Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu nano (Luận văn thạc sĩ)
1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP LÊ VĂN THIỆN KHẢO SÁT MỊN DAO KHI BƠI TRƠN, LÀM MÁT Q TRÌNH PHAY BẰNG DẦU NANO LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Thái Nguyên, tháng năm 2018 MỤC LỤC Trang Mục lục Lời cam đoan Danh mục bảng số liệu Bảng ký hiệu chữ viết tắt Danh mục hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp Lời nói đầu Chương 1: Tổng quan q trình cắt – mòn dao thép gió phay 11 1.1 Quá trình phay phay rãnh 11 1.1.1 Khái niệm trình phay 11 1.1.2 Quá trình cắt phay 12 1.1.3 Các chuyển động phay 16 1.1.4 Các thành phần lớp bề mặt bị cắt phay 16 1.1.5 Các thành phần lực cắt cơng suất cắt phay 21 1.2 Mòn tuổi bền dụng cụ 23 1.2.1 Khái niệm chung mòn 23 1.2.2 Các chế mòn hai bề mặt trượt tương đối 24 1.2.3 Mòn dụng cụ cách xác định 27 1.2.4 Quy luật mòn dụng cụ cắt 30 Chương 2: Ảnh hưởng dung dịch bôi trơn làm nguội tới thông 31 số trình phay 2.1 Sơ lược bôi trơn làm nguội gia công cắt gọt 31 2.2 Dung dịch bơi trơn làm nguội q trình cắt gọt kim loại 31 2.2.1 Yêu cầu dung dịch trơn nguội 31 2.2.2 Các loại dung dịch bôi trơn làm nguội dùng gia công cắt gọt 32 2.2.3 Cách sử dụng dung dịch trơn nguội phay 36 2.3 Các phương pháp bôi trơn – làm nguội 2.3.1 Phương pháp bôi trơn – làm nguội tưới tràn 39 39 2.3.2 Phương pháp gia công khô 40 2.3.3 Phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu 41 2.4 Ảnh hưởng bôi trơn làm nguội tới q trình phay sử dụng dao thép 42 gió 2.4.1 Ảnh hưởng đến nhiệt cắt 42 2.4.2 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến lực cắt 44 2.4.3 Ảnh hưởng đến mòn tuổi bền dụng cụ cắt 44 2.4.4 Ảnh hưởng đến chiều cao nhấp nhô bề mặt 45 Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng dầu Emusil có trộn bột Al2O3 47 vào dầu Emusil phay rãnh sử dụng dao phay thép gió 3.1 Đặt vấn đề 47 3.2 Hệ thống thí nghiệm 48 3.2.1 Trang thiết bị thí nghiệm 48 3.2.2 Chế độ cơng nghệ 51 3.3 Thiết kế thí nghiệm Taguchi 62 3.3.1 Xây dựng ma trận thí nghiệm 63 3.3.2 Chỉ tiêu đánh giá 65 3.3.3 Phân tích kết 66 3.4 Xử lý kết phân tích 69 3.4.1 Kết thí nghiệm 69 3.4.2 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới lượng mòn mặt sau 70 3.4.3 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới độ nhám bề mặt gia công 75 3.5 Kết luận 79 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 85 LỜI CAM ĐOAN Tên là: Lê Văn Thiện Học viên lớp cao học khóa K17 - Chuyên ngành: Kỹ thuật khí - Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Nguyên Hiện công tác Nhà máy Z131/Tổng cục CNQP/BQP Tơi xin cam đoan kết có luận văn thân thực hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Hoàng Vị Ngồi thơng tin trích dẫn từ tài liệu tham khảo liệt kê, kết số liệu thực nghiệm thực chưa cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, tháng năm 2018 Người thực Lê Văn Thiện DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU TT Số bảng 1 Phụ lục Nội dung Trang Phiếu báo kết đo độ dẫn nhiệt dung dịch dầu Trung tâm phát triển công nghệ cao/Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam 86 Phiếu kết phân tích kiểm tra mật độ hạt dầu Viện Hóa học cơng nghiệp Việt Nam 87 3 4 5 Phiếu báo kết thử nghiệm, thí nghiệm đo độ nhớt dung dịch nhiệt độ khác Nhà máy Z131/Tổng cục CNQP Phiếu báo kết thử nghiệm, thí nghiệm đo độ nhớt dung dịch Nhà máy Z131/Tổng cục CNQP Văn cho phép thực thí nghiệm đề tài Nhà máy Z131/Tổng cục CNQP 88 89 90 Ghi BẢNG CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiÖu V n S t, B, a Tên đại lượng Chuyển động Chuyển động chạy dao Chiều sâu, chiều rộng chiều dày cắt Sz, Sv, Sph Lượng chạy dao răng, vòng phút Vc Vận tốc cắt R Lực cắt tổng ψ Góc tiếp xúc P, f Lực cắt, tiết diện ngang η , Kn, M Hiệu suất máy, hệ số tải tức thời, mô men xoắn Q Lượng mòn đơn vị chiều dài quãng đường trượt N Số lượng giá trị kiểm tra Giá trị trung bình kết kiểm tra Ai Giá trị mức i thí nghiệm NK Số lượng kiểm tra trạng thái i T Tổng giá trị kiểm tra F Hệ số Fisher S/N Tỷ số tín hiệu nhiễu DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ - ẢNH CHỤP TT Hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1.9 1.10 1.11 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 Nội dung Trang 12 Quá trình hình thành phoi 13 Các dạng phoi gia cơng cắt gọt kim loại 17 Góc tiếp xúc phay dao phay mặt đầu, dao phay ngón 18 Phay khơng đối xứng dao phay mặt đầu, dao phay ngón 19 Chiều dày cắt phay dao phay ngón, dao phay mặt đầu 20 Các phương pháp phay 21 Khi phay dao phay trụ thẳng Sơ đồ thể khả tương tác hạt mài với bề 26 mặt vật liệu, vết mòn mặt cắt ngang 28 Các dạng mòn phần cắt dụng cụ 29 Các thơng số đặc trưng cho mòn mặt trước mặt sau 30 Quan hệ độ mòn thời gian làm việc dao 33 Các phần tử hoà tan nước 33 Các phần tử tích tụ khối phần tử hoà tan nước 34 Các phân tử hoà tan dạng thể sữa 35 Các phân tử hồ tan hợp chất hố học 35 Các phần tử hoà tan hợp chất dầu 37 Dẫn dung dịch vào hai mặt bên dao phay 37 Dẫn dung dịch vào mặt trước mặt sau dao phay 38 Dẫn dung dịch vào tất lưỡi cắt Gia công phương pháp tưới tràn máy phay 40 Phương pháp gia công khô máy phay 41 Gia công phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu Các vùng sinh nhiệt chủ yếu tiện Máy phay vạn X63W/1 Thiết kế dao phay chi tiết loa Dao phay chi tiết loa phục vụ cho thí nghiệm Phơi hồn chỉnh phục vụ cho thí nghiệm Sản phẩm sau phay rãnh Máy khuấy dung dịch Dung dịch 0,1% Al2O3 Dung dịch 0,2% Al2O3 42 43 49 50 51 52 53 55 56 56 TT 32 33 34 35 36 Hình 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 37 3.14 38 3.15 39 3.16 40 3.17 41 42 3.18 3.19 43 3.20 44 3.21 45 3.22 46 3.23 47 3.24 48 3.25 49 3.26 50 3.27 51 3.28 52 3.29 53 3.30 54 3.31 Nội dung Trang Dung dịch 0,3% Al2O3 Dung dịch 0,5% Al2O3 Dung dịch 1,0% Al2O3 Dung dịch 2,0% Al2O3 Thiết bị đo độ nhớt TV250, xuất xứ Hà lan Biểu đồ kết đo độ nhớt (cSt) 400C, 600C, 800C, 1000C dầu bôi trơn làm mát trộn bột nano Al2O3 Biểu đồ kết đo độ dẫn nhiệt (W.m/K) dầu emusil trộn bột nano Al2O3 Đo độ nhám sản phẩm Thiết lập thông số mơ hình thí nghiệm TAGUCHI Phay rãnh loa Mẫu sản phẩm dao sau phay Giá trị trung bình lượng mòn mặt sau mức độ ảnh hưởng thông số Ảnh hưởng tới giá trị trung bình lượng mòn mặt sau Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt vận tốc cắt tới lượng mòn mặt sau Tỷ số S/N trung bình lượng mòn mặt sau mức độ ảnh hưởng thông số Ảnh hưởng thông số tới tỷ số S/N lượng mòn mặt sau Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt nano vận tốc cắt tới tỷ số S/N lượng mòn mặt sau cắt Giá trị độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng thông số Ảnh hưởng thơng số tới giá trị độ nhám trung bình Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt nano vận tốc cắt tới giá trị độ nhám trung bình Tỷ số S/N độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng thông số Ảnh hưởng thông số tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt nano vận tốc cắt tới tỷ số S/N độ nhám trung bình 57 58 58 59 60 61 62 66 69 69 70 71 72 73 73 74 75 75 76 77 78 78 79 LỜI NÓI ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Dung dịch trơn nguội sử dụng rộng rãi trình gia cơng cắt gọt nhằm làm giảm nhiệt cắt, bôi trơn, di chuyển phoi khỏi vùng cắt bảo vệ ăn mòn Phương pháp nhà khoa học quan tâm nghiên cứu với hướng chủ yếu: nâng cao hiệu bôi trơn làm nguội, tiết kiệm dung dịch trơn nguội, đảm bảo cho máy móc, thiết bị hoạt động ổn định, giảm chi phí bảo dưỡng, nâng cao tuổi thọ sử dụng độ tin cậy chúng Tìm chất phụ gia nhằm nâng cao hoạt tính dung dịch trơn nguội Nghiên cứu loại dung dịch trơn nguội độc hại, thân thiện với mơi trường Điều đặt việc tìm tòi giải pháp nhằm đáp ứng tốt yêu cầu nêu Một giải pháp sử dụng dầu Nano để bơi trơn, làm mát q trình phay Theo tài liệu công bố bôi trơn làm mát gia cơng cắt gọt nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng mòn dao bơi trơn, làm mát trình phay dầu Nano chưa nghiên cứu nhiều Chính tác giả chọn đề tài “Khảo sát mòn dao bơi trơn, làm mát q trình phay dầu Nano”, góp phần hồn thiện bổ sung kiến thức lý thuyết cải thiện nâng cao hiệu sản xuất nói chung Nhà máy Z131 nói riêng Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ hạt nano tới mòn dao bơi trơn, làm mát trình phay dầu Nano để bước đầu dự đoán tỷ lệ cỡ hạt nano hợp lý bổ xung vào dầu nano nhằm nâng cao hiệu trình phay Dự kiến kết đạt - Đưa thông số kỹ thuật dầu Nano dùng cho bôi trơn làm mát - So sánh lượng mòn mặt sau dao lực cắt sử dụng dầu nano với không sử dụng 10 - Xác định tỷ lệ cỡ hạt hợp lý trộn bột Nano vào dầu công nghiệp Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Kết đề tài làm rõ ảnh hưởng việc sử dụng dầu nano tới mòn dao bơi trơn, làm mát q trình phay dầu Nano Đưa giải pháp kỹ thuật bôi trơn làm nguội gia công cắt gọt - Kết thực nghiệm đề tài hồn tồn triển khai vào sản xuất nhằm nâng cao hiệu q trình gia cơng chế tạo chi tiết máy sản xuất công nghiệp Phương pháp nghiên cứu Với mục đích nghiên cứu ứng dụng dầu Nano vào phay, tác giả chọn phương pháp nghiên cứu kết hợp nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu lý thuyết tổng quan vấn đề liên quan đến gia cơng phay cứng từ định hướng cho nghiên cứu mòn, chế mòn dao Nghiên cứu thực nghiệm để xác định ảnh hưởng mòn dao bơi trơn, làm mát q trình phay dầu Nano từ so sánh hiệu gia công sử dụng dầu Nano so với gia công sử dụng dầu bôi trơn làm mát (Emulsi) Các công cụ cần thiết cho nghiên cứu - Sử dụng dầu công nghiệp BW Cool EX-8500V, dao phay, bột Nano - Máy móc, thiết bị Nhà máy Z131/TCCNQP, Viện Hàn lâm khoa học Việt Nam, Viện hóa học công nghiệp Việt Nam số đơn vị để thực khảo sát, thử nghiệm … Nội dung nghiên cứu luận văn Ngồi lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung gồm chương phần kết luận chung Chương 1: Tổng quan q trình cắt – mòn dao thép gió phay Chương 2: Ảnh hưởng dung dịch bôi trơn làm nguội tới thông số trình phay Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng dầu Emusil có trộn bột Al2O3 vào dầu Emusil phay rãnh sử dụng dao phay thép gió Phần Kết luận chung 71 Hình 3.19 Mẫu sản phẩm dao sau phay Bộ thí nghiệm tổng hợp xử lý phần mềm minitab 16, thu kết bảng 3.10 Bảng 3.10 Giá trị lượng mòn, độ nhám tỷ số S/N tương ứng TT Tỷ lệ (%) Vận tốc cắt Hs(µm) S/N(Hs) Ra(µm) S/N(Ra) (m/ph) 0.0 25 90.0 -39.0849 2.020 -6.10846 0.0 30 95.0 -39.5545 2.507 -7.98193 0.0 35 118.3 -41.4621 2.844 -9.07961 0.2 25 41.7 -32.3958 0.857 1.34038 0.2 30 45.0 -33.0643 0.971 0.25263 0.2 35 46.7 -33.3801 1.100 -0.82522 0.4 25 51.7 -34.2642 1.604 -4.10589 0.4 30 61.7 -35.8010 1.693 -4.57485 0.4 35 63.3 -36.0326 1.968 -5.88050 3.4.2 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới lượng mòn mặt sau Sử dụng phần mềm Minitab, phân tích phương sai cho giá trị lượng mòn mặt sau với khoảng tin cậy 95,6% Kết phân tích cho thấy giá trị trung bình lượng mòn mặt sau ứng với mức khác với thông số khảo sát thứ tự ảnh hưởng thơng số tới giá trị lượng mòn mặt sau thể hình 72 3.9 Kết phân tích cho thấy số thơng số khảo sát tỷ lệ bột thơng số có ảnh hưởng mạnh tới giá trị trung bình lượng mòn mặt sau Hình 3.20 Giá trị trung bình lượng mòn mặt sau mức độ ảnh hưởng thông số Ảnh hưởng thông số khảo sát tương tác chúng tới lượng mòn mặt sau thể Hình 3.21 Hình 3.21 Qua đồ thị ảnh hưởng thơng số tới giá trị lượng mòn mặt sau phân tích đánh giá chi tiết Khi tăng vận tốc cắt từ 25 m/phút lên đến 35 m/phút giá trị trung bình lượng mòn mặt sau tăng từ 61,11 μm đến 76,11 μm Như vậy, tăng vận tốc cắt nằm dải vận tốc cắt thấp lực cắt có xu hướng tăng dần làm tăng dần lượng mòn mặt sau Quan sát đồ thị nhận thấy, tăng tỷ lệ % bột nano Al2O3 trộn vào dầu, giá trị trung bình lượng mòn mặt sau giảm đạt giá trị nhỏ tỷ lệ bột 0,2% Nguyên nhân tỷ lệ bột tăng, đồng nghĩa với số lượng hạt nano Al2O3 bề mặt tiếp xúc tăng (tiếp xúc phoi mặt trước tiếp xúc mặt sau dao), làm giảm ma sát, tăng khả thoát phoi kết giảm lực cắt, giảm lượng mòn dao phay Hạt nano Al2O3 có hình dạng cầu, có khả làm giảm ma sát đồng thời tăng khả truyền nhiệt dẫn tới giảm lượng cần thiết để bóc tách phoi, lực cắt giảm giảm mòn dao Khi trộn hạt nano tạo lớp dầu hàng ngàn hạt nano hình cầu vùng tiếp xúc ma sát làm cho phoi dễ dàng từ giảm mòn dao phay Tuy nhiên, giá trị lượng mòn mặt sau phay tăng tiếp tục tăng tỷ lệ hạt nano Al2O3 trộn vào dầu bôi trơn làm mát lên 0,4% Khi tỷ lệ bột tăng lớn gây tượng lắng đọng, hạt nano co cụm lại gây tượng cào xước, dẫn tới dao bị mòn 73 µm m/ph Hình 3.21 Ảnh hưởng tới giá trị trung bình lượng mòn mặt sau Phân tích Taguchi cho phép ta đánh giá mức độ ảnh hưởng tương tác thông số khảo sát tới giá trị trung bình lượng mòn mặt sau, hình 3.21 Có thể thấy tương tác vận tốc cắt tỷ lệ bột ảnh hưởng không nhiều tới lượng mòn mặt sau dao phay Với vận tốc cắt 35 m/ph tỷ lệ hạt có ảnh hưởng lớn tới lượng mòn mặt sau dao Khi khơng trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng mạnh tới lượng mòn mặt sau trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng khơng lớn tới lượng mòn mặt sau Lượng mòn mặt sau nhỏ sử dụng vận tốc cắt 25 m/ph trộn dầu bôi trơn làm mát với 0,2% bột nano Al2O3-80nm 74 m/ph % Hình 3.22 Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt vận tốc cắt tới lượng mòn mặt sau Sử dụng phần mềm Minitab, phân tích phương sai cho tỷ số tín hiệu nhiễu S/N tính cho lượng mòn mặt sau với khoảng tin cậy 95% Kết phân tích cho thấy tỷ số tín hiệu nhiễu tính cho lượng mòn mặt sau ứng với mức khác với thông số khảo sát thứ tự ảnh hưởng thông số tới giá trị tỷ số S/N lượng mòn mặt sau thể hình 3.23 Kết phân tích cho thấy số thơng số khảo sát tỷ lệ bột thơng số có ảnh hưởng mạnh tới tỷ số S/N lượng mòn mặt sau Hình 3.23 Tỷ số S/N trung bình lượng mòn mặt sau mức độ ảnh hưởng thông số Ảnh hưởng thông số khảo sát tới tỷ số S/N giá trị lượng mòn mặt sau thể Hình 3.24 Kết cho thấy: tỷ số S/N tăng nhanh tăng 75 tỷ lệ hạt lên 0,2 % có giảm nhẹ tiếp tục tăng lên 0,4%; giảm tốc độ cắt tỷ số S/N tăng, tốc độ tăng nhỏ % m/ph Hình 3.24 Ảnh hưởng thơng số tới tỷ số S/N lượng mòn mặt sau Hình 3.25 mô tả ảnh hưởng tương tác thông số khảo sát tới tỷ số S/N lượng mòn mặt sau Kết cho thấy tương tác tốc độ cắt với cỡ hạt tương tác vận tốc cắt tỷ lệ bột ảnh hưởng không nhiều tới tỷ số S/N Khi khơng trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng mạnh tới tỷ số S/N lượng mòn mặt sau trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng khơng lớn tới lượng mòn mặt sau Tỷ số S/N lượng mòn mặt sau lớn sử dụng vận tốc cắt 25 m/ph trộn dầu bôi trơn làm mát với 0,2% bột nano Al2O3-80nm 76 m/ph % Hình 3.25 Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt nano vận tốc cắt tới tỷ số S/N lượng mòn mặt sau cắt 3.4.3 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát tới độ nhám bề mặt gia công Sử dụng phần mềm Minitab, phân tích phương sai cho giá trị độ nhám trung bình với khoảng tin cậy 98% Kết phân tích cho thấy giá trị trung bình độ nhám ứng với mức khác với thông số khảo sát thứ tự ảnh hưởng thông số tới giá trị độ nhám thể hình 3.26 Kết phân tích cho thấy số thơng số khảo sát tỷ lệ bột thơng số có ảnh hưởng mạnh tới giá trị trung bình độ nhám bề mặt gia cơng Hình 3.26 Giá trị độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng thông số 77 Ảnh hưởng thông số khảo sát tương tác chúng tới giá trị độ nhám trung bình bề mặt gia cơng thể Hình 3.27 Hình 3.28 Kết cho thấy: Khi tăng vận tốc cắt từ 25 m/phút lên đến 30 m/phút giá trị độ nhám trung bình giảm, tăng lên đến 35 m/ph độ nhám lại tăng Quan sát đồ thị cho thấy, tăng tỷ lệ % bột nano Al2O3 trộn vào dầu, giá trị trung bình độ nhám bề mặt giảm đạt giá trị nhỏ tỷ lệ bột 0,2% Nguyên nhân tỷ lệ bột tăng, đồng nghĩa với số lượng hạt nano Al2O3 bề mặt tiếp xúc tăng (tiếp xúc phoi mặt trước tiếp xúc mặt sau dao), làm giảm ma sát, tăng khả thoát phoi dẫn tới giảm độ nhám bề mặt Tuy nhiên, tỷ lệ % bột lớn (0,4% bột) quan sát thấy độ nhám bề mặt gia cơng tăng lên, có tượng hạt nano co cụm gây tượng cào xước lớp bề mặt µm % m/ph Hình 3.27 Ảnh hưởng thông số tới giá trị độ nhám trung bình Phân tích Taguchi cho phép ta đánh giá mức độ ảnh hưởng tương tác thông số khảo sát tới giá trị trung bình lượng mòn mặt sau, hình 3.28 Có thể thấy tương tác vận tốc cắt tỷ lệ bột ảnh hưởng đánh kể tới giá trị độ nhám trung bình bề mặt gia công Với vận tốc cắt 35 m/ph tỷ lệ hạt có ảnh 78 hưởng lớn tới độ nhám trung bình bề mặt gia cơng, độ nhám bề mặt nhỏ tỷ lệ hạt 0,2% Khi khơng trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng mạnh tới độ nhám trung bình trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng khơng lớn tới độ nhám trung bình độ nhám trung bình nhỏ sử dụng vận tốc cắt 35 m/ph trộn dầu bôi trơn làm mát với 0,2% bột nano Al2O3-80nm m/ph % Hình 3.28 Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt nano vận tốc cắt tới giá trị độ nhám trung bình Sử dụng phần mềm Minitab, phân tích phương sai cho tỷ số tín hiệu nhiễu S/N tính cho độ nhám trung bình với khoảng tin cậy 97,8% Kết phân tích cho thấy tỷ số tín hiệu nhiễu tính cho độ nhám trung bình ứng với mức khác với thông số khảo sát thứ tự ảnh hưởng thông số tới giá trị tỷ số S/N độ nhám trung bình thể hình 3.29 Kết phân tích cho thấy số thơng số khảo sát tỷ lệ bột thơng số có ảnh hưởng mạnh tới tỷ số S/N độ nhám trung bình bề mặt gia cơng 79 Hình 3.29 Tỷ số S/N độ nhám trung bình mức độ ảnh hưởng thơng số Ảnh hưởng thông số khảo sát tới tỷ số S/N độ nhám trung bình thể Hình 3.30 Kết cho thấy: tỷ số S/N tăng nhanh tăng tỷ lệ hạt lên 0,2 % có giảm mạnh tiếp tục tăng lên 0,4%; vận tốc cắt ảnh hưởng không nhiều tới tỷ số tín hiệu nhiễu S/N tính cho độ nhám bề mặt gia cơng m/ph Hình 3.30 Ảnh hưởng thông số tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Hình 3.31 mơ tả ảnh hưởng tương tác thông số khảo sát tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Kết cho thấy tương tác tốc độ cắt với cỡ hạt tương tác vận tốc cắt tỷ lệ bột ảnh hưởng không nhiều tới tỷ số S/N 80 độ nhám trung bình Khi khơng trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng mạnh tới tỷ số S/N độ nhám trung bình trộn bột vận tốc cắt ảnh hưởng không lớn tới tỷ số S/N độ nhám trung bình Tỷ số S/N độ nhám trung bình lớn sử dụng vận tốc cắt 35 m/ph trộn dầu bôi trơn làm mát với 0,2% bột nano Al2O3-80nm m/ph % Hình 3.31 Ảnh hưởng tương tác tỷ lệ hạt nano vận tốc cắt tới tỷ số S/N độ nhám trung bình 3.5 Kết luận - Tác giả xây dựng mơ hình thí nghiệm phân tích ảnh hưởng dung dịch bơi trơn làm mát tới lượng mòn dụng cụ cắt độ nhám bề mặt gia công - Phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi sử dụng cho thấy tỷ lệ hạt ảnh hưởng mạnh tới độ nhám bề mặt lượng mòn dao Lượng mòn dao nhỏ giảm tăng tỷ lệ bột nano trộn vào dầu bôi trơn làm mát nhỏ trộn 0,2% bột nano Al2O3 Trong tăng vận tốc cắt lượng mòn dao tăng ảnh hưởng tương tác tỷ lệ bột giá trị vận tốc cắt không đáng kể 81 Tác giả phân tích mật độ hạt nano có dung dịch, ảnh hưởng tỷ lệ bột vận tốc cắt tới độ nhám bề mặt sau phay Khi tăng tỷ lệ bột độ nhám bề mặt giảm, đạt giá trị nhỏ trộn 0,2% bột Đồng thời phân tích Taguchi đánh giá ảnh hưởng thơng số tới tỷ số tín hiệu nhiễu S/N tính cho lượng mòn dao độ nhám bề mặt gia công Kết cho thấy trộn 0,2% bột nano với vận tốc cắt 25 m/ph kết bị ảnh hưởng nhiễu 82 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận chung Qua chương đề tài giải vấn đề sau: - Nghiên cứu đặc điểm trình phay yếu tố trình phay rãnh sử dụng dao phay thép gió - Nghiên cứu dung dịch bôi trơn làm mát phương pháp bôi trơn làm mát áp dụng cho trình phay - Xây dựng ma trận thí nghiệm sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi để phân tích ảnh hưởng dầu bơi trơn làm mát tới mòn dao độ nhám bề mặt gia công - Nghiên cứu cho thấy sử dụng dung dịch bôi trơn làm mát có bổ sung hạt nano oxit nhơm vào q trình phay sử dụng dao phay thép gió giảm mòn giảm độ nhám bề mặt gia cơng - Nghiên cứu sử dụng dung dịch bơi trơn làm mát có trộn 0,2% bột nano oxit nhơm cho lượng mòn dao độ nhám bề mặt gia công nhỏ Hướng nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng kích cỡ hạt, loại hạt tỷ lệ trộn bột tới thơng số q trình phay sử dụng dao phay thép gió 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Minh Đức, Ảnh hưởng phương pháp tưới dung dịch đến mòn tuổi bền dao tiện cắt đứt, Tạp chí khoa học cơng nghệ trường đại học kỹ thuật số 67, 2008 [2] Trần Minh Đức, Phạm Quang Đồng, Ảnh hưởng phương pháp tưới dung dịch đến mòn, tuổi bền dao nhám bề mặt phay rãnh dao phay ngón, Tạp chí khoa học cơng nghệ trường đại học kỹ thuật số 65, 2008 [3] Trần Văn Địch, Nguyên lý cắt kim loại, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2006 [4] Phạm Quang Lê, Kỹ thuật phay, Nhà xuất công nhân kỹ thuật, Hà nội, 1979 [5] Nghiêm Hùng, Vật liệu học sở, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2002 [6] C.V A-vơ-ru-chin (Nguyễn Bá Toàn dịch), Kỹ thuật phay (tập II), Nhà xuất công nghiệp, Hà nội, 1962 [7] Ph.A Barơbasôp (Trần Văn Địch dịch), Kỹ thuật phay, Nhà xuất Mir, 1980 [8] Jim lorincz, Senior, The right solutions for coolant, @sme.org, 2007 [9] Zhang Dongkun, Li Changhe, Jia Dongzhou, Zhang Yanbin, Zhang Xiaowei, “Specific grinding energy and surface roughness of nanoparticle jet minimum quantity lubrication in grinding”, 2014 [10] M Sayuti & Ahmed A D Sarhan & M Hamdi, “An investigation of optimum SiO2 nanolubrication parameters in end milling of aerospace Al6061-T6 alloy”, 2012 [11] R Padmini, P Vamsi Krishna, G Krishna Mohana, “Effectiveness of vegetable oil based nanoíluids as potential cutting íluids in turning AISI 1040 Steel”, 2015 84 [12] Bizhan Rahmati & Ahmed A D Sarhan & M Sayuti, “Investigating the optimum molybdenum disulfide (MoS2) nanolubrication parameters in CNC milling of AL6061-T6 alloy”, 2013 [13] GS.TSKH Bành Tiến Long, PGS.TS Trần Thế Lục, PGS.TS Trần Sĩ Túy; Nguyên lý gia công vật liệu; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật; Hà Nội – 2001 [14] Ac-xi-nôp V A., G A A-lếch-xây-ép (1961), Cắt gọt kim loại tập 1, Nguyễn Tiến Đạt dịch, Nxb Công nghiệp Hà Nội [15] Trent E M and Wright P.K (2000), Metal Cutting, ButterworthHeinemann, USA [16] Zorev N N (1966), Metal Cutting Mechanics, Pergamon Press, Oxford [17] Doyle E D Home J C and Tabor D (1979), ‘’Frictional Interaction beween Chip Land Rake Face in Continuous Chip Formation’’, Proceeding of Royal Society Lodon, A 336, pp 173-183 [18] Li K M., Liang S Y (2007), “Performance profiling of minimum quantity lubrication in machining”, International Journal of Advance Manufacturing Technology, Vol 35, pp 226–233 [19] Li K M., Liang S Y (2007), “Performance profiling of minimum quantity lubrication in machining”, International Journal of Advance Manufacturing Technology, Vol 35, pp 226–233 [20] Khan M.M.A., Mithu M.A.H., Dhar N.R (2009), “Effects of minimum quantity lubrication on turning AISI 9310 alloy steel using vegetable oil-based cutting fluid”, Journal of Materials Processing Technology , Vol.209, Issues 15–16, pp 5573-5583 [21] Trần Minh Đức, Nguyễn Đăng Bình, Nguyễn Đăng Hòe, Phan Quang Thế, Nguyễn Văn Hùng (2007), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn-làm nguội tối thiểu gia công cắt gọt, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ trọng điểm, Mã số: B2005-01-61TD [22] Sharma V S., Dogra M., Suri N M (2009), “Cooling techniques for improved productivity in turning”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol 49, pp 435-453 85 [23] Schneider M., Abt C and Klein F (2008), “Grinding With internal cooling lubricant supply”, 6th International DAAAM Baltic Conference , Industrial Engineering, 24-26 April 2008, Tallinn, Estonia, pp 281-283 [24] Penalva M L., Arizmendi M., Diaz F., Fernandez J (2002), “Effect of tool wear on roughness in hard turning”, Annals of the CIRP, Vol 51, pp 57-60 [25] Chou Y K and Song H (2004), “Tool nose radius effects on finish hard turning”, Journal of Materials Processing Technology, Vol 148, pp 259-268 [26] Liao Y S., Lin H M., Chen Y C (2007), “Feasibility study of the minimum quantity lubrication in high-speed end milling of NAK80 hardened steel by coated carbide tool”, Machine tools and Manufacture, Vol 47, pp 1667-1676 [27] Xia YQ, Wang L, Wang XB (2007), Application of synthetic lubricants in gear transmission, J Shenyang Univ Technol 29:484–487 doi:10.3969/j.issn.1000 1646.2007.05.002 [28] Bakunin VN, Suslov AY, Kuzmina GN, Parenago OP (2005) Recent achievements in the synthesis and application of inorganic nanoparticles as lubricant components J Lubr Sci 17:127–145 doi:10.1002/ls.3010170202 [29] Srikant RR, Rao DN, Subrahmanyam MS, Krishna VP (2009) Applicability of cutting fluids with nanoparticle inclusion as coolants in machining Proc Instn Mech Engrs, Part J: J Eng Tribol 223:221–225 doi:10.1243/13506501JET463 [30] Sayuti M, Sarhan AA, Salem S (2013) Development of SiO2 nano lubrication system for better surface quality, more power savings and less oil consumption in hard turning of hardened steel AISI4140 Adv Mater Res 748:56– 60 doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.748.56 [31] Eastman JA, Choi US, Li S, Thompson LJ, Lee S (1997) Enhanced thermal conductivity through the development of nanofluids Mater Res Soc Symp Proc 457:3–11 Doi:10.1557/PROC-457-3 [32] Wang XQ, Mujumdar AS (2007) Heat transfer characteristics of nanofluids: a review Int J Thermal Sci 46:1–19 doi:10.1016/j ijthermalsci.2006.06.010, doi:10.1016%2Fj.ijthermalsci.2006.06.010 [33] Vasu V, Reddy GPK (2011) Effect of minimum quantity lubrication with Al2O3 nanoparticles on surface roughness, tool wear and temperature dissipation in machining Inconel 600 alloy Proc Inst MechEng N J Nanoeng Nanosys 225:3– 16 doi:10.1177/1740349911427520 [34] Roy, R (1990), A Primer on the Taguchi Method, New York : Van Nostrand Reinhold ... pháp sử dụng dầu Nano để bơi trơn, làm mát q trình phay Theo tài liệu công bố bôi trơn làm mát gia cơng cắt gọt nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng mòn dao bơi trơn, làm mát trình phay dầu Nano chưa nghiên... xúc phay dao phay mặt đầu, dao phay ngón 19 Khi phay đối xứng dao phay mặt đầu thì: (1-9) Khi phay khơng đối xứng bằng dao phay mặt đầu, dao phay ngón thì: (1-10) Hình 1.4: Phay khơng đối xứng dao. .. nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ hạt nano tới mòn dao bơi trơn, làm mát q trình phay dầu Nano để bước đầu dự đốn tỷ lệ cỡ hạt nano hợp lý bổ xung vào dầu nano nhằm nâng cao hiệu trình phay Dự