Luận văn Nghiên cứu bằng thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong quá trình cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính

đó là năng lượng của quá trình cắt. Sự tác động đồng thời của ba yếu tố chế độ cắt (tốc độ cắt, bước tiến dao và chiều sâu cắt) khi những điều kiện biên khác xác định, tạo lên nhu cầu năng lượng của quá trình cắt. Năng lượng của một quá trình cắt Q được biểu thị bởi công suất tiêu thụ cho quá trình đó. Q= F.K.V(w) (1-13) Trong đó : V - tốc độ cắt-(m/s) F - diện tích cắt (mm 2 ). K - lực cắt riêng của vật liệu tại tốc độ V (N/m 2 ) K được gọi là lực cắt riêng của vật liệu gia công tại tốc độ cắt V vì lực cắt riêng không phải là hằng số mà là hàm số của nhiều biến số trong đó có tốc độ cắt. Luận điểm thứ hai: Luận điểm về khả năng hấp thụ năng lượng của hệ thống công nghệ. Mỗi một hệ thống công nghệ có một khả năng hấp thụ năng lượng riêng. Khả năng hấp thụ năng lượng này theo các hướng của hệ tọa độ của máy là hoàn toàn khác biệt nhau vì khả năng đó phụ thuộc vào độ cứng vững của mỗi hướng của hệ thống công nghệ. Luận điểm thứ ba: Luận điểm về bản chất năng lượng của rung động tự kích thích. Năng lượng của một quá trình cắt được cung cấp từ lưới điện, được chuyển đổi thành cơ năng tại vùng cắt, được truyền đi qua thân và bệ máy rồi cuối cùng đi vào lòng đất hấp thụ. Khi đi qua hệ thống công nghệ, dòng năng lượng này làm cho hệ thống dao động. Đó chính là bản chất năng lượng của rung động tự kích thích. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 Cũng chính vì vậy, rung động tự kích thích là thuộc tính cố hữu của quá trình cắt kim loại. Nếu độ lớn của dòng năng lượng này vượt quá khả năng hấp thụ của hệ thống công nghệ theo một hướng nào đó thì rung động tự kích thíchtăng trưởng rất nhanh và hệ thống gia công sẽ rung động mạnh. Đó chính là bản chất năng lượng do sự phát triển của rung động tự kích thích. Hình 1.33. Đường truyền năng lượng tới hạn ổn định của quá trình cắt Luận điểm thứ tƣ: Luận điểm về năng lượng tới hạn của quá trình cắt Nếu gọi mức lăng lượng lớn nhất mà hệ thống công nghệ có thể hấp thụ được hoàn toàn là năng lượng tới hạn của quá trình cắt thì tại mỗt vị trí gia công, năng lượng tới hạn ổn định theo một hướng xác định của hệ toạ độ của máy là một hằng số. Theo quan điểm năng lượng điều kiện ổn định của quá trình cắt được phát biểu: " Ở một cấp tốc độ xác định, quá trình cắt vẫn ổn định nếu năng lượng của quá trình chưa vượt quá khả năng hấp thụ năng lượng của hệ thống gia công - tức là chưa vượt quá trị số của năng lượng tới hạn ổn định " Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 Nếu gọi Q là năng lượng của quá trình cắt bất kỳ, thì điều kiện đó được biểu thị: Q< Qk Theo mối quan hệ giữa năng lượng của quá trình cắt với diện tích cắt được biểu thị trên, điều kiện ổn định nói trên có thể phát biểu thông qua diện tích cắt Fk là một trị số xác định của diện tích cắt, khi mà diện tích cắt của một quá trình cắt chưa vượt quá giá trị đó thì quá trình vẫn ổn định, còn diện tích cắt vượt quá giá trị đó thì quá trình gây ra rung động. Điều đó được biểu thị : Nếu F < Fk - Quá trình cắt ổn định Nếu F = Fk - Quá trình cắt ở trạng thái tới hạn ổn định Nếu F > Fk - Quá trình cắt gây rung động Từ biểu thức trên, điều kiện ổn định của quá trình cắt được khái quát như sau: " Ở một cấp tốc độ xác định, quá trình cắt vẫn ổn định nếu diện tích cắt chưa vượt quá giá trị tới hạn" 1.5. Các biện pháp hạn chế rung động trong quá trình cắt.. Việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến rung động là cơ sở để đưa ra các biện pháp hạn chế sự phát sinh và phát triển của rung động tự kích thích cho quá trình cắt. Các biện pháp đó có thể quy về ba nhóm sau: 1.5.1. Nhóm biên pháp liên quan đến cấu trúc máy. - Nâng cao độ cứng vững tĩnh của máy. - Đảm bảo độ cứng vững của móng máy bao gồm cả các giải pháp lắp đặt máy có tác dụng giảm chấn. - Lựa chọn vị trí làm việc tối ưu của các bộ phận máy quan trọng như bàn trượt, bàn dao. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 - Thay đổi tốc độ vòng quay trục chính cho phù hợp để giảm hiệu ứng tái sinh. - Nâng cao khả năng giảm chấn của máy. - Dùng biện pháp định hướng sao cho lực cắt vuông góc với hướng của máy có độ mềm dẻo động lực học là lớn nhất. 1.5.2. Các biện pháp liên quan đến phôi và dung cụ gia công . Dùng các bộ phận đỡ làm tăng độ cứng vững của chi tiết gia công ví dụ như dùng luỵ - nét trên máy tiện . . . . - Giảm trọng lượng của phôi. - Sử dụng dao có tác dụng giảm chấn. Giảm trọng lượng của dụng cụ cắt. 1.5.3. Các biện pháp liên quan đến quá trình cắt. - Lựa chọn những vật liệu gia công có lực cắt riêng phù hợp. - Tăng góc sau của dao. Cố gắng sử dụng dao có góc trước < 0 . - Hạn chế chiều dài tham gia cắt của lưới cắt.Tăng giá trị của lượng chạy dao.Sử dụng tốc độ cắt rất thấp hoặc rất cao để tránh cực tiểu ổn định. - Với những dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt thì nên thì nên sử dụng, dụng cụ có bước răng phân chia không đồng đều. - Sử dụng chế độ cắt tối ưu. 1.6. Kết luận về công trình nghiên cứu rung động tự kích thích của quá trình cắt trên máy công cụ. Những công trình nghiên cứu rung động tự kích thích của quá trình cắt trên máy công cụ đều tiếp cận đối tượng theo biểu hiện bên ngoài của đối tượng, đó là biên độ và tần số của dao động. Ý nghĩa to lớn của những thành tựu đã đạt được có thể tóm tắt như sau : Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 1. Đã xác định rõ nguyên nhân và đặc tính của rung động tự kích thích tạo điều kiện cho những người nghiên cứu tiếp sau có cơ sở để giám sát được hiện tượng này trong suốt quá trình phát sinh và phát triển của nó. 2. Đã chỉ rõ rằng, rung động tự kích thích là nguyên nhân chủ yêú gây mất ổn định của quá trình cắt bởi vì rung động cưỡng bức là có thể chủ động loại trừ hoặc giảm thiểu. 3. Đã phân tích một cách khá đầy đủ, sâu sắc, toàn diện các yếu tố ảnh hưởng đến rung động tự kích thích và ổn định. 4. Đã xây dựng được khái niệm rung động tự kích thích và ổn định với nội hàm sâu sắc và phong phú. 5. Đã đưa ra được nhiều phương pháp phân tích ổn định của hệ thống gia công dưới tác dụng của hiệu ứng tái sinh và không tái sinh. Từ đó đã xây dựng được điều kiện tới hạn ổn định. Tuy nhiên còn có những hạn chế. 1. Mối quan hệ rung động tự kích thích và mất ổn định với độ mòn của dao là một vấn đề rất có ý nghĩa trong kỹ thuật cắt gọt kim loại nhưng chưa được khảo sát kỹ. 2. Hình 1.20. tác giả cho rằng bước tiến dao không phải là yếu tố quan trọng liên quan đến rung động và ổn định. Tuy nhiên trong thực tế thì bước tiến dao lại ảnh hưởng rất lớn đến rung động tự kích thích và ổn định. Vì vậy mối quan hệ này cần phải tiếp tục được khảo sát để rút ra kết luận cần thiết. 3. Tính thất thường của hiện tượng rung động gây ra mất ổn định khi phay những biên dạng phức tạp cũng chưa được khảo sát. Việc nghiên cứu phần tổng quan như trên đã tìm ra được điểm trống để phát triển đề tài, do vậy tôi quyết định chọn đề tài này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 CHƢƠNG 2 NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA RUNG ĐỘNG TỰ KÍCH THÍCH BẰNG THỰC NGHIỆM VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH KHI CẮT KIM LOẠI TRÊN MÁY PHAY. Rung động của hệ thống công nghệ là một hiện tượng vật lý kèm theo trong quá trình gia công trên máy công cụ nói chung và trên máy phay nói riêng. Nó là nguyên nhân làm xấu các chỉ tiêu kinh tế và chất lượng của chi tiết gia công bởi vì nó gây ra một số các hậu quả sau: - Không sử dụng hết công suất của máy - Giảm độ chính xác hình học của chi tiết cũng như làm tăng độ nhấp nhô bề mặt. Điều đó đặc biệt nguy hiểm cho các nguyên công gia công tinh. - Đẩy nhanh tốc độ mòn của dụng cụ cắt, thậm chí làm sứt lưỡi cắt - Làm tăng ma sát giữa các bộ phận chuyển động tương đối với nhau trong máy công cụ, đẩy nhanh tốc độ mòn của chúng và do đó làm giảm nhanh độ chính xác làm việc của máy công cụ. - Gây ồn cho môi trường làm việc Qua phân tích như trên chúng ta thấy rằng, việc nghiên cứu để làm giảm ảnh hưởng xấu của rung động đến quá trình gia công là hết sức quan trọng. Rung động trong quá trình cắt trên máy công cụ trong nhiều trường hợp có thể là sự hoà trộn của rung động cưỡng bức với rung động tự kích thích. Trong một số thời điểm nhất định thậm chí còn có sự pha trộn của rung động riêng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 Chẳng hạn trong giai đoạn đầu của một quá trình cắt, nếu trên máy có rung động cưỡng bức thì lúc đó sẽ có sự pha trộn của rung động cưỡng bức, rung động tự kích thích và rung động riêng. Tuy nhiên như trong chương 1 đã trình bày, rung động riêng là một rung động tắt dần rất nhanh nên ảnh hưởng của nó đối với quá trình cắt là không đáng kể. Khi quá trình cắt đi vào ổn định thì ảnh hưởng của rung động chủ yếu là ảnh hưởng của rung động tự kích thích và rung động cưỡng bức. Mặt khác, trên một máy công cụ xác định, nếu chúng ta biết được có tồn tại những rung động cưỡng bức nào và dùng những biện pháp kỹ thuậ t tương ứng để loại trừ nó hoặc làm giảm thiểu nó thì đối tượng còn lại gây ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình cắt là rung động tự kích thích. Để có thể hạn chế ảnh hưởng của rung động tự kích thích thì điều cần thiết trước tiên là phải xác định được những đặc tính của nó. Những đặc tính của nó được hiểu là: - Điều kiện phát sinh và duy trì - Tần số của nó khi nó xuất hiện - Điều kiện tăng trưởng của nó dẫn đến trạng thái nguy hiểm của quá trình cắt - Bản chất vật lý của nó là gì? Để nghiên cứu đặc tính và bản chất của rung động tự kích thích cần phải có giải pháp và phương tiện kỹ thuật để giám sát sự xuất hiện và biến đổi của rung động cưỡng bức và rung động tự kích thích. Dưới đây sẽ trình bày chi tiết các bước nghiên cứu và kết quả nghiên cứu thực nghiệm của đề tài này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 2.1. Sơ đồ logic để phân biệt rung động cƣỡng bức và rung động tự kích thích xuất hiện trong quá trình cắt kim loại và giải pháp kỹ thuật để giám sát sự xuất hiện và biến đổi của chúng 2.1.1- Sơ đồ logic: Đo dao động khi máy dừng Máy rung động Có kích thích cưỡng bức qua móng máy Máy không rung Đo dao động khi máy chạy không tải Có kích thích cưỡng bức do sai số chế tạo hoặc do máy bị mòn Máy rung động Máy không rung Tiến hành cắt - Xác định tần số dao động của hệ thống công nghệ f - Tính tần số va đập của răng dao fz Thay đổi số vòng quay của trục chính f = fz kích thích cưỡng bức do va đập của răng dao hoặc cắt bề mặt gián đoạn - Nếu f fz - Nếu tần số không đổi hoặc thay đổi rất ít khi tiếp tục thay đổi số vòng quay Rung động tự kích thich Hình 2.1- Sơ đồ logic để phân biệt rung động cưỡng bức với rung động tự kích thích xuất hiện trên máy công cụ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 Trình tự các bước suy luận để phân biệt rung động cưỡng bức và rung động tự kích thích xuất hiện trên hệ thống công nghệ gia công được giới thiệu trên sơ đồ logic ở hình 2.1 Quá trình đó có thể được giải thích tóm tắt như sau: Bước1- Đo dao động của máy khi máy dừng. Nếu có máy rung động thì chứng tỏ tại thời điểm khảo sát máy đang bị ngoại lực kích thích cưỡng bức qua nền móng. Ta thu được tần số và biên độ của rung cưỡng bức này. Nếu rung động đó tương đối lớn thì tránh làm thí nghiệm trong thời gian đang có kích thích đó. Nếu không có rung cưỡng bức hoặc rung động không đáng kể thì chuyển sang bước thứ hai. Bước 2- Cho máy chạy không tải và đo dao động của máy. Nếu có rung động thì đó là rung động cưỡng bức mà nguyên nhân của nó có thể là: - Do có chi tiết chuyển động quay nào đó trong máy không cân bằng động nên phát sinh lực quán tính ly tâm có hướng thay đổi theo chu kỳ - Do ổ trục chính bị mòn - Do các bộ truyền ăn khớp không chính xác. Các rung động đó đều được hiển thị cả tần số và biên độ. Nếu những rung động đó tương đối lớn làm ảnh hưởng đến độ chính xác thí nghiệm thì không nên sử dụng máy đó để thí nghiệm. Nếu có rung động nhưng rung động không đáng kể thì tiến hành bước thứ ba. Bước 3- Tiến hành cắt với tốc độ vòng quay n1 và đo tần số dao động của hệ f, đồng thời tính toán tần số va đập do răng dao khi vào cắt gây ra: z z n.z f .H 60 Sau đó so sánh f với fz : - Nếu f = fz thì rung động trên máy là rung động cưỡng bức do va đập của răng dao gây ra Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 - Nếu f ≠ fz thì đó là tự rung. Bước thứ tư: Thay đổi số vòng quay của dao phay sang n2, n3 ... và đo tần số dao động f của hệ. Nếu f không thay đổi hoặc thay đổi rất ít thì đó chắc chắn là hiện tượng tự rung. 2.1.2- Giải pháp kỹ thuật để giám sát sự xuất hiện và biến đổi của rung động cưỡng bức và rung động tự kích thích Để giám sát sự xuất hiện và biến đổi của rung động cưỡng bức và rung động tự kích thích trên hệ thống công nghệ gia công, ta dùng hệ thống thiết bị thu và chuyển đổi tín hiệu (Data Acquisition) Daqbook 216. Hệ thống thiết bị này được trình bày trên hình 2.2, Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống thiết bị để giám sát dao động của hệ thống gia công phay trong quá trình cắt DBK4:0: AI Scaling00 Write00 FFT00Filter00 Y/t Chart00 Y/t Chart01 Bàn máy Hai cảm biến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 Cấu trúc của hệ thống bao gồm các môđun sau: - Hai cảm biến dao động của hãng Kistler - Mođun A/D- Dapbook DKB4.0 dùng để thu và chuyển đổi tín hiệu dao động tương tự sang tín hiệu số - Mô đun Scalling khuyếch đại tín hiệu theo tỷ lệ được lựa chọn. - Mô đun filter chọn lọc những tần số mà người nghiên cứu quan tâm. - Mô đun FFT biến đổi Furie tín hiệu đầu vào. - Mô đun Y/ t - chart 00 hiển thị phổ biên độ và tần số của dao động. - Mô đun Y/ t - chart 01 hiển thị đồ thị thực của tín hiệu dao động, tức là đồ thị biến đổi của biên độ theo thời gian. - Mô đun Write là mô đun ghi dữ liệu của quá trình thí nghiệm Phục vụ cho việc theo dõi diễn biến của quá trình cắt có cắt có hai cửa sổ hiển thị để hiển thị kết quả trên các mô đun Y/ t - Chart 00 và Y/ t - Chart 01. Cửa sổ hiển thị của mô đun Y/ t - Chart 00 hiển thị phổ biên độ và tần số của dao động. Cửa sổ hiển thị của mô đun Y/ t – Chart 01 hiển thị sự biến đổi của biên độ dao động theo thời gian. Tín hiệu mà hai cảm biến thu được sẽ được truyền đi theo hai kênh 0 và 1. Hệ thống nắm bắt được một cách kịp thời, chính xác quá trình phát triển của rung động. Sau thí nghiệm, toàn bộ diễn biến của quá trình sẽ được tái hiện trên màn hình nhờ mô đun đọc dữ liệu READ (Hình 2.3) Hình 2.3- Sơ đồ liên kết môđun đọc dữ liệu với các mô đun hiển thị Read00 Y/t Chart00 Y/t Chart01 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 Hê thống thiết bị này hoạt động nhờ phần mềm điều khiển Dasylab. Trong trường hợp cụ thể này, tác giả sử dụng phần mềm điều khiển Dasylab 5.0 2.2- Triển khai thí nghiệm 2.2.1- Xác định các thông số thí nghiệm Ở thí nghiệm này, đối tượng khảo sát là rung động tự kích thích nên thông số thí nghiệm được xác định như sau: - Thông số đầu ra là Tần số và Biên độ rung động - Thông số đầu vào (Biến độc lập) là chế độ cắt (Tốc độ cắt V, Chiều sâu cắt t và Bước tiến dao s) Các điều kiện biên: Điều kiện biên của thí nghiệm là các điều kiện công nghệ cụ thể được dùng trong thí nghiệm. Các điều kiện đó bao gồm: - Dao phay mặt đầu 125, z = 4, răng dao gắn mảnh hợp kim T5K10 với các thông số hình học: = 0 0 , = 24 0 , = 50 0 , 1 = 35 0 , = 0 0 , không có lưỡi cắt ngang . - Máy phay đứng 6P13Б và máy phay Turndmill - Không tưới dung dịch trơn nguội - Vật liệu gia công xác định – Thép 45 - Chiều rộng của phôi: B = 63 mm - Phôi được gá kẹp trực tiếp lên bàn máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 2.2.2- Sơ đồ thí nghiệm cắt thử Để khảo sát đặc tính của rung động tự kích thích, tác giả dùng hai sơ đồ cắt là sơ đồ cắt theo lớp và sơ đồ cắt trên mặt phẳng nghiêng: Sơ đồ cắt theo lớp như hình 2.4 được dùng để khảo sát sự phát sinh và duy trì của nó. Sơ đồ cắt trên mặt phẳng nghiêng (hình 2.5) được dùng để khảo sát sự tăng trưởng của rung động tự kích thích dẫn đến trạng thái nguy hiểm của quá trình cắt Hình 2.5. Sơ đồ căt trên mặt phẳng nghiêng Sỡ dĩ sơ đồ cắt trên mặt phẳng nghiêng được dùng để khảo sát sự tăng trưởng của rung động vì với sơ đồ đó, khi cắt với một tốc độ cắt và một bước tiến dao xác định thì chiều sâu cắt tự động tăng dần. Điều đó đồng nghĩa với việc tăng dần lực cắt. Khi đó ta có thể quan sát được sự biến đổi của rung động theo tải trọng. t s Hình 2.4- Sơ đồ cắt theo lớp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 2.3. Xác định kích thƣớc mẫu thí nghiệm Việc chọn kích thước mẫu thí nghiệm là rất cần thiết trước khi thí nghiệm . Nếu kích thước mẫu càng lớn thì khoảng tin cậy càng hẹp, sai số càng nhỏ. Tuy nhiên kích thước mẫu càng lớn thì càng tốn kém tiền bạc, thời gian, sức lực. Vì vậy, phải chọn kích thước mẫu có độ lớn tối thiểu để đạt được độ chính xác mong muốn. Theo tài liệu thống kê và ứng dụng của tác giả Đặng Hồng Thắng – nhà xuất bản giáo dục năm 1999 thì ta chọn số lần cắt thử n=3 cho một điểm thí nghiệm 2.4- Triển khai thí nghiệm và thu dữ liệu thí nghiệm Theo sơ đồ logic trên hình 2.1 và với hệ thống thiết bị thu và xử lý tín hiệu dao đông trên hình 2.2, các thí nghiệm được tiến hành cụ thể như sau: 1. Đo dao động khi máy dừng Mục đích: để phát hiện ngoại lực kích thích cưỡng bức qua móng máy. Kết quả: Tại thời điểm khảo sát, máy không chịu kích cưỡng bức của ngoại lực qua móng máy. Đồ thị dao động trên hình 2.6 là những đường thẳng trơn tru. 2. Đo dao động khi máy chạy không tải Kết quả thí nghiệm đo dao động khi máy dừng cho phép ta chuyển sang khảo sát dao động máy khi chạy không tải. Mục đích: để phát hiện có