Xác định các hệ số trong công thức taylor khi gia công hợp kim màu sử dụng vật liệu phủ titanium

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HẢI SƠN ĐỀ TÀI: XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ TRONG CÔNG THỨC TAYLOR KHI GIA CÔNG HỢP KIM MÀU SỬ DỤNG VẬT LIỆU PHỦ TITANIUM  Chuyên ngành: Chế tạo máy Mã số ngành: 605204 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM, tháng 06 năm 2013 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa-ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Trần Doãn Sơn Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày…….tháng…….năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ Tịch Hội đồng dánh giá LV trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn chỉnh sửa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Hải Sơn Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 01/03/1987 Nơi sinh : Long Hựu Tây, Cần Đước, Long An Chuyên ngành : Chế tạo máy Khoá (Năm trúng tuyển) : 2011 1- TÊN ĐỀ TÀI: Xác Định Các Hệ Số Trong Công Thức Taylor Khi Gia Công Hợp Kim Màu Sử Dụng Vật Liệu Phủ Titanium 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: − Tìm hiểu cơng thức Taylor − Tìm hiểu hợp kim màu: nhôm hợp kim nhôm − Nghiên cứu tổng quan dụng cụ cắt tình hình sử dụng dụng cụ cắt nước − Nghiên cứu lý thuyết quy hoạch thực nghiệm − Xây dựng phương trình hồi quy tuổi bền dụng cụ cắt với thông số chế độ cắt − Xác định hệ số công thức Taylor T= f(v) gia công nhơm sử dụng dao có lớp phủ TiN máy tiện CNC − Xác định hệ số công thức Taylor T= f(v,s,t) gia công nhôm sử dụng dao có lớp phủ TiN máy tiện CNC 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/01/2013 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 21/06/2013 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS Trần Doãn Sơn Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) PGS TS Trần Doãn Sơn CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Lời tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức chuyên môn quý báu, tri thức làm người kinh nghiệm thực tế mà tác giả tích lũy q trình học tập trường Đặc biệt tác giả xin cảm ơn thầy Trần Dỗn Sơn, người định hướng, tận tình dẫn, cung cấp tài liệu để tác giả để hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn phịng thí nghiệm - Trường Cao Đẳng Lý Tự Trọng, Trung Tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng hỗ trợ máy móc thiết bị cho việc thực thí nghiệm đo kết thí nghiệm luận văn Tác giả xin cám ơn anh Kỳ, anh Phi Anh anh Vinh tạo điều kiện sở sở vật chất giúp tác giả thuận lợi việc thí nghiệm nhiệt tình hướng dẫn tác giả sử dụng thiết bị phịng thí nghiệm Tác giả xin cảm ơn nhà trường quý thầy cô bạn đồng nghiệp khoa Cơ Khí trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng tạo điều kiện đóng góp ý kiến cho tác giả suốt q trình học tập Cuối tác giả xin cảm ơn bố, mẹ, chị người thân tạo điều kiện tốt chỗ dựa tinh thần vũng cho tác giả suốt thời gian học tập hoàn tất luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2013 Học Viên Nguyễn Hải Sơn LỜI CAM KẾT Tôi tên: Nguyễn Hải Sơn Học viên lớp: cao học cơng nghệ chế tạo máy khóa 2011 Mã số học viên: 11040398 Theo định giao đề tài luận văn cao học Phòng Đào tạo Sau đại học, Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, thực luận văn cao học với đề tài “XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ TRONG CÔNG THỨC TAYLOR KHI GIA CÔNG HỢP KIM MÀU SỬ DỤNG VẬT LIỆU PHỦ TITANIUM” hướng dẫn PGS TS Trần Doãn Sơn từ ngày 21/01/2013 đến ngày 21/06/2013 Tôi tin cam kết luận văn tốt nghiệp cao học thực Tôi thực luận văn theo quy định Phòng Đào tạo Sau đại học, Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Những thông tin số liệu sử dụng rõ nguồn trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo Kết nghiên cứu chưa công bố cơng trình nghiên cứu từ trước đến Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam kết Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2013 Học Viên Nguyễn Hải Sơn TÓM TẮT Trong năm gần đây, kết nghiên cứu vật liệu dụng cụ cắt áp dụng ngày nhiều vào thực tế sản xuất, đặc biệt dụng cụ cắt có lớp phủ Hiện nay, dụng cụ cắt có lớp phủ chiếm 80% [10] tổng dụng cụ cắt giới Do đó, tuổi bền dao suất gia cơng tăng lên đáng kể Để gia công nhanh giảm tốn thời gian thử nghiệm thực tế phải có bảng tra thông số hay bảng hệ số liên quan vật liệu gia công, vật liệu làm dao, chế độ cắt tuổi bền dao Vì vậy, đề tài “Xác Định Các Hệ Số Trong Công Thức Taylor Khi Gia Công Hợp Kim Màu Sử Dụng Vật Liệu Phủ Titanium” góp phần giải vấn đề Do thời gian thực luận văn có hạn nên đề tài thực nghiệm nhôm đúc trình bày chương với nội dung sau: Chương 1: Là phần giới thiệu tổng quan tình hình sử dụng dụng cụ cắt dụng cụ cắt có lớp phủ, tình hình thực tế cấp thiết đề tài Chương 2: Tìm hiểu đặc điểm loại nhôm hợp kim nhôm thông dụng thực tế Chương 3: Giới thiệu công thức Taylor tuổi bền dụng cụ cắt yếu tố ảnh hưởng đến tuổi bền dụng cụ cắt Chương 4: Xác định hệ số công thức Taylor gia công hợp kim màu sử dụng vật liệu phủ titanium nitride máy tiện CNC thực nghiệm Chương 5: Kết luận kết đạt hướng phát triển đề tài ABSTRACT In recent years, the research results of cutting tool materials are increasingly applied in practical production, especially coated cutting tools Currently, coated cutting tools for over 80% [ 10 ] of cutting tools in the world Therefore, the age range and strength of processing capacity has been significantly increased For the process to be faster and reduce costly test time is in fact to have an index or table of parameters relevant coefficients between materials processing, materials knives, cutting mode and shelf life knife So, the topic "Determination of the coefficients in the Taylor formula color alloys when processed using a cutter with Titanium coating materials" contribute to solving the problem Due to the time taken thesis topic this term should experic only cast aluminum and are presented in four chapters with the following contents: Chapter 1: A brief overview of the situation and use cutting tools coated cutting tools, the actual situation and the urgency of the subject Chapter 2: Understanding the characteristics and types of aluminum and aluminum alloy commonly used in current practice Chapter 3: Introduction to the old formula Taylor durable cutting tools and other factors affecting age durable cutting tools Chapter 4: Determine the coefficients in the Taylor formula color alloys when processed using titanium nitride coating materials on CNC lathes with experimental Chapter 5: Summary of results and development topics Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC PHỤ LỤC x DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU - VIẾT TẮT xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng dụng cụ cắt giới 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng dụng cụ cắt nước 1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.4 Dụng cụ cắt có lớp phủ 1.4.1 Đặc điểm chung dụng cụ cắt có lớp phủ 10 1.4.2 Các phương pháp chế tạo dụng cụ cắt có lớp phủ 12 1.4.2.1 Phủ bay hóa học (Chemical Vapor Deposition: CVD) 13 1.4.2.2 Phủ bay lý học (Physical Vapor Deposition: PVD) 16 1.4.3 Quy trình chế tạo dụng cụ cắt có lớp phủ 18 1.4.4 Các loại dụng cụ cắt có lớp phủ thơng dụng 21 1.4.5 Ma sát trình cắt gọt kim loại 26 1.4.6 Mòn dụng cụ phủ 27 1.4.6.1 Các nghiên cứu mòn dụng cụ cắt 27 1.4.6.2 Các dạng mòn dụng cụ cắt 29 1.4.6.3 Chỉ tiêu đánh giá mòn dụng cụ cắt 33 1.4.6.4 Cơ chế mòn dụng cụ cắt 36 1.4.6.5 Mòn dụng cụ phủ 42 1.5 Kết luận 45 CHƯƠNG 2: NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔM 46 2.1 Các đặc điểm chung hợp kim nhôm 46 2.2 Các loại hợp kim nhôm thông dụng 46 HVTH: Nguyễn Hải Sơn i Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Dỗn Sơn 2.2.1 Hợp kim nhơm biến dạng 46 2.2.1.1 Hợp kim nhơm hóa bền nhiệt 46 2.2.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng khơng hóa bền nhiệt 48 2.2.1.3 Hợp kim nhôm đúc 48 2.3 Kết luận 49 CHƯƠNG 3: CÔNG THỨC TAYLOR VỀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ CẮT 50 3.1 Những khái niệm tuổi bền dụng cụ 50 3.2 Phương trình Taylor tuổi bền dụng cụ cắt 52 3.3 Ảnh hưởng yếu tố đến tuổi bền dao 54 3.3.1 Ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền dụng cụ cắt 54 3.3.2 Vai trò lớp phủ tăng tuổi bền dụng cụ cắt 54 3.4 Tuổi bền dao tiện phủ 55 3.5 Kết luận 57 Chương 4: XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ TRONG CÔNG THỨC TAYLOR KHI GIA CÔNG HỢP KIM MÀU SỬ DỤNG DAO CÓ LỚP PHỦ TiN TRÊN MÁY TIỆN CNC BẰNG THỰC NGHIỆM 58 4.1 Trang thiết bị dụng cụ đo kiểm phục vụ thực nghiệm 58 4.1.1 Máy 58 4.1.2 Dao 58 4.1.3 Đồ gá 60 4.1.4 Phôi 61 4.1.5 Dụng cụ đo, kiểm 61 4.2 Độ nhám bề mặt phương pháp đánh giá 64 4.2.1 Độ nhám bề mặt 64 4.2.2 Phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt 65 4.2.2.1 Đánh giá mức độ chiều sâu biến cứng 66 4.2.2.2 Đánh giá ứng suất dư 66 4.3 Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 66 HVTH: Nguyễn Hải Sơn ii Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn 4.3.1 Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm xác định hệ số phương trình Taylor T=f(v) 66 4.3.2 Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm xác định hệ số phương trình Taylor T=f(v,s,t) 67 4.4 Thực nghiệm xác định hệ số cơng thức Taylor mảnh dao có lớp phủ Titanium Nitric tiện nhôm đúc 75 4.4.1 Thực nghiệm xác định hệ số phương trình Taylor T=f(v) mảnh dao có lớp phủ Titanium Nitric tiện nhôm đúc 75 4.4.1.1 Xây dựng phương trình hồi quy 75 4.4.1.2 Thực nghiệm xác định hệ số phương trình Taylor T=f(v) 78 4.4.2 Thực nghiệm xác định hệ số phương trình Taylor T=f(v,s,t) mảnh dao có lớp phủ Titanium Nitric tiện nhôm đúc 79 4.4.2.1 Xây dựng phương trình hồi quy 79 4.4.2.2.Thực nghiệm xác định hệ số phương trình Taylor T=f(v,s,t) .92 4.5 Kết luận 94 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 95 5.1 Những kết đạt 95 5.1.1 Phần lý thuyết 95 5.1.2 Phần thực nghiệm 96 5.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC 101 PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TỪ TRUNG TÂM KỸ THUẬT TIÊU CHUẨN ĐO LƯỜNG CHẤT LƯỢNG PHỤ LỤC 2: CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA DỤNG CỤ CẮT SANVIK CĨ LỚP PHỦ TiN TỪ CTY TNHH TM & DỊCH VỤ KỸ THUẬT AMS PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ĐO ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CỦA CÁC THÍ NGHIỆM PHỤ LỤC 4: HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM HVTH: Nguyễn Hải Sơn iii Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 111 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 112 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 113 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 114 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 115 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 116 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU 10 HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 117 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU 11 HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 118 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU 12 HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 119 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU 13 HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 120 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn MẪU 14 HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 121 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn PHỤ LỤC HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 122 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn 4.1 HÌNH ẢNH PHƠI NHƠM ĐÚC THỰC NGHIỆM   4.2 HÌNH ẢNH MÁY TIỆN THỰC NGHIỆM   4.3 HÌNH ẢNH GIA CÔNG NHÔM ĐÚC HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 123 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS TS Trần Doãn Sơn     4.4 HÌNH ẢNH ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT SAU KHI TIỆN HVTH: Nguyễn Hải Sơn   Trang 124 TĨM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : Nguyễn Hải Sơn Giới tính : Nam Ngày tháng năm sinh : 01/03/1987 Nơi sinh : Long Hựu Tây, Cần Đước, Long An Địa liên lạc : 350/7/16 Chiến Lược, Khu Phố 2, P Bình Trị Đơng A, Q Bình Tân, TP.HCM Điện thoại : 093 345 7285 Mail : haisonlongan@gmail.com Quá trình đào tạo : - 2005-2008: Sinh viên khoa Cơ Khí, ngành chế tạo máy trường CĐKT Cao Thắng - 2009-2011: Sinh viên khoa Cơ Khí, ngành chế tạo máy trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh - 2011-2013: Học viên cao học ngành chế tạo máy trường đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh ... TÀI: Xác Định Các Hệ Số Trong Công Thức Taylor Khi Gia Công Hợp Kim Màu Sử Dụng Vật Liệu Phủ Titanium 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: − Tìm hiểu cơng thức Taylor − Tìm hiểu hợp kim màu: nhôm hợp kim nhôm... cắt tuổi bền dao Vì vậy, đề tài ? ?Xác Định Các Hệ Số Trong Công Thức Taylor Khi Gia Công Hợp Kim Màu Sử Dụng Vật Liệu Phủ Titanium? ?? góp phần giải vấn đề Do thời gian thực luận văn có hạn nên đề... lớp phủ TiN tuổi bền dao Do đề tài “XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ TRONG CÔNG THỨC HVTH: Nguyễn Hải Sơn Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: Trần Dỗn Sơn TAYLOR KHI GIA CƠNG HỢP KIM MÀU SỬ DỤNG VẬT LIỆU PHỦ TITANIUM? ??