- Bơi trơn làm nguội tối thiểu (MQL): là phương pháp sử dụng dịng khí nén cĩ áp suất cao để phun dung dịch trơn nguội vào vùng cắt dưới dạng sương
2. Bơi trơn làm nguội khi phay mặt phẳng thép đã tơi bằng dao phay mặt đầu
Dao phay mặt đầu được dùng để gia cơng các mặt phẳng trên máy phay đứng và ngang. Dao phay mặt đầu khác dao phay hình trụ ở chỗ là răng của dao phay mặt đầu nằm ở cả bề mặt trụ và mặt đầu. Dao phay mặt đầu chia làm hai loại: dao liền và dao chắp.
So với dao phay hình trụ, dao phay mặt đầu cĩ ưu điểm là: cĩ độ cứng cao hơn khi kẹp nĩ trên trục tâm hoặc trục chính của máy. Quá trình làm việc êm hơn vì nhiều răng làm việc đồng thời. Chính vì thế khi gia cơng mặt phẳng người ta thường sử dụng dao phay mặt đầu [11].
Dao phay mặt đầu cĩ các lưỡi bằng hợp kim cứng đã được sử dụng rộng rãi. Phay mặt đầu bằng loại dao phay này cĩ năng suất cao hơn dao phay trụ. Gần đây người ta đã sử dụng rộng rãi loại dao phay mặt đầu cĩ các lưỡi dao thay đổi được bằng hợp kim cứng (chỉ dùng một lần) [11].
2. Bơi trơn làm nguội khi phay mặt phẳng thép đã tơi bằng dao phay mặt đầu đầu
Đối với vật liệu dao hợp kim cứng rất dễ xảy ra hiện tượng nứt mẻ lưỡi dao nên khi cắt gọt nếu tưới dung dịch trơn nguội thì phải tưới liên tục và đủ lưu lượng vì khi tưới rỏ giọt hoặc gián đoạn thì nhiệt độ dao thay đổi liên tục sẽ gây nứt vỡ dao [8].
Cắt khơ hồn tồn đã trở thành thĩi quen cơng nghiệp đối với gia cơng các chi tiết thép đã tơi. Các thơng tin đáng tin cậy truyền thống chỉ ra rằng cắt khơ hồn tồn khi so sánh với cắt tưới tràn giảm được lực cắt và cơng suất của máy cĩ kết quả là do sự tăng nhiệt độ cắt [15].
1.7 KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MQL TRONG GIA CƠNG CẮT GỌT VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CƠNG CẮT GỌT VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
Bơi trơn làm nguội kiểu tưới tràn đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong gia cơng cắt gọt do dung dịch trơn nguội nâng cao được hiệu quả của của quá trình gia cơng bởi chức năng bơi trơn, làm mát và làm đẩy phoi của nĩ.
Phương pháp này vẫn đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu với các hướng chủ yếu: nâng cao hiệu quả của bơi trơn làm nguội, tiết kiệm dung dịch trơn nguội. Tìm các chất phụ gia nhằm nâng cao hoạt tính của dung dịch trơn nguội. Nghiên cứu các loại dung dịch trơn nguội mới ít độc hại, thân thiện với mơi trường... [3].
Bơi trơn làm nguội kiểu tưới tràn rất khĩ giải quyết được vấn đề về sức khỏe người thợ và ơ nhiễm mơi trường. Hơn nữa, giá thành liên quan đến việc sử dụng dung dịch trơn nguội ngày càng cao do luật mơi trường ngày càng khắt khe được áp dụng. Điều này đã đặt ra việc tìm tịi các giải pháp thay thế nhằm giảm thiểu, thậm chí là tránh sử dụng dung dịch trơn nguội trong quá trình gia cơng. Một trong những giải pháp thay thế là gia cơng khơ và gia cơng với MQL [14].
Gia cơng khơ là mối quan tâm lớn và trên thực tế một số nhà nghiên cứu đã thành cơng trong lĩnh vực sản xuất thân thiện với mơi trường. Tuy nhiên trong thực tế, các nghiên cứu đĩ ít cĩ tác dụng khi mà hiệu suất gia cơng cao hơn, chất lượng bề mặt tinh tốt hơn, các điều kiện cắt khắt khe hơn được đặt ra. Trong tình huống như vậy, gia cơng với MQL sử dụng lượng rất nhỏ dung dịch trơn nguội được mong đợi trở thành cơng cụ mạnh và trên thực tiễn chúng giữ vai trị quan trọng trong nhiều ứng dụng [14].
