Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt tới chất lượng bề mặt khi tiện tinh thép 9xc bằng dao hợp kim cứng phủ cvd

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP TRẦN VĂN TÍCH “NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT TỚI CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9XC BẰNG DAO HỢP KIM CỨNG PHỦ CVD” TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Thái Ngun - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Phan Quang Thế tham khảo tài liệu đƣợc liệt kê Tôi khơng chép cơng trình cá nhân khác dƣới hình thức Nếu có tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Ngƣời cam đoan Trần Văn Tích Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CẢM ƠN Lời xin đƣợc cảm ơn PGS.TS Phan Quang Thế - Hiệu trƣởng trƣờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên - Thầy hƣớng dẫn khoa học định hƣớng đề tài, hƣớng dẫn thầy việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo nhƣ bảo trình tơi viết luận văn Tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn đến thầy (cô) giáo – Khoa Cơ khí, Trung tâm thí nghiệm – Trƣờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên , giúp đỡ tận tình thầy, q trình tơi làm thí nghiệm viết luận văn Tơi muốn bày tỏ lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, Lãnh đạo khoa giáo viên khoa khí - Trƣờng Cao đẳng nghề Cơ điện Phú Thọ dành cho điều kiện thuận lợi nhất, giúp tơi hồn thành nghiên cứu Cuối tơi muốn bày tỏ lịng cảm ơn gia đình tôi, thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp ủng hộ động viên tơi suốt q trình làm luận văn Tác giả Trần Văn Tích Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU .ix PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tên đề tài nghiên cứu: Mục tiêu nghiên cứu Dự định kết Phƣơng pháp nghiên cứu Các công cụ, thiết bị nghiên cứu Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG VÀ DỤNG CỤ CẮT PHỦ BAY HƠI 1.1 Tổng quan tiện cứng 1.1.1 Đặc điểm trình tạo phoi tiện cứng 1.1.2 Đặc điểm trình tạo phoi tiện cứng 1.1.2.1 Các hình thái phoi cắt kim loại 1.1.2.2 Cơ chế hình thành phoi tiện cứng .10 1.1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công tạo phoi .11 1.1.3.1 Hiện tƣợng biến dạng phoi 11 1.1.3.2 Những yếu tố ảnh hƣởng đến biến dạng phoi 12 1.2 Dụng cụ cắt phủ bay 16 1.2.1 Tổng quan phủ bay .16 1.2.2 Phủ CVD 17 1.2.2.1 Đinh nghĩa 17 1.2.2.2 Đặc trƣng phủ CVD .18 1.2.3 Phủ PVD 19 1.2.4 Vật liệu lớp phun phủ .20 1.2.5 Định hƣớng nghiên cứu 25 Chƣơng II: MÒN DỤNG CỤ CẮT .26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 2.1 Ma sát dụng cụ phủ 26 2.2 Mòn dụng cụ phủ 27 2.3 Độ mòn dao 28 2.3.1 Các dạng mòn dụng cụ cắt 29 2.3.2 Các chế mòn dụng cụ cắt 31 2.3.3 Mòn dụng cụ phủ bay .35 2.3.4 Ảnh hƣởng mòn dụng cụ phủ đến chất lƣợng bề mặt gia công 36 Kết luận 36 Chƣơng III NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT TỚI CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9XC BẰNG DAO HỢP KIM CỨNG PHỦ CVD .37 3.1 Thí nghiệm 37 3.1.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm: 37 3.1.2 Mơ hình thí nghiệm .37 3.1.3 Thiết bị thí nghiệm .38 3.1.3.1 Máy 38 3.1.3.2 Dao .39 3.1.3.3 Phôi 40 3.1.3.4 Chế độ cắt 41 3.1.4 Thiết bị đo khác .41 3.1.4.1 Máy đo độ nhám bề mặt .41 3.1.4.2 Kính hiển vi điện tử SEM 42 3.2.1 Phân tích nhám bề mặt phơi thép 9XC độ chế độ cắt khác 43 3.2.2 Phân tích lƣợng mịn mặt mặt trƣớc mảnh dao phủ TiAlN tiện cứng thép 9XC độ chế độ cắt khác 46 3.2.3 Phân tích lƣợng mịn mặt mặt trƣớc mảnh dao phủ TiAlN tiện cứng thép 9XC độ chế độ cắt khác qua hình chụp Topography bề mặt 49 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 55 4.1 Kết luận chung 55 4.2 Hƣớng nghiên cứu đề tài 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .56 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi 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 trƣớc dao Kf: Mức độ biến dạng phoi θ: Góc trƣợt γ: Góc trƣớc dao PX: Lực chiều trục tiện PY: Lực hƣớng kính tiện PZ: Lực tiếp tuyến tiện S: Lƣợng 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 ΔFc, ΔFt: Áp lực tiếp tuyến pháp tuyến vùng mòn mặt sau μ: Hệ số ma sát vùng ma sát thông thƣờng mặt trƣớc r: Bán kính mũi dao hmin: Chiều dày phoi nhỏ Ra, Rz: Độ nhám bề mặt tiện PVD: Phủ bay vật lý CVD: Phủ bay hóa học DDTN: Dung dịch tƣới nguội Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ hóa miền tao phoi Hình 1.2.: Các dạng phoi Hình 1.3: Hiện tƣợng lẹo dao Hình 1.4 Sơ đồ hình thành bề mặt gia cơng phoi cắt có lẹo dao Hình 1.5 Cơ chế hình thành dạng phoi ổn định: Trƣợt tập trung mặt phẳng (a), vùng trƣợt tạo thành mảng (b), vùng trƣợt mở rộng bên dƣới bề mặt gia công (c) Hình 1.6 Các dạng phoi phân đoạn: phoi lƣợn sóng (a) phoi cƣa (b) Hình 1.7 Sơ đồ giai đoạn trình tạo phoi trƣợt cục 11 cắt kim loại 11 Hình 1.8: Biến dạng phoi 12 Hình 1.9: Quan hệ tốc độ cắt biến dạng phoi .13 Hình 1.10: Quan hệ chiều dày cắt biến dạng phoi 14 Hình1.11: Quan hệ góc trƣớc biến dạng phoi 14 Hình1.12 Quan hệ bán kính mũi dao r biến dạng phoi .15 Hình 1.13: Ảnh hƣởng đến biến dạng phoi 15 Hình 1.14 Khả chịu tải trọng lớp phủ cứng mềm 22 Hình 2.1 Sơ đồ vùng ma sát Shaw,Ber Maiman 26 Hình 2.2 Mịn mặt sau .29 Hình 2.3 Mịn mặt trƣớc 30 Hình 2.4 Mòn đồng thời mặt trƣớc mặt sau 30 Hình 2.5 Ảnh hƣởng vận tốc cắt đến chế mòn cắt liên tục 31 Hình 2.6 Ảnh hƣởng vận tốc cắt đến chế mòn cắt gián đoạn .32 Hình 2.7 Sơ đồ thể giai đoạn mòn mặt trƣớc dụng cụ thép gió phủ TiN 35 Hình 3.1: Kết xử lý giữ liệu Ra .45 Hình 3.2: Biểu đồ mức độ ảnh hƣởng V S đến nhám bề mặt 45 Hình 3.3: Biểu đồ bề mặt tiêu quan hệ vận tốc, lƣợng chạy dao nhám bề mặt (Sử dụng phần mềm Matlab để vẽ biều đồ quan hệ) .46 Hình 3.4: Kết xử lý giữ liệu lƣợng mòn 47 Hình 3.5: Biểu đồ mức độ ảnh hƣởng V S đến lƣợng mòn U 48 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii Hình 3.6: Biểu đồ bề mặt tiêu quan hệ vận tốc, lƣợng chạy dao lƣợng mòn (Sử dụng phần mềm Matlab để vẽ biều đồ quan hệ) 48 Hình 3.9 Ảnh phân tích EDX vùng đen phần cắt dao kính hiển vi điện tử .49 Hình 3.10 Ảnh phân tích EDX vùng trắng phần cắt dao kính hiển vi điện tử 50 Hình 3.11 a: Kết chụp lƣợng mịn mặt trƣớc qua thí nghiệm thứ .50 Hình 3.11 b: Kết chụp lƣợng mịn mặt trƣớc qua thí nghiệm thứ .51 Hình 3.11 c,d,e: Kết chụp lƣợng mòn mặt trƣớc qua thí nghiệm thứ 3,4,5 51 Hình 3.11 f,g,h i: Kết chụp lƣợng mòn mặt trƣớc qua thí nghiệm thứ 6,7,8 52 Hình 3.12: Kết chất lƣợng bề mặt trƣớc qua thí nghiệm .53 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Dữ liệu thị trƣờng giới phủ bay cho dụng cụ lĩnh vực tạo hình cắt vật liệu 17 Bảng 3.1: Thành phần hóa học thép 9XC .40 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ PHẦN MỞ ĐẦU Tên đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ cắt tới chất lƣợng bề mặt tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD” Giới thiệu Trong ngành công nghiệp gia cơng khí, chất lƣợng bề mặt tiêu đặc biệt quan trọng đánh giá, nghiệm thu sản phẩm.Vì ảnh hƣởng trực tiếp đến khả làm việc, độ bền, độ bền mỏi nhƣ tuổi thọ chi tiết máy Để đạt đƣợc chất lƣợng bề mặt theo yêu cầu, sau gia cơng cứng thƣờng có cơng đoạn mài, đánh bóng Việc làm tốn nhiều thời gian công sức Nâng cao chất lƣợng bề mặt sau gia công cứng dẫn đến giảm thời gian, chí loại bỏ đƣợc công đoạn Tiện cứng nguyên công tiện chi tiết qua (thƣờng thép hợp kim) có độ cứng cao khoảng từ 40 – 60 HRC đƣợc sử dụng rộng rãi công nghiệp tơ, chế tạo bánh răng, vịng ổ, dụng cụ, khuôn mẫu vv… Tiện cứng đƣợc sử dụng thay mài gia cơng xác chi tiết máy có tỉ số đƣờng kính nhỏ, chi tiết có hình dạng phức tạp khơng thiết phải sử dụng dung dịch trơn nguội Tiện cứng cho độ xác cao nhám bề mặt tƣơng đƣơng với mài nhƣng tiện có khả tạo nên lớp bề mặt có ứng suát dƣ nén làm tăng tuổi thọ mỏi chi tiết máy tiếp xúc lăn sử dụng, cho suất cao mài với đầu tƣ ban đầu thấp nhiều Tiện cứng thƣờng dùng ngun cơng tiện tinh với độ xác ngang mài nên yêu cầu độ xác, độ cứng vững hệ thống công nghệ khắt khe Việc áp dụng tiện cứng thay cho mài trở nên phổ biến giới ƣu điểm bật nó, vấn đề môi trƣờng đƣợc quan tâm đặc biệt toàn giới Ở nƣớc ta, tiện cứng đƣợc áp dụng phát triển mạnh, chi tiết nhƣ lăn dây truyền cán thép, chày cối dập thuốc, vòng ổ… đƣợc gia công lần cuối tiện cứng thay cho mài Vì lý gia công lần cuối so với mài, tiện cứng ngày đƣợc nhà sản xuất yêu thích 44 ta có: lnRa = lnC + a1lnV + a2lnS f = ao + a1x1 + a2x2 (**) Trong phƣơng trình (**) f, x1, x2 biết Cần xác định hệ số: ao; a1; a2 Bảng kết quy đổi logait thơng số đầu vào đầu thí nghiệm: TT lnv lnS ln(Ra) ( m) lnU 4.61 4.87 -2.08 -2.08 0.32 0.19 4.78 5.6 5.14 -2.08 0.07 5.55 4.61 4.87 -1.83 -1.83 -0.65 -0.43 5.49 5.96 5.14 -1.83 -0.4 3.01 4.61 4.87 -1.39 -1.39 -0.61 -0.33 4.41 3.76 5.14 -1.39 -0.02 4.58 Để nhận đƣợc phƣơng trình dạng (*), dùng phần mềm Design Expert 8.0.5 để giải phƣơng trình (**) với kết thực nghiệm bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm (bảng 3.1), sau loại bỏ hệ số khơng có ý nghĩa ta đƣợc phƣơng trình hồi quy nhƣ sau: 45 Hình 3.1: Kết xử lý giữ liệu Ra Từ kết hồi quy ta nhận đƣợc kết sau loại bỏ hệ số khơng có ý nghĩa nhƣ sau: Ra 0,6636V 0, 098 S , 053 Biểu đồ quan hệ vận tốc, lƣợng chạy dao nhám bề mặt: Hình 3.2: Biểu đồ mức độ ảnh hưởng V S đến nhám bề mặt 46 Ra (micro) 1.26 1.24 1.22 1.2 1.18 1.16 1.14 1.12 100 0.25 120 140 sv(mm/vg) (m/ph) 0.2 160 180 0.1 0.15 S (mm/vg) v (m/ph) Hình 3.3: Biểu đồ bề mặt tiêu quan hệ vận tốc, lượng chạy dao nhám bề mặt (Sử dụng phần mềm Matlab để vẽ biều đồ quan hệ) Từ đồ thị thấy gia công thép 9XC chế độ khác mảnh dao phủ TiAlN, nhám bề mặt giảm tăng lƣợng chạy dao từ 0,125 đến 0,19 mm/vg tăng lên lƣợng chạy dao tăng từ 0,19 đến 0,25 mm/vg Khi vận tốc cắt tăng nhám bề mặt tăng 3.2.2 Phân tích lƣợng mịn mặt mặt trƣớc mảnh dao phủ TiAlN tiện cứng thép 9XC độ chế độ cắt khác Tiến hành xử lý số liệu ta có kết sau: Tƣơng tự nhƣ nhiên cứu nhám bề mặt trình tiện cứng, ta nghiên cứu lƣợng mịn mặt trƣớc dƣới ảnh hƣởng hai thông số chế độ cắt: V(m/ph); S (mm/vòng) Chỉ tiêu đánh giá lƣợng mòn mặt trƣớc là: lƣợng mịn U Kết nhiều cơng trình nghiên cứu thực nghiệm tiện cứng [1], [2]; [3]; [6]… cho thấy quan hệ tiêu đánh giá F (U) với chế độ cắt (V, S) có dạng hàm mũ: F Cvr s pt q (***) Các số mũ r, p, q hệ số C phƣơng trình (***) đƣợc xác định thực nghiệm 47 Lấy logarit hai vế đặt: f = lnU; a0 = lnC; x1 = lnV; x2 = lnS; r = a1 p = a2 ta có: lnU = lnC + a1lnV + a2lnS f = ao + a1x1 + a2x2 (****) Trong phƣơng trình (****) f, x1, x2 biết Cần xác định hệ số: ao; a1; a2 Để nhận đƣợc phƣơng trình dạng (***), dùng phần mềm Design Expert 8.0.5 để giải phƣơng trình (****) với kết thực nghiệm bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm (bảng 3.1), sau loại bỏ hệ số khơng có ý nghĩa ta đƣợc phƣơng trình hồi quy nhƣ sau: Hình 3.4: Kết xử lý giữ liệu lượng mòn 48 Từ kết hồi quy ta nhận đƣợc kết sau loại bỏ hệ số khơng có ý nghĩa nhƣ sau: U 120.03V 0, 26 S 0,53 Biểu đồ quan hệ vận tốc, lƣợng chạy dao lƣợng mòn mặt trƣớc: Hình 3.5: Biểu đồ mức độ ảnh hưởng V S đến lượng mòn U u (micro) 18 16 14 12 10 0.25 180 0.2 s (mm/vg) 160 140 0.15 120 0.1 100 v (m/ph) Hình 3.6: Biểu đồ bề mặt tiêu quan hệ vận tốc, lượng chạy dao lượng mòn (Sử dụng phần mềm Matlab để vẽ biều đồ quan hệ) 49 Từ đồ thị thấy gia cơng thép 9XC chế độ khác mảnh dao phủ TiAlN, lƣợng mòn mặt trƣớc giảm tăng lƣợng chạy dao từ 0,125 đến 0,25 mm/vg Khi vận tốc cắt tăng lƣợng mịn giảm 3.2.3 Phân tích lƣợng mịn mặt mặt trƣớc mảnh dao phủ TiAlN tiện cứng thép 9XC độ chế độ cắt khác qua hình chụp Topography bề mặt Quan sát hình ảnh phần cắt dao kính hiển vi ta thấy có hai vùng rõ dệt: Vùng đen vùng trắng Sau phân tích EDX (Hình 3.9; hình 3.10) thấy rằng: Vùng đen phần cắt dao có thành phần hóa học chất nhƣ sau: W: 45,5%; Co: 34,7%; Al:7,9%; Ba: 4,6%; Ti: 4,0% (Hình 3.9) Phân tích EDX cho thấy vùng đen vùng bị mịn khơng cịn xuất thành phần lớp phủ TiAlN vùng nữa, chất cịn lại lớp EDX phân tích thành phần hóa học vùng trắng phần cắt dao (Hình 3.10) có: Ti = 35,9%; Fe = 28,8%; = 9,8%; N= 9,3 %, Al= 7,3%; Ca = 3,2%; Ba=2,5%; Si=0,9%; Cr = 0,9%; C = 0,2% Kết phân tích cho thấy vùng có thành phần Fe, c, Cr, Si thành phần vật liệu gia cơng trƣợt dính lớp dƣới phoi vào bề mặt vùng cắt Hình 3.9 Ảnh phân tích EDX vùng đen phần cắt dao kính hiển vi điện tử 50 Hình 3.10 Ảnh phân tích EDX vùng trắng phần cắt dao kính hiển vi điện tử Ở thí nghiệm thứ nhất, mặt trƣớc dao xuất bám dính vật liệu gia công lên bề mặt với bề rộng xấp xỉ 120 μm (hình 3.7 a) Lƣợng mịn đồng Hình 3.11 a: Kết chụp lượng mịn mặt trước qua thí nghiệm thứ Ở thí nghiệm thứ hai, hầu nhƣ khơng cịn xuất vùng trắng, vùng đen chiếm gần nhƣ toàn rộng khoảng 269 μm (hình 3.11 b) Trên vùng mịn mặt trƣớc khơng nhìn thấy hình ảnh lớp phủ nhƣ vùng chƣa bị mịn, lớp bề mặt có cấu trúc sóng Vết mịn nguy hiểm dẫn đến phá hủy lƣỡi cắt Đây hình ảnh mịn vật liệu dòn theo chế biến dạng dẻo bề mặt hạt cứng cày bề mặt dƣới tác dụng ứng suất pháp lớn vùng lƣỡi cắt gây 51 Hình 3.11 b: Kết chụp lượng mịn mặt trước qua thí nghiệm thứ Ở thí nghiệm thứ (hình 3.11 c, d), lƣợng mòn nghiệm trọng rộng lần thí nghiệm thứ Đặc biệt thí nghiệm thứ (hình 3.10 e), lớp phủ gần nhƣ biến hồn tồn chiều rộng mịn lớn (khoảng 386 μm) c) d) e) Hình 3.11 c,d,e: Kết chụp lượng mịn mặt trước qua thí nghiệm thứ 3,4,5 52 Cịn thí nghiệm thứ 6, 7, (hình 3.11 f, g, h i), vùng trắng xuất trở lại Sự mòn dụng cụ đồng bề rộng lƣỡi cắt Đặc biệt thí nghiệm thứ (hình 3.11 f), kết cho thấy mịn nhất, chiều dài cung mịn lƣỡi cắt bề rộng cung mịn gần nhƣ khơng thay đổi f) h) g) i) Hình 3.11 f,g,h i: Kết chụp lượng mịn mặt trước qua thí nghiệm thứ 6,7,8 53 3.2.4 Phân tích nhám bề mặt tiện cứng thép 9XC độ chế độ cắt khác qua hình chụp SEM bề mặt c) a) d) g) b) e) h) f) i) Hình 3.12: Kết chất lượng bề mặt trước qua thí nghiệm Nhám bề mặt ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng làm việc chi tiết máy Đối với chi tiết mối ghép động (ổ trƣợt, sống dẫn, trƣợt ), bề mặt chi tiết làm việc trƣợt tƣơng nhau, nên nhám lớn khó đảm bảo hình thành màng dầu bơi trơn bề mặt trƣợt Dƣới tác dụng tải trọng đỉnh nhám tiếp xúc với gây tƣợng ma sát nửa ƣớt, chí ma sát khơ, dẫn đến làm giảm hiệu xuất làm việc, tăng nhiệt độ làm việc mối ghép Mặt 54 khác đỉnh tiếp xúc, lực tập trung lớn, ứng xuất lớn vƣợt ứng xuất cho phép gây biến dạng chảy phá hỏng bề mặt tiếp xúc, bề mặt làm việc nhanh mòn Do vậy, nhám bề mặt ảnh hƣởng lớn trình làm việc, gây hƣ hỏng phá hủy cấu máy Ngƣợc lại, nhám nhỏ bề mặt nhẵn, khả chống lại ăn mòn tốt - Quy luật ảnh hƣởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công tiện cứng thép 9XC qua tơi thí nghiệm giống Các thông số S V ảnh hƣởng đến độ nhám bề mặt gia công nhƣng mức độ khác nhau: theo biểu đồ thể mức độ ảnh hƣởng S V đến nhám bề mặt (hình 3.2) lƣợng chạy dao có ảnh hƣởng mạnh nhiều so với vận tốc cắt đến nhám bề mặt sau tiện cứng - Nhám bề mặt mài hình thành chủ yếu dao tiện có góc nghiêng nghiêng phụ Về mặt lý thuyết, góc nghiêng nghiêng phụ dao tiện lớn nhám bề mặt lớn Quan sát hình 3.12 ta thấy: Ở thí nghiệm thứ thứ (Hình 3.12 d, f) cho chất lƣợng bề mặt sau gia công tốt 3.3 Kết luận Từ kết thí nghiêm thấy mịn mặt trƣớc dụng cụ chia thành ba vùng rõ rệt theo phƣơng phoi thơng qua mức độ dính vật liệu gia công với mặt trƣớc Vùng nằm sát lƣỡi cắt với vết biến dạng dẻo bề mặt hạt cứng vật liệu gia cơng gây nên, vùng hai với dính nhẹ vật liệu gia công mặt trƣớc, vùng ba vùng phoi thoát khỏi mặt trƣớc, vật liệu gia cơng dính nhiều bề mặt Theo kết nghiên cứu Tren[22] vùng vùng sát lƣỡi cắt vùng mà lớp vật liệu gia cơng sát mặt trƣớc dính dừng mặt trƣớc tạo nên vùng biến dạng thứ hai phoi Tuy nhiên, hình ảnh bề mặt cho thấy tƣợng biến dạng dẻo bề mặt cào xƣớc theo hƣớng phoi gây mịn tạo nên mặt trƣớc phụ với góc trƣớc phụ âm Vùng hai vùng dính vật liệu gia cơng với mức độ tăng dần phía vùng phoi khỏi mặt trƣớc Vùng ba vật liệu gia cơng dính nhiều mặt trƣớc với vết trƣợt vật liệu phôi, vùng ma sát thông thƣờng với hệ số ma sát f = const phù hợp với mô hình Zorev[12] 55 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 4.1 Kết luận chung Với nội dung “nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ cắt tới chất lƣợng bề mặt tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD” qua bốn chƣơng đề tài giải đƣợc vấn đề sau: - Đã triển khai thành công kỹ thuật tiện cứng thép 90CrSi; độ cứng HRC > 52; độ nhám Ra < 1.25 μm; không sử dụng DDTN - Đề tài đánh giá đƣợc ảnh hƣởng vận tốc cắt lƣợng chạy dao đến chất lƣợng bề mặt thép 9XC tiện dao hợp kim cứng phủ TiAlN - Đánh giá đƣợc ảnh hƣởng vận tốc cắt lƣợng chạy dao đến mòn mặt trƣớc dụng cụ cắt phủ TiAlN thơng qua ảnh chụp mịn dao phân tích EDX dƣới kính hiển vi điện tử - Tìm đƣợc mối liên hệ lƣợng mòn mặt trƣớc dụng cụ (U) nhám bề mặt chi tiết (Ra) sau gia công với kết quả: Ra 0,6636V 0, 098 S ( U 120.03V 0, 26 , 21 ln V , 053) S (0,15lnV 0,53) 4.2 Hƣớng nghiên cứu đề tài Kết nghiên cứu đề tài dừng chế độ công nghệ, loại dụng cụ cắt, loại vật liệu chiều sâu cắt định Vì cần tiến hành thí nghiệm cách tổng quan để tìm quy luật rộng chế mòn phần cắt dao chất lƣợng bề mặt phôi Nghiên cứu ảnh hƣởng hình dạng lƣỡi cắt đến chất lƣợng bề mặt mòn dụng cụ Nghiên cứu ảnh hƣởng lực cắt đến chất lƣợng bề mặt tuổi bền dụng cụ Nghiên cứu triển khai đề tài trung tâm CNC đại hơn, tối ƣu hóa nhiều mục tiêu (Hạ giá thành sản phẩm, nâng cao tuổi bền dao, đánh giá chiều sâu lớp trắng, vật liệu làm dao) để có cơng bố tạp chí có uy tín 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Hữu Đà, Nguyễn Văn Hùng, Cao Thanh Long (1998), “Cơ sở chất lượng trình cắt”, Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên [2] Phan Quang Thế (2002), Luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu khả làm việc dụng cụ thép gió phủ dùng cắt thép cacbon trung bình”, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội [3] Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt (2003), “Công nghệ chế tạo máy”, NXB Khoa học kỹ thuật (2001), Nguyên Lý Gia công vật [4] liệu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Trần Thế Lục (1988) “Giáo trình mịn tuổi bền dụng cụ cắt”, Khoa khí - Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội [6] PGS.TS Phan Quang Thế, Th.S Nguyễn Thị Quốc Dung (2008) “Tương tác ma sát phoi mặt trước dao gắn mảnh PCBN tiện tinh thép 9XC qua tôi” Tạp chí khoa học cơng nghệ trƣờng đại học (60) [7].PGS.TS Phan Quang Thế, Th.S Nguyễn Thị Quốc Dung (2008) “Ảnh hưởng vận tốc cắt đến mòn chế mòn dụng cụ gắn mảnh PCBN tiện tinh thép 9XC qua tơi” Tạp chí khoa học công nghệ trƣờng đại học (62) [8] Nguyễn Mạnh Cƣờng(2007) “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến chất lượng bề mặt gia công tiện tinh thép X12M qua dao gắn mảnh PCBN” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Trƣờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [9] Hoàng Văn Vinh “Nghiên cứu mối quan hệ chế độ cắt tuổi bền dụng cụ hủ TiAlN tiện tinh thép không gỉ SUS201” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Trƣờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 57 [10] Nguyễn Thị Quốc Dung (2012), Luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu trình tiện tinh thép hợp kim qua dao PCBN” Trƣờng Đại học kỹ thuât công nghiệp Thái Nguyên [11] X.L Liu, D.H Wen, Z.J Li, L.Xiao, F.G Yan Cutting temperature and tool wear of hard turning hardened bearing steel Journal of Materials Processing Technology 129 (2002) 200 – 2006 [12] Zorev N.N (1963), Interrelationship between shear processes occurring along tool face and on shear plane in metal cutting, International research in production engineering, The American Society of mechanical Engineers, New York, pp 48-67 [13] Abdullah Kurt, Ulvi Seker The effect of chamfer angle of polycrystalline cubic boron nitride cutting tool on the cutting forces and the tool stresses in finishing hard turning of AISI 52100 steel Materials and Design 26(2005) 351 – 356 [14].Tug˘rul Oă zel*, Yigit Karpat Predictive modeling of surface roughness and tool wear in hard turning using regression and neural networks International Journal of Machine Tools & Manufacture 45 (2005) 467–479 [15] G Poulachon , A Moisan , I.S.Jawahir Tool-wearmechanisms in hardturning with polycrystalline cubic boronnitride tools Wear 250 (2001) 576–586 [16] Y Kevin Chou , Chris J Evans Cubic boron nitride tool wear in interrupted hard cutting Wear 225–229 (1999) 234–245 [17] Patrik Dahlman, Fredrik Gunnberg, Michael Jacobson, The influence of rake angle, cutting feed and cutting depth on residual stresses in hard turning Journal of Materials Processing Technology 147 (2004) 181 – 184 [18] Meng Liua, Jun – ichiro Takagia, Akira Tsukudab, Effect of tool nose radius and tool wear on residual stress distribution in hard turning of bearing steel, Journal of Materials Processing Technology 150 (2004), 234 – 241 58 [19] Tugrul Ozel, Tsu-Kong Hsu, Erol Zeren (11August 2004) Effects of cutting edge geometry, workpiece hardness, feed rate and cutting speed on surface roughness and forces in finish turning of hardened AISI H13 steel ORIGINAL ARTICLE [20] H A Kishawy and M A Elbestawi Tool wear and surface integrity during high-speed turning of hardened steel with polycrystalline cubic boron nitride tools Intelligent Machines and Manufacturing Research Centre, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada (755 - 767) [21] Jiang Hua, Rajiv Shivpuri, Xiaomin Cheng, Vikram Bedekar, Yoichi Masumoto, Fukuo Hashimoto, Thomas R Watkins Effect of feed rate, workpiecehardness and cutting edge on subsurface residual stress in the hard turning of bearing steel using chamfer + hone cutting edge geometry Materials Science and Engineering A394 (2005) 238 – 248 [22] Trent E.M and Wright P.K (2000), Metal Cutting, ButterworthHeinemann, USA ... đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ cắt tới chất lƣợng bề mặt tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD? ?? Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá ảnh hƣởng chế độ cắt (s,v,t) tới chất lƣợng bề mặt ( đánh... trình tiện cứng, ảnh hƣởng độ cứng dao đến nhám bề mặt lực cắt tiện Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ cắt đến chất lƣợng bề mặt nhƣ tiện tinh thép 9XC ( Nhám bề mặt, mịn dụng cụ cắt ) gia cơng tiện cứng. .. Tên đề tài nghiên cứu: ? ?Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ cắt tới chất lƣợng bề mặt tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD? ?? Giới thiệu Trong ngành công nghiệp gia cơng khí, chất lƣợng bề mặt tiêu