Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ trơn nguội đến nhiệt độ vùng cắt khi mài phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài hải dương

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP CAO VĂN NHÃ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TRƠN NGUỘI ĐẾN NHIỆT ĐỘ VÙNG CẮT KHI MÀI PHẲNG THÉP 9XC QUA TÔI BẰNG ĐÁ MÀI HẢI DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ NGỌC PI Thái Nguyên, tháng 11 năm 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố bất ký công trình khác Trừ phần tham khảo nêu rõ luận văn Tác giả Cao Văn Nhã LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Ngọc Pi, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, hướng dẫn lập kế hoạch thực nghiệm đến trình viết hoàn chỉnh Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Vũ Tuấn Anh, người giúp đỡ thiết kế chế tạo thành công thiết bị đo nhiệt mài Tác giả xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Lưu Anh Tùng giúp đỡ phối hợp trình thực nghiệm để kết xác Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Trung cấp nghề Nam Thái Nguyên, Ban lãnh đạo Khoa sau đại học Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Đồng thời, tác giả xin cảm ơn anh chị làm việc xưởng khí Thái Hà tận tình giúp đỡ thời gian thực nghiệm xưởng Do lực thân nhiều hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy cô, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả Cao Văn Nhã Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG 10 PHẦN MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài 11 Mục tiêu nghiên cứu 12 Kết dự kiến 12 Phương pháp nghiên cứu 12 Nội dung nghiên cứu 12 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu gia công mài mài phẳng 14 1.2 Quá trình tạo phoi mài 15 1.3 Nhiệt cắt mài 16 1.3.1 Nhiệt cắt sinh mài mài phẳng 16 1.3.2 Ảnh hưởng nhiệt cắt mài 17 1.4 Bôi trơn làm mát mài phẳng 20 1.4.1 Vai trò sử dụng dung dịch trơn nguội mài 20 1.4.2 Các loại dung dịch trơn nguội 21 1.4.3 Các phương pháp tưới nguội 23 1.5 Kết luận chương 25 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NHIỆT CẮT KHI MÀI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỚI NGUỘI ĐẾN NHIỆT CẮT KHI MÀI 2.1 Tổng quan nhiệt cắt mài 27 2.2 Tổng quan ảnh hưởng tưới nguội đến nhiệt cắt mài 37 2.3 Kết luận chương 52 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐO NHIỆT CẮT KHI MÀI PHẲNG 3.1 Giới thiệu 53 3.2 Nguyên lý đo nhiệt độ 55 3.3 Sơ đồ hệ thống đo nhiệt độ mài phẳng 57 3.4 Kết luận chương 64 CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TRƠN NGUỘI ĐẾN NHIỆT ĐỘ VÙNG CẮT KHI MÀI PHẲNG THÉP 9XC QUA TÔI BẰNG ĐÁ MÀI HẢI DƯƠNG 4.1 Thiết kế thí nghiệm 66 4.1.1 Các giả thiết thí nghiệm 66 4.1.2 Thiết bị thực thí nghiệm 66 4.1.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 72 4.2 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng số thông số công nghệ mài phẳng đến nhiệt cắt nhám bề mặt 4.2.1 Phân tích kết thí nghiệm 72 76 4.3 Thí nghiệm tối ưu hóa số thông số công nghệ đến nhiệt cắt T0 mài thép 90CrSi qua đá mài Hải Dương 4.4 Kết luận chương 85 89 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận 91 5.2 Đề xuất hướng nghiên cứu 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ STT Nội dung Trang Hình 1.1 Quá trình mài phẳng 14 Hình 1.2 Quá trình tạo phoi mài [1] 15 Hình 1.3 Sự phân bố lượng nhiệt cắt mài [2] 16 Hình 1.4 Cấu trúc tế vi pha Austennit thép không gỉ AISI 304[3] 18 Hình 1.5 Sự hình thành độ nhám bề mặt mài[4] 19 Hình 1.6 Sơ đồ tưới nguội thông dụng máy mài[5] 24 Hình 2.1 Mô hình vật rắn chịu tải nhiệt độ[6] 27 Hình 2.2 Hình 2.3 Kết mô toán truyền nhiệt độ ANSYS[6] Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian trung tâm vật khối[6] 28 28 Hình 2.4 Lưới mô hình nhiệt điều kiện biên[7] 29 Hình 2.5 Mô hình nhiệt[7] 29 Hình 2.6 So sánh nhiệt đo hồng ngoại mô hình số[7] 30 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Mối quan hệ thông lượng nhiệt với chiều sâu cắt[6] Mối quan hệ thông lượng nhiệt thời gian tác động nguồn nhiệt[6] Mối quan hệ nhiệt độ bề mặt với chiều sâu cắt vận tốc phôi[6] Mối quan hệ nhiệt độ bề mặt với chiều sâu cắt vận tốc cắt[6] Xu hướng nhiệt độ bề mặt HEDG [8] Xu hướng nhiệt độ bề mặt với tăng tốc độ dụng cụ theo[8] 30 31 32 32 33 34 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Nhiệt phân vùng theo thành phần HEDG [9] Xu hướng phân phối Nhiệt độ HEDG với tốc độ làm việc chiều sâu cắt [9] So sánh nhiệt độ bề mặt phôi sử dụng chiều sâu z khác nhau[10] Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt với chiều sâu cắt vận tốc phôi khác nhau[10] 35 35 36 37 Đồ thị lực cắt pháp tuyến lực cắt tiếp tuyến trung Hình 2.17 bình sử dụng loại dung dịch trơn nguội với 15 37 lượt cắt [11] Đồ thị lực cắt pháp tuyến lực cắt tiếp tuyến trung Hình 2.18 bình sử dụng loại dung dịch trơn nguội với 30 38 lượt cắt [11] Đồ thị hệ số lực cắt Kp mài thép X12M đá Hình 2.19 mài CBN đá mài thường, sử dụng loại dung dịch 38 trơn nguội với 15 30 lượt cắt [11] Đồ thị hệ số khả cắt mài thép X12M đá Hình 2.20 mài CBN đá mài thường, sử dụng ba dung dịch 39 trơn nguội với 15 30 lượt cắt [11] Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến độ Hình 2.21 nhám bề mặt gia công mài đá Al2O3 CBN 40 [12] Hình 2.22 Hình 2.23 Hình 2.24 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến độ nhám bề mặt mài [13] Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương [14] Ảnh hưởng lưu lượng tới tốc độ bóc tách vật liệu [14] 41 42 43 Hình 2.25 Hình 2.26 Hình 2.27 Ảnh hưởng lưu lượng tới giới hạn lượng [14] Ứng suất dư bề mặt mài với lưu lượng tưới nguội khác [15] So sánh nhiệt độ vùng cắt sử dụng phương pháp bôi trơn khác nhau[17] 43 44 45 Sự phụ thuộc nhiệt độ mài thép EN31 vào tốc độ bóc Hình 2.28 tách vật liệu sử dụng phương pháp bôi trơn làm 46 mát khác nhau[18] Sự phụ thuộc nhiệt độ mài thép M2 vào tốc độ bóc Hình 2.29 tách vật liệu sử dụng phương pháp bôi trơn làm 46 mát khác nhau[18] Sự phụ thuộc nhiệt độ mài thép EN8 vào tốc độ bóc Hình 2.30 tách vật liệu sử dụng phương pháp bôi trơn làm 47 mát khác nhau[18] Hình 2.31 Hình 2.32 Hình 2.33 Hình 2.34 Hình 2.35 Độ tăng nhiệt độ mài với khoảng cách z khác mài khô[19] Độ tăng nhiệt độ mài với khoảng cách z khác mài dùng phương pháp tưới tràn[19] Độ tăng nhiệt độ mài với khoảng cách z khác mài dùng phương pháp bôi trơn tối thiểu[19] Ảnh hưởng phương pháp tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá Al2O3 đá CBN [20] Ảnh hưởng phương pháp tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá BWA60MVA1 [21] 48 49 50 51 51 Hình 3.1 Cấu tạo đầu đo nhiệt 55 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý cặp nhiệt ngẫu 56 Hình 3.3 Cầu hình thiết lập cặp nhiệt hai cực 57 Hình 3.4 Sơ đồ khối tổng quan phần cứng 57 Hình 3.5 Khối cảm biến 58 Hình 3.6 Khối cảm biến, lọc khuếch đại 58 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý module chuyển đổi tín hiệu truyền thông 59 Hình 3.8 Sơ đồ khối hệ nhúng 59 Hình 3.9 Sơ đồ thuật toán phần mềm 61 Hình 3.10 Giao diện người dùng với phần mềm 62 Hình 3.11 Module khuếch đại hiển thị 63 Hình 4.1 Máy mài phẳng MOTO – YOKOHAMA – Nhật Bản 67 Hình 4.2 Bản vẽ thiết kế phôi thí nghiệm 67 Hình 4.3 Thiết bị đo nhiệt 69 Hình 4.4 Đồng hồ đo lưu lượng Z-5615 Panel Flowmeter 69 Hình 4.5 Máy đo độ nhám SJ-201 hãng Mitutoyo 69 Hình 4.6 Đá mài Hải Dương dùng thí nghiệm 70 Hình 4.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 71 Hình 4.8 Khai báo biến thí nghiệm sàng lọc 73 Hình 4.9 Hình 4.10 Hình 4.11 Hình 4.12 Hình 4.13 Đồ thị ảnh hưởng yếu tố LL, ND, Vb, t đến nhiệt cắt T0 Đồ thị ảnh hưởng tương tác yếu tố LL, ND, Vb, t đến nhiệt cắt T0 Đồ thị ảnh hưởng chuẩn hóa ảnh hưởng yếu tố LL, ND, Vb, t đến nhiệt cắt T0 Đồ thị Pareto yếu tố ảnh hưởng LL, ND, Vb, t đến nhiệt cắt T0 Đồ thị ảnh hưởng yếu tố LL, ND, Vb, t đến Ra 76 77 79 80 81 Hình 4.14 Hình 4.15 Hình 4.16 Hình 4.17 Hình 4.18 Hình 4.19 Đồ thị ảnh hưởng tương tác yếu tố LL, ND, Vb, t đến Ra Đồ thị ảnh hưởng chuẩn hóa ảnh hưởng yếu tố LL, ND, Vb,, t đến Ra Đồ thị Pareto yếu tố ảnh hưởng LL, ND, Vb, t đến Ra Khai báo biến thí nghiệm tối ưu hóa Biểu đồ ảnh hưởng mức yếu tố đến T0 Biểu đồ ảnh hưởng mức yếu tố đến hệ số S/N tối thiểu hóa T0 10 82 83 84 85 87 88 Hình 4.12 Đồ thị Pareto yếu tố ảnh hưởng LL, ND, Vb, t đến nhiệt cắt T0  Trên đồ thị hình 4.12, Minitab sử dụng giá trị mức ý nghĩa α để vẽ đường giới hạn (có hoành độ 18,8 đồ thị) vùng loại bỏ giả thuyết đảo Các giá trị ảnh hưởng (đã chuẩn hóa) biểu diễn dạng nằm ngang Các yếu tố ứng với biểu diễn vượt bên phải đường giới hạn giá trị có ảnh hưởng đáng kể Những yếu tố có biểu diễn nằm bên trái đường giới hạn yếu tố có ảnh hưởng yếu Đồ thị cho thấy yếu tố: B (biến LL), C (biến Vb) D (biến t) có giá trị vượt khỏi đường giới hạn Như vậy, ba biến thí nghiệm LL, Vb t có ảnh hưởng lớn đến hàm mục tiêu Điều phù hợp với kết luận rút từ việc phân tích đồ thị chuẩn hóa ảnh hưởng b) Đánh giá ảnh hưởng biến thí nghiệm đến nhám bề mặt Ra  Ảnh hưởng thông số thí nghiệm đến nhám bề mặt Ra thể qua biểu đồ Main Effects Plot for Ra (Hình 4.13) 81 Hình 4.13 Đồ thị ảnh hưởng yếu tố LL, ND, Vb, t đến Ra Trên hình 4.13, bốn đồ thị ảnh hưởng biến vẽ ô độc lập Ô góc bên phải đồ thị biểu diễn ảnh hưởng biến LL Nhận thấy đồ thị, LL thay đổi từ 10 l/ph (giá trị mã hóa -1) đến 20 l/ph (giá trị mã hóa +1), hàm mục tiêu Ra thay đổi từ 0,801 đến 0,842 Độ dốc đồ thị (0,842 – 0,801)/2 = 0,0205 Tương tự, độ dốc Ra ND, Vb t thay đổi là: 0,0255; 0,035 0,019 So sánh định tính cho thấy, độ dốc đồ thị ảnh hưởng Vb lớn nhất; đồ thị ND; tiếp đến đồ thị LL; cuối t Độ dốc đồ thị lớn, ảnh hưởng biến vẽ đồ thị đến hàm mục tiêu mạnh Như vậy, biến Vb có ảnh hưởng mạnh nhất; biến t có ảnh hưởng yếu đến hàm mục tiêu Ra  Đánh giá ảnh hưởng tương tác thông số thí nghiệm Ảnh hưởng tương tác thông số với thể biểu đồ Interaction Plot thể hình 4.14 82 11 12 13 14 21 22 23 24 31 32 33 34 41 42 43 44 Hình 4.14 Đồ thị ảnh hưởng tương tác yếu tố LL, ND, Vb, t đến Ra  Đánh số phân tích giống phân tích ảnh hưởng yếu tố thí nghiệm đến nhiệt cắt cho thấy: có ảnh hưởng tương tác ND Vb (thể ô 13 31); ND t (thể ô 14 41); LL Vb (thể ô 23 32); Vb t (thể ô 34 43) đến Ra; ảnh hưởng tương tác lẫn biến: LL ND, LL t  Một cách khác để đánh giá ảnh hưởng xem xét đồ thị ảnh hưởng chuẩn hóa (hình 4.15) đồ thị ảnh hưởng Pareto (hình 4.16) 83 Hình 4.15 Đồ thị ảnh hưởng chuẩn hóa ảnh hưởng yếu tố LL, ND, Vb,, t đến Ra Hình 4.16 Đồ thị Pareto yếu tố ảnh hưởng LL, ND, Vb, t đến Ra 84 Trên đồ thị 3.15 3.16 cho thấy: Không có ảnh hưởng đáng kể thông số thí nghiệm tác động qua lại chúng với đến nhám bề mặt Ra sau mài điều kiện thí nghiệm Như vậy, từ việc phân tích ảnh hưởng thông số đến nhám bề mặt Ra nhiệt cắt T0 cho thấy: Các thông số LL, Vb t có ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt cắt Thông số ND không ảnh hưởng trực tiếp đáng kể lại ảnh hưởng đến tương tác với thông số LL Vb t Do đó, thông số LL, ND, Vb t có ảnh hưởng đến hàm mục tiêu T0 Trong phạm vi mức lựa chọn thông số không ảnh hưởng đến nhám bề mặt sau mài 4.3 Thí nghiệm tối ưu hóa số thông số công nghệ đến nhiệt cắt T0 mài thép 90CrSi qua đá mài Hải Dương Việc xây dựng ma trận thí nghiệm tối ưu hóa số thông số công nghệ đến nhiệt cắt mài thép 90CrSi qua đá mài Hải Dương thực theo phương pháp Taghuchi Kế hoạch thí nghiệm khởi tạo phân tích sử dụng phần mềm Minitab®16 với mức thông số thí nghiệm Các mức tương ứng với thông số thí nghiệm cho bảng 4.8 Bảng 4.8 Các mức thí nghiệm tối ưu hóa thông số ND, LL, Vb t Mức Lưu lượng làm mát LL [l/ph] 10 15 20 Nồng độ ND [%] Vận tốc bàn Vb [m/ph] 10 12 0.005 0.01 0.015 0.02 Biến Lượng chạy [mm/HTĐ] dao đứng t 85 Cách thức khai báo biến thí nghiệm cho bước khởi tạo kế hoạch thí nghiệm minh họa hình 4.17 Hình 4.17 Khai báo biến thí nghiệm tối ưu hóa Kết thu ma trận thí nghiệm trình bày bảng 4.9 Bảng kế hoạch 4.9 có 16 hàng, tức cần thực 16 thí nghiệm Mỗi thí nghiệm có biến LL, ND, Vb t xác lập theo giá trị ghi ô tương ứng cột LL, ND, Vb, t bảng 4.9 Toàn 16 thí nghiệm thực ca máy, điều kiện gia công Bảng 4.9 Kế hoạch thí nghiệm tối ưu hóa theo LL, ND, Vb, t ND LL Vb t 0.005 10 0.01 15 10 0.015 20 12 0.02 0.015 10 0.02 15 12 0.005 20 10 0.01 10 0.02 10 12 0.015 86 15 0.01 20 0.005 12 0.01 10 10 0.005 15 0.02 20 0.015 Lần lượt tiến hành thí nghiệm Mỗi thí nghiệm tiến hành lần với: - Tốc độ đá không đổi 26,7 m/s; - Mài 144,5 mm3 phôi đầu can nhiệt cách mặt tiếp xúc đá mài chi tiết z = 0,5 mm - Chế độ sửa đá cho thí nghiệm giống nhau: nđ = 1800 vg/ph; Sd = 0,4 mm/ph; lượt t = 0,03 mm; lượt t = 0,02 mm; lượt t = 0,01 mm; chạy không lần Kết xác định cách: T0 [0 C] giá trị nhiệt độ đo lớn lần thí nghiệm mài Kết thu ghi lại giá trị vào cột bổ sung T0 bảng thí nghiệm trình bày bảng 4.10 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm nghiệm tối ưu hóa theo LL, ND, Vb, t ND LL Vb t To 0.005 61 10 0.01 110 15 10 0.015 117 20 12 0.02 146 0.015 121 10 0.02 124 15 12 0.005 49 20 10 0.01 87 10 0.02 143 87 10 12 0.015 93 15 0.01 58 20 0.005 51 12 0.01 106 10 10 0.005 63 15 0.02 100 20 0.015 81 Với mục tiêu nhiệt cắt To nhỏ tốt, dựa vào biểu đồ ảnh hưởng yếu tố đến hàm mục tiêu (Main Effects Plot for Means) biểu đồ ảnh hưởng yếu tố đến hệ số S/N mức khác để đánh giá Hình 4.18 Biểu đồ ảnh hưởng mức yếu tố đến T0 88 Hình 4.19 Biểu đồ ảnh hưởng mức yếu tố đến hệ số S/N tối thiểu hóa T0 Biểu đồ 4.18 cho biết ảnh hưởng theo mức thông số thí nghiệm đến nhiệt cắt Theo đó, nồng độ dung dịch trơn nguội ND tăng trị số nhiệt cắt giảm đạt cực trị ND = 3%; lưu lượng tăng trị số nhiệt cắt có xu hướng giảm dần đạt cực trị LL = 15 l/ph; vận tốc bàn tăng nhiệt cắt có xu hướng tăng dần đạt cực đại mức Vb = 10 m/ph t tăng trị số nhiệt cắt tăng Với mục tiêu tối thiểu hóa trị số T0, kết hợp với biểu đồ hình 4.19 (S/N nhỏ tốt) chọn trị số chế độ trơn nguội: ND = 3%, LL = 15 l/ph Như vậy: So với định nhà sản xuất với nồng độ 5% cho mài nồng độ dung dịch trơn nguội Caltex Aquatex 3180 cần nồng độ ND = 3% với lưu lượng LL = 15 l/ph cho nhiệt cắt nhỏ 4.4 Kết luận - Lưu lượng, vận tốc bàn lượng chạy dao đứng có ảnh hưởng lớn đến nhiệt cắt mài thép 90CrSi qua đá mài Hải Dương Nồng độ dung dịch trơn nguội ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt cắt có ảnh hưởng đến tương tác nồng độ đến lưu lượng, vận tốc bàn lượng chạy 89 dao đứng Cụ thể là: nồng độ dung dịch trơn nguội ND tăng trị số nhiệt cắt giảm đạt cực trị ND = 3%; lưu lượng tăng trị số nhiệt cắt có xu hướng giảm dần đạt cực trị LL = 15 l/ph; vận tốc bàn tăng nhiệt cắt có xu hướng tăng dần đạt cực đại mức Vb = 10 m/ph t tăng trị số nhiệt cắt tăng - Đã xác định chế độ trơn nguội tối ưu sử dụng dầu Caltex Aquatex 3180 là: Nồng độ ND = 3% lưu lượng LL = 15 l/ph cho nhiệt cắt nhỏ 90 Chương : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận - Nghiên cứu tìm hiểu trình mài mài phẳng; thông số trình mài phẳng chế độ công nghệ, đá mài; bôi trơn làm mát mài phẳng Qua thấy rõ việc xác định ảnh hưởng lưu lượng, vận tốc bàn lượng chạy dao đứng có ảnh hưởng lớn đến nhiệt cắt mài thép 90CrSi qua đá mài Hải Dương - Đã khảo sát, phân tích đánh giá nghiên cứu trước vấn đề bôi trơn làm mát mài phẳng Qua lựa chọn mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng chế độ trơn nguội đến nhiệt độ vùng cắt mài phẳng từ đề xuất chế độ bôi trơn tối ưu - Đã thiết kế chế tạo thành công hệ thống đo nhiệt cắt trình mài phẳng sử dụng cặp nhiệt điện loại K Hệ thống sử dụng để xác định nhiệt độ sinh bề mặt phôi trình mài Kết sử dụng thí nghiệm cho thấy hệ thống đo ổn định đo nhiệt độ lên tới 1500C (hệ thống tương tự Đại học Bách khoa Hà Nội chế tạo [22] đo nhiệt độ cao 850C); - Đã thiết kế thực thành công thí nghiệm xác định ảnh hưởng chế độ trơn nguội đến nhiệt cắt mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương để xác định chế độ tưới nguội hợp lý - Đã đề xuất chế độ tưới nguội (nồng độ dung dịch lưu lượng tưới) hợp lý mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương với dầu Caltex Aquatex 3180: sử dụng nồng độ 3% lưu lượng tưới 15 l/ph - Chế độ tưới nguội tối ưu đề xuất kể cho việc sử dụng dầu Caltex Aquatex 3180 cho phép tiết kiệm lượng dầu bôi trơn mài so với chế độ dùng xưởng doanh nghiệp tư nhân Cơ khí xác Thái hà (đang dùng với nồng độ 5% - theo khuyến cáo nhà sản xuất) 91 5.2 Đề xuất hướng nghiên cứu - Mặc dù đề tài nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng loại chế độ bôi trơn làm mát (nồng độ lưu lượng bôi trơn) đến nhiệt cắt mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương Tuy nhiên, để sử dụng dầu bôi trơn cách hiệu cần tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu sâu Cụ thể là: + Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng chế độ bôi trơn tối ưu loại dầu khác + Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng nhiệt cắt đến chất lượng bề mặt gia công mài phẳng đá mài Hải dương 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Fritze Klocke, Manufacturing Processes 2: Grinding, Honing, Lapping, Springer, 2009 [2] Jeffrey D Siliman, Rechard Perich, Cutting and Grinding Fluids: Selection and Application, American Sociaty of Manufacturing Engineers, Dearborn, Michigan, 1992 [3] Tan Jin *, W Brian Rowe, David McCormack (2002), “Temperatures in deep grinding of finite workpieces”, School of Engineering, Liverpool John Moores University, Liverpool, UK, pp 53-59 [4] Nguyễn Văn Tính (1978), Kỹ thuật mài, NXB Công nhân kỹ thuật, Hà Nội [5] Malkin S., Grinding Technology: Theory and Applications of Machining With Abrasives, Ellis Horwood, Chichester, West Sussex, London,1996 [6] Nguyễn Xuân Vinh, Nghiên cứu nhiệt mài thép ωX15 đá mài CBN, Luận văn thạc sỹ, Trường ĐHKTCNTN, 2010 [7] AL-Mokhtar O Mohamed & Andrew Warkentin & Robert Bauer, Variable heat flux in numerical simulation of grinding temperatures, Received: 28 January 2010 /Accepted: 19 January 2012 @Springer-Verlag London Limited 2012 [8] [TAWA93] Tawakoli, T.: High efficiency Deep Grinding, VDI-Verlag and Mechanical Engineering Publication, 1993 [9] [ROWE01] Rowe, W B.; and Jin, T.: Temperatures in High Efficiency Deep Grinding (HEDG) In: Annals of the CIRP, Vol.50, No.1, 2001, pp.205– 208 [10] Marin Gostimirović1,* – Milenko Sekulić1 – Janez Kopač2 – Pavel Kovač1 Optimal Control of Workpiece Thermal State in Creep-Feed Grinding Using Inverse Heat Conduction Analysis University of Novi Sad, Faculty of Technical Science, Serbia University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering, Slovenia 93 [11] Bùi Đức Việt, Đánh giá khẳ cắt đá mài CBN mài thép 3X12M qua máy mài phẳng theo tiêu lực cắt, Luận văn thạc sỹ, Trường ĐHKTCNTN, 2011 [12] Đỗ Đức Trung, Nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt chi tiết công mài tinh thép SUJ2 đá mài Al2O3 đá mài CBN máy mài phẳng, Luận văn thạc sỹ, Trường ĐHKTCNTN, 2010 [13] Ngô Cường, Nguyễn Đình Mãn, Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt 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, Thái Nguyên, 2009 [14] A Cameron, R Bauer, A Warkentin An investigation of the effects of wheel-cleaning parameters in creep-feed grinding International Journal of Machine Tools & Manufacture 50, 2010, pp.126–130 [15] K.Q Xiao, L.C Zhang, The effect of compressed cold air and vegetable oil on the subsurface residual stress of ground tool steel, Journal of Materials Processing Technology 178, 2006, pp 9–13 [16] R P Upadhyaya, S