Nghiên ứu ảnh hưởng ủa á thông số ông nghệ trong quá trình mài tới sự phân bố nhiệt khi mài làm mát bằng không khí lạnh phần 1, nghiên ứu ảnh hưởng ủa á ấu trú đá mài và á thông số ông nghệ

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CƠNG NGHỆ TRONG Q TRÌNH MÀI TỚI SỰ PHÂN BỐ NHIỆT KHI MÀI LÀM MÁT BẰNG KHƠNG KHÍ LẠNH PHẦN I: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CẤU TRÚC ĐÁ MÀI VÀ CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ MÃ SỐ:………… NGUYỄN TRỌNG HÙNG Người hướng dẫn khoa học: TS.TRƯƠNG HOÀNH SƠN HÀ NỘI 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131407541000000 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHIỆT MÀI 1.1 Vị trí mài sản xuất khí 1.2 Các dạng hư hỏng thường gặp mài 15 1.3 Ảnh hưởng nhiệt mài đến chất lượng gia công chi tiết máy 19 1.4 Các phương pháp làm mát vùng mài 21 1.4.1 Sử dụng dung dịch trơn nguội 21 1.4.2 Sử dụng chất kết dính có hệ số dẫn nhiệt cao 24 1.4.3 Sử dụng khơng khí lạnh 26 Chương II: PHÂN TÍCH TRUYỀN NHIỆT TRONG Q TRÌNH MÀI 32 2.1 Nhiệt sinh vùng mài 32 2.2 Nhiệt độ bề mặt chi tiết mài 34 2.2.1 Cơ sở nhiệt động học-Lý thuyết M.C.Shaw 34 2.2.2 Nhiệt độ bề mặt chi tiết mài theo lý thuyết M.C haw……………….38 2.3 Sự phân bố nhiệt vùng mài mài khô 41 2.3.1 Cơ sở nhiệt động học theo M.C.Shaw 45 2.3.2 Nhiệt truyền vào chi tiết gia công 45 2.3.3 Nhiệt truyền vào đá mài 46 2.3.4 Nhiệt truyền vào phoi 46 Chương III: PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT VỀ SỰ PHÂN BỐ NHIỆT MÀI KHI LÀM MÁT BẰNG KHÍ LẠNH 47 3.1 Mơ hình truyền nhiệt vùng mài 47 3.2 Phân tích truyền nhiệt vùng mài 48 3.3 Ảnh hưởng thông số đến phân bố nhiệt 50 3.3.1 Các thông số liên quan đến cấu trúc đá mài 50 3.3.2 Các thông số liên quan đến thông số công nghệ 56 Chương IV: MỘT SỐ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TRONG Q TRÌNH MÀI LÀM MÁT BẰNG KHƠNG KHÍ LẠNH 59 4.1 Mô hình thí nghiệm 59 4.2 Điều kiện thực nghiệm 61 U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U 4.3 Kết thí nghiệm thảo luận 65 4.3.1 Khả làm mát khí lạnh bề mặt chi tiết gia công 65 4.3.2 Ảnh hưởng cấu trúcđá mài đến khả làm mát 67 4.3.3 Ảnh hưởng thông số công nghệ đến khả làm mát………69 4.4 Kết luận 73 Chương V: CÁC KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 75 Lời cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Tóm tắt luận văn Tiếng Việt U U U U U U U U U U U U U U LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, công nghiệp gia công hướng tới mơi trường cơng nghệ đảm bảo độ xác gia cơng chất lượng bề mặt chi tiết máy địi hỏi ngày cao đồng thời phải tạo mơi trường gia cơng có lợi cho mơi trường, cho sức khoẻ người lao động Điều cho thấy tiếp tục sử dụng loại dung dịch trơn nguội truyền thống có sử dụng hợp chất hố hóc có hại cho sức khoẻ người lâu dài mà địi hỏi phải có thay nhằm thoả mãn yêu cầu khoa học cơng nghệ Cho đến nay, sử dụng khí lạnh làm nguội gia cơng cơng nghệ đáp ứng yêu cầu nói cơng nghiệp gia cơng Do cần sớm đầu tư, nghiên cứu, phát triển công nghệ sử dụng khí lạnh làm nguội q trình gia cơng Việt nam nước có cơng nghiệp đà phát triển nên việc áp dụng công nghệ trình sản xuất tạo tiền đề tốt cho nghiệp phát triển tạo tiền đề cho việc phát bền vững sau Việc sử dụng khí lạnh để làm mát vùng mài nghiên cứu ứng dụng số nước (1) Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu khả mát P P khả ứng dụng khơng khí lạnh để làm mát vung mài thay cho dung dich làm mát truyền thống Các kết nghiên cứu việc thổi lường khơng khí lạnh qua vùng mài có tác dụng làm cho nhiệt độ bề mặt mài chi tiết hạ xuống phần nhiệt lấy khỏi vùng mài (2) Tuy nhiên, nghiên cứu khả làm mát khơng khí P P lạnh chủ yếu nghiên cứu dạng thực nghiệm Để việc cho việc sử dụng khơng khí lạnh để làm mát q trình mài có hiệu cần có nghiên cứu lý thuyết Ở phạm vi đề tài này, tác giả mong muốn đưa số nghiên cứu lý thuyết khả làm nguội chi tiết gia công mài cách sử dụng khí lạnh Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến khả làm mát khí lạnh mài, qua đưa thông số mối quan hệ yếu tố mài Tồn nghiên cứu luận văn trình bày chương Chương giới thiệu chung nhiệt mài Chương giới thiệu khả công nghệ phương pháp mài, ưu điểm tồn chúng Sau phân tích ảnh hưởng nhiệt mài gây nên đồng thời đưa phương pháp truyền thống làm giảm nhiệt mài giới thiệu phương pháp mài sử dụng khí lạnh để làm mát vùng mài nhiệt độ bề mặt chi tiết mài Chương trình bày phân tích truyền nhiệt vùng mài trình mài Chương tiếp tục giới thiệu rõ sở truyền nhiệt gia công, đề cập đến cở sở tính tốn truyền nhiệt khu vực gia công theo lý thuyết M.C Shaw dựa vào để làm sở cho tính tốn thực nghiệm sau đề tài Chương trình bày phân tích mặt lý thuyết truyền nhiệt vào chi tiết mài làm mát khí lạnh Chương tác giả muốn đưa lý thuyết phân tích truyền nhiệt mài đến thành phần hệ thống công nghệ khu vực mài dùng khí lạnh để làm mát vùng mài Qua phân tích rõ ảnh hưởng yếu tố hệ thống công nghệ, yếu tố chế độ mài đến trình truyền nhiệt Một số kiểm nghiệm ảnh hưởng không khí lạnh tới việc làm mát q trình mài thực nghiệm trình bày chương Chương làm rõ ảnh hưởng thông số công nghệ đến khả làm mát khí lạnh thực nghiệm để chứng minh phân tích lý thuyết đưa trước Q trình thực nghiệm tiến hành trung tâm mài VKC45 hãng Hitachi Seiki sản xuất, sử dụng đá mài kim cương có tỷ lệ lỗ khí khác để mài vật liệu Hợp kim cứng T15 K6 Nhiệt độ bề mặt chi tiết mài đo R R R R bằng cặp ngẫu nhiệt trực tiếp vùng mài Đây kết hợp tác tác giả với Phịng thí nghiệm nghiên cứu q trình gia cơng xác trường đại học Ritsumeikan-Nhật Bản Các thảo luận kết đạt được, đánh giá đưa kết luận kết thực nghiệm phần chương Chương trình bày số kết luận đạt đề tài nghiên cứu đưa hướng nghiên cứu Phần chủ yếu đưa kết luận phân tích mơ hình lý thuyết thực nghiệp đề tài Đánh giá kết đề tài đưa vấn đề liên quan chưa nghiên cứu đề tài, đề xuất hướng nghiên cứu nhằm đảm bảo hiệu tối đa nội dung đề tài 1.Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHIỆT MÀI 1.1 Vị trí mài sản xuất khí sống Mài phương pháp gia công cắt gọt tốc độ cao số lượng lớn lưỡi cắt hạt mài Các hạt mài liên kết đá mài chất kết dính Lỗ khí thành phần quan trọng để tạo khả cắt gọt đá mài Với tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật, yêu cầu độ xác chi tiết máy ngày cao, mài phương pháp gia cơng tinh có hiệu cao thoả mãn u cầu Có thể nói, khơng có phương pháp mài khó chế tạo chi tiết có độ xác cao Tầm qua trọng mài thể qua yếu tố sau: - Trong gia cơng khí, mài chiếm từ 20-25% giá thành chế tạo chi tiết có nguyên cơng mài hay có liên quan đến mài - Sẽ khơng có xã hội văn minh khơng có phương pháp mài Nhìn chung sản phẩm cao cấp sống xã hội văn minh phải qua mài có liên quan đến q trình mài Q trình mài thực chất thực máy mài đá mài[1] Ngày P P nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, có nhiều loại máy mài đại vật liệu đá mài đời với nhiều tính năng, cơng dụng khác nhau, độ xác gia cơng ngày nâng cao Máy mài thường chế tạo theo loại: máy mài trịn ngồi, máy mài trong, máy mài mặt phẳng, máy mài vô tâm,… Một đặc điểm nội bật máy mài so với loại máy công cụ khác chúng có khả thực lớp cắt nhỏ (vài µm) có khả điều chỉnh máy với lượng dịch chuyển nhỏ Chất dính kết Hạt mài Lỗ Hỡnh 1-1 Đá mài cấu trúc đá mài Hình 1-2 Một số dạng hạt mài 10 Đá mài chế tạo với nhiều chủng loại phong phú để gia công hầu hết tất bề mặt chi tiết gia cơng: đá mài trịn ngồi, đá mài tròn trong, đá mài mặt phẳng, đá mài ren, đá mài răng, đá mài rãnh, Đá mài (Hình 1-1) đặc trưng yếu tố: dạng hạt mài, kích thước hạt mài, U U độ cứng đá, cấu trúc đá, chất kết dính mảng để nhận dạng đá mài Các loại vật liệu sử dụng để chế tạo đá mài như: Kim cương tự nhiên nhân tạo, CBN (Cubic Nitride Boron), Ơxyt nhơm (Al2 O ), Carbide Silic R R R R (SiC), Ôxyt Silic (SiO2), Các loại vật liệu sử dụng làm chất kết dính như: kim loại (Metal), thuỷ tinh hố (Vitrified), nhựa tổng hợp (Resin),…Đá mài cịn chế tạo theo phương pháp khác nhằm tạo đặc tính khác chúng, đặc điểm quan tâm nhiều tỷ lệ lỗ khí đá mài sau chế tạo Hình 1-3 mơ độ cứng VËt liƯu đá mài Thép Oxyt Silic Silic đơn tinh thể Zirconia Carbide Silic CBN 2000 1000 Nitride Silic VËt liệu dụng cụ cắt khác 6000 5000 4000 3000 Oxyt nhôm 9000 8000 7000 Kim cuơng Độ cứng Knoop, kg/mm2 loại vật liệu hạt mài dùng chế tạo đá mài Hình 1-3 Độ cứng loại vật liệu mài So với phương pháp gia công cắt gọt dụng cụ cắt có lưỡi cắt xác