Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt chi tiết khi gia công trên máy mài phẳng
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Mài là một nguyên công gia công tinh có thể gia công được
nhiều dạng bề mặt khác nhau như: mặt trụ ngoài, mặt trụ trong (lỗ), mặt
phẳng, mặt định hình. Mài có thể gia công được vật liệu rất cứng nhưng
lại không gia công được vật liệu quá mềm.
Khi mài ngoài vấn đề gá đặt chi tiết, việc chọn đá mài, thì chế độ
mài đóng vai trò quyết định đối với chất lượng của sản phẩm. Các
thông số công nghệ bao gồm: vận tốc của đá mài, vận tốc của chi tiết
mài, lượng chạy dao ngang, chiều sâu cắt, lực cắt, topography của đá
mài… Trong đó, các thông số công nghệ: vận tốc của đá mài, vận tốc
của chi tiết mài, lượng chạy dao ngang , chiều sâu cắt, được gọi là chế
độ mài.
Ở Việt Nam, gia công tinh hiện nay đang có chiều hướng phát
triển, nhiều quốc gia trên thế giới đã đầu tư xây dựng các nhà máy sản
xuất cơ khí chính xác mà nguyên công chính là mài. Nhưng việc nghiên
cứu về lý thuyết mài vẫn còn ít chưa đáp ứng được nhu cầu của xã hội.
Trên cơ sở đó, tác giả lựa chọn và nghiên cứu sâu một vấn đề của
Mài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến độ
nhám bề mặt chi tiết khi gia công trên máy mài phẳng”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Qua việc xử lý kết quả độ nhám của các mẫu thí nghiệm được
mài ở các chế độ mài khác nhau bằng phương pháp thực nghiệm, tác
giả đánh giá khả năng công nghệ của máy mài, từ đó đưa ra công thức
tính độ nhám của một vật liệu cụ thể khi mài với một chế độ cắt cụ thể.
Dùng làm tài liệu tham khảo cho sản xuất ở các nhà máy, xí
nghiệp sản xuất nói chung và làm tài liệu nghiên cứu, giảng dạy, học
tập ở trường Cao đẳng Công nghiệp Huế nói riêng.
2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
*. Đối tượng nghiên cứu:
Thép Carbon được sử dụng để sản xuất và học tập tại trường
Cao đẳng Công nghiệp Huế,
Máy mài phẳng ARCA,
Đá mài hình trụ, mài bằng chu vi đá,
Chế độ mài ( bao gồm: vận tốc của đá mài, vận tốc của chi tiết
mài (lượng chạy dao dọc, lượng chạy dao ngang, chiều sâu cắt…).
*. Phạm vi nghiên cứu: Ảnh hưởng của lượng chạy dao ngang và
chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt gia công khi mài thép trên máy mài phẳng
ARCA.
4. Phương pháp nghiên cứu
*. Lý thuyết
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết mài,
Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ khi
mài trên máy mài phẳng,
*. Thực nghiệm
Tiến hành thí nghiệm và sử lí số liệu thí nghiệm,
Phân tích đánh giá kết quả, rút ra phương trình thực nghiệm,
Xử lý kết quả thực nghiệm bằng phần mềm Matlap.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho những ai quan tâm
đến lĩnh vực mài và các yếu tố ảnh hưởng của quá trình mài đến chất
lượng của bề mặt chi tiết mài. Sử dụng phương pháp quy hoạch thực
nghiệm để xác định mối quan hệ ảnh hưởng của các thông số công nghệ
mài với đầu ra là chất lượng bề mặt chi tiết mài.
Từ kết quả nghiên cứu người đọc có thể ứng dụng kết quả
thực nghiệm trong một trường hợp cụ thể để dự đoán được gần chính
3
xác kết quả độ nhám của bề mặt chi tiết mài khi sử dụng bộ thông số
công nghệ để gia công sản phẩm.
Kết quả nghiên cứu sẽ đã góp phần hoàn thiện thêm về lý
thuyết công nghệ mài. Làm cơ sở tài liệu cho các nghiên cứu tiếp theo
sau này.
6. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm: phần mở đầu và bốn chương mục.
Chương 1 Tổng quan
Chương 2 Các thông số công nghệ của quá trình mài phẳng
Chương 3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều sâu cắt và lượng
chạy dao ngang đến độ nhám bề mặt
Chương 4 Kết luận và kiến nghị
4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BẰNG
PHƯƠNG PHÁP MÀI
1.1.1. Sơ lược về lịch sử phát triển của công nghệ mài
Mài đã được con người sử dụng từ rất lâu. Những người Ai cập
cổ đã sử dụng mài để gia công kim loại từ những năm 2000 trước công
nguyên bằng những viên đá được đẽo gọt từ các kết tủa. Năm 1500
Leonardo Devinci đã thiết kế một cỗ máy có nguyên lý rất giống với
máy mài tròn hiện nay. Tuy nhiên phải đến năm 1859 chiếc máy mài
tròn vạn năng đầu tiên mới được chế tạo tại hãng Brown- Shappe. Cũng
trong năm này, loạt đá mài có chất dính kết keramíc đầu tiên được xuất
xưỡng. Năm 1891 các nhà hoá học đã tổng hợp được cácbit silic. Năm
1901 các nhà máy của Anh, Pháp, Đức bắt đầu sản xuất ra Côranhđông
thường. Năm 1910 Côranhđông điện trắng được tổng hợp.
Nhưng một phát minh quan trọng, thực sự làm thay đổi công
nghệ mài đó là phát minh ra chất dính kết thuỷ tinh của hãng Norton
vào năm 1920. Đến năm 1923 thì chất dính kết Bakelit cũng đã được
tổng hợp và đưa vào sử dụng.
Do độ cứng của vật liệu gia công ngày càng cao, nhu cầu sử dụng
các loại vật liệu mài có độ cứng và khả năng cắt cao đã dẫn tới việc
phát minh ra đá mài kim cương với chất dính kết kim loại vào năm
1940.
Năm 1951 cổng ty General Electric đã tổng hợp được Nitrit Bo
lập thể, một loại vật liêu mài có độ cứng tương đương kim cương
nhưng có ưu điểm hơn hẳn do chúng không bị Graphit hoá ở nhiệt độ
cao.
Bắt đầu từ những năm 1980 các hãng chế tạo máy công cụ lớn đã
cho ra đời thế hệ các máy mài điều khiển theo chương trình số đầu tiên,
5
đánh dấu một bước phát triển nhảy vọt của công nghệ mài. Các thiết bị
mài đã có sự trợ giúp của hệ thống máy tính, thực hiện quá trình gia
công theo nguyên tắc điều khiển tự động, tạo ra một hệ thống mài vạn
năng, thông minh đáp ứng tính thay đổi nhanh và đòi hỏi cao của kỹ
thuật gia công hiện đại.
Do các máy mài ngày càng được hoàn thiện, chất lượng đá mài
càng cao, nên phương pháp mài ngày càng có vị trí quan trọng trong
các quá trình sản xuất cơ khí. Nó là một trong những phương pháp gia
công tinh có năng suất và độ chính xác cao của công nghệ gia công cắt
gọt.
1.1.2. Các nghiên cứu về công nghệ gia công bằng phương phápmài
Do vị trí quan trọng của công nghệ mài trong các quá trình gia
công cắt gọt, nên ngay từ khi khoa học công nghệ chế tạo máy mới bắt
đầu hình thành, các nhà công nghệ đã đặc biệt chú trọng tới việc nghiên
cứu hoàn thiện phương pháp mài.
Từ những năm 1950, một số nhà khoa học hàng đầu về công
nghệ mài của thế giới như Maxlốp, Iaserýsin của Nga, Backer của Mỹ,
Brammertz.p, Bruckner. K, Solje.E của Đức, Muller của Anh,
Watanabe.K của Nhật đã thực hiện các nghiên cứu cơ bản nhằm tìm
hiểu bản chất vật lý và cơ chế hình thành bề mặt khi mài. Các nghiên
cứu này cho phép xây dựng một loạt các công thức thực nghiệm để sử
dụng cho các điều kiện gia công khác nhau. Tuy nhiên các kết quả
nghiên cứu trong thời kỳ này có tính ứng dụng thấp, độ chính xác
không cao.
Trong những năm tiếp theo từ 1960 đến 1970, do kỹ thuật điện tử
phát triển mạnh, dụng cụ đo ngày càng hoàn thiện hơn, nên các nghiên
cứu về mài được tiến hành rất rộng và có chiều sâu. Các công trình
nghiên cứu về rung động khi mài của Petersl người Anh vào năm 1966,
Takegama.H người Nhật vào năm 1975 đã cho phép ghép nối cơ học
6
ứng dụng với công nghệ mài. Đặc biệt các nghiên cứu về nhiệt cắt khi
mài trong thời gian này cũng được nghiên cứu rất mạnh.
Bắt đầu từ những năm 1975 do nhu cầu về các loại vật liệu chịu
mòn, có độ cứng cao tăng mạnh nên các nghiên cứu ứng dụng đá mài
kim cương trong sản xuất được triển khai tại nhiều nước. Các công
trình đã công bố của các tác giả L.L.Misnaépxki, H.B.Nôvíckốp của
Nga, Emerson.G của Mỹ, Griffith của Anh, Konig.W của Đức và
Yuhta.T; Kobayashi.A của Nhật cho thấy công nghệ mài đã chuyển
sang một giai đoạn mới với việc sử dụng đá mài kim cương cho phép
nâng cao đáng kể năng suất và độ chính xác của mài.
Các nghiên cứu trong giai đoạn này không còn bó gọn trong các
nghiên cứu thực nghiệm đơn thuần. Một loạt các công trình nghiên cứu
về lý thuyết mài và mô hình hóa các quá trình mài được thực hiện.
Kết quả nghiên cứu của các tác giả Samuel.B, Xun Chen, Brian
Rowe.W người Mỹ, Katsushi Fututani, Suto.T, Sata.T, Inasaki.I người
Nhật, Steffens.K, Konig người Đức và A.Gxuxlốp người Nga đã cho
phép các nhà chế tạo của các hãng chế tạo máy công cụ trên thế giới
cho ra đời thế hệ máy mài CNC đầu tiên vào năm 1980.
Tại Việt nam, các nghiên cứu về mài cũng đã được thực hiện từ
rất sớm. Trong những năm 1970 đến 1985, nhiều chuyên gia nghiên
cứu về mài đã được đào tạo tại các nước Đông Âu như T.S Nguyễn Thế
Đạt, T.S. Nguyễn Đắc Lộc, T.S. Nguyễn Tiến Thọ, ThS. Nguyễn Trọng
Bình, T.S Đỗ Trọng Hùng và ThS Lưu Văn Nhang của trường ĐHBK
Hà Nội.
Trong vài năm trở lại đây, nhiều đề tài nghiên cứu về mài cũng
đã được một số trường Đại học lớn trong nước thực hiện. Các công
trình đã công bố của T.S. Trần Minh Đức, Đại học công nghiệp Thái
nguyên, T.S Nguyễn Huy Ninh Đại học Bách khoa Hà Nội đã cho thấy
tính đa dạng của các nghiên cứu về công nghệ mài đã và đang được
triển khai thực hiện tại Việt nam.
7
a. Nghiên cứu chất lượng chi tiết gia công và tối ưu hóa các
thông số công nghệ
Đây là lĩnh vực tập trung nhiều nghiên cứu nhất về gia công
bằng phương pháp mài. Về chất lượng bề mặt chi tiết gia công, các
nghiên cứu tập trung vào phân tích ảnh hưởng của các thông số công
nghệ đến độ nhám bề mặt của chi tiết.
Một nghiên cứu trong lĩnh vực này là nghiên cứu ảnh hưởng
của lượng chạy dao dọc Vs đến độ nhám của bề mặt chi tiết gia công
của một loại vật liệu là thép SUS304. Ở nội dung này, tác giả nghiên
cứu lượng chạy dao dọc ở ba chế độ cắt khác nhau là: Vw = 9m/p; Vw =
12m/p; và Vw = 15m/p; Kết quả của nghiên cứu này là tác giả đã đưa
ra được hàm biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao dọc đến độ nhám
của thép SUS304. Từ đó so sánh kết quả và kết luận rằng khi mài thép
SUS304 thì nên sử dụng chế độ cắt nào mà cụ thể là lượng chạy dao
dọc để gia công thép SUS304 thì tối ưu hơn. [9]
Một nghiên cứu khác là nghiên cứu về ảnh hưởng của lượng
chạy dao dọc Vw ; vận tốc đá mài V; và chiều sâu cắt t đến độ nhám của
bề mặt chi tiết gia công của một loại vật liệu là thép SUJ2. Và tác giả
đã sử dụng hai loại đá cắt khác nhau trong nghiên cứu của mình. Đó là
loại đá cắt sử dụng hạt mài CBN và loại đá cắt sử dụng hạt mài được
phủ Al2O3. Ở nội dung này, tác giả sử dụng bộ thông số công nghệ để
nghiên cứu là: Vw = 7 ÷ 20,5m/p; V = 1700 ÷ 1905m/p; và t = 0,002 ÷
0,012mm; Kết quả của nghiên cứu này là tác giả đã đưa ra được hàm
biểu diễn ảnh hưởng của bộ ba thông số Vw, V, t đến độ nhám của thép
SUJ2 khi mài bằng hai loại đá khác nhau. Từ đó so sánh kết quả và kết
luận rằng khi mài thép SUJ2 thì nên dùng loại đá nào để gia công thì tối
ưu hơn. [10]
b. Nghiên cứu về đá mài
Các nghiên cứu trong lĩnh vực này chủ yếu nâng cao khả năng
cắt gọt của đá mài; đánh giá so sánh chất lượng của các loại đá mài.
8
Đáng chú ý trong lĩnh vực này có đề tài nghiên cứu một lĩnh vực khá
mới mẽ. Đó là nghiên cứu về chế độ công nghệ sửa đá đến độ nhám bề
mặt của chi tiết gia công. Trong vấn đề nghiên cứu này, tác giả tập
trung nghiên cứu cấu tạo của đá mài, chất kết dính, và topography của
đá, tác giả đã lựa chọn bộ thông số công nghệ cho quá trình sửa đá là:
lượng chạy dao dọc Ssd = 0,5 ÷ 1,5 (m/p) và chiều sâu cắt tsd = 0,005 ÷
0,015mm.Tác giả đã rút ra được hàm quan hệ giữa quá trình sửa đá với
độ nhám của chi tiết. Và kết luận về sự ảnh hưởng của quá trình sửa đá
đến chất lượng của bề mặt chi tiết gia công.[4]
Một vấn đề nữa được các tác giả nghiên cứu đó là quá trình
mòn đá khi mài và ảnh hưởng của hiện tượng mòn đá đến chất lượng bề
mặt chi tiết gia công. Trong vấn đề nghiên cứu này, tác giả tiến hành
thực nghiệm trên hai loại vật liệu là thép C45 nhiệt luyện và gang
GX18-36.
Bộ thông số công nghệ sử dụng trong nghiên cứu này là:
- Chế độ sửa đá, chiều sâu cắt sau một hành trình ngang, t =
0,02mm; lượng chạy dao ngang của đá Sngđ = 0,5m/ p. Loại đầu sửa C9.
- Chế độ cắt khi mài thép: Vs = 47m/s; t = 0,01 ÷ 0,04; Sng =
5 ÷ 8mm/ htk; Vw = 15 ÷ 25m/p
- Chế độ cắt khi mài gang: Vs = 47m/s; t = 0,006 ÷ 0,016; Sng
= 3 ÷ 6mm/ htk; Vw = 20 ÷ 25m/p
Từ kết quả thực nghiệm tác giả xác định quan hệ của lượng mòn
tuyệt đối và tương đối của đá mài với chế độ cắt; Xác định quan hệ của
lượng mòn tuyệt đối và tương đối của đá mài với thời gian mài; Xác định
quan hệ của lượng mòn tuyệt đối và tương đối của đá mài với độ nhám bề
mặt chi tiết mài. Xác định quan hệ mòn giữa lực cắt với thời gian.[11]
c. Nghiên cứu về lực cắt khi mài
Một số nghiên cứu trong lĩnh vực này cũng đã đưa ra các kết
luận về sự ảnh hưởng của lực cắt khi mài đến tuổi bền của đá mài.
Trong vấn đề nghiên cứu này, tác giả sử dụng vật liệu nghiên cứu là
9
thép C45, mài thép trên một chế độ cắt. Sau mỗi lần thí nghiệm tác giả
tiến hành sửa đá với các bộ thông số công nghệ khác nhau. Trong mỗi
lần đó, tác giả đo lực cắt tác dụng lên bàn máy theo ba phương x; y và z
theo thời gian. Từ đó xây dựng hàm mô tả sự ảnh hưởng của lực cắt khi
mài đến tuổi bền của đá mài và chất lượng bề mặt của chi tiết gia
công.[4]
d. Nghiên cứu về ứng suất dư
Ứng suất dư bề mặt có ảnh hưởng đến khả năng làm việc sau này
của chi tiết máy: ứng suất dư nén có khả năng nâng cao độ bền mỏi,
ngược lại ứng suất dư kéo lại làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy,
ứng suất kéo với trị số lớn còn là nguyên nhân gây ra các vết nứt tế vi
bề mặt qua đá làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy. Quá trình hình
thành ứng suất dư bề mặt phụ thuộc vào sự biến dạng đàn hồi, biến
dạng dẻo, biến đổi nhiệt và hiện tượng chuyển pha trong cấu trúc lớp
kim loại bề mặt. Trong vấn đề nghiên cứu này các tác giả tiến hành
nghiên cứu thực nghiệm trên hai loại đá mài Al2O3 và đá mài loại CBN.
Kết quả cho thấy ứng suất dư xuất hiện trên bề mặt khi mài thép SUJ2
có kết quả chênh lệch nhau khá lớn và tác giả kết luận về việc nên lựa
chọn loại đá mài nào trong hai loại đã nêu trên khi tiến hành mài thép
SUJ2.
Việc tiến hành tìm hiểu và giải thích nguyên nhân của hiện tượng
này cũng được tác giả trình bày trong báo cáo của mình.[10]
Phân tích các nghiên cứu đã thực hiện trên đây cho thấy, hầu hết
các công trình này đều được thực hiện theo mội số hướng chính sau
đây:
1. Tiếp tục các nghiên cứu tìm hiểu bản chất vật lý của các hiện
tượng xảy ra khi mài. Thiết lập các mô hình mô tả cho phép thực hiện
điều khiển quá trình mài theo nguyên tắc điều khiển tối ưu;
2. Nghiên cứu chế tạo các loại đá mài từ vật liệu mới có độ cứng
và khả năng cắt cao;
10
3. Nâng cao chất lượng chế tạo đá mài, hoàn thiện kết cấu của đá;
4. Nâng cao vận tốc cắt khi mài
Các nghiên cứu của các nhà khoa học thế giới cũng khẳng định
rằng, không thể phát triển lý thuyết mài nếu không nghiên cứu cơ sở vật
lý của quá trình mòn và phá hủy của đá mài. Do vậy việc nghiên cứu
thiết lập các mô hình mô tả quá trình mài dựa trên cơ sở lý thuyết và
thực nghiệm vẫn có tính thời sự hiện nay.
1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH MÀI
1.3. ĐÁ MÀI VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ĐÁ MÀI
1.3.1. Cấu trúc chung của đá mài
1.3.2. Kí hiệu của đá mài
1.3.3. Vật liệu hạt mài
1.3.4. Chất kết dính
1.4.CÁC SƠ ĐỒ CẮT KHI MÀI PHẲNG
1.4.1. Mài phẳng bằng đá mài mặt đầu
1.4.2. Mài phẳng bằng đá mài hình trụ
1.5.ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH CẮT KHI MÀI
Hình 1.7: Hình dạng lớp cắt của một hạt mài
Trên hình 1.7 là mô hình hình học mô tả quá trình cắt của các hạt
mài. Trong quá trình mài, số lượng các hạt mài tham gia đồng thời vào
11
quá trình cắt rất lớn. Hình dáng hình học và số các lưỡi cắt của các hạt
mài không xác định và phân bố không đều trên bề mặt làm việc của đá.
Sau đây là một số thông số chính của mô hình hình học mô tả quá trình
cắt khi mài.
1.5.1. Chiều dài tiếp xúc giữa đá mài và phôi.
1.5.2. Đường cắt
1.5.3. Chiều dày cắt lớn nhất
1.5.4. Chiều dày và thể tích lớp cắt
1.5.5. Hình học bề mặt đá mài
1.5.6. Phoi mài
1.6. ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH MÀI
1.7.NĂNG LƯỢNG TẠO PHOI KHI MÀI
1.8.ỨNG SUẤT DƯ KHI MÀI
1.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
1. Mài là một quá trình rất phức tạp. Mặc dù đã có rất nhiều
công trình nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm về mài trong nhiều khía
cạnh khác nhau, nhưng đến nay nhiều nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên
cứu về mài.
2. Nghiên cứu tổng quan về quá trình mài nhằm tổng quát hoá
các nghiên cứu về mài liên quan đến nội dung của luận văn, đó là đặc
điểm của mài, đá mài và các thông số cơ bản của nó, các sơ đồ cắt khi
mài, động học và động lực học quá trình mài, ứng suất dư và những
hướng chính trong nghiên cứu về mài đã được công bố.
3. Kết qủa nghiên cứu giúp ta có cách nhìn đầy đủ và cụ thể hơn
khi nghiền cứu về mài, đặc biệt giúp cho việc khẳng định mục tiêu
nghiên cứu của luận văn là thực sự cần thiết.
12
CHƯƠNG 2
CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI PHẲNG
2.1.CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH MÀI
2.1.1. Lực cắt khi mài
2.1.2. Nhiệt cắt và sự phân bố năng lượng
2.1.3. Topography của đá mài
a) Định nghĩa: Tập hợp tất cả các lồi lõm trên bề mặt đá được
gọi là Topography của đá.
b) Tính chất của Topography:
- Topography phụ thuộc vào các thông số đặc trưng của đá mài
như: độ cứng, độ hạt, cấp cấu trúc, vật liệu hạt mài, vật liệu chất kết
dính.v.v…
- Topography phụ thuộc vào điều kiện và chế độ công nghệ khi
sửa đá.
- Topography luôn biến đổi trong quá trình mài. Sự biến đổi của
Topography phụ thuộc vào dạng của Topography khởi thủy đạt được
sau khi sửa đá, vào tải trọng cơ nhiệt tác động trên hạt mài, trên chất kết
dính, có nghĩa là phụ thuộc chế độ công nghệ khi mài.
c) Ý nghĩa của Topography:
Topography của đá đặc trưng cho cấu trúc hình học tế vi của bề
mặt đá mài. Đặc điểm hình học của dụng cụ mài phức tạp hơn rất nhiều
so với dụng cụ cắt có lưỡi cắt xác định. Dụng cụ mài có số lưỡi cắt rất
lớn, các hạt mài có hình dạng khác nhau và thường không hợp lý, các
hạt mài phân bố ngẫu nhiên trong đá mài.v.v… Tất cả các điều đó làm
cho quá trình nghiên cứu đánh giá Topoghaphy gặp rất nhiều khó khăn.
2.1.4. Ảnh hưởng của thông số đặc trưng của đá mài
2.1.5. Ảnh hưởng của dụng cụ sửa đá
2.1.6. Ảnh hưởng của chế độ cắt khi sửa đá
2.2.ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG DỊCH TƯỚI NGUỘI
2.3. ẢNH HƯỞNG CỦA VẬN TỐC ĐÁ MÀI
2.4. ẢNH HƯỞNG CỦA LƯỢNG CHẠY DAO
13
2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Qua việc nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ khi
mài đến độ nhám của bề mặt chi tiết gia công như: vận tốc cắt Vs , lượng
chạy dao dọc Vw , lượng chạy dao ngang Sng, chiều sâu cắt t… cũng như
một số yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình mài và độ chính xác, độ nhám
của bề mặt chi tiết mài. Ta có thể rút ra một số kết luận sau đây:
1. Chất lượng của bề mặt chi tiết mài bị tác động bởi rất nhiều
yếu tố. Việc khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của tất cả các yếu tố này
đến chất lượng của bề mặt chi tiết gia công mà cụ thể nhất là tác động
đến độ nhám của chi tiết gia công là một công việc hết sức khó khăn.
Bởi vì đây là một bài toán mà hàm ra chất lượng bề mặt chi tiết và các
biến thì rất phong phú và đa dạng. Mỗi một yếu tố như vậy lại bị ảnh
hưởng bởi nhiều yếu tố khác.
2. Việc khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố kể trên đến chất
lượng bề mặt chi tiết gia công đòi hỏi người nghiên cứu cần có kiến
thức tổng quát của nhiều ngành khác nhau cũng như sự cần thiết của
thiết bị thí nghiệm, thiết bị đo công nghệ cao mới có thể thực hiện được.
Do đó việc nghiên cứu chủ yếu xoay quanh các thông số công nghệ cơ
bản là: vận tốc cắt Vs , lượng chạy dao dọc Vw , lượng chạy dao ngang
Sng, chiều sâu cắt t… Nhưng chúng được thực hiện ở các điều kiện thực
nghiệm khác nhau, ở các giá trị công nghệ khác nhau là vấn đề vẫn còn
mang tính quyết định góp thêm một phần vào việc hoàn thiện lý thuyết
tổng quát về chế độ cắt khi mài.
3. Sử dụng các thông số công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng bề
mặt chi tiết khi mài như độ mòn tương đối và độ mòn tuyệt đối của đá mài,
sự thay đổi của Topography đá mài… để đánh giá chất lượng bề mặt chi
tiết khi mài và một số thông số xuất hiện trong quá trình mài như lực cắt,
nhiệt cắt… Tuy nhiên ở điều kiện Việt Nam hiện nay nói chung việc đo
Topography và một số thông số công nghệ khác là việc làm tương đối khó.
Vì vậy trong luận văn này chỉ trình bày ảnh hưởng của lượng chạy dao
ngang Sng và chiều sâu cắt t để khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của nó đến
độ nhám của bề mặt chi tiết gia công.
14
CHƯƠNG 3
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU SÂU CẮT VÀ
LƯỢNG CHẠY DAO NGANG ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT
3.1. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
3.1.1. Loại máy
Máy mài phẳng: ACRA Sản xuất tại Nhật
Kích thước bàn từ: 300x600 mm
Tốc độ quay trục mang đá: 2850 vòng/ phút
Tốc độ dịch chuyển dọc của bàn máy: Vô cấp từ 0.1 ÷ 25m/p
Tốc độ dịch chuyển ngang của bàn máy: Vô cấp từ 0.02 ÷ 15 mm/ HTK
Động cơ mang đá: Công suất 2.2KW
Động cơ chạy dọc: Công suất 0.7KW
Động cơ chạy ngang: Công suất 0.4KW
3.1.2. Vật liệu gia công:
Thép C40
Kích thước 30mmx40mmx10mm
Thành phần hóa học: Xem trong bảng 3.1
C
Cr
Mn
P
S
Si
0,38 - 0,44
< 0,25
0,5 - 0,8
< 0,035 < 0,04 0,17-0,37
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của vật liệu gia công
3.1.3. Dụng cụ cắt
Đá mài Hải Dương
Kích thước: Đường kính đường kính ngoài: Ø250mm
Đường kính lắp trên trục Ø25mm
Bề rộng đá B = 32mm
Kí hiệu đá mài: Sx80TB2G
15
Hình 3.1 Đá mài
3.1.4. Thiết bị đo
Máy đo độ nhám Taylor - Hobson
Hình 3.2 Máy đo độ nhám Taylor - Hobson
16
Thông số đo được: Ra, Rz.
3.1.5. Chế độ công nghệ
Phần không đổi
+ Số vòng quay trục mang đá: 2850 vòng/ phút
+ Vận tốc bàn máy theo phương dọc: 15m/ phút
+ Dung dịch tưới nguội: Dầu emuxi 2.5%, lưu lượng 20 lít/ phút
Phần thay đổi
+ Chiều sâu cắt: t = 0.02 ÷ 0.17 mm
+ Lượng chạy dao theo phương ngang Sng: 0.05 ÷ 1.5 mm/ HTK
3.2. SƠ ĐỒ QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM
Cấu trúc của quy hoạch quay đều cũng gồm có :
-
-
-
Phần trực giao là TNT ( khi k < 4 ) hoặc TNR ( khi k > 4 )
Thêm 2.k thí nghiệm tại điểm *
Có n0 thí nghiệm tại tâm ( n0 có ý nghĩa quan trọng, nó xác
định đặc tính phân bố trên bề mặt )
Giá trị của α và n0 với số biến k khác nhau được cho trong
bảng dưới đây :
Số yếu tố k
2
3
4
5
5(#)
6
6(#)
7
7(#)
Cánh tay đòn α
1,414 1,682
2
2,378
2
2,828 2,378 3,333 2,828
Số thí Tại nhân n1
4
4
5
8
16 32
16
10
6
64
15
12
91
32
12
9
128
14
64
14
14
92
nghiệm
Tại điểm *
Tại tâmn0
6
8
7
10
10
6
21
Tổng cộng 13
20
31 52
32
53
163
(#) : TNR 2k-1
Bảng 3.2 Bảng tra giá trị của α và n0 với số biến k
17
Ma trận quy hoạch quay đều bậc 2 với 2 yếu tố
2
2
TT
1
x0
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
x1
x2
x1x2
+
-
x1
x2
-
-
+
+
+
+
2
2
0
0
0
0
0
0
0
+
+
+
+
0
0
2
2
0
0
0
0
0
2
+
-
3
-
+
-
4
+
+
+
0
5
-1,414
0
6
+1,414
0
0
7
0
0
0
0
0
0
0
- 1,414
0
8
+1,414
0
9
0
0
0
0
0
0
10
11
12
13
0
0
0
0
Bảng 3.4 Ma trận quy hoạch quay đều bậc 2 với 2 yếu tố
3.3. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
Quá trình tiến hành thí nghiệm được thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Gia công khỏa láng bề mặt chi tiết trên máy phay vạn
năng
Bước 2: Tại mỗi mẫu thí nghiệm Pi (i = 1÷ 13) ứng với một
thông số công nghệ Sng, t cho mỗi mẫu, ta tiến hành sửa đá. Khoảng
khảo sát và chế độ công nghệ được xác định như đã trình bày ở phần
đầu của chương 3. Lặp lại bước 2 cho các mẫu lặp lần 2.
Bước 3: Tiến hành đo và đọc giá trị đo trên máy đo độ nhám. Ghi
lại kết quả đo vào bảng số liệu.
18
Hình 3.5 Quá trình gia công mẫu thí nghiệm
3.4. SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
Số thí nghiệm cần thực hiện:
- Tại nhân: 4
- Tại điểm (*): 4
- Tại tâm: 5
Kết quả đo của 26 mẫu thí nghiệm ứng với 26 chế độ công nghệ
mài được tổng hợp trong bảng 3.5.
Hình 3.6 Các mẫu thí nghiệm sau khi gia công
Tải về để xem bản đầy đủ
26 trang
22060
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt chi tiết khi gia công trên máy mài phẳng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- tom_tat_luan_van_nghien_cuu_anh_huong_cua_mot_so_thong_so_co.pdf
