(Luận văn) nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công khi mài lỗ nhỏ vật liệu 9xc qua tôi

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN -TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -TẠ VIỆT CƯỜNG TẠ VIỆT CƯỜNG lu an n va NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI ĐẾN to p ie gh tn CHẤT LƯỢNG BỀ ẢNH MẶT HƯỞNG GIA CÔNG KHILOẠI MÀIDUNG LỖ NHỎ VẬT LIỆU NGUỘI 9XC NGHIÊN CỨU CỦA DỊCH TRƠN QUA TÔI ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI LỖ NHỎ VẬT LIỆU oa nl w 9XC QUA TÔI d CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ an lu nf va MÃNGÀNH SỐ: 60520103 CHUYÊN KỸ THUẬT CƠ KHÍ z at nh oi lm ul MÃ SỐ: 60520103 z NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC @ PGS.TS VŨ NGỌC PI m co l gm PGS.TS VŨ NGỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN PI KHOA HỌC an Lu Thái Nguyên, năm 201 n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệuNguyên, – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Thái năm 2016 si ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết có luận văn thân thực hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Vũ Ngọc Pi NCS Lê Xuân Hưng Ngồi thơng tin trích dẫn từ tài liệu tham khảo liệt kê, kết số liệu thực nghiệm thực chưa cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, tháng năm 2016 lu an Tác giả n va to p ie gh tn Tạ Việt Cường d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si iii LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn khoa học, thầy giáo - PGS.TS Vũ Ngọc Pi tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn NCS Lê Xuân Hưng - Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp, giúp đỡ việc lắp đặt thiết bị thực thí nghiệm cho đề tài lu Tơi xin cảm ơn cô, làm việc xưởng khí xác Thái Hà tạo điều kiện máy móc, trang thiết bị thí nghiệm giúp thực trình thực an va nghiệm thuận lợi n to tn Tôi xin cám ơn Ban giám hiệu trường Cao đẳng kinh tế - kỹ thuật Vĩnh Phúc ie gh tạo điều kiện để tham gia hồn thành khóa học p Tơi xin chân thành cảm ơn động viên khích lệ gia đình, bạn bè, đồng oa nl w nghiệp suốt thời gian học tập làm luận văn d Thái Nguyên, tháng năm 2016 an lu Tác giả nf va z at nh oi lm ul Tạ Việt Cường z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG : GIỚI THIỆU .4 1.1 Giới thiệu mài mài lỗ lu an 1.1.1 Khả công nghệ mài va n 1.1.2 Đặc điểm trình mài lỗ 1.2 Ảnh hưởng nhiệt cắt mài gh tn to 1.1.3 Vai trò mài mài lỗ công nghiệp p ie 1.3 Tưới nguội mài 11 1.3.1 Vai trò dung dịch trơn nguội mài 11 w oa nl 1.3.2 Các đặc tính dung dịch trơn nguội 12 d 1.3.3.Phân loại dung dịch trơn nguội .13 lu nf va an 1.3.4 Các phương pháp bôi trơn – làm nguội mài 16 1.4 Kết luận chương 18 lm ul CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI z at nh oi KHI MÀI 19 2.1 Các nghiên cứu nước .19 2.2 Các nghiên cứu tác giả nước 25 z gm @ 2.3 Kết luận chương 35 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI l co DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG m KHI MÀI LỖ NHỎ VẬT LIỆU 9XC QUA TÔI 37 an Lu 3.1 Mục đích thí nghiệm .37 n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si v 3.2 Hệ thống