Chất lượng cắt trong AWJ được đánh giá thông qua độ nhám bề mặt và bề rộng rãnh cắt. Tuy nhiên do bề rộng rãnh là thông số không quá quan trọng và không làm ảnh hưởng nhiều tới chất lượng gia công nên trong nghiên cứu này chỉ đánh giá về độ nhám bề mặt của hạt mài bù tái chế qua việc so sánh với khi cắt bằng hạt mài mới.
Bề mặt cắt bằng tia nước áp suất cao trộn hạt mài có thể được chia làm hai phần: phần thứ nhất là phần cắt mịn nhỏ, chiều cao bề mặt phân bố ngẫu nhiên ở phía lối vào của tia nước áp suất cao , và phần thứ hai là một vùng cắt thô đặc trưng bởi sự tạo sọc nhìn thấy được uốn cong ngược do sự cắt trễ của tia nước (hình 3.12).
3.4.1. Thiết lập các thông số cho thí nghiệm.
Các thiết lập thí nghiệm để đánh giá độ nhám bề mặt khi cắt bằng hạt mài tái chế và bù tái chế tương tự như thí nghiệm trong phần 3.3. Điểm khác biệt là phôi thí nghiệm là hợp kim nhôm Al6061-T6 (thành phần hóa học trong bảng 3.7) để sau khi cắt không bị gỉ và dễ đo độ nhám; tiết diện phôi hình chữ nhật 20x60 mm.
Bảng 3.7. Thành phần hóa học của vật liệu thí nghiệm Al 6061-T6 [3]
Thành phần hóa học Al Cr Cu Fe Mg Mn Ti Si Zn % 95.8- 98.6 0.04- 0.35 0.15- 0.4 ≤ 0.7 0.8- 1.2 ≤ 0.15 0.4- 0.8 ≤ 0.15 ≤ 0.25
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
51
Hai loại hạt mài được sử dụng để so sánh độ nhám sau khi cắt là bù tái chế >125µm và hạt mới #80; các mẫu được cắt với 3 giá trị lưu lượng hạt mài 5, 6, 7 (g/s). Các mẫu cắt sẽ được đo độ nhám theo các đường song song với mặt trên của phôi cách mặt trên 2 mm và 10 mm. Việc đo độ nhám được thực hiện trên máy đo độ nhám Mitutoyou Surfest SJ-301.
3.4.2. Kết quả và thảo luận
Ta tiến hành đo tại nhiều điểm và lấy giá trị trung bình cộng của các giá trị độ nhám Ra. Kết quả được tổng hợp trong bảng 3.8 và hình 3.13 và 3.14:
Bảng 3.8. Kết quả đo độ nhám Ra trên mẫu Al6061-T6
Đƣờng cách mặt trên 2 mm
Loại hạt mài Độ nhám Ra (µm)
Lưu lượng 5 (g/s) Lưu lượng 6 (g/s) Lưu lượng 7 (g/s)
Bù tái chế >125 8.27 7.5 7.56
Mới 9.09 7.4 7.27
Đƣờng cách mặt trên 10 mm
Loại hạt mài Độ nhám Ra (µm)
Lưu lượng 5 (g/s) Lưu lượng 6 (g/s) Lưu lượng 7 (g/s)
Bù tái chế >125 9.15 7.59 7.72
Mới 10.28 8.97 7.33
Kết quả đo độ nhám được trình bày trên hình 3.13 (khi đo cách mặt trên 2 mm) và trên hình 3.14 (khi đo cách mặt trên 10 mm). Từ các kết quả ta thấy độ nhám bề mặt giảm khi tăng lưu lượng hạt mài. Tuy nhiên với lưu lượng lớn hơn 6 (g/s) độ nhám hầu như không giảm ở cả hạt mài bù tái chế và hạt mới. Như vậy giá trị lưu lượng hạt mài 6g/s là giá trị hợp lý nhằm đạt độ nhám bề mặt nhỏ nhất khi cắt bằng hạt mài bù tái chế. Thêm vào đó, kết quả cũng cho thấy rằng hạt mài bù tái chế cho chất lượng cắt tốt hơn so với cắt bằng hạt mài mới. Sở dĩ như vậy là vì kích thước trung bình của hạt mài bù tái chế nhỏ hơn kích thước hạt mài mới. Khi
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
52
Hình 3.14 cho ta thấy khi lưu lượng tăng đến 7 (g/s) kết quả độ nhám bề mặt khi cắt của các loại hạt gần giống nhau. Tại lưu lượng 6 (g/s) độ nhám khi cắt bằng hạt tái chế và bù tái chế gần như nhau. Điều này nghĩa là tại vùng cắt thô (phần thứ hai) độ nhám bề mặt gần như không thay đổi và không phụ thuộc vào cỡ hạt mài.
3.5. Kết luận chƣơng 3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương này đã nghiên cứu về bù tái chế hạt mài Supreme garnet. Để làm được điều đó, trước tiên khả năng tái chế của hạt mài được khảo sát, sau đó phương pháp bù tái chế cho hạt mài được đề xuất và khả năng cắt cũng như chất lượng cắt của hạt mài đã được nghiên cứu. Từ đó ta rút ra một số kết luận như sau:
Hình 3.13. Ảnh hưởng của lưu lượng hạt mài và loại hạt mài đến độ nhám bề mặt khi đo cách mặt trên 2mm
5 6 7 Lƣu lƣợng (g/s) Độ nh ám bề mặt R a (µm) Độ nh ám bề mặt R a (µm)
Hình 3.14. Ảnh hưởng của lưu lượng hạt mài và loại hạt mài đến độ nhám bề mặt khi đo cách mặt trên 10mm
Lƣu lƣợng (g/s)
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
53
- Đầu tiên khả năng tái chế của hạt mài Supreme garnet đã được nghiên cứu: hạt mài Supreme garnet có khả năng tái chế tốt. Lượng hạt mài tái chế có tỷ lệ 71.03%, 66.63%, 61.45% và 54.99% tương ứng khi tái chế hạt mài với các kích thước hạt >90, >106, >125 và >150µm.
- Khả năng cắt của hạt mài tái chế đã được nghiên cứu: hạt mài bù tái chế đều có khả năng cắt cao hơn hạt mới. Trong đó với kích thước >125µm là kích thước hạt tối ưu cho hạt mài bù tái chế vì, nó có khả năng cắt cao nhất (cao hơn hạt mới 8%). Khi đó lượng hạt mài tái được là 61.45% và lượng hạt mài mới cần bổ sung thêm là 38.55%.
- Ảnh hưởng của lưu lượng hạt mài và loại hạt mài (bù tái chế và hạt mới) tới chất lượng cắt cũng được phân tích. Chất lượng cắt của hạt mài tái chế và bù tái chế đều tốt hơn hạt mới.
- Lưu lượng hạt mài được khuyến cáo nên sử dụng là 6 g/s sẽ cho chất lượng bề mặt tốt nhất.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
54
KẾT LUẬN VÀ CÁC KIẾN NGHỊ CHUNG
Với mục tiêu giảm giá thành cho gia công tia nước có hạt mài, đề tài đi theo hướng sử dụng lại hạt mài vỡ sau khi cắt. Vì theo các nghiên cứu trước đây, giá thành của hạt mài chiếm đến xấp xỉ 54% giá thành gia công. Để đảm bảo khả năng cắt, thời gian cắt của hạt mài sử dụng lại và khối lượng hạt mài trong mẻ cắt không đổi ta bổ sung thêm hạt mài mới cho hạt mài tái chế.
Đề tài nghiên sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định khả năng tái chế, phương pháp bù tái chế, khả năng cắt và chất lượng cắt của hạt mài Supreme garnet. Chương này tác giả đưa ra kết luận chính của đề tài đồng thời đề xuất những hướng nghiên cứu tiếp theo.
1. Kết luận của luận văn.
+ Khả năng tái chế của hạt mài Supreme garnet đã được khảo sát: hạt mài Supreme garnet có khả năng tái chế tốt. Có thể tái chế chúng với tỷ lệ 66.63%, 61.45% và 54.99% tương ứng khi tái chế hạt mài với các kích thước hạt >106, >125 và >150µm.
+ Khả năng cắt của hạt mài tái bù tái chế được nghiên cứu; qua đó đã xác định được kích thước hạt tối ưu cho hạt hạt mài bù tái chế
- Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng cắt của hạt mài bù tái chế cao hơn hạt mài mới từ 4% đến 8% với mọi cỡ hạt
- Cỡ hạt >125µm là kích thước hạt tối ưu cho hạt mài bù tái chế vì với kích thước này khả năng cắt của hạt mài bù tái chế là lớn nhất (cao hơn 8% so với khả năng cắt của hạt mới).
+ Cắt bằng hạt mài bù tái chế cho chất lượng bề mặt tốt (độ nhám bề mặt nhỏ hơn) hơn khi cắt bằng hạt mài mới
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
55 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Đề xuất hƣớng nghiên cứu tiếp
Để các nghiên cứu về bù tái chế hạt mài Supreme garnet trong gia công tia nước có hạt mài được hoàn thiện, một số đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo về lĩnh vực này như sau:
- Nghiên cứu tái chế, bù tái chế cho các loại hạt mài khác như: Nhôm oxit - Al2O3, Cacbide silic – SiC, Corindum… Vi cho tới nay chưa có nghiên cứu về các loại hạt mài này.
- Nghiên cứu đánh giá hiệu quả kinh tế khi tái chế, bù tái chế hạt mài Supreme garnet.
- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị tái chế hạt mài phù hợp với điều kiện Việt Nam
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Flow International Corporation, http://www.flowwaterjet.com/en/waterjet-
technology/history.aspx, truy cập ngày 15/10/2011.
[2]. Nguyễn Đức Minh (2005), “Nghiên cứu công nghệ cắt bằng tia nước (áp suất
đến 4000 Bar)”, Luận án Tiến sĩ khoa học, Viện máy dụng cụ công nghiệp.
[3]. Vu Ngoc Pi (2008), “Performance Enhancement of Abrasive Waterjet
Cutting”, PhD Thesis, TU Delft, The Netherlands.
[4]. Gonfiotti. P (2006), “Investigation on GMA garnet recycling in Abrasive Water Jet Cutting”, Master Thesis, Facoltà di Ingegneria – Università di Pisa, Italia.
[5]. Hoogstrate, A.M., Pi, V.N. and Karpuschewski, B. (2006) „Energy efficiency of abrasive waterjet cutting beyond 400 MPa‟, BHR‟s Conference 2006, Gdansk, Poland, pp.251–264.
[6]. Momber. A, (2008), “Blast Cleaning Technology”, Springer.
[7]. Nominal Dimensions of Standard Sieve, http://www.coleparmer.com, truy cập ngày 15/10/2011.
[8]. Công ty đá mài Hải Dương, Bảng phân nhóm kích thước hạt theo cỡ hạt mài.
[9]. Trần Anh Quân (2003), “Nghiên cứu công nghệ tia nước áp suất cao trong công nghiệp làm sạch”. Luận án Tiến sĩ khoa học, Viện máy dụng cụ công nghiệp. [10]. Supremegarnet company website, http://www.supremegarnet.com, truy cập
ngày 15/10/2010
[11]. Babu. M. K, Krishnaiah Chetty.O.V (2002), “Studies on recharging of abrasives in abrasive water jet machining”, Int. journal of Advanced Manufacturing Technology, (19) pp 697-703.
[12]. Babu. M. K, Krishnaiah Chetty.O.V (2003), “A study on recycling of abrasives in abrasive water jet machining”, Wear 254, pp 763-773.
[13]. Galecki, G. and Mazurkiewicz, M. (1987) „Hydro-abrasive cutting head – energy transfer efficiency‟, Proceedings of 4th American Waterjet Conference, New York, pp.172-177.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
57 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[14]. Louis. H, Meier. G. and Ohlsen. J (1995) “Analysis of the process output in abrasive water jet cutting”, 8th American Water Jet Conference, August 26– 29, Houston, Texas, pp.137–151.
[15]. Labus, T.J., Neusen, K.F., Alberts, D.G. and Gores, T.J. (1991) „Factors influencing the particle size distribution in an abrasive waterjet‟, Journal of Engineering for Industry, Vol. 113, pp.402–411.
[16]. Ohlsen,.J (1997) „Recycling von Feststoffen beim
Wasserabrasivestrahlverfahren‟, VDI Fortschritt-Berichte, Reihe 15, Nr. 175. [17]. Momber, A.W. and Kovacevic, R. (1998) “Principle of Abrasive Water Jet
Machining”, Springer-Verlag, London.
[18]. Guo. N.S, Louis. H, Meier. et al (1992), “Recycling capacity of abrasives in abrasive water jet cutting”, In: Lichtarowicz A, Jet Cutting Technology, Kluwer Acad. Publ, Dordrecht, pp503-523.
[19]. Trần Văn Địch, Ngô Trí Phúc (2006), Sổ tay Thép thế giới,NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[20]. Nguyễn Văn Kiền (2010), “Tính toán, thiết kế, chế tạo máy sàng phân loại cỡ
hạt mài”, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học KTCN – ĐH Thái
Nguyên.
[21]. Endecotts website, http://www.endecotts.com/products/sieves.aspx, truy cập ngày 15/10/2011
[22]. Vu Ngoc Pi, A.M. Hoogstrate (2006), “Cost Calculation for abrasive recycling and for abrasive comparing for abrasive waterjet (AWJ) cutting systems”, Proceedings of ICOMAST2006, International Conference on Manufacturing Science and Technology, Melaka, Malaysia, pp 436
[23]. Vu Ngoc Pi, P. Gilfiotti, A.M. Hoogstrate, B. Karpuschewski (2009), “A new study on abrasive recycling and recharging in Abrasive Waterjet (AWJ) Machining”, International Journal of Machining and Machinability of Materials,, Volum 6, (3-4), pp 213-233.
[24]. Nguyễn Quốc Tuấn, Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Hùng (2009), “Các phương
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành CN CTM
Học viên:Lê Xuân Hưng Trường ĐH KTCN – ĐHTN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
58
PHỤ LỤC. BÀI BÁO ĐÃ XUẤT BẢN
Tên bài báo:
NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ, BÙ TÁI CHẾ HẠT MÀI SUPREME GARNET TRONG GIA CÔNG TIA NƢỚC CÓ HẠT MÀI
Các tác giả:
Vũ Ngọc Pi, Trần Quốc Hùng, Lê Xuân Hƣng và Vũ Hồng Khiêm