Nghiên cứu sự thay đổi lực cắt Fx trên đường chuyển tiếp của quĩ đạo gia công zigzag

Nghiên cứu lựa chọn quĩ đạo gia công zigzag để phay thô mặt phẳng hốc và dùng thiết bị đo FKM2010 – TeLC để xác định lực cắt FX theo thời gian thực khi phay. Trong quá trình gia công, lực cắt FX trên đường chuyển tiếp sang lớp cắt tiếp theo có sự chênh lệch lớn so với phần còn lại của quĩ đạo zigzag.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sự thay đổi lực cắt Fx trên đường chuyển tiếp của quĩ đạo gia công zigzag ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 18, NO. 3, 2020 33 NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI LỰC CẮT FX TRÊN ĐƯỜNG CHUYỂN TIẾP CỦA QUĨ ĐẠO GIA CÔNG ZIGZAG STUDYING THE FX CUTTING FORCE’S CHANGINGON TRANSIT LINE OF ZIGZAG TRAJECTORY Võ Đình Trung1, Lê Minh Sơn2, Trần Xuân Tùy1 1 Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng; vdtrung@dut.udn.vn 2 Trường Cao đẳng Giao thông Vận tải Trung Ương V, Đà Nẵng Tóm tắt - Nghiên cứu lựa chọn quĩ đạo gia công zigzag để phay thô Abstract - The study selects the zigzag trajectory to roughly mill mặt phẳng hốc và dùng thiết bị đo FKM2010 – TeLC để xác định lực the cavity surface and uses the FKM2010 – TeLC measurer to cắt FX theo thời gian thực khi phay. Trong quá trình gia công, lực cắt gather the FX cutting force in real time. On machining, the FX cutting FX trên đường chuyển tiếp sang lớp cắt tiếp theo có sự chênh lệch force’s value on transit line is greatly different from the zigzag lớn so với phần còn lại của quĩ đạo zigzag. Nghiên cứu nhận thấy, trajectory’s machining line. Research shows that, the transit line’s chiều sâu phay (xét đến diện tích cắt khi phay) trên đường chuyển radial cutting depth is larger than machining line’s radial cutting tiếp lớn hơn so với các lớp cắt còn lại và giá trị của lực cắt phụ thuộc depth and the cutting force depends on climb or conversal vào chiều phay thuận, nghịch của quĩ đạo zigzag. Sử dụng phương direction. The authors use the statistic method to make the pháp thống kê, nghiên cứu xây dựng đồ thị lực cắt FX trên đường FXcutting force graph on the transit line of zigzag trajectory by chuyển tiếp sang các lớp cắt của quĩ đạo zigzag khi thay đổi chiều changing the radial cutting depth. From the cutting force graph, the sâu phay. Từ đồ thị, xác định được chiều sâu phay hiệu quả sao cho authors select the efficiency radial cutting depth to decrease the lực cắt không thay đổi lớn và nâng cao tuổi thọ của dao phay. the cutting force difference and improve end mill tool’s life time Từ khóa - Lực cắt phay; quỹ đạo zigzag; chiều sâu phay; vùng Key words - Milling cutting force; the zigzag trajectory; the radial chuyển tiếp; phay hốc cutting depth; the transit line; cavity milling 1. Đặt vấn đề 1) ứng với hai trường hợp: Quĩ đạo gia công vuông góc Theo các nghiên cứu lý thuyết, thành phần lực tác dụng (Hình 1a) và quĩ đạo gia công trơn (Hình 1b) [4]. Kết quả, lên dao phay trụ răng xoắn gồm: Lực vòng (PZ), lực hướng lực cắt ứng với quĩ đạo chuyển tiếp cung tròn thay đổi ổn kính (Pr) và lực dọc trục (P0), lực tiếp tuyến dọc theo lưỡi định tại vùng chuyển tiếp (Hình 2). cắt (Ps) [1]. Trong quá trình cắt, lực tác dụng lên từng răng dao luôn thay đổi phụ thuộc vào sự thay đổi của các yếu tố chiều sâu cắt hướng kính (t0), số răng (z), lượng tiến dao (s), chiều sâu cắt, chiều sâu phay (t), đường kính dao (D)… ???? ???????? = ???????? . ????. ????. ???????? ???? . ???????????? . ???????????? (N) (1) Trong đó, ???????? : lực vòng; ???????? : hệ số phụ thuộc vật liệu gia Hình 1. Quĩ đạo gia công góc bề mặt hốc kiểu: công; ????: chiều rộng phay; ????: số răng dao; sz: lượng chạy (a) vuông góc (b) cung tròn [4] dao răng; yp = m+1; xp = (m+2)/2; t: chiều sâu phay; D: đường kính dao; qp = -(m+2)2; m: số mũ (m34 Võ Đình Trung, Lê Minh Sơn, Trần Xuân Tùy phay CNC và thiết bị đo lực cắt FKM2010–TeLC để thu với trục đứng thể hiện độ lớn của giá trị lực cắt thành phần thập giá trị lực cắt FX. FX và trục ngang thể hiện số điểm thu nhận giá trị đo. Trong thực nghiệm này, ta chọn tần số lấy mẫu là 10Hz. Hình 3. Các thành phần lực cắt FX, FY, FZ và quĩ đạo gia công Hình 5. Hình ảnh thực nghiệm đo lực cắt khi phay kiểu zigzag khi gia công bề mặt hốc trên máy phay CNC gia công bề mặt hốc trên máy phay CNC 2. Xác định sự thay đổi lực cắt FX 2.2. Xác định lực cắt thành phần FX tại vùng chuyển tiếp Vật liệu gia công: Thép CT38, kích thước 70x70x70 mm quĩ đạo gia công zigzag Thông số dao: Dao Dueci D8, chế độ cắt đối với thép Trong 3 thành phần lực cắt được thu thập từ thiết bị đo CT38 theo khuyến nghị nhà sản xuất: vận tốc cắt vc = 60 – FKM2010–TeLC, lực cắt FX thay đổi lớn nhất so với các 100 m/phút; lượng tiến dao răng: 0,03 – 0,06 mm/răng. thành phần lực cắt FY, FZ. Vì vậy, nghiên cứu giới hạn tìm hiểu sự thay đổi lực cắt FX tại vùng chuyển tiếp quĩ đạo Bảng 1. Thông số dao phay ngón mặt đầu phẳng (End mill) zigzag (Hình 6, 8, 11, 12) Vật liệu Đường kính Góc nâng Góc Góc sau Số lưỡi dao dao (D, mm) lưỡi cắt (λ) trước (γ) (α) cắt (z) WC 8,0 300 150 80 4 Bảng 2. Chế độ cắt khi phay thô bề mặt hốc Chiều sâu Tốc độ cắt F Chiều sâu Số vòng quay Kiểu vào dao cắt t0 (mm) (m//phút) phay t (mm)n (vòng/phút) nghiêng, (độ) 1 ...