Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công khi mài phẳng thép 9xc qua tôi bằng đá mài hải dương

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ THU NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI PHẲNG THÉP 9XC QUA TÔI BẰNG ĐÁ MÀI HẢI DƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ Thái Nguyên, năm 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Trừ phần tham khảo nêu rõ luận văn Tác giả Nguyễn Thị Thu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Vũ Ngọc Pi, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực đến q trình viết hồn chỉnh luận văn Tác giả chân thành cảm ơn Doanh nghiệp tư nhân Cơ khí xác Thái Hà tạo điều kiện thuận lợi vàgiúp đỡ tác giả nhiều trình tiến hànhthực nghiệm Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu Khoa Sau đại học Trung tâm thí nghiệm Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thànhluận văn Do lực thân cịn có hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo, cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Trân trọng cảm ơn! Tác giả Nguyễn Thị Thu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Nội dung Trang Hình 1.1 Quá trình mài phẳng Hình 1.2: Hạt mài Hình 1.3: Kí hiệu đá mài 10 Hình 1.4:Sơ đồ tưới nguội thông dụng máy mài[3] 15 Hình 1.5 Độ nhám bề mặt gia công sử dụng phương pháp bôi trơn làm nguội khác [6] Hình 1.6 Nhiệt độ ứng suất dư sử dụng phương pháp bôi trơn làm nguội khác [6] Hình 2.1 Đồ thị lực cắt pháp tuyến lực cắt tiếp tuyến trung bình sử dụng loại dung dịch trơn nguội với 15 lượt cắt [7] Hình 2.2 Đồ thị lực cắt pháp tuyến lực cắt tiếp tuyến trung bình sử dụng loại dung dịch trơn nguội với 30 lượt cắt [7] 16 17 19 20 Hình 2.3 Đồ thị hệ số lực cắt Kp mài thép X12M đá mài CBN đá mài thường, sử dụng loại dung dịch trơn nguội 20 với 15 30 lượt cắt [7] Hình 2.4 Đồ thị hệ số khả cắt mài thép X12M đá 10 mài CBN đá mài thường, sử dụng ba dung dịch trơn nguội 21 với 15 30 lượt cắt [7] 11 12 13 Hình 2.5 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt gia công mài đá Al2O3 CBN [8] Hình 2.6 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến độ nhám bề mặt mài [9] Hình 2.7 Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương [9] a) Nồng độ 5% b) Nồng độ 10% 22 23 24 14 Hình 2.8: So sánh Ra trung bình theo chiều sâu cắt [10] 25 15 Hình 2.9 Độ nhám bề mặt mài đá CBN với loại 26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ dung dịch trơn nguội khác [11] 16 17 18 19 20 21 22 Hình 2.10 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội áp suất tưới nguội đến độ nhám bề mặt mài [12] Hình 2.11 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến lớp biến cứng bề mặt mài [14] Hình 2.12 Ảnh hưởng lưu lượng tới tốc độ bóc tách vật liệu [15] Hình 2.13 Ảnh hưởng lưu lượng tới giới hạn lượng [15] Hình 2.14 Ứng suất dư bề mặt mài với lưu lượng tưới nguội khác [16] Hình 2.15 Ảnh hưởng phương pháp tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá Al2O3 đá CBN [18] Hình 2.16 Ảnh hưởng phương pháp tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá BWA60MVA1 [19] 26 28 29 29 30 31 32 23 Hình 3.1 : Chi tiết gia cơng 35 24 Hình 3.2: Đồ gá thí nghiệm 35 25 Hình 3.3: Sơ đồ thí nghiệm 36 26 Hình 3.4: Máy đo độ nhám Mittutoyo 36 27 Hình 3.5: Đầu đo lực KISTLER 37 28 Hình 3.6: Card A/D thu nhận liệu 38 29 Hình 3.7: Sơ đồ khối phần mềm điều khiển xử lý số liệu DASYLAB 9.0.2 đo lực cắt 38 30 Hình 3.8: Đồng hồ đo áp suất MR10100 40 31 Hình 3.9: Đồng hồ đo lưu lượng Z5615 40 32 33 Hình 3.10: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dùng dầu Caltex Aquatex 3180 Hình 3.11: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượngđến độ nhám bề Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 44 45 mặt mài dùng dầu Caltex Aquatex 3180 34 35 36 37 38 39 Hình 3.12: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dùng dầu AVANTIN361I Hình 3.13: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt mài dùng dầu AVANTIN361I Hình 3.14: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dùng dầu AVANTIN 300 Hình 3.15: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt mài dùng dầu AVANTIN300 Hình 3.16: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dùng dầu JP.Way Hình 3.17: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt mài dùng dầu JP.Way Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 47 49 52 53 55 56 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Nội dung Bảng 1.1: Độ cứng đá mài Trang Bảng 1.2: Cấu trúc đá mài tỷ lệ phần trăm hạt mài Bảng 2.1:Trị số độ nhám bề mặt gia công mài đá Al2O3 21 CBN [8] Bảng 2.2 Độ nhám bề mặt mài thép AISI 304 với hai môi 24 trường làm mát [5] Bảng 2.3: Kết đánh giá cho nước làm mát có chứa phụ gia 27 [13] Bảng 3.1 Thành phần hóa học mẫu thí nghiệm thép 9XC 34 Bảng 3.2: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài 43 dùng dầu Caltex Aquatex 3180 Bảng 3.3: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượngđến độ nhám bề 43 mặt mài dùng dầu Caltex Aquatex 3180 Bảng 3.4 : Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài 47 dùng dầu AVANTIN 361I Bảng 3.5: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượngđến độ nhám bề 10 47 mặt mài dùng dầu AVANTIN361I Bảng 3.6: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài 11 51 dùng dầu AVANTIN 300 Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượngđến độ nhám bề 12 51 mặt mài dùng dầu AVANTIN300 Bảng 3.8 : Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài 13 14 54 dùng dầu JP.Way Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượngđến độ nhám bề Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 54 mặt mài dùng dầu JP.WAY PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài - Trong gia cơng khí, gia cơng phương pháp mài có nhiều ưu điểm như: Mài gia cơng với chiều sâu cắt nhỏ (từ (0,005÷0,1) mm), vận tốc cắt lớn (30÷50) m/s với mài thơng thường đến 200 m/s với mài cao tốc) Độ xác độ bóng bề mặt sau mài đạt cao (cấp xác từ (5÷7), nhám bề mặt R a= (0,2÷3,2) μm) Đặc biệt, mài chiếm ưu cao gia cơng tinh bề mặt có độ cứng, độ bền cao vv Nhờ ưu điểm nêu nên ngun cơng mài chiếm vị trí quan trọng gia cơng khí - Các vật liệu hạt mài thông thường oxide nhôm, silicon carbide, carbide boron, cubic boron nitride…trong Al203 đá mài sử dụng nhiều nhà máy, phân xưởng với ưu điểm giá thành rẻ, dễ kiếm phù hợp để gia công nhiều loại vật liệu khác Đá mài Al203 thường dùng để mài tinh: Thép hợp kim, dụng cụ đo, khuôn dập… - Thép 9XC mác thép dùng phổ biến nhóm thép hợp kim Nó thường dùng để chế tạo chi tiết máy có độ xác cao dụng cụ cắt, dụng cụ đo, khuôn dập,… Kết nghiên cứu với mác thép 9XC cho phép áp dụng mài thép dụng cụ khác - Mài có vị trí quan trọng ngành khí chế tạo máy đặc biệt gia cơng tinh nên có nhiều cơng trình nghiên cứu khác lĩnh vực mài cơng bố ứng dụng có hiệu thực tế sản xuất Để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật nguyên công mài nói chung mài phẳng nói riêng, vấn đề mài quan tâm nghiên cứu Từ phân tích trên, nói có nhiều nghiên cứu bơi trơn làm mát mài nói chung mài phẳng nói riêng Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch bơi trơn làm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ mát đến chất lượng mài mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương Từ đặc điểm tình hình nêu tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải dương” Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương Qua lựa chọn loại dung dịch trơn nguội hợp lý để nâng cao chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương - Xác định lưu lượng nồng độ thích hợp mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương cho chất lượng bề mặt tốt Kết dự kiến - Xác định mức độ ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương Từ đưa ra: - Đề xuất lưu lượng nồng độ thích hợp mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương cho chất lượng bề mặt tốt - Đề xuất loại dung dịch trơn nguội thích hợp mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương Phƣơng pháp nghiên cứu - Đề tài tiến hành nghiên cứu phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Nội dung nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu tổng quan công nghệ trơn nguội mài phẳng 5.2 Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài phẳng 5.3 Nghiên cứu thực nghiệm - Xây dựng hệ thống: Chọn máy, phơi thí nghiệm, đá mài, cơng nghệ trơn nguội, hệ thống đo lường… - Xây dựng kế hoạch thực nghiệm - Tiến hành thí nghiệm xử lý kết thí nghiệm 5.4 Viết báo cáo khoa học Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu gia công mài mài phẳng Trong gia cơng khí, gia cơng phương pháp mài có nhiều ưu điểm so với phương pháp cắt gọt khác gia cơng vật liệu có độ cứng, độ bền cao, chịu nhiệt cao …và yêu cầu độ xác cao, độ nhẵn bóng bề mặt cao Vì ngun cơng mài chiếm vị trí quan trọng gia cơng khí Mài có khả đạt độ xác độ nhẵn bóng bề mặt cao Khi mài tinh đạt độ nhám bề mặt cấp (7÷8) lớn hơn, độ xác kích thc cao (1ữ3)àm Hỡnh 1.1 Quỏ trỡnh mi phng Mi phẳng phương pháp để gia công tinh mặt phẳng Nó dùng để gia cơng lần cuối mặt phẳng qua sau phay bào Ngồi thay cho phay bào sản xuất lớn để gia công chi tiết khó định vị kẹp chặt Mài phẳng bề mặt chi tiết thực máy mài phẳng mặt đầu chu vi đá Mài phẳng cho suất cao diện tích tiếp xúc đá chi tiết lớn, dễ khí hóa, tự động hóa, thích hợp với sản xuất loạt lớn hàng khối, mài chi tiết mỏng, khó định vị kẹp chặt Tuy nhiên diện tích đá chi tiết gia cơng lớn nên q trình mài phẳng sinh nhiệt lớn so với phương pháp mài khác nên dễ gây biến dạng nhiệt trình mài Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 56 Hình 3.13: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt mài dùng dầu AVANTIN361I Từ kết thu (bảng 3.5) ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến độ nhám bề mặt biểu diễn hình 3.13 Từ Hình 3.13 ta thấy giá trị độ nhám bề mặt sau mài với giá trị nồng độ lưu lượng trơn nguội khác dầu AVANTIN 361I nằm phạm vi cho phép nguyên công mài tinh Cụ thể, độ nhám đạt giá trị nhỏ Ra = 0,371µm với lưu lượng 20 l/p ứng với nồng độ 6,5 %, độ nhám đạt giá trị lớn Ra max = 0,563 µm với lưu lượng 20 l/p ứng với nồng độ % Từ đồ thị 3.12.b 3.13 ta thấy: - Độ nhám đạt giá trị nhỏ Ra = 0,371µm, lực đạt giá trị Py = 49N với lưu lượng 20 l/p ứng với nồng độ 6,5% - Lực pháp tuyến đạt giá trị nhỏ Pymin = 45N, độ nhám đạt giá trị Ra = 0,421µm với lưu lượng 20 l/p ứng với nồng độ 4% Ta nhận thấy mài với lưu lượng 10l/p; 15l/p; 20 l/p ứng với nồng độ 4% cho giá trị lực pháp tuyến chênh (46; 47; 45)N Vậy để tiết kiệm lượng dầu bôi trơn ta nên sử dụng với nồng độ 4% lưu lượng tưới nguội 10l/p Mặt khác sử dụng với nồng độ 4% đảm bảo kinh tế, có nghĩa giảm giá thành sản phẩm so với sử dụng theo nồng độ khuyến cáo nhà sản suất từ 5% đến 8% Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 57 Vậy lƣu lƣợng 10 l/p ứng với nồng độ 4% đƣợc đề xuất nên dùng mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dƣơng sử dụng dung dịch tƣới nguội dầu AVANTIN 361I 3.4.3 Với dầu AVANTIN 300 - Tiến hành thí nghiệm với dầu AVANTIN 300 với nồng độ 2%, 3%, 3,5%, 4%, 5% lưu lượng 5l/p; 10l/p; 15l/p; 20l/p ta thu kết đo lực Px, Py, Pz (bảng 3.6) kết đo nhám (bảng 3.7) Từ kết thí nghiệm (bảng 3.6) ảnh hưởng nồng độ lưu lượng dung dịch trơn nguội đến lực mài Px, Py, Pz bôi trơn dầu AVANTIN 300 biểu diễn hình 3.14 Kết cho thấy: - Cũng tương tự sử dụng dầu Caltex Aquatex 3180 dầu AVANTIN 361I, ảnh hưởng lưu lượng nồng độ dung dịch trơn nguội đến lực Py tương đối nhiều (Hình 3.14.b), cịn thành phần lực Px Pz khơng đáng kể (Hình 3.14.a hình 3.14.c) - Từ hình 3.14.b ta thấy tăng nồng độ dung dịch trơn nguội lực mài giảm, đến giá trị nồng độ giới hạn định tăng nồng độ dung dịch trơn nguội lực mài lại tăng Cụ thể tăng nồng độ dung dịch trơn nguội từ 2% đến 3,5% lực mài giảm, tiếp tục tăng nồng độ dung dịch lên 5% lực mài lại tăng - Kết hình 3.14.b cho thấy nồng độ dung dịch trơn nguội 3,5% giá trị nồng độ tối ưu mà giá trị lực mài nhỏ ứng với lưu lượng tưới nguội khác Từ kết thu (bảng 3.7) ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến độ nhám bề mặt biểu diễn hình 3.15 Từ hình 3.15 ta thấy giá trị độ nhám bề mặt sau mài tinh nằm giá trị độ nhám cho phép nguyên công mài tinh - Ta nhận thấy mài với lưu lượng 5l/p 10 l/p ứng với nồng độ 3,5% cho giá trị lực mài 58N 56N, giá trị lực mài chênh ít, tưới nguội dầu Avantin 300 ta nên sử dụng nồng độ 3,5% lưu lượng 5l/p để tiết kiệm lượng dầu bôi trơn Mặt khác sử dụng với nồng độ 3,5% phù hợp với nồng độ khuyến cáo nhà sản suất từ 3% đến 4% Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 58 Bảng 3.6: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dùng dầu AVANTIN 300 Lực Px Lưu lượng Nồng độ 2% 3% 3,5% 4% 5% 5(l/p) 10(l/p) 15(l/p) 20(l/p) 28 26 32 32 26 27 27 30 25 24 26 28 26 28 31 34 34 32 Lực Py 35 37 Lưu lượng Nồng độ 2% 3% 3,5% 4% 5% 5(l/p) 10(l/p) 15(l/p) 20(l/p) 70 68 79 78 64 64 70 71 58 56 67 65 67 67 70 71 80 75 Lực Pz 78 75 Lưu lượng Nồng độ 2% 3% 3,5% 4% 5% 5(l/p) 10(l/p) 15(l/p) 20(l/p) 7 7 7 7 7 7 7 Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến độ nhám dùng dầu AVANTIN300 Lưu lượng Nồng độ 2% 3% 3,5% 4% 5% 5(l/p) 10(l/p) 15(l/p) 20(l/p) 0,369 0,499 0,43 0,54 0,508 0,581 0,481 0,534 0,525 0,488 0,511 0,548 0,574 0,565 0,539 0,592 0,555 0,602 0,591 0,57 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 59 a) b) c) Hình 3.14: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dùng dầu AVANTIN 300 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 60 Hình 3.15: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt mài dùng dầu AVANTIN 300 Vậy sử dụng dung dịch tƣới nguội dầu AVANTIN 300 để mài phẳng thép 9XC qua tơi đá mài Hải Dƣơng lƣu lƣợng l/p ứng với nồng độ 3,5% đƣợc đề xuất nên dùng 3.4.4 Với dầu JP.Way - Tiến hành thí nghiệm với dầu JP.Way với nồng độ 1%, 2%, 2,5%, 3%, 4% lưu lượng 5l/p; 10l/p; 15l/p; 20l/p ta thu kết đo lực Px, Py, Pz (bảng 3.8), kết đo nhám (bảng 3.9) sau: - Với kết thu (bảng 3.8) ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài Px, Py, Pz mài dầu J.Pway biểu diễn hình 3.16 Từ kết ta thấy: - Cũng tương tự sử dụng dầu Caltex Aquatex 3180, dầu AVANTIN 361I dầu Avantin300, ảnh hưởng lưu lượng nồng độ dung dịch trơn nguội đến lực Py tương đối nhiều (Hình 3.16.b), cịn thành phần lực Px Pz không đáng kể (Hình 3.16.a hình 3.16.c) - Từ hình 3.16.b ta thấy tăng nồng độ dung dịch trơn nguội lực mài giảm, đến giá trị nồng độ giới hạn định tăng nồng độ dung dịch trơn nguội lực mài lại tăng Cụ thể tăng nồng độ dung dịch trơn nguội từ 1% đến 2% lực mài giảm, tiếp tục tăng nồng độ dung dịch lên 4% lực mài lại tăng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 61 Bảng 3.8 : Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dầu JP.Way Lực Px Lưu lượng Nồng độ 1% 2% 2,5% 3% 4% 5(l/p) 20 20 21 22 21 10(l/p) 21 20 21 20 20 15(l/p) 21 20 21 20 20 20(l/p) 22 20 21 20 20 Lực Py Lưu lượng Nồng độ 1% 2% 2,5% 3% 4% 5(l/p) 10(l/p) 15(l/p) 20(l/p) 54 50 52 48 55 50 57 51 55 60 63 50 54 57 52 57 60 53 55 59 5(l/p) Lưu lượng 10(l/p) 15(l/p) 20(l/p) 7 7 7 7 7 7 7 Lực Pz Nồng độ 1% 2% 2,5% 3% 4% Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến độ nhám bề mặt mài dầu JP.WAY Lưu lượng Nồng độ 1% 2% 2,5% 3% 4% 5(l/p) 10(l/p) 15(l/p) 20(l/p) 0,46 0,618 0,446 0,478 0,526 0,438 0,516 0,48 0,468 0,458 0,61 0,572 0,459 0,41 0,553 0,503 0,539 0,425 0,451 0,473 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 62 a) b) c) Hình 3.16: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến lực mài dùng dầu JP.Way Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 63 - Kết hình 3.16.b cho thấy nồng độ dung dịch trơn nguội 2% giá trị nồng độ tối ưu mà giá trị lực mài nhỏ ứng với lưu lượng tưới nguội khác Khi mài với nồng độ tối ưu 2% lưu lượng tưới nguội ứng với giá trị 10l/p cho kết lực mài nhỏ Kết thu (bảng 3.9) ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến độ nhám bề mặt biểu diễn hình 3.17 Hình 3.17: Ảnh hưởng nồng độ lưu lượng đến nhám bề mặt dùng dầu JP.Way Từ hình 3.17 ta thấy: Các giá trị độ nhám đo nằm giá trị độ nhám cho phép nguyên công mài tinh Ta nhận thấy mài với lưu lượng 10 l/p ứng với nồng độ 2% cho lực mài nhỏ giá trị độ nhám nhỏ Đối với dung dịch tƣới nguội dầu JP.Way, nồng độ 2% lƣu lƣợng 10l/p đƣợc đề xuất nên dùng mài phẳng thép 9XC qua tơi đá mài Hải Dƣơng Có thể giải thích kết sau: - Với dung dịch bôi trơn làm nguội khác ảnh hưởng đến độ nhám lực cắt khác tác dụng bôi trơn làm mát khác Dung dịch có tác dụng bơi trơn tốt cho độ nhám nhỏ Dung dịch có tác dụng làm mát tốt cho lực mài nhỏ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 64 - Khi tăng lưu lượng tưới nguội làm giảm tương tác hóa học ngun tử vật liệu gia cơng làm cho nguyên tử vật liệu gia công dễ tách khỏi bề mặt nên lực mài giảm - Khi tăng lưu lượng tưới nguội làm giảm ma sát vật liệu gia công với bề mặt đá mài Các phần tử dung dịch trơn nguội bao quanh phần tử phoi làm giảm dính, giúp phoi thoát khỏi khu vực cắt dễ dàng - Khi tăng lưu lượng nồng độ làm tăng khả xâm nhập dung dịch vào vết nứt tế vi, làm giảm lực liên kết nguyên tử khiến cho lớp kim loại dễ bị biến dạng dẻo trình cắt dễ dàng mà lực mài giảm - Khi tăng lưu lượng nhiệt trình giảm nên làm giảm ma sát đá chi tiết gia công làm cho lực mài giảm - Nồng độ dung dịch trơn nguội ảnh hưởng đến q trình hóa học ma sát xảy vùng mài qua ảnh hưởng đến mịn hóa học mịn học hạt mài tăng nồng độ dung dịch trơn nguội làm giảm ma sát đá chi tiết mài giảm lực mài 3.5 Kết luận chƣơng - Đã thiết kế, chế tạo thiết bị tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội, nồng độ chúng lưu lượng bôi trơn đến chất lượng bề mặt gia công (độ nhám) lực cắt mài phẳng thép 9XC qua tơi đá mài Hải Dương Có loại dung dịch trơn nguội khảo sát, bao gồm: Dầu Caltex Aquatex 3180, dầu AVANTIN 361I, dầu AVANTIN 300 dầu JP.Way - Đã đề xuất chế độ tưới nguội (nồng độ dung dịch lưu lượng tưới) hợp lý mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương với loại dung dịch tưới nguội kể Các giá trị nồng độ lưu lượng tối ưu đề xuất nên dùng là: + Với dầu Caltex Aquatex 3180: sử dụng nồng độ % lưu lượng tưới 10 l/ph; + Với dầu AVANTIN 361I: sử dụng nồng độ % lưu lượng tưới 10 l/ph; + Với dầu AVANTIN 300: sử dụng nồng độ 3,5 % lưu lượng tưới l/ph; + Với dầu JP.Way: sử dụng nồng độ % lưu lượng tưới 10 l/ph - Chế độ tưới nguội tối ưu đề xuất kể cho việc sử dụng dầu Caltex Aquatex 3180 cho phép giảm lực mài 25% giảm độ nhám bề mặt gia công 5,2% so với chế độ dùng xưởng doanh nghiệp tư nhân Cơ khí xác Thái Hà (đang dùng với nồng độ 5% - theo khuyến cáo nhà sản xuất) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 65 Chƣơng : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận - Nghiên cứu tìm hiểu trình mài mài phẳng; thông số q trình mài phẳng chế độ cơng nghệ, đá mài; bôi trơn làm mát mài phẳng Qua thấy rõ việc xác định ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội vấn đề bôi trơn làm mát mài phẳng có vai trị quan trọng định đến suất chất lượng q trình - Đã khảo sát, phân tích đánh giá nghiên cứu trước vấn đề bơi trơn làm mát mài phẳng Qua lựa chọn mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt mài phẳng từ đề xuất chế độ bơi trơn tối ưu cho loại dầu - Đã thiết kế, chế tạo thiết bị tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội, nồng độ chúng lưu lượng bôi trơn đến chất lượng bề mặt gia công (độ nhám) lực cắt mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương Có loại dung dịch trơn nguội khảo sát, bao gồm: Dầu Caltex Aquatex 3180, dầu AVANTIN 361I, dầu AVANTIN 300 dầu JP.Way - Đã đề xuất chế độ tưới nguội (nồng độ dung dịch lưu lượng tưới) hợp lý mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương với loại dung dịch tưới nguội kể Các giá trị nồng độ lưu lượng tối ưu đề xuất nên dùng là: + Với dầu Caltex Aquatex 3180: sử dụng nồng độ % lưu lượng tưới 10 l/ph; + Với dầu AVANTIN 361I: sử dụng nồng độ % lưu lượng tưới 10 l/ph; + Với dầu AVANTIN 300: sử dụng nồng độ 3,5 % lưu lượng tưới l/ph; + Với dầu JP.Way: sử dụng nồng độ % lưu lượng tưới 10 l/ph - Chế độ tưới nguội tối ưu đề xuất kể cho việc sử dụng dầu Caltex Aquatex 3180 cho phép giảm lực mài 25% giảm độ nhám bề mặt gia công 5,2% so với chế độ dùng xưởng doanh nghiệp tư nhân Cơ khí xác Thái Hà (đang dùng với nồng độ 5% - theo khuyến cáo nhà sản xuất) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 66 4.2 Đề xuất hƣớng nghiên cứu - Mặc dù đề tài nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng loại chế độ bôi trơn làm mát (loại dung dịch trơn nguội, nồng độ lưu lượng bôi trơn) đến chất lượng bề mặt gia công (độ nhám) lực mài mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương Tuy nhiên, để sử dụng dầu bơi trơn cách hiệu cần tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu sâu Cụ thể là: + Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng chế độ bôi trơn tối ưu loại dầu kể + Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng nhiệt cắt đến chất lượng bề mặt gia công mài phẳng đá mài Hải dương Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Davidc.Graham, Higgins grinding technology center, And kensaucier, Saintgobain abrsives inc Grinding coolant, FEBRUARY 2007, Volume 59, number [2] Trần Thế San, Hồng Trí, Nguyễn Thế Hùng, Thực hành khí Tiện – Phay – Bào – Mài, Nhà xuất Đà Nẵng [3] Malkin S., Grinding Technology: Theory and Applications of Machining With Abrasives, Ellis Horwood, Chichester, West Sussex, London,1996 [4] Nabil Ben Fredj, Habib Sidhom, Chedly Braham, Ground surface improvement of the austenitic stainless steel AISI304 using cryogenic cooling, Surface & Coatings Technology, 2006 [5] Nguyễn Văn Tính, Kỹ thuật mài, NXB Cơng nhân kỹ thuật, Hà Nội, 1978 [6] H Z Choi, S W Lee, D J Kim, Optimization of Cooling Effect in the Grinding with Mist Type Coolant , Korea Institute of Industrial Technology 35-3, Hong Chon Ri, Ib Jang Myun, Chon An Si, 330-825, Korea [7] Bùi Đức Việt, Đánh giá khẳ cắt đá mài CBN mài thép 3X12M qua máy mài phẳng theo tiêu lực cắt, Luận văn thạc sỹ, Trường ĐHKTCNTN, 2011 [8] Đỗ Đức Trung, Nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến chất lượng bề mặt chi tiết công mài tinh thép SUJ2 đá mài Al2O3 đá mài CBN máy mài phẳng, Luận văn thạc sỹ, Trường ĐHKTCNTN, 2010 [9] Ngơ Cƣờng, Nguyễn Đình Mãn, Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 đá mài Hải Dương, Báo cáo kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Thái Nguyên, 2009 [10] Bijoy Mandal, Rajender Singh, Santanu Das, Simul Banerjee, Improving grinding performance by controlling air flow around a grinding wheel, International Journal of Machine Tools & Manufacture 51, 2011, pp 670–676 [11] Silva E.J da, Alves S.M., Oliveira J.F.G de, The influence of grinding fluids in the wear of vitrified CBN wheel [12] Monici R.D., Bianchi E.C., Catai R.E., Aguiar P.R., Analysis of the different forms of application and types of cutting fluid used in plunge cylindrical grinding Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 68 using conventional and superabrasive CBN grinding wheels, International Journal of Machine Tools and Manufacture 46(2), 2006, pp 122-131 [13] T D Lavanya V E Annamalai , Design of and eco-fiendly coolant for gringding applications, International Journal of Advanced Engineerin Technology, EISSN 0976-3945 [14] Koji Kato, Noritsugu Umehara, Minoru Suzuki, A study of hardness of the frozen magnetic fluid grinding wheel, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 201, 1999, pp 376 – 379 [15] A Cameron, R Bauer, A Warkentin An investigation of the effects of wheelcleaning parameters in creep-feed grinding International Journal of Machine Tools & Manufacture 50, 2010, pp.126–130 [16] K.Q Xiao, L.C Zhang, The effect of compressed cold air and vegetable oil on the subsurface residual stress of ground tool steel, Journal of Materials Processing Technology 178, 2006, pp 9–13 [17] R P Upadhyaya, S Malkin, Thermal Aspect of Grinding With Electroplated CBN Wheels, ASME J Manuf Sci Eng., 2004, pp 126 [18] Yuan Zhejun, Hu Zhonghui - Submitted by A Kobayashi, Surface Integrity of Grinding of Bearing Steel GCrl5 with CBN Wheels, Harbin Institute of Technology/China Received on January 13, 1989 [19] T Nguyen, L.C Zhang, An assessment of the applicability of cold air and oil mist in surface grinding, Journal of Materials Processing Technology 140, 2003, pp 224–230 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 69 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Kết dự kiến Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 10 1.1 Giới thiệu gia công mài mài phẳng 10 1.2 Các đặc điểm trình mài phẳng 11 1.3 Các thông số trình mài phẳng 12 1.3.1 Chế độ công nghệ 12 1.3.2 Đá mài 12 1.4 Bôi trơn làm mát mài phẳng 18 1.4.1Vai trò dung dịch trơn nguội gia công cắt gọt 18 1.4.2 Phân loại dung dịch trơn nguội 19 1.4.3 Các phương pháp bôi trơn làm nguội thường dùng mài 21 1.5 Kết luận chương 25 Chƣơng : TỔNG QUAN VỀ BÔI TRƠN LÀM MÁT KHI MÀI PHẲNG.26 2.1 Các nghiên cứu tác giả nước 26 2.2 Các nghiên cứu tác giả nước 31 2.3 Kết luận chương 40 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI PHẲNG THÉP 9XC QUA TÔI BẰNG ĐÁ MÀI HẢI DƢƠNG 41 3.1 Mục đích thí nghiệm 41 3.2 Hệ thống thí nghiệm 41 3.2.1 Máy 41 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 70 3.2.5 Dung dịch trơn nguội 47 3.2.6 Đá mài 48 3.2.7 Chế độ công nghệ 48 3.3 Q trình thí nghiệm: 48 3.4 Kết thí nghiệm 49 Chƣơng : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 65 4.1 Kết luận 65 4.2 Đề xuất 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải dương? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến chất. .. chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua tơi đá mài Hải Dương Qua lựa chọn loại dung dịch trơn nguội hợp lý để nâng cao chất lượng bề mặt gia công mài phẳng thép 9XC qua đá mài Hải Dương. .. lượng tưới nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài thép 9XC máy mài phẳng đá mài Hải Dương Từ chọn nồng độ lưu lượng tưới nguội hợp lý mài phẳng thép 9XC đá mài Hải Dương cho chất lượng bề mặt tốt