Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến nhám bề mặt khi mài thép không gỉ trên máy mài tròn ngoài
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (361.84 KB, 27 trang )
1
Trường Đại học KTCN
Luận văn Thạc sĩ
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
-----------------------------------------------------------------------
PHẠM NGỌC DUY
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT
ĐẾN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI THÉP KHÔNG GỈ
TRÊN MÁY MÀI TRÒN NGOÀI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRẦN MINH ĐỨC
THÁI NGUYÊN 2010
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
2
Trường Đại học KTCN
Luận văn Thạc sĩ
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
****************************
THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT
ĐẾN NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI THÉP KHÔNG GỈ
TRÊN MÁY MÀI TRÒN NGOÀI
Học viên
Lớp
: Phạm Ngọc Duy
: CHK11 CTM
Chuyên ngành
: Công nghệ Chế tạo máy
Ngƣời HD khoa học : TS. Trần Minh Đức
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
HỌC VIÊN
TS. Trần Minh Đức
Phạm Ngọc Duy
KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
BGH TRƢỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
THÁI NGUYÊN 2010
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
3
Trường Đại học KTCN
Luận văn Thạc sĩ
LỜI CẢM ƠN
Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn
chân thành tới TS. Trần Minh Đức- người Thầy đã tận tình hướng dẫn tôi
trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tiếp theo Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học
Kỹ thuật Công nghiệp, Khoa đào tạo sau đại học, Khoa Cơ khí và bộ môn
Chế tạo máy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập,
nghiên cứu và thực hiện bản luận văn này.
Sau hết Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả
Phạm Ngọc Duy
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
4
Trường Đại học KTCN
Luận văn Thạc sĩ
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình khác. Trừ
những phần tham khảo đã được ghi rõ trong Luận văn.
Tác giả
Phạm Ngọc Duy
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
5
Trường Đại học KTCN
Luận văn Thạc sĩ
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................. 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MÀI THÉP KHÔNG GỈ ................................. 14
1.1. Đặc điểm và ứng dụng của thép không gỉ .......................................... 14
1.1.1. Đặc điểm chủ yếu của thép không gỉ........................................... 14
1.1.2. Phân loại, ký hiệu và ứng dụng ................................................... 15
1.1.3. Tính gia công của thép không gỉ ................................................. 16
1.2. Tổng quan về công nghệ mài, chất lượng bề mặt, lực và rung động khi mài .. 18
1.2.1. Tổng quan về công nghệ mài ...................................................... 18
1.2.1.1. Đặc điểm của quá trình mài.................................................. 18
1.2.1.2. Khả năng công nghệ của mài ............................................... 19
1.2.1.3. Quá trình tạo phoi khi mài ................................................... 23
1.2.2. Chất lượng bề mặt sau mài.......................................................... 26
1.2.2.1. Nhám bề mặt ........................................................................ 26
1.2.2.2. Sóng bề mặt ........................................................................ 27
1.2.2.3. Tính chất cơ lý lớp bề mặt .................................................... 27
1.2.2.4. Cấu trúc tế vi lớp bề mặt sau mài ......................................... 29
1.2.3. Lực cắt khi mài ........................................................................... 29
1.2.4. Nhiệt cắt khi mài......................................................................... 31
1.2.5. Rung động khi mài ..................................................................... 33
1.2.6. Đặc điểm về mài thép không gỉ ................................................... 34
1.2.6.1. Tạo phoi ............................................................................... 34
1.2.6.2. Lực cắt khi mài .................................................................... 36
1.2.6.3. Mòn đá ................................................................................. 37
1.2.6.4. Nhiệt cắt.............................................................................. 40
1.2.7. Mô hình quá trình mài ................................................................ 40
1.2.8 .Khái quát về các công trình nghiên cứu và định hướng nghiên cứu .. 42
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
Trường Đại học KTCN
6
Luận văn Thạc sĩ
1.2.8.1. Khái quát về các công trình nghiên cứu trong lĩnh vực mài .. 42
1.2.8.2. Định hướng nghiên cứu ........................................................ 43
1.2.9. Kết luận chương I ....................................................................... 44
Chƣơng 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT
GIA CÔNG ...................................................................... 45
2.1. Giới thiệu .......................................................................................... 45
2.2. Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt ........................................... 45
2.2.1. Ảnh hưởng đến nhám bề mặt và sóng bề mặt .............................. 45
2.2.1.1. Ảnh hưởng đến nhám bề mặt ............................................... 45
2.2.1.2. Ảnh hưởng đến sóng bề mặt ................................................ 52
2.2.2. Ảnh hưởng đến tính chất cơ lý lớp bề mặt .................................. 53
2.2.2.1. Độ cứng lớp bề mặt .............................................................. 53
2.2.2.2. Trạng thái ứng suất dư lớp bề mặt ........................................ 55
2.3. Chất lượng bề mặt khi mài thép không gỉ .......................................... 57
2.4. Các phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt gia công ..................... 58
2.4.1. Các phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt gia công ................. 58
2.4.2. Phương pháp đánh giá độ cứng lớp bề mặt của vật liệu gia công 58
2.4.3. Phương pháp đánh giá cấu trúc lớp kim loại bề mặt gia công...... 59
2.4.4. Các phương pháp đánh giá ứng suất dư bề mặt gia công ............. 59
2.5. Các hướng nghiên cứu về mài và giới hạn vấn đề nghiên cứu ............ 60
2.5.1. Các hướng nghiên cứu về mài ..................................................... 60
2.5.2. Giới hạn vấn đề nghiên cứu ........................................................ 61
2.6. Kết luận chương 2 ............................................................................. 62
Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU .............. 63
3.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ............................................... 63
3.1.1. Các nguyên tắc cơ bản của quy hoạch thực nghiệm .................... 63
3.1.2. Quy hoạch thực nghiệm và mô hình hồi quy thực nghiệm .......... 64
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
Trường Đại học KTCN
7
Luận văn Thạc sĩ
3.2. Hệ thống thiết bị thí nghiệm .............................................................. 67
3.2.1. Yêu cầu đối với hệ thống thí nghiệm .......................................... 67
3.2.2. Mô hình thí nghiệm .................................................................... 67
3.2.3. Hệ thống công nghệ .................................................................... 68
3.2.3.1. Máy mài ............................................................................... 68
3.2.3.2. Đá mài ................................................................................. 69
3.2.3.3. Phôi liệu ............................................................................... 70
3.2.3.4. Dụng cụ sửa đá .................................................................... 70
3.2.3.5. Dung dịch trơn nguội ........................................................... 70
3.2.3.6. Thiết bị đo............................................................................ 70
3.3. Xác định điều kiện biên ..................................................................... 72
3.4. Xử lý số liệu thực nghiệm .................................................................. 72
3.4.1. Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm, quá trình thí nghiệm ................... 72
3.4.1.1. Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm .............................................. 72
3.4.1.2 Quá trình thí nghiệm ............................................................. 74
3.4.2. Xử lý số liệu thực nghiệm ........................................................... 75
3.4.2.1. Ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt ................... 75
3.4.2.2. Ảnh hưởng của chế độ cắt đến hình thái bề mặt gia công ..... 79
3.5. Thảo luận kết quả .............................................................................. 82
3.6. Kết luận chương 3 ............................................................................. 83
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO....................... 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 86
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
Trường Đại học KTCN
8
Luận văn Thạc sĩ
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
nđ
Sd
Sn
az
bz
t
b
B
Dđ
đ
Lc
De
hmax
htđ
Qw
Q’ w
Piz
Piy
Pz
Py
Ra, Rz, Rt
Kp = Py/Pz
N
u
Kc
G
T
Tm
Ssđ
tsđ
xi
g
Ý nghĩa
Tốc độ quay của đá mài
Lượng chạy dao dọc
Lượng chạy dao ngang
Chiều sâu cắt của một hạt mài
Chiều rộng phoi cắt
Chiều sâu cắt khi mài
Chiều rộng mài
Chiều rộng của đá mài
Đường kính của đá mài
Tốc độ của đá mài
Chiều dài cung tiếp xúc tĩnh
Đường kính tương đương
Chiều dày phoi không biến dạng lớn nhất
Chiều dày phoi tương đương
Tốc độ bóc vật liệu
Tốc độ bóc vật liệu trên 1 đơn vị bề rộng mài
TP lực cắt theo phương tiếp tuyến tác dụng lên 1 hạt mài
TP lực cắt theo phương pháp tuyến tác dụng lên 1 hạt mài
Thành phần lực cắt tiếp tuyến
Thành phần lực cắt pháp tuyến
Thông số đánh giá độ nhám bề mặt gia công
Hệ số lực cắt
Công suất mài
Năng lượng riêng khi mài
Hệ số khả năng cắt của đá mài
Hệ số mài
Tuổi bền của đá mài
Nhiệt độ mài
Lượng chạy dao dọc khi sửa đá
Chiều sâu cắt khi sửa đá
Giá trị mã hoá của các thông số vào
Gia tốc
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Đơn vị
Vòng/ph
m/ph
mm/HTĐ
mm
mm
mm
mm
mm
mm
m/s
mm
mm
mm
mm
mm3/s
mm3/s.m
N
N
N
N
m
W
J/mm3
mm3/s.N
phút
0
C
m/ph
mm
m/s2
Học viên: Phạm Ngọc Duy
Trường Đại học KTCN
9
Luận văn Thạc sĩ
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hệ số truyền nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng hợp kim [9] 31
Bảng 2.1 Số lượng hạt mài trong một mm2 bề mặt đá ................................... 48
Bảng 3.1 Tỷ lệ các nguyên tố của thép SUS304........................................... 70
Bảng 3.2 Ma trận thực nghiệm ..................................................................... 73
Bảng 3.3 Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt
khi mài thép SUS304 bằng đá Al2O3. ............................................ 74
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
Trường Đại học KTCN
10
Luận văn Thạc sĩ
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý các phương pháp mài tròn ngoài ......................... 21
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý các phương pháp mài tròn trong ........................ 22
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý các phương pháp mài phẳng .............................. 23
Hình 1.4. Các dạng có thể có của lưỡi cắt ..................................................... 24
Hình 1.5. Quá trình tạo phoi khi mài ............................................................ 25
Hình 1.6. Sự hình thành độ nhám bề mặt mài [9] ........................................ 26
Hình 1.7 Cấu trúc lớp bề mặt mài [12] ......................................................... 28
Hình 1.8 Nhiệt và sự phân bố năng lượng khi mài ............................................. 32
Hình 1.9 Rung động gây ra sóng bề mặt gia công [9]. ................................. 33
Hình 1.10
Sơ đồ tạo phoi khi mài .............................................................. 34
Hình 1.11 Sơ đồ thoát phoi khi mài ............................................................. 35
Hình 1.12 Hạt mài găm vào bề mặt chi tiết .................................................. 35
Hình 1.13 Sơ đồ phân bố lực ....................................................................... 36
Hình 1.14 Biến dạng của chi tiết khi mài ..................................................... 37
Hình 1.15 Hiện tượng phoi dính bám lên bề mặt hạt mài .............................. 37
Hình 1.16. Biến dạng dẻo trên chi tiết gia công và trên bề mặt đá ................ 38
Hình 1.17. Hiện tượng nứt tế vi trên hạt mài và chất dính kết ....................... 38
Hình 1.18 Quan hệ giữa lượng mòn và thời gian gia công ........................... 39
Hình 1.19 Lượng mòn hướng kính và mòn góc đá mài ................................. 39
Hình 1.20 Lượng mòn của hạt mài .............................................................. 39
Hình 1.21 Mô hình hoá quá trình mài tròn ngoài .......................................... 30
Hình 2.1 Quá trình hình thành nhám bề mặt khi mài ................................... 46
Hình 2.2 Sự tạo sóng trên bề mặt gia công khi mài ...................................... 52
Hình 2.3 Sự thay đổi độ cứng lớp bề mặt khi mài thép gió ........................... 54
Hình 2.4 Quan hệ giữa lực cắt và nhám bề mặt ............................................ 57
Hướng dẫn KH: TS. Trần Minh Đức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Phạm Ngọc Duy
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
