Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số bôi trơn làm nguội tối thiểu đến quá trình tiện cứng thép 9XC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN





LÊ THÁI SƠN




NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ
BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU
ĐẾN QUÁ TRÌNH TIỆN CỨNG THÉP 9XC








LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Thái Nguyên- 2012


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN





LÊ THÁI SƠN





NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ
BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU
ĐẾN QUÁ TRÌNH TIỆN CỨNG THÉP 9XC


Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
Mã số: 62 52 04 01

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS. Nguyễn Đăng Bình
2. TS. Trần Minh Đức




Thái Nguyên- 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
i

LỜI CAM ĐOAN

Với danh dự của một Giảng viên Đại học, tôi xin cam đoan những nội dung
trong luận án này là công trình nghiên cứu của tôi. Nội dung luận án là trung thực
và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ những
phần tham khảo đã ghi rõ trong nội dung luận án.
TÁC GIẢ

Lê Thái Sơn

















Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ii

LỜI CAM ƠN

Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Đăng
Bình là Thầy hướng dẫn khoa học thứ nhất của tôi về định hướng chiến lược và
những ý kiến quý báu của Thầy trong suốt quá trình tôi làm nghiên cứu sinh, viết
luận án.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Trần Minh Đức Thầy hướng dẫn
khoa học thứ hai của tôi về tình cảm, sự tận tình thầy dành cho tôi trong nghiên cứu,
những điều kiện tốt nhất thầy dành cho các công bố của tôi, những đóng góp của

thầy trong nghiên cứu và viết luận án đã giúp tôi hoàn thành luận án này.
Tôi xin được cám ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh,
trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên và cán bộ giáo viên của hai
trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo và tập thể các Thầy giáo, Cô giáo
trong Bộ môn Công nghệ chế tạo máy và Khoa Cơ khí - Trường Đại học Kỹ thuật
Công nghiệp Thái Nguyên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin được cám ơn Ban lãnh đạo, cán bộ nhân viên khoa Sau đại học-
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện cho tôi trong quá trình làm nghiên cứu sinh.
Ngày 02 tháng 02 năm 2012
NCS. Lê Thái Sơn








Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iii

MỤC LỤC
Lời cam đoan i

Lời cám ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các ký hiệu và các chữ viết tắt vi

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình và đồ thị vii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG VÀ BÔI TRƠN– LÀM NGUỘI
KHI TIỆN CỨNG 5

1.1. Quá trình hình thành phoi khi cắt kim loại 5

1.1.1. Quá trình hình thành phoi 5

1.1.2. Các dạng phoi 6

1.2. Tiện cứng và những đặc điểm cơ bản 9

1.2.1. Khái niệm, đặc điểm, phạm vi áp dụng của tiện cứng 9

1.2.2. Quá trình tạo phoi khi tiện cứng 12

1.3. Bôi trơn - làm nguội khi gia công cắt gọt 14

1.3.1. Khái niệm 14

1.3.2. Phân loại 15

1.3.3. Dung dịch bôi trơn-làm nguội khi gia công cắt gọt 18

1.4. Bôi trơn-làm nguội khi tiện cứng 22

1.5. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 24

1.5.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 24

1.5.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 29

Kết luận chương 1 29

Chương 2: ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN
QUÁ TRÌNH TIỆN CỨNG 30

2.1. Bôi trơn- làm nguội tối thiểu 30

2.1.1. Khái niệm 30

2.1.2. Ưu nhược điểm 30

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iv

2.1.3. Các phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu 31

2.2. Ảnh hưởng của bôi trơn-làm nguội tối thiểu đến các thông số cơ bản của
quá trình tiện cứng 33

2.2.1. Ảnh hưởng đến mòn và tuổi bền dụng cụ cắt 33

2.2.2. Ảnh hưởng đến nhiệt cắt 37

2.2.3. Ảnh hưởng đến lực cắt 39

2.3. Ảnh hưởng của các thông số bôi trơn – làm nguội tối thiểu đến quá trình
tiện cứng 43

2.3.1. Ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn – làm nguội đến mòn dụng cụ cắt 43

2.3.2. Ảnh hưởng cách dẫn dung dịch vào vùng cắt đến mòn dụng cụ cắt 45

2.3.3. Ảnh hưởng của khoảng cách vòi phun dến mòn dụng cụ cắt 46

2.3.4. Ảnh hưởng của áp lực dòng khí 47

2.3.5. Ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn – làm nguội đến quá trình tiện cứng 52

2.4. Giới hạn vấn đề nghiên cứu 53

Kết luận chương 2 54

Chương 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM 56

3.1. Đặt vấn đề 56

3.2. Thiết kế và xây dựng hệ thống thí nghiệm 57

3.2.1. Mô hình thí nghiệm 57

3.2.2. Các thông số công nghệ cơ bản của hệ thống 57

3.2.3. Kiểm tra thiết bị đo lực cắt 66

Kết luận chương 3 67

Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI
DUNG DỊCH BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN HIỆU QUẢ CỦA
QUÁ TRÌNH TIỆN CỨNG THÉP 9XC 68

4.1. Đặt vấn đề 68

4.2. Quá trình thí nghiệm 68

4.2.1. Trang thiết bị 68

4.2.2. Chế độ công nghệ 68

4.2.3. Xác định giá trị P và Q trong các thí nghiệm so sánh 69

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
v

4.2.4. Tiến hành thí nghiệm 69

4.3. Xử lý số liệu và thảo luận kết quả 70

4.3.1. Xử lý số liệu 70

4.3.2. Thảo luận kết quả 74

Kết luận chương 4 88

Chương 5: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT DÒNG KHÍ VÀ
LƯU LƯỢNG DUNG DỊCH TIÊU HAO ĐẾN CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC
TRƯNG KHI TIỆN CỨNG THÉP 9XC 89

5.1. Đặt vấn đề 89

5.2. Thiết kế thí nghiệm 90

5.2.1. Dạng hàm mục tiêu 90

5.2.2. Kế hoạch thí nghiệm 92

5.3. Tiến hành thực nghiệm 94

5.3.1. Trang thiết bị 94

5.3.2. Chế độ công nghệ 94

5.3.3. Tiến hành thí nghiệm 95

5.3.4. Kết quả thí nghiệm 95

5.4. Xử lý kết quả thí nghiệm 95

5.4.1. Kết quả thí nghiệm quy hoạch 96

5.4.2. Kết quả thí nghiệm đo mòn và tuổi bền dụng cụ cắt 103

5.4.3. Thảo luận kết quả 105

Kết luận chương 5 110

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 111

1. Kết luận của Luận án 111

2. Kiến nghị 112

3. Hướng nghiên cứu tiếp theo 112

Danh mục các công trình khoa học đã đăng 113

Tài liệu tham khảo 114

Phục lục 120

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT Tên gọi Đơn vị Viết tắt
1 Bôi trơn - làm nguội BT - LN
2 Hệ thống công nghệ HTCN
3 Hệ thống thí nghiệm HTTN
4 Dung dịch trơn nguội DDTN
5 Bôi trơn - làm nguội tối thiểu (Minimum
quantity lubrication)
MQL

6 Sai lệch trung bình profin bề mặt (nhấp nhô bề mặt) µm R
a
7 Chiều cao nhấp nhô trung bình của 10 điểm µm R
z

8 Lực cắt pháp tuyến N F
y

9 Lực tiếp tuyến N F
z

10 Lực dọc trục N F
x

11 Áp lực phun at P
12 Lưu lượng tưới ml/phút Q
13 Vận tốc cắt m/phút V
14 Chiều sâu cắt mm t
15 Bước tiến dao mm/vòng

s
16 Lượng mòn theo mặt trước µm B
17 Lượng mòn theo mặt sau µm h
s
18 Lượng mòn µm U
19 Thời gian cắt phút τ
20 Tuổi bền của dụng cụ cắt phút T
21 Vật liệu dụng cụ cắt VLDC
22 Vật liệu gia công VLGC
23 Máy chụp SEM (Scanning electron microscope) SEM

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Ký hiệu Nội dung Trang
Bảng 2.1 Các thông số của đầu phun 47
Bảng 5.1 Phương trình hồi quy của F
z
, F
y
, R
a
với P và Q theo thời gian cắt 102
Bảng 5.2 Tuổi bền của dụng cụ cắt tại các điểm thí nghiệm 105

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Ký hiệu Nội dung Trang
Hình 1.1
Quá trình hình thành phoi
05
Hình 1.2 Các loại phoi 06
Hình 1.3 Hiện tượng lẹo dao 08
Hình 1.4 Hình ảnh quá trình tiện cứng 10
Hình 1.5 Quá trình hình thành phoi khi tiện cứng 13
Hình 1.6 Ảnh chụp về các dạng mòn dao 14
Hình 1.7 So sánh công nghệ BT-LN 16
Hình 1.8 Các phần tử hoà tan trong nước 19
Hình 1.9 Các phần tử tích tụ khối và phần tử hoà tan trong nước 20

Hình 1.10 Các phân tử hoà tan dưới dạng sữa 21
Hình 1.11 Các phân tử hoà tan trong hợp chất hoá học 21
Hình 1.12 Các phần tử hoà tan trong hợp chất dầu 21
Hình 1.13 Các nguyên lý làm việc của dung dịch bôi trơn 27
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống phun dung dịch loại 1 31
Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống phun dung dịch loại 2 32
Hình 2.3 Các dạng mòn của dao tiện 34
Hình 2.4 Sự thay đổi mòn mặt sau của dao khi cắt khô và cắt có
sử dụng MQL
35
Hình 2.5 Ảnh SEM mòn của dao hợp kim sau 45 phút khi cắt khô và
cắt có sử dụng MQL
36
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
viii

Hình 2.6 Các vùng sinh nhiệt chủ yếu khi tiện 38
Hình 2.7 Quan hệ giữa R
a
và τ khi cắt khô và khi cắt có BT-LN 41
Hình 2.8 Phun vào mặt trước của dao 45
Hình 2.9 Phun vào mặt sau của dao 46
Hình 2.10 Cách bố trí đầu phun dung dịch 47
Hình 2.11 Ảnh SEM mòn của các mảnh dao khi cắt 45 phút 48
Hình 2.12 Ảnh hưởng của dòng khí nén làm nguội tới lực cắt 49
Hình 2.13 Nhiệt độ xung quanh vùng cắt khi thay đổi điều kiện BT-LN 51
Hình. 2.14

Tác dụng của chất BT-LN đến các vùng tạo phoi 53
Hình 3.1

Mô hình hệ thống thí nghiệm 57
Hình 3.2
Dao dùng thí nghiệm 58
Hình 3.3

Mảnh dao dùng thí nghiệm 58
Hình 3.4

Phôi làm thí nghiệm 58
Hình 3.5

Hệ thống cung cấp dung dịch MQL 59
Hình 3.6

Đầu phun NOGA 60
Hình 3.7

Kích thước đầu phun dung dịch NOGA 60
Hình 3.8

Cảm biến dùng để đo áp suất 61
Hình 3.9

Thiết bị đo lưu lượng 61
Hình 3.10

Thiết bị ổn định áp suất dòng khí 62
Hình 3.11

Thiết bị cung cấp khí nén 62
Hình 3.12

Máy đo độ cứng HH-401 của hãng Mitoyo- Nhật Bản 63
Hình 3.13

Máy đo nhấp nhô bề mặt SJ – 201 của hãng Mitoyo- Nhật Bản 64
Hình 3.14

Sơ đồ đo lực cắt 3 thành phần 64
Hình 3.15

Lực kế đo lực cắt 3 thành phần 65
Hình 3.16

Kết quả đo lực cắt để kiểm tra hệ thống đo lực 66
Hình 4.1 Quan hệ giữa B và τ khi cắt khô và thay đổi dung dịch MQL 70
Hình 4.2 Quan hệ giữa h
s
và τ khi cắt khô và thay đổi dung dịch MQL 71
Hình 4.3 So sánh tuổi bền của dao khi cắt khô và thay đổi dung dịch MQL 71
Hình 4.4 Quan hệ giữa F
z
và τ khi cắt khô và thay đổi dung dịch MQL 72
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ix

Hình 4.5 Quan hệ giữa F
y
và τ khi cắt khô và thay đổi dung dịch MQL 72

Hình 4.6 Quan hệ giữa F
x
và τ khi cắt khô và thay đổi dung dịch MQL 73
Hình 4.7 Quan hệ giữa R
a
và τ khi cắt khô và thay đổi dung dịch MQL 73
Hình 4.8 Ảnh SEM mòn dao khi cắt khô và cắt sử có dụng MQL 75
Hình 4.9 Ảnh SEM mòn dao khi cắt khô và cắt có sử dụng MQL 76
Hình 4.10 Ảnh SEM mòn dao khi cắt khô và cắt có sử dụng MQL 77
Hình 4.11 Kết quả phân tích EDX PYC của mũi dao khi cắt khô và cắt
có sử dụng MQL
79
Hình 4.12 Ảnh chụp tổ chức tế vi bề mặt chi tiết khi cắt khô và cắt có sử
dụng MQL
81
Hình 4.13 Ảnh chụp phoi khi căt khô và thay đổi dung dịch MQL 83
Hình 4.14 Ảnh SEM mòn dao khi cắt thay đổi dung dịch MQL 84
Hình 5.1 Mô hình nghiên cứu 90
Hình 5.2 Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm 93
Hình 5.3 Ma trận thí nghiệm 94
Hình 5.4 Đồ thị quan hệ giữa F
z
, F
y
, R
a
với P và Q khi t = 10 phút 96
Hình 5.5 Đồ thị quan hệ giữa F
z
, F

y
, R
a
với P và Q khi t = 20 phút 97
Hình 5.6 Đồ thị quan hệ giữa F
z
, F
y
, R
a
với P và Q khi t = 30 phút 98
Hình 5.7 Đồ thị quan hệ giữa F
z
, F
y
, R
a
với P và Q khi t = 40 phút 100
Hình 5.8 Đồ thị quan hệ giữa F
z
, F
y
, R
a
với P và Q khi t = 50 phút 101
Hình 5.9 Đồ thị so sánh lượng mòn B của dao khi thay đổi P 104
Hình 5.10 Đồ thị so sánh lượng mòn h
s
của dao khi thay đổi P 104
Hình 5.11 Đồ thị so sánh tuổi bền của dao khi thay đổi P 105

Hình 5.12 Ảnh chụp bề mặt dao khi cắt 40 phút thay đổi P 107

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1

PHẦN MỞ ĐẦU
Bôi trơn - làm nguội (BT-LN) kiểu tưới tràn đã được sử dụng từ lâu và rất phổ
biến trong công nghệ gia công cắt gọt, tuy nhiên phương pháp này đã bộc lộ nhiều
nhược điểm:
- Hiệu quả của quá trình BT-LN thấp;
- Tốn dung dịch;
- Gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là khâu xử lý dung dịch thải sau khi hết
hạn sử dụng rất tốn kém v v.
Để khắc phục các nhược điểm của phương pháp trên, một hướng giải quyết là
gia công không sử dụng dung dich trơn nguội. Tuy nhiên phương pháp này còn một
số hạn chế: nhiệt độ cắt cao, lực cắt, độ mòn của dao lớn. Hiện nay ở các nước công
nghiệp phát triển đã nghiên cứu sử dụng các phương pháp BT-LN mới như: dùng
dòng khí lạnh áp suất cao, sử dụng phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu
(Minimum Quanlity Lubrication-MQL) v v. Trong đó sử dụng MQL là một hướng
giải quyết khá hiệu quả nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình gia công.
Bản chất của MQL là sử dụng dòng khí áp lực cao trộn với thể tích dung dịch
bôi trơn tối thiểu phun vào vùng cắt. Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là hiệu
quả của quá trình gia công cao, tiết kiệm dung dịch và thân thiện với môi trường.
Nhằm mục đích nghiên cứu và ứng dụng MQL vào thực tế ở Việt Nam tác giả
chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số bôi trơn - làm nguội tối thiểu
đến quá trình tiện cứng thép 9XC”.
1. Giới hạn vấn đề nghiên cứu
MQL có thể được sử dụng cho tất cả các phương pháp gia công cắt gọt, tuy
nhiên trong đề tài này, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu ứng dụng MQL vào tiện
cứng bởi các lý do:

- Tiện cứng là phương pháp gia công tinh được ứng dụng khá phổ biến hiện nay;
- BT-LN tưới tràn cho tiện cứng không hiệu quả nên tiện cứng thường được
thực hiện không có bôi trơn-làm nguội (gia công khô);
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2

- Sử dụng dầu thực vật sẵn có ở Việt Nam vào MQL khi tiện cứng thép 9XC
nếu thành công nội dung nghiên cứu sẽ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn.
2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là quá trình tiện cứng thép 9XC sử dụng MQL dùng dầu lạc.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu so sánh, đánh giá hiệu quả của MQL và gia công khô khi tiện
cứng thép 9XC thông qua các chỉ tiêu:
+ Mòn dụng cụ và bản chất vật lý trong vùng cắt của quá trình tạo phoi;
+ Lực cắt;
+ Chất lượng bề mặt gia công.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất dòng khí, lưu lượng của dung dịch trơn
nguội đến một số thông số của quá trình tiện cứng như: mòn dụng cụ, lực cắt, chất
lượng bề mặt sau gia công.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm;
+ Nghiên cứu lý thuyết: Tổng hợp và phân tích các kết quả nghiên cứu trong
và ngoài nước, lựa chọn vấn đề nghiên cứu, đưa ra các giả thuyết khoa học;
+ Nghiên cứu thực nghiệm: Đánh giá, kiểm nghiệm các giả thuyết, khoa học,
xây dựng các mô hình toán học, mô tả quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng của quá
trình tiện cứng như lực cắt, lượng mòn dao, chiều cao nhấp nhô bề mặt của chi tiết
gia công với các thông số công nghệ của MQL dùng dầu lạc.
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
- Ý nghĩa khoa hoc
+ Góp phần làm phong phú thêm lý luận khoa học về cơ sở vật lý của quá

trình cắt kim loại, đặc biệt là quá trình tiện cứng;
+ Chứng minh được đặc tính BT-LN tốt của dầu lạc (một loại dầu thực vật của
Việt Nam) ứng dụng trong cắt kim loại.
- Ý nghĩa thực tiễn
+ Xây dựng được tài liệu công nghệ hướng dẫn trực tiếp cho thực tiễn sản xuất;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3

+ Ứng dụng trực tiếp vào quá trình sản xuất ở một số cơ sở;
+ Dễ triển khai thực hiện, mang lại hiệu quả kinh tế-kỹ thuật và hiệu quả bảo
vệ môi trường cao.
6. Mục tiêu của Luận án
- Nghiên cứu để khẳng định MQL khi tiện cứng có nhiều ưu điểm so với gia
công khô và gia công có bôi trơn- làm nguội tưới tràn;
- Chứng minh ưu điểm nổi trội của dầu lạc so với các loại dầu thực vật khác và
so với emulsion khi dùng MQL cho quá trình gia công cắt gọt;
- Nghiên cứu nhằm góp phần tạo ra được công nghệ sạch trong gia công cắt gọt;
- Lựa chọn được bộ thông số lưu lượng và áp lực hợp lý cho quá trình tiện
cứng thép 9XC;
- Xây dựng hệ thống MQL sử dụng hiệu quả tin cậy trong nghiên cứu khoa
học và chuyển giao để ứng dụng trong thực tế.
7. Kết cấu của luận án
Ngoài lời nói đầu và phần kết luận chung Luận án được chia làm 5 Chương
Chương 1: Tổng quan về tiện cứng và bôi trơn - làm nguội khi tiện cứng
Nghiên cứu lý thuyết cơ bản về gia công cắt gọt, về tiện cứng và BT-LN khi
tiện cứng, khái quát các hướng nghiên cứu, tình hình nghiên cứu trong và ngoài
nước từ đó định hướng và xác định nội dung đề tài nghiên cứu.
Chương 2: Ảnh hưởng của MQL đến quá trình tiện cứng
Nghiên cứu lý thuyết về MQL, ảnh hưởng của nó đến quá trình tiện cứng. Giới
hạn được vấn đề nghiên cứu, cơ sở lý thuyết các giả thuyết khoa học, các nghiên

cứu lý thuyết và các phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Xây dựng hệ thống thí nghiệm
Đã xây dựng hệ thống thí nghiệm, kết nối các thiết bị đo, đảm bảo các yêu cầu
đặt ra, cập nhật được các thông tin chính xác.
Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các loại dung dịch bôi
trơn-làm nguội tối thiểu đến hiệu quả của quá trình tiện cứng thép 9XC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4

Đã tập trung làm các thí nghiệm so sánh giữa công nghệ gia công khô với
công nghệ MQL, các loại dung dịch sử dụng MQL từ đó rút ra ưu, nhược điểm của
dầu lạc so với các loại dầu công nghiệp đang dùng BT- LN phổ biến hiện nay.
Chương 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất dòng khí và lượng dung dịch
tiêu hao đến các đại lượng đặc trưng khi tiện cứng thép 9XC
Nghiên cứu thực nghiệm, xử lý các số liệu thí nghiệm, thảo luận kết quả
nghiên cứu, đưa ra các kết luận.
Phần kết luận chung và hướng nghiên cứu tiếp theo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5

Hình1.1: Quá trình hình thành phoi [4]
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG VÀ BÔI TRƠN– LÀM NGUỘI KHI
TIỆN CỨNG
1.1. Quá trình hình thành phoi khi cắt kim loại
1.1.1. Quá trình hình thành phoi
Quá trình cắt kim loại thực chất là sử dụng dụng cụ hình chêm để hớt đi một
lớp kim loại từ phôi. Lực tác dụng sinh ra do sự tương tác giữa dụng cụ cắt và phôi,
đối với phương pháp tiện thì sự tương tác đó là chuyển động quay của vật gia công
và sự cản trở lại chuyển động quay của dụng cụ cắt. Như vậy, lực tác dụng phải đủ
lớn để tạo ra trong kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu gia
công (khả năng liên kết giữa các tinh thể kim loại), đồng thời phải thắng được lực
cản do ma sát trong quá trình gia công bao gồm:
- Ma sát giữa các tinh thể kim loại khi trượt lên nhau;
- Ma sát giữa phoi và mặt trước của dao trong quá trình tạo phoi;
- Ma sát giữa bề mặt đã gia công với mặt sau của dao.
Quá trình hình thành phoi đã được nhiều tác giả như: Trent, Wright [29],
Nakayama và các đồng nghiệp [41], Latưsev [58], nghiên cứu với nhiều cách tiếp
cận khác nhau. Tất cả các nghiên cứu đó đều kết luận rằng khi chịu tác dụng của
lực, kim loại bị biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo rồi biến dạng phá huỷ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6

Khi quá trình cắt xảy ra, trước tiên là các tinh thể kim loại bị dồn ép (nén), khi
lực tác dụng vượt quá giới hạn bền của vật liệu thì các tinh thể kim loại bị trượt lên
nhau và tách ra khỏi vật gia công tạo thành phoi. Quá trình biến dạng đó xảy ra
trong một vùng mà ta có thể gọi là vùng tạo phoi (giới hạn bởi đường cong OA, OE,
hình 1.1) [4]. Trong vùng này có những mặt trượt OA, OB, OC, OD, OE. Vật liệu
gia công trượt theo những mặt đó, các tinh thể kim loại bị xếp chồng lên nhau. Tuỳ
theo cấu trúc của vật liệu gia công, chế độ cắt mà có thể tạo ra phoi vụn, phoi xếp
hay phoi dây.
Như vậy, kết quả của biến dạng kim loại là tách ra khỏi phôi một phần vật
liệu, phần còn lại chính là chi tiết gia công. Tuy nhiên, do vùng biến dạng của kim
loại xảy ra ở cả phần vật liệu giữ lại (phía dưới điểm O) nên bề mặt chi tiết sau khi
gia công có tính chất khác hẳn trước khi gia công và thường có độ cứng cao hơn.
Hiện tượng đó chính là hiện tượng biến cứng lớp bề mặt. Ngoài ra trong vùng cắt
còn có rất nhiều hiện tượng vật lý khác xảy ra mà ta sẽ nghiên cứu cụ thể ở các phần sau.
1.1.2. Các dạng phoi
Tuỳ thuộc vào vật liệu gia công và chế độ cắt có thể nhận được các dạng phoi sau:
- Phoi vụn: Là phoi tồn tại ở dạng hạt, thường nhận được khi gia công vật liệu
có tính dẻo thấp như gang, đồng thau, hình 1.2a.

Hình 1.2: Các loại phoi [4]
Quá trình biến dạng của vật liệu trong vùng cắt thường không qua giai đoạn
biến dạng dẻo (vì các vật liệu đó có tính dẻo rất thấp).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7

Khi cắt tạo thành phoi vụn thì có một số đặc điểm như: Chiều cao nhấp nhô bề
mặt không cao, tính chất lớp bề mặt ít thay đổi, lực cắt không ổn định, ít gây mất an toàn [4].
- Phoi xếp: Là phoi tồn tại ở dạng đoạn ngắn, mặt dưới của phoi (mặt tiếp xúc
với mặt trước của dao) nhẵn, mặt trên xù xì như răng cưa. Dạng phoi này thường có
khi gia công vật liệu dẻo như thép có lượng các bon thấp, được gia công với chiều
dày cắt lớn, vận tốc cắt không cao, hình 1.2b.
Khi cắt tạo thành phoi xếp có một số đặc điểm: Chiều cao nhấp nhô bề mặt
không cao lắm, bề mặt chi tiết gia công bị biến dạng dẻo nên có tính chất cơ lý khác
một ít so với tính chất của vật liệu gia công. Phoi xếp thu được sau khi gia công
thép, có độ cứng cao hơn độ cứng của vật liệu gia công từ 2÷3 lần. Điều đó chứng
tỏ vật liệu đã được hoá bền ở mức độ cao.
- Phoi dây: Là phoi tồn tại ở dạng dây dài, bề dày không lớn. Tuỳ theo vật liệu
gia công, hình dáng hình học đầu dao và chế độ công nghệ mà phoi tồn tại ở dạng
dây dài hay xoắn lò xo. Dạng phoi này thường có khi gia công vật liệu có tính dẻo
với tốc độ cắt cao, hình 1.2c.
Khi cắt hình thành phoi dây có đặc điểm: Chiều cao nhấp nhô bề mặt gia công
cao, lực cắt đơn vị nhỏ và ít thay đổi. Tuy nhiên cần chú ý tìm biện pháp bẻ phoi vì
phoi dây đặc biệt là dây dài rất dễ gây mất an toàn [1].
Khi gia công các vật liệu có tính dẻo cao như thép và nhôm, trên mặt trước của
dao (ngay gần mũi dao) thường xuất hiện những lớp kim loại có cấu trúc khác hẳn
so với cấu trúc của phoi và vật liệu gia công. Lớp kim loại này bám rất chắc vào dao
và tham gia cắt gọt như một mũi dao vì nó có độ cứng rất cao. Hiện tượng này còn
được gọi là hiện tượng lẹo dao (built up edge). Hiện tượng lẹo dao được phân tích
xem xét dưới nhiều góc độ khác nhau nhưng đều có điểm thống nhất chung về
nguyên lý hình thành. Khi cắt, do nhiệt phát sinh nên một lớp mỏng kim loại nằm
giữa mặt trước của dao và mặt dưới của phoi bị nóng chảy; lớp kim loại này hầu hết
chuyển động theo phoi ra ngoài.Tuy nhiên, do bề mặt dao không tuyệt đối nhẵn nên
có lực ma sát cản trở chuyển động đó làm cho nó di chuyển chậm lại và trong một

điều kiện nhất định, khi lực cản lớn hơn lực liên kết giữa lớp kim loại đó với phoi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8

thì nó bị giữ lại bám rất chắc vào mũi dao gây ra hiện tượng lẹo dao [4]. Chiều cao
của lớp kim loại bám trên bề mặt càng ngày càng lớn nhưng nó không tồn tại mãi
mà đến một lúc nào đó nó lại bị cuốn theo phoi ra ngoài, tiếp tục hình thành lớp kim
loại bám tiếp theo.
Hiện tượng lẹo dao hình thành trong quá trình cắt có ưu điểm bảo vệ đầu mũi
dao và làm tăng khả năng thoát phoi (do góc trước của dao được tăng lên). Tuy
nhiên, sự xuất hiện lẹo dao lúc gia công có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình gia công
và chất lượng bề mặt chi tiết. Lẹo dao làm thay đổi các thông số hình học của dụng
cụ cắt (góc cắt) do đó làm tăng lực cắt. Lực cắt thay đổi, kéo theo các ảnh hưởng
khác như tăng nhiệt cắt và rung động. Lẹo dao làm cho vị trí điểm cắt của dao so
với tâm chi tiết bị thay đổi gây nên sai số gia công một lượng là ∆R hình 1.3. Do đó,
mọi biện pháp để hạn chế sự xuất hiện của lẹo dao khi gia công tinh sẽ là yếu tố rất
quan trọng nhằm nâng cao chất lượng chi tiết gia công. Để làm được vấn đề này ta
cần phải biết một số điều kiện cơ bản để có thể hình thành lẹo dao như sau:
- Dễ xảy ra khi gia công vật liệu có tính dẻo như thép, nhôm. Tính dẻo của vật
liệu càng cao thì càng dễ hình thành và chiều cao h
ld
càng lớn.

- Tốc độ cắt: Khi tốc độ cắt thấp, áp lực không lớn lắm, nhiệt phát sinh không
cao nên khó hình thành lẹo dao. Khi cắt với tốc độ cắt cao thì khả năng hình thành
và chiều cao của lớp kim loại bám trên mặt trước của dao giảm. Đặc biệt khi cắt với
tốc độ cắt từ 80 m/phút trở lên thì hầu như không xuất hiện lẹo dao vì khi đó lực cản
do ma sát giữa dao và lớp kim loại không thắng được lực liên kết giữa lớp kim loại
Hình 1.3: Hiện tượng lẹo dao
[

4
]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9

đó với phoi. Chỉ khi cắt với tốc độ cắt trung bình (khoảng 20 đến 40 m/phút) thì dễ
hình thành lẹo dao nhất [6].
- Chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt càng lớn thì tốc độ hình thành lẹo dao càng thấp
nhưng chiều cao lớp kim loại bám trên dao càng lớn.
- Góc trước của dao và độ nhẵn mặt trước của dao: Góc trước của dao càng
lớn thì càng khó hình thành lớp kim loại bám trên dao vì khả năng thâm nhập của
dao vào vùng cắt dễ, sự biến dạng của kim loại giảm nên việc xuất hiện lớp kim loại
chảy lỏng không nhiều. Mặt khác, ta đã biết một điều kiện quan trọng để có hiện
tượng lẹo dao là lực ma sát giữa phoi và mặt trước của dao phải thắng lực liên kết
trong kim loại và lực ra phoi.
1.2. Tiện cứng và những đặc điểm cơ bản
1.2.1. Khái niệm, đặc điểm, phạm vi áp dụng của tiện cứng
a. Khái niệm
Tiện cứng là phương pháp tiện sử dụng các loại dụng cụ cắt có độ cứng cao và
có các đặc tính kỹ thuật tiên tiến để gia công những loại vật liệu có độ cứng cao
(trên 45HRC).
b. Đặc điểm
Trước đây, những chi tiết như vòng bi, ổ lăn, vòi phun và những chi tiết của hệ
thống thủy lực sau khi nhiệt luyện phải qua công đoạn mài, khôn. Những công đoạn
này thiếu tính linh hoạt và tốn nhiều thời gian. Một hạn chế nữa là chi phí cho dung
dịch trơn nguội của các công đoạn mài khá cao. Những lý do trên làm tăng chi phí
cho các công đoạn gia công chính xác. Mặt khác, chất thải khi mài gây ô nhiễm môi
trường, thúc đẩy các nhà sản xuất loại dần khâu mài trong quy trình công nghệ gia
công chi tiết. Tiện cứng thường sử dụng dao bằng vật liệu siêu cứng CBN (Cubic

Boron Nitride), PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride), hoặc ceramic tổng
hợp. Mảnh CBN dạng thiêu kết thường dùng ở dạng vật liệu hỗn hợp của Nitrit Bo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10

lập phương đa tinh thể (PCBN). PCBN có thể được tổng hợp trực tiếp từ HBN
(Hexagonal Boron Nitride), hoặc CBN.

Hình 1.4: Hình ảnh quá trình tiện cứng
Khi tổng hợp từ CBN yêu cầu áp suất nhỏ và nhiệt độ dưới 1200
o
C vì ở nhiệt
độ cao hơn cần phải xem xét khuynh hướng chuyển hóa sang HBN. Cấu trúc đồng
đều của PCBN đã khắc phục được các nhược điểm của CBN đơn tinh thể như tính
có thớ và dị hướng. Vật liệu dụng cụ cắt PCBN là sự kết hợp giữa các hạt CBN với
chất kết dính được thiêu kết ở nhiệt độ 1200
o
C và áp suất 5,5 GPa. Thành phần
PCBN có thể bao gồm các hạt CBN với kích thước (1÷30 µm tùy yêu cầu về mật
độ) phân bố trong một chất nền chứa carbide kim loại, nitrit hoặc ôxít. CBN thường
liên kết chặt chẽ với những hợp chất cơ sở Ti như TiCN. Có một vài chất khác được
thêm vào để tăng tốc độ thiêu kết và kết hợp với Oxy dư trong quá trình xử lý ở
nhiệt độ và áp suất cao. Đặc tính của vật liệu PCBN phụ thuộc chủ yếu vào hàm
lượng CBN, thành phần chất dính kết và kích cỡ hạt. Hàm lượng CBN trong PCBN
thay đổi phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể. Khi tiện cứng, nếu cắt với tốc độ thấp hơn
tốc độ giới hạn, tốc độ mòn dao lớn, tuổi bền dụng cụ giảm mạnh, mảnh CBN sẽ
mòn nhanh chóng và hư hỏng. Nhiệt sinh ra trong vùng cắt gọt khi tiện cứng khá
cao, có thể lên đến 950
o
C [18]. Do đó, nếu không dùng dung dịch trơn nguội trong

gia công, bề mặt đã gia công có thể bị biến dạng. Cấu trúc mạng tinh thể của lớp bề
mặt bị thay đổi và tồn tại ứng suất dư kéo trên lớp bề mặt.
c. Phạm vi áp dụng
Tiện cứng có nhiều lợi thế so với mài vì tính linh hoạt của nó, lợi thế đáng kể
nhất của tiện cứng là có thể dùng cùng một dụng cụ mà vẫn gia công được nhiều chi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11

tiết có hình dáng khác nhau bằng cách thay đổi đường chạy dao [17]. Trong khi đó
muốn mài được hình dạng chi tiết khác nhau thì phải sửa lại đá hoặc thay đá khác.
Đặc biệt tiện cứng có thể gia công được biên dạng phức tạp mà mài khó có thể thực
hiện được. Mảnh PCBN được sử dụng rộng rãi trong gia công thép hợp kim và các
vật liệu khó gia công. Vật liệu PCBN với hàm lượng CBN thấp (khoảng 50 %) có
thể sử dụng để gia công các loại thép tôi và thép ổ lăn trong khi vật liệu với hàm
lượng CBN cao (khoảng 80÷90 %) có thể gia công gang đúc ở tốc độ cắt cao. Hàm
lượng CBN càng cao thì khả năng dẫn nhiệt càng lớn và tính chống mòn càng tăng,
cở hạt CBN càng lớn thì khả năng chống mòn tăng nhưng chất lượng lưỡi cắt giảm.
Quá trình tiện cứng có thể thực hiện bằng phương pháp gia công khô và hoàn thành
chi tiết trong cùng một lần gá. Cấp chính xác khi tiện cứng đạt IT6 và chiều cao
nhấp nhô bề mặt R
a
= 0,04÷ 0,16 µm, có thể so sánh với chất lượng đạt được khi mài.
Để thực hiện được công việc tiện cứng, máy tiện phải cứng vững, tốc độ quay
trục chính và công suất phù hợp. Các mảnh PCBN thường sử dụng cho tiện cứng là
EB50, EB51, EB36, EB28 và EB29X (theo tài liệu của hãng EHWA Hàn Quốc, ở
phần phụ lục số 6). So với mảnh Carbide thì các mảnh PCBN đắt hơn đáng kể (từ 4
÷ 5 lần), nhưng dao PCBN có tuổi bền cao hơn. Chi phí dao cụ sẽ không đáng kể
khi tính đến việc loại nguyên công mài tinh. Nhiều xưởng sản xuất còn nhận thấy
rằng việc giảm chi phí dung dịch trơn nguội, bù đắp được lượng chi phí cao hơn về
dao. Dải vật liệu được gia công bằng tiện cứng không hạn chế, ngay cả đối với thép

rèn đã tôi, thép gió và thép hợp kim. Việc thép hợp kim có thể gia công bằng tiện
cứng đã mở rộng khả năng của tiện cứng kể cả công việc sửa chữa. Tiện cứng gia
công được các loại thép: 5120 (62HRC), 1050 (62HRC), 9310 (60HRC) và 4320 (60 ÷ 62HRC).
Ngoài những ưu điểm đã nêu ở trên, việc áp dụng công nghệ tiện cứng để gia
công lần cuối các chi tiết còn mang lại những lợi ích sau:
- Giảm thời gian chu kỳ gia công một sản phẩm, giảm chi phí đầu tư thiết bị;
- Tăng độ chính xác, đạt độ bóng bề mặt cao;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12

- Cho phép nâng cao tốc độ bóc vật liệu (từ 2÷ 4 lần so với mài), nâng cao
năng suất gia công, chiều sâu và chất lượng lớp biến cứng khi tiện cứng ưu việt hơn
nhiều so với mài;
- Hiện tượng “trắng bề mặt”: Bề mặt sau khi tiện cứng thường bị phủ một lớp
biến trắng với độ dày nhỏ hơn 15 µm, trong khi đó thực hiện nguyên công mài độ
dày lớp biến trắng có thể lên tới 200 µm [18, 30];
- Gia công được các contour phức tạp, cho phép thực hiện nhiều bước gia công
trong cùng một lần gá;
- Có thể chọn gia công khô hoặc bôi trơn làm nguội giảm thiểu (MQL) để
giảm chi phí dung dịch trơn nguội và chất thải lỏng thải ra môi trường.
Tuy nhiên tiện cứng cũng có một số hạn chế:
- Dao cụ: Dao cắt CBN (dùng phổ biến trong tiện cứng) thường đắt gấp 3÷4
lần so với dao carbide. Dao ceramic giá ngang với carbide nhưng thường không
dùng được với các ứng dụng có phạm vi dung sai nhỏ hơn 0.0254 mm. Ceramic
cũng hoạt động không hiệu quả khi nhiệt độ gia công quá cao, nên thường gia công
với tưới nguội.
- Theo đa số các phân tích đã công bố, các lớp biến trắng đều không có lợi cho
độ bền sản phẩm.
1.2.2. Quá trình tạo phoi khi tiện cứng
Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về công nghệ tiện cứng, tuy nhiên kết quả

công bố còn hạn chế. Các nghiên cứu tập trung vào một số lĩnh vực như thông số
hình học của dụng cụ cắt, thông số chế độ cắt khi tiện, các hiện tượng xảy ra trong
quá trình tiện cứng và các cơ chế bôi trơn đặc trưng cho quá trình tiện cứng. Năm
1988, Nakayama và các đồng nghiệp ở trường Đại học Yokohama, Nhật Bản, [23,
41] đã công bố kết quả nghiên cứu của mình, chứng minh những đặc điểm khác biệt
giữa công nghệ gia công truyền thống và công nghệ gia công vật liệu có độ cứng
cao. Công trình của ông đã có đóng góp rất quan trọng về tầm nhìn khoa học đối với
công nghệ gia công vật liệu cứng nói chung và công nghệ tiện cứng nói riêng của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13

các nghiên cứu sau này. Công trình nghiên cứu nổi bật này đã phát hiện một số
điểm mấu chốt như sau:
- Thứ nhất: sự hình thành phoi trong quá trình gia công vật liệu cứng hoàn
toàn khác với sự hình thành phoi trong quá trình gia công thường. Lý do tạo nên sự
khác biệt này là vì hệ số biến dạng dẻo của vật liệu gia công hoàn toàn khác nhau.
Vật liệu cứng có hệ số biến dạng dẻo thấp hơn, do đó phoi gia công hình thành dễ bị
bẻ gãy hơn tạo thành phoi dạng răng cưa. Hệ số dồn nén phoi danh nghĩa (qua tính
toán) trước và sau khi hình thành là 2 (phoi bị nén 2 lần).
- Thứ hai: mặc dù hình dạng của phoi răng cưa hình thành từ quá trình gia
công khác (do đoạn nhiệt khi hình thành phoi) và quá trình gia công vật liệu cứng
giống nhau nhưng hai loại phoi này hoàn toàn khác nhau vì chúng được hình thành
qua các cơ chế khác biệt nhau.
- Thứ ba: góc cắt giữa phoi và chi tiết gia công (shear angle) hình thành trong
quá trình gia công vật liệu cứng là rất nhỏ so với quá trình gia công thường. Góc
này càng tăng khi độ cứng của vật liệu gia công càng tăng. Đặc biệt, góc này chịu
ảnh hưởng rất ít từ góc trước của dụng cụ cắt.

Hình 1.5: Quá trình hình thành phoi khi tiện cứng [23]
- Thứ tư: khi gia công vật liệu cứng, lực hướng kính luôn lớn hơn lực tiếp

tuyến. Đây cũng là nguyên nhân chính gây sai số về kích thước khi gia công vật liệu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14

cứng. Mặt khác, các thành phần lực cắt này chịu ảnh hưởng rất lớn khi hiện tượng
mòn mặt bên hình thành.
Mòn dao thường có 3 dạng: mòn dao mặt bên (flank wear), mòn dao mặt trước
tại lưỡi cắt (crater wear) và mòn dao mặt trước nhưng sau vị trí lưỡi cắt (notch
wear) hình 1.6. Lực cắt hướng kính và lực cắt tiếp tuyến chịu ảnh hưởng lớn từ góc
trước của dao.


a. Mòn dao mặt bên; b. Mòn dao mặt trước;
c. Mòn dao mặt trước nhưng sau vị trí lưỡi cắt
Hình 1.6: Ảnh chụp về các dạng mòn dao
Khi góc trước của dao γ = 0, thì những thành phần lực cắt này không còn phụ
thuộc vào độ cứng của vật liệu gia công nhưng khi góc γ = -20
o
thì các thành phần
lực cắt này giảm mạnh ứng với độ cứng của vật liệu khi gia công ở phương pháp
này. Hơn nữa, 2 thành phần lực cắt này chịu ảnh hưởng với mức độ khác nhau từ
hiện tượng lẹo dao mặt bên. Lực hướng kính sẽ tăng lên 4 lần khi mòn mặt bên tăng
từ 0 đến 0,2 mm.
1.3. Bôi trơn - làm nguội khi gia công cắt gọt
1.3.1. Khái niệm
BT-LN là đưa một lượng dung dịch vào vùng cắt làm nhiệm vụ: bôi trơn, làm
nguội, phân tán nhiệt và tẩy rửa các bề mặt, hiện nay đang sử dụng các công nghệ sau:
- Công nghệ gia công khô;
- Công nghệ BT-LN tưới tràn;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên