Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt (v, s, t) đến độ nhấp nhô bề mặt khi gia công thép 45 bằng dao tiện thép gió sản xuất tại việt nam

Lời cam đoan Tôi Đoàn Văn Đô, học viên líp Cao häc K10B CTM kü thuËt Sau thêi gian học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Trần Thế Lục- giáo viên hướng dẫn, đà đến chặng đường cuối khóa học Trong trình học tập giúp đỡ định hướng thầy đà chọn đề tài cho khóa học là: Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt s, t, v đến chất lượng bề mặt gia công thép C45 dao tiện thép gió sản xuất Việt Nam làm đề tài nghiên cứu Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn PGS.TS Trần Thế Lục tài liệu tham khảo liệt kê Tôi không chép công trình cá nhân khác hình thức Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường pháp luật Người cam đoan Đoàn Văn Đô Lời cảm ơn Lời xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Trần Thế Lục giáo viên định hướng hướng dẫn đề tài Sự hướng dẫn trình tiếp cận đề tại, tài liệu tham khảo trình hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới bạn, đồng nghiệp đà giúp đỡ trình hoàn thành nghiệm Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám Hiệu trường CĐ Kinh tế Kỹ thuật Thái Bình thầy cô khoa - nơi công tác đà tạo điều kiện cho theo khóa học hoàn thành thí nghiệm Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, thầy cô giáo đà ủng hộ động viên suốt trình hoàn thành luận văn Tác giả Đoàn Văn Đô Mơc lơc Lêi cam ®oan Môc lôc Danh mơc c¸c ký hiệu viết tắt Danh mơc b¶ng biĨu Danh mục hình vẽ đồ thị PhÇn mở đầu I TÝnh cÊp thiết đề tài .8 II Néi dung nghiªn cøu .8 III Phương pháp nghiên cứu .8 PhÇn Tỉng quan vỊ qu¸ trình cắt, chất lượng lớp bề mặt ảnh hưởng yếu tố đến chất lượng bề mặt chi tiết máy sau gia công Chương Quá trình cắt chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công 1.1 Đặc điểm trình tạo phoi gia c«ng 1.1.1 Cấu tạo liên kết biến dạng tinh thĨ kim lo¹i 1.1.2 Quá trình cắt tạo phoi 11 1.1.3 HiƯn t­ỵng lĐo dao .15 1.1.4 Hiện tượng co rút phoi nhân tố ảnh hưởng đến hệ sô co rút phoi K 18 1.2 ChÊt l­ỵng bỊ mặt sau gia công .22 1.2.1 Kh¸i niƯm chung vỊ líp bỊ mỈt .22 1.2.2 B¶n chÊt cđa líp bỊ mỈt 22 1.3 ¶nh h­ëng cđa điều kiện cắt đến độ ổn định trình cắt 30 1.3.1 ảnh hưởng chiỊu réng c¾t b .30 1.3.2 ¶nh h­ëng cđa chiều dầy cắt a .31 1.3.3 ¶nh h­ëng cđa vËn tèc c¾t v 32 1.3.4 ¶nh h­ëng thông số hình học phần cắt .33 1.3.5 KÕt luËn .34 1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết máy 34 1.4.1 C¸c yÕu tè mang tính chất hình học dụng cụ cắt chế độ cắt 34 1.4.2 Các yếu tố phụ thuộc biến dạng dẻo lớp bề mỈt 36 1.4.3 ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công 39 1.5 ảnh hưởng chất lượng bề mặt tới khả làm việc chi tiết máy 39 1.5.1 ảnh hưởng đến tính chống mòn .39 1.5.2 ảnh hưởng đến độ bền mỏi chi tiết máy 40 1.5.3 ảnh hưởng tới chống ăn mòn hóa học cđa líp bỊ mỈt chi tiÕt 41 1.5.4 ảnh hưởng tới độ xác mèi l¾p ghÐp 42 1.6 KÕt luËn 42 Ch­¬ng 44 mòn tuổi bền dụng cụ cắt 44 2.1 Kh¸i niÖm 44 2.2 C¬ chÕ mßn dơng .44 2.2.1 Mài mòn ch¶y dÝnh .45 2.2.2 Mài mòn hạt mµi 45 2.2.3 Mßn khuyÕch t¸n 46 2.2.4 Mòn ôxy hóa 47 2.3 Các dạng mài mòn phần cắt dụng cụ 47 2.3.1 Mòn mặt sau 48 2.3.2 Mòn mặt trước 48 2.3.3 Mòn đồng thời hai mặt (trước sau) 48 2.3.4 Mòn tù lưỡi cắt 49 2.4 ảnh hưởng độ cứng phôi đến mòn dụng cụ tuổi bền dụng cô 49 2.5 KÕt luËn 51 Phần 2: nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhấp nhô bề mặt chi tiết sau gia công 52 Ch­¬ng 1: Thùc nghiƯm 52 1.1 ThiÕt bÞ thùc nghiƯm 52 1.1.1 M¸y tiƯn 52 1.1.2 Máy đo độ nhám 53 1.1.3 Máy mài dao 54 1.1.4 VËt liƯu lµm dao 55 1.2 Tr×nh tù thÝ nghiƯm .56 1.2.1 ThÝ nghiƯm - ¶nh h­ëng cđa v, ( t, s = const) .56 1.2.2 ThÝ nghiƯm - ¶nh h­ëng cđa s, (t, n = const) 56 1.2.3 ThÝ nghiƯm - ¶nh h­ëng cña t, (s, v = const) 56 1.3 Kết nghiÖm 57 Chương 2: Xây dựng đồ thị phân tích kết thí nghiệm 58 2.1 Xây dựng đồ thị 58 2.2 Phân tích kết thực nghiệm .59 2.3 Ph©n tÝch kết thực nghiệm phương pháp quy hoạch thực nghiệm 59 2.3.1 Xác định hàm quan hệ độ nhám bước tiến s (mm) .61 2.3.2 Xác định hàm quan hệ độ nhám vận tốc cắt v (m/ph) 63 2.3.3 Xác định hàm quan hệ độ nhám chiều sâu cắt t (mm) 64 Ch­¬ng 3: Kết luận trình thí nghiệm 67 Chương 4: Kết luận chung hướng nghiên cứu tiếp đề tài 68 4.1 Kết luËn chung 68 4.2 H­íng nghiªn cøu tiếp đề tài 69 Tài liệu tham khảo 69 Danh mục ký hiệu viết tắt Thống số hình học dụng cụ cắt : góc tr­íc : gãc sau  gãc nghiªng chÝnh i gãc nghiêng phụ góc mũi dao góc sắc góc cắt góc trượt r bán kính mũi dao (mm) Chế độ cắt v: vận tốc cắt (m/ph) s: lượng chạy dao (mm/vg) t: chiều sâu cắt (mm) ap : chiỊu dµy phoi (mm) b: chiỊu réng phoi (mm) hmin: chiỊu dµy phoi (mm) hi : chiỊu cao nhấp nhô tế vi (m) : góc trượt phoi Lực cắt thông số khác Px: lực chiều trục tiƯn (Kg) Py : lùc h­íng kÝnh tiƯn (Kg) Pz lùc tiÕp tuyÕn tiÖn (Kg) kf : møc ®é biÕn d¹ng phoi kbd: møc ®é biÕn d¹ng cđa phoi miền tạo phoi kms: mức độ biến dạng phoi ma sát với mặt sau dao K: hệ số co rút phoi Ra, Rz: độ nhám bỊ mỈt (m) T: ti thä cđa dao (ph) hs : độ mòn tới hạn (m) c: nhiệt dung riêng A: biên độ dao động (m) Hv: độ biến cứng bề mặt Danh mục bảng biểu Bảng Bảng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng B¶ng 10 B¶ng 11 B¶ng 12 B¶ng 13 B¶ng 14 B¶ng 15 B¶ng 16 B¶ng 17 Bảng 18 Tên bảng biểu Bảng hệ số co rút phoi Mức độ biến cứng chiều sâu lớp biến cứng Các giá trị Rz Ra Thông số máy tiện Thông số máy đo độ nhám Thông số máy mài dao Thông số hình học dao cắt Thành phần hóa học dao cắt Thành phần hóa học vật liệu gia công Số liệu thí nghiệm vận tốc cắt, v Sè liƯu thÝ nghiƯm b­íc tiÕn, s Sè liƯu thí nghiệm chiều sâu cắt, t Kết thí nghiệm vận tốc cắt, v Kết thí nghiệm bước tiến, s Kết thí nghiệm chiều sâu cắt, t Bảng xư lý sè liƯu b­íc tiÕn s B¶ng xư lý số liệu vận tốc cắt v Bảng xử lý số liệu chiều sâu cắt t Trang 23 27 53 54 55 55 55 55 56 56 56 57 57 57 62 63 65 Danh mục hình vẽ đồ thị H×nh H×nh H×nh H×nh H×nh Hình Hình Hình Hình Tên hình vẽ Cấu tạo nguyên tử Mô hình liên kết phân tử Đồ thị Cấu tạo mạng tinh thể điển hình Đường đàn hồi kim loại Sơ đồ hóa miền tạo phoi Miền tạo phoi Các dạng phoi Lẹo dao đồ thị Trang 9 10 10 11 12 13 15 H×nh 10 H×nh 11 H×nh 12 H×nh 13 H×nh 14 H×nh 15 H×nh 16 H×nh 17 H×nh 18 H×nh 19 H×nh 20 H×nh 21 H×nh 22 H×nh 23 H×nh 24 H×nh 25 H×nh 26 H×nh 27 H×nh 28 H×nh 29 H×nh 30 H×nh 31 H×nh 32 H×nh 33 H×nh 34 H×nh 35 H×nh 36 H×nh 37 Quan hƯ chiỊu cao lĐo dao vµ v Quan hƯ chiỊu cao lĐo dao vµ t Quan hƯ chiỊu cao lẹo dao Điều kiện hình thành lẹo dao Sơ đồ tính hệ số co rút phoi ảnh h­ëng gãc  ®Õn hƯ sè co rót phoi Quan hệ chế độ cắt hệ số co rút phoi Độ nhám bề mặt Tổng quan độ nhám ®é sãng ¶nh h­ëng cđa b ®Õn A ¶nh h­ëng s đến A ảnh hưởng v đến A chung ảnh hưởng v đến A ảnh hưởng đến A ảnh hưởng đến A tiện ảnh hưởng đến A ảnh hưởng đến A Quan hệ chiều cao nhấp nhô tế vi lượng tiến dao ảnh hưởng hình dạng hình học chế độ cắt tới độ nhám bề mặt tiện ảnh hưởng vận tốc cắt tới chiều sâu lớp biến cứng mài thép 45 ảnh hưởng tốc độ cắt đến chiều cao nhấp nhô tế vi Rz ảnh hưởng lượng chạy dao đến chiều cao nhấp nhô tế vi Rz Các hình dạng mòn dụng cụ Các yếu tố ảnh hưởng đến T Sơ đồ thí nghiệm Biểu đồ quan hệ vận tốc cắt (v) độ nhám bề mặt Ra Biểu đồ quan hệ bước tiến (s) độ nhám bề mặt Ra Biểu đồ quan hệ chiều sâu cắt (t) độ nhám bề mặt Ra 16 17 17 17 19 19 20 26 28 29 30 31 31 33 33 34 34 35 36 37 38 38 48 51 56 58 58 59 Phần mở đầu I Tính cấp thiết đề tài Chất lượng bề mặt gia công yêu cầu kỹ thuật quan trọng ngành gia công khí gắn với phát triển khoa học công nghệ Khi công nghệ phát triển chất lượng bề mặt coi yếu tố chủ chốt công nghệ gia công Chính lẽ mà nay, thiết bị đo đại đời nhằm đáp ứng nhu cầu kiểm tra chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công Chất lượng bề mặt gia công hàm đa biến yếu tố công nghệ (chế độ cắt, thông số hình học dụng cụ, vật liệu ) nghiên cứu chất lượng bề mặt nghiên cứu yếu tố liên quan ảnh hưởng trực tiếp tới chúng Chính tính cấp thiết yếu tố nên chọn nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt s, t, v đến độ nhấp nhô bề mặt gia công thép C45 dao tiện thép gió sản xuất Việt Nam làm đề tài nghiên cứu II Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết chế độ cắt ảnh hưởng chế độ cắt tới chất lượng bề mặt Nghiên cứu thực nghiệm chế độ cắt (s, t, v) độc lập khác nhau, thay đổi thông số chế độ cắt Ghi chép kết quả, phân tích, tổng hợp, đưa mối liên hệ chế độ cắt độ nhấp nhô bề mặt III Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt s, t v đến chiều cao nhấp nhô bề mặt chi tiết Ra, Rz (thép C45) sau gia c«ng b»ng dao tiƯn thÐp giã (HSS) sản xuất Việt Nam Phần Tổng quan trình cắt, chất lượng lớp bề mặt ảnh hưởng yếu tố đến chất lượng bề mặt chi tiết máy sau gia công Chương Quá trình cắt chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công 1.1 Đặc điểm trình tạo phoi gia công 1.1.1 Cấu tạo liên kết biÕn d¹ng tinh thĨ kim lo¹i Kim lo¹i cã thĨ coi nguyên tố có điện trở dương (nhiệt độ tăng điện trở tăng) (a) Cấu tạo: (hình 1) Đặc điểm quan trọng kim loại số điện tử hóa trị (số điện tử lớp kim loại thường lớp sát với kim loại chuyển tiếp) ít, thường từ đến nguyên tử Những điện tử dễ dàng bứt trở thành điện tử tự do, nguyên tử trở thành iôn dương Điện tử tự định tính chất đặc trưng cho kim loại tính dẫn nhiệt, dẫn Hình 1: Cấu tạo nguyên tử điện, phản xạ ánh sáng Mặt khác, điện tử tự : Điện tử hóa trị đặc trưng để hình thành liên kết kim : Hạt nhân mang điện tích dương loại đảm bảo cho mối liên kết không bị biến đổi trình biến dạng dẻo, khiến cho kim loại có tính dẻo cao (b) Liên kết kim loại Phần lớn nguyên tử kim loại tồn dạng iôn dương có điện tử tự bao quanh, iôn dương sinh lực đẩy, điện tử tự iôn dương sinh lực hút Sự cân hai lực sở liên kết kim loại a) b) Hình 2: a) Mô hình liên kế iôn; b) liên kết kim loại Khi hai nguyên tử cách xa vô tận, ta coi chúng không Khi nguyên tử xích lại gần nhau, lượng tương tác chúng thay đổi Khi hai nguyên tử lại gần lực hút lực đẩy tăng tăng với mức độ khác Thoạt tiên lực hút tăng nhanh, sau lại tăng chậm, lực đẩy tăng chậm sau tăng nhanh, đường cong có dạng hình Thế nhỏ ứng với khoảng cách r nguyên tử trạng thái cân Hình 3: cặp nguyên tử (1) lực đẩy, (2) lực hút, (3) lực tổng hợp (c) Cấu tạo mạng tinh thể kim loại Các nguyên tử kim loại xếp trật tự, chúng nằm mặt phẳng song song cách nhau, mặt gọi mặt tinh thể Tập hợp vô số mặt tinh thể tạo thành mạng tinh thể 10 ... quan ảnh hưởng trực tiÕp tíi chóng ChÝnh v× tÝnh cÊp thiÕt cđa u tố nên chọn nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt s, t, v đến độ nhấp nhô bề mặt gia công thép C45 dao tiện thép gió sản xuất Việt Nam. .. hệ chế độ cắt độ nhấp nhô bề mặt III Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt s, t v đến chiều cao nhấp nhô bề mặt chi tiÕt Ra, Rz (thÐp C45) sau gia. .. Độ nhám bề mặt Tổng quan độ nhám độ sóng ảnh hưởng b ®Õn A ¶nh h­ëng cđa s ®Õn A ¶nh h­ëng v đến A chung ảnh hưởng v đến A ảnh hưởng đến A ảnh hưởng đến A tiện ảnh hưởng đến A ảnh hưởng đến