3. Đối tượng, mục đích, phương pháp, nội dung nghiên cứu
3.3.2. Sơ đồ thí nghiệm
Sơ đồ thí nghiệm để khảo sát chất lượng bề mặt gia công khi tiện cứng và mài tròn ngoài được thể hiện trên hình 3.1 và hình 3.2:
Hình 3.1. Sơ đồ thí nghiệm tiện cứng.
3 1 2 4 nct t s
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.2. Sơ đồ thí nghiệm mài tròn ngoài.
3.3.3.Máythí nghiệm
- Các thí nghiệm tiện cứng được thực hiện trên máy tiện MA-1840 của Hãng Mascut (Đài Loan). Các thông số kỹ thuật chính của máy như sau:
Công suất làm việc:
- Chiều cao tâm: 230mm
- Đường kính tiện trên băng máy: 460mm - Đường kính tiện trên băng lõm: 640mm (opt.) - Đường kính tiện trên băng lõm: 290mm - Khoảng cách chống tâm: 1000mm Ụ trục chính: - Mũi tâm trục chính: D1-6 - Lỗ côn trục chính: 56mm - Tốc độ trục chính (18 bước): 39 ÷ 2800vòng/phút Hành trình các trục:
- Hành trình chạy dao ngang: 280mm - Hành trình chạy dao đứng: 120mm Ụ động: - Đường kính trục ụ động: 75mm - Hành trình ụ động: 170mm - Lỗ đầu ụ động: MT#5 sd t nct 1 2 4 nd 2 3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Băng máy:
- Chiều rộng băng máy: 350 mm
Tốc độ các trục:
- Hành trình chuyển động theo chiều dọc: 0.06 ÷ 0.88mm/vòng. - Hành trình chuyển động theo chiều ngang: 0.03 ÷ 0.44mm/vòng.
Động cơ:
- Động cơ chính: 7,5 HP/3pha. - Đông cơ các trục: 90W.
- Các thí nghiệm mài được thực hiện trên máy mài tròn ngoài MY1 432x600 của Hãng KUNMINH (Trung Quốc). Các thông số kỹ thuật chính của máy như sau:
- Công suất động cơ: 7,5 HP/3pha. - Tốc độ của đá nđ = 2800 vòng/phút.
- Tốc độ vòng quay chi tiết nct = 0 ÷ 400 vòng/phút. - Hành trình chạy dao dọc Sd = 0 ÷ 600 mm.
- Lượng ăn vào từ 0 ÷ 200 có hai chế độ ăn vào: t1 = 0,0025 mm/vạch
t2 = 0,01 mm/vạch
- Đường kính ngoài lớn nhất của đá : 400mm - Đường kính lỗ đá : 203 mm
- Bề rộng đá: 63mm
3.3.4. Dao tiện
Sử dụng mảnh dao CBN của Hãng SANDVIK Coromant (Thụy Điển), mảnh dao có hình thoi ký hiệu CNGA120408S01030A/CB7025 (hình 3.3). Các thông số hình học chính của mảnh dao là: - Góc trước: 5 - Góc sau: 7 - Bán kính mũi dao: R = 0,8 mm. - Góc nghiêng chính: = 95 - Góc nghiêng phụ: 1 = 15
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.3. Mảnh dao CNGA120408S01030A/CB7025.
Hình 3.4. Thân daoDCLNR 2525M 16.
3.3.5. Đá mài
Sử dụng đá mài của Nhà máy Đá mài Hải Dương để thí nghiệm. Các thông số của đá mài được chọn tương đối phù hợp với điều kiện mài tinh thép SUJ2 nhiệt luyện. Đá có kí hiệu: Cn60.TB1.G.V1.400x50x203.
Các thông số cơ bản của đá là:
Cn - Vật liệu hạt mài là ôxit nhôm điện thường. 60 - Độ hạt (số mắt sàng có trong 1 tấc Anh). TB1 – Độ cứng của đá.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 30 30 160 30 100 36 30 160 30 35,4 30 100 V1 – Kiểu đá cạnh vuông.
400x50x203 - Kích thước (mm) đường kính ngoài, bề rộng và đường kính lỗ của đá.
* Sửa đá mài
Đá mài sau khi lắp và cân bằng được sửa bằng bút kim cương kí hiệu C5 (Tiêu chuẩn OCT – LB Nga) với chế độ sửa đá đảm bảo yêu cầu về độ bóng bề mặt gia công khi mài tinh: Ssđ = 0,4 (m/ph), tsđ = 0,01(mm).
3.3.7. Vật liệu thí nghiệm
Vật liệu mẫu thí nghiệm là thép SUJ2 (Tiêu chuẩn JIS – JAPAN) thuộc nhóm thép ổ lăn chuyên dùng, nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 58 ÷ 60. Mác thép này được dùng phổ biến để chế tạo vòng bi, trục vít me bi, trục chính máy công cụ ...với phương pháp mài thường được chọn để gia công tinh lần cuối. Bảng 3.1 và 3.2 là tỷ lệ các nguyên tố (theo %) của thép SUJ2 và kí hiệu mác thép tương đương của các nước.
Bảng 3.1. Tỷ lệ các nguyên tố của thép SUJ2. Tỷ lệ các nguyên tố (%)
C Mn Si Cr Ni Cu S P
0,95÷1,05 0,2÷0,4 0,17÷0,37 1,30÷1,65 0,3 0,25 0,2 0,27
Bảng 3.2. Kí hiệu tương đương mác thép SUJ2 của các nước. Việt Nam (TC VN) Nga (TC OCT) Mỹ (TC SAE) Nhật (TC JIS) OL 100Cr 1,5 ШX15 52100 SUJ2
Hình 3.5 là mẫu thí nghiệm để so sánh chất lượng bề mặt gia công khi tiện cứng và khi mài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
a) Mẫu thí nghiệm tiện cứng. b) Mẫu thí nghiệm mài tròn ngoài. Hình 3.5. Mẫu thí nghiệm.
3.3.9. Tƣới nguội
Dùng phương pháp tưới tràn với dung dịch trơn nguội là nhũ tương của Hãng TOTAN pha với nước đạt nồng độ 10%.
3.3.10. Chế độ cắt
- Thí nghiệm tiện cứng với chế độ cắt: t = 0,05 mm, S = 0.12 mm/vòng, Vct = 150 m/ph và thực hiện với 10 đường chuyển dao.
- Thí nghiệm mài tròn ngoài với chế độ cắt: t = 0,005 mm, S = 15 mm/vòng, Vct = 14 m/ph, Vđ = 35 m/s và thực hiện với 40 đường chuyển dao.
- Chế độ cắt để thí nghiệm tiện cứng và mài được chọn qua hai bước:
+ Bước 1: Chọn sơ bộ ứng với chế độ cắt của nguyên công tiện và mài tinh (tra trong Sổ tay công nghệ chế tạo máy).
+ Bước 2: Tiến hành thí nghiệm thăm dò với chế độ cắt đã chọn sơ bộ rồi điều chỉnh chế độ cắt để được độ nhám bề mặt gia công khi tiện cứng và khi mài tương đương nhau (cấp 8), đây là chế độ cắt được chọn để thí nghiệm.
Việc chọn lượng dư gia công cũng như chế độ cắt như trên là nhằm đảm bảo cho điều kiện thí nghiệm sát với thực tế sản xuất và do đó kết quả khảo sát chất lượng bề mặt gia công có ý nghĩa thực tiễn hơn.
3.3.11. Thiết bị đo
- Đo độ nhám bề mặt gia công (Ra, Rz) bằng máy đo biên dạng kiểu đầu dò tiếp xúc SJ-301 (Hãng MITUTOYO – JAPAN).
- Chụp ảnh SEM hình thái bề mặt gia công bằng máy hiển vi điện tử quét JSM 6490 (Hãng JEOL – JAPAN).
- Chụp ảnh cấu trúc tế vi lớp bề mặt gia công bằng máy hiển vi quang học Axiovert 40MAT & Jeol6490 (Hãng CARL ZEISS – GERMAN).