Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến độ nhám bề mặt khi mài thép không gỉ trên máy mài tròn ngoài

-1-

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG
NGHỆ SỬA ĐÁ ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI
THÉP KHÔNG GỈ TRÊN MÁY MÀI TRÒN NGOÀI

ĐỖ MẠNH CƢỜNG

THÁI NGUYÊN, 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-2-

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------

ĐỖ MẠNH CƢỜNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG
NGHỆ SỬA ĐÁ ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI

THÉP KHÔNG GỈ TRÊN MÁY MÀI TRÒN NGOÀI
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

HỌC VIÊN

TS. Trần Minh Đức

Đỗ Mạnh Cƣờng

KHOA ĐÀO TẠO SĐH

BGH TRƯỜNG ĐHKTCN

PGS.TS. Nguyễn Đăng Hòe

Thái Nguyên, 2010

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




-3-

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 nào khác. Trừ các phần tham khảo đã được nêu rõ trong
Luận văn.
Tác giả

Đỗ Mạnh Cƣờng

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




-4-

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo - TS. Trần Minh Đức, người đã hướng
dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết và
hoàn chỉnh Luận văn.
Tác giả cũng chân thành cảm ơn ThS. Phạm Quang Đồng – Trưởng bộ môn Chế tạo
máy - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ tận tình tác giả trong quá trình
thực hiện thí nghiệm.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với các cô, các chú và các bạn đồng nghiệp phòng
Đào tạo, Khoa Sau đại học - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận
lợi để tác giả hoàn thành Luận văn này.
Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác
giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và
các bạn đồng nghiệp.
Tác giả

Đỗ Mạnh Cƣờng

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




-5-

Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục các ký hiệu chính
Danh mục các bảng biểu
Danh mục các hình vẽ

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Ý nghĩa của đề tài

1

3. Đối tượng, mục đích, phương pháp và nội dung nghiên cứu

2

Chƣơng 1:

3

TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP MÀI
1.1. Đặc điểm của quá trình mài

3

1.2. Cơ sở vật lý của quá trình mài

4

1.2.1. Qúa trình tạo phoi khi mài

4

1.2.2. Lực cắt khi mài

7

1.2.3. Công suất cắt khi mài

9

1.2.4. Nhiệt cắt khi mài

9

1.2.5. Sự mài mòn của hạt mài và chất dính kết

11

1.2.6. Rung động khi mài

12

1.2.7. Chất lượng bề mặt gia công bằng phương pháp mài

13

1.2.7.1. Độ nhám bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt

13

1.2.7.2. Độ sóng bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng tới độ sóng bề mặt

15

1.2.7.3. Sự thay đổi cấu trúc của lớp bề mặt mài và sự hình thành ứng
suất dư bề mặt
1.2.8. Các phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt gia công

15
18

1.2.8.1. Các phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt gia công

18

1.2.8.2. Phương pháp đánh giá độ cứng lớp bề mặt của vật liệu gia công

18

1.2.8.3. Phương pháp đánh giá cấu trúc lớp kim loại bề mặt gia công

19

1.2.8.4. Các phương pháp đánh giá ứng suất dư bề mặt gia công

19

1.3. Kết luận chương 1

19

1.3.2. Khái quát về các công trình nghiên cứu trong lĩnh vực mài

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

19




-6-

1.3.3. Định hướng nghiên cứu

21

Chƣơng 2:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ
SỬA ĐÁ ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT KHI MÀI THÉP

22

KHÔNG GỈ
2.1. Topography của đá mài
2.1.1. Sửa đá

22
22

2.1.1.1. Dụng cụ sửa đá

22

2.1.1.2. Động lực học quá trình sửa đá

25

2.1.2. Định nghĩa, tính chất và ý nghĩa của Topography

27

2.1.2.1. Định nghĩa

27

2.1.2.2. Tính chất của Topography

27

2.1.2.3. Ý nghĩa của Topography

28

2.1.3. Các phương pháp đánh giá Topography của đá

28

2.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến Topography

29

2.1.4.1. Ảnh hưởng của các thông số đặc trưng của đá mài

29

2.1.4.2. Ảnh hưởng của dụng cụ sửa đá

30

2.1.4.3. Ảnh hưởng của chế độ cắt khi sửa đá

31

2.1.5. Ảnh hưởng của Topography đến kết quả mài

32

2.1.5.1. Ảnh hưởng đến lực cắt

32

2.1.5.2. Ảnh hưởng đến độ mòn của đá

33

2.1.5.3. Ảnh hưởng đến độ nhấp nhô tế vi bề mặt

34

2.1.5.4. Ảnh hưởng đến nhiệt cắt

35

2.2. Thép không gỉ

35

2.2.1. Định nghĩa

35

2.2.2. Phân loại thép không gỉ

36

2.2.3. Phạm vi sử dụng

36

2.3. Cơ sở vật lý của quá trình mài thép không gỉ

37

2.3.1. Tạo phoi

37

2.3.2. Lực cắt

39

2.3.3. Nhiệt cắt

40

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




-7-

2.3.4. Mòn đá

40

2.3.5. Chất lượng bề mặt

43

2.4. Giới hạn vấn đề nghiên cứu

43

2.5. Kết luận chương 2

44
Chƣơng 3:
45

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.1. Yêu cầu với hệ thống thí nghiệm

45

3.2. Hệ thống thí nghiệm

45

3.3. Các thông số công nghệ cơ bản của hệ thống

46

3.3.1. Máy mài

46

3.3.2. Đá mài

46

3.3.3. Dụng cụ sửa đá

46

3.3.4. Chi tiết gia công

46

3.3.5. Phương pháp mài

47

3.3.6. Dung dịch trơn nguội

47

3.4. Thiết bị đo nhám bề mặt

47

3.5. Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm và ma trận thực nghiệm

47

3.6. Phương pháp tiến hành thực nghiệm

48

3.6.1. Phương pháp tiến hành thí nghiệm

48

3.6.2. Xử lý số liệu thí nghiệm

49

3.6.3. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của nhám bề mặt (Ra, Rt,) với chế
độ công nghệ sửa đá (Ssđ, tsđ)
3.6.4. Hình thái bề mặt gia công

52
53

3.7. Thảo luận kết quả

56

3.8. Kết luận chương 3

57

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

58

TÀI LIỆU THAM KHẢO

60

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




-8-

PHỤC LỤC

63

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH
Ký hiệu

Ý nghĩa

Đơn vị

Ra

Sai lệch trung bình số học prôfin

m

Rt

Chiều cao biên dạng lớn nhất

m

Vct

Tốc độ của chi tiết gia công

m/ph

Vđ

Tốc độ của đá mài

m/ph

t

Chiều sâu khi mài

mm

az

Chiều sâu cắt của hạt mài

mm

Sd

Lượng chạy dao dọc

m/ph

Sn

Lượng chạy dao ngang

Ssđ

Lượng chạy dao dọc khi sửa đá

tsđ

Chiều sâu cắt khi sửa đá

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

mm/htđ
m/ph
mm/htđ




-9-

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
TT

Bảng số

1

1.1

2

2.1

3

3.1

Nội dung

Trang

Hệ số truyền nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng
hợp kim
Ảnh hưởng của các thông số đặc trưng của đá mài đến
Topography
Giá trị của S sđ, tsđ và kết quả đo của Ra,Rt tại các điểm thí
nghiệm

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

10

30

49




- 10 -

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT

Hình số

Nội dung

1

1.1

Các dạng có thể có của lưỡi cắt

5

2

1.2

Quá trình tạo phoi khi mài

6

3

1.3

Nhiệt và sự phân bố năng lượng khi mài

9

4

1.4

Sự mài mòn hạt mài và chất dính kết

11

5

1.5

Rung động gây ra sóng bề mặt gia công

12

6

1.6

Sự hình thành độ nhám bề mặt mài

13

7

1.7

Ảnh SEM bề mặt mài

14

8

1.8

Cấu trúc lớp bề mặt mài

16

9

2.1

Phân loại dụng cụ sửa đá kim cương

23

10

2.2

Sửa đá bằng bút chì kim cương

24

11

2.3

Sơ đồ lực cắt khi sửa đá

26

12

2.4

Ảnh hưởng của chiều sâu sửa đá t sđ đến nhiệt độ khi

27

13

2.5

Biên dạng bề mặt đá mài

29

14

2.6

Ảnh hưởng của dụng cụ sửa đá đến chiều cao biên dạng ha

30

15

2.7

Ảnh hưởng của Ssd khi sửa đá đến Topography

31

16

2.8

Ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến kết quả mài

33

17

2.9

Ảnh hưởng của V’w và chế độ sửa đá đến Phk

34

18

2.10

19

2.11

Sơ đồ tạo phoi khi mài thép không gỉ

37

20

2.12

Bề mặt đá mài khi gia công thép không gỉ

37

21

2.13

Không gian chứa phoi của đá khi mài thép không gỉ

38

22

2.14

Bề mặt chi tiết gia công khi mài thép không gỉ

38

23

2.15

Các thành phần lực khi mài

39

24

2.16

Vùng cắt giữa đá mài và chi tiết gia công

41

25

2.17

Phoi bám dính lên bề mặt đá mài

41

Trang

Ảnh hưởng của chế độ sửa đá đến độ nhấp nhô tế vi bề mặt
Ra

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

34




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....