Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Thiết kế, chế tạo và đánh giá đầu rung siêu âm

Đề tài này thực hiện việc tính toán thiết kế, chế tạo và đánh giá đầu rung siêu âm có gắn dụng cụ cắt cho tiện lỗ. Nghiên cứu đề xuất một giải pháp kết cấu đồ gá mới thuận tiện cho quá trình gá đặt dao và đầu rung lên máy tiện vạn năng truyền thống. Hiệu quả của quá trình gia công tiện lỗ có rung động siêu âm trợ giúp nhờ đồ gá được thiết kế, chế tạo so với các phương pháp gia công truyền thống cũng được đánh giá thực nghiệm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Thiết kế, chế tạo và đánh giá đầu rung siêu âmTHIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẦU RUNG SIÊU ÂM NGÔ QUỐC HUY HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. HỒ KÝ THANH 2. PGS.TS NGUYỄN VĂN DỰ NĂM 2017 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới hai giáo viên hướng dẫn khoa học làPGS.TS. Nguyễn Văn Dự và TS. Hồ Ký Thanh. Trong suốt quãng thời gian thựchiện đề tài, các Thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền cảm hứng và giúp đỡ triển khai ýtưởng thiết kế. Bằng tất cả nhiệt huyết truyền đạt từ các Thầy, em đã học hỏi rút đượcnhiều kinh nghiệm trong phát triển kiến thức, kỹ năng và hoạt động nghiên cứu khoahọc. Em muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giao trong Khoa Cơ khí –Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, nơi em đang làm việc. Thầy cô đãtạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đề tài luận văn này. Em cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành đền Nghiên cứu sinh, ThS. Chu NgọcHùng, người đã giúp đỡ em trong quá trình triển khai ý tưởng và thực nghiệm kiểmchứng tại Trung tâm sáng tạo sản phẩm của Trường.. Em xin chân thành cảm ơn và muốn gửi những lời chúc tốt đẹp nhất đến cácThầy cô. Ngô Quốc Huy Bộ môn Thiết kế cơ khí - Khoa Cơ khí TÓM TẮT LUẬN VĂN Gia công cắt gọt có sự trợ giúp của rung động đã được khẳng định có nhiều ưuđiểm nổi trội so với gia công truyền thống. Một vấn đề tồn tại khi khai thác rung độngtrợ giúp gia công tiện lỗ là khó bố trí đầu rung – thường có kích thước lớn hơn nhiềuso với kích thước gia công. Báo cáo này trình bày một số kết quả nghiên cứu và triển khai thiết kế, chế tạovà đánh giá thực nghiệm đầu rung siêu âm có gắn dụng cụ cắt hỗ trợ quá trình tiệncứng lỗ. Một đầu rung siêu âm mang dao tiện lỗ có kết cấu thuận tiện cho việc gá kẹptrên đài dao máy tiện đã được thiết kế, chế tạo và thử nghiệm. Đầu rung được phântích, hiệu chỉnh về tần số cộng hưởng, trở kháng cơ và biên độ rung động tại vị trí đầudụng cụ nhờ phương pháp Phần tử hữu hạn. Đầu rung đã chế tạo được sử dụng để gia công thử nghiệm tiện tinh 20 lỗ đườngkính 12 mm trên vật liệu thép làm khuôn Cr12Mo, có độ cứng 60 - 62 HRC. Kết quảcho thấy, rung động trợ giúp gia công làm lực cắt giảm từ 20% đến 30% và cải thiện ítnhất 1 cấp nhám so với tiện truyền thống (không có rung động trợ giúp). Các kết quả thu được đóng vai trò cơ sở quan trọng cho việc phát triển nghiêncứu thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh dụng cụ cho gia công tiện lỗ có rung động trợ giúp. CÁC CHỮ VIẾT TẮTCT Conventional turning Tiện truyền thốngDAQ Data acquisitions Bộ thu thập dữ liệuFEM Finite element modeling Mô hình phần tử hữu hạnPZT Piezoelectric transducer Bộ chuyển đổi áp điệnUAT Ultrasonic assisted turning Tiện có rung động siêu âm trợ giúpUAD Ultrasonic assisted Drilling Khoan có rung động siêu âm trợ giúpUVT Ultrasonic vibratory tool Dụng cụ giúp rung siêu âm trợ giúpUAM Ultrasonic assisted machining Gia công rung siêu âm1D One-dimensional Một phương2D Two-dimensional Hai phươngDOE Design of experiment Thiết kế thí nghiệmTWCR Tool work-piece contact ratio Tỉ số tiếp xúc giữa dụng cụ và phôiEVA Elliptic vibration-assisted cutting Cắt có rung siêu âm dạng ElipCDVA Cutting directional vibration-assisted Cắt rung theo phương chạy daoNDVA Normal-directional vibration-assisted Cắt rung theo phương tiếp tuyến CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌCS Area of cross section Diện tích mặt cắtA Amplitude Biên độac Acceleration Gia tốcc Velocity of sound Vận tốc truyền âmD Diameter of Horn Đường kính của đầu khuếch đạit Depth of cut Chiều sâu cắtE Young’s modulus Mô đun đàn hồiFx Cutting force in X-axis direction Lực cắt theo phương trục XFy Cutting force in Y-axis direction Lực cắt theo phương trục YFz Cutting force in Z-axis direction Lực cắt theo phương trục Zf Frequency Tần sốh Height Chiều caoi Complex number Số phứcK Stress concentration Hệ số tập trung ứng suấtL Length Chiều dàiM Mass Khối lượngn Spindle spe ...