Nghiên cứu sự ảnh hưởng của loại dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu đến lực cắt và nhám bề mặt khi tiện cứng thép 9 XC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT THAI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGHÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI DUNG DỊCH
BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN LỰC CẮT
VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN CỨNG THÉP 9XC

NGUYỄN TRỌNG ANH TUẤN

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




DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

KÝ HIỆU
Tên gọi

TT

Ký hiệu

Thứ nguyên

1

Lƣu lƣợng tƣới

Q

l/ph

2

Áp lực tƣới

p

KG/cm2

3

Số vòng quay trục chính

n

v/ph

4

Lƣợng chạy dao vòng

S

mm/vg

5

Lƣợng chạy dao phút

S

mm/ph

6

Chiều sâu cắt

t

mm

7

Lƣợng mòn của dao

u

μm

8

Tốc độ mòn của dao



Μm/ph

9

Nhám bề mặt

Ra

μm

10

Tuổi bền của dụng cụ cắt

T

Phút

CÁC BẢNG BIỂU

TT

Tên bảng

Nội dung

1

Bảng 1

Hằng số lực cắt Cp khi cắt vật liệu dẻo

2

Bảng 2

Hằng số lực cắt Cp khi cắt vật liệu dòn

3

Bảng 3

Lực cắt và độ nhám khi tiện khô.

4

Bảng 4

Lực cắt và độ nhám khi tiện có MQL , DDTN-Emusil 10%

5

Bảng 5

Lực cắt và độ nhám khi tiện có MQL , DDTN-Dầu Lạc

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

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Nội dung

TT

Tên hình

1

Hình 1.1

Qúa trình hình thành phoi khi tiện thƣờng

2

Hình 1.2

Sơ đồ quá trình hình thành phoi thép

3

Hình 1.3

Các loại phoi

4

Hình 1.4

Sơ đồ nguồn gốc của lực cắt.

5

Hinh 1.5

Nguồn gốc và sự phân bố lực cắt

6

Hình 1.6

Quan hệ giữa θ và v

7

Hình 1.7

Quan hệ giữa chiều dày cắt và nhiệt cắt

8

Hình 1.8

Quan hệ giữa nhiệt cắt với b

9

Hình 1.9

Các dạng mài mòn của dung cụ cắt

10

Hình 1.10

Mài mòn mặt sau

11

Hình 1.11

Mài mòn Crater

12

Hình 1.12

Các dạng mài mòn khi tiện

13

Hình 1.13

Chi tiết bề mặt vật rắn

14

Hình 1.14

Qúa trình hình thành phoi khi tiện cứng

15

Hình 3.1

Sơ đồ nguyên lý đầu phun

16

Hình 3.2

Đầu Phun

17

Hình 3.3

Máy nén khí

18

Hình 3.4

Máy đo nhám Mitutoyo SJ-201

19

Hình 3.5

Dao và cán dao

20

Hình 3.6

Mảnh dao CBN

21

Hình 3.7

Lực cắt Py ở ba chế độ bôi trơn

22

Hình 3.8

Lực cắt trung bình Py

23

Hình 3.9

Lực cắt Pz ở ba chế độ bôi trơn

24

Hình 3.10

Lực cắt trung bình Pz

25

Hình 3.11

Độ nhám Ra của ba chế độ bôi trơn

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




Phần phụ lục
Danh mục các Ký hiệu, bảng biểu và các hình vẽ
LỜI NÓI ĐẦU
LỜI CÁM ƠN
1. Tính cấp thiết của đề tài.
2. Mục đích và phƣơng pháp nghiên cứu
3. Đối tƣợng nghiên cứu
4.Nội dung nghiên cứu
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.
5.1. Ý nghĩa khoa học
5.2. Ý nghĩa thực tiễn.
6. Nội dung luận văn.
Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan về tiện cứng và bôi trơn làm nguội khi tiện cứng
Chƣơng 2: Nghiên cứu ứng dụng bôi trơn tối thiểu vào quá trình tiện
cứng
Chƣơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm

Phần kết luận chung
- Kết luận chung cả luận văn
- Hƣớng nghiên cứu tiếp theo, các kiến nghị
Phần phụ lục
Tài liệu tham khảo
CHƢƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG VÀ LÀM NGUỘI TỐI KHI TIỆN CỨNG
1.1. Khái niện, ƣu nhƣợc điểm và phạm vi ứng dụng
1.1.1. Khái niệm
1.1.2. Ƣu nhƣợc điểm
1.1.3. Phạm vi ứng dụng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1.2. Cơ sở vật lý của quá trình cắt khi tiện
1.2.1. Khái niệm
1.2.2. Qúa trình tạo phoi và phân loại phoi
1. Quán trình tạo phoi
2. Phân loại phoi
1.2.3. Lực cắt
1. Lực cắt khi tiện và các thành phần của lực cắt
2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến lực cắt khi tiện
a) Ảnh hƣởng của chi tiết gia công đến lực cắt
b) Ảnh hƣởng của điều kiện gia công đến lực cắt
1.2.4. Nhiệt cắt
1. Qúa trình hình thành nhiệt khi tiện
2. Ảnh hƣởng của nhiệt cắt đến quá trình cắt khi tiện
3. Các yếu tố ảnh hƣởng của nhiệt cắt khi tiện

4. Ảnh hƣởng của dung dịch trơn nguội dến nhiệt cắt
1.2.5. Mòn dụng cụ
1. Các dạng mài mòn
2. Ảnh hƣởng của dung dịch trơn nguội đến mòn dụng cụ
1.2.6. Chất lƣợng bề mặt
1. Khái niệm chung của lớp bề mặt
2. Bản chất của lớp bề mặt
3. Tính chất hóa lý của lớp bề mặt
1.3. Qúa trình cắt khi tiện cứng
1.3.1. Qúa trình tạo phoi khi tiện cứng
1. Quá trình tạo phoi và phân loại phoi
1.3.2 Lực cắt
1.3.3. Nhiệt cắt
1.3.4. Mòn dụng cụ
1.3.5. Chất lƣợng bề mặt
1.4. Bôi trơn làm nguội khi tiện cứng
1.4.1. Khái niệm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1..4.2. Dung dịch bôi trơn làm nguội trong gia công cắt gọt
1. Yêu cầu và tác dụng của chất làm dung dịch bôi trơn-làm nguội
2. Một số hóa chất thƣờng dùng trong bôi trơn làm nguội
1.4.3. Các phƣơng pháp bôi trơn làm nguội
1.4.4. Bôi trơn làm nguội khi tiện cứng
1.5. Khái quát tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
1.5.1. Khái quá về tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.5.2. Khai quát tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Kết luận chƣơng 1
CHƢƠNG 2:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÔI TRƠN LÀM
NGUỘI TỐI THIỂU ( MQL ) VÀO QUÁ TRÌNH TIỆN CỨNG
2.1. Bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL )
2.1.1. Bản chất của MQL
2.1.2. Ƣu nhƣợc điểm
1. Ƣu điểm
2. Nhƣợc điểm
2.1.3. Phạm vi ứng dụng
2.2 Ảnh hƣởng các thông số công nghệ đến MQL
2.2.1. Vị trí vòi phun
2.2.2. Loại dung dịch
2.2.3. Các phƣơng pháp gia công
2.2.4. Áp lực Lƣu lƣợng dòng khí
2.3. Ứng dụng MQL vào tiện cứng
2.3.1. Lý do
2.3.2. Mục đích nghiên cứu
2.3.3. Giới hạn vấn đề nghiên cứu
Kết luận chƣơng 2

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




CHƢƠNG 3
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.1. Xây dựng hệ thống thí nghiệm
3.1.1. Yêu cầu hệ thống thí nghiệm

3.1.2. Trang thiết bị thí nghiệm
3.2. Nghiên cứu thực nghiệm
3.2.1. Qúa trình thí nghiệm
3.2.2. Số liệu thí nghiệm
3.2.3. Sử lý số liệu thí nghiệm
1. Lực cắt PX,
2. Lực cắt PZ
3. Độ nhám
- Thảo luận kết quả
Kết luận chƣơng 3
Phần kết luận chung
- Kết luận chung cả luận văn
- Hƣớng nghiên cứu tiếp theo, các kiến nghị
Tài liệu tham khảo

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




LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CÁM ƠN
Đầu tiên tôi xin gởi đến TS. Trần Minh Đức lời cám ơn sâu sắc. Thầy
đã tận tình hƣớng dẫn tôi để thục hiện đề tài này, định hƣớng đề tài và sự
hƣớng dẫn tận tình của thầy để tôi đƣợc tiếp cận và khai thác các tài liệu
chuyên môn cũng nhƣ những chỉ bảo trong quá trình viết luận văn và làm
thực nghiệm.
Ngoài ra tôi cũng hết sức cám ơn các anh em công nhân, nghiên cứu
sinh: Cao Thái Sơn đã giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này.

Và cũng không thể quên nói lời cám ơn đến gia đình của tôi. Tôi xin
chúc mọi ngƣời sức khõe, hạnh phúc và thành đạt.

Huế, ngày.....Tháng......Năm 2010
Học viên

Nguyễn Trọng Anh Tuấn

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




1. Tính cấp thiết của đề tài.
- Tiện cứng có nhiều lợi thế so với mài. Lợi thế đáng kể nhất của tiện cứng là
có thể dùng cùng một dụng cụ mà vẫn gia công đƣợc nhiều chi tiết có hình dáng
khác nhau bằng cách thay đổi đƣờng chạy dao. Trong khi đó muốn mài đƣợc hình
dạng chi tiết khác thì phải sửa lại đá hoặc thay đá khác. Đặc biệt tiện cứng có thể
gia công đƣợc biên dạng phức tạp mà mài khó có thể thực hiện đƣợc. Nếu xét về chi
phí đầu tƣ thì một máy tiện CNC chỉ bằng khoảng 1/2 đến 1/10 máy mài CNC.
- Tiện cứng là phƣơng pháp tiện sử dụng dao bằng vật liệu siêu cứng CBN
(Cubic Boron Nitride), PCBN (Polycrystal cubic boron nitride - nitrit bo lập phƣơng
đa tinh thể), PCD (Polycrystalline Diamond – Kim cƣơng đa tinh thể) hoặc ceramic
tổng hợp thay thế cho mài để gia công thép đã tôi (có độ cứng lớn hơn 45HRC).
Phƣơng pháp này có thể gia công khô và hoàn thành chi tiết trong cùng một lần gá.
Cấp chính xác khi tiện cứng đạt IT6 và độ bóng bề mặt (Rz = 2 – 4 micromet), có
thể so sánh với chất lƣợng khi mài.Thông thƣờng các chi tiết bằng thép đƣợc gia
công sau đó nhiệt luyện rồi chuyển qua công đoạn mài. Thời gian cho nguyên công
mài hơn nhiều lần so với tiện cứng và mài cũng đắt hơn so với tiện cứng trên máy
tiện. Một hạn chế nữa là chi phí cho dung dịch trơn nguội của các công đoạn mài

khá cao. Mặc khác, chất thải ra khi mài ngày càng gây ô nhiễm môi trƣờng, thúc
đẩy các nhà sản xuất loại dần khâu mài trong quy trình công nghệ gia công chi tiết.
Trong khi đó, tiện cứng có thể đƣợc thực hiện mà không sử dụng dung dịch trơn
nguội. Vì những lí do nói trên, tiện cứng đã dần thay thế cho mài trong gia công lần
cuối.
- Khi tiện cứng nhiệt sinh ra trong vùng cắt gọt khi tiện cứng khá cao, có thể
lên đến khoảng 930oC. Thông thƣờng khi tiện cứng ngƣời ta dùng phƣơng pháp gia
công khô. Để thay thế phƣơng pháp gia công khô bằng phƣơng pháp bôi trơn làm
nguội tối thiểu. Dung dịch bôi trơn đƣợc đƣa và vùng cắt dƣới áp suất dòng khí.
Phƣơng pháp này mang lại các ƣu điểm giảm lực cắt, tạo lớp bảo vệ bề mặt chi tiết,
làm tăng tuổi thọ của dụng cụ cắt ..v...v. mặt khác phƣơng pháp này không làm ô
nhiễm môi trƣờng, không gây tác hại cho công nhân,.chi phí thấp vì lƣợng phun rất

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




nhỏ và không cần tái chế sau khi đã sử dụng. Từ đó chúng ta thấy rằng: sử dụng bôi
trơn làm nguội vào tiện cứng sẽ làm cải thiện quá trình cắt khi tiện
Với các ƣu điểm trên nên việc nghiên cứu ảnh hƣởng loại dung dịch bôi trơn
làm nguội tối thiểu đến lực cắt và nhám bề mặt gia công khi tiện cứng thép 9XC là
cần thiết
2. Mục đích và phƣơng pháp nghiên cứu
a) Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu ứng dụng bôi trơn làm nguội tối thiểu ( MQL) vào tiện cứng.
Nghiên cứu ảnh hƣởng của dung dịch bôi trơn làm nguội tối thiểu khi tiện cứng để
từ đó xác định đƣợc loại dung dịch hợp lý trong bôi trơn làm nguội tối thiểu.
- Tìm loại dầu thực vật sẵn có ở Việt Nam sử dụng làm dung dịch bôi trơn làm
nguội tối thiểu ( MQL ). Loại dung dịch mà tác giả chọn là dầu Lạc và dầu Emusil

b) Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp nghiên cứu giữa lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm,
trong đó chủ yếu là nghiên cứu thực nghiệm
3. Đối tƣợng nghiên cứu
- Vật liệu gia công: Thép 9XC qua tôi có độ cứng 58 ÷62 HRC
- Dao: CBN ( Cubic Boron Nitride)
- Dung dịch trơn nguội: Gia công khô, MQLvới Dầu lạc, Emusil
4. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu so sánh giữa các phƣơng pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu
( MQL ) khi tiện thép 9XC đến lực cắt và độ nhám bề mặt chi tiết khi tiện khô, tiện
có bôi trơn làm nguội tối thiểu và dung dịch trơn nguội là Dầu Lạc, Emusil
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.
5.1. Ý nghĩa khoa học
Góp phần bổ sung một phần kiến thức cơ bản về MQL ứng dụng vào tiện
cứng và một số đánh giá thực nghiệm để tối ƣu hóa khi chọn loại dung dịch trong
bôi trơn tối thiểu đến lực cắt và độ nhám bề mặt gia công khi tiện cứng thép 9XC

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




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....