LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi thực hiện dưới
sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Quốc Tuấn.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Người thực hiện
Phạm Văn Hiển
Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ
thuật
1
Chuyên ngành: Công nghệ
CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
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 15
1. Tính cấp thiết của đề tài 16
2. Mục đích nghiên cứu 16
3. Đối tƣợng nghiên cứu 16
4. Phƣơng pháp nghiên cứu 16
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 16
5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ DAO PHAY CẦU
17
1.1. Khả năng ứng dụng của dao phay cầu. 17
2.1.1. Khái niệm chung về mòn
43
2.1.2. Mòn dụng cụ
cắt:
44
2.1.2.1. Các dạng mòn của dụng cụ cắt
45
a. Mòn mặt sau
45
b.
Mòn mặt trƣớc45
c. Mòn đồng thời mặt trƣớc và mặt sau
46
d.
Cùn lƣỡi cắt46
2.1.2.2. Các cơ chế mòn của dụng cụ cắt
46
2.1.5. Ảnh hƣởng của mòn dụng cụ đến chất lƣợng bề mặt gia công
53
2.1.6. Mòn của dao phay cầu phủ
53
2.2. Tuổi bền dụng cụ cắt
54
2.2.1. Khái niệm chung về tuổi bền của dụng cụ cắt
54
2.2.2. Các nhân tố ảnh hƣởng đến tuổi bền của dụng cụ cắt
55
2.2.2.1. Ảnh hƣởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dụng cụ cắt
55
2.2.2.2. Vai trò của lớp phủ cứng trong việc tăng tuổi bền của dụng cụ 56
2.2.3. Phƣơng
pháp
xác
60
2.3.
Kết
Luận
chƣơng
2 61
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA
CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY CẦU
10 PHỦ TiAlN
KHI GIA CÔNG THÉP HỢP KIM CR12MOV
3.1. Sơ
lƣợc
về
64
3.2.1. Lựa
chọn
chỉ
tiêu
xác
định
tuổi
bền
của
dao64
3.2.2. Độ
nhám
bề
đánh
giá
độ
nhám
bề
mặt 67
3.3. Thiết
kế
thí
nghiệm.68
3.3.1. Các
giới
69
3.3.4. Điều kiện thí nghiệm
70
3.3.4.1.Máy.
70
3.3.4.2.
Dao. 71
3.3.4.3. Phôi.
71
3.3.4.4. Dụng
cụ
đo
kiểm. 72
3.4. Thực nghiệm để xác định tuổi bền của dao phay cầu 10 phủ TiAlN khi
72
gia công thép hợp kim CR12MOV.
3.4.1. Nội dung:
86
4.1. Kết luận
86
4.2. Một số kiến nghị.
86
Tài liệu tham khảo
88
DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU
TT Bảng số Nội dung
Trang Trích bảng thông số kích
thƣớc của dao phay
1 Bảng
1.1
2 Bảng
1.2
3 Bảng
1.3
4 Bảng
1.4
5 Bảng
1.5
6 Bảng
1.6
7 Bảng
1.7
8 Bảng
1.8
cầu kiểu 1 ký kiệu GSBN 2 hãng Sumitomo -
25
Nhật Bản
Trích bảng thông số kích thƣớc của dao chỉ có
lƣỡi cắt trên phần cầu ký kiệu BNBP 2 R hãng
27
Sumitomo - Nhật Bản
Trích bảng thông số kích thƣớc thân dao ký
hiệu SRFHSMW, SRFHSLW ghép một mảnh
28
cắt hãng Mitssubishi - Nhật Bản
Trích bảng thông số kích thƣớc mảnh dao ký
hiệu SRFT vật liệu VP10MF, VP15TF dùng cho
29
dao một mảnh cắt hãng Mitssubishi - Nhật Bản
Trích bảng thông số kích thƣớc thân dao ký
hiệu WBMF 1000 ghép một mảnh cắt hãng
30
Sumitomo - Nhật Bản
Trích bảng thông số kích thƣớc mảnh dao ký
hiệu ZPGU vật liệu ACZ 120 dùng cho dao một
30
mảnh cắt hãng Sumitomo-Nhật Bản
10 Bảng 1.10 Trích bảng thông số kích thƣớc thân dao ký 31
11 Bảng
1.11
12 Bảng
1.12
13 Bảng
1.13
hiệu SRG40C, SRG50C, SRG50E,
SRG50E,
APMT1604PDER-M2, APMT1604PDER-H2 35
dùng cho dao nhiều mảnh cắt hãng Mitssubishi -
Nhật Bản
16
Bảng 3.1
Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với
67
các cấp độ nhám bề mặt
17 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật cơ bản của máy
71
Thành phần các nguyên tố hoá học thép
18 Bảng
3.3
19 Bảng
3.4
72
CR12MOV
Giá trị tính toán giá trị thông số chế độ cắt v,s
74
cho thực nghiệm
20 Bảng 3.5 Bảng quy hoạch và kết quả thực nghiệm xác 74
21 Bảng
3.6
định tuổi bền của dao
Bảng kết quả đo độ nhám theo thời gian và chế
75
độ cắt
22 Bảng 3.7
Nhật Bản
Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của dao phay cầu
24
kiểu 2 ký kiệu VC-2XLB hãng Missubishi - Nhật
Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của dao phay cầu
kiểu 2 ký kiệu GSBN 2 hãng Sumitomo - Nhật 25
Bản
Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của dao chỉ có
lƣỡi lƣỡi cắt trên phần cầu ký hiệu BNBP 2 R của
26
hãng SUMITOMO - Nhật Bản
Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của thân dao ký
hiệu SRFHSMW, SRFHSLW và mảnh ghép ký
28
hiệu SRFT vật liệu VP10MF, VP15TF của dao
một mảnh cắt hãng Mitssubishi - Nhật Bản
Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của thân dao
ký
hiệu WBMF 1000 và mảnh ghép ký hiệu ZPGU
29
vật liệu ACZ 120 của dao một mảnh cắt
hãng Sumitomo- Nhật Bản
10 Hình 1.6. (c)
Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của thân dao ký
hiệu TRM4 và mảnh ghép ký hiệu UPE45,UPE50,
3
11 Hình 1.6.
(d)
12 Hình 1.6. (e)
18
Hình 1.9. b
Phƣơng thức chuyển dao khi phay bằng dao phay
39
cầu chuyển dao từ trên xuống.
19
Hình 1.10. a
Hình chiếu bằng của phoi khi dao tiến lên với một
39
số giá trị θ
y
(0
o
, 15
o
, 30
o
, 45
o
, 60
o
, 75
o
)
20
Hình 1.10. b
Hình chiếu bằng của phoi khi dao tiến xuống với
40
một số giá trị θ
y
47
Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt
29 Hình
2.5
30 Hình
2.6
31 Hình
2.7
48
liên tục
Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt
48
gián đoạn
Sơ đồ thể hiện 3 giai đoạn mòn mặt trƣớc của dụng
52
cụ thép gió phủ TiN
Quan hệ giữa một số dạng mòn của dụng cụ hợp
32 Hình
2.8
kim cứng với thể
tích
V .t
0,6
, trong đó V tính bằng
53
m/ph; t
1
tính bằng mm/vg
33 Hình 2.9
34 Hìn
c 1
Quan hệ V.T-V và
V.T.a khi cắt thép
40Cr bằng
dao T15K6 với
58
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.
Quan hệ tuổi bền của dao thép gió phủ PVD theo
vận tốc cắt dao tiện dùng để phay thép cácbon tôi 59
cải thiện.
37 Hình 2.12
(b)
Quan hệ tuổi bền của dao thép gió phủ PVD theo
vận tốc cắt dao phay mặt đầu dùng để phay thép 59
cácbon tôi cải thiện.
38 Hình 2.13 Quan hệ giữa thời gian, tốc độ và độ mòn của dao 60
39 Hình 2.14 Quan hệ giữa tốc độ cắt V và tuổi bền T của dao 60
40 Hình 2.15 Quan hệ giữa V và T (đồ thị lôgarit) 61
Đồ thị thể hiện quan hệ giữa lƣợng mòn và thời
41 Hình 3.1
65
gian
42 Hình 3.2 Độ nhám bề mặt 66
Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa vận tốc cắt v,
lƣợng chạy dao s với tuổi bền của dao phay cầu
43 Hình 3.3
Hình ảnh đỉnh dao sau 4,0 phút khi gia công với v
82
= 50 (m/phút), s = 0,3(mm/ răng)
Hình ảnh đỉnh dao sau 5,0 phút khi gia công với
83
v = 50 (m/phút), s = 0,3(mm/ răng)
51 Hình 3.8.a
52 Hình
3.8.b
53 Hình 3.9.a
54 Hình
3.9.b
Hình ảnh đỉnh dao sau 3,0 phút khi gia công với
83
v = 110 (m/phút), s = 0,3(mm/ răng)
Hình ảnh đỉnh dao sau 4,1 phút khi gia công với
83
v = 110 (m/phút), s = 0,3(mm/ răng)
Hình ảnh đỉnh dao sau 6,1 phút khi gia công với
84
v = 80 (m/phút), s = 0,2(mm/ răng)
Hình ảnh đỉnh dao sau 6,0phút khi gia công với
79
v = 80 (m/phút), s = 0,2(mm/ răng)
55 Hình 3.10 Hình ảnh phôi sau khi gia công
1. Tính cấp thiết của đề tài
PHẦN MỞ ĐẦU
Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung và đặc
biệt là công nghệ vật liệu nói riêng. Đã góp phần vào việc nghiên cứu và chế tạo
nhiều chủng loại dụng cụ cắt với vật vùng cắt có nhiều tính năng ưu việt. Một trong
TiAlN khi gia công thép hợp kim CR12MOV. Trên cơ sở đó có thể sử dụng dụng
cụ cắt một cách hợp lý.
3. Đối tượng nghiên cứu
Xác định mối quan hệ giữa chế độ cắt và góc nghiêng của phôi với tuổi bền của
dụng cụ cắt khi cắt ở đỉnh dao.
Vật liệu gia công là thép hợp kim CR12MOV.
Dao phay đầu cầu Ø10 phủ TiAlN hãng MITSUBISHI - Nhật Bản
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp nghiên cứu bằng thực nghiệm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Về mặt khoa học, đề tài phù hợp với xu thế phát triển khoa học và công nghệ
trong nước cũng như khu vực và thế giới.
Xây dựng được quan hệ giữa các thông số của chế độ cắt với tuổi bền của dao
phay cầu phủ TiAlN khi cắt ở đỉnh dao để gia công thép hợp kim CR12MOV qua
tôi đạt độ cứng 40 – 45 HRCdưới 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 đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể dùng làm cơ sở cho việc lựu chọn bộ
thông số v, s với t = 0,5 khi gia công thép hợp kim CR12MOV qua tôi đạt độ cứng
40 – 45 HRC bằng dao phay cầu phủ TiAlN trong những yêu cầu cụ thể.
6. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu bằng thực nghiệm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ DAO PHAY CẦU
1.1. Khả năng ứng dụng của dao phay cầu.
Trong ngành chế tạo máy và ngành công nghiệp khuôn mẫu nhiều chi tiết có
trên
bề mặt gia công sẽ còn một dải kim loại không cắt được tạo nên giữa hai đường
chuyển dao.
Dao phay cầu
Bề mặt chưa gia
công
Đường chạy
dao trước
Đỉnh
nhấ
p
nhô
Chiều sâu cắt
Lượng dịch dao
ngang
Bề mặt mong
muốn
Phôi
Hình 1.1. Phay mặt cong phức tạp bằng dao phay cầu
1.2. Nhám bề mặt khi gia công bằng dao phay cầu
Một trong những nhược điểm khi gia công bằng dao phay cầu đó là nhám bề
mặt lớn. Bởi vì ngoài việc chịu ảnh hưởng của những yếu tố: Như độ cứng vững của
hệ thống công nghệ, quá trình mòn của dao….độ nhám bề mặt chi tiết gia công còn
phụ thuộc vào chiều cao phần kim loại bị bỏ lại sau mỗi lần chuyển dao h
th
và do
kết cấu của đầu dao.
Bằng phương pháp phân tích hình học 2 đường chuyển dao liên tiếp với lượng
dịch chuyển là a
e
Có thể nhận thấy rằng R
>
4R
2
2
a
2
e
vì thế giá trị của h
th
> 0
Nếu như xét cho trường hợp gia công mặt cong phức tạp bất kỳ thì công thức
(1-1) vẫn đúng khi xét tại từng tiết diện vuông góc với hướng tiến của dao.
Vì vậy có thể khẳng định rằng khi gia công bằng dao phay cầu muốn giảm giá
trị h
th
thì có thể áp dụng một hoặc đồng thời hai giải pháp:
Sử dụng dao có bán kính lớn nhất trong điều kiện có thể
Giảm lượng dịch chuyển dao ngang a
e
1.3. Các dạng dao phay cầu
1.3.1. Dao phay cầu liền khối
Khi đường kính dao nhỏ (D
dao
< 10 mm) thì hầu hết dao cầu được chế tạo liền
khối. Để thuận lợi cho việc chế tạo và hạ giá thành của dao, với dạng dao này thì
kết
cấu đầu dao về cơ bản là giống nhau còn phần thân dao được chế tạo với kết
cấu
như hình 1.3. a, b
Đây là dạng dao có ưu điểm trong gia công mặt cong lồi và hốc sâu vì kết cấu
dao không ảnh hưởng đến việc tiến sâu của dao. Nhưng độ cứng vững của dao sẽ
kém nếu gá dao quá dài, đặc biệt với những dao có đường kính gia công nhỏ.
Hình 1.3. a. Hình dạng - kích thước chế tạo của dao phay cầu kiểu 1 ký kiệu
BZD25G hãng Missubishi - Nhật Bản [6].
Bảng 1.1. Trích bảng thông số kích thước của dao phay cầu kiểu 1 ký kiệu
BZD25G hãng Missubishi (hình 1.3. a) [7].
Số hiệu dao R D
1
ap L
1
D
4
Số me
cắt N
BSD2004SG 0.2 0.4 0.8 40 3 2
2005SG 0.25 0.5 1.0 40 3 2
2006SG 0.3 0.6 1.2 40 3 2
2008SG 0.4 0.8 1.6 40 3 2
2010SG 0.5 1.0 2.5 45 4 2
2015SG 0.75 1.5 4.0 45 4 2
2020SG 1.0 2.0 6.0 60 6 2
2025SG 1.25 2.5 6.0 60 6 2
2030SG 1.5 3.0 8.0 60 6 2
2040SG 2.0 4.0 8.0 60 6 2
2050SG 2.5 5.0 12 60 6 2
2060SG 3.0 5.0 12 80 6 2
Nhưng đối với dao có đường kính gia công nhỏ thì kết cấu của dao sẽ giúp tăng độ
cứng vững khi gia công.
Copyright: Tài liệu đại học ©