i PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Chất lượng bề mặt gia công yếu tố quan trọng q trình gia cơng Chất lượng bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến khả làm việc, độ bền, độ bền mòn chi tiết Chất lượng bề mặt tập hợp nhiều tính chất quan trọng lớp bề mặt, cụ thể là: Hình dáng lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám ) Trạng thái tính chất lý lớp bề mặt (độ cứng tế vi, chiều sâu biến cứng, ứng suất dư ) Phản ứng lớp bề mặt môi trường làm việc (tính chống mịn, khả chống xâm thực hóa học, độ bền ) Nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công vấn đề quan trọng ngành công nghệ chế tạo máy Việc nghiên cứu ứng dụng giải pháp công nghệ phương pháp gia công tinh lần cuối bề mặt chi tiết máy, đồng thời tìm biện pháp cơng nghệ hồn thiện nhiệm vụ cấp bách Tiện cứng (hard turning) phương pháp gia công tiện chi tiết có độ cứng cao (45 - 70 HRC) Tiện cứng nói chung tiến hành cắt khơ gần giống cắt khô phổ biến sử dụng dao như: dao hơp kim cứng phủ CVD, PVD, Nitrit Bo lập phương đa tinh thể (PCBN – Polycrystalline Cubic Boron Nitride, thường gọi CBN – Cubic Boron Nitride), Ceramic tổng hợp… Tiện cứng phương pháp gia cơng tinh lần cuối địi hỏi độ xác chất lượng bề mặt cao Nghiên cứu tiện cứng nhằm tìm thơng số gia cơng thích hợp để tối ưu q trình gia cơng, đạt tiêu tốt kỹ thuật cần thiết Những kết nghiên cứu công bố gần tạp chí khoa học cho thấy việc nghiên cứu chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng thơng số cắt, chế độ cắt đến q trình tiện cứng, ảnh hưởng độ cứng dao đến nhám bề mặt lực cắt tiện Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng vật liệu (9XC) đến chất lượng bề mặt (Nhám bề mặt) gia công tiện cứng, nhằm tìm độ cứng phù hợp để chất lượng bề mặt đạt tối ưu tiếp tục đóng góp thêm kiến thức vào việc nghiên cứu trình tiện cứng Ảnh hưởng độ cứng tiêu quan trọng q trình gia cơng khí Nghiên cứu độ cứng, ảnh hưởng độ cứng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công (thép 9XC) nhằm tối ưu q trình gia cơng, nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia cơng Vì lý em chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng vật liệu gia công (9XC) đến chất lượng bề mặt tiện cứng” Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài với độ cứng vật liệu 9XC khác nhau, gia công tiện cứng với chế độ cắt cố định, khảo sát ảnh hưởng độ cứng vật liệu gia công đến chất lượng bề mặt (nhám bề mặt) Dự kiến kết đạt Xây dựng mối quan hệ độ cứng phôi thông số nhám Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng độ cứng vật liệu gia công đến chất lượng bề mặt phôi thép 9XC thơng qua kết đo nhám hình chụp topography bề mặt Chương TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI 1.1 Đặc điểm q trình tạo phoi tiện 1.2 Đặc điểm trình tạo phoi tiện cứng 1.2.1 Các hình thái phoi cắt kim loại 1.2.2 Cơ chế hình thành phoi tiện cứng 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công tạo phoi 1.3.1 Hiện tượng biến dạng phoi Khi cắt kim loại bị biến dạng dẻo nên kích thước phơi thường thay đổi so với kích thước lớp cắt sinh (hình 1.7) Gọi l: Chiều dài lớp cắt lf : Chiều dài phoi a: Chiều dầy lớp cắt af : Chiều dầy phoi bf : Chiều rộng phoi Hình 1.7: Biến dạng phoi Thơng thường : lf < l ; af > a ; bf ≈ b Hiện tượng thay đổi kích thước gọi tượng biến dạng phoi (còn gọi tượng co dãn phoi) Để đánh giá mức độ biến dạng phoi dùng hệ số co rút phoi - Hệ số biến dạng phoi theo chiều dọc: l Kl = l f (3.4) - Hệ số biến dạng phoi theo chiều dầy : Ka = af (3.5) a Khi kim loại bị biến dạng thể tích khơng thay đổi tức Vf = V Ta có : af bf lf = a b l Vì bf ≈ b ⇒ af lf = a l l a f ⇒ l = a f ⇒ Kl = Ka = K Gọi K hệ số co rút phoi, thông thường K ≥ 1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng phoi K đặc trưng cho biến dạng xảy trình cắt gọt K lớn biến dạng lớn Trong cắt gọt người ta mong muốn K nhỏ tức biến dạng nhỏ, cơng tiêu hao q trình cắt gọt bé, chất lượng bề mặt chi tiết gia cơng cao Do yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công tạo phoi yếu tố ảnh hưởng đến hệ số biến dạng * Ảnh hưởng tốc độ cắt * Ảnh hưởng chiều dầy cắt * Ảnh hưởng thơng số hình học * Ảnh hưởng góc trước * Ảnh hưởng bán kính mũi dao r * Ảnh hưởng góc nghiêng ϕ * Ảnh hưởng vật liệu gia công * Ảnh hưởng vật liệu làm dụng cụ cắt 1.4 Định hướng nghiên cứu Qua phân tích ta thấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết tạo phoi: Vận tốc cắt, chiều dày cắt, thơng số hình học, vật liệu gia công…Ở đề tài tác giả nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu gia công đến chất lượng bề mặt Chương II: CHẤT LƯỢNG LỚP BỀ MẶT SAU GIA CÔNG CƠ 2.1 Khái niệm chung lớp bề mặt Chất lượng bề mặt tập hợp nhiều tính chất quan trọng lớp bề mặt, hình dáng lớp bề mặt, trạng thái, tính chất lý lớp bề mặt khả phản ứng chúng môi trường làm việc Chất lượng chi tiết máy phụ thuộc vào phương pháp điều kiện gia công cụ thể Chất lượng bề mặt mục tiêu chủ yếu cần đạt bước gia công tinh bề mặt chi tiết máy Lớp bề mặt chi tiết máy khác với lớp lõi cấu trúc kim loại, tính chất cắt gọt trạng thái biến cứng Nguyên nhân tượng trình biến dạng dẻo lớp bề mặt Mức độ chiều sâu biến cứng bề mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố, yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt nhiệt cắt Đối với bề mặt chịu tải trọng lớn cần đặc biệt ý tới tính lý lớp bề mặt Bề mặt mặt phân cách hai môi trường khác Bề mặt kim loại tạo thành phương pháp gia cơng khác nên có cấu trúc đặc tính khác Để xác định đặc trưng bề mặt ta cần biết mơ hình định luật kim loại ngun chất – khơng có tương tác với môi trường khác khác xếp nguyên tử, tác dụng lực bề mặt so với bên Sau nghiên cứu thay đổi lớp bề mặt tác dụng môi trường để thiết lập khái niệm mô hình bề mặt thực Nhiều tính chất khối vật liệu có quan hệ đến bề mặt mức độ khác Thường tính chất lý, hóa lớp bề mặt quan trọng, nhiên đặc trưng học độ cứng phân bố ứng suất lớp cần quan tâm [3] 2.2 Bản chất lớp bề mặt 2.3 Tính chất lý hoá lớp bề mặt 2.3.1 Lớp biến dạng 2.3.2 Lớp Beilbly 2.3.3 Lớp tương tác hóa học 2.3.4 Lớp hấp thụ hóa học 2.3.5 Lớp hấp thụ vật lý 2.4 Tính chất lý lớp bề mặt gia công 2.4.1 Hiện tượng biến cứng lớp bề mặt 2.4.2 Ứng suất dư lớp bề mặt 2.4 Các tiêu đánh giá chất lượng bề mặt tiện cứng 2.4.1 Độ nhám bề mặt phương pháp đánh giá 2.4.1.1 Độ nhám bề mặt Độ nhám bề mặt hay cịn gọi nhấp nhơ tế vi tập hợp tất bề mặt lồi, lõm với bước cực nhỏ quan sát phạm vi chiều dài chuẩn ngắn (l) Chiều dài chuẩn l chiều dài dùng để đánh giá thông số độ nhám bề mặt (với l = 0,01 đến 25mm) Độ nhám bề mặt gia công phóng đại lên nhiều lần thể hình 2.2 Theo TCVN 2511 – 1995 nhám bề mặt đánh giá thông qua bảy tiêu Thông thường người ta thường sử dụng hai tiêu Ra Rz, đó: Hình vẽ 2.2 Độ nhám bề mặt - Ra: Sai lệch trung bình số học prơfin trung bình số học giá trị tuyệt đối sai lệch prôfin (y) khoảng chiều dài chuẩn Sai lệch prôfin (y) khoảng cách từ điểm prơfin đến đường trung bình, đo theo phương pháp tuyến với đường trung bình Đường trung bình m đường chia prôfin bề mặt cho phạm vi chiều dài chuẩn l tổng diện tích hai phía đường chuẩn Ra xác định công thức: - Rz: Chiều cao mấp mơ prơfin theo mười điểm trị số trung bình tổng giá trị tuyệt đối chiều cao năm đỉnh cao chiều sâu năm đáy thấp prôfin khoảng chiều dài chuẩn Rz xác định theo cơng thức: Ngồi độ nhám bề mặt đánh giá qua chiều cao nhấp nhô lớn Rmax Chiều cao nhấp nhô Rmax khoảng cách hai đỉnh cao thấp độ nhám (prôfin bề mặt giới hạn chiều dài chuẩn l) Cũng theo TCVN 2511 – 1995 độ nhám bề mặt chia thành 14 cấp, từ cấp đến cấp 14 ứng với giá trị Ra Rz Trị số nhám bé bề mặt nhẵn ngược lại Độ nhám bề mặt thấp (hay độ nhẵn bề mặt cao nhất) ứng với cấp 14 (tương ứng với Ra ≤ 0,01 μm Rz ≤ 0,05 μm) Việc chọn tiêu Ra hay Rz tuỳ thuộc vào chất lượng yêu cầu bề mặt Chỉ tiêu Ra gọi thông số ưu tiên sử dụng phổ biến cho phép ta đánh giá xác thuận lợi bề mặt có yêu cầu nhám trung bình (độ nhám từ cấp đến cấp 12) Đối với bề mặt có độ nhám thô (độ nhám từ cấp đến cấp 5) tinh (cấp 13, cấp 14) dùng tiêu Rz cho ta khả đánh giá xác dùng Ra (bảng 2.1) Bảng 2.1 Các giá trị Ra, Rz chiều dài chuẩn l với cấp độ nhám Trong thực tế sản xuất nhiều người ta đánh giá độ nhám theo mức độ: thơ (cấp ÷ 4), bán tinh (cấp ÷ 7), tinh (cấp ÷ 11) siêu tinh (cấp 12 ÷ 14) Theo Bana [25], tiện cứng xác cấp xác dung sai IT thơng thường cấp - 7, với độ nhám bề mặt Rz = - μm Trong điều kiện gia cơng tốt cấp xác dung sai IT đạt cấp 5, đạt độ nhám bề mặt Rz ≤ 1,5 μm 2.4.1.2 Phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt Để đánh giá độ nhám bề mặt người ta thường dùng phương pháp sau đây: a) Phương pháp quang học (dùng kính hiển vi Linich) Phương pháp đo bề mặt có độ nhẵn bóng cao (độ nhám thấp) thường từ cấp 10 đến cấp 14 b) Phương pháp đo độ nhám Ra, Rz, Rmax v.v… máy đo prôfin Phương pháp sử dụng mũi dị để đo prơfin lớp bề mặt có cấp độ nhẵn tới cấp 11 Tuy nhiên bề mặt lỗ thường phải in chất dẻo bề mặt chi tiết đo in máy đo độ nhám bề mặt c) Phương pháp so sánh, làm theo hai cách: - So sánh mắt: Trong phân xưởng sản xuất người ta mang vật mẫu so sánh với bề mặt gia công kết luận xem bề mặt gia công đạt cấp độ nhám Tuy nhiên phương pháp cho phép xác định cấp độ nhám từ cấp đến cấp có độ xác thấp, phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm người thực - So sánh kính hiển vi quang học 2.4.2 Tính chất lý lớp bề mặt sau gia cơng 2.4.2.1 Hiện tượng biến cứng lớp bề mặt 2.4.2.2 Ứng suất dư lớp bề mặt 2.4.2.3 Đánh giá mức độ, chiều sâu lớp biến cứng ứng suất dư 2.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt tiện cứng 2.5.1 Ảnh hưởng thơng hình học dụng cụ cắt 2.5.2 Ảnh hưởng tốc độ cắt 2.5.3 Ảnh hưởng lượng chạy dao 2.5.4 Ảnh hưởng chiều sâu cắt 2.5.5 Ảnh hưởng vật liệu gia công 2.5.6 Ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ 14 c, Hình 4.5 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 40÷ 45 HRC) cắt lần thứ chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh măt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi 15 Hình 4.6 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 40÷ 45 HRC) cắt lần thứ hai chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh măt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi 16 Hình 4.7 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 50÷55 HRC) cắt lần thứ chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh mặt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi 17 Hình 4.8 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 50÷55 HRC) cắt lần thứ hai chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh mặt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi 18 Hình 4.9 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 50÷55 HRC) cắt lần thứ ba chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh mặt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi 19 Hình 4.10 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 57÷60 HRC) cắt lần thứ chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh măt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi 20 Hình 4.11 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 57÷60 HRC) cắt lần thứ hai chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh măt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi Hình 4.12 Hình ảnh mảnh dao mẫu phơi (Độ cứng 57÷ 60 HRC) cắt lần thứ ba chụp trên kính hiển vi điện tử: a, b: Hình ảnh măt trước mảnh dao; c: Hình ảnh bề mặt phơi 21 4.4 Phân tích kết thí nghiệm 4.4.1 Phân tích chất lượng bề mặt phôi thép 9XC độ cứng khác lần cắt khác 4.4.1.1 Phân tích nhám bề mặt Từ bảng thông số nhám trên, dùng phần mềm excel vẽ đồ thị quan hệ nhám bề mặt độ cứng phơi Hình 4.13 Đồ thị quan hệ độ cứng phôi nhám bề mặt lần cắt khác Từ đồ thị thấy gia cơng thép 9XC độ cứng khác với chế độ cắt (V = 200 (m/ph), S = 0,12 (mm/vòng) t = 0,15(mm)), mảnh dao phủ TiAlN, nhám bề mặt giảm tăng độ cứng phôi từ 40 đến 55 HRC Khi độ cứng tiếp tục tăng lên (Đến 60 HRC) nhám bề mặt lại tăng 4.4.1.2 Phân tích hình ảnh chụp topography bề mặt Đối với q trình gia cơng tiện (gia cơng nói chung) chất lượng bề mặt bị ảnh hưởng nhiều tác động trình tạo phoi, lực cắt, nhiệt cắt… Để đánh giá chất lượng bề mặt cách xác đầy đủ ta cần khảo sát cấu trúc lý tính lớp bề mặt 22 Cùng với độ nhám bề mặt, lý tính lớp bề mặt có ảnh hưởng lớn đến khả làm việc bề mặt chi tiết máy Do với việc khảo sát độ nhám nghiên cứu cấu trúc bề mặt cho ta đánh giá xác ảnh hưởng độ cứng phôi đến chất lượng bề mặt Trong hình (4.5c, 4.6c, 4.7c, 4.8c, 4.9c, 4.10c, 4.11c, 4.12c) hình chụp topography bề mặt phôi độ cứng khác sau gia công lần cắt khác 4.4.1.3 Kết luận Các kết nghiên cứu cho thấy tiện tinh thép 9XC mảnh dao phủ TiAlN máy tiện CTX – 310 (Đức), chất lượng bề mặt đạt cao (Khoảng cấp 7÷8), cao gia cơng phơi độ cứng 50 ÷55 HRC (Khoảng cấp 8) 4.4.2 Phân tích chế mịn mảnh dao 4.4.2.1 Phân tích thí nghiệm 4.4.1.2 Kết thí nghiệm mịn dụng cụ Ở độ cứng phôi 40 - 45 HRC, tiện lần đầu mặt trước dao xuất bám dính vật liệu gia cơng lên bề mặt với bề rộng xấp xỉ 100 μm (hình 4.5a), cung mòn bắt đầu xuất lưỡi cắt với bề rộng xấp xỉ 30 μm (hình 4.5b) Trên vùng mịn mặt trước khơng nhìn thấy hình ảnh lớp phủ vùng chưa bị mòn, lớp bề mặt có cấu trúc sóng Vết mịn nguy hiểm dẫn đến phá hủy lưỡi cắt Đây hình ảnh mịn vật liệu dịn theo chế biến dạng dẻo bề mặt hạt cứng cày bề mặt tác dụng ứng suất pháp lớn vùng lưỡi cắt gây Khi tiện lần thứ 2, chiều dài cung mòn mặt trước dao gần khơng thay đổi (hình 4.6a) Trên mặt trước dao xuất bám dính vật liệu gia cơng Có thể thấy vật liệu gia cơng dính tập trung vùng phoi khỏi mặt trước dụng cụ Đến lần cắt thứ 3, chất mịn mặt trước khơng thay đổi, chiều dài cung mịn lưỡi cắt bề rộng cung mịn gần khơng thay đổi Khi độ cứng phôi đạt 50 – 55 HRC, lần cắt thứ nhất, vùng mòn mặt trước, chiều dài cung mịn lưỡi cắt khơng thay đổi đáng kể, 23 dạng mịn khơng nguy hiểm đảm bảo lưỡi cắt, bám dính vật liệu gia cơng tập trung vùng phoi khỏi mặt trước dụng cụ khơng phải gần vùng lưỡi cắt (hình 4.7a) Quan sát hình ảnh phần cắt dao kính hiển vi ta thấy có hai vùng rõ dệt: Vùng đen vùng trắng Sau phân tích EDX (Hình 1.13; hình 1.14) thấy rằng: Vùng đen phần cắt dao có thành phần hóa học chất sau: W: 45,5%; Co: 34,7%; Al:7,9%; Ba: 4,6%; Ti: 4,0% (Hình 4.13) Phân tích EDX cho thấy vùng đen vùng bị mịn khơng cịn xuất thành phần lớp phủ TiAlN vùng nữa, chất cịn lại lớp EDX phân tích thành phần hóa học vùng trắng phần cắt dao (Hình 1.14) có: Ti = 35,9%; Fe = 28,8%; = 9,8%; N= 9,3 %, Al= 7,3%; Ca = 3,2%; Ba=2,5%; Si=0,9%; Cr = 0,9%; C = 0,2% Kết phân tích cho thấy vùng có thành phần Fe, c, Cr, Si thành phần vật liệu gia cơng trượt dính lớp phoi vào bề mặt vùng cắt (Hình 1.14) Hình 4.13 Ảnh phân tích EDX vùng đen phần cắt dao kính hiển vi điện tử 24 Hình 4.14 Ảnh phân tích EDX vùng trắng phần cắt dao kính hiển vi điện tử Ở lần cắt thứ hai thứ ba, tượng mòn mặt trước không thay đổi so với lần cắt thứ Khi gia công phôi độ cứng 57 – 60 HRC, tượng mòn mặt trước dụng cụ cắt không thay đổi nhiều so với dụng cụ cắt gia công phôi độ cứng 50 -55 HRC, nhiên su mòn dao độ cứng nguy hiểm Từ kết thí nghiêm thấy mịn mặt trước dụng cụ chia thành ba vùng rõ rệt theo phương thoát phoi thơng qua mức độ dính vật liệu gia cơng với mặt trước Vùng nằm sát lưỡi cắt với vết biến dạng dẻo bề mặt hạt cứng vật liệu gia công gây nên, vùng hai với dính nhẹ vật liệu gia cơng mặt trước, vùng ba vùng phoi khỏi mặt trước, vật liệu gia công dính nhiều bề mặt Theo kết nghiên cứu Tren [22] vùng vùng sát lưỡi cắt vùng mà lớp vật liệu gia cơng sát mặt trước dính dừng mặt trước tạo nên vùng biến dạng thứ hai phoi Tuy nhiên, hình ảnh bề mặt cho thấy tượng biến dạng dẻo bề mặt cào xước theo hướng phoi gây mịn tạo nên mặt trước phụ với góc trước phụ âm 25 Vùng hai vùng dính vật liệu gia cơng với mức độ tăng dần phía vùng phoi khỏi mặt trước Vùng ba vật liệu gia cơng dính nhiều mặt trước với vết trượt vật liệu phôi, vùng ma sát thông thường với hệ số ma sát f = const phù hợp với mơ hình Zorev [12] 4.4.2.3 Kết luận Các kết nghiên cứu cho thấy tiện tinh thép 9XC dao phủ TiAlN xảy mòn mặt trước Cơ chế mòn mặt trước chủ yếu biến dạng dẻo, tác dụng cào xước hạt cứng thép tách khỏi bề mặt lớp phủ mỏi dính với bóc tách mảng vật liệu mặt trước Ba chế mịn tiện cứng thép 9XC qua thay đổi độ cứng phơi mịn dính, mịn cào xước mòn nhiệt Mòn nhiệt dạng mịn dãn nở nhiệt cục lớp vật liệu dụng cụ kết hợp với q trình ơxy hoá nhiệt độ cao làm bong mảnh vật liệu dụng cụ khỏi bề mặt Khi độ cứng vật liệu gia công (40-45 HRC) dụng cụ cắt bị mòn nhanh, độ cứng xảy tượng mịn dính: độ cứng thấp, áp lực nhiệt độ, bề mặt tiếp xúc chuyển động liên tục cắt tạo điều kiện thuận lợi cho trình chảy dính, tạo mối liên kết kim loại hàn pha rắn vùng tiếp xúc, trình chuyển động chúng bị bứt lơi Lưỡi cắt mịn nhanh đồng thời nhám bề mặt tăng theo (kết đo nhám bề mặt cho thấy nhám đạt độ cứng có giá trị từ 0,73 ÷ 1,08 μm, tương đương độ nhám cấp 7) Khi tăng độ cứng phôi đến (50 -55HRC), độ cứng bám dính vật liệu gia cơng gần khơng cịn, bám dính tập trung vùng phoi thoát khỏi mặt trước dụng cụ gần vùng lưỡi cắt nên giữ độ bền lưỡi cắt Nhám bề mặt chi tiết độ cứng đạt giá trị khoảng (0,41 ÷ 0,47 μm) tương đương cấp 26 Khi tiếp tục tăng độ cứng phôi lên 60 HRC, độ cứng cao mòn nhiệt dạng mòn dãn nở nhiệt cục lớp vật liệu dụng cụ mặt sau kết hợp với trình ơxy hố nhiệt độ cao làm bong mảnh vật liệu dụng cụ khỏi bề mặt Mòn phát triển nhanh vùng lưỡi cắt phụ làm tăng nhám bề mặt phá huỷ lưỡi dao (kết đo nhám bề mặt cho thấy nhám đạt độ cứng từ 0,67 ÷ 0,89 μm, tương đương độ nhám cấp 7) Từ kết nghiên cứu thấy gia cơng tinh thép 9XC qua chế độ cắt (v = 200m/phút, S = 0,12mm/vòng, t = 0,15mm), dao phủ TiAlN khơng nên sử dụng phơi có độ cứng thấp độ cứng q cao dụng cụ bị phá huỷ nhanh (Mịn dính mịn nhiệt) chất lượng bề mặt phơi khơng tốt 4.5 Kết luận chung Với nội dung “Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng vật liệu gia công (9XC) đến chất lượng bề mặt tiện cứng” qua bốn chương đề tài giải vấn đề sau: - Đề tài đánh giá ảnh hưởng độ cứng vật liệu gia công đến chất lượng bề mặt thép 9XC tiện dao hợp kim cứng phủ TiAlN - Đánh giá ảnh hưởng độ cứng đến mòn mặt trước dụng cụ cắt phủ TiAlN thơng qua ảnh chụp mịn dao phân tích EDX kính hiển vi điện tử 4.6 Hướng nghiên cứu đề tài Kết nghiên cứu đề tài dừng chế độ công nghệ, loại dụng cụ cắt, loại vật liệu thông số chế độ cắt định Vì cần tiến hành thí nghiệm cách tổng quan để tìm quy luật rộng chế mòn phần cắt dao chất lượng bề mặt phơi Nghiên cứu ảnh hưởng hình dạng lưỡi cắt đến chất lượng bề mặt mòn dụng cụ Nghiên cứu ảnh hưởng lực cắt đến chất lượng bề mặt tuổi bền dụng cụ 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Hữu Đà, Nguyễn Văn Hùng, Cao Thanh Long (1998), “Cơ sở chất lượng q trình cắt”, Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Nguyên [2] Phan Quang Thế (2002), Luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu khả làm việc dụng cụ thép gió phủ dùng cắt thép cacbon trung bình”, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [3] Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt (2003), “Công nghệ chế tạo máy”, NXB Khoa học kỹ thuật [4] Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sĩ Tuý (2001), Nguyên Lý Gia công vật liệu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Trần Thế Lục (1988) “Giáo trình mịn tuổi bền dụng cụ cắt”, Khoa khí - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội [6] PGS.TS Phan Quang Thế, Th.S Nguyễn Thị Quốc Dung (2008) “Tương tác ma sát phoi mặt trước dao gắn mảnh PCBN tiện tinh thép 9XC qua tôi” Tạp chí khoa học cơng nghệ trường đại học (60) [7].PGS.TS Phan Quang Thế, Th.S Nguyễn Thị Quốc Dung (2008) “Ảnh hưởng vận tốc cắt đến mòn chế mòn dụng cụ gắn mảnh PCBN tiện tinh thép 9XC qua tơi” Tạp chí khoa học công nghệ trường đại học (62) [8] Nguyễn Mạnh Cường(2007) “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến chất lượng bề mặt gia công tiện tinh thép X12M qua dao gắn mảnh PCBN” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [9] Hoàng Văn Vinh “Nghiên cứu mối quan hệ chế độ cắt tuổi bền dụng cụ phủ TiAlN tiện tinh thép không gỉ SUS201” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [10] Nguyễn Thị Quốc Dung (2012), Luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu q trình tiện tinh thép hợp kim qua tơi dao PCBN” Trường Đại học kỹ thuât công nghiệp Thái Nguyên 28 [11] X.L Liu, D.H Wen, Z.J Li, L.Xiao, F.G Yan Cutting temperature and tool wear of hard turning hardened bearing steel Journal of Materials Processing Technology 129 (2002) 200 – 2006 [12] Zorev N.N (1963), Interrelationship between shear processes occuring along tool face and on shear plane in metal cutting, International research in production engineering, The American Society of mechanical Engineers, New York, pp 48-67 [13] Abdullah Kurt, Ulvi Seker The effect of chamfer angle of polycrystalline cubic boron nitride cutting tool on the cutting forces and the tool stresses in finishing hard turning of AISI 52100 steel Materials and Design 26(2005) 351 – 356 [14].Tug˘rul Oă zel*, Yigit Karpat Predictive modeling of surface roughness and tool wear in hard turning using regression and neural networks International Journal of Machine Tools & Manufacture 45 (2005) 467–479 [15] G Poulachon , A Moisan , I.S.Jawahir Tool-wearmechanisms in hardturning with polycrystalline cubic boronnitride tools Wear 250 (2001) 576–586 [16] Y Kevin Chou , Chris J Evans Cubic boron nitride tool wear in interrupted hard cutting Wear 225–229 (1999) 234–245 [17] Patrik Dahlman, Fredrik Gunnberg, Michael Jacobson, The influence of rake angle, cutting feed and cutting depth on residual stresses in hard turning Journal of Materials Processing Technology 147 (2004) 181 – 184 [18] Meng Liua, Jun – ichiro Takagia, Akira Tsukudab, Effect of tool nose radius and tool wear on residual stress distribution in hard turning of bearing steel, Journal of Materials Processing Technology 150 (2004), 234 – 241 [19] Tugrul Ozel, Tsu-Kong Hsu, Erol Zeren (11August 2004) Effects of cutting edge geometry, workpiece hardness, feed rate and cutting speed on surface roughness and forces in finish turning of hardened AISI H13 steel ORIGINAL ARTICLE [20] H A Kishawy and M A Elbestawi Tool wear and surface integrity ... gia cơng, nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia cơng Vì lý em chọn đề tài nghiên cứu ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng vật liệu gia công (9XC) đến chất lượng bề mặt tiện cứng? ?? Mục tiêu nghiên cứu. .. đến nhám bề mặt lực cắt tiện Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng vật liệu (9XC) đến chất lượng bề mặt (Nhám bề mặt) gia công tiện cứng, nhằm tìm độ cứng phù hợp để chất lượng bề mặt đạt tối ưu tiếp tục... kiến thức vào việc nghiên cứu trình tiện cứng Ảnh hưởng độ cứng tiêu quan trọng q trình gia cơng khí Nghiên cứu độ cứng, ảnh hưởng độ cứng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công (thép 9XC) nhằm