Nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội tới chất lượng bề mặt gia công khi mài tinh thép ổ lăn SUJ2 bằng đá mài Al203 và đá CBN trên máy mài ph

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

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

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI DUNG DỊCH
TRƠN NGUỘI TỚI CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG
KHI MÀI TINH THÉP Ổ LĂN SUJ2 BẰNG ĐÁ AL2O3 VÀ
ĐÁ CBN TRÊN MÁY MÀI PHẲNG

ĐỖ ĐỨC TRUNG

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




LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung
thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ
các phần tham khảo đã đƣợc nêu rõ trong Luận văn.

Tác giả

Đỗ Đức Trung

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

LỜI CẢM ƠN

Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Thầy giáo - TS. Ngô Cường, 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 xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ
thuật thuộc Đại học Thái Nguyên, Ban lãnh đạo và Khoa Sau đại học của Trường
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản Luận
văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học của Viện Khoa học vật liệu
Hà Nội đã tận tình giúp đỡ trong quá trình xử lý kết quả thí nghiệm.
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 Đức Trung

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




MỤC LỤC
Trang

PHẦN MỞ ĐẦU

1

1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2

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

2

3.1. Đối tượng nghiên cứu

2

3.2. Mục đích nghiên cứu

2

3.3. Phương pháp nghiên cứu

2

3.4. Nội dung nghiên cứu

3

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRƠN NGUỘI

TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT

4

1.1. Nhiệt phát sinh trong quá trình cắt gọt

4

1.1.1. Các nguồn nhiệt và sự truyền nhiệt trong quá trình cắt gọt

4

1.1.2. Nhiệt cắt trong quá trình mài

4

1.2. Vai trò của dung dịch trơn nguội trong gia công cắt gọt

8

1.2.1. Tác dụng bôi trơn

8

1.2.2. Tác dụng làm nguội

8

1.2.3. Tác dụng làm sạch thiết bị

9

1.2.4. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng dung dịch trơn nguội

9

1.3. Các đặc tính của dung dịch trơn nguội

9

1.4. Phân loại dung dịch trơn nguội

10

1.4.1. Dầu cắt gọt

10

1.4.2. Dầu hòa tan

12

1.4.3. Dung dịch cắt gọt hóa học

13

1.5. Các phương pháp bôi trơn – làm nguội khi mài

15

1.5.1. Phương pháp gia công khô

15

1.5.2. Phương pháp tưới tràn

15

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




1.5.3. Phương pháp dùng dòng không khí lạnh

17

1.5.4. Phương pháp đưa dung dịch từ trong ra ngoài theo mọi hướng qua các lỗ 18
hổng của đá
1.5.5. Phương pháp đưa dung dịch từ trong ra ngoài bằng cách tạo các lỗ rỗng
trên đá
1.6. Kết luận chương 1

18
19

Chƣơng 2: CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG

VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA CÔNG NGHỆ TƢỚI NGUỘI

21

ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI
2.1. Chất lượng bề mặt gia công khi mài

21

2.1.1. Độ nhám bề mặt

21

2.1.2. Độ sóng bề mặt

23

2.1.3. Hình thái bề mặt

26

2.1.4. Cấu trúc và độ cứng của lớp kim loại bề mặt

26

2.2. Ảnh hưởng của công nghệ trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công khi
mài

28

2.2.1. Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt

28

2.2.1.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội

28

2.2.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch trơn nguội

30

2.2.1.3. Ảnh hưởng của áp suất tưới nguội

31

2.2.2. Ảnh hưởng đến hình thái bề mặt

32

2.2.3. Ảnh hưởng đến độ cứng lớp bề mặt

34

2.2.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch trơn nguội

34

2.2.3.2. Ảnh hưởng của lưu lượng tưới nguội

35

2.2.4. Ảnh hưởng đến ứng suất dư bề mặt

37

2.2.4.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch và áp suất tưới nguội

37

2.2.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch trơn nguội

39

2.2.4.3. Ảnh hưởng của lưu lượng tưới nguội

40

2.2.5. Ảnh hưởng đến cấu trúc lớp kim loại bề mặt

43

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




2.3. Kết luận chương 2

44

2.4. Xác định hướng nghiên cứu của luận văn

44

Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA

LOẠI DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ
MẶT GIA CÔNG KHI MÀI TINH THÉP SUJ2

47

BẰNG ĐÁ Al2O3 VÀ CBN
3.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm

47

3.2. Phương pháp thí nghiệm

47

3.2.1. Mẫu thí nghiệm

47

3.2.2. Đá mài

47

3.2.3. Sửa đá

49

3.2.4. Tưới nguội

49

3.2.5. Phương pháp mài

49

3.2.6. Chế độ cắt

49

3.2.7. Phương pháp đánh giá

50

3.3. Kết quả và thảo luận

50

3.3.1. Cấu trúc lớp kim loại bề mặt gia công

50

3.3.2. Độ nhám bề mặt gia công

54

3.3.3. Hình thái bề mặt gia công

57

3.4. Kết luận chương 3

61

KẾT LUẬN CHUNG

62

TÀI LIỆU THAM KHẢO

63

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




DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH
Ký hiệu

Ý nghĩa

Đơn vị

Ra

Sai lệch prôfin trung bình cộng

m

Rz

Chiều cao nhấp nhô tế vi

m

Vđ

Tốc độ của đá mài

m/ph

t

Chiều sâu khi mài

mm

De

Đường kính tương đương của đá mài

mm

az

Chiều sâu cắt của một hạt mài

mm

Sd

Lượng chạy dao dọc

m/ph

Ssđ

Lượng chạy dao dọc khi sửa đá

m/ph

tsđ

Chiều sâu cắt khi sửa đá

mm



Hệ số truyền nhiệt

Tm

Nhiệt cắt

Q

Lưu lượng tưới

m

Nồng độ dung dịch

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

Kcal/cm.g.độ
o

C

l/ph
%




DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
TT

Bảng số

Nội dung

1

1.1

Phân bố nhiệt cắt khi mài

6

2

1.2

Hệ số truyền nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng

7

Trang

hợp kim
3

2.1

Độ nhám bề mặt khi mài thép AISI 304 với hai môi

30

trường làm mát
4

3.1

Thành phần hóa học của thép SUJ2

47

5

3.2

Kí hiệu tương đương mác thép SUJ2 của các nước

47

6

3.3

Trị số độ nhám bề mặt gia công khi mài bằng đá Al2O3

56

và CBN

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




DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT

Hình số

Nội dung

1

1.1

2

1.2

Một số kiểu đá mài không liên tục

7

3

1.3

Sơ đồ tưới nguội thông dụng trên máy mài

16

4

1.4

5

1.5

Kết cấu vòi phun có hai lỗ tưới nguội

17

6

1.6

Đá mài có lỗ để dẫn dung dịch trơn nguội đi qua

19

7

2.1

Sự hình thành độ nhám bề mặt mài

21

8

2.2

Sự hình thành bề mặt chi tiết mài

22

9

2.3

Rung động gây ra sóng bề mặt gia công

24

10

2.4

11

2.5

12

2.6

13

2.7

14

2.8

15

2.9

16

2.10

17

2.11

Trang

Đồ thị bão hòa nhiệt cắt khi mài thép 12XH4A
bằng đá Ctr25MV1K

Sơ đồ tưới nguội phối hợp ở bên ngoài bằng dung dịch
có áp lực cao

Sơ đồ hình học quá trình hình thành sóng khi mài
phẳng
Ảnh SEM bề mặt mài

16

24
26

Ảnh hưởng của loại dung dịch trơn nguội và áp suất

tưới nguội đến độ nhám bề mặt mài
Độ nhám bề mặt khi mài bằng đá CBN với các loại
dung dịch trơn nguội khác nhau
Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến độ nhám bề mặt
mài
Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ
dung dịch trơn nguội 3,5 m/s
Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ
dung dịch trơn nguội 10 m/s
Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ

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

5

28

29

31

32

33
33




dung dịch trơn nguội 15,4 m/s

Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ

18

2.12

19

2.13

20

2.14

21

2.15

22

2.16

23

2.17

24

2.18

25

2.19

Nứt do ứng suất khi mài thép không gỉ AISI 304

39

26

2.20

Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương

40

27

2.21

28

2.22

29

2.23

30

2.24

31

3.1

32

3.2

dung dịch trơn nguội 3,5 m/s
Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ
dung dịch trơn nguội 10 m/s
Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ
dung dịch trơn nguội 16 m/s
Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến lớp biến cứng
bề mặt mài
Ảnh hưởng của lưu lượng dung dịch đến mức độ biến
cứng bề mặt
Ứng suất dư bề mặt mài bằng đá CBN khi sử dụng các
loại dung dịch tưới nguội và áp suất khác nhau
Ứng suất dư với các loại dung dịch trơn nguội khi mài
bằng đá CBN và Al203

Ứng suất dư bề mặt mài với lưu lượng tưới nguội khác
nhau
Ảnh hưởng của lưu lượng dung dịch tưới nguội tới ứng
suất dư bề mặt khi mài bằng đá Al2O3 và đá CBN
Ảnh hưởng của lưu lượng dung dịch tưới nguội tới ứng
suất dư bề mặt khi mài bằng đá BWA60MVA1

Ảnh hưởng của lưu lượng tưới nguội tới nhiệt độ mài
khi mài bằng đá CBN
Cấu trúc lớp kim loại bề mặt khi mài bằng đá Al2O3 với
dung dịch trơn nguội là Emulsion
Cấu trúc lớp kim loại bề mặt khi mài bằng đá Al2O3 với

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

33

34

34

35

36

37

38

41

41

42

43

50
51




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....