Luận án Nghiên cứu xác định chế độ mài hợp lý chi tiết trụ ngoài vuông thép SKD11 bằng đá CBN trên máy phay CNC

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ MÀI HỢP LÝ CHI TIẾT TRỤ NGOÀI VUÔNG THÉP SKD11 BẰNG ĐÁ CBN TRÊN MÁY PHAY CNC

Ngành:

Kỹ thuật Cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung giải quyết vấn đề gia công các chi tiết có biên dạng định hình phức tạp, đặc biệt là chi tiết trụ ngoài vuông bằng thép SKD11, vốn có giá thành cao và khó gia công bằng phương pháp truyền thống. Mục tiêu chính là xác định chế độ mài hợp lý sử dụng đá CBN trên máy phay CNC nhằm nâng cao chất lượng bề mặt, tăng năng suất và giảm giá thành sản phẩm.

Nghiên cứu được thực hiện với đối tượng là phôi thép SKD11 đã qua tôi, sử dụng đá mài CBN B91 KSSRY A V240 của hãng Norton trên máy phay CNC Model M-V50C của MITSUBISHI. Phương pháp nghiên cứu bao gồm khảo sát lý thuyết về đặc trưng quá trình mài, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, cũng như thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến quá trình sửa đá và mài. Luận án ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi và phân tích phương sai (ANOVA) để xác định ảnh hưởng của các thông số công nghệ, đồng thời sử dụng ba phương pháp ra quyết định đa tiêu chí (MCDM) gồm TOPSIS, MAIRCA và EAMR, kết hợp với phương pháp tính trọng số Entropy và MEREC, để tối ưu hóa đồng thời nhám bề mặt và năng suất gia công.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc làm chủ công nghệ mài bề mặt trụ ngoài định hình bằng đá CBN trên máy phay CNC, xác định được bộ thông số công nghệ hợp lý cho quá trình sửa đá và mài chi tiết nhằm đạt nhám bề mặt nhỏ nhất và năng suất gia công lớn nhất. Cụ thể, thông số sửa đá tối ưu cho nhám bề mặt nhỏ nhất là aed = 0.02 mm, Rpm = 1000 vg/ph, Fe = 200 mm/ph. Đối với quá trình mài, các thông số tối ưu cho nhám nhỏ nhất là aed = 0.015 mm, Rpm = 5000 vòng/phút, Fe = 2000 mm/phút, d = 125 mm. Các thông số tối ưu cho năng suất lớn nhất là aed = 0.025 mm, Rpm = 5000 vòng/phút, Fe = 3000 mm/phút, d = 125 mm. Đặc biệt, các phương pháp MCDM đã thống nhất xác định bộ thông số mài đa mục tiêu tối ưu (nhám nhỏ nhất và năng suất lớn nhất) là aed = 0.020 mm, Rpm = 5000 vòng/phút, Fe = 2500 mm/phút, d = 125 mm. Kết quả này cung cấp cơ sở khoa học và hướng dẫn thực tiễn, góp phần phát triển công nghệ mài chính xác.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
  • Lý do chọn đề tài luận án
  • Mục tiêu nghiên cứu
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • Phương pháp nghiên cứu
  • Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
  • Những đóng góp mới
• Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ MÀI BỀ MẶT TRỤ NGOÀI ĐỊNH HÌNH
  • 1.1. Thép SKD11 và đá mài CBN
  • 1.2. Máy mài CNC và máy phay CNC
  • 1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
    • 1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
    • 1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÀI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  • 2.1. Đặc trưng của quá trình mài
  • 2.2. Một số chỉ tiêu của quá trình mài
  • 2.3. Nâng cao hiệu quả quá trình mài
  • 2.4. Đặc điểm của chế độ mài bằng đá CBN trên máy phay CNC
  • 2.5. Các phương pháp nghiên cứu
• Chương 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM VÀ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ SỬA ĐÁ HỢP LÝ
  • 3.1. Xây dựng hệ thống thí nghiệm
    • 3.1.1. Mục đích thí nghiệm
    • 3.1.2. Thiết bị thí nghiệm
    • 3.1.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
  • 3.2. Ảnh hưởng của thông số công nghệ đến quá trình sửa đá
    • 3.2.1. Lựa chọn thông số và điều kiện thí nghiệm
    • 3.2.2. Mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ sửa đá đến nhám bề mặt
    • 3.2.3. Xác định bộ thông số sửa đá hợp lý
    • 3.2.4. Tính toán dự đoán
• Chương 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ MÀI HỢP LÝ
  • 4.1. Lựa chọn thông số thí nghiệm mài
  • 4.2. Chế độ mài hợp lý theo chỉ tiêu nhám bề mặt
    • 4.2.1. Mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến nhám bề mặt
    • 4.2.2. Chế độ mài hợp lý để nhám bề mặt nhỏ nhất
  • 4.3. Chế độ mài hợp lý theo chỉ tiêu năng suất gia công
    • 4.3.1. Mức độ ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến năng suất gia công
    • 4.3.2. Chế độ mài hợp lý để năng suất gia công lớn nhất
  • 4.4. Chế độ mài hợp lý theo đồng thời chỉ tiêu nhám bề mặt và năng suất gia công
    • 4.4.1. Kết quả giá trị trọng số
    • 4.4.2. Thông số mài hợp lý theo phương pháp TOPSIS
    • 4.4.3. Thông số mài hợp lý theo phương pháp MAIRCA
    • 4.4.4. Thông số mài hợp lý theo phương pháp EAMR
    • 4.4.5. Thông số mài hợp lý để đạt đồng thời nhám nhỏ nhất và năng suất gia công lớn nhất
• KẾT LUẬN CHUNG VÀ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
  • 1. Kết luận chung
  • 2. Hướng nghiên cứu tiếp theo