Những năm 90 của thế kỷ XX, các nước cơng nghiệp phát triển CHLB Đức, Thụy Điển... đã nghiên cứu và ứng dụng cơng nghệ bơi trơn làm nguội tối thiểu (MQL). Hướng nghiên cứu về MQL tập trung vào: tìm ra các loại dung dịch cắt gọt mới đáp ứng được yêu cầu của MQL hoặc tìm các chất phụ gia làm tăng tính cắt của dung dịch cắt gọt. Nghiên cứu xác định áp suất và lưu lượng tối ưu. Cải tiến kết cấu của dụng cụ để thích hợp với MQL. Cải tiến kết cấu đầu phun và hệ thống bơi trơn. Nghiên cứu ứng dụng MQL trong gia cơng cứng và gia cơng tốc độ cao... [3].
Trên thế giới cĩ một số tài liệu đã cơng bố nghiên cứu về MQL như: các tác giả Nikhil Ranjan Dhar, Sumaiya Islam, Mohamad Kamruzzaman nghiên cứu
Ảnh hưởng của MQL đến mịn dao, độ nhám bề mặt và sai lệch kích thước khi tiện AISI-4340 [14]. Tác giả Steven Y. Liang đã nghiên cứu MQL trong tiện cứng [15]. Tổng cơng ty Master Chemical đã tổng kết các Ứng dụng của MQL trong cơng nghệ kim loại [16]. Tác giả Jim Lorincz đã nêu Các giải pháp đúng đối với chất làm nguội trong đĩ cĩ nêu những thành cơng của MQL trong gia
cơng cắt gọt và ứng dụng MQL trong thiết kế máy cơng cụ [17].
Ở Việt Nam, cơng nghệ MQL mới chỉ mới tiếp cận vài năm gần đây. Hiện đã cĩ một số nghiên cứu áp dụng MQL trong gia cơng cắt gọt đã cơng bố như: tác giả Trần Minh Đức đã Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ bơi trơn làm nguội
tối thiểu trong gia cơng cắt gọt, tác giả đã xây dựng được hệ thống MQL đáp
ứng yêu cầu nghiên cứu và rất thuận lợi cho việc chuyển giao cơng nghệ MQL trong tiện cắt đứt, phay rãnh bằng dao phay ngĩn, phay lăn răng, khoan [3]. Tác giả Phạm Quang Đồng đã Nghiên cứu ảnh hưởng của các thơng số cơng nghệ
bơi trơn - làm nguội tối thiểu đến độ mịn dao và chất lượng bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay ngĩn [4]. Tác giả Nguyễn Đức Chính đã Nghiên cứu xác định áp lực và lưu lượng hợp lý để thực hiện cơng nghệ bơi trơn làm nguội khi khoan [5]. Tác giả Lưu Trọng Đức đã Nghiên cứu so sánh các phương pháp tưới trong cơng nghệ bơi trơn - Làm nguội tối thiểu khi phay rãnh [6].
Như vậy, theo các tài liệu đã cơng bố về MQL trong gia cơng cắt gọt thì nghiên cứu ứng dụng MQL trong phay mặt phẳng thép đã tơi bằng dao phay mặt đầu cácbít chưa được nghiên cứu. Trong khi đĩ nhu cầu phay thép đã tơi được đặt ra để tránh hoặc giảm bớt được nguyên cơng mài. Chính vì vậy tác giả đã chọn đề tài “ẢNH HƯỞNG CỦA BƠI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TỚI MỊN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65Γ ĐÃ TƠI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT”.
Chương 2
ẢNH HƯỞNG CỦA MQL ĐẾN MỊN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP ĐÃ TƠI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP ĐÃ TƠI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU
CÁCBÍT
Chương này tác giả trình bày các khái niệm, các lý thuyết, các tác dụng của MQL trong gia cơng cắt gọt, những vấn đề về lực cắt, nhiệt cắt, mịn dao trong phay cứng. Từ đĩ ta thấy MQL là một phương pháp khả thi trong phay cứng để nâng cao hiệu quả gia cơng chi tiết và sản xuất thân thiện với mơi trường. Ở đây, tác giả cũng giới hạn và lập mơ hình nghiên cứu của đề tài.
2.1 BƠI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU (MQL) 2.1.1 Khái niệm về MQL 2.1.1 Khái niệm về MQL
Bơi trơn làm nguội tối thiểu là phương pháp sử dụng dịng khí nén với áp suất cao trộn với dung dịch trơn nguội dưới dạng sương mù hoặc tạo ra các dịng tia dung dịch trơn nguội áp lực cao rồi phun trực tiếp vào vùng cắt. Ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp này là hiệu quả bơi trơn làm nguội cao, rất tiết kiệm được dung dịch trơn nguội và đặc biệt khơng gây ơ nhiễm mơi trường [3].
2.1.2 Các loại dung dịch bơi trơn làm nguội trong gia cơng cắt gọt 1. Một số hĩa chất thường dùng trong dung dịch trơn nguội 1. Một số hĩa chất thường dùng trong dung dịch trơn nguội Dầu mỏ
Loại dầu này chỉ thích hợp với thủy động lực học hoặc bơi trơn dưới dạng tạo màng mỏng, chống ơxy hĩa và chịu nhiệt cao.
Dầu mỏ thường được sử dụng làm dầu cắt gọt, cĩ thể sử dụng ở trạng thái nguyên chất hoặc trộn thêm một số chất bổ sung khác.
Mỡ động vật thường được sử dụng làm chất phụ trợ trong dầu cắt. Chất béo và dầu sử dụng tốt cho bơi trơn, chúng cịn giảm nhiệt cắt, giảm hệ số ma sát trong quá trình gia cơng.
Dầu thực vật
Dầu thực vật thường được chiết suất từ các loại quả, củ như lạc, vừng, cọ, hạt cải, đậu nành, ơlưu... hoặc nhựa các loại cây. Các loại dầu này cĩ chứa chất béo, nên chúng cĩ đầy đủ tính chất để bơi trơn và làm nguội trong gia cơng cắt gọt.
Dầu thực vật chia làm hai loại:
- Dầu tồn tại dưới dạng khơ được lấy từ các loại nhựa cây. Chúng được chế biến thành dạng màng dai bền co giãn được nên dễ vận chuyển và lưu giữ nhưng trước khi sử dụng cần phải chế biến lại để đưa về dạng loảng.
- Dầu thực vật dưới dạng lỏng, chúng được ép từ các loại thực vật như dừa, vừng, lạc, hải ly. Chúng tồn tại dưới dạng lỏng nên cĩ thể hịa với hầu hết các loại chất béo và sẽ khơng cĩ dạng màng khơ co giãn khi phơi ngồi khơng khí.
Các nguyên tố hĩa học
Các nguyên tố hĩa học ảnh hưởng tới tính sắc của dao cũng như tuổi thọ của chúng. Ngày nay người ta thường sử dụng các loại hĩa chất như Lưu huỳnh, Clo, Phốt pho, chúng tác động cĩ lợi khơng những giảm ma sát mà cịn giảm lực cắt ở vùng cắt, giảm năng lượng tách phoi xuống 50%, ngồi ra chúng cịn tăng tính sắc và tuổi thọ của dụng cụ.
Các nguyên tố hĩa học cĩ tác dụng tích cực khi chúng cĩ mặt trong dung dịch trơn nguội nhưng chúng cĩ thể gây độc hại cho con người như thẩm thấu qua da gây ung thư. Các hạt dung dịch bay lơ lửng trong khơng khí nếu bay vào mắt sẽ gây viêm kết mạc, nếu con người hít phải sẽ bị tổn thương bộ máy hơ hấp như viêm đường hơ hấp, ung thư phổi...
Emunxi
Emunxi ở dạng huyền phù là loại dầu hịa tan trong nước tạo thành hỗn hợp dầu pha. Nhũ tương thường được chia ra dưới hai dạng cơ bản:
- Nhũ tương trực tiếp: là dầu khống phân tán trong nước ở dạng các giọt rất nhỏ, loại này cĩ tác dụng làm nguội nhiều hơn bơi trơn.
- Nhũ tương gián tiếp: là các giọt nước phân tán trong dầu, loại này cĩ tác dụng bơi trơn tốt hơn làm nguội.
Chất khí
Chất khí cĩ khả năng làm nguội và bơi trơn, đây là phương pháp mới, với phương pháp này, áp lực khơng khí sẽ đẩy phoi ra khỏi vùng gia cơng. Tất cả các loại khí đều cĩ tính đối lưu, do đĩ bơi trơn - làm nguội phải được cung cấp dưới dạng khí nén. Khi dùng khí để bơi trơn - làm nguội cần chú ý đến vấn đề an tồn lao động do áp lực dịng khí cao.
Các loại chất rắn
Chất rắn dùng trong bơi trơn - làm nguội trong gia cơng cắt gọt như: than chì, disulphat, mơlípđen... Những loại này dùng rất hạn chế vì chúng khơng đảm bảo an tồn lao động, gây ơ nhiễm mơi trường và độc hại.