Malkin, Thermal Aspect of Grinding With Electroplated CBN Wheels, ASME J Manuf Sci Eng., 2004, pp 126 [17] Cong Mao & Xiaojun Tang & Hongfu Zou & ZhiXiong Zhou & Wangwu Yin Experimental investigation of surface quality for minimum quantity oil– water lubrication grinding [18] M N Morgan & L Barczak & A Batako Temperatures in fine grinding with minimum quantity lubrication (MQL), Int J Adv Manuf Technol (2012) 60:951–958 [19] Bin Shen, Guoxian Xiao, Changsheng Guo, Stephen Malkin Albert J Shih Thermocouple Fixation Method for Grinding Temperature Measurement 94 [20] Yuan Zhejun, Hu Zhonghui - Submitted by A Kobayashi, Surface Integrity of Grinding of Bearing Steel GCrl5 with CBN Wheels, Harbin Institute of Technology/China Received on January 13, 1989 [21] T Nguyen, L.C Zhang, An assessment of the applicability of cold air and oil mist in surface grinding, Journal of Materials Processing Technology 140, 2003, pp 224–230 [22] Nguyễn Minh Quân, Nguyễn Trọng Hiếu, Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống đo nhiệt cắt trình mài phẳng, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, Số 12 (2013), trang 17-20 95 [...]... cắt khi mài phẳng - Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của chế độ trơn nguội đến nhiệt độ vùng cắt khi mài phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài Hải dương - Đề xuất chế độ trơn nguội hợp lý khi mài phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài Hải dương 3 Kết quả dự kiến - Chế tạo thành công hệ thống đo nhiệt cắt khi mài phẳng - Từ kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ trơn nguội đến nhiệt độ vùng cắt khi mài phẳng. .. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ trơn nguội đến nhiệt độ vùng cắt khi mài phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài Hải dương 2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu *Mục tiêu: - Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ trơn nguội đến nhiệt cắt khi mài phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài Hải dương Từ đó đề xuất chế độ trơn nguội hợp lý khi mài phẳng vật liệu này * Nội dung: - Thiết kế chế tạo hệ thống đo nhiệt độ vùng cắt. .. phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài Hải dương đưa ra chế độ trơn nguội hợp lý khi mài phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài Hải dương 4 Phương pháp nghiên cứu - Đề tài được tiến hành nghiên cứu bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 5 Nội dung nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu tổng quan về công nghệ trơn nguội khi mài phẳng 5.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công khi mài phẳng. .. phẳng nói riêng, các vấn đề về mài vẫn đang được quan tâm nghiên cứu Từ các phân tích trên, có thể nói cho đến nay đã có nhiều nghiên cứu về bôi trơn làm mát về mài nói chung và về mài phẳng nói riêng Tuy nhiên, cho đến nay chưa có nghiên cứu nào nghiên cứu về ảnh hưởng của các loại dung dịch bôi trơn làm mát đến nhiệt độ vùng cắt khi mài phẳng thép 9XC qua tôi bằng đá mài Hải Dương Từ những đặc điểm và... nguội Để giảm ảnh hưởng của nhiệt người ta sử dụng hạt mài, đá mài, dung dịch trơn nguội một cách hợp lý 1.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt cắt khi mài 18 1.3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt cắt đến cấu trúc lớp kim loại bề mặt chi tiết gia công Lực cắt khi mài không lớn so với các phương pháp cắt gọt khác nhưng do tốc độ cắt cao, góc cắt của các hạt mài không thuận lợi cho điều kiện cắt gọt, sự tham gia cắt gọt của. .. các điều kiện mài cụ thể cần thiết phải tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm 26 Việc xác định phương pháp và công nghệ bôi trơn làm mát cũng như đi xác định nhiệt độ mài ở vùng cắt của các nghiên cứu trước đây sẽ được khảo sát và đánh giá cụ thể trong chương 2 27 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NHIỆT CẮT KHI MÀI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỚI NGUỘI ĐẾN NHIỆT CẮT KHI MÀI 2.1 Tổng quan về nhiệt cắt khi mài Trong gia công... So sánh nhiệt đo bằng hồng ngoại và mô hình số[7] 2.1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt mài Cho đến nay, các tác giả trong nước đã có nhiều cố gắng nghiên cứu về nhiệt mài Nguyễn Xuân Vinh [6] đã tiến hành nghiên cứu về nhiệt mài khi mài thép ШХ15 bằng đá mài CBN: Hình 2.7 Mối quan hệ giữa thông lượng nhiệt với chiều sâu cắt[ 6] 31 Qua hình 2.7 cho thấy: cho thấy khi chiều sâu cắt tăng... nhau của các điểm cắt có chiều cao không bằng nhau (hình vẽ) Nhiệt độ ở vùng mài càng cao thì vật liệu gia công ở lớp bề mặt càng biến dạng dẻo mạnh đồng thời còn có thể gây cháy, nứt bề mặt: công nghệ tưới nguội, hệ số truyền nhiệt của vật liệu gia công và của đá mài ảnh hưởng tới nhiệt độ ở vùng mài qua đó ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt mài Hình 1.5 Sự hình thành độ nhám bề mặt mài[ 4] 1.3.2.4 Ảnh hưởng. .. hưởng của nhiệt cắt đến mòn và tuổi bền của đá mài Tải trọng cơ, nhiệt tác động lên hạt mài là những yếu tố ảnh hưởng nhiều đến mòn và tuổi bền của đá Tăng Sd, vc, a làm tăng lực cắt, nhiệt cắt do đó đá mòn nhanh cả ở dạng cơ học và hoá học Tăng υc thì lực cắt giảm, nhiệt độ mài tăng Thực nghiệm cho thấy: tăng υc thì mới đầu tuổi bền tăng sau đó lại giảm (tuỳ theo ảnh hưởng trội của yếu tố lực cắt hay nhiệt. .. cuối vì mài đạt độ chính xác và độ bóng bề mặt cao - Các đặc điểm và thông số cơ bản của quá trình mài như chế độ công nghệ, đá mài, chế độ bôi trơn làm mát và các phương pháp bôi trơn khi mài đã được khảo sát - Khi mài nhiệt sinh ra trong quá trình mài là rất lớn, có thể làm thay đổi cấu trúc tế vi lớp kim loại bề mặt và giảm khẳ năng làm việc của chi tiết máy Nhiệt cắt khi mài ảnh hưởng lớn đến hiệu ... cắt mài phẳng - Từ kết nghiên cứu ảnh hưởng chế độ trơn nguội đến nhiệt độ vùng cắt mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải dương đưa chế độ trơn nguội hợp lý mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải dương. .. trơn nguội đến nhiệt độ vùng cắt mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải dương Mục tiêu nội dung nghiên cứu *Mục tiêu: - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ trơn nguội đến nhiệt cắt mài phẳng thép 9XC qua đá. .. nguội đến nhiệt độ vùng cắt mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải dương - Đề xuất chế độ trơn nguội hợp lý mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải dương Kết dự kiến - Chế tạo thành công hệ thống đo nhiệt cắt