Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến nhám bề mặt khi mài thép không gỉ trên máy mài tròn ngoài

1 Trường Đại học KTCN Luận văn Thạc sĩ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - PHẠM NGỌC DUY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI THÉP KHÔNG GỈ TRÊN MÁY MÀI TRÒN NGOÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN MINH ĐỨC THÁI NGUYÊN 2010 Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Trường Đại học KTCN Luận văn Thạc sĩ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP **************************** THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI THÉP KHÔNG GỈ TRÊN MÁY MÀI TRÒN NGOÀI Học viên Lớp : Phạm Ngọc Duy : CHK11 CTM Chuyên ngành : Công nghệ Chế tạo máy Ngƣời HD khoa học : TS Trần Minh Đức NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN TS Trần Minh Đức Phạm Ngọc Duy KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC BGH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN 2010 Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Trường Đại học KTCN Luận văn Thạc sĩ LỜI CẢM ƠN Với kính trọng lòng biết ơn sâu sắc, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Trần Minh Đức- người Thầy tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tiếp theo Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Khoa đào tạo sau đại học, Khoa Cơ khí môn Chế tạo máy tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Sau hết Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ suốt thời gian qua Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Phạm Ngọc Duy Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Trường Đại học KTCN Luận văn Thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Trừ phần tham khảo ghi rõ Luận văn Tác giả Phạm Ngọc Duy Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Trường Đại học KTCN Luận văn Thạc sĩ MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MÀI THÉP KHÔNG GỈ 14 1.1 Đặc điểm ứng dụng thép không gỉ 14 1.1.1 Đặc điểm chủ yếu thép không gỉ 14 1.1.2 Phân loại, ký hiệu ứng dụng 15 1.1.3 Tính gia công thép không gỉ 16 1.2 Tổng quan công nghệ mài, chất lượng bề mặt, lực rung động mài 18 1.2.1 Tổng quan công nghệ mài 18 1.2.1.1 Đặc điểm trình mài 18 1.2.1.2 Khả công nghệ mài 19 1.2.1.3 Quá trình tạo phoi mài 23 1.2.2 Chất lượng bề mặt sau mài 26 1.2.2.1 Nhám bề mặt 26 1.2.2.2 Sóng bề mặt 27 1.2.2.3 Tính chất lý lớp bề mặt 27 1.2.2.4 Cấu trúc tế vi lớp bề mặt sau mài 29 1.2.3 Lực cắt mài 29 1.2.4 Nhiệt cắt mài 31 1.2.5 Rung động mài 33 1.2.6 Đặc điểm mài thép không gỉ 34 1.2.6.1 Tạo phoi 34 1.2.6.2 Lực cắt mài 36 1.2.6.3 Mòn đá 37 1.2.6.4 Nhiệt cắt 40 1.2.7 Mô hình trình mài 40 1.2.8 Khái quát công trình nghiên cứu định hướng nghiên cứu 42 Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn Trường Đại học KTCN 6 Luận văn Thạc sĩ 1.2.8.1 Khái quát công trình nghiên cứu lĩnh vực mài 42 1.2.8.2 Định hướng nghiên cứu 43 1.2.9 Kết luận chương I 44 Chƣơng 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG 45 2.1 Giới thiệu 45 2.2 Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt 45 2.2.1 Ảnh hưởng đến nhám bề mặt sóng bề mặt 45 2.2.1.1 Ảnh hưởng đến nhám bề mặt 45 2.2.1.2 Ảnh hưởng đến sóng bề mặt 52 2.2.2 Ảnh hưởng đến tính chất lý lớp bề mặt 53 2.2.2.1 Độ cứng lớp bề mặt 53 2.2.2.2 Trạng thái ứng suất dư lớp bề mặt 55 2.3 Chất lượng bề mặt mài thép không gỉ 57 2.4 Các phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt gia công 58 2.4.1 Các phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt gia công 58 2.4.2 Phương pháp đánh giá độ cứng lớp bề mặt vật liệu gia công 58 2.4.3 Phương pháp đánh giá cấu trúc lớp kim loại bề mặt gia công 59 2.4.4 Các phương pháp đánh giá ứng suất dư bề mặt gia công 59 2.5 Các hướng nghiên cứu mài giới hạn vấn đề nghiên cứu 60 2.5.1 Các hướng nghiên cứu mài 60 2.5.2 Giới hạn vấn đề nghiên cứu 61 2.6 Kết luận chương 62 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 63 3.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 63 3.1.1 Các nguyên tắc quy hoạch thực nghiệm 63 3.1.2 Quy hoạch thực nghiệm mô hình hồi quy thực nghiệm 64 Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn Trường Đại học KTCN 7 Luận văn Thạc sĩ 3.2 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 67 3.2.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm 67 3.2.2 Mô hình thí nghiệm 67 3.2.3 Hệ thống công nghệ 68 3.2.3.1 Máy mài 68 3.2.3.2 Đá mài 69 3.2.3.3 Phôi liệu 70 3.2.3.4 Dụng cụ sửa đá 70 3.2.3.5 Dung dịch trơn nguội 70 3.2.3.6 Thiết bị đo 70 3.3 Xác định điều kiện biên 72 3.4 Xử lý số liệu thực nghiệm 72 3.4.1 Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm, trình thí nghiệm 72 3.4.1.1 Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm 72 3.4.1.2 Quá trình thí nghiệm 74 3.4.2 Xử lý số liệu thực nghiệm 75 3.4.2.1 Ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt 75 3.4.2.2 Ảnh hưởng chế độ cắt đến hình thái bề mặt gia công 79 3.5 Thảo luận kết 82 3.6 Kết luận chương 83 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn Trường Đại học KTCN 8 Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu nđ Sd Sn az bz t b B Dđ đ Lc De hmax htđ Qw Q’ w Piz Piy Pz Py Ra, Rz, Rt Kp = Py/Pz N u Kc G T Tm Ssđ tsđ xi g Ý nghĩa Tốc độ quay đá mài Lượng chạy dao dọc Lượng chạy dao ngang Chiều sâu cắt hạt mài Chiều rộng phoi cắt Chiều sâu cắt mài Chiều rộng mài Chiều rộng đá mài Đường kính đá mài Tốc độ đá mài Chiều dài cung tiếp xúc tĩnh Đường kính tương đương Chiều dày phoi không biến dạng lớn Chiều dày phoi tương đương Tốc độ bóc vật liệu Tốc độ bóc vật liệu đơn vị bề rộng mài TP lực cắt theo phương tiếp tuyến tác dụng lên hạt mài TP lực cắt theo phương pháp tuyến tác dụng lên hạt mài Thành phần lực cắt tiếp tuyến Thành phần lực cắt pháp tuyến Thông số đánh giá độ nhám bề mặt gia công Hệ số lực cắt Công suất mài Năng lượng riêng mài Hệ số khả cắt đá mài Hệ số mài Tuổi bền đá mài Nhiệt độ mài Lượng chạy dao dọc sửa đá Chiều sâu cắt sửa đá Giá trị mã hoá thông số vào Gia tốc Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đơn vị Vòng/ph m/ph mm/HTĐ mm mm mm mm mm mm m/s mm mm mm mm mm3/s mm3/s.m N N N N m W J/mm3 mm3/s.N phút C m/ph mm m/s2 Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn Trường Đại học KTCN 9 Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hệ số truyền nhiệt vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng hợp kim [9] 31 Bảng 2.1 Số lượng hạt mài mm2 bề mặt đá 48 Bảng 3.1 Tỷ lệ nguyên tố thép SUS304 70 Bảng 3.2 Ma trận thực nghiệm 73 Bảng 3.3 Kết thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt mài thép SUS304 đá Al2O3 74 Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn Trường Đại học KTCN  10  Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý phương pháp mài tròn 21 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý phương pháp mài tròn 22 Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý phương pháp mài phẳng 23 Hình 1.4 Các dạng có lưỡi cắt 24 Hình 1.5 Quá trình tạo phoi mài 25 Hình 1.6 Sự hình thành độ nhám bề mặt mài [9] 26 Hình 1.7 Cấu trúc lớp bề mặt mài [12] 28 Hình 1.8 Nhiệt phân bố lượng mài 32 Hình 1.9 Rung động gây sóng bề mặt gia công [9] 33 Hình 1.10 Sơ đồ tạo phoi mài 34 Hình 1.11 Sơ đồ thoát phoi mài 35 Hình 1.12 Hạt mài găm vào bề mặt chi tiết 35 Hình 1.13 Sơ đồ phân bố lực 36 Hình 1.14 Biến dạng chi tiết mài 37 Hình 1.15 Hiện tượng phoi dính bám lên bề mặt hạt mài 37 Hình 1.16 Biến dạng dẻo chi tiết gia công bề mặt đá 38 Hình 1.17 Hiện tượng nứt tế vi hạt mài chất dính kết 38 Hình 1.18 Quan hệ lượng mòn thời gian gia công 39 Hình 1.19 Lượng mòn hướng kính mòn góc đá mài 39 Hình 1.20 Lượng mòn hạt mài 39 Hình 1.21 Mô hình hoá trình mài tròn 30 Hình 2.1 Quá trình hình thành nhám bề mặt mài 46 Hình 2.2 Sự tạo sóng bề mặt gia công mài 52 Hình 2.3 Sự thay đổi độ cứng lớp bề mặt mài thép gió 54 Hình 2.4 Quan hệ lực cắt nhám bề mặt 57 Hướng dẫn KH: TS Trần Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Phạm Ngọc Duy http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt 45 2.2.1 Ảnh hưởng đến nhám bề mặt sóng bề mặt 45 2.2.1.1 Ảnh hưởng đến nhám bề mặt 45 2.2.1.2 Ảnh hưởng đến sóng bề mặt 52 2.2.2 Ảnh hưởng. .. NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI THÉP KHÔNG GỈ TRÊN MÁY MÀI TRÒN NGOÀI Học viên Lớp : Phạm Ngọc Duy : CHK11 CTM Chuyên ngành : Công nghệ Chế. .. 3.4.2 Xử lý số liệu thực nghiệm 75 3.4.2.1 Ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt 75 3.4.2.2 Ảnh hưởng chế độ cắt đến hình thái bề mặt gia công 79 3.5 Thảo luận kết 82 3.6