So sánh chất lượng bề mặt gia công của thép ổ lăn SUJ2 nhiệt luyện khi gia công tinh lần cuối bằng phương pháp tiện cứng với phương pháp mài bằng đá mài AL2O3

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: "SO SÁNH CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CỦA THÉP Ổ LĂN SUJ2 NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH LẦN CUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIỆN CỨNG VỚI PHƯƠNG PHÁP MÀI BẰNG ĐÁ MÀI AL2O3" NGUYỄN XUÂN TIẾN THÁI NGUYÊN - 2011 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - - THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: SO SÁNH CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CỦA THÉP Ổ LĂN SUJ2 NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH LẦN CUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIỆN CỨNG VỚI PHƯƠNG PHÁP MÀI BẰNG ĐÁ MÀI AL2O3 Học Viên: Nguyễn Xuân Tiến Lớp: CHK12 CTM Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy HDKH: PGS.TS Nguyễn Đình Mãn GIÁM HIỆU KHOA SAU ĐẠI HỌC CB HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN PGS.TS Nguyễn Đình Mãn Nguyễn Xuân Tiến THÁI NGUYÊN - 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đình Mãn tham khảo tài liệu liệt kê Tôi không chép công trình cá nhân khác hình thức nào, có xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Người cam đoan Nguyễn Xuân Tiến Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời xin cảm ơn PGS.TS Nguyễn Đình Mãn - Thầy hướng dẫn khoa học định hướng đề tài, hướng dẫn thầy việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo bảo trình viết luận văn Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo TS Ngô Cường tư vấn thầy trình làm thí nghiệm viết luận văn Tôi muốn cảm ơn thầy Dương Văn Oanh – Trưởng môn Cắt gọt Khoa Đào tạo nghề – Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật thầy, cô giáo môn dành cho điều kiện thuận lợi nhất, giúp hoàn thành nghiên cứu Cuối muốn bày tỏ lòng cảm ơn gia đình tôi, thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp ủng hộ động viên suốt trình làm luận văn Tác giả Nguyễn Xuân Tiến Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 11 2.1 Ý nghĩa khoa học .11 2.2 Ý nghĩa thực tiễn 12 Đối tượng, mục đích, phương pháp, nội dung nghiên cứu 12 3.1 Đối tượng nghiên cứu .12 3.2 Mục đích nghiên cứu 12 3.3 Phương pháp nghiên cứu 12 3.4 Nội dung nghiên cứu 13 Chƣơng 1.TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CƠ 14 1.1 Chất lượng bề mặt gia công 14 1.2 Các thông số đánh giá chất lượng bề mặt gia công .14 1.2.1 Độ nhám bề mặt 14 1.2.2 Độ sóng bề mặt .17 1.2.3 Tính chất lý lớp bề mặt sau gia công 18 1.2.3.1 Hiện tượng biến cứng lớp bề mặt 18 1.2.3.2 Ứng suất dư lớp bề mặt .20 1.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt gia công .22 1.3.1 Phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt 22 1.3.2 Phương pháp đánh giá mức độ, chiều sâu lớp biến cứng ứng suất dư .23 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công .24 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.4.1 Ảnh hưởng thông số hình học dụng cụ cắt 24 1.4.2 Ảnh hưởng tốc độ cắt .25 1.4.3 Ảnh hưởng lượng chạy dao .26 1.4.4 Ảnh hưởng chiều sâu cắt 27 1.4.5 Ảnh hưởng vật liệu gia công 27 1.4.6 Ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ 27 1.4.7 Ảnh hưởng độ cứng vật liệu gia công 27 1.4.8 Ảnh hưởng đến lớp biến cứng bề mặt .28 1.5 Kết luận Chương .29 Chƣơng CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI TIỆN BẰNG MẢNH DAO CBN VÀ MÀI BẰNG ĐÁ MÀI AL2O3 .30 2.1 Chất lượng bề mặt gia công tiện cứng 30 2.1.1 Đặc điểm trình tạo phoi tiện cứng .30 2.1.2 Lực cắt tiện 31 2.1.2.1 Lực cắt tiện thành phần lực cắt 31 2.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt tiện 32 2.2 Chất lượng bề mặt gia công mài 35 2.2.1 Chất lượng bề mặt gia công phương pháp mài 35 2.2.1.1 Đặc điểm trình mài 35 2.2.1.2 Chất lượng bề mặt gia công phương pháp mài 36 2.2.2 Các yếu tố đặc trưng chất lượng bề mặt gia công phương pháp mài 36 2.2.2.1 Độ nhám bề mặt yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt 36 2.2.2.2 Độ sóng bề mặt yếu tố ảnh hưởng tới độ sóng bề mặt 38 2.2.2.3 Cấu trúc lớp kim loại bề mặt yếu tố ảnh hưởng tới cấu trúc lớp kim loại bề mặt 39 2.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt gia công tiện cứng mài 41 2.3.1.Các phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt gia công .41 2.3.2 Phương pháp đánh giá cấu trúc lớp kim loại bề mặt gia công 42 2.4 Kết luận Chương .42 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Chƣơng 3.THỰC NGHIỆM SO SÁNH CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CỦA THÉP Ổ LĂN SUJ2 NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH LẦN CUỐI BẰNG PHƢƠNG PHÁP TIỆN CỨNG BẰNG MẢNH CBN VỚI PHƢƠNG PHÁP MÀI BẰNG ĐÁ AL2O3 43 3.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm 43 3.2 Hệ thống thí nghiệm 43 3.2.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm 43 3.3.2 Sơ đồ thí nghiệm .43 3.3.3 Máy thí nghiệm .44 3.3.4 Dao tiện 45 3.3.5 Đá mài .46 3.3.6 Vật liệu thí nghiệm 47 3.3.8 Tưới nguội .48 3.3.10 Chế độ cắt 48 3.3.11 Thiết bị đo .48 3.4 Kết thảo luận 48 3.4.1 Hình thái bề mặt gia công .48 3.4.2 Nhám bề mặt gia công 52 3.4.3 Cấu trúc tế vi lớp kim loại bề mặt gia công 53 3.5 Kết luận Chương .55 KẾT LUẬN CHUNG 56 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI .56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ap: Chiều dày phoi Kbd: Mức độ biến dạng phoi miền tạo phoi Mms: Mức độ biến dạng phoi ma sát với mặt trước dao Kf: Mức độ biến dạng phoi θ : Góc trượt γ: Góc trước dao PX: Lực chiều trục tiện PY: Lực hướng kính tiện PZ: Lực tiếp tuyến tiện S: Lượng chạy dao (mm/vòng) t : Chiều sâu cắt (mm) v : Vận tốc cắt (m/phút) c: Nhiệt dung riêng Φ: Góc tạo phoi K: Hệ số thẩm nhiệt Ra, Rz: Độ nhám bề mặt Vđ: Tốc độ đá mài t : Chiều sâu mài De : Đường kính tương đương đá mài az: Chiều sâu cắt hạt mài Sd: Lượng chạy dao dọc Ssđ : Lượng chạy dao dọc sửa đá tsđ : Chiều sâu cắt sửa đá : Hệ số truyền nhiệt Tm: Nhiệt cắt Q: Lưu lượng tưới m: Nồng độ dung dịch Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 3.1 Tỷ lệ nguyên tố thép SUJ2 47 Bảng 3.2 Kí hiệu tương đương mác thép SUJ2 nước 47 Trang Các giá trị Ra, Rz chiều dài chuẩn l ứng với cấp độ 16 nhám bề mặt Mức độ chiều sâu lớp biến cứng phương pháp 18 gia công DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Nội dung TT Hình số Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Ảnh hưởng tốc độ cắt đến nhám bề mặt gia công thép 25 Hình 1.7 Ảnh hưởng lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt 26 Hình 1.8 Hình 2.1 10 Hình 2.2 11 Hình 2.3 Trang Độ nhám bề mặt 14 Quan hệ bán kính mũi dao chiều sâu lớp biến cứng với lượng chạy dao khác (khi dao chưa bị mòn) 19 Quan hệ vận tốc cắt với chiều sâu lớp biến cứng ứng với lượng mòn mặt sau khác dao tiện 20 Ảnh hưởng hình dạng lưỡi cắt lượng chạy dao đến nhám bề mặt (54,7HRC, chiều dài 101,6mm) 24 Ảnh hưởng hình dạng lưỡi cắt lượng chạy dao đến nhám bề mặt (51,3HRC, chiều dài = 101,6mm) 24 Ảnh hưởng độ cứng phôi hình dạng lưỡi cắt đến nhám bề mặt (lượng chạy dao = 0,2mm/vòng, chiều dài = 03,2mm) Hệ thống lực cắt tiện 28 32 Ảnh hưởng góc trước đến lực cắt ứng suất dư 33 dụng cụ cắt Ảnh hưởng lượng chạy dao độ cứng phôi đến lực cắt Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 33 12 Hình 2.4 Ảnh hưởng bán kính mũi dao (a) góc trước đến lực cắt 34 13 Hình 2.5 Sự hình thành độ nhám bề mặt gia công mài 36 14 Hình 2.6 Ảnh SEM bề mặt mài 37 15 Hình 3.1 Sơ đồ thí nghiệm tiện cứng 43 16 Hình 3.2 Sơ đồ thí nghiệm mài tròn 44 17 Hình 3.3 Mảnh dao CNGA120408S01030A/CB7025 46 18 Hình 3.4 Thân dao DCLNR 2525M 16 46 19 Hình 3.5 Mẫu thí nghiệm 47 20 Hình 3.6 Ảnh SEM bề mặt thép SUJ2 mài đá mài Al203 49 21 Hình 3.7 Ảnh SEM bề mặt thép SUJ2 tiện cứng mảnh CBN 49 22 Hình 3.8 Độ nhám bề mặt thép SUJ2 mài đá Al2O3 51 23 Hình 3.9 Độ nhám bề mặt thép SUJ2 tiện cứng mảnh CBN 51 24 Hình 3.10 25 Hình 3.11 Cấu trúc tế vi mẫu thép SU J2 qua nhiệt luyện mài 52 đá mài AL2O3 Cấu trúc tế vi mẫu thép SU J2 qua nhiệt luyện tiện 53 mảnh CBN PHẦN MỞ ĐẦU Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 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 ... 3.THỰC NGHIỆM SO SÁNH CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CỦA THÉP Ổ LĂN SUJ2 NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH LẦN CUỐI BẰNG PHƢƠNG PHÁP TIỆN CỨNG BẰNG MẢNH CBN VỚI PHƢƠNG PHÁP MÀI BẰNG ĐÁ AL2O3 43... CÔNG NGHIỆP - - THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: SO SÁNH CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CỦA THÉP Ổ LĂN SUJ2 NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH LẦN CUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIỆN CỨNG... tiện 32 2.2 Chất lượng bề mặt gia công mài 35 2.2.1 Chất lượng bề mặt gia công phương pháp mài 35 2.2.1.1 Đặc điểm trình mài 35 2.2.1.2 Chất lượng bề mặt gia công phương