Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ sus201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ tialn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ SUS201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN. Học viên: Phùng Văn Cảnh Lớp: K11 - CTM Chuyên nghành: Công nghệ chế tạo máy Người HD khoa học: PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn Người hướng dẫn khoa học Học viên PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn Phùng Văn Cảnh Ban giám hiệu Khoa sau đại học 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 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG VẬT LIỆU THÉP KHÔNG GỈ SUS201 KHI PHAY BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU THÉP GIÓ PHỦ TIAlN Ngành Mã số : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY : ………………………23.04.3898 Học Viên : PHÙNG VĂN CẢNH Người HD Khoa học : PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN THÁI NGUYÊN – 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2 Chuyên ngành: Công nghệ CTM LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn. Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Người thực hiện Phùng Văn Cảnh Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3 Chuyên ngành: Công nghệ CTM LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn trong suốt quá nghiên cứu đến khi hoàn thành luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo trong Ban giám hiệu trường ĐH kỹ thuật công nghiệp, các Thầy giáo giảng dạy lớp cao học K11 – CNCTM đã tạo điều kiện và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo Khoa cơ khí, Khoa sau đại học, trung tâm thí nghiệm trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4 Chuyên ngành: Công nghệ CTM MỤC LỤC Nội dung Trang Trang 1 1 Lời cam đoan 2 Lời cảm ơn 3 Mục lục 4 Danh mục các bảng số liệu 8 Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp. 10 Phần mở đầu 13 1. Tính cấp thiết của đề tài 13 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 14 2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3. Mục đích nghiên cứu của đề tài 14 4. Đối tƣợng nghiên cứu 14 5. Phƣơng pháp nghiên cứu 14 6. Phạm vi nghiên cứu 14 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT TRÊN MÁY PHAY, ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY 15 1.1. Các phƣơng pháp phay và đặc điểm quá trình cắt khi phay. 15 1.1.1. Các phƣơng pháp phay 15 1.1.2. Đặc điểm của quá trình phay 16 1.2. Tổng quan về dụng cụ cắt trên máy phay 17 1.2.1. Các loại dao phay thông thƣờng. 17 1.2.2. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC 18 1.2.2.1. Kết cấu của dao phay gắn mảnh lƣỡi cắt với thân dao 19 1.2.2.1.1. Kết cấu của dao phay mặt đầu ghép mảnh lƣỡi cắt 20 1.2.2.1.2. Kết cấu của dao vai và dao phay rãnh ghép mảnh 24 Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 5 Chuyên ngành: Công nghệ CTM 1.2.2.1.3. Kết cấu của dao phay đĩa gắn mảnh lƣỡi cắt 26 1.2.2.1.4. Kết cấu cảu dao phay định hình gắn mảnh lƣỡi cắt 28 1.2.2.2. Kết cấu dao phay liền khối. 29 1.2.2.2.1. Dao phay liền khối không phủ. 29 1.2.2.2.2. Dao phay liền khối phủ. 29 1.3. Các thông số quá trình cắt khi phay. 31 1.3.1 Mô hình hóa quá trình cắt khi phay. 31 1.3.2. Phân tích các thông số quá trình cắt khi phay 33 1.4. Độ nhám bề mặt chi tiết gia công khi phay. 34 1.4.1 Độ nhám bề mặt 34 1.4.2. Độ nhám bề mặt gia công khi phay 37 1.4.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ nhám bề mặt khi phay. 42 1.4.4. Phƣơng pháp đánh giá độ nhám bề mặt 43 1.5. Kết luận chƣơng I 44 CHƢƠNG 2: TÍNH GIA CÔNG CỦA THÉP KHÔNG GỈ 45 2.1. Tổng quan về thép không gỉ 45 2.1.1. Tổng quan về thép không gỉ 45 2.1.2. Phân loại và ứng dụng của thép không gỉ 47 2.1.2.1.Thép không gỉ austenit: 47 2.1.2.2. Thép không gỉ Ferit: 49 2.1.2.3. Thép không gỉ Mactenxit. 50 2.1.2.4.Thép không gỉ Duplex (chứa hỗn hợp ferit và austenit). 50 2.1.2.5. Thép không gỉ tôi nhanh (precipitation-hardenable) 51 2.1.3. Thép không gỉ SUS201 52 2.2. Tính gia công của thép không gỉ. 53 2.2.1. Đặc điểm cơ, lý tính của thép không gỉ. 53 2.2.2. Tính gia công của thép không gỉ. 54 Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 6 Chuyên ngành: Công nghệ CTM 2.2.3. Tính gia công của các loại thép không gỉ. 54 2.2.3.1. Thép không gỉ austenit. 2.2.3.2. Thép không gỉ ferit và mactenxit. 55 2.2.3.3. Thép không gỉ duplex. 56 2.2.4. Thép không gỉ dễ gia công. 56 2.3. Gia công thép không gỉ bằng các phƣơng pháp truyền thống 58 2.3.1. Tiện thép không gỉ 58 2.3.2.Khoan thép không gỉ. 65 2.3.3. Taro ren thép không gỉ 68 2.3.4. Cắt ren ngoài bằng bàn ren. 73 2.3.5. Phay thép không gỉ. 76 2.3.6. Chuốt thép không gỉ 79 2.3.7. Mài thép không gỉ 81 2.4. Gia công thép không gỉ bằng phƣơng pháp gia công không truyền thống 82 2.4.1. Gia công bằng dòng hạt mài 82 2.4.2.Gia công điện hoá 82 2.4.3. Gia công bằng dòng điện tử và dòng điện phân định hình 82 2.4.4.Gia công bằng tia laze 83 2.5. Kết luận chƣơng 2 84 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ 85 3.1. Yêu cầu với hệ thống thí nghiệm 85 3.2. Các thông số cơ bản của hệ thống thí nghiệm 85 3.2.1. Máy phay 85 3.2.2. Dao 86 3. 2.3. Phôi 88 3.2.4. Phƣơng pháp phay 89 Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 7 Chuyên ngành: Công nghệ CTM 3.2.5. Dung dịch trơn nguội 89 3.2.6. Thiết bị đo nhám bề mặt 84 3.3. Mô hình toán học 90 3.4. Phƣơng pháp tiến hành thực nghiệm. 90 34.1. Nội dung 90 3.4.2. Các thông số đầu vào của thí nghiệm 91 3.4.3. Thực nghiệm xác định ảnh hƣởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt 91 3.4.4. Sử lý số liệu thí nghiệm 93 3.4.5. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của nhám bề mặt (Ra, Rz,) với chế độ cắt (s,v,t) 95 3.5. Hình thái bề mặt gia công 96 3.6. Thảo luận kết quả 98 3.7. Kết luận chƣơng 3 99 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN VÀ HƢƠNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI Tài liệu tham khảo Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 100 101 CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 8 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU TT Bảng số Nội dung Trang 1 Bảng 1.1 23 2 Bảng 1.2 3 Bảng 1.3 Minh họa phạm vi ứng dụng của một số loại dao phay Minh họa phạm vi ứng dụng của một số loại dao vai Bảng tra kích thƣớc của dao phay đĩa theo tiêu 4 Bảng 1.4 5 Bảng 2.1 6 Bảng 2.2 7 Bảng 2.3 8 Bảng 2.4 9 Bảng 2.5 10 Bảng 2.6 11 Bảng 2.7 12 Bảng 2.8 13 Bảng 2.9 14 Bảng 3.1 chuẩn DIN 138 Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp độ nhám bề mặt Bảng phân loại thép không gỉ tiêu chuẩn và thép đặc biệt Bảng tƣơng ứng của thép trung bình và thép dễ gia công Bảng chế độ cắt khi tiện thép không gỉ bằng dao tiện một lƣỡi và dao tiện hiều lƣỡi Bảng chế độ cắt khi tiện định hình và tiện cắt đứt thép không gỉ Bảng tốc độ cắt để taro các loại thép không gỉ khác nhau Bảng chế độ cắt ren bằng bàn ren khi gia công thép không gỉ Bảng chế độ cắt khi phay thép không gỉ đƣợc gia công cơ sau khi đúc Bảng tốc độ cắt thép không gỉ bằng tia nƣớc chứa hạt mài Bảng các thông số cắt bằng hồ quang plasma thép không rỉ Bảng các thông số công nghệ của máy phay Máy phay VMC - 85S Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 28 36 48 57 59 63 72 75 78 82 83 86 CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 15 Bảng 3.2 9 Chuyên ngành: Công nghệ CTM Thành phần hóa hóa học của thép không gỉ 88 SUS201 16 Bảng 3.3 17 Bảng 3.4 18 Bảng 3.5 Bảng giá trị tính toán bộ thông số chế độ cắt v, s cho thực nghiệm Bảng quy hoạch nghiệm xác định độ nhám bề mặt gia công Kết quả đo độ nhám ở các chế độ cắt khác nhau Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 91 92 93 CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM 10 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ - ẢNH CHỤP Nội dung TT Hình Trang 1 Hình 1.1 Các phƣơng pháp phay 16 2 Hình 1.2 Các loại dao