Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi 1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP o0o - LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ẢNH HƢỞNG CỦA BƠI TRƠN TỐI THIỂU (MQL) ĐẾN MỊN DỤNG CỤ CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9CrSi (9XC) ĐÃ QUA TƠI HỒNG XN TỨ THÁI NGUYÊN, 2009 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP o0o - LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ẢNH HƢỞNG CỦA BÔI TRƠN TỐI THIỂU (MQL) ĐẾN MÒN DỤNG CỤ CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9CrSi (9XC) ĐÃ QUA TÔI CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY MÃ SỐ: HỌC VIÊN: HOÀNG XUÂN TỨ NGƢỜI HD KHOA HỌC: TS TRẦN MINH ĐỨC THÁI NGUYÊN, 2009 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Tên hình Nội dung Hình 1.1 Các loại phoi Hình 1.2 Quá trình hình thành phoi tiện thường Hình 1.3 Sơ đồ trình hình thành phoi thép Hình 1.4 Quá trình hình thành phoi tiện cứng Hình 1.5 Sơ đồ nguồn gốc lực cắt Hình 1.6 Nguồn gốc phân bố nhiệt cắt Hình 1.7 Quan hệ θ v Hình 1.8 Quan hệ chiều dày cắt nhiệt cắt Hình 1.9 Quan hệ nhiệt cắt với b 10 Hình 1.10 Các dạng mài mòn dụng cụ cắt 11 Hình 1.11 Mài mịn mặt sau 12 Hình 1.12 Mài mịn Crater 13 Hình 1.13 Các dạng mài mịn tiện 14 Hình 1.14 Dẫn dung dịch lên chi tiết gia cơng 15 Hình 1.15 Dẫn dung dịch lên mặt trước dao 16 Hình 1.16 Dẫn dung dịch vào mặt sau dao 17 Hình 1.17 Dẫn dung dịch kết hợp mặt trước mặt sau dao 18 Hình 2.1 Phun theo phương tiếp tuyến với mặt trước dao 19 Hình 2.2 Phun theo phương tiếp tuyến với mặt sau dao 20 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý đầu phun 21 Hình 3.2 Đầu phun 22 Hình 3.3 Máy nén khí 23 Hình 3.4 Máy đo nhám cầm tay Mitutoyo SJ-201 24 Hình 3.5 Kính hiển vi điện tử, TM-1000 Hitachi, Nhật Bản 25 Hình 3.6 Thân dao MTENN 2020 K16-N (hãng KANELA) 26 Hình 3.7 Mảnh dao CBN: TPGN 160308 Luận văn thạc sỹ Chun ngành: Cơng nghệ chế tạo máy 27 Hình 3.8 Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau tiện 16,25 phút 28 Hình 3.9 Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau tiện 32,5 phút 29 Hình 3.10 Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau tiện 48,75 phút 30 Hình 3.11 Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau tiện 32,5 phút 31 Hình 3.12 Hình ảnh mặt sau dao PCBN sau tiện 16,25 phút 32 Hình 3.13 Hình ảnh mặt sau dao PCBN sau tiện 32,5 phút 33 Hình 3.14 Hình ảnh mặt sau dao PCBN sau tiện 48,75 phút 34 Hình 3.15 Quan hệ lượng mòn mặt sau u thời gian cắt gia cơng khơ gia cơng có sử dụng bơi trơn tối thiểu 35 Hình 3.16 Biểu dồ so sánh tuổi bền dao theo lượng mòn cho phép 36 Hình 3.17 Quan hệ nhám bề mặt Ra thời gian cắt gia công khô gia cơng có sử dụng bơi trơn tối thiểu Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy LỜI NĨI ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong q trình gia cơng, mịn dụng cụ cắt nguyên nhân dẫn đến dụng cụ cắt bị phá hu ỷ Các nghiên cứu ngà y phát triển công nghệ gia công theo xu hướng nâng cao vận tốc cắt tốc độ chạy dao Việc tăng tốc độ cắt tốc độ chạ y dao đồng nghĩa với nhiệt cắt sinh lớn, điều không làm giảm tuổi thọ dụng cụ cắt mà chất lượng sản phẩm bị giảm Người ta sử dụng dung dịch trơn nguội nhằm giải vấn đề nà y Bởi dung dịch trơn nguội có khả làm giảm ma sát vùng cắt, tải nhiệt kh ỏi vùng cắt, hạn chế tác dụng xấu nhiệt độ dụng cụ cắt Đảm bảo nhiệt độ làm việc môi trường thấp ổn định Giúp vận chuyển phoi khỏi vùng cắt dễ dàng Tuy nhiên, sử dụng dung dịch trơn nguội q trình gia cơng cho thấ y nhược điểm gâ y nhiễm môi trường độc hại lao động Do vậ y, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu (Minimum Quantity Lubricant - MQL) cho q trình gia cơng cần thiết cần phát triển Phương pháp bôi trơn tối thiểu sử dụng dầu thực vật làm dung dịch bôi trơn với lưu lượng khoảng từ 50 - 500 ml/1 giờ, nhỏ nhiều so với phương pháp tưới tràn (có thể lên tới 10l/phút) Quan niệm phương pháp bôi trơn tối thiểu gần giống với phương pháp gia công khô phương pháp bôi trơn cực tiểu đề với ý nghĩa bảo vệ môi trường người lao động Ngồi ý nghĩa phương pháp nà y mang lại hiệu kinh tế tiết kiệm dầu bôi trơn, giảm thời gian làm phơi, dụng cụ cắt má y móc Hiện nay, phương pháp tiện khô không bôi trơn làm nguội trở nên thông dụng sản xuất công nghiệp gia cơng loại thép có độ cứng cao, đặc trưng phương pháp lượng sử dụng cho trình cắt lớn Điều nà y chứng minh so sánh với phương pháp tưới tràn truyền thống, lực cắt nhỏ nhiệt sinh trình cắt nhỏ so với phương pháp gia công khô Do vậ y, sử dụng phương pháp gia công khô làm giảm Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy tuổi thọ dụng cụ cắt chất lượng bề mặt gia công tinh lần cuối, để gia cơng phải giảm tốc độ chạ y dao chiều sâu cắt, dẫn đến suất cắt giảm xuống Việc áp dụng phương pháp bôi trơn tối thiểu vào trình tiện cứng làm tăng tuổi thọ dụng cụ cắt chất lượng bề mặt gia công tinh lần cuối Ở Việt Nam nay, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ bơi trơn tối thiểu vào q trình tiện cứng chưa quan tâm Với lợi ích môi trường, kinh tế ý nghĩa khoa học mà phương pháp nà y mang lại em thấ y cần thiết chọn đề tài nghiên cứu: "Ảnh hƣởng bơi trơn tối thiểu (MQL) đến m ịn dụng cụ cắt nhám bề m ặt tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tơi" Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu thực nghiệm nhằm: Nghiên cứu so sánh phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu sử dụng dầu thực vật Việt Nam với phương pháp gia cơng khơ Qua đánh giá ưu nhược điểm bôi trơn tối thiểu gia công khô tiện cứng Đối nghiên cứu Nghiên cứu công nghệ bôi trơn tối thiểu áp dụng cho trình tiện cứng Ở nghiên cứu tiện cứng thép 9XC qua đạt độ cứng 55 - 60 HRC, sử dụng dao gắn mảnh CBN pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nguyên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm, nghiên cứu thực nghiệm chủ yếu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài a.Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ bơi trơn tối thiểu vào q trình tiện đóng góp thêm kiến thức cơng nghệ gia công cắt gọt Cung cấp thêm kiến thức chế mòn dụng cụ cắt chất lượng bề mặt tiện cứng b.Ý nghĩa thực tiễn Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Công nghệ tiện cứng ngà y áp dụng rộng rãi nhằm thay cho nguyên công mài vốn tốn Khi tiện cứng người ta thường sử dụng phương pháp gia công khô Nhằm nâng cao hiệu trình tiện cứng với việc ứng dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu làm giảm ma sát vùng cắt dẫn đến giảm mòn dụng cụ cắt, đồng thời nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công Áp dụng phương pháp nà y với việc sử dụng dầu thực vật Việt Nam làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường tác hại công nhân vận hành má y lượng tiêu tốn dung dịch bơi trơn Từ hiệu kỹ thuật phương pháp nà y áp dụng vào thực tế sản xuất mang lại hiệu kinh tế lớn Nội dung đề tài Ngồi lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung đề tài gồm chương phần kết luận chung Chƣơng 1: Tổng quan Nội dung tìm hiểu số lý thuyết q trình tiện bơi trơn làm nguội Tổng hợp từ nghiên cứu có, định hướng vấn đề nghiên cứu Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Nghiên cứu lý thuyết bôi trơn tối thiểu tiện bôi trơn tối thiểu tiện cứng Giới hạn vấn đề nghiên cứu, mục đích phương pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Nghiên cứu so sánh phương pháp bôi trơn tối thiểu phương pháp gia công khô tiện tinh thép 9XC qua Nội dung bao gồm: - Nghiên cứu so sánh bôi trơn làm nguội tối thiểu gia công khô tiện tinh cứng qua tiêu chất lượng bề mặt, lượng mòn dao, chế mòn, để từ tìm ưu điểm trội phương pháp bôi trơn tối thiểu - Nghiên cứu sử dụng dầu thực vật Việt Nam áp dụng vào q trình tiện cứng sử dụng phương pháp bơi trơn tối thiểu Kết luận chung Kết đề tài Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy - Đã tìm hiểu số lý thuyết bôi trơn làm nguội cắt gọt, đặc biệt bôi trơn tối thiểu q trình tiện cứng - Sử dụng thành cơng dầu thực vật sẵn có Việt Nam vào tiện cứng sử dụng phương pháp bôi trơn tối thiểu - Kết nghiên cứu cho thấ y hiệu kinh tế-k ỹ thuật phương pháp tiện tinh cứng sử dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu so với tiện khô Lời cảm ơn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: - TS Trần Minh Đức, thầ y giáo tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn nà y - Phịng Thí nghiệm Kỹ thuật khí Động lực - Trung tâm thí nghiệm Trường ĐHKT Cơng nghiệp; Phịng Thí nghiệm Vật lý - Khoa Vật lý - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn Thái Nguyên, ngày 28 tháng 04 năm 2009 Học viên Hoàng Xuân Tứ Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Chương1: TỔNG QUAN 1.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH PHOI 1.1.1 Khái niệm phân loại phoi * Gia công kim loại cắt gọt phương pháp gia công kim loại phổ biến ngành khí chế tạo máy Quá trình cắt kim loại trình người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt yêu cầu cho trước hình dáng, kích thước, vị trí tương quan bề mặt chất lượng bề mặt chi tiết gia công Lớp kim loại thừa chi tiết cần hớt bỏ gọi lượng dư gia công Lớp kim loại bị cắt bỏ khỏi chi tiết gọi phoi cắt * Phân loại phoi - Phoi dâ y (hình 1.2a) hình thành gia công vật liệu dẻo với chiều sâu cắt nhỏ, tốc độ cắt góc trước lớn - Phoi xếp lớp (hình 1.2b) hình thành gia cơng thép vật liệu dẻo khác với chiều sâu cắt lớn, tốc độ cắt góc trước nhỏ - Phoi vụn (hình 1.2c) hình thành gia cơng vật liệu dẻo với chiều sâu cắt lớn, tốc độ cắt góc trước nhỏ Khi gia cơng vật liệu giịn (gang) với chiều sâu cắt góc trước phoi vụn (hình 1.2d) có hình dạng khơng giống hình thành lớn 10 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) b) P a a C P B c) a d) C P C a P B B Hình 1.1 Các loại phoi 1.1.2 Quá trình hình thành phoi tiện thƣờng Qua nghiên cứu q trình tiện nói chung thực tế phoi phoi tánh khỏi chi tiết cắt không theo phương vận tốc cắt v (tức phương lực tác dụng) Phoi cắt bị uốn cong phía mặt tự do; kích thước phoi bị thay đổi so với lớp cắt cịn chi tiết (hình 3.1) bF LF aF V V b a L Hình 1.2: Quá trình hình thành phoi tiện thường Khi dao dịch chuyển phân tử kim loại lúc đầu bị nén đàn hồi (hình 1.1a), sau bị biến dạng dẻo, q trình biến dạng dẻo tăng dần bị lực liên kết bên phân tử chặn lại Ở thời điểm nà y xả y xếp lớp phần tử phoi trượt chúng mặt phẳng BC (hình 1.1b) Hiện tượng tương tự xảy phần tử từ (hình 1.1c) 70 Luận văn thạc sỹ Chun ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Hình ảnh m ặt sau mảnh dao số (hình a) m ảnh dao số (hình b) sau tiện 16,25 phút a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 3: Mặt sau mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 16,25 phút 71 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 4: Mặt sau mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 16,25 phút 72 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 5: Mặt sau mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 16,25 phút 73 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Hình ảnh m ặt trƣớc m ảnh dao số (hìn h a) m ảnh dao số (hình b) sau tiện 32,5 phút a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 6: Mặt trước mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 32,5 phút 74 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 7: Mặt trước mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 32,5 phút 75 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 8: Mặt trước mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 32,5 phút 76 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Hình ảnh m ặt sau mảnh dao số (hình a) m ảnh dao số (hình b) sau tiện 32,5 phút a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia công khô Hình 9: Mặt sau mảnh dao số bơi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 32,5 phút 77 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia công khơ Hình 10: Mặt sau mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 32,5 phút 78 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 11: Mặt sau mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 32,5 phút 79 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Hình ảnh m ặt trƣớc m ảnh dao số (hìn h a) m ảnh dao số (hình b) sau tiện 48,75 phút a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia công khô Hình 12: Mặt trước mảnh dao số bơi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 48,75 phút 80 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia công khơ Hình 13: Mặt trước mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 48,75 phút 81 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 14: Mặt trước mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 48,75 phút 82 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Hình ảnh m ặt sau mảnh dao số (hình a) m ảnh dao số (hình b) sau tiện 48,75 phút a) Bơi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 15: Mặt sau mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 48,75 phút 83 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bơi trơn tối thiểu b) Gia cơng khơ Hình 15: Mặt sau mảnh dao số bôi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 48,75 phút 84 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy a) Bôi trơn tối thiểu b) Gia công khô Hình 16: Mặt sau mảnh dao số bơi trơn tối thiểu (a) mảnh dao số gia công khô (b) sau tiện 48,75 phút ... o0o - LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ẢNH HƢỞNG CỦA BÔI TRƠN TỐI THIỂU (MQL) ĐẾN MÒN DỤNG CỤ CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9CrSi (9XC) ĐÃ QUA TÔI CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY... "Ảnh hƣởng bơi trơn tối thiểu (MQL) đến m ịn dụng cụ cắt nhám bề m ặt tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi" 36 Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy 2: NGHIÊN CỨU PHÁP BÔI TRƠN TỐI... lại em thấ y cần thiết chọn đề tài nghiên cứu: "Ảnh hƣởng bôi trơn tối thiểu (MQL) đến m òn dụng cụ cắt nhám bề m ặt tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tơi" Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu