Nghiên cứu ảnh hưởng của topography đá mài và một số thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt chi tiết khi mài phẳng






























 2015




























 2015








Tôi xin cam đoan nội dung luận án là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Huy Ninh và GS.TS Trần Văn Địch . Các số liệu, kết quả
trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu
nào khác.


 





PGS.TS. Nguyễn Huy Ninh GS.TS. Trần Văn Địch Nguyễn Văn Thiện



S

.

    

 


                g



Hà Nội, ngày 06 tháng 02 năm 2015



Nguyễn Văn Thiện

- 1 -

Trang

 - 3 -
 - 5 -
 - 6 -
 - 9 -
QUAN  - 12 -
 - 12 -
1.1.1. Mà - 12 -
 - 13 -
 - 15 -
1. - 21 -
 - 23 -
 - 23 -
 - 25 -
 - 25 -
 - 26 -

 - 26 -
 - 27 -
 - 28 -
 - 28 -
 - 30 -

 - 32 -
1.4.1.  - 32 -
 - 34 -
 - 40 -
 - 44 -
TOPOGRAPHY 
 - 46 -
2.1. TOPOGRAPHY  - 46 -
 - 46 -
 - 46 -
2.1 - 47 -
  - 51 -
TOPOGRAPHY - 52 -
  - 52 -
 - 54 -
 - 56 -
TOPOGRAPHY 
 - 58 -

- 2 -
TOPOGRAPHY   - 61 -
 - 66 -
 - 68 -
 - 68 -

3.1.1. - 68 -
 69
3.1.3. Trang th - 69 -
TOPOGRAPHY - 74 -
 - 74 -
 - 75 -
3.2.3.  - 78 -
 - 81 -
 - 81 -
3.3.2. T - 84 -
3.4. CÁC  - 87 -
 - 88 -
 - 89 -
4.1. - 89 -
4.1.1.  - 89 -
4 - 89 -
 - 91 -
 - 91 -
 - 91 -
 - 93 -
 - 93 -
4.3. - 98 -
 - 114 -
 - 115 -
 - 116 -
 - 119 -9
 120

- 3 -
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT







A


m/s
2
a
z

mm
B


mm
D


mm
d

mm
h
i

µm
L
st

mm
L


mm
l
c

mm
N


Kw
n


v/ph
n



v/ph
n
ct

v/ph
P


N
P
z

N
P
y

N
P
x

N
Q
m

mm
3
/ph
S
d


m/ph
S
n

mm/htk
S
ct

1/mm
S


1/mm
S
cv

m
S
dt

m
S


m/ph
S
q

mm

S
z

mm
S
sk


S
ku
Kurtosis

S
ds


S
tr
 

S
td
 

S
q


R
a


m
R
z

m
T

Phút

- 4 -






t

mm/htk
t
x

mm
t


mm
U
hk


m
V


m/s
V
h


mm
3
V
dk

t
mm
3

V
ph

m/ph
V
t


mm
3

V
s


mm
3
V
w


mm
3


(
o
)


(
o
)


(
o
)


Phút


m

giây




















- 5 -
DANH MỤC CÁC BẢNG

TT
S bng
Ni dung

Trang




1


26
2


27
3


28
4


76
5

topography 
WA36Kx60x18x32
79
6


90

7


90
8


90
9


91
10


92
11

Giá tr tính toán ca các bin hi quy thc nghim
94
12

Giá tr tính toán ca các bin hi quy thc nghim
94
13

Giá tr tính toán ca các bin hi quy thc nghim
95
14


Giá tr tính toán ca các bin hi quy thc nghim
97
15

 = 1 phút
99
16

Giá tr tính toán ca các bin hi quy thc nghim
99
17

 = 1 phút
105
18

Giá tr tính toán ca các bin hi quy thc nghim
105
19

 = 1 phút
108
20

Giá tr tính toán ca các bin hi quy thc nghim
109

- 6 -
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

TT
S hình
Ni dung
Trang




1
Hình 1.1

12
2
Hình 1.2

14
3
Hình 1.3

14
4
Hình 1.4


15
5
Hình 1.5

16
6
Hình 1.6

17
7
Hình 1.7
 pháp mài
19
8
Hình 1.8

21
9
Hình 1.9

21
10
Hình 1.10

22
11
Hình 1.11
-bít Silic

24

12
Hình 1.12

27
13
Hình 1.13

28
14
Hình 1.14

29
15
Hình 1.15

30
16
Hình 1.16

33
17
Hình 1.17

33
18
Hình 1.18

35
19
Hình 1.19


37
20
Hình 1.20
 

38
21
Hình 1.21


38
22
Hình 1.22

38
23
Hình 2.1

46
24
Hình 2.2
 
48
25
Hình 2.3
 
49
26
Hình 2.4


50
27
Hình 2.5

52
28
Hình 2.6


53
29
Hình 2.7

54
30
Hình 2.8

54
31
Hình 2.9

54
32
Hình 2.10

topography 
55
33
Hình 2.11


56
34
Hình 2.12


57
35
Hình 2.13


57









- 7 -
TT


Trang

36
Hình 2.14

 
57
37
Hình 2.15

58
38
Hình 2.16


59
39
Hình 2.17

59
40
Hình 2.18


59
41
Hình 2.19


60
42
Hình 2.20


2
O
3

60
43
Hình 2.21
Các h
60
44
Hình 2.22

sau khi mài
61
45
Hình 2.23
topography 
62
46
Hình 2.24

62
47
Hình 2.25
 

63
48
Hình 2.26

topography 
65
49
Hình 2.27

65
50
Hình 2.28

66
51
Hình 2.29
topography 
66
52
Hình 3.1

68
53
Hình 3.2

70
54
Hình 3.3
-Mitutoyo
70
55
Hình 3.4
-30V và Amlifier
71

56
Hình 3.5

71
57
Hình 3.6
 
72
58
Hình 3.7

topography
73
59
Hình 3.8
 
topography
73
60
Hình 3.9
Ngu
74
61
Hình 3.10
topography 
74
62
Hình 3.11

75

63
Hình 3.12
 
76
64
Hình 3.13

76
65
Hình 3.14

trên máy
77
66
Hình 3.15

77
67
Hình 3.16

78
68
Hình 3.17
topography
40M
78
69
Hình 3.18

79

70
Hình 3.19
topography 
1 và 2.
79





- 8 -
TT


Trang




71
Hình 3.20

topography 
80
72
Hình 3.21

80
73
Hình 3.223.24

-XI.
81
74
Hình 3.25
-XI.
82
75
Hình 3.26

82
76
Hình 3.273.28

83
77
Hình 3.29

83
78
Hình 3.30÷3.31

84
79
Hình 3.32

85
80
Hình 3.33

85

81
Hình 3.343.35

ATC-
86
82
Hình 3.36
 
87
83
Hình 3.37

87
84
Hình 4.1

89
85
Hình 4.2


,t


topography (S
z
, S
q
, S
sk

K
95
86
Hình 4.3

 K
96
87
Hình 4.4


,t


K
97
88
Hình 4.5÷4.11

30 phút.
99
89
Hình 4.12÷4.18

z


z

130 phút

102
90
Hình 4.194.25

ph

(A
z
30 phút.
106
91
Hình 4.264.32

ph

z
)
30 phút.
109
92
Hình 4.33 4.37

z
),

z

z
)
112

- 9 -
MỞ ĐẦU
1.  .
Tro 

                
    .
n


âng cao cht lng b mt   
ca ngành công ngh ch to máy, nhm to ra các sn phm, máy móc thit
b t  chính xác cao,  m bo hiu qu kinh t - k thut.
Chng sn phm ch to máy ph thuc nhiu
 ch yu s
dng công ngh mài


 
nhiên mài hình thành topography  
 topography 





topography  

 “Nghiên cứu ảnh hưởng
của topography đá mài và một số thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt chi tiết khi
mài phẳng”.
2. M
-  topography 
- topography 



và duy trì topography  


-  


- 10 -
- topography topography 
topography topography 

-       
Nghiên 
-   topography 
   topography  
công. 
topography 
- Phân tíchtopography 



4. .
-    topography      Ô-xyt nhôm: WA36Kx60x18x32 và
WA60Kx150x13x32.
- topography 

ph
mô hình máy
-40M.
- 

mài khác nhau.
5
- 


- topography 
 
   topography        
công. 
- 
 
 PULSE FFT
7770       MSTATw324.0,   
Professional
6. 
- 

- topography, topography

 . Nghiên ctopography 
mài 


- 11 -
-  các  cho topography 
 .
- 
 
- 
s
  ,  lý.
7.  lun án.
Kt cu ca lun án gm 4 chng và phn kt lun:
- Chng 1. Tng quan v quá trình mài.
- Chng 2. Topography      b mt chi tit
khi mài.
- Chng 3. trang t th nghim.
- Chng 4. thc nghim và x lý kt qu.
-  .
8. 
-       topography          
topography .
-    topography 
-   topography  mài.
 topography  , 
.