phay thông thƣờng 18 3 Hình 1.3 Kết cấu của dao phay ngón ghép mảnh lƣỡi cắt 19 4 Hình 1.4 Kết cấu của dao phay rãnh ghép mảnh lƣỡi cắt 20 5 Hình 1.5 Kết cấu của dao phay ghép mảnh lƣỡi cắt đặc biệt 20 6 Hình 1.6 Mã hiệu mảnh dụng cụ cắt dùng kiểu S 20 7 Hình 1.7 Mã hiệu mảnh dụng cụ cắt dùng kiểu A, P 21 8 Hình 1.8 9 Hình 1.9 10 Hình 1.10 11 Hình 1.11 12 Hình 1.12 Một số kiểu mảnh dao do hãng WALTER sản xuất Mã hiệu riêng của nhà sản xuất 21 22 Chọn dao với góc nghiêng  phù hợp với biên dạng chi tiết gia công Mã hiệu một số dao vai và dao phay rãnh 23 24 Kết cấu của dao phay có hệ thống dung dịch trơn nguội, sử dụng mảnh S… 0603 24 Kết cấu của dao phay rãnh định hình kiểu chuôi 13 Hình 1.13 26 côn Hình 1.14 Kết cấu của dao phay rãnh định hình kiểu chuôi hình trụ 24 15 Hình 1.15 Các kiểu dao phay đĩa gắn mảnh lƣỡi cắt 27 16 Hình 1.16 Dao phay rạng đĩa có mã hiệu F2253 27 17 Hình 1.17 Dao phay rạng đĩa có mã hiệu F2255 27 18 Hình 1.18 Mã hiệu một số loại dao phay định hình 28 19 Hình 1.19 14 Một số kiểu mảnh lƣỡi cắt dùng cho dao phay định hình Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 20 Hình 1.20 11 Chuyên ngành: Công nghệ CTM Kết cấu của dao phay định hình ghép mảnh lƣỡi cắt do hãng SUMITO sản xuất. 29 Kết cấu của dao phay ngón phủ lớp TiN, có tử 2, 21 Hình 1.21 4, 6 lƣỡi cắt, của hãng SUMITO (Nhật bản) sản 30 xuất Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của dao phay cầu 22 Hình 1.22 kiểu 1 ký kiệu BZD25G hãng Missubishi - Nhật 30 Bản [6]. Một số dao phay rãnh và dao phay định hình liền 23 Hình 1.23 24 Hình 1.24 Mô hình hóa quá trình gia công khi phay 32 25 Hình 1.25 Độ nhám bề mặt 35 26 Hình 1.26 27 Hình 1.27 28 Hình 1.28 29 Hình 2.1 30 Hình 2.2 31 Hình 2.3 32 Hình 2.4 33 Hình 2.5 Kết cấu của ta rô gia công thép không gỉ 70 34 Hình 2.6 Hình dạng hình học của 4 loại bàn cắt ren. 71 35 Hình 2.7 khối do hãng hãng Missubishi sản xuất. Biên dạng 3D của bề mặt gia công phay bằng dao phay mặt đầu một lƣỡi cắt Vùng khảo sát để tính Rt và Ra (b) Tác động của hàm lƣợng Crom đến tốc độ ăn mòn (Trong môi trƣờng không khí bình thƣờng) Các góc của dao tiện khi gia công thép không gỉ Dao tiên cắt đứt và dao tiện định hình khi gia công thép không gỉ Các góc của mũi khoan thép gió khi gia công thép không gỉ Góc và chiều rộng phần cắt dao phay thép gió khi Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 39 Phay với các mảnh dao có cạnh viền (a) và wiper gia côg thép không gỉ 31 40 46 61 62 67 73 CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 12 Chuyên ngành: Công nghệ CTM Kết cấu của dao chuốt khi gia công thép không gỉ 36 Hình 2.8 37 Hình 3.1 38 Hình 3.2 39 Hình 3.3 Ảnh phôi thép không gỉ SUS201 89 40 Hình 3.4 Ảnh Máy đo nhám Mittutoyo SJ-201 89 41 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa V, S với Ra 95 42 Hình 3.6 43 Hình 3.7 44 Hình 3.8 45 Hình 3.9 46 Hình 3.10 Mảnh dao APMT1604PDER – M2 VP15TF của hãng Mitsubishi Ảnh Thân dao ký hiệu BAP400R-50-22-4T của hãng Mitsubishi Hình ảnh bề mặt gia công với V = 130m/ph, S = 0,05mm/răng Hình ảnh bề mặt gia công với V= 200 m/ph, s = 0,05mm/răng Hình ảnh bề mặt gia công với V = 130 m/ph, S = 0,15 mm/răng Hình ảnh bề mặt gia công với V = 200 m/ph, S = 0,15 mm/răng(0,43) Hình ảnh bề mặt gia công với V = 165 m/ph, S = 0,1 mm/răng(1,43) Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 87 88 96 96 97 97 98 CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 13 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác, ngành công nghệ chế tạo máy phát triển ngày càng mạnh mẽ đặc biệt trong những năm gần đây, trong đó khối lượng sản phẩm cơ khí gia công bằng cắt gọt chiếm tỷ lệ cao nhất trong các phương pháp gia công kim loại. Cắt gọt kim loại là phương pháp hàng đầu về khả năng đáp ứng độ chính xác về hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt chi tiết gia công. Cùng với nó là sự phát triển của ngành công nghệ vật liệu đã tạo ra nhiều loại vật liệu có độ cứng cao, độ bền cao, chịu mài mòn tốt ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Thép không gỉ Sus201 là một loại vật liệu như vậy, ngoài các đặc điểm trên thép không gỉ Su201 còn có khả năng chống sự ôxy hoá và ăn mòn rất cao. Vì vậy thép không gỉ Su201 được ứng dụng rộng dãi trong nhiều lĩnh vực như công nghệ đóng tàu;ngành hóa chất; sản suất đồ gia dụng như: máy giặt, bình chứa, nồi hơi; trang trí nội thất và các công trình kiến trúc… Với việc tạo ra nhiều loại vật liệu có độ cứng cao, độ bền cao khó gia công. Người ta cũng đã nghiên cứu và chế tạo ra nhiều loại dụng cụ cắt với vùng cắt có nhiều tính năng ưu việt như: giảm ma sát, tăng khả năng chịu mài mòn, khả năng thoát nhiệt và độ bền nhiệt cao từ đó tăng khả năng cắt, một trong những loại dung cụ được sử dụng phổ biến hiện nay trong lĩnh vực gia công cắt gọt đó là dụng cụ được phun, phủ để làm tăng khả năng cắt gọt của chúng. Thép không gỉ được coi là khó gia công vì chúng có độ bền cao, độ dẻo cao, mức độ biến cứng lớn, tính dẫn nhiệt kém, gây mòn dụng cụ cắt cao. Hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về quá trình gia công thép không gỉ và trong thực tế sản xuất tại Việt Nam việc gia công thép không gỉ bằng phương pháp cặt gọt truyền thống còn gặp nhiều khó khăn. Vì vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến năng suất và chất lượng sản phẩm là rất cần thiết. Để góp phần nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến chất lượng sản phẩm tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt tới độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ Sus201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN” Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 14 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2.1. Ý nghĩa khoa học: Bằng những nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, đề tài sẽ xây dựng mối quan hệ ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt của chi tiết gia công thép không gỉ Sus201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc tối ưu hoá chế độ cắt khi phay. 2.2.Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài có ý nghĩa rất lớn trong thực tiễn sản xuất, giúp cho việc lựa chọn hợp lý thông số chế độ cắt khi phay thép không gỉ góp phần nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công. 3. Mục đích nghiên cứu của đề tài Đánh giá ảnh hưởng của chế độ cắt tới độ nhám bề mặt của chi tiết gia công thép không gỉ khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN trên cơ sở đó có thể lựa chọn được chế độ cắt một cách hợp lý. 4. Đối tượng nghiên cứu Xác định mối quan hệ giữa các thông số:s, v, t với Ra Dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN hãng MITSUBISHI - Nhật Bản Vật liệu gia công thép không gỉ Sus201 5. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu bằng thực nghiệm. 6. Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi của đề tài, chỉ nghiên cứu về ảnh hưởng của chế độ cắt tới độ nhám bề mặt chi tiết gia công với vật liệu gia công là thép Sus201, dao phay mặt đầu phủ TiAlN. Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 15 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT TRÊN PHAY, ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY 1.1 Các phƣơng pháp phay và đặc điểm của quá trình phay. Phay là phương pháp gia công cắt gọt bằng dụng cụ cắt có lưỡi cắt, phay là phương pháp gia công cắt gọt được sử dụng khá phổ biến trong ngành chế tạo máy. Thường máy phay chiếm khoảng 20% trong tổng số các máy công cụ. Độ chính xác gia công bằng phương pháp phay có thể đạt được cấp 3, cấp 4 và độ nhám bề mặt có thể đạt được Ra = 3,3 – 0,2 m. khi gia công mặt phẳng, phay là phương pháp gia công đạt nưng suất cao nhất. Ngoài mặt phẳng, phay còn có thể gia công được nhiều dạng bề mặt khác như: phay rãnh, rãnh then, then hoa, phay mặt trụ, phay ren, răng, phay các mặt định hình .v.v. Nguyên công phay được thực hiện trên các loại máy phay như: máy phay đứng, máy phay ngang, máy phay vạn năng, máy phay tổ hợp nhiều trục chính, máy phay giường, máy phay CNC.v.v.Ngoài ra nguyên công phay còn có thể được thực hiện trên các máy khác như: máy tiện, các trung tâm gia công.v.v. 1.1.1. Các phƣơng pháp phay. * Phay thuận: Là phương pháp phay trong đó véc tơ vận tốc cắt V của dao ở điểm tiếp xúc giữa dao và bề mặt đã gia công cùng chiều với chiều chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công. - Phay thuận chiều dày phoi thay đổi từ max tới min nên sẽ không có hiện tượng trượt, năng suất cắt cao hơn. Với cùng một điều kiện gia công, cùng chế độ cắt, do không có hiện tượng trượt khi cắt nên phay thuận có năng suất cao hơn phay nghịch tới 50%, dao đỡ mòn hơn. Khi phay, thành phần lực cắt Py có chiều cùng chiều với chiều của lực kẹp chi tiết gia công nên tăng độ cứng vững của hệ thống công nghệ, do đó giảm được rung động khi phay. Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 16 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM - Tuy nhiên phay thuận có va đập, đặc biệt ở thời điểm ban đầu dao tiếp xúc trực tiếp với bề mặt thô của phôi (thường có độ cứng cao do nguyên công tạo phôi để lại như đúc trong khuôn kim loại, gia công áp lực... hoặc có lớp cháy cắt, do đúc trong khuôn cắt) do đó dao chóng mòn. Để giảm va đập cần phải khử bỏ khe hở giữa các bộ phận dịch chuyển của bàn máy. * Phay nghịch: là phương pháp phay trong đó véc tơ vận tốc V của dao ở điểm tiếp xúc giữa dao và bề mặt đã gia công có chiều ngược chiều với chiều chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công. - Khi phay nghịch, thành phần lực cắt P y có tác dụng khử khe hở giữa vít me và đai ốc do đó khử được đáng kể rung động trong quá trình gia công. - Phay nghịch chiều dày phoi biến đổi từ min tới max nên quá trình cắt ít bị va đập nhưng dễ gây nên hiện tượng trượt ở thời điểm dao bắt đầu tiếp xúc với bề mặt chi tiết, làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt, dao chóng mòn. Hình 1-1. Các phương pháp phay 1.1.2. Đặc điểm của quá trình phay. Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 17 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM - Do có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên có năng suất cao hơn so với gia công bằng phương pháp tiện. lưỡi cắt của dao phay làm việc không liên tục, cùng với kích thước và khối lượng của thân dao lớn nên đoeeuf kiện truyền nhiệt tốt. Do vậy dao lâu mòn hơn và có thể gia công trong các điều kiện cắt khó khăn. - Diện tích cắt khi phay thay đổi và các lưỡi cắt làm việc gián đoạn do vậy lực cắt thay đổi, gây ra rung động trong quá trình cắt. 1.2. Tổng quan về dụng cụ cắt trên máy phay. 1.2.1. Các loại dao phay thông thƣờng. Dụng cụ cắt khi phay được gọi là dao phay. Dao phay có nhiều loại, căn cứ vị trí lưỡi cắt, hình dáng kết cấu của giao người ta phân loai ra như sau: dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa (một, hai hoặc ba mặt), dao phay ngón, dao phay lăn răng, dao phay định hình.v.v. (hình 1.2). Các loại dao phay thông thường dùng trên các máy phay vạn năng, chúng có thể là dao liền thân hoặc dao ghép mảnh lưỡi cắt. Vật liệu chế tạo dao: với các dao có kích thước nhỏ được chế tạo bằng thép gió hoắc dao có lưỡi cắt là các mảnh hợp kim cứng, các mảnh lưỡi cắt này được hàn hoặc kẹp cơ khí với thân dao. Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 18 - Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Chuyên ngành: Công nghệ CTM CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 19 - i Chuyên ngành: Công nghệ CTM k Hình 1.2. Các loại dao phay thông thường a. Dao phay trụ răng xoắn b. Dao phay mặt đầu gắn mảnh lưỡi cắt c. Dao phay đĩa d, e. Dao phay mặt đầu chuôi trụ g,h. Dao phay lăn răng i,k. Dao phay ngón và dao phay cầu Phùng Văn Cảnh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHK11 – CTM http://www.lrc-tnu.edu.vn