thí nghiệm .37 3.2.1 Máy .37 3.2.2 Mẫu thí nghiệm đồ gá 38 3.2.3 Sơ đồ thí nghiệm 38 3.2.4 Thiết bị đo 39 3.2.5 Dung dịch tưới nguội 40 3.2.6 Đá mài 40 3.2.7 Chế độ công nghệ 41 3.3 Tiến trình thí nghiệm 41 lu an 3.4 Thực xử lý kết thí nghiệm 44 va 3.4.1 Với dầu Emunsion 44 n tn to 3.4.2 Với dầu Avantin 300 .49 ie gh 3.4.3 Với nước 54 p 3.5 Thảo luận kết 55 3.5.1 Đối với dung dịch Emunsion 55 w oa nl 3.5.2 Đối với dung dịch Avantin 300 55 d 3.5.3 Đối với nước 56 lu nf va an 3.6 Kết luận chương 56 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .58 lm ul Kết luận chung: 58 z at nh oi Hướng nghiên cứu 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ ngun lý phương pháp mài trịn ngồi[5] Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý mài tròn trong[17] Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý phương pháp mài phẳng[17] Hình 1.4 Mài lỗ có tâm[18] Hình 1.5 Đồ thị bão hịa nhiệt cắt mài thép 12XH4A đá Ctr25MV1K [5] Hình 1.6 Sơ đồ tưới nguội thơng dụng máy mài [7] 17 Hình 2.1 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt gia công lu an mài đá Al2O3 CBN [9] 20 n va Hình 2.2 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến độ nhám bề mặt mài [14] 21 Hình 2.4: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến độ nhám bề mặt mài gh tn to Hình 2.3 Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương [14] 22 p ie dầu Caltex Aquatex 3180.[4] 23 Hình 2.5: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt mài dùng nl w dầu AVANTIN361I.[4] .23 d oa Hình 2.6: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt mài dùng an lu dầu AVANTIN 300.[4] .24 nf va Hình 2.7 Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt dùng dầu JP.Way[4] 24 lm ul Hình 2.8 Độ nhám bề mặt gia cơng sử dụng phương pháp bôi trơn làm z at nh oi nguội khác [10] 25 Hình 2.9 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội áp suất tưới nguội đến độ z nhám bề mặt mài [11] 26 gm @ Hình 2.10 Độ nhám bề mặt mài đá CBN với loại dung dịch trơn nguội l khác [12] 27 m co Hình 2.11 Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 3,5 m/s [15] 29 an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si vii Hình 2.12 Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 10 m/s [15] 29 Hình 2.13 Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 15,4 m/s [15] 30 Hình 2.14 Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 3,5 m/s [15] 30 Hình 2.15 Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 10 m/s [15] 30 Hình 2.16 Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s; tốc độ dung dịch lu trơn nguội 16 m/s [15] 31 an n va Hình 2.17 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến lớp biến cứng bề mặt mài [3] 31 tưới nguội áp suất khác [11] 32 gh tn to Hình 2.18 Ứng suất dư bề mặt mài đá CBN sử dụng loại dung dịch p ie Hình 2.19 Ứng suất dư với loại dung dịch trơn nguội mài đá CBN Al2O3 [12] 33 nl w Hình 2.20 Ứng suất dư bề mặt mài với lưu lượng tưới nguội khác [1] .34 d oa Hình 2.21 Ảnh hưởng lưu lượng dung dịch tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt an lu mài đá Al2O3 đá CBN [2] 35 nf va Hình 3.1 Máy mài MT-450I .37 Hình 3.2 Mẫu thí nghiệm 38 lm ul Hình 3.3.a) Sơ đồ thí nghiệm 38 z at nh oi Hình 3.3 b) Ảnh chụp sơ đồ thí nghiệm…………………………………… 39 Hình 3.4 Hình ảnh máy đo nhám SRT-200 .40 Hình 3.5 Đá mài .41 z gm @ Hình 3.6 Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm 43 Hình 3.7 Phân tích kết thí nghiệm sử dụng dung dịch Emunsion .47 l co Hình 3.8 Đồ thị đường mức .48 m Hình 3.9 Đồ thị bề mặt tiêu 48 an Lu Hình 3.10 Đồ thị tối ưu 49 n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si viii Hình 3.11 Số liệu kết tối ưu 49 Hình 3.12 Phân tích kết thí nghiệm sử dụng dung dịch Avantin 300 51 Hình 3.13 Đồ thị đường mức 52 Hình 3.14 Đồ thị bề mặt tiêu 53 Hình 3.15 Đồ thị tối ưu 53 Hình 3.16 Số liệu kết tối ưu 53 Hình 3.17 Đồ thị ảnh hưởng lưu lượng tưới nguội đến chất lượng bề mặt 54 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hệ số truyền nhiệt (λ) vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng hợp kim [5]…… 10 Bảng 2.1 Trị số độ nhám bề mặt gia công mài đá Al2O3 CBN [9] 19 Bảng 2.2 Độ nhám bề mặt mài thép AISI 304 với hai môi trường làm mát [13] 28 Bảng 3.1 Thành phần hóa học mẫu thí nghiệm 9XC 38 Bảng 3.2 Giá trị mã hóa điểm thí nghiệm .43 lu Bảng 3.3 Kết đo nhám bề mặt sử dụng dung dịch trơn nguội Emunsion 44 an Bảng 3.4 Kết đo nhám bề mặt sử dụng dung dịch trơn nguội va n Avantin 300……………………………………………………………………49 p ie gh tn to Bảng 3.5 Kết đo nhám bề mặt sử dụng dung dịch tưới nguội nước 54 d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong phương pháp gia cơng khí, gia cơng mài sử dụng rộng rãi có u cầu cao độ xác độ bóng bề mặt Chính vậy, phương pháp gia cơng chiếm vị trí quan trọng gia cơng khí Cũng thế, có nhiều nghiên cứu trình mài Cụ thể sau: Các vấn đề mài suất, chế độ cắt, chất lượng bề mặt, đường kính đá, tuổi bền đá chế độ sửa đá…đã nhiều nhà nghiên cứu quan tâm tìm hiểu Cụ thể: Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề lu an mặt gia công mài thép không gỉ 3X13 nghiên cứu [14] Ảnh n va hưởng loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt mài phẳng tn to nghiện cứu [4] Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến lớp biến cứng bề mặt gh nghiên cứu [3] Ảnh hưởng áp lực tưới nguội đến ứng suất dư lớp p ie bề mặt nói tới tài liệu [11] Trên thực tế, tốc độ cắt mài thường cao (thường ≥ 30m/s, mài cao tốc có w oa nl thể tới 120 m/s cao hơn) Do góc cắt hạt mài khơng hợp lý, tốc độ cắt d cao nên nhiệt độ vùng cắt mài lớn (1000 ÷ 1500°C) làm thay đổi cấu trúc lu an tế vi lớp kim loại bề mặt giảm khả làm việc chi tiết máy Việc sử dụng nf va dung dịch trơn nguội hợp lý có tác dụng lớn việc giảm ma sát nhiệt cắt qua lm ul nâng cao hiệu kinh tế, kỹ thuật nguyên công mài Do vậy, vấn đề nhiệt z at nh oi mài bơi trơn làm mát q trình mài đối tượng nhiều nghiên cứu Cụ thể sau: Các loại dung dịch trơn nguội, phương pháp tưới nguội ảnh hưởng loại chất bôi trơn, thành phần dung dịch chế độ bôi trơn làm z mát đến chất lượng mài nghiên cứu [9], [12] Các hiệu ứng làm mát @ gm mài với chất làm mát dạng sương mù tối ưu hóa [10-11], [13] Tuy nhiên, m nghiên cứu cho mài lỗ thép 9XC qua co l nghiên cứu chủ yếu tập trung cho mài trịn ngồi mài phẳng chưa có an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 46 lu an n va tn to p ie gh a) d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z co l gm @ b) m b) Phân tích phương sai mơ hình hồi quy Hình 3.7 Phân tích kết thí nghiệm sử dụng a)Mơ hình hồi quy an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 47 dung dịch Emunsion Từ kết xử lý số liệu ta có hệ số phương trình hồi quy sau: b0= 0,374; b1= 0,003; b2= 0,05; b12=-0,038; b11=0,037; b22=0,009 Thay vào biểu thức ( 4-2) ta có phương trình hồi quy: Y= 0,374 +0,003x1+0,05x2-0,038x1x2+0,037x12+0,009x22 c Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy Quan sát hình 3.7.a, cột giá trị P mục “Hệ số hồi quy ước tính cho Ra” (Estimated Regression Coefficients for Ra) so sánh giá trị với mức ý nghĩa α = 0,05 ta thấy giá trị P ứng với hệ số nhỏ chứng tỏ có mặt lu hệ số b0, b1, b2, b22, b12 có ý nghĩa Vậy phương trình hồi quy viết lại là: an va Y= 0,374 +0,003x1+0,05x2-0,038x1x2+0,037x12+0,009x22 n d Kiểm tra phù hợp mơ hình to tn Trong hình 3.7b phân tích phương sai mơ hình hồi quy (Analysis of ie gh Variance for Ra) với giá trị cột P ứng với hàng Lack of Fit (P=0,965), so với mức p ý nghĩa α = 0,05 giá trị P lớn nhiều Điều có nghĩa mơ hình hồi nl w quy phù hợp Vậy hàm quan hệ nhám bề mặt (Ra) với lưu lượng tưới nguội oa (x1) nồng độ dung dịch tưới nguội ( x2) sau: d Ra = 0,374 + 0,003x1 + 0,05x2 - 0,038x1x2 + 0,037x12 + 0,009x22 lu nf va an e Biểu đồ quan hệ lưu lượng, nồng độ dung dịch tưới nguội nhám bề mặt z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 48 Surface Plot of Ra vs Lưu lượng, Nồng độ 0.50 0.45 Ra 0.40 4.5 0.35 3.0 1.5 Nồng độ Lưu lượng 0.0 lu an va n Hình 3.8 Đồ thị đường mức tn to gh Contour Plot of Ra vs Nồng độ, Lưu lượng p ie 6.5 6.0 5.5 0.35 0.40 0.45 0.50 0.50 nl w Ra < 0.35 – 0.40 – 0.45 – > lu Nồng độ 4.5 d oa 5.0 an 4.0 nf va 3.5 2.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Lưu lượng z at nh oi 0.5 lm ul 3.0 3.5 4.0 4.5 Hình 3.9 Đồ thị bề mặt tiêu z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 49 Lưu lượn 4.6213 [1.3643] 0.3787 Optimal High D Cur 0.69921 Low Nồng độ 6.6213 [2.3787] 2.3787 Composite Desirability 0.69921 Ra Minimum y = 0.3008 d = 0.69921 lu an Hình 3.10 Đồ thị tối ưu n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Hình 3.11 Số liệu kết tối ưu Như độ nhám bề mặt Ramin=0.3 µm lưu lượng có giá trị 1,364 l/ph z nồng độ dung dịch tưới nguội có giá trị 2,379 % @ l gm 3.4.2 Với dầu Avantin 300 a Kết thí nghiệm co m - Tiến hành thí nghiệm với dầu Avantin 300 pha với nước đạt nồng độ từ 2% đến 5% an Lu - Lưu lượng tưới nguội từ 1l/ph đến 4l/ph n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 50 Với sơ đồ thực nghiệm trên, ứng dụng phần mềm minitab ta có ma trận kế hoạch thực nghiệm, tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch ta thu kết sau: Bảng 3.4 Kết đo nhám bề mặt sử dụng dung dịch trơn nguội Avantin 300 Giá trị mã hóa TT Điểm TN Giá trị thực lu an n va Nồng độ(%) Lưu lượng(L/P) Nồng độ(%) P1 1.4 4.6 3.5 P9 0 2.5 3.5 P9 0 2.5 3.5 P4 -1 1 5 P2 1 P8 -1 -1 -1 1.4 2.5 5.6 0 2.5 3.5 -1.4 0.3 3.5 2.5 3.5 -1.4 2.5 1.3 2.5 3.5 Ra(µm) 0.517 0.418 0.414 0.577 0.476 p ie gh tn to Lưu lượng(L/P) 0.590 w P3 P9 10 P5 11 P9 12 P7 z at nh oi 13 P9 0 d oa nl P6 0.598 0.518 nf va an lu 0.419 lm ul 0.593 0.423 0.618 z m co l gm @ b Phân tích kết thí nghiệm 0.417 an Lu Sử dụng phần mềm minitab16 tiến hành phân tích kết thí nghiệm ta thu kết sau: n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 51 lu an va a)Mơ hình hồi quy n p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul b) Phân tích phương sai mơ hình hồi quy z gm @ Hình 3.12 Phân tích kết thí nghiệm sử dụng dung dịch Avantin 300 Từ kết xử lý số liệu ta có hệ số phương trình hồi quy sau: l m Thay vào biểu thức (4-2) ta có phương trình hồi quy: co b0= 0,418; b1= -0,027; b2= - 0,035; b12=-0,023; b11=0,068; b22=0,075 an Lu Y = 0,418 – 0,027x1 - 0,035x2 - 0,023x1x2 + 0,068x12 + 0,075x22 n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 52 c Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy Quan sát hình 3.12.a, cột giá trị P mục “Hệ số hồi quy ước tính cho Ra” (Estimated Regression Coefficients for Ra) so sánh giá trị với mức ý nghĩa α = 0,05 ta thấy giá trị P ứng với hệ số nhỏ chứng tỏ có mặt hệ số b0, b1, b2, b22, b12 có ý nghĩa Vậy phương trình hồi quy viết lại là: Y = 0,418 – 0,027x1 - 0,035x2 - 0,023x1x2 + 0,068x12 + 0,075x22 d Kiểm tra phù hợp mơ hình Trong hình 3.12b phân tích phương sai mơ hình hồi quy (Analysis of Variance for Ra) với giá trị cột P ứng với hàng Lack of Fit (P=0,847), so với mức lu an ý nghĩa α = 0,05 giá trị P lớn nhiều Điều có nghĩa mơ hình hồi n va quy phù hợp Vậy hàm quan hệ nhám bề mặt (Ra) với lưu lượng tưới nguội tn to (x1) nồng độ dung dịch tưới nguội ( x2) sau: ie gh Ra = 0,418 – 0,027x1 - 0,035x2 - 0,023x1x2 + 0,068x12 + 0,075x22 p e Biểu đồ quan hệ lưu lượng, nồng độ dung dịch tưới nguội nhám bề mặt w d oa nl Surface Plot of Ra vs Nồng độ, Lưu lượng nf va an lu lm ul 0.60 0.55 z at nh oi Ra 0.50 0.45 1.5 4.5 Nồng độ m Hình 3.13 Đồ thị đường mức co l gm @ 3.0 Lưu lượng z 0.0 an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 53 Contour Plot of Ra vs Nồng độ, Lưu lượng 5.5 Ra < 0.45 – 0.50 – 0.55 – > 5.0 4.5 0.45 0.50 0.55 0.60 0.60 Nồng độ 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Lưu lượng 3.5 4.0 4.5 lu Hình 3.14 Đồ thị bề mặt tiêu an Lưu lượn 4.6213 [2.8643] 0.3787 Nồng độ 5.6213 [3.9071] 1.3787 n va Optimal High D Cur 0.58977 Low tn to p ie gh Composite Desirability 0.58977 w d oa nl Ra Minimum y = 0.4102 d = 0.58977 nf va an lu Hình 3.15 Đồ thị tối ưu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 3.16 Số liệu kết tối ưu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 54 Như độ nhám bề mặt Ramin=0.410µm lưu lượng có giá trị 2,864 l/ph nồng độ dung dịch tưới nguội có giá trị 3,907 % 3.4.3 Với nước - Ta tiến hành thí nghiệm với nước với lưu lượng tưới nguội từ đến l/ph ta thu kết đo nhám sau: Bảng 3.5 Kết đo nhám bề mặt sử dụng dung dịch tưới nguội nước Nồng độ ( %) Lưu lượng ( l/ph) Nhám( Ra) 0 0,648 0,522 0,506 lu TT Chi an n va p ie gh tn to Ra ( µm) d oa nl w nf va an lu lm ul Lưu lượng ( l/ph) z at nh oi Hình 3.17 Đồ thị ảnh hưởng lưu lượng tưới nguội đến độ nhám bề mặt z gm @ Từ đồ thị hình 3.17 ta thấy: Khi sử dụng nước làm dung dịch tưới nguội, điểm thí nghiệm có lưu lượng thấp 1l/ph có độ nhám bề mặt lớn Khi l co ta tăng lưu lượng lên l/ph độ nhám bề mặt giảm mạnh (từ 0,648µm xuống m 0,522µm) Ta tiếp tục tăng lưu lượng tưới nguội lên 3l/p, kết đo nhám cho ta an Lu thấy độ nhám bề mặt khơng thay đổi nhiều ( giảm từ 0,522µm xuống 0,506 µm) n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 55 3.5 Thảo luận kết 3.5.1 Đối với dung dịch Emunsion - Qua đồ thị hình 3.8 3.9 ta có số nhận xét sau: + Khi tăng nồng độ dung dịch tưới nguội nhám bề mặt tăng Nguyên nhân tăng nồng cao dung dịch tưới nguội tạo độ sánh, gia cơng dung dịch dễ làm cho phoi bị bết dính vào đá mài, làm giảm khả tự mài sắc đá mài dẫn đến nhám bề mặt tăng cao + Khi tăng lưu lượng tưới nguội chất lượng bề mặt thay đổi khơng đáng kể Hầu phụ thuộc vào nồng độ dung dịch trơn nguội lu - Bằng phương pháp thực nghiệm xác định ảnh hưởng nông độ lưu an lượng dung dịch trơn nguội đến nhám bề mặt mài lỗ nhỏ thép 9XC qua thông va n qua hàm hồi quy thực nghiệm: to tn Ra = 0,374 + 0,003x1 + 0,05x2 - 0,038x1x2 + 0,037x12 + 0,009x22 ie gh - Xác định thông số lưu lượng, nồng độ tưới nguội tối ưu để đạt nhám bề p mặt Ra nhỏ nhất: lưu lượng có giá trị 1,364 l/ph nồng độ dung dịch tưới nguội oa nl w có giá trị 2,379 % 3.5.2 Đối với dung dịch Avantin 300 d an lu - Qua đồ thị hình 3.13 3.14 ta có nhận xét sau: nf va + Khi nồng độ dung dịch thấp làm cho nhám bề mặt tăng cao Nguyên nhân dung dịch tưới nguội chưa đủ nồng độ dẫn đến khả bôi trơn làm lm ul tăng ma sát dụng cụ cắt bề mặt gia công, nhiệt cắt vùng mài tăng cao z at nh oi dẫn đến độ nhám bề mặt tăng Khi tăng nồng độ đến giá trị tối ưu cho nhám bề mặt nhỏ nhất, nhiên tiếp tục tăng nồng độ làm cho phoi dễ bị bết dính z vào đá mài dẫn đến nhám bề mặt tăng cao gm @ + Khi lưu lượng tưới nguội thấp làm cho nhám bề mặt lớn Nguyên nhân l lượng dung dịch tưới nguội chưa đủ để làm mát vùng mài dẫn đến nhiệt vùng co mài tăng cao làm cho nhám bề mặt lớn Khi lưu lượng đến giá trị tối ưu ( Ramin) m tiếp tục tăng nhám bề mặt biến động lưu lượng dung dịch đủ để làm mát an Lu vùng mài n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 56 + So với dung dịch emunsion, khả bôi trơn - làm mát dung dịch avantin 300 Với nồng độ lưu lượng sử dụng dung dịch emunsion cho kết nhám bề mặt tốt so với dung dịch avantin 300 - Bằng phương pháp thực nghiệm xác định ảnh hưởng nồng độ lưu lượng dung dịch trơn nguội đến nhám bề mặt mài lỗ nhỏ thép 9XC qua thông qua hàm hồi quy thực nghiệm: Ra = 0,418 – 0,027x1 - 0,035x2 - 0,023x1x2 + 0,068x12 + 0,075x22 - Xác định thông số lưu lượng, nồng độ tưới nguội tối ưu để đạt nhám bề mặt Ra nhỏ nhất: lưu lượng có giá trị 2,864 l/ph nồng độ dung dịch tưới nguội có lu giá trị 3,907 % an va 3.5.3 Đối với nước n - Qua đồ thị hình 3.17 ta thấy: Cũng giống hai loại dung dịch emunsion gh tn to avantin 300, lưu lượng dung dịch thấp làm cho độ nhám bề mặt lớn dung ie dịch tưới nguội chưa đủ để làm mát vùng mài dẫn đến nhiệt vùng mài lớn làm cho p độ nhám lớn Khi tăng lưu lượng đến giới hạn định độ nhám gần nl w không đổi lưu lượng làm mát cung cấp đủ để làm mát vùng mài, điều phù d oa hợp với lý thuyết lu an 3.6 Kết luận chương nf va - Đã xây dựng hệ thống thí nghiệm (máy mài, đá mài, chi tiết gia cơng, lm ul thiết bị đo…) với chế độ cắt tưới nguội cụ thể để tiến hành nghiên cứu thực nghiệm nhằm xây dựng mơ hình thể ảnh hưởng nồng độ dung z at nh oi dịch lưu lượng tưới nguội đến chất lượng bề mặt mài lỗ nhỏ thép 9XC qua với loại dung dịch tưới nguội Emunsion, Avantin 300 nước z - Đã tiến hành thí nghiệm, đo đạc số liệu, lưu trữ, xử lý số liệu thực gm @ nghiệm đảm bảo độ tin cậy l - Đã xây dựng mối quan hệ hàm số thông số đầu m co trình mài (nhám bề mặt Ra) với thông số đầu vào nồng độ lưu lượng dung an Lu dịch tưới nguội Thêm vào đó, nhận xét quy luật ảnh hưởng nồng độ lưu lượng dung dịch tưới nguội đến nhám bề mặt ( Ra) đưa n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 57 - Chế độ tưới nguội tối ưu đề suất cho loại dung dịch tưới nguội Cụ thể sau: + Dung dịch Eminsion : lưu lượng có giá trị 1,364 l/ph nồng độ dung dịch tưới nguội có giá trị 2,379 % cho Ramin=0.3µm + Dung dịch Avantin 300 : lưu lượng có giá trị 2,864 l/ph nồng độ dung dịch tưới nguội có giá trị 3,907 % cho Ramin=0.410µm + Nước sạch: lưu lượng tưới nguội l/ph cho Ramin=0.506 µm - Dung dịch Emunsion với chế độ tưới nguội sau:lưu lượng tưới nguội 1,364 l/ph nồng độ dung dịch tưới nguội 2,379 % cho chất lượng bề mặt lu mài tốt (Ramin=0.3µm) an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 58 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận chung: Mục tiêu đề tài nghiên cứu ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài lỗ nhỏ vật liệu 9XC qua Để thực điều đó, luận văn với chương nêu vấn đề sau: - Giới thiệu đặc điểm, khả công nghệ số yếu tố đặc trưng cho chất lượng bề mặt mài ( Nhám bề mặt, hình thái bề mặt, sóng bề mặt, …) - Khái quát công nghệ tưới nguội mài - Tổng quan ảnh hưởng thông số công nghệ tưới nguội đến chất lượng bề lu mặt mài an - Đã đưa hàm mục tiêu phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với va n nghiên cứu thực nghiệm, xây dựng hệ thống thí nghiệm đảm bảo yêu cầu nghiên tn to cứu thiết bị đo đảm bảo độ xác cao ie gh - Đã tiến hành thực nghiệm thu nhận kết đảm bảo độ tin cậy cao p - Đã xây dựng mối quan hệ ảnh hưởng nồng độ lưu lượng tưới Ra = b0 + b1.x1 + b2.x2 + b12.x1x2 + b11x12 + b22x22 oa nl w nguội đến độ nhám bề mặt gia công dạng hàm thực nghiệm: d - Đề xuất dung dịch tưới nguội Emunsion với chế độ tưới nguội tối ưu để đạt lu nf va an bề mặt mài với độ nhám bề mặt nhỏ Chế độ tưới nguội tối ưu là: lưu lượng tưới nguội 1,364 l/ph nồng độ dung dịch 2,379 % lm ul - Kết nghiên cứu giúp cho việc lựa chọn loại dung dịch tưới nguội chế độ Hướng nghiên cứu z at nh oi tưới nguội hợp lý mài lỗ nhỏ thép 9XC qua z - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ tưới nguội đến độ xác kích thước mài gm @ lỗ nhỏ m co l - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ tưới nguội đến suất gia công mài lỗ nhỏ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] K.Q Xiao, L.C Zhang (2006), The effect of compressed cold air and vegetable oil on the subsurface residual stress of ground tool steel, Journal of Materials Processing Technology 178, pp 9–13 [2] Stephenson, D.; Jin, T.: Physical basics in Grinding, European Conference on Grinding (2003), Aachen [3] Koji Kato, Noritsugu Umehara, Minoru Suzuki (1999), A study of hardness of the frozen magnetic fluid grinding wheel, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 201, pp 376 – 379 lu an [4] Nguyễn Thị Thu, “Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ trơn nguội đến va chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải n dương”, Luận văn thạc sỹ ( 2015) to [6] Nguyễn Thế Hùng, Trần Thế San, Hồng Trí , Thực hành khí tiện, p ie gh tn [5] Nguyễn Văn Tính, Kỹ thuật mài, NXB Cơng nhân kỹ thuật, Hà Nội, (1978) nl w phay, bào, mài, NXB Đà Nẵng, 2002 d oa [7] Malkin S (1989), Grinding Technology: Theory and Applications of Machining With Abrasives, Ellis Horwood, Chichester, West Sussex, London lu nf va an [8] Ngô Cường, “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến vài thông số đặc trưng cho trình cắt mài tinh thép ШХ15 X12M đá mài Hải lm ul Dương máy mài tròn ngoài”, Luận án Tiến sỹ, Hà Nội ( 2007) z at nh oi [9] Đỗ Đức Trung , “ Nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội tới chất lượng bề mặt gia công mài tinh thép ổ lăn SUJ2 đá AL2O3 đá CBN máy mài phẳng” , Luận văn thạc sỹ ( 2010) z gm @ [10] H Z Choi, S W Lee, D J Kim , Optimization of Cooling Effect in the Grinding with Mist Type Coolant - Korea Institute of Industrial Technology l m co [11] Monici R.D., Bianchi E.C., Catai R.E., Aguiar P.R (2006), Analysis of the different forms of application and types of cutting fluid used in plunge an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si 60 cylindrical grinding using conventional and superabrasive CBN grinding wheels, International Journal of Machine Tools and Manufacture 46(2), pp 122-131 [12] Silva E.J da, Alves S.M., Oliveira J.F.G de The influence of grinding fluids in the wear of vitrified CBN wheel [13] Nabil Ben Fredj, Habib Sidhom, Chedly Braham (2006), Ground surface improvement of the austenitic stainless steel AISI304 using cryogenic cooling, Surface & Coatings Technology 200 [14] Ngơ Cường, Nguyễn Đình Mãn, Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt lu biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 đá mài Hải Dương, Báo cáo kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, an Thái Nguyên, 2009 n va tn to [15] K Ramesh, H Huang, L Yin, (2004), Analytical and experimental investigation of coolant velocity in high speed grinding, International Journal of ie gh Machine Tools & Manufacture 44, pp 1069–1076 p [16] Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Đăng Bình, Quy hoạch thực nghiệm kỹ nl w thuật, NXB khoa học kỹ thuật, 2011 oa [17] Phạm Ngọc Duy, Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến nhám d bề mặt mài thép khơng gỉ máy mài trịn ngồi, luận văn thạc sĩ, 2010 an lu nf va [18] Phùng Quang Công, Nghiên cứu nguyên công mài, thiết kế dụng cụ mài khôn, Đồ án tốt nghiệp, 2012 z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN si