Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt của chi tiết khi mài tròn

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi Trần đức quý nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết mài tròn Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mà số: 62.52.04.01 ln ¸n tiÕn sü kü tht ng­êi h­íng dÉn khoa học: PGS.TS Tăng Huy TS Nguyễn Huy Ninh hà nội - 2007 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả Trần Đức Quý -1- kí hiệu ý nghĩa Ký hiệu Đơn vị az ChiỊu dµy phoi mm a’ z ChiỊu dµy phoi thực tế mm B Chiều rộng đá mm C ct Mật độ lưỡi cắt tĩnh đơn vị thể tích đá D Đường kính đá mài mm h Chiều cao biên dạng nhám bề mặt mm Chiều cao biên dạng lưỡi cắt mm L Khoảng cách lưỡi cắt động mm l Khoảng cách lưỡi cắt tĩnh mm nđ Tốc độ quay ®¸ v/ph n ct Tèc ®é quay cđa chi tiÕt v/ph Pc Lực cắt tổng mài N Pz Lực thành phần tiếp tuyến N Py Lực thành phần pháp tuyến N Px Lực thành phần theo phương dọc trục N Sd Lượng chạy dao dọc mài m/ph S sđ Lượng chạy dao dọc sửa đá m/ph Ra Chiều cao nhấp nhô tế vi bề mặt àm T Tuổi bền đá Phút t Chiều sâu cắt mài mm t sđ Chiều sâu cắt sửa đá mm U hk Lượng mòn hướng kính àm Vđ Vận tốc cắt đá m/s 1/mm3 -2- Danh mục b¶ng biĨu TT Sè b¶ng Néi dung Trang 1.1 Độ hạt mài phạm vi sử dụng 21 1.2 Thể tích hạt mài phân bố theo cấp cấu trúc 22 1.3 Kí hiệu độ cứng đá 24 3.1 Kết đo mòn đá sau hành trình 98 4.1 Bảng quy hoạch thực nghiệm 100 4.2 Sè liÖu thÝ nghiÖm 102 4.3 Phương trình mòn theo thời gian điểm thí nghiệm 104 4.4 Tuổi bền đá điểm thí nghiệm 104 4.5 Bảng Logarit biến thực nghiệm 105 10 4.6 Giá trị tính toán cđa c¸c biÕn håi quy thùc nghiƯm 106 11 4.7 Số liệu xử lý kết đo thời điểm = phút 108 12 4.8 Giá trị hồi quy thực nghiệm phương trình hàm 4.19 111 13 4.9 Giá trị hồi quy thực nghiệm phương trình hàm 4.20 111 14 4.10 Giá trị hồi quy thực nghiệm phương trình hàm 4.21 112 15 4.11 Hệ sè lùc c¾t P y /P z øng víi chÕ độ công nghệ mài theo thời gian 117 -3- Danh mục hình vẽ TT Số hình Nội dung Trang 1.1 Sơ đồ mài tròn 11 1.2 Mô hình trình mài tròn tiến dao dọc 12 1.3 Quá trình tạo phoi mài hạt mài 13 1.4 Sơ đồ mô tả trình tạo phoi hạt mài có bán kính đỉnh cắt p 14 1.5 Cấu trúc đá mài 23 1.6 Sơ đồ tính toán quỹ đạo cắt hạt mài 28 1.7 Chiều dài cung tiếp xúc phương pháp mài 30 1.8 Lưỡi cắt tĩnh lưỡi cắt động 31 1.9 Chiều dày hình dáng phoi 33 10 1.10 Sơ đồ lực cắt mài tròn 33 11 1.11 Mối quan hệ lượng mòn dao với thời gian cắt Tiện 38 12 1.12 Cơ chế mòn đá 40 13 1.13 Các dạng mòn đá mài 41 14 1.14 Hạt mài cắt chịu lực tiếp tuyến lực pháp tuyến 42 15 1.15 Sơ đồ quan hệ trình mài 46 16 2.1 Giản đồ nhấp nhô bề mặt 58 17 2.2 Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào chế độ công nghệ 59 18 2.3 Mối quan hệ độ nhám bề mặt tốc độ mài 62 19 2.4 Độ nhấp nhô tế vi bề mặt phụ thuộc vào độ hạt 66 20 2.5 Sơ đồ hình thành sóng bề mặt đá mài 69 -4- 21 2.6 Sơ đồ tạo không đồng có quy luật nhám bề mặt chi tiết mài 69 69 22 2.7 Sự thay đổi chiều cao nhám đỉnh sóng 23 2.8 Biểu đồ biên dạng nhám bề mặt đá mô tả đỉnh sóng 70 24 2.9 Nhám bề mặt làm việc đá mài 72 25 2.10 Mối quan hệ mòn đá tốc độ mòn đá 72 26 2.11 Biên dạng bề mặt đá 77 27 2.12 Topography bề mặt đá biên dạng 2D bề mặt 78 28 3.1 Mô hình thí nghiệm đo lực 81 29 3.2 Mẫu phôi thí nghiệm 82 30 3.3 Máy mài tròn GU-20.25A SHIGIYA 83 31 3.4 Máy đo độ nhám SJ402-Mitutoyo 83 32 3.5 Cấu trúc thân cảm biến phần tử biến dạng 84 33 3.6 Sơ đồ chức chuyển đổi tương tự Số (ADC) 85 34 3.7 Kiểm nghiệm chuyển vị phần tử biến dạng sử dụng phần mềm ANSYS 35 3.8 86 Tính toán độ nhạy thiết lập mạch cầu cảm biến đo lực theo phương Y sử dụng phần mềm Transcalc1.11 87 88 36 3.9 Kiểm nghiệm độ nhạy cảm biến theo phương Y 37 3.10 Tính toán độ nhạy thiết lập mạch cầu cảm biến đo lực theo phương Z sử dụng phần mềm Transcalc1.11 88 38 3.11 Kiểm nghiệm độ nhạy cảm biến theo phương Z 89 39 3.12 Mạch cầu điện trở với tem võa ®o võa tù bï trõ nhiƯt 90 40 3.13 Vị trí dán tem thân cảm biến 91 41 3.14 Sơ đồ chức thiết bị thu thËp tÝn hiƯu tõ c¶m biÕn 91 42 3.15 HƯ thống đo lực ghi liệu tự động máy tính 92 -5- 43 3.16 ảnh hệ thống đo lực máy mài tròn 44 3.17 Kết thí nghiệm đo lực mài hành trình máy mài tròn 45 3.18 3.19 94 Sơ đồ nguyên lý đo mòn đầu đo laze máy mài tròn 46 93 96 Đầu thu phát tín hiệu Laze LD-ZX30V khuyếch đại Ampliphier 97 47 3.20 Giao diện phần mềm SmartMonitor 97 48 3.21 ảnh thiết bị đo mòn máy mài tròn 99 49 4.1 Chương trình đọc liệu 101 50 4.2 Đồ thị quan hệ tuổi bền với chế độ công nghệ mài 107 51 4.3 Đồ thị quan hệ lực cắt P y với chế độ công nghệ mài, thời điểm = phút 52 4.4 Đồ thị quan hệ lực cắt P z với chế độ công nghệ mài, thời điểm = phút 53 4.5 4.6 113 Đồ thị quan hệ độ nhám R a với chế độ công nghệ mài, thời điểm = phút 54 112 113 Đồ thị hệ số lực cắt P y /P z thay đổi theo thời gian mài với chế độ công nghệ mài khác 117 -6- Mở đầu Như biết, bối cảnh cạnh tranh toàn cầu, doanh nghiệp muốn tồn phát triển cần phải đảm bảo yếu tố: Sản phẩm chất lượng cao, giá thành hạ đáp ứng nhanh nhu cầu khách hàng Động lực sản xuất thay đổi theo thời kỳ: từ năm thập kỷ 70-80 kỷ 20 suất lao động, từ thập kỷ 80-90 chất lượng sản phẩm, từ thập kỷ 90-2000 giá thành sản phẩm năm kỷ 21 khả đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường Mặc dù thay đổi theo thời gian yếu tố chất lượng sản phÈm vÉn lµ then chèt cho mäi thêi kú ChÊt lượng sản phẩm chế tạo máy phụ thuộc nhiều vào nguyên công gia công tinh mà mài công nghệ chủ lực Mài phương pháp gia công có vị trí quan trọng gia công khí đặc biệt khí xác, mài tạo chi tiết máy có độ xác cao, chất lượng bề mặt cao, gia công loại vật liệu có tính cao (®é bỊn cao, ®é cøng cao v v ) Mài áp dụng để gia công lần cuối loại chi tiết máy mà áp dụng để gia công thô, nhiều trường hợp bề mặt mài thực mà không qua bước gia công trung gian nước công nghiệp phát triển việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ mài định hình, mài chép hình, mài xác, mài siêu xác vào sản xuất sử dụng dụng rộng rÃi thiếu ngành gia công khí Nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công vấn đề quan trọng ngành công nghệ chế tạo máy nhằm tạo sản phẩm, máy móc thiết bị đạt độ xác cao, tuổi bền cao đảm bảo hiệu kinh tế kỹ thuật Việc nghiên cứu ứng dụng giải pháp công nghệ phương pháp gia công tinh lần cuối bề mặt chi tiết máy, đồng thời tìm biện pháp công nghệ hoàn thiện nhiệm vụ cấp bách -7- Chất lượng sản phẩm mài mà công nghệ tự động hoá, công nghệ tin học, công nghệ vật liệu phát triển vũ bÃo,sự phát triển ngành công nghệ ảnh hưởng lớn đến việc đảm bảo chất lượng sản phẩm mài Trước mài xong biết kết ngày người ta dự đoán, dự báo chí điều khiển thông số công nghệ để tạo kết mài mong muốn Hiện nay, xu hội nhập khu vực giới sản phẩm khí Việt Nam phải vươn lên đạt tiêu chất lượng khu vực quốc tế, việc nghiên cứu ứng dụng kết công nghệ mài để góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm khí vấn đề cấp thiết Để giải vấn đề cho việc đảm bảo chất lượng sản phẩm mài, đề tài luận án Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết mài tròn nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết mài, nghiên cứu mòn đá mài, lực mài Đây yếu tố cần thiết tiền đề để dựa vào mòn đá, lực mài để điểu khiển thích nghi trình mài đạt chất lượng cần thiết Mục đích đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (s d ,t) trình mòn đá mài đến nhám bề mặt chi tiết gia công máy mài tròn Xây dựng mối quan hệ hàm số chế độ cắt (s d ,t) với độ nhám bề mặt chi tiết gia công, lực mài tuổi bền đá mài mài tròn Nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu tổng quan mài: Nghiên cứu sở lý thuyết mài vấn đề công nghệ mài; ảnh hưởng yếu tố công nghệ, trình mòn đá mài đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công máy mài tròn -8- + Nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời thông số công nghệ chiều sâu cắt t lượng chạy dao dọc s d tới chất lượng bề mặt chi tiết gia công theo thời gian mài Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ (s d , t) trình mòn đá đến độ nhám bề mặt gia công thép 45 sau nhiệt luyện đá mài K25CM2x305x50x127 máy mài tròn Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu tổng quan tài liệu, nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, nghiên cứu xử lý kết thí nghiệm thiết bị đo đại phần mềm chuyên dụng ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: + Dùng nghiên cứu thực nghiệm để làm sáng tỏ quy luật lý trình mài, góp phần xây dựng sở lý thuyết mài + Đánh giá ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công mài tròn ngoài, điều kiện công nghệ cụ thể Xây dựng mối quan hƯ to¸n häc vỊ c¸c u tè cđa chÊt lượng bề mặt với thông số công nghệ gia công + Việc thiết kế, tính toán kiểm nghiệm thiết bị đo sử dụng kỹ thuật tiên tiến, phần mềm chuyên dụng, hệ thống thí nghiệm làm việc ổn định độ tin cậy cao + Kết nghiên cứu dùng làm tài liệu tham khảo cho giảng dạy, nghiên cứu, ứng dụng sản xuất cở sở lý thuyết cho nghiên cứu tiÕp theo Néi dung ln ¸n: KÕt cÊu cđa ln án gồm chương phần kết luận chung: Chương Giới thiệu tổng quan tài liệu trình mài Chương ảnh hưởng yếu tố công nghệ tới chất lượng bề mặt chi tiết mài - 119 4.3.2.4 Th¶o luËn kÕt qu¶ * Khi thay đổi chế độ cắt s d ,t khác theo thời gian mài trị số thành phần lực cắt P y ,P z nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết R a thay đổi: + Khi chế độ cắt S d , t nhỏ lực cắt P y , P z nhỏ nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết tốt (trị số nhỏ nhất) Lượng mòn đá nhỏ, lượng bóc kim loại nhỏ (năng suất bóc kim loại thấp ) tuổi bền đá mài tăng dùng chế độ cắt nhỏ gia công lần cuối bề mặt chi tiết mài + Khi tăng S d ,t lực cắt P y ,P z tăng thành phần lực hướng kính P y tăng nhiều hơn, nhấp nhô tế vi bề mặt R a chi tiết mài giảm Lượng mòn đá mài tăng tuổi bền đá mài giảm, nhiên lượng bóc kim loại tăng thực tế mài không nên chọn chế độ cắt nhỏ bước công nghệ trung gian * Tû sè lùc c¾t P y /P z tăng theo thời gian mài chế độ công nghệ mài khác Tỷ số lực cắt P y /P z nằm khoảng từ ữ 2,5 phù hợp với nghiên cứu lý thuyết * Mối quan hệ mòn đá, lực cắt, nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết trình mài với kết nghiên cứu lý thuyết Giai đoạn đầu khoảng phút đá mòn nhanh, nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết mài chưa tốt lắm, thay đổi lực cắt chưa rõ ràng Sau giai đoạn đá làm việc ổn định, lượng mòn đá mài tăng, lực cắt P y , P z tăng dần kết trị số nhấp nhô tế vi bề mặt R a chi tiết mài tăng Trong trình mài ta dùng đại lượng trung gian lực cắt để điều khiển trình mài 4.4 Kết luận Đà tiến hành thí nghiệm đo lực cắt trình mài, đo lượng mòn đá theo hướng kính, đo chất lượng bề mặt chi tiết mài thông qua tiêu nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiÕt mµi R a Sè liƯu thÝ nghiƯm phong phú, phương pháp xử lý kết xử lý số liệu đảm bảo độ tin cậy Xây dựng quan hệ hàm số đại lượng trình mài với đại lượng vào đại lượng trung gian dạng hàm số mũ ứng dụng kỹ thuật điều khiển, đo lường đại vµ tin häc vµo viƯc thÝ nghiƯm vµ xư lý kết đảm bảo ổn định tin cậy - 120 Kết luận kiến nghị * Kết luận: Từ kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, với công nghệ mài tinh thép 45 loại thép có tính tương đương, độ cứng 45-47 HRC đá mài K25CM2x305x50x127, thay đổi chế độ cắt s d , t độ nhám bề mặt R a chi tiết mài thay đổi, thay đổi biểu diễn dạng quan hệ hàm số mũ Tại thời điểm = 35 phút hàm số có dạng: R a = e1,736.S0,042.t0,704 = 5,676 S0,042.t0,704 Ti bỊn đá mài phụ thuộc vào chế độ cắt S d ,t Khi mài tinh thép 45 loại vật liệu có tính tương đương, độ cứng 45-47 HRC đá mài K25CM2x305x50x127 mối quan hệ thông số chế độ cắt S d , t tuổi bền đá mài dạng hàm số mũ sau: T= e0,553.S0,379.t-0,697= 1,738 S0,379.t-0,697 Lực cắt đại lượng trung gian trình mài, tiến hành đo điểm thí nghiệm theo thời gian mài ta nhận thấy thay đổi chế độ cắt s d , t trị số thành phần lực cắt P y , P z thay đổi biểu diễn dạng quan hệ hàm số mũ Tại thời điểm = 35 phút hàm số có dạng: P y = e6,443.S0,283.t0,559 = 628,665.S0,283.t0,559 P z = e6,531.S0,325.t0,746 = 685,809.S0,325.t0,746 Khi thay đổi chế độ cắt S d ,t tỷ số lực cắt P y /P z thay đổi, tỷ số lực cắt P y /P z tăng theo thời gian mài giá trị ữ 2,5 phù hợp với nghiên cøu lý thut Víi vËt liƯu thÐp 45 ®é cứng 45- 47 HRC loại vật liệu có lý tính tương đương dùng đá mài K25CM2x305x50x127 để gia công đạt độ nhám bề mặt chi tiết mài R a =0,4-0,25 àm, sử dụng chế độ cắt: n ® = 2000 - 121 v/ph; v ® =35 m/s; n ct =97 v/ph; t =0,005 - 0,02 mm; S d =0,3 - 0,5 m/ph hợp lý * Kiến nghị nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến tính chất lý bề mặt chi tiết gia công (ứng suất dư, độ cứng tế vi, chiều sâu biến cứng, vết cháy bề mặt), tiêu quan trọng đảm bảo tuổi thọ độ xác chi tiết máy - Nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi Topography bề mặt đá đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công - Nghiên cứu ảnh hưởng đại lượng trung gian lực cắt, nhiệt cắt dao động đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công - 122 - Danh mục công trình khoa học tác giả - Tăng Huy, Trần Đức Quý, Nguyễn Huy Ninh, Một phương pháp đo Topography đá mài đầu đo laze, tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị KHKT đo lường toàn quốc lần thứ năm 2005 - Tăng Huy, Trần Đức Quý, Nguyễn Huy Ninh, Nguyễn Văn Thiện, Phương pháp đo độ mài mòn đá mài đầu đo laze, tuyển tập báo khoa học Hội nghị khoa học lần thứ 20 Đại học Bách Khoa Hà Nội tháng 10 năm 2006 - Trần Đức Quý, Nguyễn Văn Minh, Nghiên cứu chế tạo hệ thống đo lực máy mài tròn ngoài, tạp chí Nghiên cứu khoa học kỹ thuật công nghệ quân Trung tâm KHKT Công nghệ quân tháng 12 năm 2006 - Trần Đức Quý, Nguyễn Văn Thiện, Tăng Huy, Nguyễn Huy Ninh, Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến nhám bề mặt chi tiết mài tròn ngoài, tạp chí Cơ khí Việt Nam Tháng 10 năm 2007 - Trần Đức Quý, Nguyễn Văn Thiện, Tăng Huy, Nguyễn Huy Ninh, Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền đá mài phương pháp đo mòn đá sử dụng đầu đo Laze, tạp chí KH&CN Đại học Thái Nguyên Tháng 10 năm 2007 - Trần Đức Quý, Nguyễn Văn Thiện, Khảo sát ảnh hưởng chế độ cắt đến lực cắt máy mài tròn ngoài, tạp chí hoạt động khoa học Bộ khoa học Công nghệ Tháng 11 năm 2007 - 123 Tài liệu tham khảo [1] Phan Bá, Đào Mộng Lâm (2001), Đo lường-sen xơ, Nhà xuất Quân đội Nhân dân [2] Nguyễn Trọng Bình (2003), Tối ưu hoá trình cắt gọt, Nhà xuất giáo dục [3] Tạ Văn Dĩnh (2000), Phương pháp tính, Nhà xuất giáo dục Hà Nội [4] Trần Minh Đức (2002), ảnh hưởng thông số công nghệ sửa đá đến tuổi bền đá mài mài tròn ngoài, MS.02.01.09 [5] Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, Nhà xuất Khoa häc vµ kü tht – Hµ Néi [6] Ngun Đắc Lộc (2000), Công nghệ chế tạo máy theo hướng ứng dụng tin học, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [7] Nguyễn Huy Ninh (1996), Nghiên cứu xây dựng phương pháp đánh giá tính cắt gọt đá mài, MS.02.01.09 [8] Hà Nghiệp (1980), Mài sắc dụng cụ cắt, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [9] Lưu Văn Nhang (2003), Kỹ Thuật mài kim loại, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội [10] Thanh Khiết, Đình chí (1961), Kỹ thuật mài, Nhà xuất Công nghiệp [11] Nguyễn Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến (2000), Giáo trình Cảm biến, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội [12] Hoàng Phương (2000), Matlab giải trình đồ hoạ, Nhà xuất trẻ – Thµnh Hå ChÝ Minh [13] Ngun ViÕt TiÕp (1990), Lực kế đo lực cắt mài phẳng mặt trụ đá với sử dụng đatríc điện trở Báo cáo khoa học đo lường toàn quốc [14] Ngô Diệp Tập (1996), Đo lường điều khiển máy tính, Nhà xuất - 124 khoa học kỹ thuật, Hà Nội [15] Nguyễn Văn Tính (1978), Kỹ Thuật mài, Nhà xuất công nhân kỹ thuật Hà Nội [16] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường kiểm tra chế tạo khí, Nhà xuất khoa häc vµ kü tht, Hµ Néi [17] Ngun ViÕt TiÕp, Lê Văn Tiến, Nguyễn Huy Ninh (1996), Một phương pháp đo lượng bóc kim loại lực mài, Tuyển tập công trình khoa học Hội nghị khoa học lần thứ 18, Đại học Bách khoa Hà Nội [18] Nguyễn DoÃn ý (2000), Giáo trình Quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [19] Y Altintas (2000), Manufacturing automation, Cambridge University [20] J.A Badger, A.A Torrance (2000), “A comparison of two models to predict grinding forces from wheel surface topography”, (40), Machine tools and Manufacture, pp.1099 – 1120 [21] J.A Badger, A.A Torrance (2000), “ The relation between the traverse dressing of vitrified grinding wheels and their performance”, (40), Machine tools and Manufacture, pp.1787 – 1811 [22] L Blunt and S Ebdon (1996), “The application of three – dimensional measurement techniques to characterizing grinding wheel topography”, (36), Machine tools and Manufacture, pp.1207 – 1225 [23] W Brian Rowe and Xun Chen (1996), “Analysis and simulation of the grinding process”, (36), Machine tools and Manufacture Part I: Generation of the grinding wheel surface, pp 871 – 882 [24] W Brian Rowe and Xun Chen (1996), “Analysis and simulation of the grinding process”, (36), Machine tools and Manufacture Part II: Mechanics of grinding, pp 883 – 896 [25] W Brian Rowe and Xun Chen, B.Mills and D.R.Allanson (1996), - 125 “Analysis and simulation of the grinding process”, (36), Machine tools and Manufacture Part III: Comparision With experiment, pp 897 – 906 [26] A Di Ilio, A.Paoletti, V Tagliaferri and F.Veniali (1996), “An experimental study on grinding of silicon carbide reinforced aluminium alloys”, (36), Machine tools and Manufacture, pp.673 – 685 [27] S.J Drew, M.A.Mannan, K L Ong, B J Stone (2001), “The measurement of forces in grinding in the presence of vibration”, (41), Machine tools and Manufacture, pp.509 – 520 [28] Hecker, Rogelio L, Ramoneda, igor M, Liang, Steven Y (2003), Analysis of wheel topography and grit force for grinding process modeling Journal of Manufacturing Processes, [29] Iotech, Inc, (1998), DASYLab User’s manual (Data dequisition system laboratory version 5.0 for 16 bit and 32 bit Widows system), United States of America [30] Iotech, Inc, (1998), Programmer’s Manual, United States of America [31] John P.Bentley- Principle of Measurement System Longman scientitic & Technical, England (1995) [32] J W Kim, T D Howes and H.Gupta (1997), “The search for an economic domain of operation when grinding below the film boiling limit”, (37), Machine tools and Manufacture, pp.391 – 399 [33] Kenvin Thomas Ritchie, Investigation of Wheel Wear and its Effect on Rorces Encountered in Grinding of Silicon Nitride (1996) [34] Kuang-hua fuh and Shuh-bin Wang (1997), “Force modeling and forecasting in creep feed grinding using improved bp neural network”, (37), Machine tools and Manufacture, pp.1167 – 1178 [35] S.Markin (1989), “Grinding technology theory and applycation machining with abrasive” , Massachusetts [36] SunHo Kim- and Jung Hwan Ahnb (2002), Decision of dressing interval - 126 and depth by the direct measurement of the grinding wheel surface Journal of Materials Processing Technology [37] Milton C Shaw (1991), Metal cutting rinciples, Oxford Univercity, NewYork [38] M Mahdi, L Zhang (1998), “Applied mechanics in grinding – VI Residual stresses and surface hardening by coupled thermo – plasticity and phase transformation”, (38), Machine tools and Manufacture, pp.781 – 832 [39] V Phanindranath and N Ramesh Babu (1996), “A theoretical model for prediction of groove geometry on laser dressed grinding wheel surface”, (36) Machine tools and Manufacture, pp.1 – 16 [40] Dr Stuart C.Saimon (1992), Modern grinding process technology, McGraw – Hill [41] T Sadowy – A.Shruber (1991), “Measurement of cutting forces”, California [42] J Tamaki and T.Kitagawa (1995), “Evaluation of surface topography of metal – bonded diamond wheel utilizing three – dimension profilometry”, (35), Machine tools and Manufacture, pp 1339 – 1351 [43] Ramoneda (2000), Force Modeling in Reciprocate Grinding Based on the Wheel Topography Analysis, M.S Thesis Presentation [44] A.A Torrance (2000), The relation between the traverse dressing of vitrified grinding wheels and their performance international Journal of Machine Tools & Manufacture [45] S A Tobias, F Koenigsberger (1970), “Measurement and representation of cutting force due to oblique machining”, Machine tool disgn and research [46] R.Cai, W.B Rowe, M N Morgan and B Mills AMTTREL(2003) Measurement of Vitrified CBN Grinding Wheel Topography [47] Wilfried Konig(1989), Fertigungsverfahren Band - 127 [48] Willam M.Murray, Willam R.Miller – The bonded Electrical Resistance Strain Gate, New York, Oxford Universty Press, Inc (1992) [49] Allanson, D.R (1995) Coping With the Effects of Compliance in Adaptive Control of Grinding Processes, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [50] Black, S C E (1996) The Effect of the Abrasive Properties on the Surface Integrity of Ground Ferrous Materials, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [51] Bosscher (2000), Fundamentals of Grinding: Surface Conditions of Ground materials, Ph.D Thesis, University of Groningen [52] Cai, R.(2002) Assessment of Vitrified CBN Wheels for Precision Grinding, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [53] Changsheng (1993) Investigation of Fluid flow and heat transfer in grinding, Ph.D Thesis, University of Massachusetts Amherst [54] Chen, X (1995) Strategy for the selection of Grinding Wheel Dressing Conditions, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [55] Chen, Y (1997) A Generic Intelligent Control System for Grinding, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [56] Cheng, K (1994) AI and Hypermedia Systems in Engineering, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [57] Ebbrell, S (2003) Process Requirements for Precision Grinding, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [58] Gviniashvili, V (2003) Fluid Delivery in Grinding, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [59] P.B KIS (2004) Comruter aided Numerical Analysis of the Continuous Grinding Processes, Ph.D Thesis, University of VeszprÐm - 128 [60] Li, Y (1996) Intelligent Selection of Grinding Conditions, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [61] Lin, X Z (1999) An Investigation of Temperature in form Grinding, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [62] Morgan, M N (1995) Modelling for the Prediction of thermal Damage in Grinding, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [63] Qi, H S A Contact Length Model for Grinding Wheel – Workpiece Contact, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [64] Schaefer, C T (2006) EHL Line Contact, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [65] Statham, C (1999) An Open CNC Interface for Intelligent Control of Grinding, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [66] Thai Hien – Hoa Nguyen, B.E (2005) Development of new Cooling Methods for Grinding, A Thesis Submitted in fulfillment of the Requirements for the degree of Doctor of Philosophy at The University of Sydney [67] Bezombes, F (2004) Fibre Bragg Grating Temperature Sensors for High – Speed Machining Applications, Ph.D Thesis, Liverpool John Moores University [68] Baniszewski (2005) An environmental impact analysis of grinding, Ph.D Thesis, University of MIT [69] Bibler (1997) Effects of Imbalance and Geometric Error on Precision Grinding, Ph.D Thesis University of Clifornia [70] Curry (2001) methods of Measuring flash Temperatures in the Grinding of MgO-Doped PSZ Master thesis North Carolina State University [71] Y.A.Gharbia (2003) Nano-grinding for Fabrication of Microlenses on Optical Fibers Endfaces, Ph.D Thesis, University of New South Wales - 129 [72] T.Y He (2004) Analysis and Prediction of Thermal Deformation for Precision Grinding Machine, Master Thesis, University of Chung yuan Christian [73] T.C.Hung (2000) A preliminary study on design of grinding machine with nano-vibration characteristic Master Thesis, University of Chung yuan Christian [74] J.W.Laio (2000) The Application of Programmable Logic Controller for Surface grinding Machine Master Thesis, University of Chung yuan Christian [75] H.A.Li (2000) The Study of programmable Logic Controller for Automatic Equipment and Gringding Machine Master Thesis, University of Chung yuan Christian [76] Z Li (2000) Modeling, Analysis and Experimental Investigations of Grinding Processes Master Thesis, Kansas State University [77] Littmann (1954) The influence of the grinding process on the structure of hardened steel Master Thesis, University of MIT [78] A Maryam (2006) Grinding polycrystalline diamond using a diamond grinding Wheel Master Thesis, University of Wollongong [79] G.E.Milton (2006) An Automated Micro-Grinding System for the fabrication of Precision Micro-Scale Profiles Master Thesis, University of New South Wales [80] Scagnetti (1996) Design of an industrial precision ceramic grinding Machine Master Thesis, University of MIT [81] K.H.Surk (1994) Development of the CNC Grinding Machine for Ultraprecision machining of Advanced Materials Master Thesis, University of KAIST - 130 [82] Theodore.R.D (2007) Use of Varying Work-Piece Distance to Study The Effects on Machine Stiffness in Plunge Grinding Master Thesis, The Pennylvania State University [83] А К Ьаикалов (1978), Введение в теорию шлифования материалов, Киев “ Наукова думка“ [84] А М Вульф-Резание металлов(1973),Ленинград Отделение [85] А М Вульф (1973),Резание меmаллов, Mашиностроение, Ленинград Отделение [86] Н Л Дубовик, В С Мендельсон (1982), Устройства для правки шлифовальных кругов алмаэными, Наукова думка, Киев [87] Н В Дунин – барковскии (1961), Пъезопрофилометры и измерения шероховатости научно Техническое – ловерхности, изДаТелъсТво Госуцарсгвенное Машиностроителъной литерратуры, Москва [88] Г.Б Лурье (1969), Шлифование материал, “Машинострние”, Москва [89] Е Н Маслов (1974), Теория шлифования материал, Машиностроение Москва [90] В И ОсТровсий (1981), Теореические основы процесса шлифования, ИэцаТельсТво ЛенинГраДскоГо универсиТеТа, ЛенинГраД [91] Nguyen Trong Binh (1985), Modelierung des schleifprozesses, Luan van PTS [92] W Bohlheim (1995), “Verfahren zur charakterisierung der Topografie von diamantschleiben“, DiamantteecVERhnologie [93] Wilfried König (1990), FERTIGUNGSVERFAHREN BAND2, Zweite, neubearbeitete und erweiterte Auflage - 131 - [94] Dao Van Hiep (1989), Optimalizace operace rovinného broušení slitiny VT6 Mơc lơc Trang phơ b×a Lêi cam ®oan Mơc lơc c¸c kÝ hiƯu chÝnh Danh mơc c¸c bảng biểu Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương - giới thiệu tổng quan trình mài 1.1 Cơ sở trình mài 1.1.1 Đặc điểm, mô hình trình mài 1.1.2 Quá trình tạo phoi mài 1.1.3 Biến đổi cấu trúc lớp bề mặt kim loại mài 1.2 Cấu tạo đá mài 1.2.1 Vật liệu hạt mài 1.2.2 Vật liệu dính kết 1.2.3 Độ hạt đá mài 1.2.4 Cấu trúc đá mài 1.2.5 Độ cứng đá mài 1.2.6 Topography đá mài 1.3 Động học trình mài 1.3.1 Quỹ đạo cắt hạt mài 1.3.2 Chiều dài cung tiếp xúc 1.3.3 Lưỡi cắt 1.3.4 Chiều dày lớp cắt 1.4 động lực học trình mài 1.4.1 Lực cắt mài 1.4.2 Phương trình để xác định lực cắt 1.4.3 Xác định lực cắt thực nghiệm 1.4.4 Rung động mài 1.5 mòn đá mài tuổi bền đá mài 1.5.1 Mòn đá mài -1-2-3-6- 10 - 10 - 10 - 13 - 15 - 17 - 17 - 19 - 20 - 21 - 23 - 24 - 28 - 28 - 29 - 31 - 32 - 34 - 34 - 36 - 37 - 38 - 38 - 38 - - 132 1.5.2 Ti bỊn cđa đá mài - 44 1.6 Tình hình nghiên cứu nước - 511.7 Kết luận - 54 Chương - ảNH Hưởng yếu tố công nghệ tới chất lượng bề mặt chi tiết mài - 57 2.1 Chất lượng bề mặt chi tiết u tè ¶nh h­ëng - 57 2.2 ¶nh h­ëng cđa số yếu tố công nghệ đến nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết gia công - 60 2.2.1 ảnh hưởng lượng chạy dao - 60 2.2.2 ảnh h­ëng cđa tèc ®é quay cđa chi tiÕt - 61 2.2.3 ảnh hưởng chiều sâu mài t - 61 2.2.4 ảnh hưởng tốc độ cắt đá mài - 62 2.2.5 ảnh hưởng dung dịch tưới nguội mài - 64 2.3 ảnh hưởng độ hạt đá đến nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết gia công - 65 2.4 ảnh hưởng mòn đá đến độ nhám, sóng đặc trưng lý lớp bề mặt chi tiết mài - 67 2.5 ảnh hưởng lực cắt đến nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết gia công - 74 2.6 ảnh hưởng Topography đá đến nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết gia công phương pháp đánh giá topography đá mài - 76 2.6.1 Sự thay đổi Topography đá trình mài - 76 2.6.2 Các phương pháp đánh giá Topography đá mài - 77 2.7 Kết luận - 78 Chương - Xây dùng hÖ thèng thÝ nghiÖm - 81 3.1 Lùa chän mô hình thí nghiệm - 81 3.1.1 Mô hình thí nghiệm đo lực - 82 3.1.2 Mô hình thí nghiệm đo mòn - 82 3.1.3 Các trang thiết bị thí nghiệm khác - 83 3.2 Thiết kế, chế tạo kết nối hệ thống đo lực cắt - 85 3.2.1 Các thông số hệ thống - 85 3.2.2 ThiÕt kÕ, chÕ t¹o lùc kÕ - 86 3.2.3 Thiết lập mạch cầu cảm biến chọn vị trí dán tem - 90 3.2.4 Thiết kế thiết bị xư lý tÝn hiƯu cho c¶m biÕn - 92 3.2.5 KÕt nèi hƯ thèng ®o lùc - 93 3.2.6 Thư nghiƯm hƯ thèng ®o lùc - 94 3.3 ThiÕt kÕ, chế tạo, kết nối hệ thống đo mòn - 96 3.3.1 Các thông số hệ thống - 96 3.3.2 Nguyên lý đo - 96 3.3.3 Kết nối, thử nghiệm hệ thống đo mòn - 99 3.4 Kết luận - 99 Chương - Nghiên cứu thực nghiệm xử lý kết - 101 4.1 Xác định biến thực nghiệm - 101 4.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm - 102 - - 133 4.2.1 Các bước tiến hành thực nghiệm 4.2.2 Kết tiến hành thùc nghiƯm 4.3 Xư lý sè liƯu thÝ nghiƯm vµ th¶o ln kÕt qu¶ 4.3.1 Xư lý sè liƯu thÝ nghiệm đo mòn 4.3.2 Xử lý số liệu thí nghiệm đo lực 4.4 Kết luận kết luận kiến nghị Danh mục công trình khoa học tác giả Tài liƯu tham kh¶o phơ lơc - 102 - 103 - 104 - 104 - 109 - 118 - 119 - 121 - 123 - ... ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết mài tròn nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết mài, nghiên cứu mòn đá mài, lực mài Đây yếu tố cần thiết... nghệ mài; ảnh hưởng yếu tố công nghệ, trình mòn đá mài đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công máy mài tròn -8- + Nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời thông số công nghệ chi? ??u... hàm số chế độ cắt (s d ,t) với độ nhám bề mặt chi tiết gia công, lực mài tuổi bền đá mài mài tròn Nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu tổng quan mài: Nghiên cứu sở lý thuyết mài vấn đề công nghệ mài;