. p v pv
5. BÔI TRƠN – LÀM NGUỘI TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT
Bơi trơn làm nguội có ý nghĩa rất quan trọng trong gia công cắt gọt. Bôi trơn làm nguội có tác dụng:
Giảm ma sát trong vùng tạo phoi, giảm ma sát giữa phoi với mặt trƣớc của dao, giữa phơi với mặt sau của dao... do đó sẽ làm giảm lực cắt và giảm rung động.
Giảm nhiệt cắt.
Giảm độ mòn, nâng cao độ bền của dụng cụ.
Nâng cao độ chính xác gia cơng, nâng cao chất lƣợng bề mặt. Vận chuyển phoi ra khỏi vùng gia công.
Tuy nhiên trong dung dịch trơn nguội thƣờng chứa một số chất độc hại nên ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời lao động và gây ô nhiễm môi trƣờng.
Nếu sử dụng dung dịch trơn nguội hợp lý khơng những góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật mà cịn bảo vệ đƣợc mơi trƣờng và sức khỏe của ngƣời lao động.
Với vai trị quan trọng nhƣ vậy nên bơi trơn làm nguội đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng rất rộng rãi trong sản xuất và đang đƣợc tiếp tục nghiên cứu để một mặt nâng cao hiệu quả của bôi trơn làm nguội mặt khác là thân thiện với môi trƣờng hơn.
5.1. CÁC PHƢƠNG PHÁP BƠI TRƠN 5.1.1. Bơi trơn kiểu tƣới tràn 5.1.1. Bôi trơn kiểu tƣới tràn
Phƣơng pháp bôi trơn kiểu tƣới tràn là phƣơng pháp đƣợc dùng phổ biến nhất hiện nay, dung dịch trơn nguội đƣợc dẫn tự do vào vùng cắt thông qua hiện tƣợng mao dẫn và các thiết bị cần thiết nhƣ bơm nƣớc, sự chênh lệch độ cao, bình thơng nhau...
Ƣu điểm.
Tải đƣợc nhiệt ra khỏi vùng cắt, hạn chế đƣợc ảnh hƣởng xấu của nhiệt đến dụng cụ cắt.
Giúp việc vận chuyển phoi ra khỏi vùng cắt dễ dàng.
Nghiên cứu ảnh hƣởng các thông số đặc trƣng của bơi trơn tối thiểu đến q trình tạo phoi và mịn của dụng cụ khi tiện thép 9XC qua tơi, sử dụng bôi trơn làm nguội
tối thiểu (MQL) – Chu Ngọc Hùng (chế tạo máy)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
33
Nhƣợc điểm
Gây ô nhiễm môi trƣờng làm việc, đất đai và nguồn nƣớc.
Tăng chi phí sản xuất, vận chuyển, bảo dƣỡng và tái chế chất bôi trơn đặc biệt là chi phí làm sạch trƣớc khi đƣa vào môi trƣờng.
Tiêu tốn nhiều dung dịch trơn nguội. Dung dịch khó xâm nhập vào vùng cắt.
* Phương pháp dẫn dung dịch bôi trơn vào vùng cắt khi tiện.
Phƣơng pháp dẫn dung dịch bơi trơn vào vùng cắt có ảnh hƣởng rất lớn đến hiệu quả của q trình bơi trơn và phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: phƣơng pháp gia công, loại dụng cụ cắt, vật liệu gia công...
Dẫn trực tiếp dung dịch lên chi tiết gia công.
Phƣơng pháp này thƣờng sử dụng khi gia cơng có q trình tạo phoi vụn, chi tiết gia công nhỏ hoặc do điều kiện dẫn dung dịch vào vùng cắt khó. Với phƣơng pháp này chỉ có khoảng 40 50% lƣợng dung dịch đƣợc đƣa vào vùng cắt. Nhƣ vậy lƣợng dung dịch đến đƣợc vùng gia công rất hạn chế và chúng chỉ gián tiếp làm nguội qua phoi, qua chi tiết gia cơng.
Hình 1.19. Dẫn dung dịch lên chi tiết gia công
Dẫn dung dịch vào mặt trƣớc của dụng cụ cắt.
Cách này dùng cho quá trình tạo phoi vụn là hiệu quả nhất, cách dẫn đơn giản, dễ bố trí vịi phun cũng nhƣ điều chỉnh vòi phun trong quá trình cắt. Dung dịch đƣợc dẫn vào mặt trƣớc của dao, tùy theo hình dáng và kết cấu của phoi mà dung dịch đi vào vùng cắt đƣợc nhiều hay ít. Nếu phoi có hình dạng hợp lý thì lƣợng dung dịch vào vùng gia cơng là tối đa, cịn nếu phoi có hình dáng khơng hợp
Nghiên cứu ảnh hƣởng các thông số đặc trƣng của bơi trơn tối thiểu đến q trình tạo phoi và mịn của dụng cụ khi tiện thép 9XC qua tơi, sử dụng bôi trơn làm nguội
tối thiểu (MQL) – Chu Ngọc Hùng (chế tạo máy)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
34
lý thì dung dịch sẽ bị phoi trƣợt trên mặt trƣớc dao dẫn ra ngồi, lúc đó lƣợng dung dịch tiêu hao là vơ ích. Cách dẫn dung dịch kiểu này chỉ có khoảng 50 70% lƣợng dung dịch vào đƣợc vùng cắt. Theo phƣơng pháp này dung dịch làm nguội vùng cắt gián tiếp từ phoi hoặc gián tiếp từ dao, thƣờng thì dung dịch ít vào đƣợc vùng cắt. Vì vậy dung dịch khó vào đƣợc vùng biến dạng dẻo để tạo thành chêm dầu và cũng không trực tiếp tiếp xúc với vùng kim loại tại vùng phá hủy.
Hình 1.20. Dẫn dung dịch lên mặt trước dao
Dẫn dung dịch vào mặt sau của dụng cụ cắt.
Đây là phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm nhất, lƣợng dung dịch dẫn vào vùng cắt nằm trong khoảng 80 90%.
Khi dẫn dung dịch vào mặt sau của dao, dung dịch sẽ xâm nhập vào vùng ma sát giữa mặt sau của dao với chi tiết gia công, vùng phá hủy và kết hợp thẩm thấu dung dịch theo phoi cuốn lên bôi trơn vùng ma sát mặt trƣớc với phoi.
Nếu áp lực đẩy dịng dung dịch nhỏ thì việc dẫn dung dịch vào vùng gia cơng rất khó và cách bố trí vịi phun phức tạp
Nghiên cứu ảnh hƣởng các thông số đặc trƣng của bơi trơn tối thiểu đến q trình tạo phoi và mòn của dụng cụ khi tiện thép 9XC qua tôi, sử dụng bôi trơn làm nguội
tối thiểu (MQL) – Chu Ngọc Hùng (chế tạo máy)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
35
Dẫn dung dịch bằng cách kết hợp từ mặt trƣớc và mặt sau của dao.
Khi dẫn dung dịch đồng thời từ mặt trƣớc và mặt sau của dao sẽ có các ƣu điểm của cách dẫn dung dịch từ mặt trƣớc và cách dẫn dung dịch từ mặt sau, khi đó lƣợng dung dịch đƣợc đƣa vào vùng cắt là tối ƣu nhất, nhƣng việc bố trí vịi phun rất phức tạp
Hình 1.22. Dẫn dung dịch kết hợp cả từ mặt trước và mặt sau của dao
5.1.2. Gia công khô
Là phƣơng pháp không dùng dung dịch trơn nguội trong quá trình gia cơng. Ƣu điểm
Không gây ô nhiễm môi trƣờng.
Máy không cần trang bị hệ thống bôi trơn – làm nguội.. Nhƣợc điểm
Nhiệt độ vùng cắt lớn.
Lực cắt lớn hơn so với phƣơng pháp tƣới tràn. Khó thốt phoi ra khỏi vùng gia công.
Phƣơng pháp này chỉ sử dụng cho một số phƣơng pháp gia công và vật liệu gia công nhất định.
5.1.3. Bôi trơn tối thiểu
Là phƣơng pháp sử dụng dịng khí nén có áp suất lớn để phun dung dịch trơn nguội vào vùng cắt dƣới dạng sƣơng mù để bôi trơn, làm nguội và đẩy phoi ra khỏi vùng gia công. Dung dịch đƣợc phun vào vùng gia công với một áp suất nhất định, chuyển một lƣợng nhỏ dung dịch vào vùng cắt với tốc độ cao (250 300 m/phút) và có tác dụng bôi trơn rất hiệu quả.
Nghiên cứu ảnh hƣởng các thông số đặc trƣng của bôi trơn tối thiểu đến quá trình tạo phoi và mịn của dụng cụ khi tiện thép 9XC qua tôi, sử dụng bôi trơn làm nguội
tối thiểu (MQL) – Chu Ngọc Hùng (chế tạo máy)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
36
* Ưu điểm
Lƣợng dung dịch trơn nguội cần thiết chỉ bằng 20 30% lƣợng dung dịch sử dụng trong phƣơng pháp tƣới tràn, do đó giảm chi phí.
Hiệu quả bơi trơn cao nên lực cắt và nhiệt cắt giảm từ đó nâng cao chất lƣợng sản phẩm.
Tiết kiệm dung dịch trơn nguội. Đảm bảo tuổi bền dụng cụ. Phoi sạch.
Không gây ô nhiễm môi trƣờng. Khơng gian làm việc sạch.
* Nhược điểm
Khó vận chuyển phoi ra khỏi vùng gia cơng. Nhiệt độ chi tiết cao.
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Hệ số co rút phoi là một thông số quan trọng quyết định sự tiến triển của quá trình cắt, bởi vì sự thay đổi của hệ số co rút phoi kéo theo sự thay đổi của lực cắt, chất lƣợng bề mặt gia cơng. Vì vậy cần nghiên cứu hệ số co rút phoi để đƣa ra chế độ cơng nghệ hợp lí, sao cho q trình tạo phoi là thuận lợi nhất và biến dạng kim loại nhỏ nhất.
Việc sử dụng dung dịch trơn nguội hợp lý có ảnh hƣởng rất lớn đến mòn dụng cụ cắt. Do dung dịch trơn nguội có khả năng làm giảm ma sát giữa dao và phôi cũng nhƣ giữa dao và bề mặt gia cơng, nên có thể làm giảm mòn một cách đáng kể.
Hơn nữa, dung dịch trơn nguội cịn có khả năng làm giảm lực cắt và nhiệt cắt nhƣ đã nói ở phần trên. Nên việc sử dụng trơn nguội vào quá trình cắt để làm tăng tuổi thọ của dao hay để giảm lƣợng mòn dao là rất cần thiết.
Nghiên cứu ảnh hƣởng các thông số đặc trƣng của bơi trơn tối thiểu đến q trình tạo phoi và mịn của dụng cụ khi tiện thép 9XC qua tơi, sử dụng bôi trơn làm nguội
tối thiểu (MQL) – Chu Ngọc Hùng (chế tạo máy)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
37
Chƣơng 2