ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TRẦN VĂN QUÂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN LỰC CẮT, MÒN DỤNG CỤ CẮT, CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI PHAY GANG CẦU BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU Chun ngành: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành công nghệ CTM Thái Nguyên 2011 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN MINH ĐỨC Phản biện 1: PGS TS VŨ NGỌC PI Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Phản biện 2: TS Nguyễn Trọng Hiếu Đại học Bách Khoa Hà Nội Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành công nghệ CTM Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn họp tại: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐHTN tháng 11 năm 2011 LỜI NĨI ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Gang cầu gọi gang bền cao Trong cấu trúc loại gang này, graphit có dạng cầu có độ dẻo đáng kể Do tính dẻo chúng tăng, gia cơng gang cầu làm tăng hình thành lẹo dao, tạo chiều dài tiếp xúc dao – phoi lớn nhiệt cắt lớn.Vì q trình gia cơng gặp nhiều khó khăn Hiện vấn đề kiểm soát cách lựa chọn tối ưu thông số gia công, sử dụng dung dịch trơn nguôi, sử dụng dụng cụ cắt có khả chịu nhiệt cao Sử dụng dung dịch trơn nguội phương pháp tưới tràn gia công gang cầu dao gắn mảnh hợp kim cứng có hiệu khơng cao áp lực dung dịch trơn nguội thấp, không xâm nhập vào vùng tiếp xúc phoi dụng cụ cắt nên khả loại bỏ nhiệt không hiệu quả, lực cắt lớn, chất lượng bề mặt thấp [5,10] gây tượng sốc nhiệt phá huỷ dụng cụ cắt Mặt khác phoi hình thành q trình gia cơng (phoi vụn, độ cứng cao) xâm nhập phận chuyển động máy ảnh hưởng đến tuổi bền mày, bên cạnh vấn để mơi trường chưa giải Năm 1970 công nghệ gia công khô gia công bôi trơn làm nguội tối thiểu bắt đầu nghiên cứu áp dụng Công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) công nghệ thay cho công nghệ bôi trơn truyền thống Đúng với ý nghĩa tên cơng nghệ, MQL sử dụng dung dịch trơn nguội tưới vào vùng cắt cách xác Các nghiên cứu [4,9-15,] MQL có nhiều ưu điểm như: hiệu bơi trơn làm nguội cao, kéo dài tuổi thọ dụng cụ cắt, lực cắt nhỏ, độ xác chất lượng bề mặt tăng, mức tiêu hao dụng dịch nhỏ không ô nhiễm môi trường Đến công nghệ bơi trơn làm ngi tối thiểu hồn thiện áp dụng nước phát triển Ở Việt Nam công nghệ nghiên cứu đưa vào ứng dụng năm gần đạt số kết khả quan [11-14,28] Tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ MQL gia cơng gang cầu chưa có nghiên cứu nước nước Do tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn dụng cụ cắt, chất lượng bề mặt gia công phay gang cầu dao phay mặt đầu ” cần thiết Mục đích nghiên cứu Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành công nghệ CTM - Nghiên cứu ảnh hưởng bôi trơn làm nguội tối thiểu đến trình phay gang cầu, so sánh với q trình phay khơ từ sở xác định chế độ cơng nghệ hợp lý góp phần nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật trình gia cơng gang cầu - Nghiên cứu sử dụng dầu thực vật (dầu lạc) bôi trơn làm nguội - Đưa số dẫn công nghệ hợp lý gia cơng loại gang nói chung Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài gia công gang cầu sử dụng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng máy phay đứng Những kết phương pháp nghiên cứu đạt vận dụng hiệu trình nghiên cứu áp dụng thực tiễn phay bang máy nhà máy Diezen Sông Công Nội dung nghiên cứu Tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt +/ Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp bôi trơn làm nguội đến lực cắt, mòn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt sau gia công phay gang cầu +/ Nghiên cứu ảnh hưởng áp lực dịng khí đến lực cắt, chất lượng bề mặt, mịn dụng cụ cắt phay gang cầu Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài a, Ý nghĩa khoa học - Về mặt khoa học đề tài phù hợp với xu phát triển khoa học cơng nghệ ngồi nước công nghệ gia công thân thiện với mơi trường Do đề tài có ý nghĩa khoa học chế tạo máy đại - Những nghiên cứu bôi trơn làm nguội công bố gần tập trung vào nghiên cứu bôi trơn làm nguội tối thiểu Đề tài đóng góp số kết vào hướng nghiên cứu - Quá trình cắt sử dụng bơi trơn làm nguội tối thiểu trình phức tạp với tập hợp lớn thông số ảnh hưởng tiêu đánh giá Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm trình bày luận văn khơng phù hợp với đối tượng nghiên cứu đề tài mà cịn sử dụng nghiên cứu q trình bôi trơn làm nguội tối thiểu ứng với điều kiện khác b, Ý nghĩa thực tiễn Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành công nghệ CTM - Kết nghiên cứu ảnh hưởng bơi trơn làm nguội tối thiểu tới q trình gia cơng vật liệu gang cầu áp dụng trực tiếp dùng để tham khảo gia công loại gang khác - Kết nghiên cứu áp dụng với sản phẩm chế tạo nhà máy Diezen Sông Công Tổng quan luận văn Nời nói đầu Chương I: Tổng quan gia cơng gang cầu bôi trơn làm nguội gia công gang cầu Chương II: Bôi trơn làm nguội tối thiểu phay gang cầu Chương III: Nghiên cứu thực nghiệm Kết luận luận văn Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành công nghệ CTM CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG GANG CẦU VÀ BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TRONG GIA CƠNG GANG CẦU 1.1 Tính gia công gang cầu 1.1.1 Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim đến tính gia cơng gang cầu 1.2 Hình thành phoi gia cơng gang cầu 1.3 Lực cắt phay gang cầu 1.3.1 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến lực cắt gia công gang cầu 1.4 Nhiệt gia công gang cầu 1.4.1 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến nhiệt vùng cắt gia công gang cầu 1.5 Dụng cụ cắt mịn dụng cụ gia cơng gang cầu 1.5.1 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến mịn dụng cụ cắt 1.6 Bơi trơn làm nguội gia công gang cầu 1.6.1 Tưới tràn gia công gang cầu 1.6.2 Điều kiện cắt khô gia công gang cầu 1.6.3 Bổi trơn làm nguội gia công gang cầu Nguyên lý hệ thống bôi trơn – làm nguội tối thiểu Dung dịch trơn nguội bôi trơn – làm nguội tối thiểu Tổng quan công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu giới Việt Nam Những năm 90 kỷ XX, nước công nghiệp phát triển CHLB Đức, Thụy Điển nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) Hướng nghiên cứu MQL tập trung vào: tìm loại dung dịch cắt gọt đáp ứng yêu cầu MQL tìm chất phụ gia làm tăng tính cắt dung dịch cắt gọt Nghiên cứu xác định áp suất lưu lượng tối ưu Cải tiến kết cấu dụng cụ để thích hợp với MQL Cải tiến kết cấu đầu phun hệ thống bôi trơn Nghiên cứu ứng dụng MQL gia công cứng gia công tốc độ cao Trên giới có số tài liệu cơng bố nghiên cứu MQL tác giả Nikhil Ranjan Dhar, Sumaiya Islam, Mohamad Kamruzzaman nghiên cứu ảnh hưởng MQL đến mòn dao, độ nhám bề mặt sai lệch kích thước tiện AISI-4340 [24] Tác giả C.Bruni, L d’Apolito, A.Forcellese, F.Gabrielli, M.Simoncini [9] Abhijit Dilip Kardekar [16] nghiên cứu MQL tiện cứng phay cứng Các nghiên cứu [17-20] trình mài ứng dụng MQL q trình hiệu cho hạt nano dung dịch bôi trơn làm nguội; [24-26] cho thấy MQL áp dụng để gia cơng hầu hết loại vật Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành công nghệ CTM liệu khác Điều khác biệt mà nghiên cứu [4,9,11,14,25,26] cho thấy hiệu MQL hẳn việc giảm mòn dụng cụ cắt, giảm lực cắt, tăng độ xác gia công tăng chất lượng bề mặt gia công Ở Việt Nam, công nghệ MQL tiếp cận vài năm gần Hiện có số nghiên cứu áp dụng MQL gia công cắt gọt công bố như: tác giả Trần Minh Đức Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu gia công cắt gọt, tác giả xây dựng hệ thống MQL đáp ứng yêu cầu nghiên cứu thuận lợi cho việc chuyển giao công nghệ MQL tiện cắt đứt, phay rãnh dao phay ngón, phay lăn răng, khoan [14] Tác giả Phạm Quang Đồng nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ bơi trơn làm nguội tối thiểu đến độ mịn dao chất lượng bề mặt phay rãnh dao phay ngón [28] Tác giả Nguyễn Đức Chính Nghiên cứu xác định áp lực lưu lượng hợp lý để thực công nghệ bôi trơn làm nguội khoan [29] Tác giả Lưu Trọng Đức Nghiên cứu so sánh phương pháp tưới công nghệ bôi trơn - Làm nguội tối thiểu phay rãnh [30] Tác giả Hoàng Xuân Tứ nghiên cứu ứng dụng MQL tiện cứng Các nghiên cứu chứng minh MQL áp dụng có hiệu Việt Nam, qua loại dầu thực vật có Việt Nam thay ứng dụng có hiệu MQL góp phần nâng cao hiệu kinh tế gia cơng Như trình bày mục 1.1, gang cầu loại vật liệu khó gia cơng, việc ứng dụng tưới tràn phay loại vật liệu có hiệu khơng cao, bên cạnh gia cơng khơ tồn nhiều nhược điểm Tác giả Cao Đông Phong [33] cho thấy việc ứng dụng MQL gia cơng gang hồn tồn có hiệu gia cơng loại vật liệu khác Tuy nhiên nghiên cứu ứng dụng MQL gia cơng gang cịn hạn chế Bên cạnh xuất phát từ nhu cầu thực tế gia công vật liệu nhà máy Diezen Sông Công địa bàn, tác giả thấy việc nghiên cứu, ứng dụng MQL gia công gang cầu cần thiết Kết luận chương I: * Gang cầu vật liệu khó gia cơng * Mịn dính chế mịn chủ yếu gia cơng gang cầu * Hiện tượng mẻ gãy dụng cụ cắt xảy chất lượng phơi đúc khơng tốt * Hiện tượng lẹo dao phay gang cầu khắc phục sử dụng dung dịch trơn nguội góc trước dao dương * Hiệu bôi trơn - làm nguội phương pháp tưới tràn gia công gang cầu không cao, sử dụng phương pháp có chi phí cao gây ô nhiễm môi trường * Ở Việt Nam gia công gang cầu phổ biến dùng phương pháp gia cơng khơ chất lượng bề mặt tuổi bền dụng cụ cắt thấp Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành công nghệ CTM * Bôi trơn – làm nguội tối thiểu công nghệ phát triển mạnh áp dụng phổ biến nước phát triển Ở Việt Nam công nghệ dừng lại nghiên cứu, việc áp dụng sản xuất hạn chế 1.7 Vấn đề nghiên cứu Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu vào trình phay gang cầu chưa nghiên cứu hồn thiện Với mục đích nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ bơi trơn làm nguội tối thiểu cách có hiệu gia công sản phẩm gang cầu nhà máy Diezen Sông Công – Thái Nguyên, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn dụng cụ cắt, chất lượng bề mặt gia công phay gang cầu dao phay mặt đầu ” CHƯƠNG II Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Chun ngành cơng nghệ CTM BƠI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TRONG PHAY GANG CẦU BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU 2.1 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến trình phay gang cầu 2.2 Ảnh hưởng vị trí, số lượng vịi, góc bố trí vòi dẫn dẫn dung dịch vào vùng cắt phay dao phay mặt đầu sử dụng MQL - Phun lên mặt trước dao (hình 2.2) - Phun vào mặt sau dao (Hình 2.3) - Phun vào mặt trước mặt sau dao (hình 2.4) - Sử dụng nhiều vịi phun (hình 2.5) 2.3 Ảnh hưởng áp lực dịng khí đến mịn dụng cụ bôi trơn – làm nguội tối thiểu 2.4 Giới hạn vấn đề nghiên cứu Có nhiều thơng số ảnh hưởng đến hiệu phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu Tuy nhiên phạm vi luận văn tác giả nghiên cứu số vấn đề sau: - Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp bôi trơn nguội cơng nghệ MQL đến lực cắt, mịn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt phay gang cầu - Nghiên cứu ảnh hưởng áp lực dịng khí đến lực cắt, mịn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt phay gang cầu Mơ hình q trình thí nghiệm trình bày hình 2.12 Thơng số đầu ra: Thơng số đầu vào: - Phương pháp bơi trơn làm nguội Q trình cơng nghệ - Áp lực dịng khí Hình 2.6 Mơ hình q trình thí nghiệm - Lực cắt - Nhám bề mặt - Mòn dụng cụ cắt - Lượng tiêu hao dung dịch Kết hợp lý thuyết với thực nghiệm Trong chủ yếu nghiên cứu thực nghiệm 2.5 Phương pháp nghiên cứu Kết luận chương 2: * Công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiếu gia công cắt gọt có hiệu bơi trơn làm nguội cao Việt Nam chưa áp dụng nhiều vào thực tế sản xuất * Q trình gia cơng sản phẩm gang cầu nhà máy Diezen Sông Công địa bàn cần nghiên cứu chuyển giao công nghệ để nâng cao hiệu trình cắt * Cách dẫn dung dịch vào vùng cắt (số lượng vịi phun, vị trí đặt vịi phun) ảnh hưởng lớn đến hiệu bôi trơn - làm nguội tối thiểu Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 10 Chuyên ngành công nghệ CTM * Áp lực dịng khí nén đóng vai trị quan trọng công nghệ bôi trơn - làm nguội tối thiểu * Các loại dầu thực vật Việt Nam phong phú đa dạng nên nghiên cứu ứng dụng loại dầu vào bôi trơn - làm nguội gia công cắt gọt thay cho việc sử dụng loại dung dịch làm từ nguyên tố hoá học phải nhập ngoại CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 Xây dựng hệ thống thí nghiệm Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 3.1.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm 11 Chuyên ngành công nghệ CTM Xây dựng hệ thống thí nghiệm phải đảm bảo yêu cầu sau: - Đáp ứng yêu cầu lý thuyết cần nghiên cứu - Đảm bảo độ xác, độ tin cậy độ ổn định - Đảm bảo việc thu thập, lưu trữ xử lý số liệu thuận lợi - Đảm bảo tính khả thi - Đảm bảo tính kinh tế 3.1.2 Hệ thống thí nghiệm (hình 3.1) Máy công cụ: Máy phay đứng Showa-kiểu JMII sản xuất tập đồn máy cơng cụ Showa Nhật Bản Dụng cụ cắt: Dụng cụ cắt sử dụng thí nghiệm BK8 cơng ty Zhuzhou Hình 3.1.hệ thống thí nghiệm Chang Jiang Carbide Tools Co.,Ltd (hình 3.2) Vật liệu gia cơng: Gang xám đạt độ cứng HB=170-220, kích thước phôi 110x100x100mm Dung dịch trơn nguội: Dầu thực vật (dầu lạc) Hệ thống cấp khí nén (hình 3.3): Máy nén khí PT-0136 sản xuất Đài Loan, áp suất khí nén lớn đạt KG/cm2 Hệ thống vòi phun: hệ thống vịi phun NOGA Hình 3.2 mảnh dụng cụ cắt Cộng Hồ Liên Bang Đức (hình 3.4) Hình 3.3.máy nén khí PT-0136 3.1.3 Thiết bị đo Trần Văn Qn Hình 3.4.hệ thống vịi phun NOGA Hình 3.5.máy đo nhám SJ201 CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Máy đo nhám 12 Chuyên ngành công nghệ CTM Máy đo nhám Mitutoyo SJ 201 code 178-390 (hình 3.5), thong số kỹ thuật bản: - Hiển thị LCD, tiêu chuẩn DIN, ISO, JIS, ANSI - Thông số đo được: Ra, Rz, Rt, Rp, Rq, Ry, Pc, S, Sm - Độ phân giải: 0.03µm/300µm; 0.08µm/75µm; 0.04/9.4µm - Bộ chuyển đổi A/D:RS232 - Phần mềm điều khiển xử lý số liệu MSTATW324.0 Dụng cụ đo lưu lượng - Loại có vạch chia 1ml, thể tích 10ml±0.2ml Máy đo lực Máy đo lực Kistler 9257BA, phần mềm điều khiển sử lý số liệu DASYLAB Hình 3.6.máy đo lực Kistler 9257BA Hình 3.7 thiết bị ổn định điều chỉnh áp suất Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 13 Chun ngành cơng nghệ CTM Hình 3.8 kính hiển vi điện tử quét Kính hiển vi điện tử quét (hình 3.8) Model VEGA3SBU easy Probe Xuất sứ: Tescan/ Cộng Hoà Séc Thiết bị ổn định điều chỉnh áp suất: bao gồm đồng hồ đo áp đầu vào đồng hồ đo áp đầu dịng khí (hình 3.7) 3.1.4 Phần mềm xử lý số liệu thí nghiệm: phần mềm EXCEL2007 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp bôi