Luận văn mô hình hóa dự đoán độ nhám bề mặt mài

Nghiên cứu mô hình hóa mô phỏng để dự đoán độ nhám bề mặt khi mài cho phép giảm thời gian điều chỉnh máy – thời gian gia công thử, góp phần nâng cao hiệu quả quá trình mài. Với hướng nghiên cứu này, đã có một số nghiên cứu được công bố. Tuy nhiên trong mỗi nghiên cứu đó, các tác giả thường có những quan điểm khác nhau, với những giả thiết khác nhau, làm cho việc áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế còn nhiều hạn chế. Do đó, muốn áp dụng vào thực tế sản xuất thì cần thiết phải tiến hành phân tích để lựa chọn được phương pháp mô phỏng có nhiều ưu điểm, với các giả thiết sát với thực tế nhất, có kết quả mô phỏng sát với kết quả thí nghiệm nhất.

MƠ HÌNH HĨA – MƠ PHỎNG DỰ ĐỐN ĐỘ NHÁM CỦA BỀ MẶT CHI TIẾT KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY MÀI PHẲNG Chuyên ngành : Kĩ thuật khí Mã số : NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : Hà Nội – Năm i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Trừ phần tham khảo nêu rõ Luận văn i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên để hoàn thành luận văn Do khả cịn nhiều hạn chế nên Luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cơ giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp ii PHỤ LỤC TRANG PHỤ BÌA Trang LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN .II PHỤ LỤC III DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH .VII DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII DANH MỤC CÁC BẢNG IX PHẦN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU NHỮNG KẾT QUẢ CỦA LUẬN VĂN .4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH MÀI PHẲNG 1.1 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP MÀI 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH MÀI iii 1.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP MÀI PHẲNG 1.3.1 Mài phẳng đá mài mặt đầu 1.3.2 Mài phẳng đá mài hình trụ .9 1.4 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÀI .10 1.4.1 Nhám bề mặt 11 1.4.2 Sóng bề mặt 13 1.4.3 Cấu trúc tế vi lớp kim loại bề mặt 15 1.4.4 Ứng suất dư lớp kim loại bề mặt 17 1.5 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI 19 1.6 ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG 20 1.6.1 Ảnh hưởng thông số chế độ cắt 20 1.6.2 Ảnh hưởng thành phần thép hợp kim .23 1.6.3 Ảnh hưởng công nghệ trơn nguội 23 1.6.4 Ảnh hưởng thông số đá mài .28 Kết luận Chương 29 CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA - MƠ PHỎNG DỰ ĐỐN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG 30 2.1 VAI TRỊ CỦA MƠ HÌNH HĨA - MƠ PHỎNG QUÁ TRÌNH MÀI .30 2.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ MƠ HÌNH HĨA – MƠ PHỎNG DỰ ĐOÁN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI 31 2.3 MƠ HÌNH HĨA - MƠ PHỎNG DỰ ĐỐN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG 32 iv 2.3.1 Lựa chọn phương pháp mơ hình hóa – mơ 32 2.3.2 Mơ hình hóa – mơ q trình mài theo phương pháp Rogelio L Hecker cộng 33 2.3.3 Xây dựng biểu thức xác định chiều dày phoi không biến dạng nhám bề mặt 39 Kết luận chương .41 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ MƠ HÌNH HĨA - MƠ PHỎNG DỰ ĐỐN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG 42 3.1 HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM 42 3.2 CÁC THƠNG SỐ ĐỂ DỰ ĐỐN NHÁM BỀ MẶT .47 3.3 SO SÁNH GIÁ TRỊ NHÁM BỀ MẶT KHI TÍNH TỐN VÀ KHI MƠ PHỎNG 47 3.3.1 Thí nghiệm so sánh độ nhám thay đổi vật tốc chi tiết .47 3.3.2 So sánh độ nhám thay đổi chiều sâu cắt 49 Kết luận chương .51 KẾT LUẬN CHUNG 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 57 PHỤ LỤC .58 v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị Ra Nhám bề mặt v ct Vận tốc chi tiết m/ph t Chiều sâu mài mm vc Vận tốc cắt (vận tốc đá mài) m/s t sđ Chiều sâu sửa đá mm Ssd Lượng chạy dao dọc sửa đá Erf Error function – Sai số phép tính tích phân E(h) Kỳ vọng phân bố chiều dày phoi mài sd (h) Độ lệch chuẩn phân bố chiều dày phoi mài h m mm/ph Chiều dày phoi khơng biến dạng m d dm Đường kính đá mài mm d ct Đường kính chi tiết mm d td Đường kính đá mài tương đương mm N f Số hạt mài cắt động đơn vị diện tích bề mặt đá Tỷ lệ thể tích hạt mài tham gia vào trình cắt M Chỉ số độ hạt đá mài ϵ Tỷ lệ thể tích hạt mài đá vi Hạt/mm2 % % DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Sơ đồ mài phẳng sử dụng đá mài mặt đầu Hình 1.2 Sơ đồ mài phẳng đá mài hình trụ 10 Hình 1.3 Bề mặt chi tiết máy sau mài 11 Hình 1.4 Ảnh SEM Bề mặt chi tiết máy quan sát kính hiển vi điện tử 12 Hình 1.5 Sóng bề mặt 14 Hình 1.6 Sự hình thành độ nhám bề mặt mài .19 Hình 1.7 Ảnh hưởng vận tốc đá đến độ nhám bề mặt mài đá mài CBN .22 Hình 1.8 Ảnh hưởng lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt mài đá CBN 22 Hình 1.9 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội áp suất tưới nguội đến độ nhám bề mặt mài 24 Hình 1.10 Độ nhám bề mặt mài đá CBN với loại dung dịch trơn nguội khác 25 Hình 1.11.Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến độ nhám bề mặt mài 27 Hình 1.12 Ảnh hưởng độ hạt đá mài CBN đến độ nhám bề mặt mài 28 Hình 2.1 Vết cào xước hạt mài để lại bề mặt gia cơng 34 Hình 3.1.Máy mài SG-5010AHR 42 Hình 3.2 Mẫu thép thí nghiệm thép SKD11 44 vii Hình 3.3 Máy SJ-301 45 Hình 3.4 Đầu sửa đá loại hạt có ký hiệu DM07101 .46 Hình 3.5 So sánh nhám bề mặt tính tốn thực nghiệm ứng với giá trị khác vct .49 Hình 3.6 So sánh nhám bề mặt tính tốn thực nghiệm ứng với giá trị khác t 50 viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Độ nhám bề mặt mài thép AISI 304 với hai môi trường làm mát khác [25] 26 Bảng 3.1 Thông số máy mài SG-5010AHR: 43 Bảng 3.2 Thành phần hóa học số nguyên tố thép SKD11 44 Bảng 3.3: Thơng số máy SJ301 hãng Mitutoyo – Nhật Bản: 45 Bảng 3.4 Những thơng số để tính Ra 47 Bảng 3.5 Giá trị Ra ứng với giá trị khác vct 48 Bảng 3.6 Giá trị Ra ứng với giá trị khác t 49 1) ix