Đo lượng mũn đỏ sau mỗi hành trỡnh mài
Bước 1: Sửa đỏ bằng đầu sửa kim cương theo chế độ sau: - nđ = 2000 v/ph
- Ssđ =1 m/ph - tsđ=0,015 mm
Bước 2:Tiến hành đo mũn đỏ và xử lý số liệu:
- Tốc độ quay đỏ: nđ = 2000v/ph
- Xử lý kết quả đo trờn phần mềm Matlab.
Bước 3: Tiến hành mài trũn ngoài chạy dao dọc với chế độ mài sau: - Tốc độ quay trục đỏ: nđ = 2000v/ph
- Tốc độ quay phụi: nct = 97 v/ph - Chiều sõu cắt: t= 0,05mm
- Bước tiến dọc: Sd = 0,5m/ph
Thực hiện bước 2 và bước 3 năm lần để đo lượng mũn đỏ, sau mỗi bước tiến ngang t = 0,05mm (mài hết hoa lửa) ta dừng lại để đo lượng mũn đỏ.
Kết quả thớ nghiệm thu được sau khi xử lý như bảng 3.1
Bảng 3.1.Kết quả đo mũn đỏ sau mỗi hành trỡnh
TT. hành trỡnh mài
Khoảng cỏch trung bỡnh (mm)
Lượng mũn sau mỗi hành trỡnh mài Lượng mũn tổng cộng sau mỗi hành trỡnh mài U (mm) Sn0 30,0024 0 0 Sn1 30,0049 0,0025 0,0025 Sn2 30,0057 0,0008 0,0033 Sn3 30,0069 0,0012 0,0045 Sn4 30,0083 0,0014 0,0059 Sn5 30,0091 0,0008 0,0067
Hỡnh 3.21.Ảnh thiết bị đo mũn trờn mỏy mài trũn ngoài
3.4. KẾT LUẬN
- Đó thiết kế, chế tạo và kết nối được hệ thống đo lượng mũn của đỏ, đỏp ứng được yờu cầu đặt ra của vấn đề cần nghiờn cứu.
- Thiết kế, chế tạo và kết nốiđược hệ thống đo lực 2 thành phần: lực hướng kớnh Py, lực tiếp tuyến Pz trờn mỏy mài trũn ngoài đỏp ứng được yờu cầu đặt ra của vấn đề cần nghiờn cứu.
- Cỏc hệ thống làm việc ổn định, đảm bảo độ chớnh xỏc.
- Sử dụng cỏc phần mềm tin học trong cụng việc đo lường, lưu trữ là xử lý số liệu thực nghiệm.
- Cỏc hệ thống thớ nghiệm đo mũn đỏ, đo lực được sử dụng trong việc nghiờn cứu thực nghiệm xỏc định ảnh hưởng của mũn đỏ, lực mài đến chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng, cỏc chỉ tiờu này rất quan trọng và là tiền đề để điều khiển thớch ghi quỏ trỡnh mài.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
* Kết luận chung:
Trong khuụn khổ gần 80 trang luận văn với đề tài “Nghiờn cứu ảnh hưởng của một số yếu tố cụng nghệ đến chất lượng bề mặt của chi tiết khi mài trũn ngoài” tỏc giả đónghiờn cứu và kết luận, khẳng định được một số vấn đề cụ thể là:
Mài là một phương phỏp gia cụng cắt gọt tốc độ cao với một số lượng lớn cỏc lưỡi cắt rất bộ của hạt mài đồng thời tham gia cắt gọt. Chất lượng bề mặt của chi tiết gia cụng bằng phương phỏp mài phụ thuộc rất nhiều vào cỏc thụng số cụng nghệ khi mài.
Đối với mài trũn ngoài, cỏc yếu tố cụng nghệ như: Lượng chạy dao, tốc độ quay của chi tiết, chiều sõu mài (t), tốc độ cắt của đỏ mài, dung dịch tưới nguội khi mài; độ mũn đỏ, lực cắt; topography đỏ mài... cú ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng.
Trong đú:
- Khi tăng một trong những yếu tố: lượng tiến dao, tốc độ quay của chi tiết hoặc chiều sõu mài (t)... thỡ độ nhấp nhụ bề mặt chi tiết mài sẽ tăng. Tuy nhiờn chiều sõu cắt cúảnh hưởng ớt hơn lượng tiến dao.
- Tốc độ cắt là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết mài. Nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết giảm khi tốc độ quay của đỏ tăng.
- Trong khi mài dung dịch trơn nguội làm tăng độ nhẵn búng và chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng.
- Độ nhấp nhụ bề mặt chi tiết mài cũng phụ thuộc vào độ hạt của đỏ mài, nếu kớch thước hạt mài càng nhỏ (đỏ mịn) thỡ độ búng bề mặt càng cao.
- Mũn đỏ xảy ra trong quỏ trỡnh mài làm thay đổi bề mặt làm việc của đỏ làm xấu đi cỏc thụng số ban đầu của quỏ trỡnh cắt nờn ảnh hưởng trực tiếp đến độ chớnh xỏc và chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng.
- Khi tăng tốc độ cắt, giảm lực tiếp tuyến Pz và lực hướng kớnh PY sẽ giảm được sự biến dạng của hệ thống cụng nghệ do đú tăng được độ chớnh xỏc gia cụng
và chất lượng bề mặt chi tiết mài.
- Quỏ trỡnh mài sẽ làm thay đổi Topography của đỏ dẫn đến làm thay đổi khả năng cắt của đỏ, làm thay đổi tuổi bền của đỏ và chất lượng bề mặt chi tiết mài vỡ vậy cần phải cú thời điểm sửa đỏ phự hợp là rất cần thiết trong quỏ trỡnh gia cụng mài.
Để đỏnh giỏ một cỏch cụ thể và chớnh xỏc mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố cụng nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng khi mài trũn ngoài, nội dung luận văn đó đề cập và xõy dựng được hệ thống thớ nghiệm làm cơ sở thực hiện cỏc nghiờn cứu tiếp theo thớ nghiệm, xử lý kết quả thớ nghiệm để thiết lập mối quan hệ toỏn học giữa chất lượng bề mặt và cỏc thụng số cụng nghệ của quỏ trỡnh mài.
* Kiến nghị nghiờn cứu tiếp theo:
- Thực hiện thớ nghiệm theo hệ thống thớnghiệm đó được xõy dựng để đỏnh giỏ sự ảnh hưởng của cỏc thụng số cụng nghệ đến bề mặt chi tiết gia cụng khi mài trũn ngoài. Xử lý kết quả thớ nghiệm để thiết lập mối quan hệ toỏn học giữa chất lượng bề mặt và cỏc thụng số cụng nghệ của quỏ trỡnh mài.
- Nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc thụng số cụng nghệ đến tớnh chất cơ lý bề mặt chi tiết gia cụng (ứng suất dư, độ cứng tế vi, chiều sõu biến cứng, vết chỏy bề mặt), đõy là cỏc chỉ tiờu quan trọng đảm bảo tuổi thọ và độ chớnh xỏc của chi tiết mỏy.
- Nghiờn cứu ảnh hưởng của sự thay đổi Topography bề mặt đến chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng.
- Xõy dựng chế độ tối ưu hoỏ quỏ trỡnh cắt gọt gia cụng chi tiết khi mài trũn ngoài.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Phan Bỏ, Đào Mộng Lõm (2001), Đo lường-sen xơ, Nhà xuất bản Quõn đội nhõn dõn.
2. Nguyễn Trọng Bỡnh (2003), Tối ưu hoỏ quỏ trỡnh cắt gọt, Nhà xuất bản giỏo dục.
3. Tạ Văn Dĩnh (2000), Phương phỏp tớnh, Nhà xuất bản giỏo dục - Hà Nội. 4. Trần Minh Đức (2002), ảnh hưởng của cỏc thụng số cụng nghệ khi sửa đỏ đến tuổi bền của đỏ mài khi mài trũn ngoài, MS.02.01.09.
5. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý (2001), Nguyờn lý gia cụng vật liệu, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội.
6. Nguyễn Đắc Lộc (2000), Cụng nghệ chế tạo mỏy theo hướng ứng dụng tin học, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
7. Nguyễn Huy Ninh (1996), Nghiờn cứu xõy dựng phương phỏp đỏnh giỏ tớnh cắt gọt của đỏ mài, MS.02.01.09.
8. Hà Nghiệp (1980), mài sắc dụng cụ cắt, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
9. Lưu Văn Nhang (2003), Kỹ thuật mài kim loại, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội.
10. Thanh Khiết, Đỡnh Chớ (1961), Kỹ thuật mài, Nhà xuất bản Cụng nghiệp. 11. Nguyễn Quốc Phụ, Nguyễn Đức Chiến (2000), giỏo trỡnh cảm biến, Nhà
xuất bản Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội.
12. Hoàng Phương (2000), Matlab giải trỡnh đồ hoạ, Nhà xuất bản trẻ - thành phố Hồ Chớ Minh.
13. Nguyễn Anh Tuấn (2009), Nghiờn cứu ảnh hưởng của một số yếu tố cụng nghệ đến độ nhỏm bề mặt của chi tiết khi mài trũn ngoài.
14. Nguyễn Viết Tiếp (1990), Lực kế đo lực cắt khi mài phẳng bằng mặt trụ của đỏ với sử dụng đatrớc điện trở, Bỏo cỏo khoa học đo lường toàn quốc.
15. Ngụ Diệp Tập (1996), Đo lường và điều khiển bằng mỏy vi tớnh, Nhà
16. Nguyễn Văn Tớnh (1978), Kỹ thuật mài, Nhà xuất bản cụng nhõn kỹ thuật - Hà Nội.
17. Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuõn Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tỳ (2001),
Kỹ thuật đo lường - kiểm tra trong chế tạo cơ khớ, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
18. Nguyễn Viết Tiếp, Lờ Văn Tiến, Nguyễn Huy Ninh (1996), Một phương phỏp đo lượng búc kim loại và lực mài, tuyển tập cụng trỡnh khoa học - Hội nghị khoa học lần thứ 18, Đại học Bỏch khoa Hà Nội.
19. Nguyễn Doón í (2000), Giỏo trỡnh quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ... 1
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRèNH MÀI ... 3
1.1. CƠ SỞ QUÁ TRèNH MÀI. ... 3
1.1.1. Đặc điểm, mụ hỡnh quỏ trỡnh mài ... 3
1.1.2. Quỏ trỡnh tạo phoi khi mài ... 6
1.1.3. Biến đổi cấu trỳc lớp bề mặt kim loại mài ... 8
1.2. CẤU TẠO ĐÁ MÀI ... 10
1.2.1. Vật liệu hạt mài ... 10
1.2.2. Chất kết dớnh đỏ mài ... 11
1.2.3. Độ hạt của đỏ mài ... 12
1.2.4. Cấu trỳc đỏ mài ... 13
1.2.5. Topography của đỏ mài ... 15
1.2.6. Độ cứng của đỏ mài ... 19
1.3. ĐỘNG HỌC QUÁ TRèNH MÀI ... 20
1.3.1. Quỹ đạo cắt của đỏ mài ... 20
1.3.2. Chiều dài cung tiếp xỳc ... 21
1.3.3. Lưỡi cắt ... 22
1.3.4. Chiều dày lớp cắt kim loại ... 23
1.4. ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRèNH MÀI ... 25
1.4.1. Lực cắt khi mài ... 25
1.4.2. Phương trỡnh cơ bản xỏc định lực cắt ... 27
1.4.3. Xỏc định lực cắt bằng thực nghiệm ... 28
1.4.4. Rung động khi mài ... 29
1.5. MềN ĐÁ VÀ TUỔI BỀN CỦA ĐÁ ... 29
1.5.1. Mũn đỏ mài ... 29
1.5.2. Tuổi bền của đỏ mài ... 29
Chương 2. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ CễNG NGHỆ TỚI CHẤT
LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT KHI MÀI ... 37
2.1. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾUTỐ CễNG NGHỆ ĐẾN NHẤP NHễ TẾ VI BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CễNG. ... 37
2.1.1. Ảnh hưởng của lượng chạy dao ... 37
2.1.2. Ảnh hưởng tốc độ quay của chi tiết ... 38
2.1.3. Ảnh hưởng của chiều sõu mài t ... 38
2.1.4. Ảnh hưởng của tốc độ cắt của đỏ mài ... 39
2.1.5. Ảnh hưởng của dung dịch tưới nguội khi mài ... 41
2.2. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ HẠT CỦA ĐÁ ĐẾN NHẤP NHễ TẾ VI BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CễNG. ... 42
2.3. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MềN ĐÁ ĐẾN BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CễNG. ... 43
2.4. ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC CẮT ĐẾN NHẤP NHễ TẾ VI BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CễNG ... 46
2.5. ẢNH HƯỞNG CỦA TOPOGRAPHY ĐÁ ĐẾN NHẤP NHễ TẾ VI BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CễNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TOPOGRAPHY ĐÁ MÀI ... 48
2.5.1. Sự thay đổi Topography của đó trong quỏ trỡnh mài ... 48
2.5.2. Cỏc phương phỏp đỏnh giỏ Topography đỏ mài ... 49
2.6. KẾT LUẬN ... 51
Chương 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM ... 52
3.1. LỰA CHỌN Mễ HèNH THÍ NGHIỆM ... 52
3.1.1. Mụ hỡnh thớ nghiệm đo lực ... 52
3.1.2. Mụ hỡnh thớ nghiệm đo mũn đỏ ... 53
3.1.3. Cỏc trang thiết bị thớ nghiệm khỏc ... 54
3.2. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐO LỰC CẮT ... 56
3.2.1. Cỏc thụng số cơ bản của hệ thống ... 56
3.2.3. Thiết lập cỏc mạch cầu cảm biến và chọn vị trớ dỏn tem điện trở ... 61
3.2.4. Thiết kế thiết bị xử lý tớn hiệu cho cảm biến ... 63
3.2.5. Kết nối hệ thống đo lực ... 63
3.2.6. Thử nghiệm hệ thống đo lực ... 65
3.3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐO MềN... 66
3.3.1. Cỏc thụng số cơ bản của hệ thống ... 66
3.3.2. Nguyờn lý đo ... 66
3.3.3. Kết nối, thử nghiệm hệ thống đo mũn ... 68
DANH MỤC HèNH VẼ
Hỡnh 1.1. Sơ đồ mài trũn ngoài ... 4
Hỡnh 1.2. Mụ hỡnh quỏ trỡnh mài trũn ngoài tiến dao dọc ... 5
Hỡnh 1.3. Quỏ trỡnh tạo phoi khi mài của một hạt mài ... 6
Hỡnh 1.4.Sơ đồ mụ tả quỏ trỡnh tạo phoi bằng hạt mài cú bỏn kớnh đỉnh cắt p ... 7
Hỡnh 1.5. Cấu trỳc của đỏ mài ... 15
Hỡnh 1.6.Sơ đồ tớnh toỏn quỹ đạo cắt của hạt mài ... 20
Hỡnh 1.7. Chiều dài cung tiếp xỳc của cỏc phương phỏp mài ... 22
Hỡnh 1.8. Lưỡi cắt tĩnh và lưỡi cắt động ... 23
Hỡnh 1.9. Chiều dày và hỡnh dỏng pho ... 25
Hỡnh 1.10. Sơ đồ lực cắt khi mài trũn ... 25
Hỡnh 1.11: Sơ đồ quan hệ quỏ trỡnh mài. ... 31
Hỡnh 2.1. Độ nhỏm bề mặt phụ thuộc và cỏc chế độ cụng nghệ ... 37
Hỡnh 2.2. Mối quan hệ giữa độ nhỏm bề mặt và tốc độ mài. ... 40
Hỡnh 2.3.Độ nhấp nhụ tế vi bề mặt phụ thuục vào độ hạt ... 43
Hỡnh 2.3. Nhỏm bề mặt làm việc của đỏ mài ... 45
Hỡnh 2.4. Mối quan hệ giữa mũn đỏ và tốc độ mài ... 45
Hỡnh 2.5.Biờn dạng bề mặt đỏ ... 50
Hỡnh 2.6. Topography của bề mặt đỏ và biờn dạng 2D của bề mặt ... 51
Hỡnh 3.1. Mụ hỡnh thớ nghiệm đo lực ... 53
Hỡnh 3.2. Mẫu phụi thớ nghiệm ... 54
Hỡnh 3.3. Mỏy mài trũn ngoài GU-20.25A SHIGIYA ... 55
Hỡnh 3.4. Mỏy đo độ nhỏm SJ402 - Mitutoyo ... 55
Hỡnh 3.6. Sơ đồ chức năng bộ chuyển đổi tương tự- số (ADC) ... 57
Hỡnh 3.7. Kiểm nghiệm chuyển vị của phần tử biến dạngsử dụng phần mềm ANSYS ... 58
Hỡnh 3.8. Tớnh toỏn độ nhạy và thiết lập mạch cầu cảm biến đo lực theophương Y sử dụng phần mềm Transcalc 1.11 ... 59
Hỡnh 3.9. Kiểm nghiệm độ nhạy của cảm biếntheo phương Y ... 60
Hỡnh 3.10. Tớnh toỏn độ nhạy và thiết lập mạch cầu cảm biến đo lựctheo phương Z sử dụng phần mềm Transcalc 1.11 ... 60
Hỡnh 3.11. Kiểm nghiệm độ nhạy của cảm biến theo phương Z ... 61
Hỡnh 3.12. Mạch cầu điện trở với 4 tem vừa đo vừa tự bự trừ nhiệt ... 61
Hỡnh 3.13.Vị trớ dỏn tem trờn thõn cảm biến ... 62
Hỡnh 3.14.Sơ đồ thu thập, xử lý tớn hiệu từ cảm biến ... 63
Hỡnh 3.15. Hệ thống đo lực ghi dữ liệu tự động trờn mỏy tớnh ... 64
Hỡnh 3.16. Ảnh hệ thống đo lực hai thành phần trờn mỏy mài trũn ngoài ... 64
Hỡnh 3.17. Kết quả thớ nghiệm đo lực khi mài một hành trỡnh trờn mỏy mài trũn ngoài ... 65
Hỡnh 3.18. Sơ đồ nguyờn lý đo mũnbằng đầu laze trờn mỏy mài trũn ngoài ... 67
Hỡnh 3.19. Đầu đo laze ZX-LD30V và bộ khuếch đại Amplipher ... 68
Hỡnh 3.20. Giao diện phần mềm Smart Monitor ... 68
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1.Độ hạt mài và phạm vi ứng dụng ... 13
Bảng 1.2.Thể tớch hạt mài phõn bố theo cấp cấu trỳc ... 14
Bảng 1.3. Kớ hiệu độ cứng đỏ mài ... 19
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
PHẠM VĂN LIỆU
NGHIấN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CễNG NGHỆ
ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA BỀ MẶTCHI TIẾT KHI MÀI TRềN NGOÀI
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyờn ngành: CễNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Tăng Huy
LỜI CAM ĐOAN
Tụi xin cam đoan đõy là cụng trỡnh nghiờn cứu của riờng tụi.
Cỏc số liệu, kết quả nghiờn cứu trong luận văn là trung thực, khụng sao chộp của bất cứ cụng trỡnh nào khỏc.
Tỏc giả
Các ký hiệu chính
Kớ hiệu í nghĩa Đơn vị
az Chiều dày phoi mm
a’z Chiều dày phoi thực tế mm
B Chiều rộng của đỏ mm
Cct Mật độ lưỡi cắt tĩnh trờn một đơn vị thể tớch đỏ 1/mm3
D Đường kớnh đỏ mài mm
h Chiều cao biờn dạng nhỏm bề mặt mm
ha Chiều cao biờn dạng của lưỡi cắt mm
L Khoảng cỏch giữa cỏc lưỡi cắt động mm
l Khoảng cỏch giữa cỏc lưỡi cắt tĩnh mm
nd Tốc độ quay của đỏ v/ph
nct Tốc độ quay của chi tiết v/ph
Pc Lực cắt tổng khi mài N
Pz Lực thành phần tiếp tuyến N
Py Lực thành phần phỏp tuyến N
Px Lực thành phần theo phương dọc trục N
Sd Lượng chạy dao dọc khi mài m/ph
Sn Lượng chạy dao ngang khi mài mm/ph