ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 23 HOÀNG VĂN VINH THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 Ngành Mã số Học viên : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY :……………… 23 : HOÀNG VĂN VINH Ngƣời HD Khoa học : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TUẤN THÁI NGUYÊN – 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 Học viên Lớp : HOÀNG VĂN VINH : K11 - CTM Ngƣời HD khoa học : PGS TS NGUYỄN QUỐC TUẤN Người hướng dẫn khoa học Học viên PGS TS NGUYỄN QUỐC TUẤN HOÀNG VĂN VINH Ban giám hiệu Khoa Sau Đại học Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan là công trì nh nghiên cứu của Các kết quả, số liệu nêu luận văn là trung thực và chưa từng được công bố bất kỳ công trình khác Tác giả luận văn Hoàng Văn Vinh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tì nh của PGS TS Nguyễn Quốc Tuấn suốt quá trì nh hoàn thành luận văn này Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ thầy cô giáo Khoa Cơ khí trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tận tì nh việc nghiên cứu đề tài Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ban giám hiệu, Khoa Sau Đại học trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi để tá c giả hoàn thành bản luận văn này Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Tính cấp thiết đề tài Mục đích Ý nghĩa khoa học thực tiến đề tài Đối tượng phương pháp nghiên cứu Chương 1.1 Quá trình cắt tạo phoi 1.2 Lực cắt tiện 1.2.1 Lực cắt tiện thành phần lực cắt 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt tiện 1.3 Nhiệt cắt 11 1.3.1 Khái niệm chung 11 1.3.2 Các nguồn nhiệt cắt kim loại 14 1.4 Các tiêu đánh giá chất lượng bề mặt sau gia công 17 1.4.1 Độ nhám bề mặt phương pháp đánh giá 17 1.4.2 Tính chất lý lớp bề mặt sau gia công 21 1.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công 26 1.5.1 Ảnh hưởng thông hình học dụng cụ cắt 26 1.5.2 Ảnh hưởng tốc độ cắt 27 1.5.3 Ảnh hưởng lượng chạy dao 28 1.5.4 Ảnh hưởng chiều sâu cắt 29 1.5.5 Ảnh hưởng vật liệu gia công 29 1.5.6 Ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ 29 1.6 Kết luận chương 30 Chương TỔNG QUAN VỀ DAO PHUN PHỦ 2.1 Khái niệm phun phủ 31 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.1 Phủ bay hoá học CVD (Chemical Vapour Deposition) Phủ bay lý học PVD (Physical Vapour Deposition) 31 2.1.2 Phủ PVD CVD nâng cao tuổi thọ hiệu suất dụng cụ 35 2.1.3 So sánh phủ PVD CVD 36 2.2 Cấu tạo dụng cụ cắt có lớp phủ 37 2.3.1 Vật liệu 37 2.3.2 Vật liệu phủ 38 2.3 Ứng dụng phủ: 39 2.4 Kết luận chương 43 MÒN VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ CẮT 3.1 Mòn dụng cụ cắt 45 3.1.1 Khái niệm chung mòn 45 3.1.2 Các chế mòn dụng cụ cắt: 46 3.1.3 Mòn dụng cụ cách xác định 50 3.2 Tuổi bền dụng cụ cắt 53 3.2.1 Khái niệm chung tuổi bền dụng cụ cắt 53 3.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến tuổi bền dụng cụ cắt 54 3.2.3 Phương pháp xác định tuổi bền dụng cụ cắt 58 3.3 Kết luận chương 59 Chương NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 4.1 Thép không gỉ 60 4.1.1 Sơ lược thép không gỉ 60 4.1.2 Thép không gỉ SUS 201: 62 4.2 Thiết kế thí nghiệm 63 4.2.1 Các giới hạn thí nghiệm 63 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.2.2 Mô hình toán học 63 4.3 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 65 4.3.1 Yêu cầu với hệ thống thí nghiệm 65 4.3.2 Mô hình thí nghiệm 65 4.3.3 Điều kiện thí nghiệm 66 4.4 Thực nghiệm để xác định tuổi bền dụng cụ phủ TiAlN tiện thép không gỉ SUS 201 68 4.4.1 Nội dung: 68 4.3.2 Các thông số đầu vào thí nghiệm: 69 4.3.3 Thực nghiệm xác định tuổi bền: 69 4.5 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng chế độ cắt đến tuổi bền T 76 4.6 So sánh tuổi bền với hợp kim thông dụng 76 4.6.1 Tính toán tuổi bền dụng cụ hợp kim T15K6 76 4.6.2 So sánh: 78 4.7 Một số hình ảnh dụng cụ sau gia công: 78 4.8 Kết luận chương 83 Chương KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận chung 84 5.2 Hướng nghiên cứu tương lai 84 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ Hình 1.1: Sơ đồ hoá miền tạo phoi Hình 1.2: Miền tạo phoi Hình 1.3: Miền tạo phoi với vận tốc cắt khác Hình 1.4: Hệ thống lực cắt tiện Hình 1.5: (a) Quan hệ lực cắt góc trước n (b) Ảnh hưởng góc trước đến ứng suất n dụng cụ cắt Hình 1.6a: Ảnh hưởng lượng chạy dao độ cứng phôi đến lực cắt Hình 1.6b,c: Ảnh hưởng bán kính mũi dao (b) góc trước đến lực cắt (c) 10 Hình 1.7:- (a) Sơ đồ hướng nguồn nhiệt 13 - (b) Ba nguồn nhiệt sơ đồ truyền nhiệt cắt kim loại 13 Hình 1.8: Tỷ lệ % nhiệt truyền vào phoi, phôi, dao môi trường phụ thuộc vào vận tốc cắt [1] 14 Hình 1.9 Đường cong thực nghiệm Boothroyd để xác định tỷ lệ nhiệt () truyền vào phôi [5] 15 Hình 1.10: Sơ đồ phân bố ứng suất mặt sau mòn 16 Hình 1.11: Độ nhám bề mặt 18 Hình 1.12: Ảnh hưởng thông số hình học dao tiện tới độ nhám bề mặt 26 Hình 1.13: Ảnh hưởng tốc độ cắt tới nhám bề mặt gia công thép 27 Hình 1.14: Ảnh hưởng lượng chạy dao tới độ nhám bề mặt 28 Hình 2.1: Cấu trúc lớp phủ 32 Hình 2.2: Bột phủ PVD 32 Hình 2.3 Một số dụng cụ phủ 39 Hình 2.4: Sơ đồ phương pháp phủ PVD 40 Hình 2.5: Hình ảnh số thiết bị phủ sơ đồ thiết bị phủ PVD 42 Hình 2.6: Các dụng cụ ứng dụng phủ PVD 43 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.1: Ảnh hưởng vận tốc cắt đến chế mòn cắt liên tục (a) 47 cắt gián đoạn (b) 47 Hình 3.2: Các dạng mòn phần cắt dụng cụ 51 Hình 3.3: Các thông số đặc trưng cho mòn mặt trước mặt sau – ISO3685 52 Hình 3.4: Ảnh hưởng vận tốc cắt đến mòn mặt trước mặt sau 55 Hình 3.5: Tuổi bền dụng cụ tính theo thể tích phoi bóc tách [27] 56 Hình 3.6: Tuổi bền dụng cụ tính phút [27] 56 Hình 3.7: Quan hệ lượng mòn mặt sau tuổi bền mảnh PCBN với góc trước n 57 Hình 3.8: Quan hệ thời gian, tốc độ độ mòn dao 58 Hình 3.9: Quan hệ tốc độ cắt V tuổi bền T dao 58 Hình 3.10: Quan hệ V T (đồ thị lôgarit) 59 Hình 4.1: Mô hình hệ thống thí nghiệm 65 Hình 4.2: Thí nghiệm máy tiện 66 Hình 4.3: Máy tiện thực thí nghiệm (PRIMERO – PL 1840) 67 Hình 4.4: Dao tiện 68 Hình 4.5:Vật liệu cắt máy 69 Hình 4.6: Đồ thị biểu diển ảnh hưởng V, S đến tuổi bền t=0.3 mm 76 Hình 4.7: Ảnh SEM mẫu dao tiện chưa gia công 78 Hình 4.8: Ảnh SEM mẫu dao tiện sau 42 phút với V = 180(m/p), s = 0,05(mm/vòng), t=0.45 mm 79 Hình 4.9: Ảnh SEM mẫu dao tiện sau 42 phút với V = 180(m/p), s = 0,15(mm/vòng), t=0.15 mm 80 Hình 4.10: Ảnh SEM mẫu dao tiện sau 49 phút với V = 95(m/p), s = 0,15(mm/vòng), t=0.45 mm 82 Hình 4.11: Ảnh SEM mẫu dao tiện sau 58.5 phút với V = 95(m/p), s = 0,05(mm/vòng), t=0.15 mm 83 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 ... MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 4.1 Thép không gỉ 60 4.1.1 Sơ lược thép không gỉ 60 4.1.2 Thép không gỉ SUS 201: ... THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 Ngành Mã số Học viên : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY :………………... THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 Học viên Lớp : HOÀNG VĂN VINH