Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ vận tốc chi tiết Vct chiều sâu mài t đến độ nhám bề mặt chi tiết khi mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ vận tốc chi tiết Vct chiều sâu mài t đến độ nhám bề mặt chi tiết khi mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội luận văn thạc sỹ khoa học nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (vận tốc chi tiết vct, chiều sâu mài t) đến độ nhám bề mặt chi tiết mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện ngành: công nghệ chế tạo m¸y m· sè: Ngun TiÕn Dịng Ngêi híng dÉn khoa học : TS Trương hoành sơn Hà Nội - 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (vận tốc chạy chi tiết Vct, chiều sâu mài t) đến độ nhám bề mặt mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện” cơng trình tơi nghiên cứu soạn thảo Từ nghiên cứu lý thuyết q trình làm thực nghiệm, tơi khơng chép từ viết công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nội dung luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Nếu có vi phạm nào, tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2009 Tác giả Nguyễn Tiến Dũng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ QUÁ TRÌNH MÀI 1.1 Tổng quan trình mài 1.1.1 Nghiên cứu trình mài 1.1.2 Tình hình nghiên cứu cơng nghệ mài nước giới 1.2 Các đặc trưng trình mài 10 1.2.1 Khả công nghệ mài .10 1.2.2 Các phương pháp mài .10 1.2.3 Bản chất trình mài phẳng 13 1.2.4 Quá trình cắt gọt mài 16 1.2.5 Biến đổi cấu trúc lớp bề mặt kim loại mài 20 1.2.6 Biến dạng dẻo mài 24 1.2.7 Ứng suất dư lớp bề mặt mài 25 1.3 Đá mài thông số đặc trưng đá mài 27 1.3.1 Vật liệu hạt mài 27 1.3.2 Độ hạt đá mài 29 1.3.3 Chất dính kết 32 1.3.4 Độ cứng đá mài 33 1.3.5 Cấu trúc sơ đồ pha đá mài .37 1.3.5.1Cấu trúc đá mài .37 1.3.5.2Sơ đồ pha đá mài 39 1.3.6 Các phương pháp chế tạo đá mài 42 CHƯƠNG NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG VÀ MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG 43 2.1 Độ nhám bề mặt mài phẳng 43 2.2 Lực cắt lượng cắt riêng mài phẳng 46 2.2.1 Lực cắt mài .46 2.2.2 Năng lượng cắt riêng 52 2.2.2.1Khái niệm 52 2.2.2.2Cơ chế mài: Hạt mài truyền thống 54 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI THÉP 16Mn CÓ NHIỆT LUYỆN 72 3.1 Mơ hình thí nghiệm 72 3.2 Trang thiết bị thí nghiệm 72 3.2.1 Mẫu thí nghiệm mài .72 3.2.2 Đá mài 73 3.2.3 Máy mài 74 3.2.4 Máy đo độ nhám 75 3.2.5 Một số dụng cụ khác dùng q trình thí nghiệm 75 3.3 Trình tự thí nghiệm 76 3.3.1 Thí nghiệm ảnh hưởng chiều sâu cắt đến nhám bề mặt chi tiết 76 3.3.2 Thí nghiệm ảnh hưởng vận tốc chi tiết đến nhám bề mặt .76 3.4 Kết thí nghiệm thảo luận 77 3.4.1 Ảnh hưởng chiều sâu cắt đến nhám bề mặt chi tiết .77 3.4.2 Ảnh hưởng vận tốc chi tiết đến nhám bề mặt 81 3.4.3 So sánh với kết thí nghiệm mài thép 45 nhiệt luyện .84 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 86 4.1 Kết luận chung 86 4.2 Hướng nghiên cứu 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 LỜI NÓI ĐẦU Đầu kỷ 21, Việt Nam gia nhập Tổ chức Thương mại giới (WTO), nhập vào sân chơi mang đầy tính canh tranh khó khăn khốc liệt Càng khốc liệt khó khăn số ngành mà chậm phát triển Trong phải kể đến ngành khí chế tạo Để nâng cao tính cạnh tranh q trình hội nhập tồn cầu này, doanh nghiệp khí chế tạo muốn tồn được, cần phải phát triển theo hướng hạ thấp giá thành chi phí gia cơng sở đảm bảo nâng cao chất lượng sản phẩm Khi ưu mặt giá nhân cơng khơng cịn mạnh doanh nghiệp nước việc nâng cao chất lượng sản phẩm trở thành yếu tố quan trọng mà doanh nghiệp khí chế tạo cần quan tâm để nâng cao tính cạnh tranh cho sản phẩm Một yếu tố quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia Yếu tố nhằm tạo sản phẩm, thiết bị, máy móc đạt độ xác tuổi thọ cao, đảm bảo hiệu kinh tế kỹ thuật Hiện ngành vật liệu phát triển mạnh mẽ nước Đã xuất số loại vật liệu có lý tính cao (độ bền học, độ bền nhiệt, độ cứng, chịu mài mòn) sử dụng rộng rãi máy móc thiết bị Khi gia cơng loại vật liệu để tạo chi tiết máy có chất lượng (bề mặt, độ xác, suất…) cao khó khăn sử dụng phương pháp gia công lần cuối tiện, phay Để đáp ứng yêu cầu này, sử dụng phương pháp mài để gia cơng lần cuối cho sản phẩm thích hợp (chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào phương pháp gia công tinh lần cuối) Mài phương pháp gia cơng có vị trí quan trọng mài tạo chi tiết máy có độ xác, chất lượng bề mặt, gia cơng vật liệu mà phương pháp gia công cắt gọt khác khó khăn để đạt Khơng mài cịn sử dụng để công thô mà không qua bước gia công tạo hình Tuy nhiên, việc nghiên cứu phương pháp mài điều kiện thức tế Việt Nam gặp nhiều khó khăn, thiếu máy móc thiết bị Vì việc nghiên cứu phương pháp mài để góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm khí cách cụ thể có hiệu điều kiện nước ta vấn đề cấp bách Để giải phần vấn đề cấp bách trên, em tiến hành thực luận văn cao học “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (vận tốc chạy chi tiết Vct, chiều sâu mài t) đến độ nhám bề mặt mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện” Mục đích đề tài Các kết đề tài mối quan hệ vận tốc chi tiết Vct chiều sâu mài t với độ nhám bề mặt chi tiết (Ra, Rz) Các kết cho ta khuyến cáo cho người sử dụng định chế độ cắt mài Nội dung đề tài: Luận văn trình bày chương - Chương 1: Chương nghiên cứu tổng quan đá mài trình mài - Chương 2: Chương tập trung nghiên cứu sở lý thuyết, vấn đề công nghệ mài làm rõ ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt mài phẳng - Chương 3: Giới thiệu nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện cách nghiên cứu ảnh hưởng hai thông số công nghệ vận tốc chi tiết (Vct) hay lượng chạy dao dọc Sd chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt chi tiết - Chương 4: Một số kết luận đề tài đề xuất chp hướng nghiên cứu Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt chi tiết mài đá WA60x300x76x40 Tiệp Khắc với vật liệu mài thép 16Mn có nhiệt luyện máy mài phẳng Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: - Đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ (Sd, t) đến độ nhám bề mặt chi tiết mài phẳng với vật liệu 16Mn - Kết sử dụng để tham khảo, áp dụng nhóm sản phẩm chế tạo thép 16Mn nhằm tạo chi tiết với chất lượng cao giá thành hạ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ QUÁ TRÌNH MÀI 1.1 Tổng quan q trình mài Trong gia cơng khí phương pháp cắt gọt mài phương pháp gia công tinh, mài đóng vai trị định đến chất lượng sản phẩm Tầm quan trọng mài thể hai yếu tố sau: - Mài chiếm từ 20-25% giá thành sản phẩm khí có ngun cơng mài - Sẽ khơng có xã hội văn minh khơng có mài hầu hết sản phẩm cao cấp phải qua mài liên quan đến trình mài 1.1.1 Nghiên cứu trình mài Mài phương pháp gia cơng mà người tìm ra, kể từ người cổ đại cọ xát vũ khí hay cơng cụ lao động xuống phiến đá nhận thấy điều có tác dụng sắc dụng cụ hay vũ khí Tuy nhiên việc nghiên cứu q trình mài cách có hệ thống lại sau Việc nghiên cứu mài gặp nhiều khó khăn yếu tố sau: - Tốc độ mài lớn: Vận tốc mài thường 15m/s, chủ yếu khoảng từ 25-35m/s với mài thường 150-200m/s cho mài cao tốc Với tốc độ việc đo đạc xác thơng số vùng mài khó khăn - Do cấu tạo đá mài: Trong trình cắt, lúc có nhiều hạt mài tham gia lúc (có nhiều lưỡi cắt), thơng số hình học lưỡi cắt khơng giống ln ln thay đổi q trình mài Do việc đưa mơ hình vùng mài xác cố định thời gian tương đối dài khó khăn Mài kim loại loại hình gia cơng phương pháp cắt gọt, giống gia công tiện, phay, khoan…trên máy cắt kim loại nói chung Mục đích q trình gia cơng loại hình cắt gọt tạo chi tiết có bề mặt cần thiết phù hợp với hình dáng hình học, kích thước, độ nhám bề mặt máy mài dạng máy cắt kim loại phổ biến rộng rãi, để gia công bề mặt kim loại, dụng cụ cắt đá mài Ưu điểm trình mài: dễ đạt độ xác kích thước, xác hình dáng hình học, chất lượng bề mặt gia cơng, suất cao Mài sửa sai số vị trí Và ưu điểm bật ngun cơng mài gia cơng loại vật liệu cứng qua nhiệt luyện Trong trình gia cơng lần cuối chi tiết máy gia công nhiệt luyện với lượng dư gia công nhỏ - mài phương pháp gia công đạt suất hiệu kinh tế cao Hàm lượng ngun cơng mài theo nhóm máy mài, ngày tăng không ngừng: - Khi loại chi tiết máy thép loại chi tiết thép nhiều thành phần hợp kim, hợp kim cứng sản xuất ứng dụng rộng rãi - Khi loại chi tiết máy tạo hình xác hơn, với lượng dư gia cơng nhỏ Dụng cụ cắt làm từ hạt mài chế tạo từ sớm, đá mài có hình dáng chế tạo vào khoảng nửa kỷ 19 Các hạt mài tự nhiên sử dụng năm 1980, mà quặng phát khai thác để chế tạo Al2O3 SiC Trong chiến thứ II, việc cung cấp không liên tục kim cương tự nhiên để làm đá mài thúc đẩy nghiên cứu phát triển vật liệu thay chúng Năm 1891 nhà hoá học tổng hợp Cacbit silic Năm 1901, nhà máy Anh, Pháp, Đức bắt đầu sản xuất Corandum thường Năm 1910, Corandum điện trắng tổng hợp Năm 1955, nhiều phát kiến việc phát triển vật liệu mài đưa đến thành công chế tạo kim cương nhân tạo Rất nhanh sau đó, Nitrit Bor lập phương (CBN – Cubic Bor Nitride) chế tạo Kim cương CBN nhân tạo biết đến tên Superabrasive chúng có tính chất tốt, đáp ứng độ cứng, độ bền mòn, độ bền nén hệ số dẫn nhiệt… Các hạt mài nhân tạo tỏ có nhiều ưu điểm vượt trội so với hạt mài tự nhiên khống chế lượng tạp chất đó, điều khiển chất lượng hạt mài q trình sản xuất Cơng nghiệp sản xuất hạt mài điều khiển tính chất kích thước hạt mài, độ bền hạt phù hợp với ứng dụng mài khác Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật nói chung ngành chế tạo máy nói riêng, ngày có vật liệu đời đáp ứng yêu cầu ngày cao lí tính tính chất đặc biệt khác, tính gia cơng loại vật liệu thấp (khó gia cơng), đồng thời chi tiết có yêu cầu ngày cao chất lượng độ xác Do phạm vi sử dụng phương pháp mài ngày mở rộng Hiện nay, mài áp dụng nguyên công gia công tinh lần cuối chế tạo máy, mà sử dụng ngun cơng gia cơng thơ, nhiều loại bề mặt không qua bước gia công trung gian (tiện, phay, bào…) Vào năm 1860 chế tạo đá mài kết dính Keramic Một phát minh quan trọng thực làm thay đổi cơng nghệ mài phát minh chất kết dính thuỷ tinh hãng Norton vào năm 1920 Năm 1923, chất kết dính Bakelit tổng hợp đưa vào sử dụng Do độ cứng vật liệu gia công ngày cao, nhu cầu sử dụng loại vật liệu mài có độ cứng khả cắt cao dẫn tới việc phát minh đá mài kim cương với chất kết dính kim loại vào năm 1940 Tuỳ thuộc vào tính chất ngun cơng gia cơng mà chế tạo chủng loại máy mài khác biệt (chủng loại máy mài chi tiết có dạng mặt phẳng, dạng bề mặt trịn xoay, mài răng, mài ren, mài hớt lưng…) Năm 1500 Leonardo Devinci thiết kế cỗ máy có nguyên lý giống máy mài tròn Tuy nhiên, vào năm 1847 người chế tạo máy mài tròn vạn Bắt đầu từ năm 1980 hãng chế tạo máy công cụ lớn cho đời hệ máy mài điều khiển theo chương trình số đầu tiên, đánh dấu bước nhảy vọt cơng nghệ mài Mức độ chun mơn hố, tự động hoá ngành mài ngày phát triển (dây chuyền tự động, xưởng tự động, trang bị loại máy có độ xác cao, xuất gia cơng cao Những loại máy có độ cứng vững cao, tự động hố q trình mài, loại máy mài đại trang bị thiết bị điều khiển thuỷ lực, điều khiển điện tử, số hoá, đo kiểm tra tự động, tự động cấp dỡ phơi q trình gia cơng Để điều khiển loại máy hiệu quả, cần có đội ngũ cơng nhân có trình độ chun mơn cao, có mức đào tạo hợp chuẩn với quy mơ sản xuất chun mơn hố, tự động hố Khác biệt lớn ngành mài so với ngành gia công cắt gọt có phoi khác, q trình mài khơng quan sát trực tiếp trình cắt, người thợ phải đủ kiến thức để nhận biết yếu tố công nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng độ xác gia cơng, đưa định thích hợp để điều, khiển điều chỉnh máy 1.1.2 Tình hình nghiên cứu cơng nghệ mài nước giới Do vị trí quan trọng cơng nghệ mài q trình gia cơng cắt gọt, nên từ khoa học công nghệ chế tạo máy hình thành, nhà cơng nghệ đặc biệt trọng tới việc nghiên cứu hoàn thiện phương pháp mài Từ năm 1950, số nhà khoa học hàng đầu công nghệ mài giới Maxlốp, Iaserưsin Nga, Backer Mỹ, Brammertz.P, Bruckner.K, Solje.E Đức, Mullercuar Anh, Watanabe.K Nhật thực nghiên cứu nhằm tìm hiểu chất vật lý chế hình thành bề mặt mài Các nghiên cứu cho phép xây dựng loạt công thức thực nghiệm để sử dụng cho điều kiện gia công khác Tuy nhiên kết nghiên cứu thời kỳ có tính ứng dụng thấp, độ xác khơng cao 76 - Dụng cụ sửa đá: Bút kim cương C9 - Đồ gá sửa đá 3.3 Trình tự thí nghiệm 3.3.1 Thí nghiệm ảnh hưởng chiều sâu cắt đến nhám bề mặt chi tiết - Các mẫu thí nghiệm mài phẳng hai mặt, đo độ nhám ban đầu - Sửa đá đầu sửa kim cương C9 với hai chế độ sửa đá sau: Chế độ thứ nhất: t = 0.02 mm Sn = 0.05 mm/vg Chế độ thứ hai: t = 0.02 mm Sn = 0.08 mm/vg - Gá mẫu lên bàn từ - Tốc độ trục ntc=3000 v/phút - Mài khoảng phút để máy làm việc ổn định - Lấy chế độ cắt: t = 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05mm Sn = 5mm/htk Sd = 20 m/phút - Tháo mẫu đo độ nhám, làm đưa đo độ nhám bề mặt 3.3.2 Thí nghiệm ảnh hưởng vận tốc chi tiết đến nhám bề mặt - Các mẫu thí nghiệm mài phẳng hai mặt, đo độ nhám ban đầu - Sửa đá đầu sửa kim cương C9 với hai chế độ sửa đá sau: Chế độ thứ nhất: t = 0.02 mm Sn = 0.05 mm/vg Chế độ thứ hai: t = 0.02 mm Sn = 0.08 mm/vg - Gá mẫu lên bàn từ - Tốc độ trục ntc=3000 v/phút - Mài khoảng phút để máy làm việc ổn định 77 - Lấy chế độ cắt: t = 0.02mm Sn = mm/htk Sd = 15; 20; 22; 24; 25 m/phút - Tháo mẫu đo độ nhám, làm đưa đo độ nhám bề mặt 3.4 Kết thí nghiệm thảo luận 3.4.1 Ảnh hưởng chiều sâu cắt đến nhám bề mặt chi tiết Ảnh hưởng chiều sâu cắt đến độ nhấp nhô bề mặt (Ra, Rz) thể bảng 3.2 hình 3.5 với chế độ sửa đá: tsd=0,02mm S=0,05mm/vg Có thể thấy chiều sâu cắt t tăng độ nhám bề mặt có tăng lượng tăng khơng đáng kể Khi tăng t từ 0,01mm lên 0,03mm độ nhấp nhơ bề mặt thay đổi cịn cấp độ nhẵn bóng khơng đổi (khoảng ∇10) Ngun nhân với chiều sâu cắt nằm giá trị đo lớn chiều sâu căt tới hạn nên biến tạo phoi xẩy ổn định ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt Bảng 3.2 Ảnh hưởng chiều sâu mài đến Ra, Rz (Chế độ sửa đá: t=0,02mm, S=0,05mm/v) TT Sd (m/ph) Sn (mm/htk) t (mm) Ra (µm) Rz (µm) 0.01 0.17 0.8 0.02 0.22 0.9 0.03 0.24 1.1 0.04 0.28 1.3 0.05 0.42 1.9 20 Ra ( µm) 78 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Rz (mm) Depth of cut (mm) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Depth of cut t (mm) Hình 3.5 Ảnh hưởng chiều sâu mài đến độ nhám bề mặt 79 Tuy nhiên, tăng chiều sâu cắt lên 0,03 mm chiều sâu cắt lớn, lực cắt tăng lên làm cho q trình cắt khơng ổn định rung động dẫn đến làm tăng độ nhám bề mặt cách đáng kể Do gia công loại đá không nên mài tinh chiều sâu mài lớn 0,03mm Khi thay đổi chế độ sửa đá S từ 0,05 lên 0,08mm/v ảnh hưởng chiều sâu mài thể bảng 3.3 hình 3.6 Có thể nhận thấy thay đổi chế độ sửa đá theo xu hướng thơ lên độ nhám bề mặt có xu hướng tăng lên Điều tính tốn theo cơng thức: Qw' Ra = R s a v s x 1/ 1/ d d (2.19) Trong sd chiều sâu sửa đá Sd bước tiến dao tiến hành sửa đá (tương đương với t S thí nghiệm) Tuy nhiên lượng tăng khơng đáng kể với đá cỡ hạt #60 thì việc thay đổi chế độ sửa đá chưa mang lại thay đổi cấu trúc bề mặt đá đáng kể nên khả cắt gọt hạt mài không thay đổi nhiều Bảng 3.3 Ảnh hưởng chiều sâu mài đến Ra, Rz (Chế độ sửa đá: t=0,02mm, S=0,08 mm/v) TT Sd (m/ph) Sn (mm/htk) t (mm) Ra (µm) Rz (µm) 0.01 0.23 0.8 0.02 0.25 0.9 0.03 0.28 1.2 0.04 0.29 1.3 0.05 0.35 1.7 20 Ra (µm) 80 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Rz (µm) Depth of cut t(mm) 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Depth of cut t(mm) Hình 3.6 Ảnh hưởng chiều sâu mài đến độ nhám bề mặt 81 3.4.2 Ảnh hưởng vận tốc chi tiết đến nhám bề mặt Ảnh hưởng vận tốc tiến dao (vận tốc bàn máy) đến độ nhám bề mặt với chế độ sửa đá khác thể bảng 3.4, 3.5 hình 3.6,3.7 Có thể nhận thấy vận tốc tiến dao tăng độ nhám bề mặt (Ra, Rz) tăng lên Điều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết cắt gọt kim loại độ nhám tỷ lệ với bình phương tốc độ chạy dao trình bày chương Độ nhẵn bóng đạt cao ∇10 mài với vận tốc chi tiết Vđ=15m/ph Khi tăng tốc độ chạy dao lên 25m/ph độ nhẵn bóng bề mặt giảm xuống ∇9 Tuy nhiên theo đường nội suy tiếp tục giảm vận tốc đá xuống 15m/ph độ nhám bề mặt chi tiết mài lại có xu hướng tăng lên Đó giảm tốc độ chi tiết (tốc độ chạy dao) xuống 15m/ph chiều dày cắt lớn cho hạt mài (độ dày phoi chưa biến dạng) tương tác với đá giảm xuống tới mức gần với “chiều sâu cắt tới hạn” Tại việc tạo phoi diễn không đáng kể mà chủ yếu xẩy tượng trượt hạt mài vật liệu chi tiết mài Một tượng khác xảy phổ biến mài với tốc độ chạy dao nhỏ cày xước vật liệu chi tiết hạt mài mà không tạo phoi Lúc hạt mài đáy vật liệu chi tiết hai bên qua vật liệu chi tiết mà không tạo phoi Dưới tác động hai tượng làm cho độ nhám bề mặt mài tăng lên Khi mài với tốc độ tiến dao này, lực mài nhỏ lượng vật liệu bóc nên lượng mài riêng lớn, dễ xảy tượng cháy bề mặt chi tiết Việc tạo phoi không ổn định tạo rung động mài nguyên nhân làm cho chất lượng bề mặt xấu Bảng 3.4 Ảnh hưởng tốc độ chạy dao đến Ra, Rz (Vận tốc mài: V=30m/s, Chế độ sửa đá: t=0,02mm, S=0,05 mm/v) TT Sd (m/p) Sn (mm/htk) t (mm) Ra (µm) Rz (µm) 15 0.15 0.7 20 0.21 0.9 22 0.23 1.0 24 0.28 1.3 25 0.38 1.6 0.02 82 0.4 Ra (mm) 0.3 0.2 0.1 Rz (µm) 0.0 10 15 20 30 25 Feed rate (m/min) 10 15 20 25 30 Feed rate (m/min) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Hình 3.7 Ảnh hưởng tốc độ chi tiết đến độ nhám bề mặt 83 Bảng 3.5 Ảnh hưởng tốc độ chi tiết đến Ra, Rz (Vận tốc mài: V=30m/s, Chế độ sửa đá: t=0,02mm, S=0,8 mm/v) TT Sd (m/p) Sn (mm/htk) t (mm) Ra (µm) Rz (µm) 15 0.18 0.7 20 0.21 1.0 22 0.24 1.1 24 0.26 1.4 25 0.4 1.7 0.02 Cũng tương tự trường hợp ảnh hưởng tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết mài, thay đổi chế độ sửa đá độ nhám bề mặt thay đổi khơng đáng kể Điều phần ảnh hưởng vận tốc mài Một điều khác nhận vận tốc chi tiết lớn 25m/ph độ nhám bề mặt chi tiết tăng mạnh Điều hồn tồn hợp lý độ nhám tỷ lệ với bình phương vận tốc chi tiết nên tăng vận tốc Ra (µm) ảnh hưởng mạnh đến độ nhám bề mặt chi tiết máy 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 10 15 20 25 30 Feed rate S(m/min) Rz (µm) 84 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 10 15 25 30 Feed rate S(m/min) 20 Hình 3.8 Ảnh hưởng tốc độ chi tiết đến độ nhám bề mặt 3.4.3 So sánh với kết thí nghiệm mài thép 45 nhiệt luyện Bảng 3.6 Ảnh hưởng chiều sâu mài đến Ra, Rz (Chế độ sửa đá : t=0,02mm, S=0,08 mm/v) TT Sd (m/p) 20 Sn (mm/htk) t (mm) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Ra (µm) 0.26 0.28 0.33 0.39 0.51 Rz (µm) 0.9 1.1 1.2 1.6 2.0 Hình 3.10 Ảnh hưởng chiều sâu mài đến độ nhám bề mặt Ra, Rz mài thép C45 (Chế độ sửa đá: t=0,02mm, S=0,08 mm/v) 85 Từ kết bảng 3.6 đồ thị 3.10 ta nhận thấy rằng, với chế độ cắt sửa đá với vật liệu 16Mn nhiệt luyện đạt độ cứng 43÷45HRC độ nhám bề mặt Ra, Rz nhỏ so với vật liệu C45 nhiệt luyện độ cứng 40÷42HRC Điều hồn tồn hợp lý hợp với lý thuyết, vật liệu mềm dẻo khả biến dạng dẻo tăng, làm độ nhám bề mặt tăng lên Điều đặc biệt với vật liệu cứng lực mài tiếp tuyến nhỏ, mà lực mài có ảnh hưởng lớn đến rung động, với lực nhỏ rung động nhỏ làm nhám bề mặt giảm 86 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 4.1 Kết luận chung - Luận văn xây dựng phương pháp thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng vận tốc chi tiết chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt mài phẳng - Xác định ảnh hưởng chiều sâu cắt vận tốc chi tiết đến độ nhám bề mặt mài phẳng Độ nhẵn bóng đạt cao cấp 10 Trong hai yếu tố chế độ cắt ảnh hưởng tốc độ chạy dao đến độ nhám bề mặt lớn ảnh hưởng chiều sâu mài - Các kết thực nghiệm phù hợp với lý thuyết cơng trình thực nghiệm cơng bố Việt Nam giới Do đó, kết luận sử dụng nhằm khuyến cáo cho việc chọn thông số công nghệ tiến hành gia công phương pháp mài phẳng với vật liệu thép 16Mn có nhiệt luyện 4.2 Hướng nghiên cứu - Xây dựng mối quan hệ vận tốc chi tiết Vct chiều sâu cắt t với thông số chất lượng bề mặt Từ đưa hàm quan hệ Ra(Vct,t) - Xây dựng ảnh hưởng vận tốc cắt Vs, vận tốc chi tiết Vct, chiều sâu cắt t đến độ mòn đá mài phẳng - Nghiên cứu chế độ cắt tối ưu mài phẳng thép 16Mn có nhiệt luyện để đạt chất lượng bề mặt tốt 87 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện phòng chủ quản tạo điều kiện thời gian, kinh phí đồng nghiệp giúp đỡ công việc thời gian tơi tham gia khố học Tơi xin bày tỏ cảm ơn chân thành tới thầy hướng dẫn TS Trương Hồnh Sơn gợi ý giúp đỡ lựa chọn đề tài luận văn, hướng dẫn tận tình thầy với tơi q trình hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn cộng tác hỗ trợ từ Phịng thí nghiệm Đo lường xác- thuộc Khoa Cơ khí, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt tới người thân gia đinh, bạn bè đồng nghiệp- quan tâm, động viên ủng hộ nhiệt tình họ Hà Nội, tháng 10 năm 2009 Người thực Nguyễn Tiến Dũng 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Trọng Bình (2003) Tối ưu hố q trình cắt gọt Nhà xuất Giáo Dục [2] Nguyễn Đắc Lộc, Nguyễn Huy Ninh, Trương Hoành Sơn (2008) Cơng nghệ gia cơng tinh bóng vật liệu hạt mài Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [3] Lưu Văn Nhang (2003) Kỹ thuật mài kim loại Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội [4] Hà Nghiệp (1980) Mài sắc dụng cụ cắt Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [5] Nguyễn Huy Ninh (1996), Nghiên cứu xây dựng phương pháp đánh giá tính cắt gọt đá mài MS 02.01.09 [6] Nguyễn Văn Tính (1978) Kỹ thuật mài Nhà xuất công nhân kỹ thuật – Hà Nội Tài liệu tiếng nước [7] Iotech, Inc (1998) Programmer’s Manual United States of America [8] Kenvin Thomas Richie, Investigetion of Wheel Wear and its Effect on Rorces Encountered in Grinding of Silicon Nitrde (1996) [9] S.Malkin (1989) Grinding technology theory and applycation machining with abrasive Massachusetts [10] Y.Alitintas (2000), Manufucturing automation, Cambridge Universitty [11] G B Lure (1969) Mài kim loại Nhà suất chế tạo máy Môxkva [12] Xun Chen, Rowe, W.B, Mills, B, Allanson, D.R (1998), Analysis and Simulation of the Grinding Int.J.Mach.Tools Manufact,Vol38, No.1-2,pp.41-49 TÓM TẮT LUẬN ÁN THẠC SĨ KHOA HỌC Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (vận tốc chạy chi tiết Vct, chiều sâu mài t) đến độ nhám bề mặt mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện” Luận văn bao gồm chương Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ Q TRÌNH MÀI Nội dung bao gồm: - Chương nghiên cứu tổng quan đá mài trình mài Chương 2: NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG VÀ MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI PHẲNG Nội dung bao gồm: Chương tập trung nghiên cứu sở lý thuyết, vấn đề công nghệ mài làm rõ ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt mài phẳng Chương 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI THÉP 16Mn CĨ NHIỆT LUYỆN Nội dung bao gồm: - Giới thiệu nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhiệt luyện cách nghiên cứu ảnh hưởng hai thông số công nghệ vận tốc chi tiết (Vct) hay lượng chạy dao dọc Sd chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt chi tiết Chương 4: KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Nội dung bao gồm: - xây dựng phương pháp thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng vận tốc chi tiết chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt mài phẳng - Xác định ảnh hưởng chiều sâu cắt vận tốc chi tiết đến độ nhám bề mặt mài phẳng SUMMARIZE THE CONTENT SCIENTIFIC MASTER DISSERTATION Plan: “Research the influences of technological parameters (Feed rate, deep of cut)” to surface roughness when the compoud steel 16Mn tempered is straight-grinded” The plan includes chapters: Chapter 1: Sumarize of grinding and process of grinding Major content includes - Research the overview of grinding wheel and grinding process Chapter 2: Surface-roughness and some parameters affect to surfaceroughness straight-grinded Major contents include: - This chapter researchs the basic theory and the basic problem of grinding technology Making the effect of technological parameters to rough surfaces straight-grinded clearly Chapter 3: Research the effect of technological parameters to compoud steel surface-roughness straight-grinded Chapter 4: Summary and the next researchs ... ti? ?t Vct, chi? ??u sâu mài t) đến độ nhám bề m? ?t mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhi? ?t luyện? ?? Mục đích đề t? ?i Các k? ?t đề t? ?i mối quan hệ vận t? ??c chi ti? ?t Vct chi? ??u sâu mài t với độ nhám bề m? ?t chi ti? ?t. .. độ nhám bề m? ?t mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhi? ?t luyện cách nghiên cứu ảnh hưởng hai thông số công nghệ vận t? ??c chi ti? ?t (Vct) hay lượng chạy dao dọc Sd chi? ??u sâu c? ?t t đến độ nhám bề m? ?t chi. .. T? ?i xin cam đoan Luận văn ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (vận t? ??c chạy chi ti? ?t Vct, chi? ??u sâu mài t) đến độ nhám bề m? ?t mài phẳng thép hợp kim 16Mn có nhi? ?t luyện? ?? cơng trình t? ?i nghiên