Nghiên cứu sự ảnh hưởng của loại dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt và nhám bề mặt khi tiện cứng thép 9 XC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT THAI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI DUNG DỊCH BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN LỰC CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN CỨNG THÉP 9XC NGUYỄN TRỌNG ANH TUẤN THÁI NGUYÊN-2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ KÝ HIỆU Tên gọi TT Ký hiệu Thứ nguyên Lƣu lƣợng tƣới Q l/ph Áp lực tƣới p KG/cm2 Số vòng quay trục n v/ph Lƣợng chạy dao vòng S mm/vg Lƣợng chạy dao phút S mm/ph Chiều sâu cắt t mm Lƣợng mòn dao u μm Tốc độ mòn dao  Μm/ph Nhám bề mặt Ra μm 10 Tuổi bền dụng cụ cắt T Phút CÁC BẢNG BIỂU TT Tên bảng Nội dung Bảng Hằng số lực cắt Cp cắt vật liệu dẻo Bảng Hằng số lực cắt Cp cắt vật liệu dòn Bảng Lực cắt độ nhám tiện khô Bảng Lực cắt độ nhám tiện có MQL , DDTN-Emusil 10% Bảng Lực cắt độ nhám tiện có MQL , DDTN-Dầu Lạc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Nội dung TT Tên hình Hình 1.1 Qúa trình hình thành phoi tiện thƣờng Hình 1.2 Sơ đồ trình hình thành phoi thép Hình 1.3 Các loại phoi Hình 1.4 Sơ đồ nguồn gốc lực cắt Hinh 1.5 Nguồn gốc phân bố lực cắt Hình 1.6 Quan hệ θ v Hình 1.7 Quan hệ chiều dày cắt nhiệt cắt Hình 1.8 Quan hệ nhiệt cắt với b Hình 1.9 Các dạng mài mòn dung cụ cắt 10 Hình 1.10 Mài mòn mặt sau 11 Hình 1.11 Mài mòn Crater 12 Hình 1.12 Các dạng mài mòn tiện 13 Hình 1.13 Chi tiết bề mặt vật rắn 14 Hình 1.14 Qúa trình hình thành phoi tiện cứng 15 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý đầu phun 16 Hình 3.2 Đầu Phun 17 Hình 3.3 Máy nén khí 18 Hình 3.4 Máy đo nhám Mitutoyo SJ-201 19 Hình 3.5 Dao cán dao 20 Hình 3.6 Mảnh dao CBN 21 Hình 3.7 Lực cắt Py ba chế độ bôi trơn 22 Hình 3.8 Lực cắt trung bình Py 23 Hình 3.9 Lực cắt Pz ba chế độ bôi trơn 24 Hình 3.10 Lực cắt trung bình Pz 25 Hình 3.11 Độ nhám Ra ba chế độ bôi trơn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Phần phụ lục Danh mục Ký hiệu, bảng biểu hình vẽ LỜI NÓI ĐẦU LỜI CÁM ƠN Tính cấp thiết đề tài Mục đích phƣơng pháp nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu 4.Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Nội dung luận văn Mở đầu Chƣơng 1: Tổng quan tiện cứng bôi trơn làm nguội tiện cứng Chƣơng 2: Nghiên cứu ứng dụng bôi trơn tối thiểu vào trình tiện cứng Chƣơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm Phần kết luận chung - Kết luận chung luận văn - Hƣớng nghiên cứu tiếp theo, kiến nghị Phần phụ lục Tài liệu tham khảo CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG VÀ LÀM NGUỘI TỐI KHI TIỆN CỨNG 1.1 Khái niện, ƣu nhƣợc điểm phạm vi ứng dụng 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Ƣu nhƣợc điểm 1.1.3 Phạm vi ứng dụng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.2 Cơ sở vật lý trình cắt tiện 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Qúa trình tạo phoi phân loại phoi Quán trình tạo phoi Phân loại phoi 1.2.3 Lực cắt Lực cắt tiện thành phần lực cắt Các yếu tố ảnh hƣởng đến lực cắt tiện a) Ảnh hƣởng chi tiết gia công đến lực cắt b) Ảnh hƣởng điều kiện gia công đến lực cắt 1.2.4 Nhiệt cắt Qúa trình hình thành nhiệt tiện Ảnh hƣởng nhiệt cắt đến trình cắt tiện Các yếu tố ảnh hƣởng nhiệt cắt tiện Ảnh hƣởng dung dịch trơn nguội dến nhiệt cắt 1.2.5 Mòn dụng cụ Các dạng mài mòn Ảnh hƣởng dung dịch trơn nguội đến mòn dụng cụ 1.2.6 Chất lƣợng bề mặt Khái niệm chung lớp bề mặt Bản chất lớp bề mặt Tính chất hóa lý lớp bề mặt 1.3 Qúa trình cắt tiện cứng 1.3.1 Qúa trình tạo phoi tiện cứng Quá trình tạo phoi phân loại phoi 1.3.2 Lực cắt 1.3.3 Nhiệt cắt 1.3.4 Mòn dụng cụ 1.3.5 Chất lƣợng bề mặt 1.4 Bôi trơn làm nguội tiện cứng 1.4.1 Khái niệm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.2 Dung dịch bôi trơn làm nguội gia công cắt gọt Yêu cầu tác dụng chất làm dung dịch bôi trơn-làm nguội Một số hóa chất thƣờng dùng bôi trơn làm nguội 1.4.3 Các phƣơng pháp bôi trơn làm nguội 1.4.4 Bôi trơn làm nguội tiện cứng 1.5 Khái quát tình hình nghiên cứu nƣớc 1.5.1 Khái tình hình nghiên cứu giới 1.5.2 Khai quát tình hình nghiên cứu Việt Nam Kết luận chƣơng CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ( MQL ) VÀO QUÁ TRÌNH TIỆN CỨNG 2.1 Bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL ) 2.1.1 Bản chất MQL 2.1.2 Ƣu nhƣợc điểm Ƣu điểm Nhƣợc điểm 2.1.3 Phạm vi ứng dụng 2.2 Ảnh hƣởng thông số công nghệ đến MQL 2.2.1 Vị trí vòi phun 2.2.2 Loại dung dịch 2.2.3 Các phƣơng pháp gia công 2.2.4 Áp lực Lƣu lƣợng dòng khí 2.3 Ứng dụng MQL vào tiện cứng 2.3.1 Lý 2.3.2 Mục đích nghiên cứu 2.3.3 Giới hạn vấn đề nghiên cứu Kết luận chƣơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 Xây dựng hệ thống thí nghiệm 3.1.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm 3.1.2 Trang thiết bị thí nghiệm 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm 3.2.1 Qúa trình thí nghiệm 3.2.2 Số liệu thí nghiệm 3.2.3 Sử lý số liệu thí nghiệm Lực cắt PX, Lực cắt PZ Độ nhám - Thảo luận kết Kết luận chƣơng Phần kết luận chung - Kết luận chung luận văn - Hƣớng nghiên cứu tiếp theo, kiến nghị Tài liệu tham khảo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU LỜI CÁM ƠN Đầu tiên xin gởi đến TS Trần Minh Đức lời cám ơn sâu sắc Thầy tận tình hƣớng dẫn để thục đề tài này, định hƣớng đề tài hƣớng dẫn tận tình thầy để đƣợc tiếp cận khai thác tài liệu chuyên môn nhƣ bảo trình viết luận văn làm thực nghiệm Ngoài cám ơn anh em công nhân, nghiên cứu sinh: Cao Thái Sơn giúp hoàn thành tốt luận văn Và quên nói lời cám ơn đến gia đình Tôi xin chúc ngƣời sức khõe, hạnh phúc thành đạt Huế, ngày Tháng Năm 2010 Học viên Nguyễn Trọng Anh Tuấn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tính cấp thiết đề tài - Tiện cứng có nhiều lợi so với mài Lợi đáng kể tiện cứng dùng dụng cụ mà gia công đƣợc nhiều chi tiết có hình dáng khác cách thay đổi đƣờng chạy dao Trong muốn mài đƣợc hình dạng chi tiết khác phải sửa lại đá thay đá khác Đặc biệt tiện cứng gia công đƣợc biên dạng phức tạp mà mài khó thực đƣợc Nếu xét chi phí đầu tƣ máy tiện CNC khoảng 1/2 đến 1/10 máy mài CNC - Tiện cứng phƣơng pháp tiện sử dụng dao vật liệu siêu cứng CBN (Cubic Boron Nitride), PCBN (Polycrystal cubic boron nitride - nitrit bo lập phƣơng đa tinh thể), PCD (Polycrystalline Diamond – Kim cƣơng đa tinh thể) ceramic tổng hợp thay cho mài để gia công thép (có độ cứng lớn 45HRC) Phƣơng pháp gia công khô hoàn thành chi tiết lần gá Cấp xác tiện cứng đạt IT6 độ bóng bề mặt (Rz = – micromet), so sánh với chất lƣợng mài.Thông thƣờng chi tiết thép đƣợc gia công sau nhiệt luyện chuyển qua công đoạn mài Thời gian cho nguyên công mài nhiều lần so với tiện cứng mài đắt so với tiện cứng máy tiện Một hạn chế chi phí cho dung dịch trơn nguội công đoạn mài cao Mặc khác, chất thải mài ngày gây ô nhiễm môi trƣờng, thúc đẩy nhà sản xuất loại dần khâu mài quy trình công nghệ gia công chi tiết Trong đó, tiện cứng đƣợc thực mà không sử dụng dung dịch trơn nguội Vì lí nói trên, tiện cứng dần thay cho mài gia công lần cuối - Khi tiện cứng nhiệt sinh vùng cắt gọt tiện cứng cao, lên đến khoảng 930oC Thông thƣờng tiện cứng ngƣời ta dùng phƣơng pháp gia công khô Để thay phƣơng pháp gia công khô phƣơng pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu Dung dịch bôi trơn đƣợc đƣa vùng cắt dƣới áp suất dòng khí Phƣơng pháp mang lại ƣu điểm giảm lực cắt, tạo lớp bảo vệ bề mặt chi tiết, làm tăng tuổi thọ dụng cụ cắt v v mặt khác phƣơng pháp không làm ô nhiễm môi trƣờng, không gây tác hại cho công nhân,.chi phí thấp lƣợng phun Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn nhỏ không cần tái chế sau sử dụng Từ thấy rằng: sử dụng bôi trơn làm nguội vào tiện cứng làm cải thiện trình cắt tiện Với ƣu điểm nên việc nghiên cứu ảnh hƣởng loại dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt nhám bề mặt gia công tiện cứng thép 9XC cần thiết Mục đích phƣơng pháp nghiên cứu a) Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL) vào tiện cứng Nghiên cứu ảnh hƣởng dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu tiện cứng để từ xác định đƣợc loại dung dịch hợp lý bôi trơn làm nguội tối thiểu - Tìm loại dầu thực vật sẵn có Việt Nam sử dụng làm dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL ) Loại dung dịch mà tác giả chọn dầu Lạc dầu Emusil b) Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm, chủ yếu nghiên cứu thực nghiệm Đối tƣợng nghiên cứu - Vật liệu gia công: Thép 9XC qua có độ cứng 58 ÷62 HRC - Dao: CBN ( Cubic Boron Nitride) - Dung dịch trơn nguội: Gia công khô, MQLvới Dầu lạc, Emusil Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu so sánh phƣơng pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL ) tiện thép 9XC đến lực cắt độ nhám bề mặt chi tiết tiện khô, tiện có bôi trơn làm nguội tối thiểu dung dịch trơn nguội Dầu Lạc, Emusil Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học Góp phần bổ sung phần kiến thức MQL ứng dụng vào tiện cứng số đánh giá thực nghiệm để tối ƣu hóa chọn loại dung dịch bôi trơn tối thiểu đến lực cắt độ nhám bề mặt gia công tiện cứng thép 9XC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 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 ... dụng bôi trơn làm nguội vào tiện cứng làm cải thiện trình cắt tiện Với ƣu điểm nên việc nghiên cứu ảnh hƣởng loại dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt nhám bề mặt gia công tiện cứng. .. thép 9XC cần thiết Mục đích phƣơng pháp nghiên cứu a) Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL) vào tiện cứng Nghiên cứu ảnh hƣởng dung dịch bôi trơn làm nguội. .. sánh phƣơng pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL ) tiện thép 9XC đến lực cắt độ nhám bề mặt chi tiết tiện khô, tiện có bôi trơn làm nguội tối thiểu dung dịch trơn nguội Dầu Lạc, Emusil Ý nghĩa