Nghiên ứu ảnh hưởng ủa á thông số ông nghệ đến hất lượng bề mặt khi đánh bóng bề mặt hi tiết là vật liệu thép không gỉ sus201

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI THANH NGA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT (ĐỘ NHẴN BÓNG) KHI ĐÁNH BÓNG BỀ MẶT CHI TIẾT LÀ VẬT LIỆU THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS TRƯƠNG HỒNH SƠN HÀ NỘI – 2010 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131697131000000 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với lớn mạnh kinh tế đất nước, ngành khí khí chế tạo máy khẳng định mạnh với vai trị chủ đạo không ngừng đáp ứng việc tạo sản phẩm chất lượng tốt, độ tin cậy cao đủ sức cạnh tranh Những tiêu tạo sản phẩm định độ xác gia cơng Độ xác gia cơng đặc tính chủ yếu chi tiết máy Trong thực tế chế tạo chi tiết có độ xác tuyệt đối gia cơng xuất sai số Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới độ xác gia cơng như: Độ xác thiết bị cơng nghệ, kiến thức công nghệ, vật liệu gia công, vật liệu làm dụng cụ cắt, thông số cắt, công nghệ bơi trơn … Để đảm bảo điều việc nghiên cứu, tìm hiểu phương pháp gia cơng xuất phát từ chất động học trình đến kết gia cơng để từ khống chế, điều chỉnh đại lượng ảnh hưởng để đạt chất lượng suất gia công theo yêu cầu Trong nội dung luận văn cao học chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt (độ nhẵn bóng) đánh bóng bề mặt chi tiết vật liệu thép không gỉ SUS201” Nội dung luận văn bao gồm: Chương 1: Đặt vấn đề giới hạn nghiên cứu đề tài Chương 2: Cấu trúc hình học bề mặt chi tiết đánh bóng thơng số ảnh hưởng Chương 3: Thiết kế chế tạo mơ hình thí nghiệm tiến hành thí nghiệm Chương 4: Kết thí nghiệm thảo luận Kết luận chung hướng nghiên cứu Tôi mong nhận ý kiến đóng góp khiếm khuyết cịn tồn luận văn Xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Ứng dụng loại thép không gỉ thực tế Thép không gỉ thực tế sử dụng rộng rãi phổ biến có tính mà khơng kim loại đáp ứng khả chống ăn mịn mơi trường độc hại, dễ dàng hàn tạo hình, chi phí bảo dưỡng thấp có khả tái chế Chính điều làm cho thép không gỉ trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất hàng loạt sản phẩm quan trọng đời sống hàng ngày từ thiết bị công nghiệp thực phẩm, sinh học, cấp thoát nước, sản phẩm đồ gia dụng, thiết bị y tế trang trí… Đồ dùng nhà bếp: thép không gỉ đặc biệt loại SUS201 từ lâu công nhận loại vật liệu sạch, bền, đẹp mắt dễ bảo dưỡng, phù hợp để sản xuất loại dao, kéo, bát, đĩa Thiết bị gia dụng: loại thép khơng gỉ SUS201 có khả chống han gỉ không bị phá hủy mơi trường axit hay muối Vì chọn vật liệu lý tưởng cho nhà sản xuất đồ gia dụng như: bồn rửa, máy rửa bát, máy giặt, máy chế biến thực phẩm, lò nướng, bếp ga thùng nước… Công nghệ thực phẩm, nông nghiệp: thép không gỉ SUS201 sử dụng để sản xuất thùng chứa đòi hỏi vững chãi loại thép cứng có khả chống gỉ ăn mịn mơi trường nhiệt độ cao Các thiết bị sử dụng công nghiệp chế biến thực phẩm (công nghiệp rượu bia nước giải khát) Công nghiệp ô tô: ống xả, chuyển đổi xúc tác hàng loạt phụ tùng khí thường sản xuất từ thép khơng gỉ chúng có khả chống xy hóa nhiệt độ cao Hệ thống vận tải công cộng: nay, phận xe buýt, tàu hỏa, tàu điện ngầm cáp treo sản xuất thép không gỉ loại vật liệu có khả đáp ứng tiêu chuẩn định với chi phí trì bảo dưỡng thấp Cơng nghiệp vận chuyển hàng hóa: nhiều loại container dùng nghành vận tải như: container lạnh, tàu hàng lỏng cách li cách nhiệt… sản xuất từ thép khơng gỉ chúng có khả chống ăn mòn liên hạt chống rão Cơng nghiệp hóa dầu: đặc tính đặc biệt khả chống ăn mòn liên hạt chống rão cường độ cao nên thép không gỉ coi vật liệu lý tưởng để sản xuất ống, vịi cơng nghiệp hóa dầu Các ngành cơng nghệ cao: khả chống ăn mòn đặc tính học khác, thép khơng gỉ thường dùng ngành công nghệ cao hàng không, máy tính, điện tử hạt nhân nhiều nghành khác Cơng nghiệp cấp nước: ngày nhu cầu cấp nước nước xả ngày cao việc sử dụng máy móc thiết bị chế tạo từ thép khơng gỉ ngày nhiều Hình 1.1.1 Các cút nối hóa dầu, ngành nước Hình 1.1.2 Các thiết bị dân dụng 1.2 Yêu cầu thiết bị thực phẩm Trong ngành chế biến thực phẩm, để tránh cho trình lên men bị nhiễm khuẩn thiết bị thực phẩm yêu cầu phải đảm bảo độ vô trùng làm Hiện nay, phương pháp làm bên chủ yếu phun nước sử dụng dung dịch làm Chính vậy, u cầu bề mặt thiết bị thực phẩm bề mặt bên phải có độ nhẵn bóng định đó, phải ln đạt độ nhẵn bóng Ra = 0,63 µ m Hình 1.2 Thiết bị ngành thực phẩm 1.3 Các phương pháp làm nhẵn bề mặt Trong nhà máy khí Việt Nam sử dụng rộng rãi phương pháp gia cơng sau: Đánh bóng bề mặt chi tiết máy thiết bị cầm tay Hình 1.3.1 Thiết bị đánh bóng cầm tay Đánh bóng bề mặt chi tiết máy thiết bị đai mài Hình 1.3.2 Đánh bóng chi tiết stato Hình 1.3.3 Đánh bóng sản phẩm trang trí Trong gia cơng, thiết bị có ưu nhược điểm riêng: * Ưu khuyết điểm thiết bị cầm tay: nhẹ dễ sử dụng, gia công chi tiết nhỏ, áp lực q trình gia cơng khơng ổn định thời gian gia công tốn nhiều thời gian, hiệu suất khơng cao * Ưu khuyết điểm thiết bị đánh bóng đai mài: phương pháp gia cơng khép kín có bề rộng xác định, gia công bề mặt định hình, gia cơng chi tiết mà máy móc thơng thường khơng thể gia cơng Diện tích đai mài lớn nhiều so với diện tích đá đánh bóng kéo dài chu kỳ làm việc (thời gian phải thay đai mài bị mòn hỏng) rút ngắn thời gian phụ Diện tích chi tiết gia cơng đồng thời lớn Tản nhiệt đai mài nhanh tản nhiệt bánh đánh bóng nâng cao chế độ gia công nâng cao suất Chất lượng hạt phủ lên đai mài thường cao chế tạo theo phương pháp khí hóa Các thơng số gia cơng có khoảng thay đổi lớn (tốc độ, áp lực, hình dáng chi tiết), thân đai mài lại mềm mại, bị thay đổi áp lực tốc độ Đai mài đánh bóng bề mặt khó gia cơng chi tiết Kết cấu máy đơn giản hơn, làm việc êm kể tải trọng thay đổi Điều kiện lao động đánh bóng đai mài cải thiện nhiều so với đánh bóng bánh đánh bóng Đánh bóng cịn có nhiều ưu điểm so với phương pháp gia công cắt gọt khác, mà cho phép gia cơng với lượng dư nhỏ (đến vài mm), lực cắt không lớn, yêu cầu vận tốc chi tiết không cao, điều chỉnh gá đặt dễ dàng đơn giản, không tốn thời gian, có khả thay đổi chế độ cắt q trình gia cơng 1.4 Tính cấp thiết đề tài Tính chất sử dụng chi tiết khơng phụ thuộc vào tính chất lý vật liệu, mà phụ thuộc vào trạng thái lớp bề mặt Thực tế cho thấy, chi tiết chế tạo từ loại vật liệu theo phương pháp công nghệ chế độ gia công khác tuổi thọ chi tiết khác Các chi tiết máy có độ xác, chất lượng bề mặt độ bền cao sở cho đời loại máy móc, thiết bị đại, có chất lượng cao (độ xác, độ tin cậy, độ bền cao…) Phương pháp đánh bóng đai mài có vị trí quan trọng gia cơng khí đại nhờ khả vượt trội so với phương pháp gia công khác, gia công vật liệu có độ bền học độ cứng khác cho độ xác độ nhẵn bóng cao Mặc dù sử dụng gia cơng thơ gia cơng tinh phương pháp đánh bóng thực phát huy chiếm ưu Vì vậy, đánh bóng chọn nguyên công cuối nguyên công gia công tinh bề mặt chi tiết Chất lượng bề mặt chi tiết hình thành trình thực ngun cơng có tính đến tính di truyền cơng nghệ Tuy nhiên quan trọng nguyên công gia cơng tinh, ngun cơng có đặc tính chất lượng lớp bề mặt hình thành rõ nét Điều nói lên tầm quan trọng phương pháp gia cơng tinh quy trình cơng nghệ cần thiết phải xác định phương pháp gia công hợp lý với chế độ gia công tối ưu Q trình tách bỏ vật liệu đánh bóng thực trình tạo phoi phương pháp gia công khác đặc điểm khác biệt quy luật phương pháp gia cơng cắt gọt khác (qui luật dịng phoi, nhiệt cắt, mịn tuổi bền cao…) lại khơng hồn tồn cho phương pháp đánh bóng Trong sản xuất ứng dụng nhiều phương pháp gia công tinh khác Các phương pháp tập trung lại thành bốn nhóm (gia cơng dụng cụ cắt có lưỡi, hạt mài kết dính, hạt mài tự gia công biến dạng dẻo bề mặt) Trong phương pháp gia công có tính đặc thù riêng với khả cơng nghệ phạm vi áp dụng định Để nâng cao hiệu nguyên công gia công tinh ta cần đẩy mạnh cơng tác nghiên cứu để tìm điều kiện gia công tối ưu sử dụng thiết bị hợp lý 1.5 Giới hạn nghiên cứu đề tài Quan hệ thông số chất lượng q trình đánh bóng với yếu tố ảnh hưởng phức tạp, khó xác định khơng ổn định theo thời gian Quy luật thay đổi tác động qua lại chúng phụ thuộc nhiều vào điều kiện gia cơng tình trạng máy Việc xây dựng hệ thống số bảng biểu dùng chung cho máy đánh bóng, phương pháp đánh bóng việc làm khó thực điều kiện kỹ thuật Do để nâng cao hiệu q trình đánh bóng tiến hành nghiên cứu theo hướng sau: Nâng cao chất lượng, hoàn thiện kết cấu đai, bánh mang hạt mài Nghiên cứu chế tạo loại đai, bánh mang hạt mài từ vật liệu mới, có độ kết dính chịu mài mòn cao Nâng cao vận tốc Điều chỉnh tối ưu hóa q trình đánh bóng Trong đó: Nghiên cứu theo hướng 2: tiến hành chế tạo loại đai bánh có mang hạt mài có khả chịu kết dính mài mịn cao Nghiên cứu theo hướng 3: tiến hành thiết kế chế tạo loại máy đánh bóng cao siêu cao tốc có vận tốc lớn Nghiên cứu theo hướng 4: điều khiển q trình tối ưu hóa theo ngun tắc điều khiển tối ưu Nghĩa dựa vào quan hệ hàm xác lập trình gia công thông số đầu với thông số đầu vào, thực điều chỉnh trình để đạt dược tiêu chất lượng kinh tế kỹ thuật cao Thông số quan trọng đặc trưng cho q trình đánh bóng chế độ gia cơng, chế độ cắt bao gồm vận tốc cắt Vc, vận tốc phôi Vph, bước tiến Sd, chọn chế độ gia công hợp lý cho loại hạt mài chi tiết gia cơng nâng cao độ xác chất lượng bề mặt chi tiết gia công Các nghiên cứu từ trước đến chủ yếu nghiên cứu mài cho loại vật liệu có độ cứng cao, vật liệu qua gia công nhiệt mà chưa nghiên cứu mức đánh bóng (nhất đánh bóng cho kim loại mềm, có tính dẻo cao thép không gỉ, đồng, nhôm vật liệu phi kim) mà thực tế cần phải gia công vật liệu Do vậy, luận văn tơi trình bày số “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt (độ nhẵn bóng) đánh bóng bề mặt chi tiết vật liệu thép không gỉ SUS 201” phương pháp đánh bóng đai mài (dải băng)