Thạc Sĩ Nghiên cứu mối quan hệ giữa mòn và tuổi bền của dao gắn mảnh PCbn theo chế độ cắt khi tiện thép 9xc

MỤC LỤC





Trang


Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Danh mục các hình vẽ và đồ thị

Danh mục các bảng biểu
Mở đầu 1

1. Giới thiệu về công nghệ tiện cứng 1

2. Tính cấp thiết của đề tài 5

2.1. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 6

2.2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 6

2.3. Phương pháp nghiên cứu 7

Chương 1 8

Bản chất vật lý của quá trình cắt thép có độ cứng cao

1.1. Qúa trình cắt và tạo phoi 8

1.2. Lực cắt 12

1.2.1. Lực cắt khi tiện và các thành phần lực cắt 12

1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt khi tiện 14

1.3. Nhiệt cắt 16

1.3.1. Khái niệm chung 16

1.3.2. Quá trình phát sinh nhiệt 20

1.4. Kết luận 24

Chương 2 25

Chất lượng bề mặt khi tiện cứng

2.1. Khái niệm chung về lớp bề mặt 25

2.2. Bản chất của lớp bề mặt 26

2.3. Tính chất lý hoá của lớp bề mặt 26

2.3.1. Lớp biến dạng 26


2.3.2. Lớp Beilbly 27
2.3.3. Lớp tương tác hóa học 27
2.3.4. Lớp hấp thụ hoá học 28
2.3.5. Lớp hấp thụ vật lý 28
2.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bề mặt khi tiện cứng 29
2.4.1. Độ nhám bề mặt và các phương pháp đánh giá 29
2.4.1.1. Độ nhám bề mặt 29
2.4.1.2. Các phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt 32
2.4.2. Tính chất cơ lý lớp bề mặt sau gia công cơ 32
2.4.2.1. Hiện tượng biến cứng của lớp bề mặt 32
2.4.2.2.Ứng suất dư trong lớp bề mặt 35
2.4.2.3. Đánh giá mức độ, chiều sâu lớp biến cứng và ứng suất dư 39
2.5. Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khi tiện cứng 40
2.5.1. Ảnh hưởng của các thông số hình học dụng cụ cắt 40
2.5.2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt 41
2.5.3. Ảnh hưởng của lượng chạy dao 42
2.5.4. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt 43
2.5.5. Ảnh hưởng của vật liệu gia công 43
2.5.6. Ảnh hưởng của rung động trong hệ thống công nghệ 44
2.6. Kết luận 44
Chương 3 46
Mòn và tuổi bền dụng cụ khi tiện cứng
3.1. Mòn dụng cụ cắt 46
3.1.1. Khái niệm chung 46
3.1.2. Các cơ chế mòn của dụng cụ cắt 47
3.1.2.1. Mòn do dính 48
3.1.2.2. Mòn do hạt mài 49


3.1.2.3. Mòn do khuếch tán 49
3.1.2.4. Mòn do ôxi hoá 50
3.1.3. Mòn dụng cụ cắt và cách xác định 51

3.1.3.1. Mòn dụng cụ cắt
51
3.1.3.2. Cách xác định 53
3.1.3.3. Các chỉ tiêu đánh giá sự mài mòn của dụng cụ cắt 54
* Chỉ tiêu mòn tối ưu 54
* Chỉ tiêu mòn công nghệ 55
3.1.4. Ảnh hưởng của mòn dụng cụ đến chất lượng bề mặt khi tiện cứng 55
3.1.5. Kết luận 55
3.2. Tuổi bền của dụng cụ cắt 55
3.2.1. Khái niệm chung về tuổi bền của dụng cụ cắt 55
3.2.2. Các nhân t ố ảnh hưởng đến tuổi bền của dụng cụ cắt khi tiện cứng 57
3.2.2.1. Ảnh hưởng của chế độ cắt 57
3.2.2.2. Ảnh hưởng của thông số hình học dụng cụ cắt 59
3.2.3. Phương pháp xác định tuổi bền dụng cụ cắt 60
3.2.4. Tuổi bền của dụng cụ cắt khi tiện cứng 62

Chương 4 63
Nghiên cứu thực nghiệm mối quan hệ giữa mòn và tuổi bền của
dao gắn mảnh PCBN theo chế độ cắt khi tiện thép 9XC qua tôi

4.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
63
4.2. Hệ thống thiết bị thí nghiệm 63
4.2.1. Yêu cầu với hệ thống thí nghiệm 63
4.2.2. Mô hình thí nghiệm 64
4.2.3. Thiết bị thí nghiệm 65
4.2.3.1. Máy 65
4.2.3.2. Dao 65


4.2.3.3. Phôi 66
4.2.3.4. Chế độ cắt 67
4.3. Thiết bị đo khác 67
4.3.1. Máy đo độ nhám bề mặt 67
4.3.2. Kính hiển vi điện tử 68
4.4. Thí nghi ệm xác định quan hệ mòn của mảnh dao theo chế độ cắt 68
4.4.1. Quy trình tiến hành thí nghiệm 68
4.4.2. Xử lý kết quả thí nghiệm 69
4.4.2.1. Xác định thời gian cắt cơ bản trong các lần cắt 69
4.4.2.2. Xây d ựng quan hệ giữa thông số nhám bề mặt với thời gian cắt 70
4.4.2.3. Các hình ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử về mòn mảnh dao 71
4.4.2.4. Phân tích cơ chế mòn mảnh dao PCBN 76
4.4.2.5. Phân tích nhám bề mặt gia công 78
4.4.2.6. Phân tích kết quả và thảo luận 78
4.4.2.7. Kết luận 80
4.5. Nghiên cứu mối quan hệ giữa tuổi bền mảnh dao PCBN theo 82
chế độ cắt khi tiện tinh thép 9XC qua tôi
4.5.1. Quá trình cắt thép 9XC bằng dao PCBN 82
4.5.2. Lựa chọn chế độ cắt cho nghiên cứu và tìm hàm quan hệ 83
4.6. Phần kết luận chung và hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài 88
4.6.1. Phần kết luận chung 88
4.6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài 88





DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT


ap: chiều dày phoi

Kbd: mức độ biến dạng của phoi trong miền tạo phoi

Kms: mức độ biến dạng của phoi do ma sát với mặt trước của dao

Kf: mức độ biến dạng của phoi

θ: góc trượt

γ (hay γn) góc trước của dao

Pz (hay Pc): lực tiếp tuyến khi tiện

Py (hay Pp): lực hướng kính khi tiện

Px: lực chiều trục khi tiện

S: lượng chạy dao (mm/vòng)

t: chiều sâu cắt (mm)

V: vận tốc cắt (m/phút)

Q: là tổng nhiệt lượng sinh ra trong quá trình cắt

QAB = Q1: nhiệt sinh ra trên mặt phẳng trượt

QAC = Q2: nhiệt sinh ra trên mặt trước QAD = Q2: nhiệt sinh ra trên mặt sau Qphoi: nhiệt truyền vào phoi
Qdao: nhiệt truyền vào dao

Qphôi: nhiệt truyền vào phôi

Qmôi trường: nhiệt truyền vào môi trường

kAB: ứng suất cắt trung bình trong miền biến dạng thứ nhất

AS: diện tích của mặt phẳng cắt

VS: vận tốc của vật liệu cắt trên mặt phẳng cắt

kt: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu gia công


β: hệ số phân bố nhiệt từ mặt phẳng trượt vào phôi và phoi

c: nhiệt dung riêng

ρ: tỷ trọng của vật liệu RT: hệ số nhiệt khi cắt Φ: góc tạo phoi
γ mt: tốc độ biến dạng của các lớp phoi gần mặt trước

δt: chiều dày của vùng biến dạng thứ hai

K: hệ số thẩm nhiệt

∆Fc, ∆Ft: áp lực tiếp tuyến và pháp tuyến trền vùng mòn mặt sau

Fcf, Ftf: lực cắt tiếp tuyến và pháp tuyến đo khi mòn dao

VBave: chiều cao trung bình của vùng mòn mặt sau

τf: ứng suất tiếp trên vùng mòn mặt sau

Kc, Kt: các hệ số thực nghiệm

µ: hệ số ma sát trên vùng ma sát thông thường của mặt trước

µf: hệ số ma sát trên mặt sau

b: hệ số truyền nhiệt

Hv: độ biến cứng (N/mm2);

S: diện tích bề mặt đầu đo kim cương ấn xuống (mm2) P: lực tác dụng của đầu kim cương (N)
r: bán kính mũi dao

hmin: chiều dày phoi nhỏ nhất



φ1

Vw: thể tích mòn mặt sau

Vcr: thể tích mòn mặt trước

KF, KB, KT: các kích thước vùng mòn mặt trước

hs: độ mòn giới hạn


T: thời gian cắt – tuổi bền của dụng cụ cắt (phút)

ti: thời gian cắt cơ bản

p: số các yếu tố thay đổi

Ra, Rz: độ nhám bề mặt khi tiện n: số lần mài lại cho phép VLGC: vật liệu gia công
VLDC: vật liệu dụng cụ

HKC: hợp kim cứng xi: các ký hiệu mã hoá N: số thí nghiệm