- Sử dụng nhiều vòi phun (hình 2.5)
2. Mòn và cơ chế mòn mặt trƣớc của dung cụ cắt khi phay gang cầu:
Hình 3.13. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lượng mòn mặt sau Vb trong các trương hợp gia công khô; gia công có sử dụng MQL
Mòn mặt sau của dụng cụ cắt đƣợc đo theo lƣợng mòn mặt sau Vb ứng với thời gian cắt khác nhau (hình 3.13). Kết quả cho thấy vùng mòn mặt sau phát triển
rất nhanh trong gia công khô, từ khi bắt đầu gia công đến khi sau 17.76 phút đạt lƣợng mòn mặt sau là Vb = 995.78 µm, trong khi ứng với thời gian đó khi gia công MQL ở áp suất dòng khí 5KG/cm2 giá trị Vb chỉ bằng 298.44µm, MQL ở áp suất dòng khí 4KG/cm2 giá trị Vb= 459.34, MQL với áp suất dòng khí 6KG/cm2 có Vb= 497.64. Qua kết quả đó cho thấy khi gia công MQL cho lƣợng mòn mặt sau ít hơn, tuổi bền của dụng cụ cắt cao hơn. Cụ thể, khi gia công MQL-5KG/cm2 tuổi bền của dụng cụ cắt đã tăng lên hơn 300% so với gia công khô và tăng hơn 150% so với MQL ở áp suất dòng khí 4KG/cm2 và 6KG/cm2.
Hình 3.14. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng với phương pháp gia công khô, sau thời gian cắt là 13.32 phút và phần trăm thành phần hoá học tại các vùng trên vết mòn.
b. hình phóng to của a; e. bảng phân tích thành phần vật liệu tại vùng 2. c. hình phóng to của b; d. bảng phân tích thành phần vật liệu tại vùng 1
Kết quả phân tích trên hình 3.14 thấy rõ vật liệu gia công dính trên mặt sau dụng cụ và bắt đầu bong ra khỏi dụng cụ. Hình ảnh phóng to chỉ rõ trên mặt sau suất hiện những mảnh dạng vẩy (hình 3.14a,c,d ), vật liệu gia công bị nén tạo nên
các mảnh dạng vẩy rộng với lƣợng vật liệu gia công dính trên mặt sau dụng cụ là đáng kể.
Hình 3.15. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng MQL ở áp suất dòng khí 5KG/Cm2, sau thời gian cắt là 17,76 phút; b, c là hình phóng to của
Hình 3.16. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng với gia công khô, sau thời gian cắt là 17,76 phút; b, c là hình phóng to của a
Hình 3.17. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng với MQL ở áp suất dòng khí 6KG/Cm2, sau thời gian cắt là 17,76 phú; b, c là hình phóng to của a.
Hình 3.18. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng MQL ở áp suất dòng khí 4KG/Cm2, sau thời gian cắt là 17,76 phút; b, c là hình phóng to của a.
Quan sát trên các hình 3.15, 3.16, 3.17, 3.18 cho tác giả thấy cùng sau một khoảng thời gian cắt, mức độ bám dính của vật liệu gia công lên dụng cụ cắt khi
4KG/Cm2 , MQL-6KG/Cm2 là gần tƣơng đƣơng nhau. Đặc biệt quan sát tại vị trí góc của lƣỡi cắt (vị trí có áp lực pháp tuyến lớn), sự dính giữa vật liệu chi tiết gia công trên mặt sau dụng cụ tạo nên những vẩy vật liệu chi tiết gia công có chiều dày lớn. Khi lớp vật liệu này bị tách ra mang theo lớp vật liệu dụng cụ và để lại những hố sâu trên mặt sau của dụng cụ, điều này không xảy ra đối với dụng cụ gia công trong điều kiện MQL-5KG/Cm2
.
Hiện tƣợng trên đƣợc [1,2] giải thích: trong một phần nhỏ của các tiếp xúc, sự cắt xảy ra vào vùng lân cận của vật liệu gia công . Một vùng của vật liệu sẽ bị biến dạng dƣới tác dụng của ứng suất nén và cắt và sự trƣợt xảy ra mạnh dọc theo các mặt phẳng trƣợt của các tinh thể trong vùng biến dạng dẻo. Những dải trƣợt này tạo thành những mảnh mòn dạng lá mỏng. Biến dạng deo này xảy ra trên diện rộng và dính sang bề mặt dụng cụ, đặc biệt tại vùng có áp lực pháp tuyến lớn (hình 3.16, 3.17, 3.18). Quá trình trƣợt giữa hai bề mặt tạo ra nhiều mảnh mòn dính sang bề mặt dụng cụ, tích tụ và tạo nên các mảnh mòn rời do tác dụng của nhiệt độ cao trong vùng gia công và oxi hoá của ôxi trong môi trƣờng. Khi hai vật liệu dụng cụ cắt và vật liệu phôi khác nhau kết hợp với nhau, các mảnh mòn của cả hai loại vật liệu đều đƣợc tạo thành với chiều dày tăng dần đến một lúc nào đó do sự trƣợc không liên tục tại vùng tiếp xúc có tác dụng tách những mảnh mòn ra khỏi bề mặt dụng cụ, để lại những hố sâu trên bề mặt dụng cụ. Tuy nhiên trong điều kiện gia công MQL-5KG/Cm2 có khả năng tạo ra màng dầu bôi trơn tốt nhất trên bề mặt dụng cụ cắt, do đó cải thiện đƣợc điều kiện ma sát giữ vùng tiếp xúc của dụng cụ và phôi, nhiệt cắt đƣợc giảm làm giảm sự biến dạng của phoi. Chính vì điều đó hiện tƣợng dính vật liệu gia công không nhiều và không để lại những hố sâu khi vật liệu gia công tách khỏi dụng cụ.
3. Kết luận
* Khi gia công gang cầu mòn mặt trƣớc và mặt sau đồng thời xuất hiện. Tuy nhiên lƣợng mòn mặt sau là rất lớn.
* Cơ chế mòn do dính là chủ yếu khi gia công gang cầu.
* Lƣợng mòn mặt sau giảm đi rõ rệt khi gia công sử dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu, tuổi bền của dụng cụ cắt có thể tăng 300% so với gia công khô.
* Áp suất dòng khí ảnh hƣởng rất lớn đến khả năng tạo màng bôi trơn trong vùng cắt, từ đó ảnh hƣởng đến mòn dụng cụ cắt và tuổi bền của dụng cụ cắt.
3.4.2. Lực cắt
Sau khi đo lực cắt trong quá trình gia công, sử dụng phần mềm DASYLAB điều kiển và sử lý số liệu thí nghiệm có các kết quả sau:
Hình 3.20. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lực cắt Fz (N) trong các trương hợp cắt khô; cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm2, 5KG/cm2, 6KG/cm2.
Hình 3.21. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lực cắt Fy (N) trong các trương hợp cắt khô; cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm2, 5KG/cm2, 6KG/cm2.
Hình 3.22. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lực cắt Fx (N) trong các trương hợp cắt khô; cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm2, 5KG/cm2,