Nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu MQL đến nhám bề mặt gia công thép SKD11

• Tác giả: Trần Quyết Chiến
• Người hướng dẫn: PGS. TS Trần Minh Đức
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn làm nguôi tối thiểu (MQL) sử dụng dung dịch lạnh đến nhám bề mặt gia công khi phay cứng thép SKD11
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. PHẦN MỞ ĐẦU
• 1.1. Tổng quan về ảnh hưởng của MQL dùng dung dịch lạnh đến nhám bề mặt khi gia công vật liệu cứng
• 1.2. Bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL)
• 1.2.1. Khái niệm
• 1.2.2. Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng
• 1.3. MQL sử dụng dung dịch lạnh
• 1.3.1. Khái niệm về MQL sử dụng dung dịch lạnh
• 1.3.2. Phương pháp tạo dung dịch lạnh dùng trong MQL
• 1.3.2.1. Phương pháp MQL kết hợp khí CO2
• 1.3.2.2. Ống Vortex Ranque – Hilsch (RHVT)
• 1.3.3. Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng
• 1.4. Ứng dụng MQL sử dụng dung dịch lạnh trong gia công vật liệu cứng
• 1.4.1. Giới thiệu về gia công vật liệu cứng
• 1.4.2. Ảnh hưởng của MQL đến quá trình cắt khi gia công vật liệu cứng
• 1.4.2.1. Ảnh hưởng của MQL đến quá trình cắt khi gia công vật liệu thông thường
• 2. Nghiên cứu ảnh hưởng MQL sử dụng dung dịch lạnh đến nhám bề mặt gia công khi phay vật liệu cứng
• 2.1. Nhám bề mặt gia công
• 2.1.1. Cấu trúc bề mặt (Surface texture)
• 2.1.2. Kiểm tra nhám bề mặt
• 2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến nhám bề mặt gia công trong gia công vật liệu cứng
• 2.2. Ảnh hưởng MQL sử dụng dung dịch lạnh đến quá trình cắt khi phay cứng
• 2.2.1. Mòn, tuổi bền dụng cụ cắt
• 3. Nghiên cứu thực nghiệm
• 3.1. Xây dựng hệ thống thí nghiệm
• 3.2. Hệ thống thí nghiệm
• 3.3. Chế độ công nghệ
• 3.4. Triển khai thí nghiệm
• 3.5. Kết quả và thảo luận
• 3.5.1. Khi gia công mẫu 1 có độ cứng HRC = 56
• 3.5.2. Khi gia công mẫu 2 có độ cứng HRC = 60
• 3.5.3. Thảo luận kết quả
• PHẦN KẾT LUẬN CHUNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn MQL

Nghiên cứu về bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí. MQL không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn nâng cao hiệu quả gia công. Đặc biệt, việc áp dụng MQL trong gia công thép SKD11, một loại vật liệu cứng, đang được quan tâm. Nghiên cứu này sẽ phân tích ảnh hưởng của MQL đến nhám bề mặt khi phay thép SKD11.

1.1. Khái niệm về bôi trơn MQL và ứng dụng

Bôi trơn MQL là phương pháp sử dụng một lượng nhỏ chất bôi trơn để làm nguội trong quá trình gia công. Phương pháp này giúp tiết kiệm chi phí và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. MQL được áp dụng rộng rãi trong gia công các vật liệu cứng như thép SKD11.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng MQL trong gia công

Việc sử dụng MQL mang lại nhiều lợi ích như giảm ma sát, giảm nhiệt độ trong vùng cắt, và cải thiện chất lượng bề mặt gia công. Điều này đặc biệt quan trọng khi gia công các vật liệu có độ cứng cao như SKD11.

II. Thách thức trong việc áp dụng MQL khi phay thép SKD11

Mặc dù MQL có nhiều ưu điểm, nhưng việc áp dụng nó trong gia công thép SKD11 vẫn gặp phải một số thách thức. Đặc biệt, khả năng làm nguội của MQL bị hạn chế, dẫn đến nhiệt độ cao trong quá trình cắt. Điều này có thể ảnh hưởng đến độ bền của dụng cụ cắt và chất lượng bề mặt gia công.

2.1. Nhiệt độ cắt cao và ảnh hưởng đến dụng cụ

Nhiệt độ cắt cao có thể dẫn đến mòn dụng cụ nhanh chóng. Việc kiểm soát nhiệt độ trong quá trình gia công là rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ của dụng cụ cắt.

2.2. Khó khăn trong việc kiểm soát nhám bề mặt

Việc kiểm soát nhám bề mặt khi sử dụng MQL là một thách thức lớn. Các yếu tố như tốc độ cắt, lượng bôi trơn và áp suất phun đều ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của MQL đến nhám bề mặt

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của MQL đến nhám bề mặt khi phay thép SKD11. Các thông số như tốc độ cắt, lượng bôi trơn và áp suất phun sẽ được điều chỉnh để tìm ra điều kiện tối ưu.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và quy trình thực hiện

Thí nghiệm sẽ được thực hiện trên máy phay CNC với các thông số cắt được điều chỉnh. Mỗi thí nghiệm sẽ sử dụng một dụng cụ cắt mới để đảm bảo độ chính xác.

3.2. Phân tích kết quả và thảo luận

Kết quả thí nghiệm sẽ được phân tích để đánh giá ảnh hưởng của MQL đến nhám bề mặt. Các thông số như Ra và Rz sẽ được đo lường để so sánh.

IV. Kết quả nghiên cứu về nhám bề mặt khi phay thép SKD11

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng MQL có ảnh hưởng tích cực đến nhám bề mặt khi phay thép SKD11. Các thông số nhám bề mặt được cải thiện đáng kể khi áp dụng MQL với dung dịch lạnh.

4.1. So sánh nhám bề mặt giữa các phương pháp

Kết quả cho thấy nhám bề mặt khi sử dụng MQL thấp hơn so với các phương pháp gia công truyền thống. Điều này chứng tỏ hiệu quả của MQL trong việc cải thiện chất lượng bề mặt.

4.2. Ảnh hưởng của các thông số cắt đến nhám bề mặt

Các thông số như tốc độ cắt và lượng bôi trơn có ảnh hưởng lớn đến nhám bề mặt. Việc tối ưu hóa các thông số này là cần thiết để đạt được kết quả tốt nhất.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng MQL có thể cải thiện nhám bề mặt khi phay thép SKD11. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các thông số và mở rộng ứng dụng của MQL trong gia công vật liệu cứng.

5.1. Tóm tắt kết quả chính

Kết quả cho thấy MQL có thể giảm nhám bề mặt và tăng tuổi thọ dụng cụ cắt. Điều này mở ra hướng đi mới cho công nghệ gia công hiện đại.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần nghiên cứu thêm về các loại dung dịch bôi trơn khác và các phương pháp làm nguội tích cực để nâng cao hiệu quả của MQL trong gia công.