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

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Minh Đức.
Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Người thực hiện
Lưu Trọng Đức
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.
- Góp phần xây dựng lý thuyết cơ bản về công nghệ bôi trơn - làm nguội tối
thiểu.
- 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.
Phần Kết luận chung
7. Lời cảm ơn:
Luận văn này đối với Tôi là một cơ hội lớn để rèn luyện khả năng thực hiện
một đề tài phục vụ thực tiễn sản xuất dựa trên cơ sở các lý thuyết khoa học và công
nghệ. Luận văn này được hoàn thành là nhờ có rất nhiều sự giúp đỡ và hướng dẫn
tận tình của cá nhân và tập thể. Lời cảm ơn sâu sắc nhất Tôi xin gửi đến TS.Trần
Minh Đức, người thầy luôn luôn nhiệt tình chỉ bảo và định hướng giúp tôi trong
những lúc gặp khó khăn, các thầy cô trong Khoa Đào tạo Sau đại học Trường Đại
học Kỹ Thuật Công Nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ Tôi hoàn thành bài luận văn này.

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
Chương 1: Tổng quan về bôi trơn – làm nguội trong gia công cắt gọt
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
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
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 tốithiểu
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
3.4.1 Quá trình tiến hành thí nghiệm
3.4.2 Kết quả thí nghiệm
3.5. Thảo luận kết quả
Kết luận của luận văn 57
Tài liệu tham khảo
Phụ lục 1
Phụ lục 2