ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THÀNH CHUNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ NHÁM, ĐỘ KHÔNG TRÒN CHI TIẾT KHI MÀI VÔ TÂM THÉP 20X THẤM CÁC BON LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Mã số: 62520103 Thái Nguyên - 2015 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn c -1- ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THÀNH CHUNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ NHÁM, ĐỘ KHÔNG TRÒN CHI TIẾT KHI MÀI VÔ TÂM THÉP 20X THẤM CÁC BON CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA CHUYÊN MÔN HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TRƢỞNG KHOA TS.Ngô Cƣờng PHÒNG ĐÀ O TẠO Thái Nguyên - 2015 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn c -2- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các phần tham khảo đã được nêu rõ trong Luận văn. Tác giả Nguyễn Thành Chung Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn c -3- LỜI CẢM ƠN Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Thầy giáo - TS. Ngô Cƣờng, ngƣời đã hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trƣờng Cao đẳng công nghiệp Việt Bắc -Vinacomin, và Khoa Sau đại học của Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản Luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Đỗ Đức Trung –Giáo viên trƣờng CĐ Kinh tế kỹ thuật Thái Nguyên, cùng các Cán bộ kỹ thuật của công ty cổ phẩn Cơ khí Phổ Yên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành thí nghiệm. Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp. Tác giả Nguyễn Thành Chung Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn c -4- MỤC LỤC Trang CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP MÀI VÔ TÂM 10 1.
Đặc điểm của quá trình mài 10 1.2 Mô hình quá trình mài vô tâm 11 1.3 Ƣu điểm phạm vi ứng dụng của phƣơng pháp mài vô tâm 11 1. Sơ đồ mài vô tâm chạy dao hƣớng kính 12 1. Nguyên lý hình thành bề mặt 13 1. Chiều sâu cắt 14 1.
Chiều dài tiếp xúc 15 1. Chiều dài tiếp xúc hình học 15 1. Chiều dài tiếp xúc động học 15 1. Đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng 16 1.
Chiều dày phoi tƣơng đƣơng 17 1. Lƣợng chạy dao hƣớng kính 17 1. Tốc độ chi tiết 18 1. Chiều cao tâm chi tiết 18 1.
Lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết 18 1. Động lực học quá trình mài 19 1. Hệ thống động lực học 19 1. Tốc độ bóc vật liệu 21 1.
Năng lƣợng riêng 21 1. Một số dạng sai hỏng thƣờng gặp khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính và 22 các nguyên nhân chính 1. Độ nhám bề mặt 22 1. Kích thƣớc đƣờng kính không ổn định 22 1.
Độ côn 23 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www. Độ sóng bề mặt 23 1. Vết cào xƣớc trên bề mặt gia công 23 1. Vết cháy trên bề mặt gia công 24 1.
Một số hƣớng nghiên cứu về phƣơng pháp mài vô tâm 24 1.1 Một số nghiên cứu về nhám bề mặt của chi tiết khi mài vô tâm 25 1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp mài đến nhám bề mặt 25 1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sửa đá mài đến nhám bề mặt 25 1. Ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ đến nhám bề mặt 26 1.Một số nghiên cứu độ không tròn của bề mặt chi tiết 28 1.
Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sửa đá dẫn đến độ không tròn 28 1. Ảnh hƣởng của độ chính xác biên dạng đá dẫn đến độ không tròn 28 1. Ảnh hƣởng của góc cao tâm, góc nghiêng bề mặt thanh tỳ đến độ không 29 tròn 1. Ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ 32 1.3 Một số nghiên cứu về mô phỏng 32 1.
Kết luận chƣơng 1 33 1. Xác định hƣớng nghiên cứu 34 CHƢƠNG II : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI VÔ TÂM CHẠY DAO HƢỚNG KÍNH ĐẾN ĐỘ NHÁM VÀ ĐỘ KHÔNG TRÒN CỦA BỀ MẶT CHI TIẾT 2.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm 37 2.2 Hệ thống thí nghiệm 37 2.2 Vật liệu thí nghiệm 37 2.3 Đá mài thí nghiệm 38 2.4 Công nghệ trơn nguội 38 Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www. Thiết bị đo độ tròn 39 2. Thiết bị đo độ nhám bề mặt 39 2.3 Một số điều kiện khác 40 2.3 Nghiên cứu thực nghiệm một số thông số công nghệ ảnh hƣởng đến độ 40 nhám, độ tròn của bề mặt chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính thép 20X, thấm các bon.1 Ảnh hƣởng của góc cao tâm của chi tiết 40 2.
Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài 42 2. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy hƣớng kính 44 2. Ảnh hƣởng của vận tốc đá dẫn 46 2. Kết luận chƣơng 2 48 CHƢƠNG III: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI VÔ TÂM CHẠY DAO HƢỚNG KÍNH ĐẾN ĐỘ KHÔNG TRÒN CỦA BỀ MẶT CHI TIẾT 3.
Mục đích nghiên cứu mô phỏng 49 3. Phƣơng pháp mô phỏng của W. Giao diện chƣơng trình mô phỏng 53 3.1 Điều kiện mô phỏng 53 3.2 Tiến hành mô phỏng 54 3.1 Mô phỏng với sự thay đổi góc cao tâm 54 3.2 Mô phỏng với sự thay đổi lƣợng chạy dao hƣớng kính 55 3.3 Mô phỏng với sự thay đổi số vòng quay đá dẫn 57 3.4 Kết luận chƣơng 3 58 KẾT LUẬN CHUNG 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn c -7- Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị Ra Sai lệch prôfin trung bình cộng m Rz Chiều cao nhấp nhô tế vi m Vdm Vận tốc cắt của đá mài m/s ae Chiều sâu khi mài mm De Đƣờng kính tƣơng đƣơng của đá mài mm γ Góc nghiêng thanh tỳ Độ β Góc gá cao tâm Độ hp Chiều cao tâm chi tiết mm Δ Sai số độ không tròn m Δtn Sai số độ không tròn thí nghiệm m Δmp Sai số độ không tròn chƣơng trình mô phỏng m ddm Đƣờng kính đá mài mm dct Đƣờng kính chi tiết mm ddd Đƣờng kính đá dẫn mm Ssd Lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài mm/phút ndd Vận tốc quay của đá dẫn Vòng/phút Sk Lƣợng chạy dao hƣớng kính m/s nđ/nct Tỉ lệ tốc độ đá mài /tốc độ chi tiết nct Tốc độ quay của chi tiết Vòng/phút t Chiều sâu cắt µm P Công suất khi mài J Ec Năng lƣợng riêng khi mài J/mm3 heq Chiều dày phoi tƣơng đƣơng mm Ci Độ lớn của vấu lồi thứ i trên chi tiết µm Vct Vận tốc chi tiết m/s Góc giữa pháp tuyến chung của đá mài - chi tiết và αg Độ pháp tuyến chung của thanh tỳ - chi tiết. góc giữa pháp tuyến chung của thanh tỳ - chi tiết và ψ Độ pháp tuyển chung của đá dẫn - chi tiết.
vdd Vận tốc đá dẫn m/ph Rdm Bán kính đá mài mm DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn c -8- Bảng TT Nội dung Trang số 1 1.1 Giá trị góc cao tâm ( 0 ) 26 2 1.2 Giá trị vận tốc đá dẫn vdd (m / ph) 26 27 3 1.3 Giá trị lƣợng chạy dao hƣớng kính S k (mm / s) 4 1.4 Giá trị lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài S sd (mm / ph) 27 5 1.5 Giá trị tối ƣu của góc cao tâm 30 6 1.6 Một số công thức xác định h , 31 Thành phần hóa học của thép 20X sau khi thấm 38 7 2.2 Giá trị Ra và khi thay đổi 41 9 2.3 Giá trị Ra và khi thay đổi Ssd 43 10 2.4 Giá trị Ra và khi thay đổi S k 44 11 2.5 Giá trị Ra và khi thay đổi v dd 46 Giá trị hệ số đàn hồi M đƣơ ̣c lƣ̣a cho ̣n trong mô ̣t số 52 12 3.2 Các thông số có thể sử dụng làm thông số đầu vào của 53 quá trình mô phỏng theo phƣơng pháp của W.3 Các thông số thông số đầu vào của chƣơng trình mô 53 phỏng.4 Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với 54 những giá trị khác nhau của .5 Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với 56 những giá trị khác nhau của Sk.6 Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với 57 những giá trị khác nhau của vdd. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn c -9- TT Hình số Nội dung Trang 1 1.1 Mô hình quá trình mài vô tâm 11 2 1.2 Sơ đồ mài vô tâm chạy dao hƣớng kính 13 Sơ đồ nghiên cứu sự hình thành bề mặt chi tiết khi mài 3 1,3 13 vô tâm 4 1.4 Hệ thống động lực học 20 Độ nhám bề mặt khi mài vô tâm thông thƣờng 5 1.5 25 và mài vô tâm điện hóa thép SKD 61 Độ nhám bề mặt gia công khi sửa đá bằng hai loại đầu 6 1.6 25 sửa đá khác nhau 7 1.7 Sửa đá dẫn bằng đĩa kim cƣơng 28 Ảnh hƣởng của góc cao tâm và góc nghiêng thanh tỳ 8 1.8 29 đến độ không tròn ∆ trên chi tiết gia công 9 2.1 Mẫu thí nghiệm 38 10 2.2 Thƣớc đo nồng độ dầu REF-511 38 11 2.3 Thiết bị đo độ không tròn 39 12 2.5 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của đến Ra 41 14 2.6 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của đến 42 15 2.7 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S sd đến Ra 43 16 2.8 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S sd đến 43 17 2.9 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S k đến Ra 45 19 2.10 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S k đến 45 20 2.11 Kết quả thực nghiêm ảnh hƣởng của v dd đến Ra 47 21 2.12 Kết quả thực nghiêm ảnh hƣởng của v dd đến 47 Mô hình xây dựng phƣơng trình cơ sở cho chƣơng 22 3.1 49 trình mô phỏng 23 3.2 Sƣ̣ dich ̣ chuyể n tâm chi tiế t do phôi không chính xác 50 24 3.3 Biểu đồ biểu diễn phƣơng pháp mô phỏng của W.