loại này có sẵn ở Việt Nam nhƣ dầu Lạc, dầu Mè, dầu Vừng. Loại này dễ chế xuất, dễ bảo quản, không gây tác hại đến sức khoẻ, không gây ô nhiễm môi trƣờng làm việc.
* Qua các phân tích ở trên ta thấy sử dụng dầu thực vật làm dung dịch trơn nguội trong bôi trơn - làm nguội tối thiểu là tốt nhất. Hơn nữa xét điều kiện ở Việt Nam thì các loại thực vật đa dạng và phong phú nhƣ Vừng, Cọ, Dừa, Đậu nành, Lạc v.v.. chúng có mặt khắp trên toàn lãnh thổ [14,28]. Vậy trong bôi trơn – làm nguội tối thiểu dùng dầu thực vật là hợp lý nhất.
3. Tổng quan về công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu trên thế giới và ở Việt Nam. Việt Nam.
Những năm 90 của thế kỷ XX, các nƣớc công nghiệp phát triển CHLB Đức, Thụy Điển đã nghiên cứu và ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL). Hƣớng nghiên cứu về MQL tập trung vào: tìm ra các loại dung dịch cắt gọt mới đáp ứng đƣợc 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 lƣu lƣợng tối ƣu. Cải tiến kết cấu của dụng cụ để thích hợp với MQL. Cải tiến kết cấu đầu phun và hệ
thống bôi trơn. Nghiên cứu ứng dụng MQL trong gia công cứng và gia công tốc độ cao.
Trên thế giới có một số tài liệu đã công bố nghiên cứu về MQL nhƣ các tác giả Nikhil Ranjan Dhar, Sumaiya Islam, Mohamad Kamruzzaman nghiên cứu ảnh hƣởng của MQL đến mòn dao, độ nhám bề mặt và sai lệch kích thƣớc khi tiện AISI-4340 [24]. Tác giả C.Bruni, L. d’Apolito, A.Forcellese, F.Gabrielli, M.Simoncini [9] và Abhijit Dilip Kardekar [16] nghiên cứu MQL trong tiện cứng và phay cứng. Các nghiên cứu [17-20] cũng chỉ ra rằng quá trình mài có thể ứng dụng MQL và quá trình đó hiệu quả hơn khi cho các hạt nano trong dung dịch bôi trơn làm nguội; và [24-26] cho thấy MQL có thể áp dụng để gia công hầu hết các loại vật liệu khác nhau. Điều khác biệt mà các nghiên cứu [4,9,11,14,25,26] đều cho thấy hiệu quả MQL hơn hẳn trong việc giảm mòn dụng cụ cắt, giảm lực cắt, tăng độ chính xác gia công và tăng chất lƣợng bề mặt gia công.
Ở Việt Nam, công nghệ MQL mới chỉ tiếp cận vài năm gần đây. Hiện đã có một số nghiên cứu áp dụng MQL trong gia công cắt gọt đã công bố nhƣ: tác giả Trần Minh Đức đã Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu trong gia công cắt gọt, tác giả đã xây dựng đƣợc hệ thống MQL đáp ứng yêu cầu nghiên cứu và rất thuận lợi cho việc chuyển giao công nghệ MQL trong tiện cắt đứt, phay rãnh bằng dao phay ngón, phay lăn răng, khoan [14]. Tác giả Phạm Quang Đồng nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ bôi trơn - làm nguội tối thiểu đến độ mòn dao và chất lƣợng bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay ngón [28]. Tác giả Nguyễn Đức Chính đã Nghiên cứu xác định áp lực và lƣu lƣợng hợp lý để thực hiện công nghệ bôi trơn làm nguội khi khoan [29]. Tác giả Lƣu Trọng Đức đã Nghiên cứu so sánh các phƣơng pháp tƣới trong công nghệ bôi trơn - Làm nguội tối thiểu khi phay rãnh [30]. Tác giả Hoàng Xuân Tứ nghiên cứu ứng dụng MQL trong tiện cứng. Các nghiên cứu trên đã chứng minh rằng MQL đều có thể áp dụng có hiệu quả ở Việt Nam, và qua đó cũng chỉ ra loại dầu thực vật hiện có ở Việt Nam có thể thay thế ứng dụng có hiệu quả trong MQL góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong gia công.
Nhƣ đã trình bày trong mục 1.1, gang cầu là một loại vật liệu khó gia công, việc ứng dụng tƣới tràn trong phay loại vật liệu này có hiệu quả không cao, bên cạnh đó gia công khô tồn tại rất nhiều nhƣợc điểm. Tác giả Cao Đông Phong [33] cho thấy việc ứng dụng MQL trong gia công gang hoàn toàn có hiệu quả nhƣ gia công các loại vật liệu khác. Tuy nhiên những nghiên cứu về ứng dụng MQL trong gia công gang còn hạn chế. Bên cạnh đó xuất phát từ nhu cầu thực tế gia công vật liệu này trong nhà máy Diezen Sông Công trên địa bàn, tác giả thấy rằng việc nghiên cứu, ứng dụng MQL trong gia công gang cầu là cần thiết.
Kết luận chƣơng I:
* Gang cầu là vật liệu khó gia công.
* Mòn do dính là cơ chế mòn chủ yếu khi gia công gang cầu.
* Hiện tƣợng mẻ hoặc gãy dụng cụ cắt có thể xảy ra khi chất lƣợng phôi đúc không tốt.
* Hiện tƣợng lẹo dao khi phay gang cầu có thể khắc phục đƣợc khi sử dụng dung dịch trơn nguội và góc trƣớc của dao dƣơng.
* Hiệu quả bôi trơn - làm nguội bằng phƣơng pháp tƣới tràn khi gia công gang cầu không cao, hơn nữa khi sử dụng phƣơng pháp này có chi phí cao và gây ô nhiễm môi trƣờng.
* Ở Việt Nam khi gia công gang cầu phổ biến dùng phƣơng pháp gia công khô do đó chất lƣợng bề mặt và tuổi bền của dụng cụ cắt thấp.
* Bôi trơn – làm nguội tối thiểu là công nghệ đã đƣợc phát triển mạnh và áp dụng phổ biến ở các nƣớc phát triển. Ở Việt Nam công nghệ này mới đang dừng lại ở nghiên cứu, việc áp dụng trong sản xuất còn hạn chế.
1.7. Vấn đề nghiên cứu.
Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu vào quá trình phay gang cầu chƣa đƣợc nghiên cứu hoàn thiện. Với mục đích nghiên cứu và ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu một cách có hiệu quả trong gia
công sản phẩm bằng gang cầu trong nhà máy Diezen Sông Công – Thái Nguyên, tác giả đã lựa chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hƣởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn của dụng cụ cắt, chất lƣợng bề mặt gia công khi phay gang cầu bằng dao phay mặt đầu ”
CHƢƠNG II
BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TRONG PHAY GANG CẦU BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU DAO PHAY MẶT ĐẦU
2.1. Ảnh hƣởng của loại dung dịch trơn nguội đến quá trình phay gang cầu
Đối với quá trình phay, khi áp dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu vào quá trình phay phải đảm bảo sao cho dung dịch có thể xâm nhập đƣợc vào vùng cắt để phát huy tối đa tính bôi trơn và làm nguội.
Trong công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu, vai trò của dung dịch bôi trơn làm nguội có nhiệm vụ chủ yếu là bôi trơn. Còn quá trình làm nguội chủ yếu là dòng khí áp lực cao. Loại dầu cắt và thành phần dung dịch ảnh hƣởng đến quá trình gia công chủ yếu do các yếu tố:
- Khả năng tạo thành các hạt sƣơng mù của dung dịch. - Khả năng xâm nhập của các hạt sƣơng mù vào vùng cắt
- Khả năng bám dính và khả năng tạo màng dầu bôi trơn trong vùng cắt. - Khả năng chịu đƣợc nhiệt độ và áp lực cao của màng dầu.
- Không độc hại và thân thiện với môi trƣờng.
Vì vậy, dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu ngoài các yêu cầu chung nhƣ tƣới tràn cần chú ý chọn thoả mãn các điều kiện trong đó đặc biệt chú ý là độ nhớt hợp lý, nhiệt độ hoá hơi cao và không độc hại.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Khác với quá trình tiện, phay có bề mặt gia công rộng, quá trình gia công là không liên tục, số lƣợng lƣỡi cắt đồng thời tham gia cắt lớn. Do đó hiệu quả của bôi trơn - làm nguội tối thiểu phụ thuộc rất nhiều vào phƣơng pháp, vị trí, góc bố trí vòi dẫn dung dịch vào vùng cắt. Tác giả
Abhijit Dilip Kardekar khi nghiên cứu gia công hợp kim nhôm [16] cho thấy ảnh hƣởng của vị trí vói dẫn và số lƣợng vòi dẫn dung dịch đến chất
lƣợng bề mặt gia công là rất lớn. Ngoài những yêu cầu về không gian làm việc, không gian và kết cấu của máy, khả năng điều chỉnh của bản thân thiết bị bôi trơn và làm nguội, thì vòi phun nên bố trí có vị trí tƣơng quan với dụng cụ cắt và phôi sao cho thích hợp nhất để hiệu quả bôi trơn – làm nguội là cao nhất. Vậy cần nghiên cứu các góc độ bố trí vòi nhƣ thế nào là hợp lý nhất.
Trong giới hạn của đề tài không thể xét hết các góc độ cụ thể của các phƣơng pháp gia công mà chỉ đƣa ra các mô hình điển hình.