LUẬN văn THẠC sĩ kỹ THUẬT NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ tạo máy đề tài ẢNH HƯỞNG của bôi TRƠN làm NGUỘI tối THIỂU tới mòn DAO và độ NHÁM bề mặt CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65γ đã tôi BẰNG DAO PHAY mặt đầu CÁCBÍT

Luận văn thạc sĩ

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

1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

ĐỖ NHƯ HOÀNG


LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY



ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI
THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI
TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65
Γ
ĐÃ TÔI BẰNG
DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT

THÁI NGUYÊN - 2009





Luận văn thạc sĩ

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

2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP



LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY


ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI
THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI
TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65
Γ
ĐÃ TÔI BẰNG
DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT

Học viên

: Đỗ Như Hoàng

Người hướng dẫn khoa học
: TS. Trần Minh Đức







THÁI NGUYÊN - 2009






Luận văn thạc sĩ

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

3

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
TRƯỜNG ĐHKT CÔNG
NGHIỆP

***
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
o0o


THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐỀ TÀI:
ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI
THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI
TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65
Γ
ĐÃ TÔI BẰNG
DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT


Học viên: Đỗ Như Hoàng
Lớp: CHK9
Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
Người HD khoa học: TS. Trần Minh Đức



KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
HỌC VIÊN

TS. Nguyễn Văn Hùng



TS. Trần Minh Đức



Đỗ Như Hoàng






Luận văn thạc sĩ

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

4



MỤC LỤC

Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
4
DANH MỤC CÁC BẢNG
5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
6
LỜI NÓI ĐẦU
8
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CẮT GỌT VÀ BÔI TRƠN
LÀM NGUỘI KHI PHAY
12
1.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH PHOI
12
1.1.1 Khái niệm và phân loại phoi
12
1.1.2 Sự co rút phoi
13
1.2 LỰC CẮT GỌT
14
1.2.1 Cơ sở lý thuyết của lực cắt gọt
14
1.2.2 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến lực cắt
16
1.3 HIỆN TƯỢNG NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH CẮT
17
1.3.1 Nhiệt cắt
17
1.3.2 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến nhiệt cắt
19
1.4 SỰ MÀI MÒN DAO
19
1.4.1 Biểu hiện ngoài của sự mài mòn dao
19
1.4.2 Bản chất vật lý của sự mài mòn dao

21
1.4.3 Quy luật mòn của dụng cụ cắt
23
1.5 GIA CÔNG CẮT GỌT KHI PHAY
24
1.5.1 Khái niệm chung
24
1.5.2 Phân loại dao phay
25





Luận văn thạc sĩ

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

5
1.5.3 Vật liệu chế tạo dao phay
26
1.5.4 Các thông số hình học của dao phay
27
1.5.5 Các yếu tố của lớp cắt
28
1.5.6 Lực cắt khi phay
30
1.5.7 Độ mòn và tuổi bền của dao phay
31
1.6 BÔI TRƠN LÀM NGUỘI KHI PHAY MẶT PHẲNG

32
1.6.1 Các phương pháp bôi trơn làm nguội trong gia công cắt gọt
32
1.6.2 Bôi trơn làm nguội khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu
33
1.7 KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MQL TRONG GIA
CÔNG CẮT GỌT VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
34
Chương 2. ẢNH HƯỞNG CỦA MQL ĐẾN MÒN DAO VÀ ĐỘ
NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY THÉP ĐÃ TÔI BẰNG DAO
PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT
37
2.1 BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU (MQL)
37
2.1.1 Khái niệm về MQL
37
2.1.2 Các loại dung dịch bôi trơn làm nguội trong gia công cắt gọt
37
2.1.3 Cách dẫn dung dịch vào vùng cắt trong MQL
42
2.1.4 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ MQL đến quá trình gia
công
44
2.2 PHAY CỨNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MQL
VÀO PHAY CỨNG
47
2.3 GIỚI HẠN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
49
Chương 3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MQL ĐẾN MÒN
DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP

65Γ ĐÃ TÔI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT
51
3.1 XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM
51
3.1.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống
51





Luận văn thạc sĩ

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

6
3.1.2 Hệ thống thực nghiệm
52
3.1.3 Thiết bị thí nghiệm
53
3.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
53
3.2.1 Mòn và cơ chế mòn của dao
54
3.2.2 Độ nhám bề mặt chi tiết
59
3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
60
Chương 4. PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP
THEO

61
4.1 KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN
61
4.2 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
62
TÀI LIỆU THAM KHẢO
63
PHỤ LỤC
65
Phụ lục 1. CÁC ẢNH CHỤP MÒN DAO
65
Phụ lục 2. SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM
71

Luận văn thạc sĩ

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

7




DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ψ: góc tác động
β
1
: góc trượt
δ: góc cắt
γ: góc trước
K: hệ số co rút phoi
L: chiều dài phoi
L
0
: chiều dài cắt
a
1
: chiều dầy phoi thực tế
a: chiều dầy phoi lý thuyết
R: tổng hợp lực tác dụng lên dao
R
0
: lực tổng hợp pháp tuyến

R
1
: tổng hợp lực tác dụng lên mặt sau
N: lực pháp tuyến tác dụng lên mặt trước
F
0
: lực ma sát của phoi lên mặt trước
N’: lực pháp tuyến tác dụng lên mặt sau
F
0
: lực ma sát của phoi lên mặt sau
P
x
: thành phần lực cắt theo phương X
P
y
: thành phần lực cắt theo phương Y
P
z
: thành phần lực cắt theo phương Z
t: chiều sâu cắt
S: lượng chạy dao
n: số vòng quay của trục chính





Luận văn thạc sĩ

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

8
m: số mũ của K
A: công hớt phoi
A
1
: công sinh ra do biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo
A
2
: công sinh ra để thắng lực ma sát ở mặt trước dao
A
3
: công sinh ra để thắng lực ma sát ở mặt sau dao
V: vận tốc cắt
P
s
: lực trong mặt phẳng trượt
Q: nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình cắt
δ
0
: độ mòn dao
τ: thời gian làm việc của dao
ϕ: góc nghiêng chính của dao
α: góc sau
δ: góc tiếp xúc
f: tiết diện ngang của lớp cắt
B: chiều rộng cắt
S
z:

lượng tiến dao răng
a
0
: chiều dầy cắt trung bình
D: đường kính dao phay
P: lực vòng
[u]: lượng mòn mặt sau cho phép
R
a
: độ nhấp nhô bề mặt trung bình
MQL (Minimum Quantity Lubrication): Bôi trơn tối thiểu



DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang





Luận văn thạc sĩ

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

9
Bảng 1: Số liệu độ nhám R
a
, R

z

71
Bảng 2: Số liệu độ mòn mặt sau dao
72
Bảng 3: Tuổi thọ dao ứng với độ mòn mặt sau cho phép [u] = 0,52
72


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ


Trang
Hình 1.1:
Sơ đồ quá trình hình thành phoi khi cắt vật liệu dẻo
12
Hình 1.2:
Các loại phoi
13
Hình 1.3:
Sơ đồ co rút phoi
14
Hình 1.4:
Sơ đồ xác định hệ số co rút phoi
15
Hình 1.5:
Sơ đồ tác dụng của lực khi cắt tự do
15
Hình 1.6:
Sơ đồ hình thành và lan tỏa nhiệt

18
Hình 1.7:
Các dạng mòn của dụng cụ cắt
20
Hình 1.8:
Mòn của dụng cụ cắt dọc theo lưỡi cắt
20
Hình 1.9:
Quy luật mòn của dụng cụ cắt
23
Hình 1.10:
Các loại dao phay
25
Hình 1.11:
Các thông số hình học phần cắt của dao phay mặt đầu
27
Hình 1.12:
Sơ đồ cắt phoi của răng dao phay
28
Hình 1.13:
Sơ đồ tính góc tiếp xúc
29
Hình 1.14:
Sơ đồ xác định chiều dày cắt và diện tích lớp cắt của răng
dao phay khi chúng đồng thời tham gia vào quá trình cắt
30
Hình 1.15:
Sơ đồ lực cắt tác dụng lên dao phay
30
Hình 1.16:

Các dạng mài mòn của răng dao phay
31
Hình 2.1:
Các phần tử hòa tan trong nước
40
Hình 2.2:
Các phần tử tích tụ khối và các phần tử hòa tan trong nước
40
Hình 2.3:
Các phần tử hòa tan dưới dạng thể sữa
41





Luận văn thạc sĩ

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

10
Hình 2.4:
Các phần tử hòa tan trong hợp chất hóa học
41
Hình 2.5:
Các phần tử hòa tan trong hợp chất dầu
42
Hình 2.6:
Dẫn dung dịch trực tiếp vào vùng cắt từ hai mặt bên của
dao

42
Hình 2.7:
Dẫn dung dịch trực tiếp vào vùng cắt từ mặt trước và mặt
sau dao phay
43
Hình 2.8:
Dẫn dung dịch vào tất cả các lưỡi cắt
43
Hình 3.1:
Sơ đồ nguyên lý phun MQL dạng sương mù
51
Hình 3.2:
Ảnh hệ thống thực nghiệm
52
Hình 3.3
Ảnh so sánh mòn mặt trước dao
55
Hình 3.4
Ảnh so sánh mòn mặt sau dao
57
Hình 3.5:
Quan hệ giữa độ mòn mặt sau dao và thời gian cắt t
58
Hình 3.6:
Biểu đồ so sánh tuổi bền của dao theo lượng mòn cho
phép
59
Hình 3.7:
Quan hệ giữa độ nhám bề mặt chi tiết R
a

và thời gian cắt t
59
Hình 1:
Ảnh chụp TM-1000 mặt trước dao khi gia công khô
65
Hình 2:
Ảnh chụp TM-1000 mặt trước dao khi gia công MQL-
emunxi
66
Hình 3:
Ảnh chụp TM-1000 mặt trước dao khi gia công MQL-dầu
lạc
67
Hình 4:
Ảnh chụp TM-1000 mặt sau dao khi gia công khô
68
Hình 5:
Ảnh chụp TM-1000 mặt sau dao khi gia công MQL-
emunxi
69
Hình 6:
Ảnh chụp TM-1000 mặt sau dao khi gia công MQL-dầu
lạc
70