trơn - làm nguội đến lực cắt, mòn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt phay gang cầu dao phay mặt đầu 3.2.1.Q trình thí nghiệm: Các bước tiến hành thí nghiệm: - Gia công khô: - Gia công sử dụng MQL với lưu lượng Q=0.4 ml/phút, áp lực dịng khí P=5KG/cm2 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng áp lực dòng khí đến lực cắt, chất lượng bề mặt, mịn nhám bề mặt phay gang cầu 3.3.1.Q trình thí nghiệm: Các bước tiến hành thí nghiệm: - Gia cơng khô - Gia công sử dụng MQL với lưu lượng Q=0.4 ml/phút, áp lực dịng khí P=4KG/cm2 - Gia cơng sử dụng MQL với lưu lượng Q=0.4 ml/phút, áp lực dịng khí P=6KG/cm2 3.4 Kết thảo luận: 3.4.1 Mòn dụng cụ cắt: Mòn chế mòn mặt trước dung cụ cắt phay gang cầu Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 14 Chuyên ngành cơng nghệ CTM Hình 3.9 Vết mịn mặt trước dụng cụ cắt ứng với MQL áp suất dịng khí 5KG/Cm2, sau thời gian cắt 13,32 phút; b phóng to a Hình 3.10 Vết mịn mặt trước dụng cụ cắt ứng với phương pháp cắt khơ, sau thời gian cắt 13,32 phút; b phóng to a Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 15 Chun ngành cơng nghệ CTM Hình 3.11 Vết mòn mặt trước dụng cụ cắt ứng với MQL áp suất dịng khí 4KG/Cm2, sau thời gian cắt 13,32 phút; b phóng to a Hình 3.12 Vết mòn mặt trước dụng cụ cắt ứng với MQL áp suất dịng khí 6KG/Cm2, sau thời gian cắt 13,32 phút; b phóng to a Mòn chế mòn mặt trước dung cụ cắt phay gang cầu: Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 16 Chun ngành cơng nghệ CTM Hình 3.13 Quan hệ thời gian cắt (phút) lượng mịn mặt sau Vb trương hợp gia cơng khơ; gia cơng có sử dụng MQL Hình 3.14 Vết mòn mặt sau dụng cụ cắt ứng với phương pháp gia công khô, sau thời gian cắt 13.32 phút phần trăm thành phần hoá học vùng vết mịn b hình phóng to a; c hình phóng to b; Trần Văn Qn e bảng phân tích thành phần vật liệu vùng d bảng phân tích thành phần vật liệu vùng CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 17 Chuyên ngành công nghệ CTM Hình 3.15 Vết mịn mặt sau dụng cụ cắt ứng MQL áp suất dịng khí 5KG/Cm 2, sau thời gian cắt 17,76 phút; b, c hình phóng to Hình 3.16 Vết mịn mặt sau dụng cụ cắt ứng với gia công khô, sau thời gian cắt 17,76 phút; b, c hình phóng to a Trần Văn Qn CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 18 Chun ngành cơng nghệ CTM Hình 3.17 Vết mòn mặt sau dụng cụ cắt ứng với MQL áp suất dịng khí 6KG/Cm 2, sau thời gian cắt 17,76 phú; b, c hình phóng to a Hình 3.18 Vết mịn mặt sau dụng cụ cắt ứng MQL áp suất dòng khí 4KG/Cm 2, sau thời gian cắt 17,76 phút; b, c hình phóng to a Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ Kết luận 19 Chuyên ngành công nghệ CTM * Khi gia công gang cầu mòn mặt trước mặt sau đồng thời xuất Tuy nhiên lượng mòn mặt sau lớn * Cơ chế mịn dính chủ yếu gia cơng gang cầu * Lượng mịn mặt sau giảm rõ rệt gia công sử dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu, tuổi bền dụng cụ cắt tăng 300% so với gia cơng khơ * Áp suất dịng khí ảnh hưởng lớn đến khả tạo màng bơi trơn vùng cắt, từ ảnh hưởng đến mòn dụng cụ cắt tuổi bền dụng cụ cắt 3.4.2 Lực cắt Sau đo lực cắt q trình gia cơng, sử dụng phần mềm DASYLAB điều kiển sử lý số liệu thí nghiệm có kết sau: Hình 3.20 Quan hệ thời gian cắt (phút) lực cắt F z (N) trương hợp cắt khơ; cắt có sử dụng MQL với áp suất dịng khí 4KG/cm2, 5KG/cm2, 6KG/cm2 Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 20 Chun ngành cơng nghệ CTM Hình 3.21 Quan hệ thời gian cắt (phút) lực cắt F y (N) trương hợp cắt khơ; cắt có sử dụng MQL với áp suất dịng khí 4KG/cm2, 5KG/cm2, 6KG/cm2 phút Hình 3.22 Quan hệ thời gian cắt (phút) lực cắt Fx (N) trương hợp cắt khơ; cắt có sử dụng MQL với áp suất dịng khí 4KG/cm2, 5KG/cm2, 6KG/cm2 *Kết luận - Lực cắt gia công điều kiện MQL áp suất khí 5KG/Cm cho giá trị nhỏ ba thành phần Fx, Fy, Fz - Trong điều kiện gia cơng khơ, MQL áp suất khí 4KG/Cm MQL áp suất khí 6KG/Cm2 có giá trị tương đương - Ảnh hưởng áp suất dòng khí lớn đến điều kiện ma sát vùng cắt, đồng thời ảnh hưởng lớn đến lực cắt tình cắt 3.4.3 Chất lượng bề mặt sau gia công Kết đo gia trị nhám bề mặt Ra, Rz tổng hợp mục lục 2, sử dụng phần mềm EXCEL2007 cho kết sau: Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 21 Chun ngành cơng nghệ CTM Hình 3.23 Quan hệ thời gian cắt (phút) giá trị nhám Ra trương hợp cắt khơ; cắt có sử dụng MQL với áp suất dịng khí 4KG/cm2, 5KG/cm2, 6KG/cm2 Hình 3.24 Quan hệ thời gian cắt (phút) giá trị nhám Rz trương hợp cắt khô; cắt có sử dụng MQL với áp suất dịng khí 4KG/cm2, 5KG/cm2, 6KG/cm2 *Kết luận - Giá trị nhám bề mặt R a, RZ gia công gang cầu sử dụng MQL nhỏ so với gia công khô - Ảnh hưởng áp suất dịng khí lớn đến chất lượng bề mặt gia công gang cầu, ứng với áp suất dịng khí 5KG/cm2 cho giá trị nhám Ra, Rz nhỏ KẾT LUẬN CHUNG Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 1.Kết luận chung 22 Chuyên ngành công nghệ CTM + Tác giả giới hạn vấn đề nghiên cứu lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp với điều kiện cụ thể + Đã xây dựng hệ thống thí nghiệm đáp ứng yêu cầu nghiên cứu + Qua nghiên cứu tác giả chứng minh ưu điểm phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu so với gia cơng khơ áp dụng vào q trình phay gang cầu qua số mòn dụng cụ cắt, chế mòn, lực cắt, chất lượng bề mặt chi tiết gia công + Qua nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng áp lực dịng khí q trình sử dụng MQL lớn, đồng thời chứng minh với áp suất 5KG/cm2 cho khả đưa dung dịch, tạo sương mù tạo màng dầu bề mặt dụng cụ tốt qua cải thiện ma sát vùng cắt + Đã chứng minh khả bôi trơn dầu thực vật sẵn có Việt Nam Qua lợi ích kinh tế môi trường loại dầu lần khẳng định + Kết nghiên cứu cho thấy hồn tồn áp dụng chuyển giao công nghệ MQL phay bàn Máp rãnh gang cầu nhà máy Diezen Sông Công – Thái Nguyên Những giới hạn, định hướng nghiên cứu kiến nghị + Để áp dụng cách có hiệu vào thực tiễn cần phải có nghiên cứu sâu chế độ bơi trơn như: số lượng vịi phun, vị trí vịi phun, lưu lượng tưới… + Chưa nghiên cứu để tìm hiểu thêm loại dầu thực vật, dung dịch bôi trơn khác như: dầu hạt cải, dầu đậu nành, dầu vừng… + Chưa có đánh giá sâu ảnh hưởng đến chất vật lý trình cắt như: ma sát vùng cắt, hình thành màng dầu bề mặt dụng cụ, nhiệt cắt, cấu trúc tế vi lớp bề mặt sau gia công,… TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bành Tiến Long,Trần Thế Lục; Nguyên lý gia công vật liệu; NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2001 [2] Nguyễn Đăng Bình & Phan Quang Thế; Một số vấn đề ma sát, mịn bơi trơn kỹ thuật; NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2006 [3] Cora Lahiffa , Seamus Gordonb,* , Pat Phelanb; PCBN tool wear modes and mechanisms in finesh hard turning; Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 23 (2007) 638-644 [4] N.R.Dhar1 and M.M.A.Khan2, A study of effects of MQL on temperature, force, tool wear and product quality in turning AISI 9310 steel, Department of Industrial & production Engineering Shah Jalal University of Science & Technology (SUST), Bangladesh, nrdhar@ipe.buet.ac.bd Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 23 Chuyên ngành công nghệ CTM [5] Viktor P Astakhov, The assessment of cutting tool wear, international journalof Macchine & Manufacture 44 (2004) 637-647 [6] Narutaki N, Yamane Y Tool wear and cutting temperature of CBN tools in machining of hardened steels Ann CIRP 1979;28:23–8 [7] Farhat ZN Wear mechaniam of CBN cutting tool during high-speed machining of mold steel Mater Sci Eng 2003;A361:10010 [8] Koănig W, Neises A Wear mechanisms of ultrahard, non-metallic cutting materials Wear 1993;162–164:12–21 [9] C.Bruni, L d’Apolito, A.Forcellese, F.Gabrielli, M.Simoncini, Surface roughness modelling in finish face milling under MQL and dry cutting conditions, Department of Mechanics, University Politecnica delle Marche, 60131 Ancona, Italy [10] Uwe Heisel; Marcel Lutz (Stuttgart);Dieter Spath; Robert Wassmer; Ulrich Walter (Karlsmhe); Application of Minimum Quantity Cooling Lubrication Technology in Cutting Processes; Universities of Stuttgart and Karlsruhe, Institute for Machine Tools I Institute for Machine Tools and Production Science [11].Trần Minh Đức; Ảnh hưởng phương pháp tưới dung dịch đến mòn tuổi bền dao tiện cắt đứt; Tạp chí KHCN trường đại học kỹ thuật 67 (2008) Tr99-102 [12].Trần Minh Đức; Ảnh hưởng áp suất dịng khí bơi trơn làm nguội tối thiểu đến mòn, tuổi bền dụng cụ nhám bề mặt gia cơng; Tạp chí KHCN trường đại học kỹ thuật 76 (2010) Tr85-89 [13] T.R.ANBRANSAN THANGAVELU; Envaluation of coolant concentration on the machiniability of carbon steel during end milling; project report submitted in partial fulfillment of the requirement for the Degrees of Master of Mechanical Engineering; Universiti Teknologi Malaysia, 2007 [14] Trần Minh Đức; Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu gia công cắt gọt; B2005 – 01 – 61TĐ [15] A.S Varadarajan,P.K Philip B Ramamoorthy; Manufacturing Engineering Sectio, Department of Mechanical Engineering, Indian Institulte of Technology, Madras, Chennai 600036, India; Investigation on hart turning with minimal cutting fluid application (HTMF) and its comparison with dry and wet turning; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and application Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 24 Chuyên ngành công nghệ CTM [16] Abhijit Dilip Kardekar; Modenling and optimization of machining performance measures in face milling of automotive aluminum alloy A380 under different lubrication/cooling condition for sustainable manufacturing; Master of Science in the College of Engineering at the University of Kentucky,2005 [17] T Nguyen, L.C Zhang; School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering, The University of Sydney, NSW 2006, Australia; The coolant penetration in grinding with segmented wheels: mechanis and comparison with conventional wheels; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and application [18] D Babic, D.B Murray, A.A Torrance; Department of Mechanical and Manufacterring Engineering, Trinity College Engineering, Dublin 2, Ireland; Mist jet cooling of grinding processes; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and application [19] V.K Gviniashvili, N.H Woolley, W.B Rowe; AMTTREL, School of Engineering, Liverpool John Moores University, Liverpool L33AF, UK; Useful coolant flowrate in grinding; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and application [20] M RAHMAN, A SENTHIL KUMAR, H S LIM and K FATIMA; Nano finish grinding of brittle materials using electrolytic in-process dressing (ELID) technique; Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore, Singapore 119260, e-mail: mpemusta@nus.edu.sg; S¯adhan¯a Vol 28, Part 5, October 2003, pp 957–974 © Printed in India [21] N.R.Dhar1 and M.M.A.Khan2, A study of effects of MQL on temperature, force, tool wear and product quality in turning AISI 9310 steel, Department of Industrial & production Engineering Shah Jalal University of Science & Technology (SUST), Bangladesh, nrdhar@ipe.buet.ac.bd [22] Product and Prodution Development, Chalmers University of Technology, SE-41150 Gothenbung, Sweden; High-pressure jet-assisted cooling: a new possiblity for near net shape turning of decarburized stell; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and application [23] Department of Mechanical Manufacture and Automation, Harbin Institute of technology, Habin 150001, China; Research on experiments and action mechanism with water vopor as coolant and lubricant in Green cutting; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and application Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận văn Thạc sĩ 25 Chuyên ngành công nghệ CTM [24] N R Dhar , S Islam and M A H Mithu , Effect of Minimum Quantity Lubrication (MQL) on Tool Wear, Surface Roughness and Dimensional Deviation in Turning AISI-4340 Steel, Associate Professor, Industrial & Production Engineering Department, Bangladesh University of Engineering & Technology (BUET), Dhaka, Bangladesh [25] Durval U Bragaa,b,*, Anselmo E Dinizc,1, Gilberto W.A irandab,d,2, Nivaldo L Coppinic,1, Using a minimum quantity of lubricant (MQL) and a diamond coated tool in the drilling of aluminum–silicon alloys, international journalof Macchine & Manufacture 122 (2002) 127-138 [26] Y.S Liaoa,*, H.M Lina, Y.C Chenb, Feasibility study of the minimum quantity lubrication in high-speed end milling of NAK80 hardened steel by coated carbide tool; international journalof Macchine & Manufacture 47 (2007)1667-1676 [27] FRIEDHELM LIERATH H.-J KNOCHE P HERZHOFF, supposition and boundary condition which have to be considered when gear hobbing bigger moduled teeth (m=3-7mm) with HSS-tools under dry condition, Institute of Manufacturing Technology and Quality Management, Otto-von-Guericke-University Magdeburg,Universitaetsplatz 2, 39106 Magdeburg, Germany;Peter.Herzhoff@masch-bau.uni-magdeburg.de [28] Phạm Quang Đồng, Nghiên cứu ảnh hưởng thong số công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu đến mòn dao chất lượng bề mặt phay rãnh dao phay ngón, đề tài thạc sĩ kỹ thuật 2007 [29] Nguyễn Đức Chính, Nghiên cứu xác định áp lực lưu lượng hợp lý để thực công nghệ bôi trơn - làm nguội tối thiểu khoan, đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên,2007 [30] Lưu Trọng Đức, Nghiên cứu so sánh phương pháp tưới công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu phay rãnh, đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên, 2007 [31] Hoàng Xuâ Tứ, Ảnh hưởng bôi trơn – làm nguội tối thiểu đến mòn dụng cụ cắt nhám bề mặt tện thép 9CrSi qua tôi, đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên, 2009 [32] Cao Đông Phong, Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt tối ưu phay mặt phẳng dao phay mặt đầu gang cầu có bơi trơn tối thiểu, đề thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên, 2009 Trần Văn Quân CHK12-CTM ... dung nghiên cứu Tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt +/ Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp bơi trơn làm nguội đến lực cắt,. .. tài nghiên cứu ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn dụng cụ cắt, chất lượng bề mặt gia công phay gang cầu dao phay mặt đầu ” CHƯƠNG II Trần Văn Quân CHK12-CTM Luận. .. mịn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt sau gia công phay gang cầu +/ Nghiên cứu ảnh hưởng áp lực dịng khí đến lực cắt, chất lượng bề mặt, mòn dụng cụ cắt phay gang cầu Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu