tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của bôi TRƠN làm NGUỘI tối THIỂU đến lực cắt, mòn DỤNG cụ cắt, CHẤT LƯỢNG bề mặt KHI PHAY GANG cầu BẰNG DAO PHAY mặt đầu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TRẦN VĂN QUÂN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI
TỐI THIỂU ĐẾN LỰC CẮT, MÒN DỤNG CỤ CẮT, CHẤT
LƯỢNG BỀ MẶT KHI PHAY GANG CẦU BẰNG DAO PHAY
MẶT ĐẦU
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Luận văn Thạc sĩ 2 Chuyên ngành công nghệ CTM
Thái Nguyên 2011
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học:
TS. TRẦN MINH ĐỨC
Phản biện 1: PGS. TS VŨ NGỌC PI
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên
Phản biện 2: TS. Nguyễn Trọng Hiếu
Đại học Bách Khoa Hà Nội
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 3 Chuyên ngành công nghệ CTM
Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn họp tại:
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐHTN tháng 11 năm 2011
LỜI NÓI ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Gang cầu còn được gọi là gang bền cao. Trong cấu trúc của loại gang này, graphit có
dạng cầu do đó có độ dẻo đáng kể. Do tính dẻo của chúng tăng, khi gia công gang cầu làm
tăng hình thành lẹo dao, tạo ra chiều dài tiếp xúc dao – phoi lớn và nhiệt cắt lớn.Vì vậy trong
quá trình gia công gặp rất nhiều khó khăn. Hiện nay vấn đề này đang được kiểm soát bằng
cách lựa chọn tối ưu các thông số gia công, sử dụng dung dịch trơn nguôi, và sử dụng dụng cụ

cắt có khả năng chịu nhiệt cao.
Sử dụng dung dịch trơn nguội bằng phương pháp tưới tràn khi gia công gang cầu bằng
dao gắn mảnh hợp kim cứng có hiệu quả không cao do áp lực của dung dịch trơn nguội thấp,
không xâm nhập vào vùng tiếp xúc giữa phoi và dụng cụ cắt nên khả năng loại bỏ nhiệt không
hiệu quả, lực cắt lớn, chất lượng bề mặt thấp [5,10] và gây ra hiện tượng sốc nhiệt phá huỷ
dụng cụ cắt. Mặt khác phoi hình thành trong quá trình gia công (phoi vụn, độ cứng cao) xâm
nhập trong các bộ phận chuyển động của máy ảnh hưởng đến tuổi bền của mày, bên cạnh đó
vấn để môi trường chưa được giải quyết. Năm 1970 công nghệ gia công khô và gia công bôi
trơn làm nguội tối thiểu bắt đầu được nghiên cứu và áp dụng.
Công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) là công nghệ thay thế cho công nghệ
bôi trơn truyền thống. Đúng với ý nghĩa của tên công nghệ, MQL sử dụng rất ít dung dịch
trơn nguội tưới vào vùng cắt một cách chính xác. Các nghiên cứu [4,9-15,] đều chỉ ra rằng
MQL có rất nhiều ưu điểm như: hiệu quả bôi trơn làm nguội cao, kéo dài tuổi thọ của dụng cụ
cắt, lực cắt nhỏ, độ chính xác và chất lượng bề mặt tăng, mức tiêu hao dụng dịch nhỏ và
không ô nhiễm môi trường.
Đến nay công nghệ bôi trơn làm nguôi tối thiểu vẫn đang được hoàn thiện và áp dụng
ở các nước phát triển. Ở Việt Nam công nghệ này đang được nghiên cứu và đưa vào ứng
dụng trong những năm gần đây và đạt được một số kết quả khả quan [11-14,28]. Tuy nhiên
cho đến nay việc ứng dụng công nghệ MQL trong gia công gang cầu vẫn chưa có nghiên cứu
trong nước cũng như ngoài nước. Do vậy tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn của dụng cụ cắt, chất lượng bề mặt gia
công khi phay gang cầu bằng dao phay mặt đầu ” là cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 4 Chuyên ngành công nghệ CTM
- Nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu đến quá trình phay gang cầu,
so sánh với quá trình phay khô từ cơ sở đó xác định chế độ công nghệ hợp lý góp phần nâng
cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của quá trình gia công gang cầu.
- Nghiên cứu sử dụng dầu thực vật (dầu lạc) trong bôi trơn làm nguội.
- Đưa ra một số chỉ dẫn về công nghệ hợp lý khi gia công các loại gang nói chung.

3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là gia công gang cầu sử dụng dao phay mặt đầu gắn
mảnh hợp kim cứng trên máy phay đứng. Những kết quả và phương pháp nghiên cứu đạt
được sẽ vận dụng hiệu quả trong quá trình nghiên cứu và áp dụng trong thực tiễn khi phay
bang máy trong nhà máy Diezen Sông Công
4. Nội dung nghiên cứu.
Tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn dụng
cụ cắt và chất lượng bề mặt.
+/ Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp bôi trơn làm nguội đến lực cắt, mòn của
dụng cụ cắt và chất lượng bề mặt sau khi gia công khi phay gang cầu.
+/ Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực dòng khí đến lực cắt, chất lượng bề mặt, mòn của
dụng cụ cắt khi phay gang cầu.
5. Phương pháp nghiên cứu.
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
a, Ý nghĩa khoa học.
- Về mặt khoa học đề tài phù hợp với xu thế phát triển khoa học và công nghệ trong và
ngoài nước về công nghệ gia công sạch và thân thiện với môi trường. Do đó đề tài có ý nghĩa
khoa học trong chế tạo máy hiện đại.
- Những nghiên cứu về bôi trơn làm nguội được công bố gần đây tập trung vào nghiên
cứu về bôi trơn làm nguội tối thiểu. Đề tài đã đóng góp một số kết quả vào hướng nghiên cứu
này.
- Quá trình cắt sử dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu là một quá trình phức tạp với tập
hợp lớn các thông số ảnh hưởng và chỉ tiêu đánh giá. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết
hợp với thực nghiệm được trình bày trong luận văn không chỉ phù hợp với đối tượng nghiên
cứu của đề tài mà còn có thể sử dụng khi nghiên cứu quá trình bôi trơn làm nguội tối thiểu
ứng với các điều kiện khác nhau.
b, Ý nghĩa thực tiễn.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 5 Chuyên ngành công nghệ CTM

- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu tới quá trình gia công
vật liệu gang cầu có thể áp dụng trực tiếp hoặc dùng để tham khảo khi gia công các loại gang
khác.
- Kết quả nghiên cứu được áp dụng với những sản phẩm chế tạo trong nhà máy Diezen
Sông Công.
7. Tổng quan về luận văn
Nời nói đầu
Chương I: Tổng quan về gia công gang cầu và bôi trơn làm nguội trong gia công gang cầu
Chương II: Bôi trơn làm nguội tối thiểu trong phay gang cầu
Chương III: Nghiên cứu thực nghiệm
Kết luận của luận văn
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 6 Chuyên ngành công nghệ CTM
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG GANG CẦU VÀ BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TRONG
GIA CÔNG GANG CẦU
1.1. Tính gia công của gang cầu
1.1.1. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến tính gia công của gang cầu
1.2. Hình thành phoi trong gia công gang cầu.
1.3. Lực cắt khi phay gang cầu.
1.3.1. Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến lực cắt khi gia công gang cầu.
1.4. Nhiệt trong gia công gang cầu.
1.4.1. Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến nhiệt trong vùng cắt khi gia công gang
cầu.
1.5. Dụng cụ cắt và mòn của dụng cụ khi gia công gang cầu
1.5.1. Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến mòn của dụng cụ cắt
1.6. Bôi trơn làm nguội trong gia công gang cầu
1.6.1. Tưới tràn trong gia công gang cầu.
1.6.2. Điều kiện cắt khô khi gia công gang cầu.
1.6.3. Bổi trơn làm nguội trong gia công gang cầu

1. Nguyên lý và hệ thống bôi trơn – làm nguội tối thiểu.
2. Dung dịch trơn nguội trong bôi trơn – làm nguội tối thiểu.
3. Tổng quan về công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu trên thế giới và ở Việt Nam.
Những năm 90 của thế kỷ XX, các nước công nghiệp phát triển CHLB Đức, Thụy Điển đã
nghiên cứu và ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL). Hướng nghiên cứu về
MQL tập trung vào: tìm ra các loại dung dịch cắt gọt mới đáp ứng được yêu cầu của MQL
hoặc tìm các chất phụ gia làm tăng tính cắt của dung dịch cắt gọt. Nghiên cứu xác định áp
suất và lưu lượng tối ưu. Cải tiến kết cấu của dụng cụ để thích hợp với MQL. Cải tiến kết cấu
đầu phun và hệ thống bôi trơn. Nghiên cứu ứng dụng MQL trong gia công cứng và gia công
tốc độ cao.
Trên thế giới có một số tài liệu đã công bố nghiên cứu về MQL như các tác giả Nikhil
Ranjan Dhar, Sumaiya Islam, Mohamad Kamruzzaman nghiên cứu ảnh hưởng của MQL đến
mòn dao, độ nhám bề mặt và sai lệch kích thước khi tiện AISI-4340 [24]. Tác giả C.Bruni, L.
d’Apolito, A.Forcellese, F.Gabrielli, M.Simoncini [9] và Abhijit Dilip Kardekar [16] nghiên
cứu MQL trong tiện cứng và phay cứng. Các nghiên cứu [17-20] cũng chỉ ra rằng quá trình
mài có thể ứng dụng MQL và quá trình đó hiệu quả hơn khi cho các hạt nano trong dung dịch
bôi trơn làm nguội; và [24-26] cho thấy MQL có thể áp dụng để gia công hầu hết các loại vật
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 7 Chuyên ngành công nghệ CTM
liệu khác nhau. Điều khác biệt mà các nghiên cứu [4,9,11,14,25,26] đều cho thấy hiệu quả
MQL hơn hẳn trong việc giảm mòn dụng cụ cắt, giảm lực cắt, tăng độ chính xác gia công và
tăng chất lượng bề mặt gia công.
Ở Việt Nam, công nghệ MQL mới chỉ tiếp cận vài năm gần đây. Hiện đã có một số
nghiên cứu áp dụng MQL trong gia công cắt gọt đã công bố như: tác giả Trần Minh Đức đã
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu trong gia công cắt gọt, tác giả đã
xây dựng được hệ thống MQL đáp ứng yêu cầu nghiên cứu và rất thuận lợi cho việc chuyển
giao công nghệ MQL trong tiện cắt đứt, phay rãnh bằng dao phay ngón, phay lăn răng, khoan
[14]. Tác giả Phạm Quang Đồng nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ bôi trơn -
làm nguội tối thiểu đến độ mòn dao và chất lượng bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay ngón
[28]. Tác giả Nguyễn Đức Chính đã Nghiên cứu xác định áp lực và lưu lượng hợp lý để thực

hiện công nghệ bôi trơn làm nguội khi khoan [29]. Tác giả Lưu Trọng Đức đã Nghiên cứu so
sánh các phương pháp tưới trong công nghệ bôi trơn - Làm nguội tối thiểu khi phay rãnh [30].
Tác giả Hoàng Xuân Tứ nghiên cứu ứng dụng MQL trong tiện cứng. Các nghiên cứu trên đã
chứng minh rằng MQL đều có thể áp dụng có hiệu quả ở Việt Nam, và qua đó cũng chỉ ra loại
dầu thực vật hiện có ở Việt Nam có thể thay thế ứng dụng có hiệu quả trong MQL góp phần
nâng cao hiệu quả kinh tế trong gia công.
Như đã trình bày trong mục 1.1, gang cầu là một loại vật liệu khó gia công, việc ứng
dụng tưới tràn trong phay loại vật liệu này có hiệu quả không cao, bên cạnh đó gia công khô
tồn tại rất nhiều nhược điểm. Tác giả Cao Đông Phong [33] cho thấy việc ứng dụng MQL
trong gia công gang hoàn toàn có hiệu quả như gia công các loại vật liệu khác. Tuy nhiên
những nghiên cứu về ứng dụng MQL trong gia công gang còn hạn chế. Bên cạnh đó xuất phát
từ nhu cầu thực tế gia công vật liệu này trong nhà máy Diezen Sông Công trên địa bàn, tác giả
thấy rằng việc nghiên cứu, ứng dụng MQL trong gia công gang cầu là cần thiết.
Kết luận chương I:
* Gang cầu là vật liệu khó gia công.
* Mòn do dính là cơ chế mòn chủ yếu khi gia công gang cầu.
* Hiện tượng mẻ hoặc gãy dụng cụ cắt có thể xảy ra khi chất lượng phôi đúc không tốt.
* Hiện tượng lẹo dao khi phay gang cầu có thể khắc phục được khi sử dụng dung dịch trơn
nguội và góc trước của dao dương.
* Hiệu quả bôi trơn - làm nguội bằng phương pháp tưới tràn khi gia công gang cầu không cao,
hơn nữa khi sử dụng phương pháp này có chi phí cao và gây ô nhiễm môi trường.
* Ở Việt Nam khi gia công gang cầu phổ biến dùng phương pháp gia công khô do đó chất
lượng bề mặt và tuổi bền của dụng cụ cắt thấp.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 8 Chuyên ngành công nghệ CTM
* Bôi trơn – làm nguội tối thiểu là công nghệ đã được phát triển mạnh và áp dụng phổ biến ở
các nước phát triển. Ở Việt Nam công nghệ này mới đang dừng lại ở nghiên cứu, việc áp dụng
trong sản xuất còn hạn chế.
1.7. Vấn đề nghiên cứu.
Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu vào quá trình phay

gang cầu chưa được nghiên cứu hoàn thiện. Với mục đích nghiên cứu và ứng dụng công nghệ
bôi trơn làm nguội tối thiểu một cách có hiệu quả trong gia công sản phẩm bằng gang cầu
trong nhà máy Diezen Sông Công – Thái Nguyên, tác giả đã lựa chọn đề tài nghiên cứu
“Nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt, mòn của dụng cụ
cắt, chất lượng bề mặt gia công khi phay gang cầu bằng dao phay mặt đầu ”
CHƯƠNG II
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 9 Chuyên ngành công nghệ CTM
BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TRONG PHAY GANG CẦU BẰNG DAO
PHAY MẶT ĐẦU
2.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội đến quá trình phay gang cầu
2.2. Ảnh hưởng của vị trí, số lượng vòi, góc bố trí vòi dẫn dẫn dung dịch vào vùng cắt
khi phay bằng dao phay mặt đầu sử dụng MQL
- Phun lên mặt trước của dao (hình 2.2).
- Phun vào mặt sau của dao (Hình 2.3).
- Phun vào cả mặt trước và mặt sau của dao (hình 2.4)
- Sử dụng nhiều vòi phun (hình 2.5)
2.3. Ảnh hưởng của áp lực dòng khí đến mòn dụng cụ trong bôi trơn – làm nguội tối
thiểu.
2.4. Giới hạn vấn đề nghiên cứu.
Có rất nhiều thông số ảnh hưởng đến hiệu quả của phương pháp bôi trơn làm nguội tối
thiểu. Tuy nhiên trong phạm vi luận văn này tác giả chỉ nghiên cứu một số vấn đề sau:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp bôi trơn nguội trong công nghệ MQL đến
lực cắt, mòn của dụng cụ cắt và chất lượng bề mặt khi phay gang cầu.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực dòng khí đến lực cắt, mòn của dụng cụ cắt và chất
lượng bề mặt khi phay gang cầu.
Mô hình quá trình thí nghiệm được trình bày như hình 2.12
Hình 2.6. Mô hình quá trình thí nghiệm
2.5. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp lý thuyết với thực nghiệm. Trong đó chủ yếu là nghiên cứu thực nghiệm.

Kết luận chương 2:
* Công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiếu trong gia công cắt gọt có hiệu quả bôi trơn làm
nguội rất cao nhưng ở Việt Nam chưa được áp dụng nhiều vào thực tế sản xuất.
* Quá trình gia công sản phẩm bằng gang cầu trong nhà máy Diezen Sông Công trên địa bàn
đang cần được nghiên cứu và chuyển giao công nghệ để nâng cao hiệu quả của quá trình cắt.
* Cách dẫn dung dịch vào vùng cắt (số lượng vòi phun, vị trí đặt vòi phun) ảnh hưởng rất lớn
đến hiệu quả của bôi trơn - làm nguội tối thiểu.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Thông số đầu vào:
- Phương pháp bôi trơn
làm nguội
- Áp lực dòng khí.
Quá trình
công nghệ
Thông số đầu ra:
- Lực cắt
- Nhám bề mặt.
- Mòn dụng cụ
cắt.
- Lượng tiêu hao
dung dịch.
Luận văn Thạc sĩ 10 Chuyên ngành công nghệ CTM
* Áp lực dòng khí nén đóng vai trò rất quan trọng trong công nghệ bôi trơn - làm nguội tối
thiểu.
* Các loại dầu thực vật ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng do vậy nên nghiên cứu ứng
dụng các loại dầu này vào bôi trơn - làm nguội trong gia công cắt gọt thay cho việc hiện nay
vẫn sử dụng các loại dung dịch được làm từ các nguyên tố hoá học và phải nhập ngoại.
CHƯƠNG III
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.1. Xây dựng hệ thống thí nghiệm.

Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 11 Chuyên ngành công nghệ CTM
3.1.1. Yêu cầu của hệ thống thí nghiệm.
Xây dựng hệ thống thí nghiệm phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đáp ứng được yêu cầu lý thuyết cần nghiên cứu.
- Đảm bảo độ chính xác, độ tin cậy và độ ổn định.
- Đảm bảo việc thu thập, lưu trữ và xử lý số liệu thuận lợi.
- Đảm bảo tính khả thi.
- Đảm bảo tính kinh tế.
3.1.2. Hệ thống thí nghiệm (hình 3.1)
1. Máy công cụ: Máy phay đứng Showa-kiểu
JMII sản xuất tại tập đoàn máy công cụ
Showa Nhật Bản
2. Dụng cụ cắt: Dụng cụ cắt sử dụng trong
thí nghiệm là BK8 của công ty Zhuzhou
Chang Jiang Carbide Tools Co.,Ltd (hình 3.2)
3. Vật liệu gia công: Gang xám đạt độ cứng HB=170-220, kích thước phôi 110x100x100mm.
4. Dung dịch trơn nguội: Dầu thực vật (dầu lạc)
5. Hệ thống cấp khí nén (hình 3.3):
Máy nén khí PT-0136 sản xuất tại Đài Loan, áp suất khí nén lớn nhất
có thể đạt được là 8 KG/cm
2
6. Hệ thống vòi phun: hệ thống vòi phun NOGA
của Cộng Hoà Liên Bang Đức (hình 3.4)
3.1.3. Thiết bị đo
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Hình 3.4.hệ thống vòi phun NOGA.
Hình 3.1.hệ thống thí nghiệm
Hình 3.2. mảnh dụng cụ cắt
Hình 3.3.máy nén khí PT-0136

Hình 3.5.máy đo nhám SJ201
Luận văn Thạc sĩ 12 Chuyên ngành công nghệ CTM
1. Máy đo nhám.
Máy đo nhám Mitutoyo SJ 201 code 178-390 (hình 3.5), các thong số kỹ thuật cơ bản:
- Hiển thị LCD, tiêu chuẩn DIN, ISO, JIS, ANSI.
- Thông số đo được: Ra, Rz, Rt, Rp, Rq, Ry, Pc, S, Sm
- Độ phân giải: 0.03µm/300µm; 0.08µm/75µm; 0.04/9.4µm.
- Bộ chuyển đổi A/D:RS232
- Phần mềm điều khiển và xử lý số liệu MSTATW324.0.
2. Dụng cụ đo lưu lượng
- Loại có vạch chia 1ml, thể tích 10ml±0.2ml
3. Máy đo lực Máy đo lực của Kistler 9257BA, phần mềm điều khiển và sử lý số liệu
DASYLAB.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Hình 3.7 .thiết bị ổn định và điều chỉnh áp suất
Hình 3.6.máy đo lực
Kistler 9257BA
Luận văn Thạc sĩ 13 Chuyên ngành công nghệ CTM
4. Kính hiển vi điện tử quét (hình 3.8)
Model VEGA3SBU easy Probe
Xuất sứ: Tescan/ Cộng Hoà Séc
5. Thiết bị ổn định và điều chỉnh áp suất: bao gồm một đồng hồ đo áp đầu vào và một đồng hồ
đo áp đầu ra của dòng khí (hình 3.7).
3.1.4. Phần mềm xử lý số liệu thí nghiệm: phần mềm EXCEL2007
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp bôi trơn - làm nguội đến lực cắt, mòn của
dụng cụ cắt và chất lượng bề mặt khi phay gang cầu bằng dao phay mặt đầu
3.2.1.Quá trình thí nghiệm:
Các bước tiến hành thí nghiệm:
- Gia công khô:
- Gia công sử dụng MQL với lưu lượng Q=0.4 ml/phút, áp lực dòng khí P=5KG/cm2.

3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực dòng khí đến lực cắt, chất lượng bề mặt, mòn và
nhám bề mặt khi phay gang cầu.
3.3.1.Quá trình thí nghiệm:
Các bước tiến hành thí nghiệm:
- Gia công khô
- Gia công sử dụng MQL với lưu lượng Q=0.4 ml/phút, áp lực dòng khí P=4KG/cm
2
.
- Gia công sử dụng MQL với lưu lượng Q=0.4 ml/phút, áp lực dòng khí P=6KG/cm
2
.
3.4. Kết quả và thảo luận:
3.4.1. Mòn dụng cụ cắt:
1. Mòn và cơ chế mòn mặt trước của dung cụ cắt khi phay gang cầu
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Hình 3.8. kính hiển vi điện tử quét
Luận văn Thạc sĩ 14 Chuyên ngành công nghệ CTM
Hình 3.9. Vết mòn mặt trước của dụng cụ cắt ứng với MQL ở áp suất dòng khí 5KG/Cm2, sau
thời gian cắt là 13,32 phút; b phóng to của a.
Hình 3.10. Vết mòn mặt trước của dụng cụ cắt ứng với phương pháp cắt khô, sau thời gian
cắt là 13,32 phút; b phóng to của a
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 15 Chuyên ngành công nghệ CTM
Hình 3.11. Vết mòn mặt trước của dụng cụ cắt ứng với MQL ở áp suất dòng khí 4KG/Cm2,
sau thời gian cắt là 13,32 phút; b phóng to của a.
Hình 3.12. Vết mòn mặt trước của dụng cụ cắt ứng với MQL ở áp suất dòng khí
6KG/Cm2, sau thời gian cắt là 13,32 phút; b phóng to của a.
2. Mòn và cơ chế mòn mặt trước của dung cụ cắt khi phay gang cầu:
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 16 Chuyên ngành công nghệ CTM

Hình 3.13. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lượng mòn mặt sau Vb trong các trương hợp
gia công khô; gia công có sử dụng MQL
Hình 3.14. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng với phương pháp gia công khô, sau thời
gian cắt là 13.32 phút và phần trăm thành phần hoá học tại các vùng trên vết mòn.
b. hình phóng to của a; e. bảng phân tích thành phần vật liệu tại vùng 2.
c. hình phóng to của b; d. bảng phân tích thành phần vật liệu tại vùng 1
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 17 Chuyên ngành công nghệ CTM
Hình 3.15. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng MQL ở áp suất dòng khí 5KG/Cm
2
, sau thời
gian cắt là 17,76 phút; b, c là hình phóng to của
Hình 3.16. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng với gia công khô, sau thời gian cắt là 17,76
phút; b, c là hình phóng to của a
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 18 Chuyên ngành công nghệ CTM
Hình 3.17. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng với MQL ở áp suất dòng khí 6KG/Cm
2
, sau
thời gian cắt là 17,76 phú; b, c là hình phóng to của a.
Hình 3.18. Vết mòn mặt sau của dụng cụ cắt ứng MQL ở áp suất dòng khí 4KG/Cm
2
, sau thời
gian cắt là 17,76 phút; b, c là hình phóng to của a.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 19 Chuyên ngành công nghệ CTM
3. Kết luận
* Khi gia công gang cầu mòn mặt trước và mặt sau đồng thời xuất hiện. Tuy nhiên lượng mòn
mặt sau là rất lớn.

* Cơ chế mòn do dính là chủ yếu khi gia công gang cầu.
* Lượng mòn mặt sau giảm đi rõ rệt khi gia công sử dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu, tuổi
bền của dụng cụ cắt có thể tăng 300% so với gia công khô.
* Áp suất dòng khí ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tạo màng bôi trơn trong vùng cắt, từ đó
ảnh hưởng đến mòn dụng cụ cắt và tuổi bền của dụng cụ cắt.
3.4.2. Lực cắt
Sau khi đo lực cắt trong quá trình gia công, sử dụng phần mềm DASYLAB điều kiển
và sử lý số liệu thí nghiệm có các kết quả sau:
Hình 3.20. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lực cắt F
z
(N) trong các trương hợp cắt khô;
cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm
2
, 5KG/cm
2
, 6KG/cm
2
.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 20 Chuyên ngành công nghệ CTM
Hình 3.21. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lực cắt F
y
(N) trong các trương hợp cắt khô;
cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm
2
, 5KG/cm
2
, 6KG/cm
2
.

Hình 3.22. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và lực cắt F
x
(N) trong các trương hợp cắt khô;
cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm
2
, 5KG/cm
2
, 6KG/cm
2
*Kết luận
- Lực cắt khi gia công trong điều kiện MQL ở áp suất khí 5KG/Cm
2
cho giá trị nhỏ nhất trong
cả ba thành phần F
x
, F
y
, F
z
.
- Trong điều kiện gia công khô, MQL ở áp suất khí 4KG/Cm
2
và MQL ở áp suất khí
6KG/Cm
2
có giá trị tương đương nhau.
- Ảnh hưởng của áp suất dòng khí là rất lớn đến điều kiện ma sát của vùng cắt, đồng thời ảnh
hưởng rất lớn đến lực cắt trong quá tình cắt.
3.4.3. Chất lượng bề mặt sau khi gia công
Kết quả đo gia trị nhám bề mặt Ra, Rz được tổng hợp trong mục lục 2, sử dụng các

phần mềm EXCEL2007 cho ra kết quả sau:
Trần Văn Quân CHK12-CTM
phút
Luận văn Thạc sĩ 21 Chuyên ngành công nghệ CTM
Hình 3.23. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và giá trị nhám Ra trong các trương hợp cắt
khô; cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm
2
, 5KG/cm
2
, 6KG/cm
2
.
Hình 3.24. Quan hệ giữa thời gian cắt (phút) và giá trị nhám Rz trong các trương hợp cắt
khô; cắt có sử dụng MQL với áp suất dòng khí là 4KG/cm
2
, 5KG/cm
2
, 6KG/cm
2
.
*Kết luận
- Giá trị nhám bề mặt R
a,
R
Z
khi gia công gang cầu sử dụng MQL nhỏ hơn so với gia công
khô.
- Ảnh hưởng của áp suất dòng khí là rất lớn đến chất lượng bề mặt khi gia công gang cầu, ứng
với áp suất dòng khí 5KG/cm
2

cho giá trị nhám R
a,
R
z
nhỏ nhất
KẾT LUẬN CHUNG
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 22 Chuyên ngành công nghệ CTM
1.Kết luận chung
+ Tác giả đã giới hạn vấn đề nghiên cứu và lựa chọn được phương pháp nghiên cứu phù hợp
với điều kiện cụ thể.
+ Đã xây dựng được hệ thống thí nghiệm đáp ứng được yêu cầu nghiên cứu.
+ Qua nghiên cứu này tác giả đã chứng minh được ưu điểm của phương pháp bôi trơn làm
nguội tối thiểu so với gia công khô khi áp dụng vào quá trình phay gang cầu qua các chỉ số về
mòn dụng cụ cắt, cơ chế mòn, lực cắt, chất lượng bề mặt chi tiết gia công.
+ Qua nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của áp lực dòng khí trong quá trình sử dụng MQL là
rất lớn, đồng thời chứng minh với áp suất 5KG/cm
2
cho khả năng đưa dung dịch, tạo sương
mù và tạo màng dầu trên bề mặt dụng cụ là tốt nhất qua đó cải thiện được ma sát trong vùng
cắt.
+ Đã chứng minh được khả năng bôi trơn của dầu thực vật sẵn có ở Việt Nam. Qua đó lợi ích
về kinh tế và môi trường của loại dầu này một lần nữa được khẳng định.
+ Kết quả của nghiên cứu cho thấy hoàn toàn có thể áp dụng và chuyển giao công
nghệ MQL trong phay bàn Máp 2 rãnh bằng gang cầu tại nhà máy Diezen Sông Công – Thái
Nguyên.
2. Những giới hạn, định hướng nghiên cứu và các kiến nghị
+ Để có thể áp dụng một cách có hiệu quả vào thực tiễn cần phải có các nghiên cứu
sâu hơn về chế độ bôi trơn như: số lượng vòi phun, vị trí vòi phun, lưu lượng tưới…
+ Chưa nghiên cứu để tìm hiểu thêm các loại dầu thực vật, cũng như các dung dịch bôi

trơn khác như: dầu hạt cải, dầu đậu nành, dầu vừng…
+ Chưa có các đánh giá sâu về ảnh hưởng đến bản chất vật lý của quá trình cắt như:
ma sát trong vùng cắt, sự hình thành màng dầu trên bề mặt dụng cụ, nhiệt cắt, cấu trúc tế vi
lớp bề mặt sau khi gia công,…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bành Tiến Long,Trần Thế Lục; Nguyên lý gia công vật liệu; NXB Khoa học kỹ thuật –
Hà Nội 2001.
[2]. Nguyễn Đăng Bình & Phan Quang Thế; Một số vấn đề về ma sát, mòn và bôi trơn trong
kỹ thuật; NXB Khoa học và kỹ thuật – Hà Nội 2006.
[3]. Cora Lahiff
a
, Seamus Gordon
b,*
, Pat Phelan
b
; PCBN tool wear modes and mechanisms in
finesh hard turning; Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 23 (2007) 638-644.
[4]. N.R.Dhar
1
and M.M.A.Khan
2
, A study of effects of MQL on temperature, force, tool wear
and product quality in turning AISI 9310 steel, Department of Industrial & production
Engineering Shah Jalal University of Science & Technology (SUST), Bangladesh,

Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 23 Chuyên ngành công nghệ CTM
[5]. Viktor P. Astakhov, The assessment of cutting tool wear, international journalof
Macchine & Manufacture 44 (2004) 637-647
[6].

Narutaki

N,

Yamane

Y.

Tool

wear

and

cutting

temperature

of

CBN

tools

in
machining

of

hardened

steels.

Ann

CIRP

1979;28:23–8
.
[7].
Farhat

ZN.

Wear

mechaniam

of

CBN

cutting

tool

during

high-speed
machining

of
mold

steel.

Mater

Sci

Eng
2003;A36
1:100–10.
[8].
K
o
¨
nig

W,

Neises

A.

Wear

mechanism
s

o
f

ultrahar
d,

non-metallic
cutting
materials.

Wear

1993;162–164:12–21.
[9]. C.Bruni, L. d’Apolito, A.Forcellese, F.Gabrielli, M.Simoncini, Surface roughness
modelling in finish face milling under MQL and dry cutting conditions, Department of
Mechanics, University Politecnica delle Marche, 60131 Ancona, Italy.
[10]. Uwe Heisel; Marcel Lutz (Stuttgart);Dieter Spath; Robert Wassmer; Ulrich Walter
(Karlsmhe); Application of Minimum Quantity Cooling Lubrication Technology in Cutting
Processes; Universities of Stuttgart and Karlsruhe, Institute for Machine Tools I Institute for
Machine Tools and Production Science.
[11].Trần Minh Đức; Ảnh hưởng của phương pháp tưới và dung dịch đến mòn và tuổi bền
của dao khi tiện cắt đứt; Tạp chí KHCN các trường đại học kỹ thuật 67 (2008) Tr99-102.
[12].Trần Minh Đức; Ảnh hưởng của áp suất dòng khí trong bôi trơn làm nguội tối thiểu đến
mòn, tuổi bền của dụng cụ và nhám bề mặt gia công; Tạp chí KHCN các trường đại học kỹ
thuật 76 (2010) Tr85-89.
[13]. T.R.ANBRANSAN THANGAVELU; Envaluation of coolant concentration on the
machiniability of carbon steel during end milling; project report submitted in partial
fulfillment of the requirement for the Degrees of Master of Mechanical Engineering;
Universiti Teknologi Malaysia, 2007
[14]. Trần Minh Đức; Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu trong

gia công cắt gọt; B2005 – 01 – 61TĐ.
[15]. A.S. Varadarajan,P.K. Philip. B. Ramamoorthy; Manufacturing Engineering Sectio,
Department of Mechanical Engineering, Indian Institulte of Technology, Madras, Chennai
600036, India; Investigation on hart turning with minimal cutting fluid application (HTMF)
and its comparison with dry and wet turning; International journal of Machine tools &
Manufacture – Design research and application.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 24 Chuyên ngành công nghệ CTM
[16]. Abhijit Dilip Kardekar; Modenling and optimization of machining performance
measures in face milling of automotive aluminum alloy A380 under different
lubrication/cooling condition for sustainable manufacturing; Master of Science in the College
of Engineering at the University of Kentucky,2005
[17]. T. Nguyen, L.C. Zhang; School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic
Engineering, The University of Sydney, NSW 2006, Australia; The coolant penetration in
grinding with segmented wheels: mechanis and comparison with conventional wheels;
International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and application.
[18]. D. Babic, D.B. Murray, A.A. Torrance; Department of Mechanical and Manufacterring
Engineering, Trinity College Engineering, Dublin 2, Ireland; Mist jet cooling of grinding
processes; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and
application.
[19]. V.K. Gviniashvili, N.H. Woolley, W.B. Rowe; AMTTREL, School of Engineering,
Liverpool John Moores University, Liverpool L33AF, UK; Useful coolant flowrate in
grinding; International journal of Machine tools & Manufacture – Design research and
application.
[20]. M RAHMAN, A SENTHIL KUMAR, H S LIM and K FATIMA; Nano finish grinding
of brittle materials using electrolytic in-process dressing (ELID) technique; Department of
Mechanical Engineering, National University of Singapore, Singapore 119260, e-mail:
; S¯adhan¯a Vol. 28, Part 5, October 2003, pp. 957–974. © Printed in
India.
[21]. N.R.Dhar

1
and M.M.A.Khan
2
, A study of effects of MQL on temperature, force, tool
wear and product quality in turning AISI 9310 steel, Department of Industrial & production
Engineering Shah Jalal University of Science & Technology (SUST), Bangladesh,

[22]. Product and Prodution Development, Chalmers University of Technology, SE-41150
Gothenbung, Sweden; High-pressure jet-assisted cooling: a new possiblity for near net shape
turning of decarburized stell; International journal of Machine tools & Manufacture – Design
research and application.
[23]. Department of Mechanical Manufacture and Automation, Harbin Institute of technology,
Habin 150001, China; Research on experiments and action mechanism with water vopor as
coolant and lubricant in Green cutting; International journal of Machine tools & Manufacture
– Design research and application.
Trần Văn Quân CHK12-CTM
Luận văn Thạc sĩ 25 Chuyên ngành công nghệ CTM
[24]. N. R. Dhar
1
, S. Islam
2
and M. A. H. Mithu
3
, Effect of Minimum Quantity Lubrication
(MQL) on Tool Wear, Surface Roughness and Dimensional Deviation in Turning AISI-4340
Steel, Associate Professor, Industrial & Production Engineering Department, Bangladesh
University of Engineering & Technology (BUET), Dhaka, Bangladesh.
[25]. Durval U. Braga
a,b
,*, Anselmo E. Diniz

c,1
, Gilberto W.A. iranda
b,d,2
, Nivaldo L.
Coppini
c,1
, Using a minimum quantity of lubricant (MQL) and a diamond coated tool in the
drilling of aluminum–silicon alloys, international journalof Macchine & Manufacture 122
(2002) 127-138.
[26]. Y.S. Liao
a,*
, H.M. Lin
a
, Y.C. Chen
b
, Feasibility study of the minimum quantity
lubrication in high-speed end milling of NAK80 hardened steel by coated carbide tool;
international journalof Macchine & Manufacture 47 (2007)1667-1676
[27]. FRIEDHELM LIERATH H J. KNOCHE P. HERZHOFF, supposition and boundary
condition which have to be considered when gear hobbing bigger moduled teeth (m=3-7mm)
with HSS-tools under dry condition, Institute of Manufacturing Technology and Quality
Management, Otto-von-Guericke-University Magdeburg,Universitaetsplatz 2, 39106
Magdeburg, Germany;
[28]. Phạm Quang Đồng, Nghiên cứu ảnh hưởng của các thong số công nghệ bôi trơn làm
nguội tối thiểu đến mòn dao và chất lượng bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay ngón, đề tài
thạc sĩ kỹ thuật 2007.
[29]. Nguyễn Đức Chính, Nghiên cứu xác định áp lực và lưu lượng hợp lý để thực hiện công
nghệ bôi trơn - làm nguội tối thiểu khi khoan, đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên,2007
[30]. Lưu Trọng Đức, Nghiên cứu so sánh phương pháp tưới trong công nghệ bôi trơn – làm
nguội tối thiểu khi phay rãnh, đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên, 2007.

[31]. Hoàng Xuâ Tứ, Ảnh hưởng của bôi trơn – làm nguội tối thiểu đến mòn dụng cụ cắt và
nhám bề mặt khi tện thép 9CrSi đã qua tôi, đề tài thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên, 2009.
[32]. Cao Đông Phong, Nghiên cứu và lựa chọn chế độ cắt tối ưu khi phay mặt phẳng bằng
dao phay mặt đầu đối với gang cầu có bôi trơn tối thiểu, đề tại thạc sĩ kỹ thuật, Thái Nguyên,
2009
Trần Văn Quân CHK12-CTM