Nghiên cứu khả năng cắt gọt của hạt mài trong việc ứng dụng phương pháp gia công không liên tục sử dụng đá mài có bề mặt làm việc gián đoạn

ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGÔ THỊ HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CẮT GỌT CỦA HẠT MÀI TRONG VIỆC ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG KHÔNG LIÊN TỤC SỬ DỤNG ðÁ MÀI CÓ BỀ MẶT LÀM VIỆC GIÁN ðOẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THÁI NGUYÊN 2012 ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGÔ THỊ HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CẮT GỌT CỦA HẠT MÀI TRONG VIỆC ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG KHÔNG LIÊN TỤC SỬ DỤNG ðÁ MÀI CÓ BỀ MẶT LÀM VIỆC GIÁN ðOẠN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HD1: GS.TSKH BÀNH TIẾN LONG HD2: TS. NGUYỄN TIẾN ðÔNG KHOA SAU ðẠI HỌC HỌC VIÊN NGÔ THỊ HÀ BGH TRƯỜNGðHKTCN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng ñượcai công bố trong bất kỳ một công trình khác. Trừ những phần tham khảo ñã ñược ghi rõ trong Luận văn. Tác giả Ngô Thị Hà Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa ðơn vị Ra ðộ nhám bề mặt µm P Lực cắt toàn phần N P x Lực cắt hướng kính N P y Lực cắt tiếp tuyến N γ x Góc trước của hạt mài ðộ Μ Hệ số ma sát ở mặt trước dụng cụ N 1 , N 2 ,N n Lực phân bố pháp tuyến N F 1 , F 2 ,…F n Lực ma sát N T Phản lực N P N Lực hướng kính tổng cộng N P z Lực tiếp tuyến tổng cộng N τ s Ứng suất tiếp F Diện tích cắt mm 2 µ ’ Hệ số ma sát trên mặt trượt T Chiều sâu cắt mm B Bề rộng ñá mm S Lượng chạy dao dọc mm Cn Hạt mài Corundon MV2 ðộ cứng của ñá mài 46 Cỡ hạt 46 của ñá mài G Chất kết dính gốm Z Số rãnh ñá D ðường kính ngoài ñá mm D ðường kính trong ñá mm B Bề dầy ñá mm Ƞ Tỷ lệgián ñoạn của ñá % Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Ký hiệu Ý nghĩa ðơn vị V Tốc ñộ trục chính của máy mài mm/s V Vận tốc cắt mm/s Sxq ñá thường Diện tích xung quanh viên ñá thường mm 2 S hạt Diện tích hạt mài trên từng viên ñá mm 2 S 1hạt Diện tích một hạt mài mm 2 S phôi mẫu Diện tích phôi mẫu mm 2 Ρ Kích thước dài của hạt mài µm t g/c Thời gian gia công s X 0 Số hạt ñá mài thường ở trạng thái tĩnh Hạt XS1 Số hạt ñá mài ở trạng thái ñộng khi cắt với S 1 Hạt XS2 Số hạt ñá mài ở trạng thái ñộng khi cắt với S 2 Hạt XS3 Số hạt ñá mài ở trạng thái ñộng khi cắt với S 3 Hạt S 1 , S 2 , S 3 Lượng chạy dao dọc mm Q tr Nhiệt truyền vào phoi 0 C Q ob Nhiệt truyền vào chi tiết gia công 0 C Q n Nhiệt truyền vào dụng cụ 0 C Q pr Nhiệt truyền vào môi trường 0 C Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ðỒ THỊ TT Hình số Nội dung Trang 1 1.1 Sơ ñ ồ mài phẳng sử dụng mặt ñầu ñá. 16 2 1.2 Sơ ñ ồ các phương pháp mài phẳng bằng ñá mài hình trụ 16 3 1.3 Các thành phần lực cắt khi mài phẳng 17 4 1.4 Sơ ñồ tính lực cắt giả ñịnh khi mài phẳng 18 5 1.5 Ảnh hưởng của tốc ñộ cắt ñến sự thu nhân nhiệt 21 6 1.6 Sự hình thành phoi mài 22 7 2.1 L ực mài cụ thể ñặc trưng cho vật liệu phôi, quá trình mài T ốc ñộ cắt v ft =1m/phút, a e =200µm 26 8 2.2 a,Hình d ạng của ñá mài tròn với biên dạng không liên tục b,B ảng các thông số thí nghiệm thực hiện 27 9 2.3 Quan h ệ giữa tốc ñộ cắt với lực pháp tuyến (a) và lực tiếp tuy ến (b) khi gia công bằng ñá mài thông thường và ñá mài gián ño ạn. ðá mài gián ñoạn