Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỖ NHƯ HOÀNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65 Γ ĐÃ TÔI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT THÁI NGUYÊN - 2009 Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65 Γ ĐÃ TÔI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT Học viên : Đỗ Như Hoàng Người hướng dẫn khoa học : TS. Trần Minh Đức THÁI NGUYÊN - 2009 Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP *** Độc lập - Tự do - Hạnh phúc o0o THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65 Γ ĐÃ TÔI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT Học viên: Đỗ Như Hoàng Lớp: CHK9 Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Người HD khoa học: TS. Trần Minh Đức KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN TS. Nguyễn Văn Hùng TS. Trần Minh Đức Đỗ Như Hoàng Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 4 DANH MỤC CÁC BẢNG 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 6 LỜI NÓI ĐẦU 8 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CẮT GỌT VÀ BÔI TRƠN LÀM NGUỘI KHI PHAY 12 1.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH PHOI 12 1.1.1 Khái niệm và phân loại phoi 12 1.1.2 Sự co rút phoi 13 1.2 LỰC CẮT GỌT 14 1.2.1 Cơ sở lý thuyết của lực cắt gọt 14 1.2.2 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến lực cắt 16 1.3 HIỆN TƯỢNG NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH CẮT 17 1.3.1 Nhiệt cắt 17 1.3.2 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến nhiệt cắt 19 1.4 SỰ MÀI MÒN DAO 19 1.4.1 Biểu hiện ngoài của sự mài mòn dao 19 1.4.2 Bản chất vật lý của sự mài mòn dao 21 1.4.3 Quy luật mòn của dụng cụ cắt 23 1.5 GIA CÔNG CẮT GỌT KHI PHAY 24 1.5.1 Khái niệm chung 24 1.5.2 Phân loại dao phay 25 Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 1.5.3 Vật liệu chế tạo dao phay 26 1.5.4 Các thông số hình học của dao phay 27 1.5.5 Các yếu tố của lớp cắt 28 1.5.6 Lực cắt khi phay 30 1.5.7 Độ mòn và tuổi bền của dao phay 31 1.6 BÔI TRƠN LÀM NGUỘI KHI PHAY MẶT PHẲNG 32 1.6.1 Các phương pháp bôi trơn làm nguội trong gia công cắt gọt 32 1.6.2 Bôi trơn làm nguội khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu 33 1.7 KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MQL TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 34 Chương 2. ẢNH HƯỞNG CỦA MQL ĐẾN MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY THÉP ĐÃ TÔI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT 37 2.1 BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU (MQL) 37 2.1.1 Khái niệm về MQL 37 2.1.2 Các loại dung dịch bôi trơn làm nguội trong gia công cắt gọt 37 2.1.3 Cách dẫn dung dịch vào vùng cắt trong MQL 42 2.1.4 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ MQL đến quá trình gia công 44 2.2 PHAY CỨNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MQL VÀO PHAY CỨNG 47 2.3 GIỚI HẠN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 49 Chương 3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MQL ĐẾN MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP 65Γ ĐÃ TÔI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT 51 3.1 XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM 51 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 51 Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 3.1.2 Hệ thống thực nghiệm 52 3.1.3 Thiết bị thí nghiệm 53 3.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 53 3.2.1 Mòn và cơ chế mòn của dao 54 3.2.2 Độ nhám bề mặt chi tiết 59 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 60 Chương 4. PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 61 4.1 KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN 61 4.2 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 65 Phụ lục 1. CÁC ẢNH CHỤP MÒN DAO 65 Phụ lục 2. SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 71 Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ψ: góc tác động β 1 : góc trượt δ: góc cắt γ: góc trước K: hệ số co rút phoi L: chiều dài phoi L 0 : chiều dài cắt a 1 : chiều dầy phoi thực tế a: chiều dầy phoi lý thuyết R: tổng hợp lực tác dụng lên dao R 0 : lực tổng hợp pháp tuyến R 1 : tổng hợp lực tác dụng lên mặt sau N: lực pháp tuyến tác dụng lên mặt trước F 0 : lực ma sát của phoi lên mặt trước N’: lực pháp tuyến tác dụng lên mặt sau F 0 : lực ma sát của phoi lên mặt sau P x : thành phần lực cắt theo phương X P y : thành phần lực cắt theo phương Y P z : thành phần lực cắt theo phương Z t: chiều sâu cắt S: lượng chạy dao n: số vòng quay của trục chính Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 m: số mũ của K A: công hớt phoi A 1 : công sinh ra do biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo A 2 : công sinh ra để thắng lực ma sát ở mặt trước dao A 3 : công sinh ra để thắng lực ma sát ở mặt sau dao V: vận tốc cắt P s : lực trong mặt phẳng trượt Q: nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình cắt δ 0 : độ mòn dao τ: thời gian làm việc của dao ϕ: góc nghiêng chính của dao α: góc sau δ: góc tiếp xúc f: tiết diện ngang của lớp cắt B: chiều rộng cắt S z: lượng tiến dao răng a 0 : chiều dầy cắt trung bình D: đường kính dao phay P: lực vòng [u]: lượng mòn mặt sau cho phép R a : độ nhấp nhô bề mặt trung bình MQL (Minimum Quantity Lubrication): Bôi trơn tối thiểu DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 Bảng 1: Số liệu độ nhám R a , R z 71 Bảng 2: Số liệu độ mòn mặt sau dao 72 Bảng 3: Tuổi thọ dao ứng với độ mòn mặt sau cho phép [u] = 0,52 72 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1: Sơ đồ quá trình hình thành phoi khi cắt vật liệu dẻo 12 Hình 1.2: Các loại phoi 13 Hình 1.3: Sơ đồ co rút phoi 14 Hình 1.4: Sơ đồ xác định hệ số co rút phoi 15 Hình 1.5: Sơ đồ tác dụng của lực khi cắt tự do 15 Hình 1.6: Sơ đồ hình thành và lan tỏa nhiệt 18 Hình 1.7: Các dạng mòn của dụng cụ cắt 20 Hình 1.8: Mòn của dụng cụ cắt dọc theo lưỡi cắt 20 Hình 1.9: Quy luật mòn của dụng cụ cắt 23 Hình 1.10: Các loại dao phay 25 Hình 1.11: Các thông số hình học phần cắt của dao phay mặt đầu 27 Hình 1.12: Sơ đồ cắt phoi của răng dao phay 28 Hình 1.13: Sơ đồ tính góc tiếp xúc 29 Hình 1.14: Sơ đồ xác định chiều dày cắt và diện tích lớp cắt của răng dao phay khi chúng đồng thời tham gia vào quá trình cắt 30 Hình 1.15: Sơ đồ lực cắt tác dụng lên dao phay 30 Hình 1.16: Các dạng mài mòn của răng dao phay 31 Hình 2.1: Các phần tử hòa tan trong nước 40 Hình 2.2: Các phần tử tích tụ khối và các phần tử hòa tan trong nước 40 Hình 2.3: Các phần tử hòa tan dưới dạng thể sữa 41 Luận văn thạc sĩ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 Hình 2.4: Các phần tử hòa tan trong hợp chất hóa học 41 Hình 2.5: Các phần tử hòa tan trong hợp chất dầu 42 Hình 2.6: Dẫn dung dịch trực tiếp vào vùng cắt từ hai mặt bên của dao 42 Hình 2.7: Dẫn dung dịch trực tiếp vào vùng cắt từ mặt trước và mặt sau dao phay 43 Hình 2.8: Dẫn dung dịch vào tất cả các lưỡi cắt 43 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý phun MQL dạng sương mù 51 Hình 3.2: Ảnh hệ thống thực nghiệm 52 Hình 3.3 Ảnh so sánh mòn mặt trước dao 55 Hình 3.4 Ảnh so sánh mòn mặt sau dao 57 Hình 3.5: Quan hệ giữa độ mòn mặt sau dao và thời gian cắt t 58 Hình 3.6: Biểu đồ so sánh tuổi bền của dao theo lượng mòn cho phép 59 Hình 3.7: Quan hệ giữa độ nhám bề mặt chi tiết R a và thời gian cắt t 59 Hình 1: Ảnh chụp TM-1000 mặt trước dao khi gia công khô 65 Hình 2: Ảnh chụp TM-1000 mặt trước dao khi gia công MQL- emunxi 66 Hình 3: Ảnh chụp TM-1000 mặt trước dao khi gia công MQL-dầu lạc 67 Hình 4: Ảnh chụp TM-1000 mặt sau dao khi gia công khô 68 Hình 5: Ảnh chụp TM-1000 mặt sau dao khi gia công MQL- emunxi 69 Hình 6: Ảnh chụp TM-1000 mặt sau dao khi gia công MQL-dầu lạc 70 . KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY PHẲNG THÉP. HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỖ NHƯ HOÀNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TỚI MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT. CÔNG CẮT GỌT VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 34 Chương 2. ẢNH HƯỞNG CỦA MQL ĐẾN MÒN DAO VÀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY THÉP ĐÃ TÔI BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU CÁCBÍT 37 2.1 BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỐI