ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƯỜNG ĐHKT CƠNG NGHIỆP CỘNG HỒ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt tối ưu phay mặt phẳng dao phay mặt đầu gang cầu có bơi trơn tối thiểu Học viên: Cao Đông Phong Lớp: CTM- K10 Chuyên nghành: Chế tạo máy HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Bình Thái nguyên - 2009 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU Chương Trang 5 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ BƠI TRƠN 11 Tổng quan cơng nghệ bôi trơn truyền thống 11 Tổng quan công nghệ bôi trơn tối thiểu 11 Chương NGHIÊN CỨU VỀ CHẾ ĐỘ CẮT KHI PHAY 14 2.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH PHOI 14 2.1.1 Khái niệm phân loại phoi 14 2.1.2 Sự co rút phoi 15 2.2 LỰC CẮT GỌT 16 2.2.1 Cơ sở lý thuyết lực cắt 16 2.2.2 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến lực cắt 17 2.3 HIỆN TƯỢNG NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH CẮT 18 2.3.1 Nhiệt cắt 18 2.3.2 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến nhiệt cắt 19 2.4 SỰ MÀI MỊN DAO 21 2.4.1 Biểu ngồi mài mòn dao 21 2.4.2 Bản chất vật lý mài mòn dao 20 2.4.3 Quy luật mịn dụng cụ cắt 22 2.5 GIA CƠNG CẮT GỌT KHI PHAY 24 2.5.1 Khái niệm chung 25 2.5.2 Phân loại dao phay 27 2.5.3 Vật liệu chế tạo dao phay 28 2.5.4 Các thơng số hình học dao phay 28 2.5.5 Các yếu tố lớp cắt 28 2.5.6 Lực cắt phay 30 2.5.7 Độ mòn tuổi bền dao phay 33 2.6 BÔI TRƠN LÀM NGUỘI KHI PHAY MẶT PHẲNG 34 2.6.1 Các phương pháp bôi trơn làm nguội gia công cắt gọt 34 2.6.2 Bôi trơn làm nguội phay mặt phẳng dao phay mặt đầu 35 Phay mặt phẳng dao phay mặt đầu Bôi trơn làm nguội phay mặt phẳng gang cÇu dao phay mặt đầu 35 37 Chương LỰA CHỌN TRANG THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM 37 3.1 XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 37 3.1.2 Hệ thống thí nghiệm 37 3.1.3 Thiết bị thí nghiệm 38 3.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 38 3.2.1.Mục đích thí nghiệm 40 3.2.2.Trình tự tiến hành thí nghiệm 40 Chương 40 TỐI ƯU Q TRÌNH GIA CƠNG KHI PHAY MẶT PHẲNG LÀ GANG CẦU 42 4.1 Mơ hình hố q trình cắt phay 4.2 Mơ hình hố tốn học tối ưu hố q trình cắt phay 42 4.3 Giới hạn vấn đề tối ưu 43 Chương 46 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 5.1 Mòn chế mòn dao 46 5.1.1 Mòn chế mòn mặt trước dao 46 5.1.2 Mòn chế mòn mặt sau dao 45 5.1.3 Mòn tuổi bền dao 49 Độ nhám bề mặt chi tiết Ra 52 Kết luận 53 PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 55 I KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN 56 II HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 59 Phụ lục CÁC ẢNH CHỤP MÒN DAO 61 Phụ lục SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM VỀ ĐỘ NHÁM VÀ ĐỘ MÒN 61 DAO 67 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ψ: góc tác động β1: góc trượt δ: góc cắt γ: góc trước K: hệ số co rút phoi L: chiều dài phoi L0: chiều dài cắt a1: chiều dầy phoi thực tế a: chiều dầy phoi lý thuyết R: tổng hợp lực tác dụng lên dao R0: lực tổng hợp pháp tuyến R1: tổng hợp lực tác dụng lên mặt sau N: lực pháp tuyến tác dụng lên mặt trước F0: lực ma sát phoi lên mặt trước N’: lực pháp tuyến tác dụng lên mặt sau F0: lực ma sát phoi lên mặt sau Px: thành phần lực cắt theo phương X Py: thành phần lực cắt theo phương Y Pz: thành phần lực cắt theo phương Z t: chiều sâu cắt S: lượng chạy dao n: số vòng quay trục m: số mũ K A: cơng hớt phoi A1: công sinh biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo A2: công sinh để thắng lực ma sát mặt trước dao A3: công sinh để thắng lực ma sát mặt sau dao V: vận tốc cắt Ps: lực mặt phẳng trượt Q: nhiệt lượng tỏa trình cắt δ0: độ mòn dao τ: thời gian làm việc dao ϕ: góc nghiêng dao α: góc sau δ: góc tiếp xúc f: tiết diện ngang lớp cắt B: chiều rộng cắt Sz: lượng tiến dao a0: chiều dầy cắt trung bình D: đường kính dao phay P: lực vòng [u]: lượng mòn mặt sau cho phép Ra: độ nhấp nhơ bề mặt trung bình MQL (Minimum Quantity Lubrication): Bôi trơn tối thiểu DANH MỤC CÁC BẢNG Tran Bảng Số liệu độ nhám Ra, Rz sau lượt cắt Bảng Số liệu độ nhám Ra, Rz sau lượt cắt Bảng Số liệu độ nhám Ra, Rz sau lượt cắt Bảng Số liệu độ mòn mặt sau dao sau sau lượt cắt Bảng Số liệu độ mòn mặt sau dao sau sau lượt cắt Bảng Số liệu độ mòn mặt sau dao sau sau lượt cắt g 67 67 67 68 68 68 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Tran g Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 2.7: Hình 2.8: Hình 2.9: Hình 2.10: Hình 2.11 Hình 2.12: Hình 2.13: Hình 2.14: Hình 2.15: Hình 2.16: Hình 2.17: Sơ đồ trình hình thành phoi cắt vật liệu dẻo Các loại phoi Sơ đồ co rút phoi Sơ đồ xác định hệ số co rút phoi Sơ đồ tác dụng lực cắt tự Sơ đồ hình thành lan tỏa nhiệt Các dạng mòn dụng cụ cắt Mòn dụng cụ cắt dọc theo lưỡi cắt Quy luật mòn dụng cụ cắt Mòn khuếch tán Mòn chảy dẻo Quan hệ độ mòn thời gian làm việc dao Các loại dao phay Các thơng số hình học phần cắt dao phay mặt đầu Sơ đồ cắt phoi dao phay Sơ đồ tính góc tiếp xúc Sơ đồ xác định chiều dày cắt diện tích lớp cắt 14 15 16 16 17 20 22 22 23 24 24 25 27 29 30 31 32 Hình 2.18: Hình 2.19: Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: Hình 3.4: Hình 4.1: Hình 5.1: Hình 5.2: Hình 5.3: Hình 5.4: Hình 5.5: Hình 5.6 Hình 5.7 dao phay chúng đồng thời tham gia vào trình cắt Sơ đồ lực cắt tác dụng lên dao phay Các dạng mài mòn dao phay Sơ đồ nguyên lý phun MQL dạng sương mù Ảnh hệ thống thí nghiệm Ảnh Máy đo nhám Ảnh Máy chụp ảnh SEM Mơ hình tối ưu hố q trình cắt phay Ảnh so sánh mòn mặt trước dao với lượt cắt Ảnh so sánh mòn mặt trước dao với lượt cắt Ảnh so sánh mòn mặt trước dao với lượt cắt Ảnh so sánh mòn mặt sau dao với lượt cắt Ảnh so sánh mòn mặt sau dao với lượt cắt Ảnh so sánh mòn mặt sau dao với lượt cắt Quan hệ độ mòn mặt sau dao thời gian cắt t với 32 33 37 38 39 40 42 47 48 49 50 51 52 53 Hình 5.8: lượt cắt Quan hệ độ mòn mặt sau dao thời gian cắt t với 53 Hình 5.9: lượt cắt Quan hệ độ mòn mặt sau dao thời gian cắt t với 54 Hình 5.10: Hình 5.11: lượt cắt Quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết Ra thời gian cắt t Quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết Ra lượt cắt t (2) 55 55 Hình 5.12: Hình 5.13: Hình 5.14: Hình 5.15: Quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết Ra thời gian cắt t Quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết Ra lượt cắt t (4) Quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết Ra thời gian cắt t Quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết Ra lượt cắt t (6) 55 55 56 56 PHẦN MỞ ĐẦU 1.TÝnh cấp thiết đề tài Trong thời kỳ CNH H§H đất nước, ngành Cơ khÝ cã vai trß lớn việc ch to sn phm công nghip nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo yªu cầu tÝnh c«ng nghệ kinh tế, đặc biệt gia công sn phm có cng cao, cu trúc vật liệu phức tạp người ta ®· ứng dụng nhiu phng pháp công ngh t truyn thng n không truyn thng óng vai trò rt quan trng trình gia công ct gt chi tit l bôi trn - lm ngui bôi trn - lm ngui cã t¸c dụng làm giảm lực cắt, giảm nhiệt cắt, gim ma sát, mòn dao, gim h s co rút phoi, đặc biệt làm tăng chất lượng bề mặt gia công, nâng cao nng sut v hiu qu kinh t Theo c«ng nghệ truyền thống, gia c«ng vËt liƯu Gang, th«ng thường người ta kh«ng sử dụng b«i trơn (gia công khô) : Đặc điểm biến dạng phần lớn Gang kết cấu dạng ferit peclit từ 3- 5% graphit dạng tấm, hay graphit phiến dạng cầu Chính có graphit lên tính dẻo gang giảm, làm phoi dễ gẫy hoạt động nh loại chất bôi trơn tự nhiên, lực cắt tơng đối nhỏ phoi vụn Do gang đợc xếp vào nhóm vật liệu dễ gia công cắt gọt, nhiên gia công cắt gọt Gang thờng gặp số vấn đề nh: - Mòn dao tạp chất cứng lẫn gang gây - Có tợng phoi chảy dẻo dính bám lên mặt sau (Gang cầu) - Lực cắt lớn, nhiệt độ cao, chất lợng gia công giảm (Gang cầu) khc phc nhc im kể tác giả đề xuất ứng dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu gia công vật liệu Gang với chế độ cắt tối u đợc chọn trớc u điểm bật công nghệ nh: - Gim lc ct v mòn dao - Nâng cao tui bn ca dng c cắt - Giảm chi phÝ dọn phế thải làm m«i trường - Kh«ng gian làm việc sạch, gãp phần gim ô nhim môi trng Trên th gii công ngh bôi trn ti thiu à c áp dng ph bin ti nhng nc có nn công nghip phát trin như: Anh, Đức, Mỹ, Hàn quốc… ë Việt nam nhng nghiên cu v ng dng v bôi trn ti thiu nhiều hạn chế Do phơng pháp có nhiều u điểm, đặc biệt thân thiện với môi trờng nên cần có nghiên cứu ứng dụng công nghệ vào thực tế sản xuất nớc ta, tác giả đề xuất chọn đề tài: Nghiên cu v la chn ch ct tối ưu phay mặt phẳng dao phay mặt đầu gang cầu cã b«i trơn tối thiểu” Mc ích, i tng v phng pháp nghiên cu 2.1.Mc ích ca ti - Nghiên cứu, đánh giá khả bôi trơn- làm nguội công nghệ bôi trơn tối thiểu qua tính u việt phơng pháp - Nghiên cứu tìm đợc ảnh hởng chế độ công nghệ bôi trơn- làm nguội tối thiểu dầu thực vật đến mòn, tuổi bền dao gia công gang Cầu( phơng pháp phay bề mặt) - Nghiên cứu đa đợc dẫn cụ thể nh: áp suất dòng khí, lu lợng tới phù hợp gia công mặt phẳng gang Cầu dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng - Nghiên cứu để lựa chọn đợc chế độ cắt tối u trình gia công mặt phẳng( Gang cầu)có bôi trơn(bôi trơn tối thiểu dầu thực vật) 2.2 i tng nghiên cu - Dao phay mặt đầu gắn mảnh HKC (BK8) - Gang cầu có độ cứng từ 170-220HB (Bàn Máp rÃnh) - Chế độ bôi trơn tối thiểu dầu thực vật( áp suất dòng khí ) - Chế độ cắt (lựa chọn thông số S,V,t tối u) trình gia công gang cầu dao phay mặt đầu gắn mảnh BK8 - Các tiêu công nghệ trình gia công: Cơ chế mòn tuổi bền dao 2.3.Phng pháp nghiên cu - Nghiên cu lý thuyt kết hợp với thực nghiệm (chđ u lµ thùc nghiƯm) ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1.ý nghĩa khoa häc - Kết nghiªn cứu đ¸nh gi¸ khả cho thấy c¸c ảnh hưởng việc lựa chọn chế độ cắt tối ưu phay mặt phẳng dao phay mặt đầu Gang cầu cã b«i trơn tối thiểu Qua ó ánh giá c mòn, tui bn ca dao ca Gang cu nói riêng v loi Gang nói chung 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Chọn chế độ cắt tối ưu, loại dầu b«i trơn nhng ch dn c th v chế độ bôi trơn tèi thiÓu phay mặt phẳng dao phay mặt u i vi Gang cu nói riêng v loi Gang nói chung - Các kt qu nghiên cu s ứng dụng thực tiễn dần thay công ngh truyền thống - Kt qu nghiên cu t c s ng dng vo Phay bàn Máp rÃnh bng Gang cu ti nh máy iêzen Sông công Thái nguyên Chng TNG QUAN V CễNG NGH BƠI TRƠN Tổng quan cơng nghệ bơi trơn truyền thống - Bôi trơn làm nguội kiểu tưới tràn: phương pháp dùng phổ biến nay, dung dịch trơn nguội dẫn tự vào vùng cắt thông qua tượng mao dẫn thiết bị cần thiết bơm nước, chênh lệch độ cao, bình thơng Ưu điểm phương pháp tưới tràn tải nhiệt khỏi vùng cắt, hạn chế ảnh hưởng xấu nhiệt độ dụng cụ cắt Đảm bảo nhiệt độ môi trường thấp ổn định Giúp việc vận chuyển phoi khỏi vùng cắt dễ dàng Giảm ma sát phoi mặt trước, phôi mặt sau dụng cụ cắt Nhược điểm phương pháp gây ô nhiễm môi trường làm việc, đất đai nguồn nước - Theo c«ng nghệ truyền thống, gia c«ng vËt liƯu Gang, th«ng thường người ta kh«ng sử dụng bôi trn (gia công khô) có graphit lên tính dẻo gang giảm, làm phoi dễ gẫy hoạt động nh loại chất bôi trơn tự nhiên, lực cắt tơng đối nhỏ phoi vụn Do gang đợc xếp vào nhóm vật liệu dễ gia công cắt gọt, nhiên gia công cắt gọt Gang thờng gặp số vấn đề nh: - Mòn dao tạp chất cứng lẫn gang gây - Có tợng phoi chảy dẻo dính bám lên mặt sau (Gang cầu) - Lực cắt lớn, nhiệt độ cao, chất lợng gia công giảm (Gang cầu) Tng quan công nghệ bôi trơn tối thiểu Bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL): phương pháp sử dụng dịng khí nén có áp suất cao để phun dung dịch trơn nguội vào vùng cắt dạng sương mù để bôi trơn, làm nguội đẩy phoi khỏi vùng gia công Bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) cú u điểm bật nh: - Gim lc ct v mòn dao - Nâng cao tui bn ca dụng cụ c¾t - Giảm chi phÝ dọn phế thải làm m«i trường - Kh«ng gian làm việc sạch, gãp phần giảm « nhiễm m«i trường Những năm 90 kỷ XX, nước công nghiệp phát triển CHLB Đức, Thụy Điển nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) Hướng nghiên cứu MQL tập trung vào: tìm loại dung dịch cắt gọt đáp ứng yêu cầu MQL tìm chất phụ gia làm tăng tính cắt dung dịch cắt gọt Nghiên cứu xác định áp suất lưu lượng tối ưu Cải tiến kết cấu dụng cụ để thích hợp với MQL Cải tiến kết cấu đầu phun hệ thống bôi trơn Nghiên cứu ứng dụng MQL gia công cứng gia công tốc độ cao [3] Ở Việt Nam, công nghệ MQL mới tiếp cận vài năm gần Hiện có số nghiên cứu áp dụng MQL gia công cắt gọt công bố như: tác giả Trần Minh Đức Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu gia công cắt gọt, tác giả xây dựng hệ thống MQL đáp ứng yêu cầu nghiên cứu thuận lợi cho việc chuyển giao công nghệ MQL tiện cắt đứt, phay rãnh dao phay ngón, phay lăn răng, khoan [3] Như vậy, theo tài liệu công bố vùng với chiều sâu mịn, vết xước dính bám vật liệu gia công nhỏ Vùng vùng phoi khỏi mặt trước dao, có vết xước dính bám vật liệu gia cơng Với xuất vết cào xước chứng tỏ mặt trước dao bị mòn hạt cứng tạo q trình cắt Sự dính bám vật liệu gia cơng mịn mạnh mặt trước vùng vùng chứng tỏ mặt trước dao bị mịn tiếp xúc a) b) c) d) Hình 5.1 Ảnh so sánh mòn mặt trước dao với lượt cắt a) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at c) d) Hình 5.2 Ảnh so sánh mịn mặt trước dao với lượt cắt a) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình 5.3 Ảnh so sánh mòn mặt trước dao với lượt cắt b) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at 5.1.2 Mòn chế mòn mặt sau dao Các hình chụp tế vi mịn mặt sau dao tổng hợp Phụ lục (hình 4, hình hình 6) hình 5.4, hình 5.5, hình 5.6 (ảnh so sánh mịn mặt sau dao) Từ hình chụp tế vi mặt sau dao ta thấy: - Trên vùng mịn mặt sau dao có dính bám vật liệu gia công vết xước chứng tỏ chế mòn mặt sau mòn hạt mài mòn tiếp xúc - Tiến hành đo mòn mặt sau dao gia cơng có MQL ta thấy mịn mặt sau ứng với MQL-6at thấp nhất, sau đến gia cơng với MQL-5at mịn mặt sau với MQL-4at lớn Bề rộng mức độ phát triển vết mòn mặt sau với MQL-6at nhỏ a) b) c) d) Hình 5.4 Ảnh so sánh mịn mặt sau dao với lượt cắt c) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình 5.5 Ảnh so sánh mòn mặt sau dao với lượt cắt d) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình 5.6 Ảnh so sánh mòn mặt sau dao với lượt cắt e) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at 5.1.3 Mịn tuổi bền dao - Mòn mặt sau ảnh hưởng đến độ xác kích thước gia cơng độ nhám bề mặt chi tiết Do cần thiết phải so sánh mức độ mòn mặt sau dao Kết đo mòn mặt sau tổng hợp bảng 4, 5, phụ lục Dùng phầm mềm EXCEL xử lý kết ta có biểu đồ quan hệ mòn mặt sau dao với thời gian cắt sau: Hình 5.7 Quan hệ độ mịn mặt sau dao thời gian cắt t với lượt cắt Hình 5.8 Quan hệ độ mịn mặt sau dao thời gian cắt t với lượt cắt Hình 5.9 Quan hệ độ mòn mặt sau dao thời gian cắt t với lượt cắt Từ biểu đồ ta có mức độ mịn mặt sau mức áp suất gia công xếp theo chiều tăng là: MQL- 6at, MQL- 5at MQL- 4at Trong dó độ mịn mặt sau ứng với gia cơng MQL- 6at thấp theo qui luật tăng dần 5.2 Độ nhám bề mặt chi tiết Ra Kết độ nhám bề mặt chi tiết tổng hợp bảng 1, 2, 3, phụ lục Dùng phầm mềm EXCEL xử lý kết ta có biểu đồ quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết với thời gian cắt sau: Hình 5.10 Quan hệ độ nhám bề mặt Hình 5.11 Quan hệ độ nhám bề mặt chi tiết Ra thời gian cắt t chi tiết Ra vàsố lượt cắt Từ biểu đồ hình 5.10 hình 5.11ta thấy độ nhám bề mặt chi tiết cắt lượt cắt mảnh dao với mức áp suát khác theo phương pháp MQL Ta thấy độ nhám bề mặt cắt với MQL = 6at tốt Hình 5.12 Quan hệ độ nhám bề mặt Hình 5.13 Quan hệ độ nhám bề mặt chi chi tiết Ra thời gian cắt t tiết Ra số lượt cắt Từ biểu đồ hình 5.12 hình 5.13 ta thấy độ nhám bề mặt chi tiết cắt lượt cắt mảnh dao với mức áp suát khác theo phương pháp MQL Ta thấy độ nhám bề mặt cắt với MQL = 6at tốt Hình 5.14 Quan hệ độ nhám bề mặt Hình 5.15 Quan hệ độ nhám bề mặt chi chi tiết Ra thời gian cắt t tiết Ra số lượt cắt Từ biểu đồ hình 5.14 hình 5.15 ta thấy độ nhám bề mặt chi tiết cắt lượt cắt mảnh dao với mức áp suát khác theo phương pháp MQL Ta thấy độ nhám bề mặt cắt với MQL = 6at tốt Như để có kết vịi phun dung dịch trơn nguội MQL áp suất lớn đẩy hạt cứng sinh trình cắt khỏi vùng gia công giảm ứng suất dư bề mặt nhiệt cắt 5.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG - Cơ chế mịn dao phay mặt đầu cácbít phay gang cầu mòn hạt mài tiếp xúc Cơ chế mịn dao gia cơng bơi trơn làm nguội tối thiểu ngồi mịn hạt mài tiếp xúc, dao cịn bị mịn ứng suất nhiệt hình thành từ chênh lệch lớn nhiệt độ vùng tiếp xúc dao - phoi với vùng xung quanh liên quan đến độ nhớt cao dung dịch trơn nguội phản ứng hóa học dung dịch trơn nguội với kim loại dính kết Cơban dao cácbít - Công nghệ MQL sử dụng dầu thực vật mang lại hiệu phay gang cầu dao phay mặt đầu cácbít hẳn gia cơng khơ, đặc biệt độ nhám bề mặt chi tiết gia công PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO I KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN Nhu cầu nâng cao hiệu phay gang nói chung gang cầu nói riêng nhằm tránh giảm bớt nguyên công mài ngày lớn việc sử dụng ngày tăng vật liệu có độ cứng, độ bền cao công nghiệp Khi gia công dao hợp kim cứng người ta thường không sử dụng dung dịch trơn nguội sử dụng dung dịch trơn nguội tưới tràn dễ xảy tượng nứt vỡ dao không tưới dung dịch trơn nguội liên tục đủ lưu lượng [8], thông thường gia công gang hay sử dụng cắt khô hồn tồn gang vật liệu dễ gia cơng lực cắt lớn, mòn dao nhanh… tăng nhiệt cắt [15] Tuy nhiên, thực tế sử dụng dung dịch trơn nguội trường hợp có ưu điểm có dung dịch trơn nguội dụng cụ cắt làm việc êm hơn, tuổi bền dao cao hơn, độ xác độ nhám bề mặt gia công cải thiện đáng kể [7] Tác giả định hướng hướng nghiên cứu đắn nghiên cứu mòn, chế mòn độ nhám bề mặt chi tiết gia cơng có MQL với mức áp suất khác gang cầu, so sánh hiệu gia cơng có MQL thay đổi áp suất Tác giả chọn phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết với thực nghiệm đảm bảo tính thống lý thuyết với thực tiễn Luận văn tìm hiểu số lý thuyết sở liên quan đến phay cứng dao phay mặt đầu cácbít lực cắt, nhiệt cắt, mịn dao số lý thuyết bơi trơn làm nguội tối thiểu phay dao phay mặt đầu tác dụng dung dịch trơn nguội, mức áp suất khác dùng MQL, ảnh hưởng số thông số công nghệ đến trình gia cơng MQL Luận văn xây dựng hệ thống thí nghiệm đáp ứng yêu cầu nghiên cứu Luận văn xây dựng mối quan hệ độ mòn dao, độ nhám bề mặt tuổi thọ dao với thời gian cắt thay đổi áp suất gia cơng có MQL Trên sở kết nghiên cứu luận văn rút kết luận sau: - Cơ chế mịn dao phay mặt đầu cácbít phay gang cầu loại gang khác mòn hạt mài tiếp xúc Cơ chế mòn dao gia cơng có bơi trơn làm nguội tối thiểu ngồi mòn hạt mài tiếp xúc, dao bị mòn ứng suất nhiệt hình thành từ chênh lệch lớn nhiệt độ vùng tiếp xúc dao-phoi với vùng xung quanh liên quan đến độ nhớt cao dung dịch trơn nguội phản ứng hóa học dung dịch trơn nguội với kim loại dính kết Cơban dao cácbít - Cơng nghệ MQL sử dụng áp suất cao mang lại hiệu phay phẳng gang cầu dao phay mặt đầu cácbít hẳn gia cơng khơ II HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Để hồn thiện việc nghiên cứu áp dụng phương pháp gia công MQL vào phay gang dao phay mặt đầu cácbít cần nghiên cứu thêm nội dung sau: - Nghiên cứu ảnh hưởng lưu lượng tưới, số hóa chất có dầu thực vật đến hiệu phay gang dao phay mặt đầu cácbít cơng nghệ MQL nhằm nâng cao hiệu sản xuất sản xuất thân thiện với môi trường - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo loại đầu phun MQL thích hợp với dao phay mặt đầu cácbít để nâng cao hiệu phay gang - Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp MQL tới thành phần lực cắt, nhiệt cắt, hệ số ma sát TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Minh Đức, Ảnh hưởng phương pháp tưới dung dịch đến mòn tuổi bền dao tiện cắt đứt, Tạp chí khoa học cơng nghệ trường đại học kỹ thuật số 67, 2008 Trần Minh Đức, Phạm Quang Đồng, Ảnh hưởng phương pháp tưới dung dịch đến mòn, tuổi bền dao nhám bề mặt phay rãnh dao phay ngón, Tạp chí khoa học cơng nghệ trường đại học kỹ thuật số 65, 2008 Trần Minh Đức, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu gia công cắt gọt, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ trọng điểm B200501-61TD, Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp, Thái Nguyên, 2007 Phạm Quang Đồng, Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ bôi trơn - làm nguội tối thiểu đến độ mòn dao chất lượng bề mặt phay rãnh dao phay ngón, Đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái nguyên, 2007 Nguyễn Đức Chính, Nghiên cứu xác định áp lực lưu lượng hợp lý để thực công nghệ bôi trơn - làm nguội tối thiểu khoan, Đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái nguyên, 2007 Lưu Trọng Đức, Nghiên cứu so sánh phương pháp tưới công nghệ bôi trơn - làm nguội tối thiểu phay rãnh, Đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên, 2007 Trần Văn Địch, Nguyên lý cắt kim loại, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2006 Phạm Quang Lê, Kỹ thuật phay, Nhà xuất công nhân kỹ thuật, Hà nội, 1979 Nghiêm Hùng, Vật liệu học sở, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2002 10 C.V A-vơ-ru-chin (Nguyễn Bá Toàn dịch), Kỹ thuật phay (tập II), Nhà xuất công nghiệp, Hà nội, 1962 11 Ph.A Barơbasôp (Trần Văn Địch dịch), Kỹ thuật phay, Nhà xuất Mir, 1980 12 Vũ Quý Đạc, Ma sát Mịn, Đại học kỹ thuật cơng nghiệp, Thái Nguyên, 2005 13 Phan Quang Thế, Kỹ thuật bề mặt, Đại học kỹ thuật công nghiệp, Thái Nguyên, 2007 14 Nikhil Ranjan Dhar, Sumaiya Islam, Mohammad Kamruzzaman, Effect of minimum quantity lubrication (MQL) on tool wear, surface roughness and dimensional deviation in turning AISI-4340 steel, G.U Journal of science, 2007 15 Steven Y Liang, George W, Minimum quantity lubrication in finish hard turning, G.U Journal of science, 2007 16 Master chemical corporation, Fluid application - MQL (minimum quantity lubrication), www.masterchemical.com, 2006 17 Jim lorincz, Senior, The right solutions for coolant, service@sme.org, 2007 PHỤ LỤC Phụ lục CÁC ẢNH CHỤP MỊN DAO a) b) c) d) Hình Ảnh so sánh mòn mặt trước dao với lượt cắt a) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình Ảnh so sánh mịn mặt trước dao với lượt cắt a) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình Ảnh so sánh mịn mặt trước dao với lượt cắt a)Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình Ảnh so sánh mòn mặt sau dao với lượt cắt a )Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình Ảnh so sánh mịn mặt sau dao với lượt cắt a) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at a) b) c) d) Hình Ảnh so sánh mòn mặt sau dao với lượt cắt a) Mảnh dao cắt với 4at b) Mảnh dao cắt với 5at c) Mảnh dao cắt với 6at d) Ảnh mảnh dao phóng to cắt với 6at Phụ lục SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM VỀ ĐỘ NHÁM VÀ ĐỘ MÒN DAO Bảng Số liệu độ nhám Ra, Rz sau lượt cắt TT Thời gian (phút) 8.15 16.3 Áp suất 4at Ra (µm) Rz (µm) 0.74 7.96 0.88 9.46 Áp suất 5at Ra (µm) Rz (µm) 0.72 6.65 0.75 6.63 Áp suất 6at Ra (µm) Rz (µm) 0.65 5.89 0.68 5.33 Bảng Số liệu độ nhám Ra, Rz sau lượt cắt TT Thời gian (phút) 8.15 16.3 24.45 32.6 Áp suất 4at Ra (µm) Rz (µm) 0.74 6.76 0.88 7.96 0.91 9.46 0.97 10.12 Áp suất 5at Ra (µm) Rz (µm) 0.72 6.63 0.74 7.69 0.87 9.26 0.92 9.95 Áp suất 6at Ra (µm) Rz (µm) 0.66 5.33 0.68 6.56 0.82 6.93 0.89 7.64 Bảng Số liệu độ nhám Ra, Rz sau lượt cắt TT Thời gian (phút) 8.15 16.3 24.45 32.6 40.75 48.9 Áp suất 4at Ra (µm) Rz (µm) 0.66 6.26 0.91 6.76 0.92 7.96 1.29 9.46 1.57 10.12 1.95 12.25 Áp suất 5at Ra (µm) Rz (µm) 0.67 6.65 0.83 6.63 0.85 7.69 1.08 9.26 1.27 9.95 1.68 10.07 Áp suất 6at Ra (µm) Rz (µm) 0.66 4.84 0.67 5.89 0.7 5.33 0.79 6.56 0.9 6.93 1.35 7.64 Bảng Số liệu độ mòn mặt sau dao sau sau lượt cắt TT Thời gian (phút) 8.15 16.3 Áp suất 4at 0.2 0.37 Độ mòn mặt sau (mm) Áp suất 5at 0.1 0.2 Áp suất 6at 0.06 0.14 Bảng Số liệu độ mòn mặt sau dao sau lượt cắt TT Thời gian (phút) 8.15 16.3 24.45 32.6 Áp suất 4at 0.2 0.25 0.41 1.27 Độ mòn mặt sau (mm) Áp suất 5at 0.1 0.37 0.51 0.62 Áp suất 6at 0.06 0.14 0.21 0.38 Bảng Số liệu độ mòn mặt sau dao sau lượt cắt TT Thời gian (phút) 8.15 16.3 24.45 32.6 40.75 48.9 Áp suất 4at 0.2 0.2 0.41 0.62 1.52 1.59 Độ mòn mặt sau (mm) Áp suất 5at 0.1 0.37 0.51 1.27 1.05 1.28 Áp suất 6at 0.06 0.14 0.21 0.38 0.46 0.52 ... pháp bôi trơn làm nguội gia công cắt gọt 34 2.6.2 Bôi trơn làm nguội phay mặt phẳng dao phay mặt đầu 35 Phay mặt phẳng dao phay mặt đầu Bôi trơn làm nguội phay mặt phẳng gang cÇu dao phay mặt đầu. .. Chính tác giả đề xuất chọn đề tài: Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt tối ưu phay mặt phẳng dao phay mặt đầu gang cầu có bơi trơn tối thiểu Chương NGHIÊN CỨU VỀ CHẾ ĐỘ CẮT KHI PHAY 2.1 QUÁ TRÌNH HÌNH... phù hợp gia công mặt phẳng gang Cầu dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng - Nghiên cứu để lựa chọn đợc chế độ cắt tối u trình gia công mặt phẳng( Gang cầu) có bôi trơn (bôi trơn tối thiểu dầu