ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI TỚI CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI TINH THÉP Ổ LĂN SUJ2 BẰNG ĐÁ AL2O3 VÀ ĐÁ CBN TRÊN MÁY MÀI PHẲNG ĐỖ ĐỨC TRUNG THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Trừ phần tham khảo đƣợc nêu rõ Luận văn Tác giả Đỗ Đức Trung Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Thầy giáo - TS Ngô Cường, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến trình viết hoàn chỉnh Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật thuộc Đại học Thái Nguyên, Ban lãnh đạo Khoa Sau đại học Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn nhà khoa học Viện Khoa học vật liệu Hà Nội tận tình giúp đỡ trình xử lý kết thí nghiệm Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả Đỗ Đức Trung Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đối tượng, mục đích, phương pháp nội dung nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Mục đích nghiên cứu 3.3 Phương pháp nghiên cứu 3.4 Nội dung nghiên cứu Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRƠN NGUỘI TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT 1.1 Nhiệt phát sinh trình cắt gọt 1.1.1 Các nguồn nhiệt truyền nhiệt trình cắt gọt 1.1.2 Nhiệt cắt trình mài 1.2 Vai trò dung dịch trơn nguội gia công cắt gọt 1.2.1 Tác dụng bôi trơn 1.2.2 Tác dụng làm nguội 1.2.3 Tác dụng làm thiết bị 1.2.4 Hiệu kinh tế việc sử dụng dung dịch trơn nguội 1.3 Các đặc tính dung dịch trơn nguội 1.4 Phân loại dung dịch trơn nguội 10 1.4.1 Dầu cắt gọt 10 1.4.2 Dầu hòa tan 12 1.4.3 Dung dịch cắt gọt hóa học 13 1.5 Các phương pháp bôi trơn – làm nguội mài 15 1.5.1 Phương pháp gia công khô 15 1.5.2 Phương pháp tưới tràn 15 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.5.3 Phương pháp dùng dòng không khí lạnh 17 1.5.4 Phương pháp đưa dung dịch từ theo hướng qua lỗ 18 hổng đá 1.5.5 Phương pháp đưa dung dịch từ cách tạo lỗ rỗng đá 1.6 Kết luận chương 18 19 Chƣơng 2: CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA CÔNG NGHỆ TƢỚI NGUỘI 21 ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI 2.1 Chất lượng bề mặt gia công mài 21 2.1.1 Độ nhám bề mặt 21 2.1.2 Độ sóng bề mặt 23 2.1.3 Hình thái bề mặt 26 2.1.4 Cấu trúc độ cứng lớp kim loại bề mặt 26 2.2 Ảnh hưởng công nghệ trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài 28 2.2.1 Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt 28 2.2.1.1 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội 28 2.2.1.2 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội 30 2.2.1.3 Ảnh hưởng áp suất tưới nguội 31 2.2.2 Ảnh hưởng đến hình thái bề mặt 32 2.2.3 Ảnh hưởng đến độ cứng lớp bề mặt 34 2.2.3.1 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội 34 2.2.3.2 Ảnh hưởng lưu lượng tưới nguội 35 2.2.4 Ảnh hưởng đến ứng suất dư bề mặt 37 2.2.4.1 Ảnh hưởng loại dung dịch áp suất tưới nguội 37 2.2.4.2 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội 39 2.2.4.3 Ảnh hưởng lưu lượng tưới nguội 40 2.2.5 Ảnh hưởng đến cấu trúc lớp kim loại bề mặt 43 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3 Kết luận chương 44 2.4 Xác định hướng nghiên cứu luận văn 44 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI TINH THÉP SUJ2 47 BẰNG ĐÁ Al2O3 VÀ CBN 3.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm 47 3.2 Phương pháp thí nghiệm 47 3.2.1 Mẫu thí nghiệm 47 3.2.2 Đá mài 47 3.2.3 Sửa đá 49 3.2.4 Tưới nguội 49 3.2.5 Phương pháp mài 49 3.2.6 Chế độ cắt 49 3.2.7 Phương pháp đánh giá 50 3.3 Kết thảo luận 50 3.3.1 Cấu trúc lớp kim loại bề mặt gia công 50 3.3.2 Độ nhám bề mặt gia công 54 3.3.3 Hình thái bề mặt gia công 57 3.4 Kết luận chương 61 KẾT LUẬN CHUNG 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị Ra Sai lệch prôfin trung bình cộng m Rz Chiều cao nhấp nhô tế vi m Vđ Tốc độ đá mài m/ph t Chiều sâu mài mm De Đường kính tương đương đá mài mm az Chiều sâu cắt hạt mài mm Sd Lượng chạy dao dọc m/ph Ssđ Lượng chạy dao dọc sửa đá m/ph tsđ Chiều sâu cắt sửa đá mm  Hệ số truyền nhiệt Tm Nhiệt cắt Q Lưu lượng tưới m Nồng độ dung dịch Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Kcal/cm.g.độ o C l/ph % http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung 1.1 Phân bố nhiệt cắt mài 1.2 Hệ số truyền nhiệt vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng Trang hợp kim 2.1 Độ nhám bề mặt mài thép AISI 304 với hai môi 30 trường làm mát 3.1 Thành phần hóa học thép SUJ2 47 3.2 Kí hiệu tương đương mác thép SUJ2 nước 47 3.3 Trị số độ nhám bề mặt gia công mài đá Al2O3 56 CBN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Hình số Nội dung 1.1 1.2 Một số kiểu đá mài không liên tục 1.3 Sơ đồ tưới nguội thông dụng máy mài 16 1.4 1.5 Kết cấu vòi phun có hai lỗ tưới nguội 17 1.6 Đá mài có lỗ để dẫn dung dịch trơn nguội qua 19 2.1 Sự hình thành độ nhám bề mặt mài 21 2.2 Sự hình thành bề mặt chi tiết mài 22 2.3 Rung động gây sóng bề mặt gia công 24 10 2.4 11 2.5 12 2.6 13 2.7 14 2.8 15 2.9 16 2.10 17 2.11 Trang Đồ thị bão hòa nhiệt cắt mài thép 12XH4A đá Ctr25MV1K Sơ đồ tưới nguội phối hợp bên dung dịch có áp lực cao Sơ đồ hình học trình hình thành sóng mài phẳng Ảnh SEM bề mặt mài 16 24 26 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội áp suất tưới nguội đến độ nhám bề mặt mài Độ nhám bề mặt mài đá CBN với loại dung dịch trơn nguội khác Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến độ nhám bề mặt mài Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 3,5 m/s Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 10 m/s Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 42 m/s, tốc độ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 29 31 32 33 33 http://www.lrc-tnu.edu.vn dung dịch trơn nguội 15,4 m/s Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ 18 2.12 19 2.13 20 2.14 21 2.15 22 2.16 23 2.17 24 2.18 25 2.19 Nứt ứng suất mài thép không gỉ AISI 304 39 26 2.20 Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương 40 27 2.21 28 2.22 29 2.23 30 2.24 31 3.1 32 3.2 dung dịch trơn nguội 3,5 m/s Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 10 m/s Ảnh SEM bề mặt mài với vận tốc cắt 104 m/s, tốc độ dung dịch trơn nguội 16 m/s Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến lớp biến cứng bề mặt mài Ảnh hưởng lưu lượng dung dịch đến mức độ biến cứng bề mặt Ứng suất dư bề mặt mài đá CBN sử dụng loại dung dịch tưới nguội áp suất khác Ứng suất dư với loại dung dịch trơn nguội mài đá CBN Al203 Ứng suất dư bề mặt mài với lưu lượng tưới nguội khác Ảnh hưởng lưu lượng dung dịch tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá Al2O3 đá CBN Ảnh hưởng lưu lượng dung dịch tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá BWA60MVA1 Ảnh hưởng lưu lượng tưới nguội tới nhiệt độ mài mài đá CBN Cấu trúc lớp kim loại bề mặt mài đá Al2O3 với dung dịch trơn nguội Emulsion Cấu trúc lớp kim loại bề mặt mài đá Al2O3 với Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 34 34 35 36 37 38 41 41 42 43 50 51 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 ... kim loại bề mặt 26 2.2 Ảnh hưởng công nghệ trơn nguội đến chất lượng bề mặt gia công mài 28 2.2.1 Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt 28 2.2.1.1 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội 28 2.2.1.2 Ảnh hưởng. .. lưu lượng dung dịch tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá Al2O3 đá CBN Ảnh hưởng lưu lượng dung dịch tưới nguội tới ứng suất dư bề mặt mài đá BWA60MVA1 Ảnh hưởng lưu lượng tưới nguội tới nhiệt... hướng nghiên cứu luận văn 44 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI ĐẾN CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG KHI MÀI TINH THÉP SUJ2 47 BẰNG ĐÁ Al2O3 VÀ CBN 3.1 Mục đích nghiên