thực hiện khả năng giảm l ực cắt trong quá trình gia công 28 10 2.4 ð ộ nhám bề mặt ñặc trưng vật liệu phôi, quá trình mài T ốc ñộ cắt v ft =1m/phút, a e =200µm 29 11 2.5 Hình d ạng 3D của bề mặt CMC-I Bên trái: Mài thông thư ờng Bên phải: Mài gián ñoạn với ñ ĩa mài T-Tool(ðo bởi thiết bị ño của hãng Mommel Tester T8000) 30 12 2.6 ð á mài mặt ñầu có bề mặt làm việc vớimô hình lục giác có ch ứahạtkim cương 30 13 2.7 M ối quan hệ giữa ñộ nhám bề mặt Ra với số hạt mài qua b ềmặt mẫu 31 14 3. 1 a, Mẫu thí nghiệm; b,Kích thước phôi làm thí nghiệm. 36 15 3.2 a, Kích thước ñá mài gián ñoạn; b, Mẫu ñá thí nghiệm 37 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 TT Hình số Nội dung Trang 16 3.3 ð ầu sửa ñá kim cương 22 viên 38 17 3.4 Máy mài phẳng Okam oto 38 18 3.5 Thư ớc cặp ñiện tử 40 19 3.6 M áy ño ñộ nhám Mituitoyo SJ-301 40 20 3.7 a)Hai m ẫu C45 nhiệt luyện &không nhiệt luyện. b) Kí hiệu chế ñộ cắt trên phôi 42 21 3.8 Cân b ằng tĩnh cho ñá. 42 22 3.9 Gá ñá lên máy 42 23 3.10 S ửa ñá bằng ñầu sửa ñá kim cương . 43 24 3.11 Gia công l ấy mặt chuẩn và mặt ñịnh vị 43 25 3.12 ðo m ẫu 43 26 3.13 Kích thư ớc bề mặt ñá khi trải 44 27 3.14 ð ồ thịmối quan hệ giữa số hạt mài tác ñộng lên một ñơn v ị diện tích tiếp xúc phôi trong một ñơn vị thời gian với tỷ l ệ % gián ñoạn trên từng viên ñá 48 28 3.15 ð ồ thịmối quan hệ giữa ñộ nhám bề mặt ño theo phương d ọc Ra với số rãnh ñá mài Z tại chế ñộ cắt S 1 , t 1 , t 2 , t 3 với thép C45 nhi ệt luyện 49 29 3.16 ð ồ thịmối quan hệ giữa ñộ nhám bề mặt ño theo phương d ọc Ra với số rãnh ñá mài Z tại chế ñộ cắt S 1 , t 1 , t 2 , t 3 với thép C45 không nhiệt luyện 49 30 3.17 ð ồ thịmối quan hệ giữa ñộ nhám bề mặt ño theo phương d ọc Ra với số rãnh ñá mài Z tại chế ñộ cắt t 1 , S 1 , S 2 , S 3. v ới thép C45 nhiệt luyện 50 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 TT Hình số Nội dung Trang 31 3.18 ð ồ thịmối quan hệ giữa ñộ nhám bề mặt ño theo phương d ọc Ra với số rãnh ñá mài Z tại chế ñộ cắt t 1 , S 1 , S 2 , S 3. v ới thép C45 không nhiệt luyện. 50 32 3.19 ð ồ thịmối quan hệ ñộ nhámño theo phương dọc Ra với số h ạt mài tác ñộng lên m ột ñơn vị diện tích tiếp xúc phôi trong m ột ñơn vị thời gian ñối với thép C45 nhiệt luyện 51 33 3.20 ð ồ thịmối quan hệ ñộ nhámño theo phương dọc Ra với số h ạt mài tác ñộng lên m ột ñơn vị diện tích tiếp xúc phôi trong m ột ñơn vị thời gian ñối với thép C45 không nhiệt luy ện 51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên gọi Trang Bảng 3.1: Thành phần nguyên tố hóa học có trong thép C45 36 Bảng 3.2: Số rãnh Z và tỷ lệ gián % gián ñoạn η của các mẫu ñá. 38 Bảng 3.3: Bảng bộthông số thí nghiệm 41 Bảng 3.4: Tỷ lệ % gián ñoạn, tỷ lệ % tiếp xúc của ñá với phôi 47 Bảng 3.5: S ố hạt mài tác ñộng lên một ñơn vị diện tích tiếp xúc phôi mẫ u 48 Bảng 3.6: K ết quả ño nhám với thép C45 nhiệt luyện trên viên Z=0, tỷ lệ % gián ño ạn η =0%. 58 Bảng 3.7: K ết quả thí ño nhám với thép C45 chưa nhiệt luyện trên viên Z=0, t ỷ lệ gián ñoạn η =0%. 58 Bảng 3.8: K ết quả ño nhám với thép C45 nhiệt luyện trên viên Z=12, tỷ l ệ gián ñoạn η =10,91%. 59 Bảng 3.9: K ết quả ño nhám với thép C45 trên viên Z=12, tỷ lệ gián ñoạn η =10,91%. 59 Bảng 3.10: K ết quả ño nhám với thép C45 nhiệt luyện trên viên Z=18, tỷ l ệ gián ñoạn η =16,37%. 60 Bảng 3.11: K ết quả ño nhám với thép C45 trên viên Z=18, tỷ lệ gián ñoạn η= 16,37%. 60 Bảng 3.12: K ết quả ño nhám với thép C45 nhiệt luyện trên viên Z=20, tỷ l ệ gián ñoạn η =18,19%. 61 Bảng 3.13: K ết quả ño nhám với thép C45 trên viên Z=20, tỷ lệ giánñoạn η =18,19%. 61 Bảng 3.14: K ết quả ño nhám với thép C45 nhiệt luyện trên viên Z=22, tỷ l ệ gián ñoạn η =20,01%. 62 Bảng 3.15: K ết quả ño nhám với thép C45 trên viên Z=22, tỷ lệ giánñoạn η =20,01%. 62 Bảng 3.16: K ết quả ño nhám với thép C45 nhiệt luyện trên viên Z=24, tỷ l ệ giánñoạn η =21,83%. 63 Bảng 3.17: K ết quả ño nhám với thép C45 trên viên Z=24, tỷ lệ giánñoạn η =21,83%. 63 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 LỜI CẢM ƠN -Tác giả xin chân thành cảm ơn! Thầy giáo GS.TSKH Bành Tiến Long - TS. Nguyễn Tiếnðôngngười ñãhướng dẫn và giúp ñỡ tận tình từ ñịnh hướng ñề tài, thực nghiệm ñếnquá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn. - Tác giả bày tỏ lòng biết ơn ñối với Ban lãnh ñạo và Khoa Sau ñại họccủa Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp ñã tạo ñiều kiện thuận lợi ñể hoànthành bản Luận văn này. -Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo Trường Cao ñẳng Công Nghiệp Thái Nguyên ñã giúp ñỡ, tạoñiều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và nghiên cứu luận. - Tác giả bày tỏ lòng biết ơn ñối với công ty TNHH Vạn Xuân - Trường ðại học Bách khoa Hà Nội ñãtận tình giúp ñỡ trong quá trình làm thực nghiệm vàxử lý kết quả thí nghiệm. Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránhkhỏi sai sót, tác giả rất mong nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các Thầy, Côgiáo, các nhà khoa học và các bạn ñồng nghiệp. Tác giả Ngô Thị Hà Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... quá trình gia công, nâng cao ch t lư ng b m t, ñ b n c a chi ti t máy 2 M c ñích, ñ i tư ng và phương pháp nghiên c u 2.1: M c ñích c a ñ tài - Lu n văn nghiên c u kh năng c t g t c a h t mài trong vi c ng d ng phương pháp gia công không liên t c s d ng ñá mài có b m t làm vi c gián ño n - Phân tích tính ưu vi t c a ñá mài có b m t làm vi c gián ño n so v i ñá mài thư ng - ð nh p nhô b m t gia công thép... Các chi ti t máy có ñ chính xác, ch t lư ng b m t và ñ b n cao là cơ s cho s ra ñ i các lo i máy móc, thi t b và phương pháp gia công Phương pháp mài có m t v trí quan tr ng trong gia công cơ khí hi n ñ i nh kh năng vư t tr i so v i các phương pháp c t g t khác khi gia công nh ng v t li u có ñ b n cơ h c và ñ c ng cao cho ñ chính xác và ch t lư ng b m t cao Gia công b ng phương pháp mài có th ñ t ñ bóngRa=1,25-0,63µm... theo làm nhi t c a quá trình c t cũng tăng, nh hư ng ñ n quá trình gia công và ch t lư ng b m t chi ti t gia công S gia công di n ra liên t c cũng chính là m t trong nh ng nguyên nhân làm dung d ch tư i ngu i khó có th tác ñ ng tr c ti p ñ n vùng ñang gia công b ng phương pháp tư i ngu i thông thư ng [11] 1.4.ð NH P NHÔB M T CHI TI T GIA CÔNG KHI MÀI B NG ðÁ MÀI THƯ NG Mài là phương pháp gia công tinh... trình mài b ng ñá mài gián bao g m quá trình mài gián ño n, l c c t và nhi t c a quá trình mài gián ño n, quá trình t o phoi khi mài ðã phân tích ñư c ch t lư ng b m t khi gia công b ng phương pháp mài b ng lo i ñá mài này 1 ðá mài gián ño n ñã ch ng t ñư c kh năng gi m l c c t khi mài so v i ñá mài thông thư ng Khi gia công b ng ñá mài gián ño n vi c thoát nhi t, thoát phoi s thu n l i hơn so v i ñá mài. .. qu 3 Ý nghĩa c a ñ tài 3.1: Ý nghĩa khoa h c - Mài b ng ñá mài gián ño n ñư c nhi u qu c gia quan tâm nghiên c u và ng d ng nhưng Vi t Nam chưa có công trình nghiên c u v ch t lư ng b m t thép 45 khi mài b ng ñá mài có b m t làm vi c gián ño n ñư c công b - ðóng góp và hoàn thi n lý thuy t phương pháp gia công mài, k t c u v ñá mài có b m t làm vi c gián ño n Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học... mài liên t c trong vùng gia công như v y ñã nh hư ng l n r t l n ñ n kh năng gia công c a h t mài và ch t lư ng b m t chi ti t gia công G n ñây ñã có r t nhi u các công trình nghiên c u c a các h c gi trong và ngoài nư c ñã ñ c p ñ n lo i ñá mài có b m t làm vi c không liên t c và cũng ñưa ra ñư c các k t lu n v tính ưu vi t c a lo i ñá mài này so v i ñá mài thông thư ng có b m t làm vi c liên t c 2.2... khi mài có th dùng các bi n pháp sau [8] - Gi m b t ch ñ c t - Dùng dung d ch trơn ngu i và các bi n pháp tư i ngu i tiên ti n - S d ng nh ng lo i ñá mài có b m t làm vi c không liên t c, ñá mài có ñ x p cao - Không mài khi ñá mài quá mòn Dùng nh ng v t li u mài có kh năng c t g t cao 1.3.3 Quá trình t o phoi khi mài b ng ñá mài thư ng Khi gia công b ng ñá mài thư ng, quá trình c t di n ra là liên. .. v i l c pháp tuy n (a) và l c ti p tuy n (b) khi gia công b ng ñá mài thông thư ng và ñá mài gián ño n ðá mài gián ño n th c hi nkh năng gi m l c c t trong quá trình gia công [16] 2.2.2 Nhi t c t khi mài b ng ñá mài gián ño n J Pe´rez và các c ng s [17] phân tích s truy n nhi t trong quá trình mài gián ño n Mô t m i tương tác ñá mài, phôi và dung d ch làm mát ðưa ra m t s thu t toán cho pháp nghiên. .. mài, phân tích l c c t và nhi t c a quá trình mài, quá trình t o phoi khi mài b ngñá mài thư ng Phân tích ñ nh p b m t c a chi ti t gia công khi mài b ng ñá mài thư ng Trên cơ s ñó rút ra m t s k t lu n sau: 1 Phương pháp mài có v trí quan tr ng trong nghành cơ khí chính xácdo có kh năng gia công nh ng v t li u có ñ c ng, ñ b n cao Cho ñ chính xác và ch t lư ng b m t t t Mài thư ng là phương pháp gia. .. a mài không liên t c v i ñá mài có b m t làm vi c gián ño n trên hai lo i v t li u composit n n ceramic khác nhau J Pe´rez và các c ng s [12] phân tích s truy n nhi t trong quá trình mài gián ño n trong khi Michele H Miller and Xiaorui Fan [20] nghiên c u s mài mòn c a ñá khi mài gián ño n m t nghiên c u khác, Nguy n Ti n ðông, Nguy n Th Phương Giang [11] ñã nghiên c u v kh năng gi m l c c t khi gia . phương pháp nghiên cứu. 2.1: Mục ñích của ñề tài. - Luận văn nghiên cứu khả năng cắt gọt của hạt mài trong việc ứng dụng phương pháp gia công không liên tục sử dụng ñá mài có bề mặt làm việc. KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGÔ THỊ HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CẮT GỌT CỦA HẠT MÀI TRONG VIỆC ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG KHÔNG LIÊN TỤC SỬ DỤNG ðÁ MÀI CÓ BỀ MẶT LÀM VIỆC GIÁN ðOẠN. chế khả năng ứng dụng của các phương pháp mài thông thường ðể khắc phục những hạn chế trên, phương pháp mài dùng ñá mài có bề mặt làm việc gián ñoạn ñã ñược nghiên cứu, phát triển và ứng dụng