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

LỜI NÓI ĐẦU
Gia công cắt gọt kim loại là một trong những quá trình chế tạo sản
phẩm hoàn chỉnh của ngành cơ khí. Việc nắm bắt và điều khiển được các quy
luật khoa học của quá trình cắt gọt sẽ góp phần nâng cao năng suất, chất
lượng, hiệu quả kinh tế. Trong quá trình gia công cắt gọt kim loại có nhiều
yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của quá trình cắt, một trong những
yếu tố cơ bản đó là rung động. Từ trước đến nay trên thế giới đã có nhiều
công trình nghiên cứu về rung động của quá trình cắt trên máy công cụ nói
chung và trên máy phay nó i riêng, nhằm mục đích nâng cao các chỉ tiêu kinh
tế – kỹ thuật. Các công trình nghiên cứu đó đã đạt được nhiều thành tựu to lớn
góp phần xứng đáng vào sự nghiệp phát triển của ngành chế tạo máy nói
chung. Tuy nhiên do tính chất phức tạp của hiện tượng này, cũng như sự đòi
hỏi ngày càng cao về mặt năng suất, chất lượng của ngành công nghệ chế tạo
máy nên việc nghiên cứu rung động trong quá trình cắt để tìm ra các biện
pháp khống chế nó, nhằm mục đích ổn định trạng thái của quá trình cắt vẫn
đòi hỏi phải tiếp tục.
Qua hơn hai năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học kỹ thuật Công Nghiệp đến nay cuối khoá học bản thân em được giao 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”
Trong thời gian thực hiện đề tài với sự cố gắng nỗ lực nghiên cứu của bản thân cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS. TS Dương Phúc Tý và các thầy thuộc khoa cơ khí trường Đại học kỹ thuật Công Nghiệp, sự giúp đỡ của các bạn đồng nghiệp, đến nay đề tài của em đã hoànthành. Tuy nhiên do hạn chế về đ iều kiện nghiên cứu đặc biệt là hạn chế về năng lực nghiên cứu của bản thân nên đề tài không tránh khỏ i những thiếu sót, vì vậy em rất mong được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy giáo và các bạn đồng nghiệp để từ đó em rút ra những kinh nghiệm cho bản thân trong lĩnh vực nghiên cứu sau này. Một lần nữa em xin được bày tỏ lòng b iết ơn đối với thày giáo hướng dẫn PGS.TS Dương Phúc Tý, các thầy giáo khoa cơ khí trường Đại học kỹ thuật Công Nghiệp và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu để đề tài hoàn thành đúng thời hạn.
mục lục Trang
mở đầu 1
chơng 1 : tổng quan về những thành tự khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu trung động tự kích thích trên máy công c
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 cỡng 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 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 hởng đến rung động tự kích thích của quátrình cắt
1.3.1. ảnh hởng của máy 19
1.3.1.1. ảnh hởng của móng máy và điều kiện lắp đặt 19
1.3.1.2 ảnh hởng của vị trí của các chi tiết cấu thành máy 20
1.3.1.3 ảnh hởng của nhiệt độ làm việc của máy 22
1.3.2. ảnh hởng của vị trí tơng đối giữa dao và phôi 22
1.3.3. Ảnh hưởng của độ mềm dẻo của phụi 25
1.3.4. ảnh hởng của điều kiện cắt đến rung động của quá trình cắt 25
1.3.4.1. ảnh hởng của chiều rộng lớp cắt b 26
1.3.4.2. ảnh hởng của chiều dày lớp cắt a 26
1.3.4.3. ảnh hởng của vận tốc cắt v 27
1.3.4.4. ảnh hởng của thông số hình học phần cắt 28
1.3.4.5. ảnh hởng của thông số hình học 29
1.3.5 ảnh hởng của vật liệu 35
1.4 Rung động tự kích thích theo quan điểm năng lợng của quá 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
quá trình cắt trên máy công cụ
Chơng 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 cỡng bức và rung động tự 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 động cỡng 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 thớc 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 nghiêng
Chơng 3: Nghiên cứu ảnh hởng của bớc 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 hởng của bớc tiến dao đến sự biến đổi của chiềusâu cắt tới hạn bằng thực nghiệm
3.2.1. Mục đích, nội dung, phơng pháp và phơng tiện nghiên cứu 75
3.2.2. Sơ đồ thí nghiệm cắt thử để khảo sát sự biến đổi của chiều sâu cắt tới hạn trong sự phụ thuộc vào bớc 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 6P13Б 93
3.4. Sử lý dữ liệu- xây dựng phơng trình đặc trng cho quan hệ giữa chiều sâu cắt tới hạn tk và bớctiến dao
3.4.1 Hàm hồi quy đặc trng cho quan hệ giữa chiều sâu cắt tới hạn tk và bớc
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