Chuyende1 tongquanNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ
~~~~~  ~~~~~

CHUYÊN ĐỀ TỔNG QUAN MÀI VÀ RUNG SIÊU ÂM
TRONG QUÁ TRÌNH MÀI PHẲNG
Ngành, chuyên ngành đào tạo: Cơ khí chế tạo máy
Mã số: CB18B0010

Đề tài: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ rung siêu âm đến quá trình
mài phẳng bằng đá mài xẻ rãnh.
Học viên:

Trần Hải Nhu

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Thị Phương Giang

Hà Nội, 04/2020


Chương I. TỔNG QUAN VỀ MÀI PHẲNG
1.1. Khái niệm về quá trình mài
1.1.1 Khái niệm về mài
1.1.2 Đặc điểm quá trình mài
1.2 Tình hình nghiên cứu về đá mài gián đoạn trên thế giới và trong nước
1.2.1 Nghiên cứu đá mài gián đoạn hay đá mài xẻ rãnh trên thế giới
1.2.2 Đá mài xẻ rãnh do Việt Nam đang nghiên cứu
1.3 Vật liệu và nước tưới nguội dùng để thí nghiệm trong đề tài.
1.3.1 Thép C45 là gì?

1.3.2 Ký hiệu của thép C45 theo tiêu chuẩn của các nước
1.3.3 Ưu điểm của thép C45
1.4 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội và công nghệ tưới nguội
Tài liệu tham khảo


Chương I. TỔNG QUAN VỀ MÀI PHẲNG

1.1.
1.1.1

Khái niệm về quá trình mài
Khái niệm về mài

Mài là một trong những hình thức gia công kim loại cơ bản. Để mài chi tiết,
người ta thường sử dụng đá mài. Đá mài sẽ lấy đi một lớp kim loại siêu mỏng trên
bề mặt chi tiết, làm nhẵn mịn chi tiết và thông thường sau gia công mài, sản phẩm
sẽ có độ bóng trên bề mặt rất cao.
Các loại máy mài càng hiện đại thì đá mài của chúng càng có thể gọt đi những
lớp kim loại rất mỏng. Các máy mài công nghệ cao có thể đạt đến độ chính xác khi
gia công khoảng 0.001mm. Phương pháp mài có thể được thực hiện trên những vật
liệu từ cứng đến rất cứng (ví dụ như thép tôi…)
Phương pháp được áp dụng khi ta không thể dùng một phương pháp nào khác để
tạo bề mặt nhẵn và bóng cho chi tiết có độ mỏng nhất định. Hiện nay chúng ta có
những phương pháp mài cơ bản, đó là mài mặt ngoài các chi tiết có dạng hình trụ,
mài mặt ngoài các chi tiết có hình chóp tròn, mài lỗ chi tiết (mài bên trong) và mài
mặt phẳng (như bàn rà, thước thẳng, thước đo góc…)
Mài là một công đoạn không thể thiếu được khi cắt gọt kim loại, do đó trong tất
cả các máy như máy phay, máy khoan, máy bào, máy doa…chi tiết được cắt gọt
bắt buộc phải trải qua công đoạn mài.

Thông thường trong quá trình sử dụng các máy như máy phay, bào, doa, khoan,
tiện…dao cắt sẽ dần bị mòn đi theo thời gian và mức độ sử dụng. Do đó, để tái sử
dụng lưỡi dao, ta bắt buộc phải mài sắc nó lại. Còn trong các dây chuyền máy gia
công cơ khí cổ điển, người ta thường trang bị máy mài hai đá để mài sắc lại lưỡi
dao bị cùn.
Gia công cơ khí bằng phương pháp mài có hai dạng, đó là mài thô và mài tinh.
1.

Mài thô: Đây là giai đoạn gia công sơ bộ một vật, được thực hiện trong một
thời gian ngắn, đơn giản chỉ là loại bỏ bớt phần kim loại thừa. Yêu cầu khi thực
hiện mài thô chính là trong thời gian ngắn nhất làm sao để loại bỏ được nhiều


lớp kim loại nhất. Bề mặt vật không nhẵn, mịn và độ chính xác của sản phẩm
còn thấp.
2.

Mài tinh: Mài tinh là quá trình gia công một cách chi tiết, kỹ lưỡng mặt
ngoài của sản phẩm. Sau khi gia công tinh, sản phẩm có độ bóng cao và độ
chính xác cần thiết. Mài tinh làm mất các vết sinh ra bởi gia công mài thô. Để
sản phẩm đạt độ chính xác cao như yêu cầu, sau khi mài thô người ta tiến hành
mài tinh sản phẩm thêm nhiều lần nữa.

Khi gia công mài, người nhân công phải đặc biệt chú ý những yêu cầu sau:
1.

Luôn đảm bảo đã lắp và vặn chặt một cách chính xác bởi đá mài rất dễ vỡ
nếu lắp và vặn không chính xác. Trước khi lắp đá mài, cần nghiêm chỉnh thực
hiện đúng quy tắc. Đá mài phải được lắp trong hộp che cẩn thận và không làm
việc trực tiếp trên đá mài nếu không có hộp che.

2.

Trước khi làm việc, cần kiểm tra thật tỉ mỉ độ chính xác và độ chắc chắn về
việc gá vật cần gia công, nếu bộ phận định vị không vặn chặt sẽ tạo ra sự chênh
lệch giữa vật cần mài và đá mài.

3.

Phải đảm bảo lượng dư gia công mài đúng quy định và chú ý đến công tác
làm mát cho vật mài. Đối với từng loại dao cắt, vật cần mài, tư thế và vị trí
đứng của người nhân công cũng thay đổi linh hoạt đòi hỏi người nhân công
phải am hiểu và biết cách vận hành cũng như những thao tác kỹ thuật cần thiết
để vận hành máy.

1.1.2 Đặc điểm quá trình mài
-Tốc độ cắt khi mài lớn, tiết diện phoi cắt ra bé
-

Đá mài là loại dụng cụ cắt có nhiều lưỡi, gồm các hạt mài liên kết với nhau

bằng chất dính kết. Khi cắt, một số lớn hạt mài có hình dạng, vị trí hoàn toàn
khác nhau cùng đồng thời tham gia cắt. Các góc cắt khi mài không hợp lý: góc
trước thường là góc âm và góc cắt thường lớn hơn 900.


Hình 1.1: Nhiệt độ cao sinh ra trong quá trình mài phẳng
Dụng cụ mài có lưỡi cắt không liên tục: Các hạt mài nằm tách biệt trên bề mặt làm
việc của dụng cụ và cắt mỗi phoi
-

riêng, do đó có thể xem quá trình mài như một quá trình cào xước liên tục.

-

Do không thể thay đổi được vị trí và hình dạng hình học của hạt mài trong
đá mài nên việc điều khiển quá trình mài rất khó khăn.

- Trong

quá trình mài, đá mài có khả năng tự mài sắc một phần.

Bên cạnh các đặc điểm trên, khi gia công mài do tốc độ cắt cao, góc cắt lớn,
góc trước âm nên mài có nhược điểm như: lực cắt và nhiệt cắt khi mài lớn,
khả năng thoát phoi kém nên làm biến dạng cấu trúc mạng tinh thể và biến
đổi các tính chất cơ lý của lớp vật liệu bề mặt gây ra hiện tượng cháy, nứt tế
vi và ứng suất dư bề mặt.
Để khắc phục các nhược điểm nêu trên, một trong những hướng nghiên cứu
đã được áp dụng trên thế giới và hiện đang được quan tâm nghiên cứu tại
Việt Nam là: Nghiên cứu, thiết kế và tối ưu hóa hình dáng hình học của đá
mài truyền thống nhằm giảm lực và nhiệt cắt mà vẫn đảm bảo được năng
suất và chất lượng chi tiết gia công trong khi mài mà cụ thể ở đây là xẻ rãnh
trên đá mài truyền thống. Việc nghiên cứu, đánh giá khả năng cắt của đá mài
xẻ rãnh chế tạo tại Việt Nam đang là vấn đề rất cấp bách cần sự nghiên cứu


của rất nhiều các nhà khoa học để đưa đá mài xẻ rãnh chế tạo tại Việt Nam
thành thương phẩm.
1.2 Tình hình nghiên cứu về đá mài gián đoạn trên thế giới và trong nước
Ở

các nước có nền gia công cơ khí phát triển như Nhật Bản, Mỹ, Nga, Ấn

độ… việc nghiên cứu nâng cao khả năng cắt của đá mài đã được rất nhiều các
nhà khoa học nghiên cứu và thí nghiệm. Trong đó, các nhà khoa học và các nhà
sản xuất tập trung nghiên cứu kết cấu của đá sao cho hợp lý nhất khi gia công.
Việc thay đổi này nhằm mục đích giảm tối đa việc sắp xếp ngẫu nhiên của các
hạt mài tham gia ở vùng cắt.
1.2.1 Nghiên cứu đá mài gián đoạn hay đá mài xẻ rãnh trên thế giới
•

Tác giả Hao Nan Li, Dragos Axinte đã tổng hợp được sự phát triển của đá mài
gián đoạn của rất nhiều tác giả trên thế giới từ những năm 1925 đến năm 2015.
Vào năm 1925 đến năm 1970, một số khái niệm đơn giản về giảm số lượng hạt
mài ở vùng tiếp xúc được đề xuất do các tác giả đã tìm thấy cháy trên bề mặt và
vết mòn của đá mài do nhiệt cục bộ gây ra. Bằng việc xẻ rãnh trên bề mặt của
đá đã làm nhiệt độ khi cắt giảm đáng kể . Xuất phát từ việc khắc phục các
nhược điểm của đá mài tròn thường là nhiệt cắt và lực cắt trong quá trình mài
lớn. Các nhà khoa học và các học giả trên thế giới ban đầu đã nghiên cứu
việc giảm nhiệt cắt bằng cách gắn các thanh mài lên bề mặt đá mài. Những
nghiên cứu này, bước đầu đã đặt nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo về đá
mài có bề mặt làm việc gián đoạn. Trong quá trình gia công, tốc độ đá, tốc độ
chi tiết càng lớn thì chiều sâu cắt càng lớn do đó hiệu quả mài càng cao. Cùng
với điều này, nhiệt mài càng tăng đặc biệt với các loại vật liệu khó cắt (hệ số dẫn
nhiệt thấp) thì càng khó mài. Như vậy, ở giai đoạn này đá mài xẻ rãnh chủ yếu
cải tiến ở hiện tượng làm mát khu vực mài với mục đích cung cấp dung dịch
trơn nguội vào khu vực cắt.
Theo các bằng sáng chế của tác giả đã nghiên cứu việc gắn các thanh mài
lên đĩa mài. Các thanh mài có các hình dạng khác nhau như: hình lăng trụ, lục

giác, vòng cung, lập phương, và các hình dạng khác được dính kết hoặc bắt vít
lên trên bề mặt đá (Hình 1.2).

Hình 1.2 Một số hình dạng cơ bản của đá mài (a) bàn cờ, so le, chéo, và hình
V và (b) so le, chéo, đối xứng và song song;(c) có khoảng cách cắt chân (d)
hình côn[26]
Tác giả J.C. Aurich, B. Kirsch cũng cho thấy đá mài xẻ rãnh có khả năng
giảm nhiệt tốt hơn so với các đá mài thường dưới các điều kiện gia công cụ thể.
Vấn đề này được tác giả giải thích như sau:
Đối với đá mài thường, quá trình gia công được thực hiện liên tục trên bề mặt đá,
số lượng lưỡi cắt tham gia quá trình cắt lớn nên số lượng phoi mài tạo ra trong quá
trình cắt cũng lớn. Các phoi mài không được đẩy ra ngoài vùng cắt sẽ tích tụ lại
nhanh chóng tại các lỗ trống giữa các hạt mài. Sự tiếp cận của chất làm mát khi
mài với đá mài thường gần như chỉ thực hiện ở đầu vùng mài, mà hầu như không
có sự tác động trực tiếp vào khu vực mài để làm sạch bề mặt và cuốn phoi mài ra
ngoài. Điều này càng làm tăng sự tích tụ của phoi, dẫn đến làm tắc nghẽn các lỗ
xốp trên bề mặt đá mài. Các hạt mài gần như bị bít lại bởi các đám phoi và mất đi
khả năng tự mài sắc. Kết quả là dẫn đến hiện tượng cùn, bết đá. Đây là nguyên
nhân khiến cho các hạt mài mất đi khả năng cắt, giảm hiệu quả bóc tách vật liệu.


Do hình dạng đá mài xẻ rãnh có 2 vùng là vùng làm việc và vùng không làm việc.
Khi gia công tại vùng làm việc, thời gian tiếp xúc giữa đá và chi tiết giảm xuống
còn tại vùng không tiếp xúc trở thành bể chứa dung dịch trơn nguội dùng để bôi
trơn cho vùng làm việc tiếp theo, ngoài ra tại đây vùng không gian chứa phoi cũng
được mở rộng làm cho chất lượng chi tiết bề mặt gia công cũng được cải thiện.

Hình 1.3 Sự tạo thành áp lực chất làm mát trước vùng tiếp xúc trong quá trình
mài cho các bánh mài tiêu chuẩn (trái) và có khe (phải)

Hình dạng của đá mài xẻ rãnh được các nhà khoa học và các học giả trên thế
giới nghiên cứu là các loại đá có gắn các thanh mài lên trên đĩa mài.
1.2.2 Đá mài xẻ rãnh do Việt Nam đang nghiên cứu
Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các nhà khoa học của Việt
Nam cũng đã nghiên cứu để khắc phục các nhược điểm của đá mài truyền thống.
Có thể nói, đây là bước tiến đáng kể trong việc cải thiện hình dáng của đá mài
truyền thống, đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu của các học giả trong
nước đã đề cập đến loại đá mài xẻ rãnh và cũng đưa ra được các kết luận về tính
ưu việt của loại đá mài này so với đá mài truyền. Cụ thể như: tác giả Nguyễn Tiến
Đông, Nguyễn Thị Phương Giang đã nghiên cứu về chất lượng bề mặt chi tiết khi
mài vật liệu thép C45 nhiệt luyện bằng đá mài xẻ rãnh [8], khả năng giảm lực cắt
khi gia công vật liệu ceramic sử dụng đá mài có bề mặt làm việc gián đoạn [9] và
khả năng gia công của hạt mài khi gia công bằng đá mài xẻ rãnh đối với vật liệu
thép C45 có độ cứng khác nhau.


Tác giả Nguyễn Công Hồng Phong đã nghiên cứu và thiết lập quan hệ của nhiệt
độ khi mài với chất lượng chi tiết gia công khi mài thép SKD61 bằng đá mài xẻ
rãnh . Tác giả
Ngô Thị Hà đã đánh giá được khả năng cắt gọt của hạt mài khi mài phẳng dùng
đá mài có bề mặt gián đoạn rãnh thẳng . Tác giả Trần Văn Thiện đã đánh giá
được ưu điểm về khả năng cắt của đá mài có bề mặt làm việc không liên tục khi
gia công vật liệu nhôm so với đá truyền thống.
Có thể thấy, các nghiên cứu nêu trên đều dừng ở việc tìm ra được các quan
hệ toán học dựa trên một chỉ tiêu nào đó theo phương pháp hồi quy mà chưa có
một công trình nghiên cứu nào đề cập đến vấn đề tối ưu hóa các mục tiêu khi
mài phẳng vật liệu SKD11 nhiệt luyện theo phương pháp Taguchi và phân tích
ANOVA. Việc xây dựng và giải quyết bài toán tối ưu cục bộ có ý nghĩa rất lớn
nhằm khắc phục những khó khăn trong việc điều khiển thích nghi quá trình mài

phẳng với mục đích kiểm soát được chất lượng sản phẩm và năng suất gia công
khi mài bằng đá mài gián đoạn, một loại đá đang được nghiên cứu hiện nay tại
Việt Nam.
Những viên đá mài xẻ rãnh thử nghiệm đầu tiên đã được sản xuất tại công ty
đá mài Hải Dương. Thông số của đá mài được mô tả như trong bảng 1.1, cụ thể
như sau:


Bảng 1.1 Thông số của đá mài

Đặc tính của đá
- Vật liệu hạt mài là hạt Corundun nâu

Hình dạng của đá
- Đường kính trong d: 127 mm

- Độ hạt thuộc nhóm trung bình: 46 (355 - Đường kính ngoài
÷ 425
D:

350 mm

µm)

- Chiều rộng đá B:

40 mm

- Cấu trúc đá: Cấp 6, tỷ lệ thể tích vật
liệu hạt

- Số rãnh gián đoạn Z: 18, 20, 22, 24

mài 50 %

- Kích thước rãnh gián đoạn WxH:
10x5 mm

- Chất kết dính: Gốm
- Độ cứng đá: MV2
- Giới hạn tốc độ theo độ bền của đá:
35m/s

Hình 1.4 Hình ảnh đá mài xẻ rãnh thực do Việt Nam nghiên cứu và chế tạo thử
nghiệm


1.3 Vật liệu và nước tưới nguội dùng để thí nghiệm trong đề tài.
1.3.1 Thép C45 là gì?
Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ứng dụng trong
quốc phòng, an ninh, ngành công nghiệp nặng, đặc biệt là ngành cơ khí đã sử
dụng rất nhiều các loại vật liệu độ cứng cao để chế tạo ra các sản phẩm theo yêu
cầu sử dụng của mỗi ngành. Một trong các loại vật liệu được sử dụng nhiều nhất
trong chế tạo chi tiết máy là vật liệu thép C45.
Như chúng ta đã biết, thép là sản phẩm được tạo ra bởi quá trình luyện trong các lò
chuyển oxy thổi đỉnh, lò Mactanh hoặc lò điện hồ quang. Tùy theo công nghệ chế
tạo mà lựa chọn lò luyện phù hợp.
Có hai nhóm thép chính được phân loại dựa trên thành phần hóa học của nó
- Một là nhóm có hàm lượng kim loại Mangan thường
- Hai là nhóm có hàm lượng Mangan cao.

Trong đó, thép C45 mà chúng ta đang tìm hiểu chính là loại thép nằm trong nhóm
một – thép có hàm lượng mangan thường.
Nguyên tố mangan có ý nghĩa gì trong thép? Chúng ta đều hiểu rằng thép là một
loại hợp kim được tạo ra với thành phần chính của nó là sắt (Fe) và cacbon (C) cùng
một số nguyên tố hóa học khác mà mangan là một trong số đó.


Hình 1.5: Ảnh hưởng của Cacbon đến cơ tính của thép
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1766-75, thép C45 là loại thép cacbon kết cấu
chất lượng tốt với nồng độ cacbon trong thép vào khoảng 0.45%.
Nồng đô Cacbon nhỏ hơn nồng độ Cacbon trong thép CT3. Vì vậy mà thép C45 có
khả năng chịu lực cao hơn thép CT3.
Thành phần hóa học của thép C45
Thép C45 có thành phần hóa học được biểu hiện qua bảng sau:
Hàm lượng của các nguyên tố, %
Mác

Phot- lưu

thép

pho

cacbon silic

mangan

huỳnh

crom niken

Không lớn hơn
C45

0.42 –

0.17 – 0.50 –

0.50

0.37

0.80

0.040 0.040 0.25 0.25


Cơ tính của thép C45
Độ
Giới

Mác thép

Độ dãn

hạn

Độ bền dài

chảy,

kéo,sb

sch

tương
đối d5

Độ thắt
tương
đối y

Độ dai cứng
va đập, sau
kG

thường

m/cm2 hóa
(HB)

kG/mm2

Độ
cứng
sau ủ
hoặc
Ram
cao
(HB)

%

Không nhỏ hơn
C45

36

61

16

40

5

≤ 229

≤ 197

Giới hạn bền của thép C45

Mác thép

C45

Tiêu chuẩn

TCVN 1766-75

Độ bên đứt Độ bền đứt
σb (Mpa)

σc (Mpa)

610

360

Độ giãn dài
tương đối
δ (%)
16

Độ cứng
HRC

23

Trong điều kiện thường, thép C45 có độ cứng HRC là 23. Trong nhiều điều kiện sản
xuất yêu cầu thép có độ cứng cao hơn thì cần sử dụng phương pháp tôi Ram để tăng
độ cứng của thép.
Có nhiều phương pháp tôi Ram được sử dụng để đáp ứng yêu cầu về độ cứng cho
thép như phương pháp tôi dầu, tôi nước hoặc tôi cao tần với điều kiện thích hợp cho
từng phương pháp.


Theo đó, tôi Ram hay Ram thép là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã tôi
dưới các nhiệt độ tới hạn ( AC1) và giữ nhiệt độ đó ở một thời gian nhất định sau đó
mới làm nguội.

Phương pháp này nhằm làm giảm hoặc làm mất các ứng suất dư sau khi tôi đến mức
cần thiết để đáp ứng điều kiện làm việc lâu dài của sản phẩm cơ khí mà vẫn duy trì
cơ tính sau khi tôi.
Trong đó, có 3 giới hạn biểu thị cho 3 phương pháp Ram là:
- Ram thấp: Phương pháp nung nóng thép đã tôi trong khoảng 150-250 độ C, tổ
chức đạt được là mactenxit ram.
- Ram trung bình: Nung nóng thép đã tôi trong khoảng 300-450 độ C, thành phẩm
đạt được là troxit ram.
- Ram cao: Tiến hành nung nóng thép đã tôi trong khoảng 500-650 độ C, tổ chức đạt
được là xoocbit ram.
1.3.2 Ký hiệu của thép C45 theo tiêu chuẩn của các nước
- Theo tiêu chuẩn Nga (ГOCT): Ký hiệu xx trong đó xx là số chỉ phần vạn C. Ví dụ
mác 45 có 0,45%C.
- Theo tiêu chuẩn Mỹ (AISI/SAE): Ký hiệu 10xx trong đó xx là số chỉ phần vạn C.
Ví dụ mác 1045 có 0,45%C.
- Theo tiêu chuẩn Nhật (JIS): Ký hiệu SxxC trong đó xx là các số chỉ phần vạn C.
Ví dụ mác S45C có 0,45%C.

1.3.3 Ưu điểm của thép C45


Hình 1.6: Thép tấm C45
- Do có độ bền kéo từ 570-690Mpa, thép C45 có khả năng chống bào mòn, chống
oxy hóa tốt và chịu được tải trọng cao.
- Tính đàn hồi tốt, khả năng chịu được va đập mạnh của thép C45 cũng được thể
hiện bởi độ bền kéo và giới hạn chảy cao.
1.4 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội và công nghệ tưới nguội
Dung dịch trơn nguội được dùng trong quá trình cắt để giảm ma sát, giảm nhiệt độ
khi cắt. Dung dịch trơn nguội phả đảm bảo không làm gỉ máy, dụng cụ và chi tiết
gia công, không gây tác hại đến da và sức khỏe của công nhân.

Dung dịch trơn nguội có những tác dụng chủ yếu sau:
– Bôi trơn làm giảm ma sát ở các bề mặt tiếp xúc (giữa mặt trước dao và phoi,
mặt sau dao và chi tiết).
– Giảm nhiệt cắt sinh ra trong quá trình cắt và làm nguội tốt nhất dụng cụ và chi
tiết gia công nâng cao được tuổi bền của dụng cụ.
Ngoài ra dung dịch trơn nguội còn có tác dụng cuốn phoi ra khỏi vùng cắt.
Khi cắt, áp suất và nhiệt độ cao, nên các màng bôi trơn do dung dịch trơn nguội tạo
thành ở các bé mặt tiếp xúc phải chịu được áp suất và nhiệt độ tới hạn cao. Vì vậy,
trong dung dịch trơn nguội thường có những chất có hoạt tính bề mặt cao như mỡ,
dầu thực vật, các axit béo, lưu huỳnh, clo… những chất này có tác dụng tạo nên
những màng mỏng bám chắc trên hề mật kim loại. Tác dụng bôi trơn của dung dịch


trơn nguội còn thể hiện ở chỗ các phần tử dung dịch trơn nguội bao quanh các phần
tử của phoi cản trở sự dính phoi giúp phoi thoát ra dễ dàng.
Khả năng làm lạnh của dung dịch trơn nguội càng lớn khi nhiệt hóa hơi, độ dẫn
nhiệt và nhiệt dung của nó càng lớn nhờ vậy mà tuổi bền của dao tăng lên và biến
dạng do nhiệt giảm đi. Tùy theo thành phần của dung dịch trơn nguội và điều kiện
cắt nhiệt độ có thể giảm từ 70°C ÷ 130°C
Dung dịch trơn nguội có thể được chia ra làm các nhóm sau (bảng 1.2).
Nhóm I – có tác dụng làm lạnh là chủ yếu – thường gồm các dung dịch nước điện
ly.
Nhóm II – có tác dụng làm lạnh và phần nào có tác dụng bôi trơn. Loại này gồm
nước Êmunxi.
Nhóm III – có tác dụng bôi trơn là chủ yếu và phần nào có tác dụng làm lạnh. Loại
này thường là các loại dầu.


Nhóm
I

II

III

Tên
Dung dịch nước

Thành phần (%)

Nước
Cacbônat canxi
Nước
Tri Natri phốt phát
Nitrit Natri
Dung dịch nước và xà phòng Nước
Xà phòng
Tri Natri phốt phát
Nitrit Natri
10% Emunxi
Nước
Emunxơn
Sunfua phrezon
Dầu cọc sợi số 3
Nigron
Lưu huỳnh
Dầu phức hợp
Sunfua phreson
Dầu thực vật

98
2
99
0.8
0.2
98.2
0.9
0.5
0.4
90
10
80
18
2
70

Bảng 1.2: Thành phần một số dung dịch trơn nguội
Khi cắt những kim loại khó gia công người ta còn sử dụng phương pháp làm nguội
bằng chất khí C02. Song khi dùng phải đảm bảo nguyên tắc an toàn lao động.
Việc lựa chọn các loại dung dịch làm nguội hoàn toàn tùy thuộc vào điều kiện làm
việc. Khi cắt ở tốc độ cao, nhiệt cắt lớn cần lựa chọn dung dịch có tính chất làm
nguội là chủ yếu. Khi gia công tĩnh và khi gia công ở tốc độ không cao thì chọn
dung dịch bôi trơn là chính. Khi cắt bằng các dụng cụ cắt hợp kim cứng thì dung
dịch trơn nguội khi dùng phải có lưu lượng lớn, tưới liên tục nếu không hợp kim
cứng dễ bị nứt vì dẫn nhiệt kém.
Hiệu quả sử dụng dung dịch trơn nguội còn phụ thuộc vào phương pháp đưa dung
dịch trơn nguội vào vùng cắt.
Dung dịch trơn nguội đưa vào vùng cắt có thể bằng phương pháp tưới (hình 4.40a)
hoặc phun (hình 4.40b).
Phương pháp tưới là phương pháp được dùng phổ biến nhất hiên nay Nhược điểm

củapháp này là lưu lượng tưới cần lớn mới xâm nhập được vào vùng cắt (0,17
÷ 0,25)10^3 m/s.
Phương pháp phun (hình 4.40b) yêu cầu áp suất phun khoảng (19 ÷ 24)10^5PA và
được phun vào mặt sau dụng cụ. Đường kính lỗ phun khoảng (0,25 ÷ 0,4) mn với
lưu lượng khoảng (0,07 + 0,10)(10^-3)m^3/s và với tốc độ khoảng (42 ÷ 50)m/s.
Dùng phương pháp phun để làm nguội thì tuổi bền dao tăng lên nhiều lần.


Hiệu quả của phương pháp phun đối vói da0 thép gió cao hơn hợp kim cứng (tuổi
bền dao hợp kim cứng khi làm nguội bằng phương pháp phun trung bình chỉ tăng
khoảng 20 ÷ 40%).
Phương pháp này có những nhược điểm sau:
– Khó đảm bảo được hướng phun và khi không đảm bảo được hướng phun thì
hiệu quả làm nguội của phương pháp này không đảm bảo.
– Thiết bị bơm nước đặc biệt.
–

Dung dịch trơn nguội bị bắn tung tóe khó che đây.

Ngoài ra, để làm nguội người ta còn dùng phương pháp sa mù Phương pháp này dựa
trên nguyên lý làm việc như sau: dưới áp suấi khoảng (2 ÷ 3)105 Pa chất lỏng và
không khí được hòa trộn vào nhau vá được phun vào mặt sau của dao dạng sương
mù với tốc độ khoảng 30 m/sec Tác dụng hút nhiệt của phương pháp này rất cao do
đó tuổi bền có thé tăng lên từ (1,5 ÷ 3) lần. Dòng dung dịch nguội lạnh dạng sa mù
có dạng hình quạt nên không cần đảm bảo hướng phun chính xác đồng thời làm
nguội được các dụng cụ cắt nhiều lưỡi.
Ngoài ra với một số dụng cụ đặc biệt (khoan lỗ sâu) việc làm nguội có thể được
thực hiện ở bên trong vòng cắt bằng cách dùng áp suất cao đưa dung dịch trơn nguội
đi theo các rãnh của dụng cụ vào khu vực cắt.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

Bành Tiến Long, Trần Sỹ Túy, Trần Thế Lục (2013) Nguyên lý gia công vật
liệu. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật

2.

Nguyễn Tiến Đông, Nguyễn Thị Phương Giang(2013) Chất lượng bề mặt chi
tiết khi mài vật liệu thép C45 nhiệt luyện bằng đá mài xẻ rãnh.Tạp chí khoa
học và công nghệ các trường đại học kỹ thuật, số 96/2013, trang 66-70

3. Nguyễn

Thị Phương, Nguyễn Thị Phương Giang, Nguyễn Tiến Đông (2017)
Đánh giá khả năng cắt của đá mài gián đoạn rãnh nghiêng thông qua nghiên
cứu cực tiểu hóa độ nhám bề mặt theo phương pháp Taguchi. Tạp chí Khoa
học và công nghệ Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội, ISSN: 1859-3585, Số 38,
tháng 2/2017, trang 180 – 184.