ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY LĂN ĐĨA XÍCH PHỦ TiN TRƯỚC VÀ SAU KHI MÀI SẮC LẠI KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU S45C TRẦN VIỆT CƯỜNG THÁI NGUYÊN - 2011 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TRẦN VIỆT CƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY LĂN ĐĨA XÍCH PHỦ TiN TRƯỚC VÀ SAU KHI MÀI SẮC LẠI KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU S45C ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY LĂN ĐĨA XÍCH PHỦ TiN TRƯỚC VÀ SAU KHI MÀI SẮC LẠI KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU S45C HỌC VIÊN: TRẦN VIỆT CƯỜNG CHUYÊN NGÀNG: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HD KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN THÁI NGUYÊN – 2011 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNG: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY LĂN ĐĨA XÍCH PHỦ TiN TRƯỚC VÀ SAU KHI MÀI SẮC LẠI KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU S45C NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN TRẦN VIỆT CƯỜNG KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC BGH TRƯỜNG ĐHKTCN Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn & 1 & HV: Trần Việt Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam toàn bộ nội dung luận văn này do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn. Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luận theo quy định Học viên Trần Việt Cƣờng Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn & 2 & HV: Trần Việt Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn, người đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình tôi từ việc định hướng đề tài, khai thác tài liệu, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết và hoàn thành luận văn. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Thầy giáo TS.Nguyễn Văn Hùng – Giám đốc Cty TNHH Thuận Phát đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho tôi được tiến hành thí nghiệm tại xưởng sản xuất của quý công ty. Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn Ban lãnh đạo, cán bộ giáo viên phòng Dung sai và đo lường Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Thái Nguyên; Ban lãnh đạo, cán bộ giáo viên Trung tâm thực nghiệm Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên; các nhà khoa học của Viện Khoa học Vật liệu Hà Nội; cán bộ, công nhân viên Cty TNHH Thuận Phát đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn của mình. Tác giả cũng bày tỏ lòng cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Do năng lực bản thân và thời gian còn nhiều hạn chế nên luận văn không tránh khỏi sự sai sót. Tác giả rất mong được sự động viên và đóng góp ý kiến của các Thầy cô giáo, các nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp để cho luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn Thái Nguyên, … tháng 10 năm 2011 Học viên Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn & 3 & HV: Trần Việt Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Trần Việt Cƣờng MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị PHẦN MỞ ĐẦU 1 1 Tính cấp thiết của đề tài 1 2 Mục đích nghiên cứu 2 3 Đối tượng nghiên cứu 2 4 Phương pháp nghiên cứu 2 5 Nội dung nghiên cứu 2 6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3 6.1 Ý nghĩa khoa học 3 6.2 Ý nghĩa thực tiễn 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CỦA PHỦ TRONG CẮT KIM LOẠI 4 1.1 Phủ bay hơi lý học (Physical Vapuor Deposition) - PVD và phủ bay hơi hóa học (Chemical Vapuor Deposition ) – CVD 5 1.1.1 Nguyên lý phủ PVD 5 1.1.2 Nguyên lý phủ CVD 7 1.1.3 Mục đích sử dụng phủ PVD hoặc CVD 11 1.1.4 Phủ PVD & CVD nâng cao tuổi thọ và hiệu suất dụng cụ 11 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn & 4 & HV: Trần Việt Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.1.5 Mức độ nâng cao tuổi thọ dụng cụ sau khi phủ PVD và CVD 12 1.1.6 Phương pháp nào phủ tốt hơn PVD hay CVD 12 1.1.7 Độ dày trung bình lớp phủ 12 1.1.8 Thời gian phủ PVD và CVD 13 1.2 Ứng dụng phủ PVD và CVD trong cắt kim loại 13 1.2.1 Ứng dụng phủ PVD trong cắt kim loại 13 1.2.2 Ứng dụng phủ CVD trong cắt kim loại 17 1.3 Kết luận Chương 1 18 Chƣơng 2. NGHIÊN CỨU MÒN VÀ TUỔI BỀN CỦA DỤNG CỤ CẮT 19 2.1 Mòn dụng cụ cắt 19 2.1.1 Bản chất vật lý của quá trình cắt 19 2.1.1.1 Cơ chế tạo phoi 19 2.1.1.2 Ma sát trong quá trình cắt kim loại 20 2.1.1.3 Lực tác dụng lên mặt trước và mặt sau của dụng cụ 21 2.1.2 Khái niệm chung về mòn 22 2.1.3 Mòn dụng cụ cắt 23 2.1.3.1 Các dạng mòn dụng cụ cắt 24 a. Mòn theo mặt sau 24 b. Mòn theo mặt trước 25 c. Mòn đồng thời mặt trước và mặt sau 26 d. Cùn lưỡi cắt 26 2.1.3.2 Các cơ chế mòn dụng cụ cắt 26 a. Mòn do cào xước 28 b. Mòn do dính 28 c. Mòn do hạt mài 29 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn & 5 & HV: Trần Việt Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn d. Mòn do khuyếch tán 30 e. Mòn do ôxy hóa 31 f. Mòn do nhiệt 32 2.1.4 Mòn dụng cụ phủ bay hơi 32 2.1.5 Cách xác định mòn dụng cụ cắt 33 2.1.6 Ảnh hưởng của mòn dụng cụ đến chất lượng bề mặt gia công 35 2.1.7 Mòn của dao phay lăn đĩa xích 35 2.1.8 Các phương pháp đo mòn dụng cụ cắt 36 a. Đo lực cắt 37 b. Đo trực tiếp lượng mòn dụng cụ cắt 38 c. Đo gián tiếp lượng mòn dụng cụ cắt thông qua đường kính gia công 39 d. Đo thông qua rung động 39 e. Đo bằng cảm biến âm thanh phát ra 40 f. Đo bằng cảm biến dụng cụ 41 2.2 Tuổi bền dụng cụ cắt 41 2.2.1 Khái niệm chung về tuổi bền dụng cụ cắt 41 2.2.2 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến tuổi bền dụng cụ cắt 43 2.2.2.1 Ảnh hưởng của vật liệu dụng cụ cắt 43 2.2.2.2 Ảnh hưởng của vận tốc cắt 44 2.2.2.3 Ảnh hưởng của lượng chạy dao 45 2.2.2.4 Ảnh hưởng của thông số hình học phần cắt 46 2.2.2.5 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội 47 2.2.2.6 Ảnh hưởng của lớp phủ cứng 47 2.2.3 Cách xác định tuổi bền dụng cụ cắt 49 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn & 6 & HV: Trần Việt Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3 Kết luận Chương 2 51 Chƣơng 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY LĂN ĐĨA XÍCH PHỦ TiN TRƢỚC VÀ SAU KHI MÀI SẮC LẠI KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU S45C 52 3.1 Cơ sở lựa chọn chỉ tiêu xác định tuổi bền của dụng cụ cắt bằng phương pháp thực nghiệm 52 3.2 Hệ thống công nghệ 53 3.2.1 Máy 53 3.2.2 Dao phay lăn đĩa xích 54 3.2.3 Vật liệu gia công 55 3.2.4 Thiết bị đo, kiểm tra 56 3.2.5 Phương pháp bôi trơn, làm nguội 61 3.3 Thiết kế thí nghiệm 61 3.3.1 Mục đích 61 3.3.2 Các giới hạn của thí nghiệm 62 3.3.3 Mô hình thí nghiệm 62 3.3.4 Mô hình toán học 62 3.4 Thực nghiệm để xác định tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C 63 3.4.1 Xác định ma trận thí nghiệm 63 3.4.1.1 Tính toán chế độ cắt thí nghiệm 63 3.4.1.2 Ma trận thí nghiệm 64 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn & 7 & HV: Trần Việt Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.4.2 Thực nghiệm để xác định tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước khi mài sắc khi gia công vật liệu S45C 66 3.4.2.1 Tính các hệ số của phương trình hồi quy 69 3.4.2.2 Kiểm định các tham số b j 70 3.4.2.3 Kiểm định sự phù hợp của mô hình 71 3.4.3 Thực nghiệm để xác định tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C 74 3.4.4 Tuổi bền của dao phay đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C. Ảnh hưởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dao phay đĩa xích 77 3.4.5 Lượng mòn mặt sau h s của dao phay đĩa xích trước và sau khi được mài sắc lại 78 3.4.6 Độ nhám bề mặt đĩa xích trước và sau khi dao mài sắc lại 80 3.4.7 Hình thái bề mặt đĩa xích trước và sau khi dao mài sắc lại 85 3.5 Kết luận chương 3 88 Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 89 4.1 Kết luận 89 4.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 93 [...]... lượng chạy dao S với tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C khi chiều sâu cắt không đổi t = 6,84mm 49 Hình 3.13 Đồ thị quan hệ giữa lượng mòn mặt sau hs và thời 78 gian gia công trước và sau khi dao được mài sắc lại tại chế độ cắt 01 50 Hình 3.14 Đồ thị quan hệ giữa lượng mòn mặt sau hs và thời 79 gian gia công trước và sau khi dao được mài sắc lại tại... đồng /dao, năng suất 1dao/ 32.000 đĩa xích; tiêu thụ khoảng 50÷60 dao/ năm) sau khi mòn thường phải mài sắc lại theo mặt trước nhiều lần Nhưng trong thực tế lại chưa có nghiên cứu về tuổi bền của dao phay đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại Sau khi được sự định hướng của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn tác giả đã chọn đề tài Tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trƣớc và sau khi mài sắc lại. .. http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp TN - Có thể làm tài liệu tham khảo về chế độ cắt khi sử dụng dao phay lăn đĩa xích phủ TiN 3 Đối tƣợng nghiên cứu - Dao phay lăn răng đĩa xích phủ TiN kiểu liền (t=12,7; d1=8,51) - Nghiên cứu tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C 4 Phƣơng pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương... Ra, Rz và thời gian 82 gia công trước và sau khi dao được mài sắc lại tại chế độ cắt 04 57 Hình 3.21 Sơ đồ nhám bề mặt đĩa xích trước khi dao mài sắc 83 (chế độ cắt 01) 58 Hình 3.22 Sơ đồ nhám bề mặt đĩa xích trước khi dao mài sắc 83 (chế độ cắt 02) 59 Hình 3.23 Sơ đồ nhám bề mặt đĩa xích trước khi dao mài sắc 83 (chế độ cắt 03) 60 Hình 3.24 Sơ đồ nhám bề mặt đĩa xích trước khi dao mài sắc 83 (chế độ... với tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm sẽ là cơ sở khoa học cho tối ưu quá trình phay đĩa xích, đồng thời góp phần đánh giá khả năng cắt của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại 6.2 Ý nghĩa thực tiễn HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN & 18 & HV: Trần... mặt đĩa xích sau khi dao mài sắc (chế 84 độ cắt 02) 65 Hình 3.29 Sơ đồ nhám bề mặt đĩa xích sau khi dao mài sắc (chế 85 độ cắt 03) 66 Hình 3.30 Sơ đồ nhám bề mặt đĩa xích sau khi dao mài sắc (chế 85 độ cắt 04) 67 Hình 3.31 Ảnh SEM bề mặt răng đĩa xích được gia công bằng 86 dao phay đĩa xích trước khi mài sắc ( v = 20,10m/ph; s = 1,18mm/vg; t = 6,84mm ) 68 Hình 3.32 Ảnh SEM bề mặt răng đĩa xích được gia. .. dụng của phủ trong cắt kim loại Chương II Nghiên cứu mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt Chương III Nghiên cứu thực nghiệm tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C Chương IV Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo 6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 6.1 Ý nghĩa khoa học Xây dựng được mối quan hệ giữa các thông số chế độ cắt với tuổi bền của dao phay. .. thuật Công nghiệp TN gia công trước và sau khi dao được mài sắc lại tại chế độ cắt 01 54 Hình 3.18 Đồ thị quan hệ giữa nhám bề mặt Ra, Rz và thời gian 81 gia công trước và sau khi dao được mài sắc lại tại chế độ cắt 02 55 Hình 3.19 Đồ thị quan hệ giữa nhám bề mặt Ra, Rz và thời gian 82 gia công trước và sau khi dao được mài sắc lại tại chế độ cắt 03 56 Hình 3.20 Đồ thị quan hệ giữa nhám bề mặt Ra, Rz và. .. SEM bề mặt răng đĩa xích được gia công bằng 86 dao phay đĩa xích sau khi mài sắc lại ( v = 20,10m/ph; s = 1,18mm/vg; t = 6,84mm ) 69 Hình 3.33 Ảnh SEM bề mặt răng đĩa xích được gia công bằng 87 dao phay đĩa xích trước khi mài sắc ( v = 31,40m/ph; s = 1,85mm/vg; t = 6,84mm ) 79 Hình 3.34 Ảnh SEM bề mặt răng đĩa xích được gia công bằng 87 dao phay đĩa xích sau khi mài sắc lại ( v = 31,40m/ph; s = 1,85mm/vg;... phay lăn đĩa xích phủ TiN trƣớc và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao 2 Mục đích nghiên cứu - Xác định được chế độ cắt hợp lý để nâng cao tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN trước và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C HDKH: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN & 17 & HV: Trần Việt Cường http://www.lrc-tnu.edu.vn . của mô hình 71 3.4.3 Thực nghiệm để xác định tuổi bền của dao phay lăn đĩa xích phủ TiN sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C 74 3.4.4 Tuổi bền của dao phay đĩa xích phủ TiN trước. trước và sau khi mài sắc lại khi gia công vật liệu S45C. Ảnh hưởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dao phay đĩa xích 77 3.4.5 Lượng mòn mặt sau h s của dao phay đĩa xích trước và sau khi. THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TUỔI BỀN CỦA DAO PHAY LĂN ĐĨA XÍCH PHỦ TiN TRƯỚC VÀ SAU KHI MÀI SẮC LẠI KHI GIA CÔNG VẬT LIỆU S45C