kích thích cưỡng bức tồn tại do bản thân máy công cụ chế tạo không chính xác hoặc do máy bị mòn hay không. Thi nghiệm đo dao động khi máy chạy không tải được thực hiện trên cả một chuỗi liên tục các tốc độ khác nhau: 100-200-250-315-400-500-613-800 và 1000 v/ph. Kết quả thí nghiệm được trình trên các hình từ 2.7 đến 2.15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 Hình 2.6- Kết quả thí nghiệm khi máy dừng Hình 2.7- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 100v/ph Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 Hình 2.8- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 200v/ph Hình 2.9- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 250v/ph Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 Hình 2.11- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 400v/ph Hình 2.10- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 315v/ph Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 Hình 2.12- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 500v/ph Hình 2.13- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 630v/ph Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 Hình 2.14- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 800v/ph Hình 2.15- Kết quả thí nghiệm khi máy chạy không tải với tốc độ 1000v/ph Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 Phân tích kết quả đo dao động khi máy chạy không tải Kết quả đo dao động khi máy chạy không tải đƣợc giới thiệu trên các hình từ 2.7 đến 2.15 cho thấy: - Khi chạy không tải với các tốc độ khác nhau: 100 – 200 – 250 – 315- 400 – 500 – 613 – 800 – 1000 v/ph thì hệ thống công nghệ gần như không chịu kích thích cưỡng bức. Phổ biên độ và tần số trên các hình 2.7 – 2.8 – 2.9 – 2.10 – 2.11 – 2.12 – 2.13 – 2.14 – 2.15 ( Các ô ở nửa bên trái của hình) chỉ cho thấy những dao động rất nhỏ, có thể bỏ qua không cần quan tâm. Các ô nửa bên phải của các hình cho thấy biên độ dao động theo thời gian khi chạy không tải. Nếu so với đồ thị dao động lúc máy đứng yên thì đường đồ thị dao động khi chạy không tải có phình ra to hơn một it nhưng đó cũng chỉ là những rung động có biên độ rất nhỏ. Những rung động đó là những rung động cưỡng bức do một số chi tiết trong máy bị mòn, bị rơ. Kết quả đo dao động của hệ thống công nghệ khi máy đứng yên và khi máy chạy không tải cho thấy rằng, tại thời điểm khảo sát không có kích thích cưỡng bức nào đáng kể tác động lên hệ thống công nghệ. Điều đó cho phép ta chuyển sang khảo sát rung động của hệ thống công nghệ khi máy chạy có tải để tiếp tục khảo sát hiện tượng rung động tự kích thích. 3- Đo dao động trong quá trình cắt 3.a- Đo dao động trong quá trình cắt theo lớp Mục đích: Khảo sát sự xuất hiện của rung động tự kích thích và xác định tần số dao động của hệ thống công nghệ khi chịu rung động tự kích thích. Để khảo sát những đặc trưng nói trên, thí nghiệm cắt kim loại được tiến hành với những bộ chế độ cắt khác nhau. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên các hình 2.16 đến hình 2.31 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 Hình 2.16- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 200v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.17- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 250v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 Hình 2.18- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 315v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.19- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 400v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 Hình 2.20- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 500v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.21- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 613v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 Hình 2.22- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 800v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Hình 2.23- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 1000v/ph,s=63mm/ph, t=1mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 Hình 2.24- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 200v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.25- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 250v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 Hình 2.27- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 400v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.26- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 315v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 Hình 2.28- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 500v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.29- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 630v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63 Hình 2.30- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 800v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Hình 2.31- Kết quả thí nghiệm khi cắt với tốc độ 1000v/ph,s=63mm/ph, t=2mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 Phân tích kết quả thí nghiệm đo dao động trong quá trình cắt theo sơ đồ lớp Kết quả đo dao động trong các quá trình cắt kim loại theo sơ đồ lớp được trình bày trên các hình từ 2.16 đến 2.31 cho thấy: - Khi quá trình tạo phoi bắt đầu diễn ra thì rung động tự kích thích cũng bắt đầu xuất hiện. - Nếu quá trình cắt còn duy trì thì rung động tự kích thích cũng được duy trì - Khi quá trình cắt dừng lại thì rung động này cũng biến mất - Khi chịu tác dụng của rung động tự kích thích hệ thống công nghệ luôn luôn dao động với cùng một dãi tần số. Từ hình 2.16 đến hình 2.31 ta dễ dàng nhận thấy: Với những quá trình cắt khác nhau (Tốc độ cắt khác nhau, chiều sâu cắt khác nhau, bước tiến dao khác nhau) thì tải trọng tác dụng lên hệ cũng khác nhau nhưng hệ chỉ dao động với một dãi tần số trong khoảng từ 0 đến 400 Hz. Cái khác nhau chỉ là là khác về biên độ dao động mà thôi. 3.b - Thí nghiệm do dao động trong quá trình cắt theo mặt phẳng nghiêng Mục đích của thí nghiệm: Khảo sát sự tăng trưởng của rung động tự kích thích và trạng thái nguy hiểm của quá trình cắt. Nội dung của thí nghiệm: Sử dụng một tốc độ cắt V xác định và một giá trị bước tiến dao s xác định để tiến hành cắt theo mặt phẳng nghiêng như đã giới thiệu trên hình 2.5. Với sơ đồ đó, khi tiến hành chạy dao tự động, chiều sâu cắt t của quá trình cắt cũng sẽ tự động tăng dần và nếu chiều sâu cắt tăng dần thì tải trọng tác dụng lên hệ cũng tăng dần và rung động tự kích thích cũng biến đổi theo. Kết quả thí nghiệm được giới thiệu trên hình 2.32a, 2.32b, 2.32c, 2.32d, 2.32e, 2.32f. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 Hình 2.32 a Hình 2.32 b Hình 2.32 c Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 Hình 2.32 d Hình 2.32 e Hình 2.32 f Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67 Đồ thị dao động trên các hình 2.32a, 2.32b, 2.32c, 2.32d, 2.32e, 2.32f. cho thấy sự tăng trưởng của rung động tự kích thích. Theo thời gian cùng với sự tăng dần của chiều sâu cắt t trên mặt phẳng nghiêng, biên độ dao động tăng dần: - Trên hình 2.32 a là đồ thị dao độn