Thạc Sĩ Nghiên cứu so sánh các phương pháp tưới trong công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu khi phay rãnh

LỜI NÓI ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài:

Dung dịch trơn nguội đã được sử dụng rộng rãi trong quá trình gia công cắt gọt nhằm làm giảm nhiệt cắt, bôi trơn, di chuyển phoi ra khỏi vùng cắt và bảo vệ sự ăn mòn. Do sử dụng dung dịch trơn nguội trong gia công cắt gọt đã dẫn đến những ảnh hưởng đối với sức khoẻ người công nhân, môi trường và khía cạnh kinh tế. Người công nhân tiếp xúc với dung dịch trơn nguội có thể sinh ra bệnh viêm da và do tạo ra sương mù trong suốt quá trình gia công có thể dẫn tới những loại bệnh khác như: viêm đường hô hấp, hen, thậm chí bệnh viêm phổi, . Ngoài ra, khi thải dung dịch trơn nguội ra ngoài môi trường đã dẫn đến một sự nguy hiểm là sự nhiễm bẩn nguồn nước ngầm, dòng nước và gây ra những tác động nghiêm trọng về môi trường. Các dữ liệu nghiên cứu đã đưa ra những nhận xét chi phí liên quan đến dung dịch trơn nguội chiếm một số lượng lớn (tỉ lệ lớn) 7 % 17% tổng giá thành trong gia công sản phẩm, trong đó chi phí của dụng cụ 2 % 4 %. Đó chính là một trong những nguồn gốc chính của vấn đề liên quan đến chi phí gia công.

Mặc dù trong dung dịch trơn nguội thường chứa một số hóa chất độc hại nên ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người lao động và gây ô nhiễm môi trường, nhưng phần lớn các nhà sản xuất vẫn sử dụng dung dịch trơn nguôi dưới dạng chất lỏng với một số lượng lớn, thường xuyên nhất là áp dụng phương pháp tưới tràn trong sản xuất vẫn cao. Tuy nhiên, trong một vài năm gần đây đã ứng dụng phương pháp gia công khô (không sử dụng dung dịch trơn nguội) vào trong sản xuất và đã phát huy được hiệu quả, nhưng công nghệ này đã gặp phải một số vấn đề trong quá trình gia công như: tuổi bền của dụng cụ thấp, biến dạng nhiệt lớn, .

Để khắc phục được các nhược điểm của các phương pháp trên đã xuất hiện một phương pháp trung gian giữa phương pháp gia công khô và phương pháp tưới tràn đó là phương pháp bôi trơn - làm nguội tối thiểu.

Phương pháp bôi trơn - làm nguội tối thiểu là một phương pháp có nhiều ưu

điểm như: hiệu quả bôi trơn - làm nguội cao, kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt, lượng tiêu hao dung dịch nhỏ và dung dịch khi phun vào vùng cắt sẽ bốc hơi hết do đó sẽ không có lượng dung dịch cần xử lý sau khi hết hạn sử dụng như bôi trơn - làm nguội tưới tràn. Phoi gia công sạch, không gian làm việc thoáng mát sạch sẽ và không bị ô nhiễm môi trường.

Do có những ưu điểm trên, ở các nước công nghiệp phát triển đã có rất nhiều công trình nghiên cứu và thu được nhiều kết quả khả quan. Ở Việt Nam công nghệ này gần như chưa được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng. Nhằm nghiên cứu và ứng dụng công nghệ này vào thực tế sản xuất ở nước ta, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu so sánh các phương pháp tưới trong công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu khi phay rãnh” là cần thiết.

2. Mục đích nghiên cứu:

- Thiết kế, xây dựng hệ thống thiết bị bôi trơn – làm nguội tối thiểu phục vụ nghiên cứu và phục vụ cho thực tiễn sản xuất ở nước ta.

- Nghiên cứu, so sánh giữa phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu tưới kiểu nhỏ giọt và tưới kiếu sương mù thông qua các chỉ tiêu về mòn, tuổi bền của dụng cụ cắt và lượng tiêu hao dung dịch khi phay rãnh bằng dao phay ngón.

3. Đối tượng nghiên cứu:

- Dùng dao phay ngón thép gió P18, phay rãnh B = 8 (mm), thép C45 tôi cải thiện. Những kết quả và phương pháp nghiên cứu đạt được có thể áp dụng trong thực tiễn sản xuất khi phay có sử dụng các loại dao khác hoặc thép khác.

4. Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu bằng thực nghiệm.

5. Ý nghĩa của đề tài:

+ Ý nghĩa khoa học.

thiểu.

- Góp phần xây dựng lý thuyết cơ bản về công nghệ bôi trơn - làm nguội tối

- Từ những kết quả và phương pháp nghiên cứu đạt được có thể áp dụng cho

các phương pháp cắt gọt khác.

+Ý nghĩa thực tiễn.

- Từ kết quả nghiên cứu đưa ra các chỉ dẫn cụ thể về các phương pháp tưới trong công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu.

6. Nội dung của luận văn:

Ngoài lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính gồm 3 chương và phần kết luận chung

Chương 1: Tổng quan về bôi trơn – làm nguội trong gia công cắt gọt.

Chương 2: Công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu.

Chương 3: Nghiên cứu so sánh các phương pháp tưới trong công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu khi phay rãnh.


MỤC LỤC



Trang

Mục lục 1

Lời cam đoan 3

Danh mục các bảng số liệu 4

Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp 5

Lời nói đầu 7

Chương 1: Tổng quan về bôi trơn – làm nguội trong gia công cắt gọt 10

1.1. Quá trình cắt kim loại 10

1.2. Quá trình biến dạng của vật liệu gia công trong vùng tạo phoi 11

1.3. Quá trình tạo phoi 12

1.4. Hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt kim loại 15

1.5. Quy luật mài mòn của dụng cụ cắt và ảnh hưởng của dung dịch bôi
trơn làm nguội đến quá trình cắt 18

1.5.1. Quy luật mài mòn của dụng cụ cắt 18

1.5.2. Ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn – làm nguội đến quá trình cắt
kim loại 21

1.6. Tác dụng và yêu cầu đối với dung dịch trơn nguội 22

1.6.1 Tác dụng của dung dịch trơn nguội 22

1.6.2. Yêu cầu đối với dung dịch trơn nguội 23

1.7. Các loại dung dịch bôi trơn làm nguội dùng trong gia công cắt gọt 23

1.8. Cách sử dụng dung dịch trơn nguội khi phay 27

1.9. Các phương pháp bôi trơn – làm nguội 30

1.9.1. Phương pháp bôi trơn – làm nguội tưới tràn 30

1.9.2. Phương pháp gia công khô 31

1.9.3. Phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu 32

Chương 2: Công nghệ bôi trơn làm - nguội tối thiểu 36

2.1. Khái niệm về công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu 36

2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn – làm nguôi tối thiểu 37

2.3. Phương pháp trộn dung dịch trong công nghệ bôi trơn - làm nguội tối
thiểu khi gia công cắt gọt 38

2.4. Các dung dịch được sử dụng trong bôi trơn làm nguội tối thiểu 40
2.5. Các phương pháp bố trí vòi phun 42
2.6. Giới hạn vấn đề nghiên cứu 46
2.7. Mô hình nghiên cứu 46
Chương 3: Nghiên cứu so sánh các phương pháp tưới trong công nghệ
bôi trơn – làm nguội tối thiểu khi phay rãnh 48

3.1. Xây dựng hệ thống thiết bị thí nghiệm 48

3.1.1. Yêu cầu của hệ thống thí nghiệm 48

3.1.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn – làm nguội tối 48
thiểu

3.2. Hệ thống thí nghiệm 50

3.3. Điều kiện thí nghiệm 50

3.4. Nghiên cứu so sánh các phương pháp tưới trong công nghệ bôi trơn –

làm nguội tối thiểu khi phay rãnh 52
3.4.1 Quá trình tiến hành thí nghiệm 52
3.4.2 Kết quả thí nghiệm 53
3.5. Thảo luận kết quả 55
Kết luận của luận văn 57
Tài liệu tham khảo 58
Phụ lục 1 60
Phụ lục 2 63