Đang tải... (xem toàn văn)
luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài
B Ộ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP I LÊ H ỒNG PHONG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ðIỆN HOÁ ðỂ MÀI CÁC CHI TIẾT DẠNG TRỤC Chuyên nghành: k ỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp Mã s ố: 60-52-14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ng ười hướng dẫn khoa học : T.S Tống Ngọc Tuấn HÀ N ỘI - 2006 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 1 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và k ết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ trong b ất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñược chỉ rõ ngu ồn gốc. Tác gi ả luận văn Lê H ồng Phong Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut -------------------------------------- 2 LờI CảM ƠN LờI CảM ƠNLờI CảM ƠN LờI CảM ƠN Tôi xin chân trọng cảm ơn tiến sĩ Tố Tôi xin chân trọng cảm ơn tiến sĩ TốTôi xin chân trọng cảm ơn tiến sĩ Tố Tôi xin chân trọng cảm ơn tiến sĩ Tống Ngọc Tuấn, cùng tập thể các thầy cô ng Ngọc Tuấn, cùng tập thể các thầy cô ng Ngọc Tuấn, cùng tập thể các thầy cô ng Ngọc Tuấn, cùng tập thể các thầy cô giáo bộ môn kim loại sửa chữa, khoa điện cơ Trờng Đ ại học Nông nghiệp I đã giáo bộ môn kim loại sửa chữa, khoa điện cơ Trờng Đ ại học Nông nghiệp I đã giáo bộ môn kim loại sửa chữa, khoa điện cơ Trờng Đ ại học Nông nghiệp I đã giáo bộ môn kim loại sửa chữa, khoa điện cơ Trờng Đ ại học Nông nghiệp I đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiên đề tài. giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiên đề tài.giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiên đề tài. giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiên đề tài. Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn tập thể cán bộ giáo viên và các đồng nghiệp Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn tập thể cán bộ giáo viên và các đồng nghiệp Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn tập thể cán bộ giáo viên và các đồng nghiệp Tôi cũng xin chân trọng cảm ơn tập thể cán bộ giáo viên và các đồng nghiệp của tôi của tôi của tôi của tôi ở khoa Động lực, trờng Trung học và Dạy nghề Cơ điện Xây dựng NN và ở khoa Động lực, trờng Trung học và Dạy nghề Cơ điện Xây dựng NN và ở khoa Động lực, trờng Trung học và Dạy nghề Cơ điện Xây dựng NN và ở khoa Động lực, trờng Trung học và Dạy nghề Cơ điện Xây dựng NN và PTNT đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp tôi hoàn thành luận văn này. PTNT đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp tôi hoàn thành luận văn này.PTNT đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp tôi hoàn thành luận văn này. PTNT đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả luận văn Tác giả luận vănTác giả luận văn Tác giả luận văn Lê Hồng Phon Lê Hồng Phon Lê Hồng Phon Lê Hồng Phong gg g Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 3 MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN 0 LêI C¶M ¥N 2 MỤC LỤC 3 DANH MỤC CÁC HÌNH 6 1. MỞ ðẦU 1 1.1. ðặt vấn ñề 1 1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 2 2. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU, MỤC ðÍCH VÀ 3 NỘI DUNG CỦA ðỀ TÀI 3 2.1. Vai trò của gia công cơ khí trong công nghệ chế tạo và công nghệ phục hồi chi ti ết máy 3 2.2. Chất lượng bề mặt chi tiết máy 4 2.2.1 Các yếu tố ñặc trưng của chất lượng bề mặt 4 2.2.2. Ảnh hưởng của ñộ nhám ñến tuổi thọ của chi tiết máy 7 2.3. Các phương pháp gia công mặt trụ ngoài truyền thống 11 2.4. Một số phương pháp gia công mới 13 2.5. Mục ñích và nội dung của ñề tài 17 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 19 3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 19 3.2.1 Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm 19 3.2.2. Phương pháp xử lý số liệu ñơn yếu tố 20 3.2.3. Phương pháp thực nghiệm ña yếu tố [11], [16] 23 3.2.3.1. Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của các thông số ñầu vào 23 3.2.3.2. Thành lập ma trận thí nghiệm 23 3.2.3.3.Xử lý số liệu thực nghiệm 24 4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA GIA CÔNG ðIỆN HOÁ 38 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 4 4.1. Bản chất của gia công ñiện hoá 38 4.1.1. ðịnh luật Faradây 39 4.1.2. ðiện thế tiêu chuẩn của kim loại[6], [13] 41 4.1.3. Sự phân cực[6],[7] 42 4.1.3.1.Nguyên nhân của sự phân cực 42 4.3.1 Ảnh hưởng của khe hở ñiện cực 46 4.3.2. Ảnh hưởng của mật ñộ dòng ñiện 49 4.3.3. Ảnh hưởng của dung dịch ñiện phân 50 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 55 5.1. Lựa chọn mô hình nghiên cứu (chọn thông số vào, thông số ra) 55 5.2. Thiết bị nghiên cứu thực nghiệm 55 5.2.1. Thiết bị thí nghiệm 55 5.2.2.Cách ñiều khiển thông số vào 57 5.2.3. Cách ño thông số ra 58 5.3. Kết quả nghiên cứu ñơn yếu tố 59 5.3.1. Sự thay ñổi của các thông số ñầu vào (bảng 5.1) 59 5.3.2. Kết qủa thí nghiệm 59 T số vào 59 5.4. Kết quả nghiên cứu ña yếu tố 64 5.4.1. Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của các thông số. 64 5.4.2. Ma trận thí nghiệm và kết qủa thí nghiệm 64 5.4.3. Kết quả xử lý số liệu 66 5.4.3.1. Ảnh hưởng của cường ñộ dòng ñiện, khe hở ñiện cực và nồng ñộ dung d ịch ñến tốc ñộ mòn 66 5.4.3.2. Một số nhận xét kết quả quy hoạch thực nghiệm 70 6. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 71 A. KẾT LUẬN 71 B. ðỀ NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 5 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Cấp nhẵn bóng bề mặt theo tiêu chuẩn việt nam. 6 B ảng 2.2. Mối liên hệ giữa λ và F mst 8 Bảng 4.1 ðương lượng ñiện hoá của một số kim loại sạch 40 B ảng 4.2. Trị số khe hở giữa anot và catốt khi gia công chi tiết bằng phương pháp ñiện hoá [14]. 47 Bảng 4.3. Tính dẫn nhiệt của một số chất ñiện phân ở nhiệt ñộ 20 0 C 51 Bảng 5.1. Sự thay ñổi các thông số vào trong các thí nghiệm 59 B ảng 5.2. Ảnh hưởng của cường ñộ dòng ñiện (x 1 ) ñến tốc ñộ mòn (Y 1 ) và ñộ nhám (Y 2 ) 59 B ảng 5.3 Ảnh hưởng của khe hở giữa các ñiện cực (x 2 ) ñến tốc ñộ mòn (Y 1 ) và ñộ nhám (Y 2 ) 61 B ảng 5.4 Ảnh hưởng của nồng ñộ dung dịch (x 3 ) ñến tốc ñộ mòn (Y 1 ) và ñộ nhám (Y 2 ) 62 Bảng 5.5 Mức và khoảng biến thiên các thông số 64 B ảng 5.6. Bảng ma trận và kết qủa thí nghiệm ña yếu tố 65 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 6 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ ñồ xác ñịnh ñộ nhấp nhô tế vi của bề mặt chi tiết máy. 5 Hình 2.2 Sơ ñồ quá trình làm việc của cặp lắp ghép 9 Hình 4.1. Sơ ñồ nguyên lý gia công ñiện hoá 38 Hình 4.2. Mô hình xác ñịnh ảnh hưởng của một số yếu tố ñến tốc ñộ gia công 44 Hình 4.3. Biểu diễn sự phụ thuộc của khe hở cạnh δ với cường ñộ dòng ñiện I và chi ều cao h. 48 Bảng 4.3. Tính dẫn nhiệt của một số chất ñiện phân ở nhiệt ñộ 20 0 C 51 Hình 4.4. ảnh hưởng của cách ñiện ñến chi tiết. 54 Hình 5.1. Mô hình thí nghiệm 55 Hình 5.2. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của cường ñộ dòng ñiện ñến ñộ nhám và t ốc ñộ mòn. 60 Hình 5.3. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của khe hở ñiện cực ñến tốc ñộ mòn và ñộ nhám bề mặt 61 Hình 5.4 ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng ñộ dung dịch ñến tốc ñộ mòn và ñộ nhám bề mặt. 63 Hình 5.5 ðồ thị ảnh hưởng của cường ñộ dòng ñiện và nồng ñộ dung dịch ñến t ốc ñộ mòn. 69 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 1 1. MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề Ngày nay ðảng và Nhà nước ta ñang tiến hành quá trình công nghiệp hoá và hi ện ñại hoá ñất nước, ñể ñẩy nhanh quá trình này thì việc phát triển nghành giao thông v ận tải là rất cần thiết. Nhận rõ ñược vấn ñề này Nhà nước ñã ñầu tư r ất nhiều tiền của và công sức ñể từng bước nâng cấp hiện ñại hoá cầu ñường, ph ương tiện vận chuyển …Tuy nhiên do còn khó khăn nên việc ñầu tư nâng cấp còn thi ếu ñồng bộ, nhất là về phương tiện vận tải. Nh ư chúng ta ñã biết ña số phương tiện vận tải ñang sử dụng ở Việt Nam ñều phải nhập ngoại, mà trong ñó không ít số là hàng ñã qua xử dụng (Theo số li ệu của cục ñăng kiểm Việt nam hiện nay số phương tiện tham gia vận tải bộ trên ph ạm vi cả nước là khoảng hơn 80.000 (năm 2004), trong số ñó có tới hơn m ột nửa là phương tiện nhập ñã qua sử dụng). Vì thế mà trong quá trình vận hành chúng th ường xảy ra các hư hỏng ñột xuất, làm ảnh hưởng ñến sản xuất. nh ưng một số phụ tùng thay thế ñó phải nhập ngoại với giá thành cao và phải ch ờ ñợi lâu. Do ñó mà việc sử dụng chi tiết hồi phục trong nước có ý nghĩa cao, khi hồi ph ục chi tiết máy, thì gia công cơ khí ñóng vai trò cao. Song do ñòi hỏi yêu cầu k ỹ thuật của một số chi tiết máy là rất cao , nếu áp dụng các phương pháp truyền th ống thì không những không ñáp ứng ñược yêu cầu làm việc của chi tiết, mà còn không ñem lại hiệu quả kinh tế. Chính vì th ế, việc nghiên cứu các phuơng pháp gia công mới là yêu cầu c ấp bách cần ñược quan tâm ñúng mức. Một trong những phương pháp gia công m ới mà nước ta có thể áp dụng ñược ñó là phương pháp gia công ñiện hoá nói chung và mài ñiện hoá nói riêng. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 2 Vì vậy tôi chọn ñề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp gia công ñiện hóa ñể mài các chi tiết dạng trục”. 1.2. Mục tiêu của ñề tài - Thông qua nghiên c ứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm ñể tạo cơ sở cho vi ệc ứng dụng công nghệ gia công ñiện hoá trong hồi phục các chi tiết máy d ạng trục; - ðánh giá ñược ảnh hưởng của các thông số công nghệ ñến năng suất ch ất lượng của gia công ñiện hoá; - Xây d ựng ñược mô hình gia công ñiện hoá trong hồi phục chi tiết máy d ạng trục. 1.3. Ý ngh ĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài * Ý ngh ĩa khoa học của ñề tài - Nghiên c ứu phương pháp gia công ñiện hoá ñể tạo tiền ñề cho việc áp d ụng công nghệ gia công này vào thực tế sản xuất ở việt nam; - K ết quả nghiên cứu của ñề tài là cơ sở khoa học ñể xây dựng quy trình gia công chi ti ết máy dạng trục bằng phương pháp gia công ñiện hoá. * Ý ngh ĩa thực tiễn của ñề tài - K ết quả nghiên cứu của ñề tài góp phần bổ xung thêm một phương pháp gia công m ới vào trong hệ thống các phương pháp gia công cơ khí ñã và ñang áp d ụng vào ở nước ta; - Xác ñịnh ñược các thông số công nghệ có ảnh hưởng thực sự ñến các chỉ tiêu công ngh ệ của chi tiết gia công bằng phương pháp gia công ñiện hoá; - Góp ph ần củng cố vị trí và vai trò không thể thiếu của gia công hồi phục trong s ửa chữa và bảo trì ôtô máy kéo. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------------- 3 2. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU, MỤC ðÍCH VÀ N ỘI DUNG CỦA ðỀ TÀI 2.1. Vai trò c ủa gia công cơ khí trong công nghệ chế tạo và công nghệ phục h ồi chi tiết máy Trong ngành c ơ khí nói chung, và trong chế tạo, phục hồi chi tiết máy nói riêng. Gia công c ơ khí chế tạo luôn ñóng một vai trò vô cùng quan trọng, nó quy ết ñịnh ñến tính công nghệ của chi tiết và hiệu quả kinh tế. Trong chế tạo chi ti ết máy, thì gia công cơ khí tham gia ở tất cả các khâu . Nó quyết ñịnh ñến tuổi th ọ cũng như yêu cầu khắt khe của chi tiết. Nhờ có gia công cơ khí mà ta có thể t ạo gia ñược các hình dạng ñặc biệt của chi tiết với cấp chính xác tuỳ theo yêu c ầu làm việc của chi tiết .Còn trong phục hồi chi tiết máy, do ñược kế thừa của gia công ch ế tạo cho nên ta chỉ cần áp dụng một số phương pháp gia công cơ khí thì c ũng có thể hồi phục ñược chi tiết máy. Tuy nhiên không phải tất cả các chi ti ết khi bị hao mòn hư hỏng cũng cần hồi phục, mà trước khi hồi phục ta cần tính ñến hiệu quả kinh tế, tính kỹ thuật. Trong quá trình hồi phục chi tiết máy có nh ững chi tiết máy nếu chúng ta áp dụng các phương pháp gia công truyền thống thì khó có th ể ñáp ứng ñược các yêu cầu kỹ thuật khắt khe và tính kinh tế. Cho nên c ần phải nghiên cứu các phương pháp gia công mới ñã và ñang ñược các n ước trên thế giới áp dụng. T ừ những vấn ñề nêu trên ta thấy rằng gia công cơ khí có vai trò rất quan tr ọng trong công nghệ chế tạo và công nghệ hồi phục chi tiết máy. ðể thực hiện thành công quá trình công nghiệp hoá hiện ñại hoá ñất nước, thì nh ất thiết cần phải ñầu tư phát triển ngành gia công cơ khí. . tài: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp gia công ñiện hóa ñể mài các chi tiết dạng trục . 1.2. Mục tiêu của ñề tài - Thông qua nghiên c ứu lý thuyết và nghiên. triển. Việc nghiên cứu ứng dụng các ph ương pháp gia công mới ñang ñược xúc tiến mạnh mẽ. Ở nước ta các phương pháp này c ũng ñang ñược nghiên cứu ứng dụng tuy