệ thống trang thiết bị, dụng cụ và vật liệu phục vụ cho quá trình cắt kim loại và hệ thống thiết b ị thu và xử lý dữ liệu thí nghiệm.
5.4. Quy hoạch thực nghiệm cho cả hai trường hợp.
5.5. Triển khai thí nghiệm theo quy hoạch.
5.6. Thu và xử lý dữ liệu theo lý thuyết thống kê.
5.7 Từ kết quả xử lý mà rút ra kết luận về đặc tính của rung động tự kích thích và kết luận về ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình cắt kim loại.


6. Phươ ng phá p ng hiê n c ứu
6.1. Khi nghiên cứu lý thuyết dùng các phương pháp phân tích, tổng hợp.
6.2. Khi nghiên cứu thực nghiệm dùng phương pháp cắt thử và phương pháp nghiên cứu quy nạp
6.3. Khi xử lý dữ liệu dùng phương pháp bình phương bé nhất.




7 . P hạ m vi ng hiê n c ứu
Trong thực tế, quá trình cắt kim loại d iễn ra trên nhiều hệ thống gia công khác nhau. Trong điều kiện cơ sở vật chất cụ thể của Đại học Thái Nguyên, tác giả chỉ khảo sát rung động tự kích thích trên hệ thống công nghệ phay. Cụ thể: máy phay đứng 6P13Б và máy phay đứng turdimill, dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T5K10 với vật liệu gia công là thép 45.






mục lục Trang

mở đầu 1

chãơng 1 : tổng quan về nhữn g thành tự khoa học trong 4
lĩnh vực nghiên cứu trung động tự kích thích trên máy công cụ

1.1. Rung động trong quá trình cắt 4

1.2. Các dạng rung động và nguyên nhân gây ra rung động 5

1.2.1. Rung động cãỡng bức 5

1.2.2. Rung động riêng 6

1.2.3. Rung động tự kích thích 7
1.2.3.1 Sự biến động của lực cắt do sự biết động của tốc độ và tiết diện 7 lớp cắt

1.2.3.2 Sự hình thành và phá huỷ lẹo dao 11

1.2.3.3. Sự biến động trong thành phần của vật liệu gia công 13

1.2.3.4. Rung động tự kích thích do hiệu ứng tái sinh 14

1.2.3.5. Rung động tự kích thích không tái sinh 17
1.3. Các yếu tố ảnh hãởng đến rung động tự kích thích của quá 19 trình cắt

1.3.1. ảnh hãởng của máy 19

1.3.1.1. ảnh hãởng của móng máy và điều kiện lắp đặt 19

1.3.1.2 ảnh hãởng của vị trí của các chi tiết cấu thành máy 20

1.3.1.3 ảnh hãởng của nhiệt độ làm việc của máy 22

1.3.2. ảnh hãởng của vị trí tãơng đối giữa dao và phôi 22

1.3.3. Ảnh hưởng của độ mềm dẻo của phụi 25

1.3.4. ảnh hãởng của điều kiện cắt đến rung động của quá trình cắt 25

1.3.4.1. ảnh hãởng của chiều rộng lớp cắt b 26

1.3.4.2. ảnh hãởng của chiều dày lớp cắt a 26

1.3.4.3. ảnh hãởng của vận tốc cắt v 27

1.3.4.4. ảnh hãởng của thông số hình học phần cắt 28

1.3.4.5. ảnh hãởng của thông số hình học 29

1.3.5 ảnh hãởng của vật liệu 35

1.4 Rung động tự kích thích theo quan điểm năng lãợng của quá 35

trình cắt

1.4.1. Các luận điểm 35

1.5. Các biện pháp hạn chế rung động trong quá trình cắt 38

1.5.1. Nhóm biện pháp liên quan đến cấu trúc máy 38

1.5.2. Các biện pháp liên quan đến phôi và dụng cụ gia công 39

1.5.3. Các biện pháp liên quan đến quá trình cắt 39

1.6. Kết luận về công trình nghiên cứu rung động tự kích thích của 39 quá trình cắt trên máy công cụ
Chãơng 2: Nghiên cứu đặc tính của rung động tự kích thích bằng thực nghiệm với sự trợ giúp của máy tính khi cắt kinh loại trên máy phay
2.1. Sơ đồ lôgic để phân biệt rung động cãỡng bức và rung động tự 43
kích thích xuất hiện trong quá trình cắt kim loại và giải pháp kỹ thuật để giám sát sự xuất hiện và biến đổi của chúng.

2.1.1. Sơ đồ logic 43

2.1.2. Giải pháp kỹ thuật để giám sát sự xuất hiện và biến đổi của rung 45

động cãỡng bức và rung động tự kích thích

2.2 Triển khai thí nghiệm 47

2.2.1. Xác định các thông số thí nghiệm 47

2.2.2. Sơ đồ thí nghiệm cắt thử 48

2.3. Xác định kích thãớc mẫu thí nghiệm 49

2.4 Triển khai thí nghiệm và thu dữ liệu thí nghiệm 49

3. Đo dao động trong quá trình cắt 55

3a. Đo dao động trong quá trình cắt theo lớp 55
3b. Thí nghiệm đo dao động trong quá trình cắt theo mặt phẳng 64 nghiêng

Chãơng 3: Nghiên cứu ảnh hãởng của bãớc tiến dao đến rung động tự kích thích bằng thực nghiệm

3.1 Ba trạng thái của quá trình cắt 71

3.2 Khảo sát ảnh hãởng của bãớc tiến dao đến sự biến đổi của chiều 75 sâu cắt tới hạn bằng thực nghiệm
3.2.1. Mục đích, nội dung, phãơng pháp và phãơng tiện nghiên cứu 75
3.2.2. Sơ đồ thí nghiệm cắt thử để khảo sát sự biến đổi của chiều sâu 77 cắt tới hạn trong sự phụ thuộc vào bãớc tiến dao

3.3. Các thí ngh.iêm cắt thử mất ổn định 78

3.3.1. Thông số thí nghiệm 78

3.3.2. Thí nghiệm cắt thử mất ổn định trên máy phay đứng Turndimill 79

3.3.3 Kết quả thí nghiệm trên máy phay đứng Turndimill 92

3.3.4. Thí nghiệm cắt thử mất ổn định trên máy phay đứng 6P13 Б 93
3.4. Sử lý dữ liệu- xây dựng phãơng trình đặc trãng cho quan hệ giữa96 chiều sâu cắt tới hạn tk và bãớc tiến dao

3.4.1 Hàm hồi quy đặc trãng cho quan hệ giữa chiều sâu cắt tới hạn

tk và bãớc tiến dao s khi tiến hành các thí nghiệm cắt thử mất ổn

định trên máy phay đứng Turndimill

3.5. Hàm hồi quy khi cắt thử mất ổn định trên máy phay đứng

6P13Б


3.6. Đánh giá kết quả hồi quy 107

Tài liệu tham khảo 113