ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN MÒN VÀ TUỔI BỀN DAO PHAY KHI PHAY LĂN RĂNG ĐĨA XÍCH ĐẶNG VĂN THANH THÁI NGUYÊN, 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -1- http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - ĐẶNG VĂN THANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN MÒN VÀ TUỔI BỀN DAO PHAY TRONG PHAY LĂN RĂNG ĐĨA XÍCH CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN TS Trần Minh Đức Đặng Văn Thanh KHOA ĐÀO TẠO SĐH BGH TRƯỜNG ĐHKTCN Thái Nguyên, 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -2- http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Với danh dự giảng viên đại học xin cam đoan đề tài nghiên cứu Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Trừ phần tham khảo ghi rõ luận văn Tác giả ĐẶNG VĂN THANH Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -3- http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời xin cảm ơn TS Trần Minh Đức, Trưởng phòng Đào tạo - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, thầy hướng khoa học tình cảm, tận tình dành cho nghiên cứu, đóng góp quý báu Thầy nghiên cứu viết luận văn giúp hoàn thành luận văn Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giúp đỡ vô tư TS Nguyễn Văn Hùng Giám đốc Cty TNHH khí Thuận Phát sở vật chất, dụng cụ, định hướng nghiên cứu khoa học suốt thời gian làm luận văn Tôi muốn cám ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp-Đại học Thái Nguyên, Bộ môn Chế tạo máy, Trung tập thí nghiệm dàng cho điều kiện thuận lợi giúp hoàn thành nghiên cứu Cuối muốn bày tỏ lòng biết ơn đến cán bộ, công nhân Cty TNHH khí Thuận Phát giúp đỡ quý báu tạo điều kiện cho thực thí nghiệm cty Học viên ĐẶNG VĂN THANH Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -4- http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Trang Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu………………………………………………….2 Nội dung luận văn Chƣơng TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG RĂNG VÀ BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TRONG GIA CÔNG RĂNG 1.1 Quá trình tạo phoi cắt kim loại 1.2 Sự hình thành biên dạng gia công sử dụng dao phay lăn trục vít 1.3 Sự hình thành phoi gia công dao phay lăn trục vít 1.4 Lực cắt trình phay lăn 1.5 Nhiệt cắt 1.5.1 Nhiệt sinh vùng biến dạng thứ (QAB) 10 1.5.2 Nhiệt sinh mặt trước (QAC) 10 1.5.3 Nhiệt sinh mặt tiếp xúc mặt sau bề mặt gia công (QAD) 1.6 Mòn dụng cụ cắt 12 1.6.1 Khái niệm 12 1.6.2 Mòn dụng cụ cách xác định 13 1.6.3 Các chế mòn dụng cụ cắt 15 1.6.4 Mòn dụng cụ phủ 18 1.6.5 Mòn tuổi bền dao phay lăn 19 1.6.5.1 Mòn dao phay lăn 19 1.6.5.2 Tuổi bền dụng cụ cắt .21 1.7 Bôi trơn làm nguội gia công 22 1.7.1 Phương pháp tưới tràn 23 1.7.2 Gia công khô (Dry cutting) 23 1.7.3 Bôi trơn làm nguội tối thiểu MQL (Minimum Quantity Lubrication) 1.8 Tổng quan bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) Việt Nam, giới gia công dự kiến hướng nghiên cứu 25 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -5- http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.8.1 Khái quát tình hình nghiên cứu giới 25 1.8.2 Khái quát tình hình nghiên cứu Việt Nam 27 1.8.3 Dự kiến vấn đề nghiên cứu 29 Kết luận 29 Chƣơng BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TRONG PHAY LĂN RĂNG ĐĨA XÍCH 2.1 Đặt vấn đề 30 2.2 Ảnh hưởng thông số công nghệ bôi trơn-làm nguội tối thiểu phay lăn đĩa xích 31 2.2.1 Ảnh hưởng vị trí vòi phun 31 2.2.2 Ảnh hưởng áp suất dòng khí nén 33 2.2.3 Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội 34 2.3 Bôi trơn-làm nguội tối thiểu phay lăn đĩa xích 35 2.4 Gới hạn vấn đề nghiên cứu 36 2.5 Phương pháp nghiên cứu 37 Chƣơng THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ MQL ĐẾN MÒN VÀ TUỔI BỀN DAO PHAY LĂN RĂNG ĐĨA XÍCH 3.1 Xây dựng hệ thống thí nghiệm 38 3.1.1 Yêu cầu hệ thống thí nghiệm 38 3.1.2 Hệ thống thí nghiệm 38 3.1.2.1 Sơ đồ nguyên lý 38 3.1.2.2 Hệ thống thí nghiệm 39 3.2 Thí nghiệm so sánh 42 3.2.1 Chế độ công nghệ 42 3.2.2 Tiến trình thí nghiệm 42 3.2.3 Kết thảo luận 42 3.2.4 Kết luận 49 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng áp suất dòng khí nén đến mòn dao tuổi bền dao phay lăn 50 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -6- http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.3.1 Thí nghiệm bề mặt tiêu 50 3.3.2 Xây dựng kế hoạch thí nghiệm 51 3.3.2.1 Thí nghiệm dạng 2k 51 3.3.2.2 Thiết kế thí nghiệm hỗn hợp tâm xoay (CCD) 53 3.3.2.3 Bài toán tối ưu điều kiện ràng buộc 55 3.3.2.4 Quá trình thí nghiệm 57 3.3.2.5 Kết thảo luận 60 KẾT LUẬN CHUNG Kết luận chung 64 Định hướng nghiên cứu 64 Áp dụng vào thực tiễn sản xuất 65 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -7- http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT f: hệ số ma sát trượt hai bề mặt tiếp xúc đỉnh nhấp nhô : ứng suất tiếp giới hạn thực bề mặt tiếp xúc chung nhấp nhô : ứng suất pháp bề mặt tiếp xúc A: diện tích tiếp xúc danh nghĩa hai bề mặt Ar: diện tích tiếp xúc thực hai bề mặt B: số đặc trưng cho tính chất tiếp xúc vật liệu W: tải trọng pháp tuyến F: lực ma sát hai bề mặt Pc: thành phần cày nhấp nhô cứng lên bề mặt mềm o: ứng suất tiếp giới hạn vật liệu mềm chỗ tiếp xúc o: giới hạn bền vật liệu mềm : số k: số f: ứng suất tiếp giới hạn lớp màng mỏng bề mặt tiếp c: số < (x): ứng suất pháp mặt trước dụng cụ cắt (x): ứng suất tiếp mặt trước dụng cụ cắt : hệ số ma sát vùng ma sát thông thường mặt trước l: chiều dài tiếp xúc phần dính mặt trước l1: chiều dài tiếp xúc phần dính mặt trước n: số mũ đường cong phân bố ứng suất pháp mặt trước Vc: vận tốc cắt a1: chiều dày phoi trước biến dạng a2: chiều dày phoi sau cắt t1: chiều sâu cắt trước cắt trực giao t2: chiều sâu cắt sau biến dạng : góc tạo phoi : góc trước t: chiều sâu cắt : góc sau Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -8- http://www.lrc-tnu.edu.vn 1, 3: ứng suất lớp tiếp xúc theo phương vuông góc với lưỡi cắt 2: ứng suất lớp tiếp xúc theo phương song song với lưỡi cắt s: ứng suất tiếp giới hạn lớp phoi tiếp xúc mặt trước V(x): vận tốc lớp phoi mặt trước Vp: vận tốc khối phoi : góc ma sát trung bình mặt trước b: chiều rộng cắt kAB: ứng suất tiếp giới hạn mặt phẳng trượt AB: ứng suất pháp tuyến mặt phẳng trượt Fc: lực cắt theo phương vận tốc cắt Ft: lực cắt theo phương vuông góc với vận tốc cắt Fs: lực tác dụng mặt phẳng trượt As: diện tích vùng mặt phẳng trượt Vs : vận tốc tác phoi theo phương mặt phẳng trượt FN: lực tác dụng vuông góc với mặt phẳng trượt Wmpt: tổng lượng tiêu thụ mặt trước Wmt: tổng lượng tiêu thụ mặt trước Fmt: lực tác dụng mặt trước (theo phương mặt trước) : tỷ số ứng suất tiếp giới hạn mặt trước mặt phẳng trượt : tỷ số chiều dài tiếp xúc mặt trước hình chiếu t1 mặt trước : biến dạng vật liệu gia công VLGC: vật liệu gia công VLDC: vật liệu dụng cụ : góc mặt phẳng trượt hợp lực R mặt phẳng trượt C: số quan hệ tốc độ biến dạng thực nghiệm p: tốc độ biến dạng lớn mặt phẳng trượt lAB: chiều dài mặt phẳng trượt 1 n: số Q: tổng nhiệt sinh trình cắt QAB=Q1: nhiệt sinh mặt phẳng trượt Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN -9- http://www.lrc-tnu.edu.vn QAC=Q2: nhiệt sinh mặt trước QAD=Q3: nhiệt sinh mặt sau Qphoi: nhiệt truyền vào phoi Qphôi: nhiệt truyền vào phôi Qdao: nhiệt truyền vào dao Qmt: nhiệt truyền vào môi trường xung quanh : tỷ trọng vật liệu c: nhiệt dung riêng : hệ số phân bố nhiệt từ mặt phẳng trượt vào phôi phoi RT: hệ số nhiệt cắt kt: hệ số dẫn nhiệt VLGC q2: tốc độ sinh nhiệt riêng mặt trước q21: tốc độ sinh nhiệt riêng mặt trước ma sát phoi với mặt trước q22: tốc độ sinh nhiệt riêng mặt trước biến dạng dẻo lớp phoi sát mặt trước mt: tốc độ biến dạng lớp phoi gần mặt trước t: chiều dày vùng biến dạng thứ hai K: hệ số thẩm nhiệt Fc, Ft áp lực tiếp tuyến pháp tuyến vùng mòn mặt sau Fcf, Ftf : lực cắt tiếp tuyến pháp tuyến đo dao mòn VBave: chiều cao trung bình vùng mòn mặt sau f: ứng suất tiếp vùng mòn mặt sau Kc, Kt: hệ số thực nghiệm q3: tốc độ sinh nhiệt riêng mặt sau b: hệ số truyền nhiệt k: hế số dẫn nhiệt Q: lượng mòn đơn vị chiều dài trượt k: hệ số xác xuất tiếp xúc tạo hạt mài km: số : hệ số kể đến mức độ khuyết tật lớp màng Am: diện tích tiếp xúc trực tiếp kim loại-kim loại p: biên độ biến dạng dẻo chu kỳ N: số chu kỳ phá hủy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN - 10 - 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 ... KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - ĐẶNG VĂN THANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU ĐẾN MÒN VÀ TUỔI BỀN DAO PHAY TRONG PHAY LĂN RĂNG ĐĨA XÍCH... đề nghiên cứu 29 Kết luận 29 Chƣơng BÔI TRƠN-LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TRONG PHAY LĂN RĂNG ĐĨA XÍCH 2.1 Đặt vấn đề 30 2.2 Ảnh hưởng thông số công nghệ bôi trơn- làm. .. Bôi trơn- làm nguội tối thiểu phay lăn đĩa xích 35 2.4 Gới hạn vấn đề nghiên cứu 36 2.5 Phương pháp nghiên cứu 37 Chƣơng THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG