So sánh chất lượng bề mặt gia công của thép ổ lăn SUJ2 nhiệt luyện khi gia công tinh lần cuối bằng phương pháp tiện cứng với phương pháp mài bằng đá mài AL2O3
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (382.25 KB, 27 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
----------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY
ĐỀ TÀI:
"SO SÁNH CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CỦA
THÉP Ổ LĂN SUJ2 NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH
LẦN CUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIỆN CỨNG VỚI
PHƯƠNG PHÁP MÀI BẰNG ĐÁ MÀI AL2O3"
NGUYỄN XUÂN TIẾN
THÁI NGUYÊN - 2011
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
----------------------
THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI:
SO SÁNH CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CỦA THÉP Ổ LĂN SUJ2
NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH LẦN CUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
TIỆN CỨNG VỚI PHƯƠNG PHÁP MÀI BẰNG ĐÁ MÀI AL2O3
Học Viên: Nguyễn Xuân Tiến
Lớp: CHK12 CTM
Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS. Nguyễn Đình Mãn
GIÁM HIỆU
KHOA SAU ĐẠI HỌC
CB HƯỚNG DẪN
HỌC VIÊN
PGS.TS. Nguyễn Đình Mãn
Nguyễn Xuân Tiến
THÁI NGUYÊN - 2011
1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS Nguyễn Đình Mãn và chỉ tham khảo các tài liệu đã được liệt kê.
Tôi không sao chép công trình của các cá nhân khác dưới bất cứ hình thức nào, nếu
có tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Người cam đoan
Nguyễn Xuân Tiến
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Đình Mãn - Thầy hướng
dẫn khoa học của tôi về sự định hướng đề tài, sự hướng dẫn của thầy trong việc tiếp
cận và khai thác các tài liệu tham khảo cũng như những chỉ bảo trong quá trình tôi
viết luận văn.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo TS. Ngô Cường về sự tư vấn của
thầy trong quá trình tôi làm thí nghiệm và viết luận văn.
Tôi cũng muốn cảm ơn thầy Dương Văn Oanh – Trưởng bộ môn Cắt gọt Khoa Đào tạo nghề – Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật cùng các thầy, cô giáo
trong bộ môn đã dành cho tôi những điều kiện thuận lợi nhất, giúp tôi hoàn thành
nghiên cứu của mình.
Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng cảm ơn đối với gia đình tôi, các thầy cô giáo,
các bạn đồng nghiệp đã ủng hộ và động viên tôi trong suốt quá trình làm luận văn này.
Tác giả
Nguyễn Xuân Tiến
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
3
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................. 6
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................. 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................ 7
PHẦN MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 8
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 9
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..............................................................11
2.1. Ý nghĩa khoa học ...............................................................................................11
2.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................12
3. Đối tượng, mục đích, phương pháp, nội dung nghiên cứu ...................................12
3.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................12
3.2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................................12
3.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................12
3.4. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................13
Chƣơng 1.TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CƠ ........14
1.1.
Chất lượng bề mặt gia công cơ ......................................................................14
1.2. Các thông số đánh giá chất lượng bề mặt gia công cơ .......................................14
1.2.1. Độ nhám bề mặt ..............................................................................................14
1.2.2. Độ sóng bề mặt...............................................................................................17
1.2.3. Tính chất cơ lý lớp bề mặt sau gia công cơ.....................................................18
1.2.3.1. Hiện tượng biến cứng của lớp bề mặt ..........................................................18
1.2.3.2. Ứng suất dư trong lớp bề mặt.......................................................................20
1.3. Các phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt gia công cơ ...............................22
1.3.1. Phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt ..........................................................22
1.3.2. Phương pháp đánh giá mức độ, chiều sâu lớp biến cứng và ứng suất dư .......23
1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công cơ ...............................24
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
4
1.4.1. Ảnh hưởng của các thông số hình học của dụng cụ cắt ..................................24
1.4.2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt ...............................................................................25
1.4.3 . Ảnh hưởng của lượng chạy dao .....................................................................26
1.4.4. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt ..........................................................................27
1.4.5. Ảnh hưởng của vật liệu gia công ....................................................................27
1.4.6. Ảnh hưởng của rung động của hệ thống công nghệ........................................27
1.4.7. Ảnh hưởng của độ cứng vật liệu gia công ......................................................27
1.4.8. Ảnh hưởng đến lớp biến cứng bề mặt .............................................................28
1.5. Kết luận Chương 1 .............................................................................................29
Chƣơng 2. CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI TIỆN BẰNG MẢNH
DAO CBN VÀ MÀI BẰNG ĐÁ MÀI AL2O3 .......................................................30
2.1. Chất lượng bề mặt gia công khi tiện cứng .........................................................30
2.1.1. Đặc điểm của quá trình tạo phoi khi tiện cứng ...............................................30
2.1.2. Lực cắt khi tiện................................................................................................31
2.1.2.1. Lực cắt khi tiện và các thành phần lực cắt ...................................................31
2.1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt khi tiện ...................................................32
2.2. Chất lượng bề mặt gia công khi mài ..................................................................35
2.2.1. Chất lượng bề mặt gia công bằng phương pháp mài ......................................35
2.2.1.1. Đặc điểm của quá trình mài .........................................................................35
2.2.1.2. Chất lượng bề mặt gia công bằng phương pháp mài ...................................36
2.2.2. Các yếu tố đặc trưng của chất lượng bề mặt gia công bằng phương pháp mài ......36
2.2.2.1. Độ nhám bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt..................36
2.2.2.2. Độ sóng bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng tới độ sóng bề mặt......................38
2.2.2.3. Cấu trúc lớp kim loại bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng tới cấu trúc lớp kim
loại bề mặt .................................................................................................................39
2.3. Các phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt gia công khi tiện cứng và mài .........41
2.3.1.Các phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt gia công .....................................41
2.3.2. Phương pháp đánh giá cấu trúc lớp kim loại bề mặt gia công ........................42
2.4. Kết luận Chương 2 .............................................................................................42
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
5
Chƣơng 3.THỰC NGHIỆM SO SÁNH CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG
CỦA THÉP Ổ LĂN SUJ2 NHIỆT LUYỆN KHI GIA CÔNG TINH LẦN
CUỐI BẰNG PHƢƠNG PHÁP TIỆN CỨNG BẰNG MẢNH CBN VỚI
PHƢƠNG PHÁP MÀI BẰNG ĐÁ AL2O3 ............................................................43
3.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm.....................................................................43
3.2. Hệ thống thí nghiệm ...........................................................................................43
3.2.1. Yêu cầu đối với hệ thống thí nghiệm ..............................................................43
3.3.2. Sơ đồ thí nghiệm .............................................................................................43
3.3.3. Máy thí nghiệm ...............................................................................................44
3.3.4. Dao tiện ...........................................................................................................45
3.3.5. Đá mài .............................................................................................................46
3.3.6. Vật liệu thí nghiệm ..........................................................................................47
3.3.8. Tưới nguội .......................................................................................................48
3.3.10. Chế độ cắt ......................................................................................................48
3.3.11. Thiết bị đo .....................................................................................................48
3.4. Kết quả và thảo luận ...........................................................................................48
3.4.1. Hình thái bề mặt gia công ...............................................................................48
3.4.2. Nhám bề mặt gia công.....................................................................................52
3.4.3. Cấu trúc tế vi lớp kim loại bề mặt gia công ....................................................53
3.5. Kết luận Chương 3 .............................................................................................55
KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................................56
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI .............................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................57
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
6
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ap: Chiều dày phoi
Kbd: Mức độ biến dạng của phoi trong miền tạo phoi
Mms: Mức độ biến dạng của phoi do ma sát với mặt trước của dao
Kf: Mức độ biến dạng của phoi
θ : Góc trượt
γ: Góc trước của dao
PX: Lực chiều trục khi tiện
PY: Lực hướng kính khi tiện
PZ: Lực tiếp tuyến khi tiện
S: Lượng chạy dao (mm/vòng)
t : Chiều sâu cắt (mm)
v : Vận tốc cắt (m/phút)
c: Nhiệt dung riêng
Φ: Góc tạo phoi
K: Hệ số thẩm nhiệt
Ra, Rz: Độ nhám bề mặt
Vđ: Tốc độ của đá mài
t : Chiều sâu khi mài
De : Đường kính tương đương của đá mài
az: Chiều sâu cắt của một hạt mài
Sd: Lượng chạy dao dọc
Ssđ : Lượng chạy dao dọc khi sửa đá
tsđ : Chiều sâu cắt khi sửa đá
: Hệ số truyền nhiệt
Tm: Nhiệt cắt
Q: Lưu lượng tưới
m: Nồng độ dung dịch
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
7
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
TT
Bảng số
Nội dung
1
Bảng 1.1
2
Bảng 1.2
3
Bảng 3.1
Tỷ lệ các nguyên tố của thép SUJ2
47
4
Bảng 3.2
Kí hiệu tương đương mác thép SUJ2 của các nước
47
Trang
Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp độ
16
nhám bề mặt
Mức độ và chiều sâu lớp biến cứng của các phương pháp
18
gia công cơ
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Nội dung
TT
Hình số
1
Hình 1.1
2
Hình 1.2
3
Hình 1.3
4
Hình 1.4
5
Hình 1.5
6
Hình 1.6
Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến nhám bề mặt khi gia công thép
25
7
Hình 1.7
Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt
26
8
Hình 1.8
9
Hình 2.1
10
Hình 2.2
11
Hình 2.3
Trang
Độ nhám bề mặt.
14
Quan hệ giữa bán kính mũi dao và chiều sâu lớp biến cứng
với các lượng chạy dao khác nhau (khi dao chưa bị mòn)
19
Quan hệ giữa vận tốc cắt với chiều sâu lớp biến cứng ứng với
các lượng mòn mặt sau khác nhau của dao tiện
20
Ảnh hưởng của hình dạng lưỡi cắt và lượng chạy dao đến
nhám bề mặt (54,7HRC, chiều dài 101,6mm)
24
Ảnh hưởng của hình dạng lưỡi cắt và lượng chạy dao đến
nhám bề mặt (51,3HRC, chiều dài = 101,6mm)
24
Ảnh hưởng của độ cứng phôi và hình dạng lưỡi cắt đến nhám
bề mặt (lượng chạy dao = 0,2mm/vòng, chiều dài = 03,2mm).
Hệ thống lực cắt khi tiện
28
32
Ảnh hưởng của góc trước đến lực cắt và ứng suất dư trên
33
dụng cụ cắt
Ảnh hưởng của lượng chạy dao và độ cứng phôi đến lực cắt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
33
8
12
Hình 2.4
Ảnh hưởng của bán kính mũi dao (a) và góc trước đến lực cắt
34
13
Hình 2.5
Sự hình thành độ nhám bề mặt gia công khi mài.
36
14
Hình 2.6
Ảnh SEM bề mặt mài
37
15
Hình 3.1
Sơ đồ thí nghiệm tiện cứng
43
16
Hình 3.2
Sơ đồ thí nghiệm mài tròn ngoài
44
17
Hình 3.3
Mảnh dao CNGA120408S01030A/CB7025
46
18
Hình 3.4
Thân dao DCLNR 2525M 16
46
19
Hình 3.5
Mẫu thí nghiệm
47
20
Hình 3.6
Ảnh SEM bề mặt thép SUJ2 khi mài bằng đá mài Al203
49
21
Hình 3.7
Ảnh SEM bề mặt thép SUJ2 khi tiện cứng bằng mảnh CBN
49
22
Hình 3.8
Độ nhám bề mặt thép SUJ2 khi mài bằng đá Al2O3
51
23
Hình 3.9
Độ nhám bề mặt thép SUJ2 khi tiện cứng bằng mảnh CBN.
51
24
Hình 3.10
25
Hình 3.11
Cấu trúc tế vi mẫu thép SU J2 qua nhiệt luyện khi mài bằng
52
đá mài AL2O3
Cấu trúc tế vi mẫu thép SU J2 qua nhiệt luyện khi tiện bằng
53
mảnh CBN
PHẦN MỞ ĐẦU
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
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....
