-1- PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Phương pháp mài, với nhiều ưu điểm, chiếm vị trí quan trọng gia cơng khí đại Thép X12M dùng phổ biến để chế tạo chi tiết xác, chịu tải va đập lớn, chịu mài mòn chịu ăn mòn hóa học như: khn chày dập nguội, lăn, chốt ắc (xích xe tăng, xe ủi), chày dập thuốc tây, Thép X12M trạng thái ủ tương đối dễ gia cơng, sau tơi ram có tính gia cơng thấp xếp vào nhóm thép khó gia cơng [6] Vật liệu CBN có độ cứng sau kim cương khả chịu nhiệt đến 1371oC Đá mài CBN biết đến với nhiều tính ưu việt, đặc biệt mài loại thép khó gia cơng (như X12M) Do có độ cứng cực cao độ dai va đập lớn, đá mài CBN có khả trì dung sai nhỏ, trình cắt ổn định tạo chất lượng bề mặt gia công cao ổn định Ngồi ra, đá mài CBN cịn có khả lấy lượng dư đặn bề mặt chi tiết gia -2- cơng mà khơng cần bù độ mịn đá mài Tuy nhiên loại đá mài đắt Để sử dụng đá mài CBN có hiệu kinh tế - kỹ thuật cần thiết phải có đánh giá khả cắt gọt loại đá mài Khả cắt đá mài xác định qua số tiêu như: Lực cắt, độ mịn, cơng suất cắt, nhiệt cắt hiệu ứng cắt lại, Trong tiêu trên: Lực cắt tiêu đặc trưng cho chất vật lý trình mài Lực cắt ảnh hưởng lớn đến mài mòn đá, đến biến dạng đàn hồi tiếp xúc hệ thống công nghệ, đến rung động, nhiệt độ mài, đến độ xác chất lượng bề mặt gia cơng Lực mài nhỏ diện tích tiếp xúc đỉnh hạt mài với bề mặt gia công nhỏ nên lực cắt đơn vị lớn Mài đá mài CBN nhiều nhà khoa học nước quan tâm nghiên cứu ứng dụng Việt Nam có cơng trình nghiên cứu lĩnh vực công bố, việc sử dụng đá mài CBN vào sản xuất chưa phổ biến -3- Xuất phát từ đặc điểm tình hình trên, tác giả chọn đề tài: “Đánh giá khả cắt đá mài CBN mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng theo tiêu lực cắt.” Ý nghĩa đề tài 2.1 Ý nghĩa khoa học Đóng góp kết nghiên cứu mài đá mài CBN 2.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật mài đá mài CBN - Kết nghiên cứu ứng dụng mài chi tiết máy có độ xác, chịu tải va đập lớn, chịu mài mịn chịu ăn mịn hóa học như: khuôn chày dập nguội, lăn, chốt ắc (xích xe tăng, xe ủi), chày dập thuốc tây, tham khảo mài mác thép khó gia cơng khác -4- Đối tượng, mục đích phương pháp nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài là: Khả cắt đá mài CBN mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng 3.2 Mục đích nghiên cứu - So sánh khả cắt đá mài CBN với đá mài Al 2O3 mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng theo tiêu lực cắt - Dùng làm tài liệu tham khảo cho việc giảng dạy, học tập nghiên cứu 3.3 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm - Nghiên cứu sở lý thuyết - Tiến hành thí nghiệm xử lý số liệu thí nghiệm - Phân tích đánh giá kết 3.4 Nội dung nghiên cứu -5- Nội dung nghiên cứu gồm: nghiên cứu tổng quan chất lượng bề mặt gia công yếu tố ảnh hưởng đến thông số đặc trưng cho chất lượng bề mặt gia công phương pháp mài; nghiên cứu tổng quan đặc tính cắt gọt đá mài CBN chất lượng bề mặt mài đá CBN; đánh giá chất lượng bề mặt mài đá CBN xây dựng mô hình thực nghiệm quan hệ độ nhám bề mặt gia công với chế độ cắt mài đá CBN -6- Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI CBN 1.1 Đặc điểm trình mài 1.2 Một số phương pháp đánh giá khả cắt đá mài -7- 1.2.1 Đánh giá theo tiêu lực cắt 1.2.2 Đánh giá theo tiêu mịn 1.2.3 Đánh giá theo tiêu cơng suất 1.2.4 Đánh giá theo tiêu nhiệt cắt 1.2.5 Đánh giá theo tiêu rung động 1.2.6 Đánh giá theo hiệu ứng cắt lại 1.2.7 Đánh giá theo hệ số khả cắt đá mài 1.3 Tính gia cơng vật liệu mài 1.4 Một số kết nghiên cứu khả cắt đá mài CBN 1.4.1 Lực cắt 1.4.2 Mịn 1.4.3 Cơng suất 1.4.4 Nhiệt cắt 1.4.5 Rung động 1.6 Kết luận chương 1 Phương pháp mài có vị trí quan trọng ngành khí xác khả gia cơng vật liệu có độ cứng, độ bền cao, cho độ xác độ bóng bề mặt cao -8- Khả cắt gọt đá mài đánh giá theo số tiêu khác nhau: Lực cắt, mịn, cơng suất cắt, nhiệt cắt, hệ số khả cắt, rung động, … Để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật trình mài cần thiết phải có đánh giá khả cắt đá mài Các nghiên cứu cho thấy đá mài CBN có nhiều đặc tính ưu việt hẳn đá mài thông thường, nhiên số trường hợp lại sử dụng không hiệu đá mài thông thường (mài thô, mài với tốc độ cắt cao ) Để sử dụng đá mài CBN hiệu tương xứng với tính ưu việt cần có nhiều nghiên cứu loại đá mài Các nghiên cứu khả cắt đá CBN sử dụng phương pháp thực nghiệm kết phù hợp với điều kiện công nghệ cụ thể lại dễ dàng áp dụng vào sản xuất Thép X12M nhiệt luyện có tính gia cơng thấp, thuộc nhóm thép khó gia cơng Đá mài CBN có nhiều tính ưu việt, đặc biệt mài loại thép khó gia cơng Những nghiên cứu -9- mài thép X12M nhiệt luyện có nhiều ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn Trong cơng trình nghiên cứu khả cắt đá mài CBN, đánh giá theo tiêu lực cắt, chưa có cơng trình đánh giá độ ổn định lực cắt, hiệu ứng cắt lại, hệ số khả cắt, hệ số lực cắt độ ổn định hệ số lực cắt - 10 - Chương 2: HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI KHI MÀI THÉP X12M NHIỆT LUYỆN TRÊN MÁY MÀI PHẲNG 2.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm 2.2 Phương pháp thí nghiệm 2.2.1 Mẫu thí nghiệm 2.2.2 Đá mài 2.2.3 Sửa đá 2.2.4 Tưới nguội 2.2.5 Máy thí nghiệm 2.2.6 Thiết bị đo lực phần mềm xử lý Thiết bị đo Phần mềm xử lý - 11 - 2.2.7 Chế độ cắt 2.2.8 Sơ đồ thí nghiệm 2.2.9 Phương pháp đánh giá 2.3 Kết luận chương Đã xây dựng hệ thống thí nghiệm (máy mài, phơi, đá mài, đồ gá, thiết bị đo, …) với điều kiện công nghệ cụ thể đảm bảo độ xác yêu cầu đặt nhằm tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá khả cắt đá mài CBN mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng theo tiêu lực cắt Các phần mềm xử lý số liệu thí nghiệm đảm bảo độ xác, có nhiều tính dễ dàng sử dụng trình thực nghiệm xử lý số liệu sau thực nghiệm Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - 12 - 3.1 Lực cắt hệ số lực cắt - Lực cắt tiếp tuyến lực cắt pháp tuyến mài đá CBN thấp nhiều so với mài đá mài Al2O3 - Khi mài đá mài CBN, lực mài giảm dần theo thứ tự: Emulsion, Tectylcool 1290, Tectylcool 1240 - Khi mài đá mài Al2O3, lực mài giảm dần theo thứ tự: Tectylcool 1240, Emulsion, Tectylcool 1290 3.2 Độ ổn định lực cắt - Lực cắt mài đá CBN ổn định nhiều so với mài đá mài Al2O3 - Sự thay đổi lực cắt mài đá mài CBN nhỏ đá mài CBN có độ cứng cao, độ chịu mài mòn lớn, độ dai va đập lớn, xảy tượng tự mài sắc - Lực cắt mài đá mài CBN sử dụng ba loại dung dịch trơn nguội khác Emulsion, Tectylcool 1240, Tectylcool 1290 thay đổi so với đá mài Al2O3 3.3 Hệ số khả cắt - 13 - - Hệ số lực cắt Kp đá mài CBN nhỏ ổn định so với đá mài Al2O3 - Khi cắt với 15 lượt cắt, tỉ lệ hệ số khả cắt đá mài CBN so với đá mài Al2O3 tăng dần từ Techtylcool 1290 (1.96 lần), Emulsion (2.09 lần) đến Tectylcool 1240 (2.5 lần) - Khi cắt với 30 lượt cắt, tỉ lệ hệ số khả cắt đá mài CBN so với đá mài Al2O3 tăng dần từ Emulsion (1.86 lần), Techtylcool 1290 (1.93 lần), đến Tectylcool 1240 (2.46 lần) 3.4 Hiệu ứng cắt lại - Sau lần cắt lại, lực cắt giảm dần đến giá trị ổn định - Số lần cắt lại đá mài CBN so với đá mài Al 2O3 (khoảng ÷ lượt) - Lực cắt sau lần cắt lại đá mài CBN nhỏ giảm ổn định so với đá mài Al2O3 - Lực cắt ổn định đá mài CBN nhỏ so với đá mài Al2O3 3.5 Một số nhận xét - 14 - - Đá mài CBN có độ cứng cao hơn, độ sắc đá mài Al2O3 nên lực cắt nhỏ hơn, hệ số lực cắt Kp nhỏ hơn, hệ số khả cắt cao điều kiện mài, số lần cắt lại - Độ chịu mài mòn đá mài CBN cao đá mài Al 2O3 (khoảng 63 lần) [9], đồng thời đá mài CBN xảy tượng tự mài sắc nên lực cắt đá mài CBN ổn định nhiều so với đá mài Al2O3 - Khi sử dụng ba loại dung dịch trơn nguội Emulsion, Tectylcool 1240 Tectylcool 1290, khác biệt lực cắt đá mài CBN nhỏ nhiều so với đá mài Al2O3 3.6 Kết luận chương Đã xác định ảnh hưởng ba loại dung dịch trơn nguội Emulsion, Tectylcool 1240 Tectylcool 1290 đến lực cắt pháp tuyến lực cắt tiếp tuyến mài thép X12M đá mài CBN đá mài Al2O3 Đã đánh giá khả cắt đá mài CBN đá mài Al2O3 mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng theo tiêu lực cắt Các yếu tố lực cắt đánh giá là: Giá trị lực cắt - 15 - hệ số lực cắt, độ ổn định lực cắt, hệ số khả cắt hiệu ứng cắt lại theo lực cắt Kết cho phép khẳng định: Khả cắt gọt đá mài CBN mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng cao hẳn so với đá mài Al2O3 KẾT LUẬN CHUNG Mài trình phức tạp với tập hợp lớn yếu tố ảnh hưởng làm cho mơ hình lý thuyết thực nghiệm có khác đáng kể Chỉ có mơ hình thực nghiệm mơ tả xác khách quan q trình Ảnh hưởng dung dịch trơn nguội tới lực mài mài đá mài CBN so với đá mài Al2O3 Quy luật ảnh hưởng dung dịch trơn nguội đến khả cắt đá mài Al 2O3 đá mài CBN không giống nhau: - 16 - - Với đá mài CBN: Khả cắt tăng dần theo thứ tự: Emulsion, Tectylcool 1290, Tectylcool 1240 - Với đá mài Al2O3: Khả cắt tăng dần theo thứ tự: Tectylcool 1240, Emulsion, Tectylcool 1290 Đã đánh giá khả cắt gọt đá mài CBN mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng theo tiêu lực căt Việc đánh giá thực với bốn yếu tố: - Giá trị lực cắt hệ số lực cắt: Lực cắt pháp tuyến F y lực cắt tiếp tuyến Fz mài đá mài CBN nhỏ nhiều so với mài đá mài Al2O3 Hệ số lực cắt (Kp = Fy/Fz) đá mài CBN nhỏ so với đá mài Al2O3 - Độ ổn định lực cắt: Lực cắt mài đá mài CBN ổn định nhiều so với mài đá mài Al2O3 - Hệ số khả cắt (Kc = Qw/Fy): Đá mài CBN có hệ số khả cắt cao nhiều ổn định so với hệ số khả cắt đá mài Al2O3 - 17 - - Hiệu ứng cắt lại theo lực cắt: Số lần cắt lại đá mài CBN (khoảng ÷ lượt cắt), đồng thời lực cắt giảm ổn định có giá trị nhỏ nhiều so với mài đá mài Al2O3 Đánh giá chung khả cắt gọt đá mài CBN mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng cao hẳn so với mài đá Al2O3  ... tuyến mài thép X12M đá mài CBN đá mài Al2O3 Đã đánh giá khả cắt đá mài CBN đá mài Al2O3 mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng theo tiêu lực cắt Các yếu tố lực cắt đánh giá là: Giá trị lực cắt. .. Đánh giá theo tiêu lực cắt 1.2.2 Đánh giá theo tiêu mòn 1.2.3 Đánh giá theo tiêu công suất 1.2.4 Đánh giá theo tiêu nhiệt cắt 1.2.5 Đánh giá theo tiêu rung động 1.2.6 Đánh giá theo hiệu ứng cắt. .. đá mài Al2O3: Khả cắt tăng dần theo thứ tự: Tectylcool 1240, Emulsion, Tectylcool 1290 Đã đánh giá khả cắt gọt đá mài CBN mài thép X12M nhiệt luyện máy mài phẳng theo tiêu lực căt Việc đánh giá