- 12 -
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH MÀI
1.1. CƠ SỞ QUÁ TRÌNH MÀI
1.1.1. Mài và các đặc điểm quá trình mài
, 
 g quá trình mài. Các
 
 
 t mài trong quá
trình 


lý khó gia
gia công ,
d
 
qcùng tham
, trên hình 1.1 ,  mài có
chuyn ng quay tròn, chi tit có chuyn ng tnh tin kh hi. Các chuyn ng chy
dao do   hoc bàn máy thc hin tu thuc vào kt cu ca tng loi máy s dng.

Hình 1.1 Mài phẳng bằng đá mài trụ [2]
1- Đá mài; 2- chiều quay của đá mài; 3- bề mặt công tác của đá mài;
4-chiều chuyển động của chi tết; 5- lỗ trống; 6 - chất dính kết; 7- hạt mài.


 

  [20], [3].



- 13 -
* c im quá trình mài:
So vi các phng pháp ct gt bng các dng c ct có li ct xác nh thì mài có
mt s c im sau: [1], [3], [10]
- Mài là quá trình ct t vi và cào xc  tc   cao ca các ht mài trên b mt chi
gia công, to ra nhiu phoi vn,
- Tc  ct khi mài rt cao, thông thng V

= 30  35 m/s có trng hp n 100 m/s,
- Các li ct không ging nhau và c sp xp ngu nhiên trên b mt  do  các vt
ct xoá ln nhau cho phép to ra  bóng b mt cao,
- Hình dng hình hc ca mi ht mài không ging nhau, góc sc thng ln hn 90
0

(>90
0
) góc trc thng âm (<0), do  không thun li cho quá trình ct và thoát phoi,
-  cng ca ht mài cao, do  có th ct c nhng vt liu cng mà các loi dng c

ct khác không ct c nh: Thép  tôi, hp kim cng
- Do nhiu ht mài tham gia ct gt cùng mt lúc, do góc trc âm (<0) và do vn tc ct
rt ln nên nhit ct khi mài rt ln, nhit  vùng ct có th lên ti 1000-1500
0
C, gây
cháy phoi, sinh tia la,
- Quá trình ct khi mài có tính gián on, các ht mài ln lt vào ct, ra ct to ra các rung
ng,
- Các nh li ct phân b không u theo chiu cao, lng d phân b cho các ht mài
không u, do  lc ct tác ng lên các ht mài không bng nhau,
- Nu lc ct quá ln s có hin tng ht mài b v (to ra các li ct mi) hay b tách ra
khi b mt làm vic ca  và xut hin li ct ca các ht mài mi to ra kh nng t
mài sc ca  mài,
- 
+  R
a
=3,2 m
+ 
a
= 1,6  0,4 m
+ 
a
= 0,2  0,1 m
- , 





 Mài không nhng c s dng gia công tinh ln

cui mà còn c s dng ngày càng rng rãi  các nguyên công gia công thô.
Ngày nay, cùng vi s phát trin ca ngành ch to máy, nhng i hi v  chính
xác và cht lng gia công ngày mt cao thì mài càng c quan tâm nghiên cu và c
s dng rng rãi hn, [20], [16], [10].
1.1.2. Quá trình tạo phoi khi mài
Trên hình 1.2 

mài.


- 14 -







Hình 1.2 Ba giai đoạn hình thành phoi mài [39]

 
  

qu
 
g (hình 1.3) [7], [43].

Hình 1.3 Quá trình tạo phoi khi mài của một hạt mài
Trên hình 1.4 



trình tách phoi. 



 
 



 


 



Phoi


Phôi mài

 mài



- 15 -

Hình 1.4 Sự phân bố năng lượng và dòng nhiệt trong quá trình cắt [7], [43]


 
  
phôi;  
trong quá trình gia
công

.





, n  .
 
÷ 0,005 giây,  
 





1.1.3. Động học quá trình mài
1.1.3.1. Lưỡi cắt
Trên hình 1.5 

Cnh
Vùng xung quanh
  
không khí)

Phoi
Ma sát trên




Ma s


- 16 -
- 


st

1

9


 Topography

ct

st
ct
L
S
1

(1/mm) (1.1)



ct
(1/mm
2

ct
(1/mm
3
).
- 

5, thì S
1
, S
4
, S

7
, S
9
ng, L









.

sđ
cđ
L
S
1

(1/mm) (1.2)

Hình 1.5 Lưỡi cắt tĩnh và lưỡi cắt động [43]
1.1.3.2. Quỹ đạo cắt của hạt mài


6 
s

w








V
w
V
s
L


- 17 -
 
chính x [23].

w

nhau (L/v
s
):
s = (Lv
w
)/v
s
(1.3)
S
a
h
m
O O'



'
b
b'
c
a
a'
e
y

x
f'
vs
vw
d1/2
O
b
d
a
d1/2
l
c
c

§¸ mµi
Ph«i
vs
vw
l
k

a) b)
Hình 1.6 Các yếu tố của quỹ đạo cắt khi mài phẳng
 

''
2
sin
2


s
wss
v
vdd
x 
(1.4)
)cos1(
2
'


s
d
y
(1.5)
 ( 
(), nên ) và (1.5
'
2
)1(

s
s
w
d
v
v
x 
(1.6)
4

2'

s
d
y 
(1.7)

)]1([
2
s
w
s
v
v
d
x
y


(1.8)
l
k





sau:

- 18 -

Rd
s
12

(1.9)

Dd
s
22

(1.10)
 ) và (1.10
)1(
)(4)(2
s
w
s
s
w
s
w
v
v
d
v
v
v
v




(1.11)

w
< < v
s

ss
w
vd
v
.
4

(1.12)
l
k



0
0
2
s
dll
kk
(1.13)




d
d
d
d
d
dl
y
x
k
.])
'
()
'
[(
2
1
22

(1.14)
) vào ta có:
2
)1(6
2
.
)1(
3
s
v
v
d

v
v
l
s
w
s
s
w
k





(1.15)
Do  .15
2
.

s
d


2
))(1(
2
1
s
ad
v

v
l
s
s
w
k

(1.16)
l
k
6 -
 
w
/v
s
.
.16l
k

2/1
)(
sck
adll 
(1.17)
l
c
 l
k
.
1.1.3.3. Chiều dài cung tiếp xúc


 sau: [16]
dD
tdD
M
dD
tdD
v
u
v
v
l
dd
ct
k























.
.60.60
1
22
(1.18)

n
= 0 thì u = 0. ta có

- 19 -
dD
tdD
v
v
l
d
ct
k












.
.60
1
(1.19)

ct
= 0) thì:
2
1
.
.











dD
dD

t
dD
tdD
l
k
(1.20)
, hình
1.7. Tuy nhiên chúng t
k




Dd
Dd
D
tđ


.
(1.21)
-
d

 
gia công.
2
.
tđ
k

Dt
l 
(1.22)
  Mài tròn ngoài

Hình 1.7 Chiều dài cung tiếp xúc của các phương pháp mài

Trên hình 1.6 
kính d
s

s


w

-50 -
w


s

s
/v
w
-120).
l
c
l
 

2

s
c
d
ABl 
(1.23)
)
2
1(cos
1
s
d
a



(1.24)

s
 

- 20 -
2
1cos
2



(1.25)

 

2/1
)(
sc
adl 
(1.26)
6 
cung AB, l
c
l
c

0,1, 
 

1.1.3.4. Chiều dày lớp cắt

z

18], [16]

B
S
dD
tl
vv
v
a
d

ctd
ct
z
.
1

.2.60




(1.27)

l - 
 -  = 1, mài tròn trong  = -1,  = 0.

z

à: v
d
, v
ct
, l, t, B, S
d

z

 
trình mài.
Vì v

ct
<< v
d
v
ct
v
d
2v
ct

thay  = 1 và
ct
S
l
1


2
1
2
1
1

.60


















cttd
d
d
ct
z
SD
t
B
S
v
v
a
(1.28)

B
S
d
.
60

1
thì a
z
 [53]
2
1
2
1
1



























cttđd
ct
z
SD
t
v
v
Ka
(1.29)

z


ct
 

ct

z



z
.

- 21 -










Hình 1.8 Chiều dày và hình dạng phoi
1.1.4. Động lực học quá trình mài

t
 uá trình mài. Khi các
 các
 mài. 

- 
- 


 các hkhác  trong quá trình mài.
1.1.4.1. Lực cắt khi mài

9. [17], [44], [58]
n
Quü ®¹o c¾t cña h¹t mµi
§¸ mµi

Chi tiÕt
H¹t mµi
t
V
w
t
h
m
T¹o phoi
Tr-ît

Hình 1.9 Sơ đồ mô tả các giai đoạn làm việc của hạt mài khi mài
a
a