PHẦN MỞ ĐẦU Tên đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt tới chất lượng bề mặt tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD” Giới thiệu Tiện cứng nguyên công tiện chi tiết qua (thường thép hợp kim) có độ cứng cao khoảng từ 40 – 60 HRC sử dụng rộng rãi cơng nghiệp tơ, chế tạo bánh răng, vịng ổ, dụng cụ, khuôn mẫu vv… Tiện cứng sử dụng thay mài gia cơng xác chi tiết máy có tỉ số đường kính nhỏ, chi tiết có hình dạng phức tạp khơng thiết phải sử dụng dung dịch trơn nguội Tiện cứng cho độ xác cao nhám bề mặt tương đương với mài tiện có khả tạo nên lớp bề mặt có ứng suát dư nén làm tăng tuổi thọ mỏi chi tiết máy tiếp xúc lăn sử dụng, cho suất cao mài với đầu tư ban đầu thấp nhiều Tiện cứng thường dùng nguyên công tiện tinh với độ xác ngang mài nên yêu cầu độ xác, độ cứng vững hệ thống cơng nghệ khắt khe Việc áp dụng tiện cứng thay cho mài trở nên phổ biến giới ưu điểm bật nó, vấn đề môi trường quan tâm đặc biệt toàn giới Ở nước ta, tiện cứng áp dụng phát triển mạnh, chi tiết lăn dây truyền cán thép, chày cối dập thuốc, vòng ổ… gia công lần cuối tiện cứng thay cho mài Vì lý gia công lần cuối so với mài, tiện cứng ngày nhà sản xuất yêu thích 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 chế độ cắt đến chất lượng bề mặt tiện tinh thép 9XC ( Nhám bề mặt, mịn dụng cụ cắt ) gia cơng tiện cứng dao hợp kim cứng phủ CVD , nhằm tìm chế độ cắt hợp lý để chất lượng bề mặt đạt tối ưu tiếp tục đóng góp thêm kiến thức vào việc nghiên cứu trình tiện cứng Thép 9XC loại vật liệu có nhiều ưu điểm dùng rộng rãi để chế tạo dụng cụ cắt với vận tốc thấp nhằm thỏa mãn yêu cầu khả làm việc yêu cầu cần thiết nhà sản xuất Xác định chế độ cắt tiện tinh thép 9XC phụ thuộc vào độ cứng vững hệ thống công nghệ, công suất máy, phạm vi làm việc dụng cụ cắt độ bóng yêu cầu chi tiết gia công Để nghiên cứu xác định chế độ cắt hợp lý ta phải thực phương pháp thực nghiệm bao gồm hàng loạt thí nghiệm lặp lại nhiều lần điều kiện khơng đổi để có khả ghi nhận kết Điều kiện thí nghiệm xác định yếu tố không phụ thuộc Trong đề tài nghiên cứu luận văn tác giả đề cập đến yếu tố nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc cắt, lượng chạy dao, ảnh hưởng tới đối tượng nghiên cứu độ nhám bề mặt sau gia cơng mịn dụng cụ cắt Xuất phát từ lý tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt tới chất lượng bề mặt tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD” Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng chế độ cắt (s,v,t) tới chất lượng bề mặt ( đánh giá thông qua độ nhám bề mặt, mòn dụng cụ cắt ) tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD Qua đưa thơng số chế độ cắt thích hợp tiện cứng thép 9XC để đạt chất lượng bề mặt theo yêu cầu Dự định kết Đưa thơng số chế độ cắt thích hợp tiện cứng thép 9XC để đạt chất lượng bề mặt theo yêu cầu, loại thép có nhiều ưu điểm dùng rộng rãi để chế tạo dụng cụ cắt với vận tốc thấp Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu thực nghiệm để xác định chất lượng bề mặt thay đổi chế độ cắt gia công tiện tinh thép 9XC dao hợp kim cứng phủ CVD khoảng thời gian khác Xử lý số liệu thực nghiệm để tìm chế độ cắt tối ưu nhằm đạt chất lượng bề mặt theo yêu cầu Các công cụ, thiết bị nghiên cứu * Mẫu thí nghiệm: Phơi thép 9XC tơi thể tích độ cứng đạt 52-55HRC * Máy tiện Quick Turn Smark 200- Mazak * Máy đo độ nhám Mitutoyo – SJ 210 * Kính hiển vi điện tử SEM * Dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng phủ CVD * Dụng cụ kích thước : - Thước cặp 1/50 L150 Mitutoyo, độ phân giải 0,02mm - Pan me 25-50 Mitutoyo, độ phân giải 0,01mm Chương TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG VÀ DỤNG CỤ CẮT PHỦ BAY HƠI 1.1 Tổng quan tiện cứng 1.1.1 Đặc điểm trình tạo phoi tiện cứng Theo [1] trình cắt kim loại trình lấy lớp phoi bề mặt gia cơng để có chi tiết đạt hình dạng, kích thước độ bóng bề mặt theo yêu cầu Để thực trình cắt cần thiết phải có hai chuyển động: - Chuyển động cắt (chuyển động làm việc): tiện chuyển động quay trịn phơi - Chuyển động chạy dao: chuyển động để đảm bảo trì sự tạo phoi liên tục suốt trình cắt Khi tiện chuyển động tịnh tiến dọc dao tiện mặt trụ Khi cắt, để tạo phoi, lực tác dụng vào dao cần phải đủ lớn để tạo lớp kim loại bị cắt ứng suất lớn sức bền vật liệu bị gia công Hình dạng, độ cứng, mức độ biến dạng cấu tạo phoi chứng tỏ lớp kim loại bị cắt thành phoi chịu ứng suất Hình 1.1 Sơ đồ hóa miền tao phoi Nghiên cứu trình tạo phoi có ý nghĩa quan trọng vì trị số cơng cắt, độ mịn dao chất lượng bề mặt gia công phụ thuộc rõ rệt vào trình tạo phoi Khi cắt tác dụng lực P (hình 1.1), dao bắt đầu nén vật liệu gia công theo mặt trước Khi dao tiếp tục chuyển động vật liệu gia công phát sinh biến dạng đàn hồi, biến dạng nhanh chóng chuyển sang trạng thái biến dạng dẻo lớp phoi có chiều dày Ap hình thành từ lớp kim loại bị cắt có chiều dày a, di chuyển dọc theo mặt trước dao 1.1.1.1 Các dạng phoi a Phoi xếp: b Phoi dây: c Phoi vụn: 1.1.1.2 Hiện tượng lẹo dao 1.1.2 Đặc điểm trình tạo phoi tiện cứng 1.1.2.1 Các hình thái phoi cắt kim loại 1.1.2.2 Cơ chế hình thành phoi tiện cứng 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công tạo phoi 1.1.3.1 Hiện tượng biến dạng phoi 1.1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng phoi a Ảnh hưởng tốc độ cắt b Ảnh hưởng chiều dầy cắt c Ảnh hưởng thơng số hình học: d Ảnh hưởng góc trước e Ảnh hưởng bán kính mũi dao r f Ảnh hưởng góc nghiêng ϕ g Ảnh hưởng vật liệu gia công h Ảnh hưởng vật liệu làm dụng cụ cắt 1.2 Dụng cụ cắt phủ bay 1.2.1 Tổng quan phủ bay 1.2.2 Phủ CVD 1.2.2.1 Đinh nghĩa 1.2.2.2 Đặc trưng phủ CVD 1.2.3 Phủ PVD 1.2.4 Vật liệu lớp phun phủ 1.2.5 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 chế độ cắt đến chất lượng bề mặt Để gia công chi tiết sau tơi người ta sử dụng nhiều loại dụng cụ cắt với lớp phủ khác Ở đề tài này, tác giả sử dụng mảnh dao hợp kim cứng phủ TiAlN để gia công thép 9XC sau tơi Chương II: MỊN DỤNG CỤ CẮT 2.1 Ma sát dụng cụ phủ Ma sát vật liệu dụng cụ phủ vật liệu chi tiết gia công quan tâm nhiều Ma sát cắt kim loại ma sát trượt nhiên đặc điểm tương tác ma sát khác hẳn với ma sát thông thường kỹ thuật lực ma sát phụ thuộc vào áp lực pháp tuyến theo công thức Fm= f.N Hệ số ma sát hai bề mặt tiếp xúc phụ thuộc vào ứng suất pháp tuyến chỗ tiếp xúc hay tỷ số diện tích tiếp xúc thực diện tích tiếp xúc danh nghĩa Ar/A Kết nghiên cứu Shaw, Ber Bamin sụ phụ thuộc hình vẽ với vùng ma sát Vùng I tương ứng với tiếp xúc mà A r