- TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt V, S, t đến độ mòn của dao phay trụ đứng bằng thép gió sản xuất tại Việt Nam khi gia công thép 45 Nguyễn Anh Đức Ngành: Công nghệ chế tạo máy Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. - Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt V, S, t đến độ mòn của dao phay trụ đứng thép gió sản xuất tại Việt Nam khi gia công thép 45. - LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp, nhất là thầy PGS.TS Trần Thế Lục và các thầy cô trong bộ môn: Nguyên lý gia công vật liệu và dụng cụ công nghiệp. - Các loại vật liệu dụng cụ thường dùng trong ngành chế tạo máy 11 1.1.1. - Đặc tính cơ bản chung của vật liệu dụng cụ 11 1.1.1.1. - Các loại vật liệu dụng cụ 12 1.1.2.1. - Thép các bon dụng cụ 12 1.1.2.2. - Thép hợp kim dụng cụ 13 1.1.2.3. - Thép gió 13 1.1.2.4. - Vật liệu sứ 18 1.1.2.6. - Vật liệu tổng hợp 19 1.2. - Ảnh hưởng của vật liệu gia công 33 1.2.5.2. - Mòn và tuổi bền dụng cụ cắt 58 2.4.1. - Khái niệm mòn dụng cụ 58 2.4.2. - Cơ chế mài mòn dụng cụ 59 2.4.2.1. - Các dạng mài mòn phần cắt dụng cụ 64 2.4.3.1. - Chỉ tiêu đánh giá mòn dụng cụ 67 2.4.6. - Tuổi bền dụng cụ cắt 68 2.4.6.1. - Khái niệm tuổi bền dụng cụ 68 2.4.6.2. - Dụng cụ thí nghiệm 72 3.1.3. - Vật liệu thí nghiệm 73 3.1.4. - Dụng cụ đo mòn dao 74 3.1..5. - Bề mặt gia công 74 3.2. - Thành phần hóa học của một số loại thép gió 14 Bảng 1.2. - Công dụng của thép gió theo ISO và một số nước 15 Bảng 1.3. - Sơ đồ tôi và ram thép gió 15 Hình 1.2. - Phương thoát phoi khi lưỡi cắt cong 36 Hình 1.10. - Quan hệ giữa chế độ cắt và hệ số co rút phoi 38 Hình 1.11. - Các dạng lẹo dao 39 Hình 1.12. - Quan hệ giữa tốc độ cắt và chiều cao lẹo dao 40 Hình 1.13. - 42 Hình 1.16. - Quan hệ Ph/Pz và t/D khi phay thép 54 Hình 2.10. - Thành phần lực khi phay bằng dao phay trụ răng xoắn 55 Hình 2.11. - Dao phay trụ đuôi trụ sản xuất tại Việt Nam 58 Hình 2.12. - Dao phay trụ đuôi côn sản xuất tại Việt Nam 58 Hình 2.13. - Các dạng mòn phần cắt dụng cụ 64 Hình 2.14. - Sự phát triển vùng mòn theo tiêu chuẩn ISO Hình 2.15. - Quan hệ giữa lượng mòn và thời gian 67 Hình 2.16. - Dao phay trụ đứng thép gió 16 sản xuất tại Việt Nam 73 Hình 3.3. - Bề mặt gia công 75 Hình 3.5. - Quan hệ giữa vận tốc cắt t và lượng mòn mặt sau hs 81 8 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Thông số hình học của dụng cụ. - góc sau góc nghiêng chính i góc nghiêng phụ góc mũi dao góc sắc góc cắt góc trượt r bán kính mũi dao Chế độ cắt v: vận tốc cắt (m/ph) s : lượng chạy dao (mm/vg) t : chiều sâu cắt (mm) ap : chiều dày phoi h: chiều dày phoi min Lực cắt và thông số khác Px: lực hướng kính khi phay Py: lực chiều trục khi phay Pz lực tiếp tuyến (lực cắt chính) khi phay kf: mức độ biến dạng phoi kbd: mức độ biến dạng của phoi trong miền tạo phoi kms: mức độ biến dạng của phoi do ma sát với mặt sau của dao k: hệ số dẫn nhiệt T: tuổi thọ của dụng cụ (ph) hs: độ mòn dụng cụ 9 PHẦN MỞ ĐẦU 1. - Lý do chọn đề tài Phay là một phương pháp gia công rất phổ biến, có khả năng công nghệ khá rộng rãi. - Phay không những gia công được mặt phẳng mà còn có thể gia công được nhều bề mặt định hình khác nhau. - Dao phay là loại dụng cụ có nhiều răng cắt, chuyển động cắt chính là quay tròn quanh trục của dao. - Dao phay trụ đứng là loại dao dùng trên máy phay đứng dùng để gia công các mặt phẳng, rãnh then. - Trong quá trình gia công mòn dụng cụ là một vấn đề rất nghiêm trọng. - Mòn dụng cụ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: chế độ cắt (s, v, t), vật liệu và các thông số hình học của dụng cụ, vật liệu chi tiết gia công, dung dịch trơn nguội và đặc tính của máy công cụ. - Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt S, V, T đến độ mòn của dao phay trụ đứng thép gió sản xuất tại Việt Nam khi gia công thép 45. - Mục đích nghiên cứu - Đánh giá ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ mòn của dao phay trụ đứng thép gió sản xuất tại Việt Nam khi gia công thép 45. - Làm tài liệu tham khảo về chế độ cắt khi sử dụng dao phay trụ đứng thép gió sản xuất tại Việt Nam. - Đối tượng nghiên cứu - Xác định mối quan hệ giữa chế độ cắt và độ mòn của dao phay trụ đứng thép gió sản xuất tại Việt Nam. - Vật liệu gia công là thép 45 - Bề mặt gia công là bề mặt rãnh 4. - Ý nghĩa khoa học Xây dựng được quan hệ giữa các thông số của chế độ cắt với độ mòn của dao phay trụ đứng thép gió sản xuất tại Việt Nam khi gia công thép 45 dưới dạng các hàm thực nghiệm. - Đồng thời cũng góp phần đánh giá khả năng cắt của dao phay thép gió sản xuất tại Việt Nam. - Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở cho việc lựa chọn chế độ cắt hợp lý khi gia công thép 45 bằng dao phay trụ đứng thép gió sản xuất tại Việt Nam để giảm chi phí gia công và tăng năng suất, chất lượng của sản phẩm. - Các loại vật liệu dụng cụ thường dùng trong ngành chế tạo máy Dụng cụ làm việc trong điều kiện cắt khó khăn không những phải chịu áp lực lớn, nhiệt độ cao mà còn bị mài mòn và rung động trong quá trình cắt. - Việc nghiên cứu vật liệu dụng cụ (phần cắt) sẽ góp phần quan trọng trong việc lựa chọn dụng cụ khi sử dụng nó, góp phần giảm chi phí dụng cụ, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng gia công. - Đặc tính cơ bản chung của vật liệu dụng cụ Vật liệu dụng cụ phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: 1.1.1.1. - Độ cứng Để gia công được vật liệu thì vật liệu phải có độ cứng cao hơn vật liệu gia công. - Lựa chọn độ cứng vật liệu dụng cụ phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu gia công. - Thông thường khi gia công vật liệu có độ cứng khoảng 200 ÷ 220 HB vật liệu phần cắt dụng cụ phải có độ cứng lớn hơn 60 HRC. - Độ bền cơ học Trong quá trình gia công phần cắt dụng cụ chịu tải trọng cơ học và dung động lớn, vì vậy vật liệu dụng cụ phải có sức bền cơ học tốt để tránh gãy vỡ trong quá trình gia công. - Vật liệu dụng cụ có sức bền cơ học càng cao thì tính năng sử dụng của nó càng tốt. - Tính chịu nhiệt Tính chịu nhiệt là một đặc tính quan trọng nhất quyết định chất lượng của loại vật kiệu dụng cụ. - Trong quá trình cắt nhiệt cắt lớn, phần cắt dụng cụ ngoài chịu tải trọng cơ học lớn còn chịu tải trọng nhiệt cao. - Tính chịu nhiệt của vật liệu dụng cụ là khả năng giữ được đặc tính cắt (độ cứng, độ bền cơ hoc. - 12 Nhiệt cắt thường rất lớn có thể lên đến hàng ngàn độ C, do vậy tính chịu nhiệt là một trong những đặc tính quan trọng nhất của vật liệu dụng cụ. - Tính chịu mòn Trong quá trình cắt, mặt trước dụng cụ tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp xúc với mặt đang gia công của chi tiết, với tốc độ trượt lớn, nên vật liệu dụng cụ phải có tính chống mòn cao. - Phần cắt dụng cụ khi đủ độ bền cơ học, thì dạng hỏng chủ yếu của là dụng cụ bị mài mòn. - Tính chịu mòn của vật liệu tỷ lệ thuận với độ cứng. - Một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra mòn dao là hiện tượng chảy dính của vật liệu làm dao. - Tính chảy dính của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi nhiệt độ chảy dính giữa hai vật liệu tiếp xúc với nhau. - Vật liệu làm dao tốt là loại vật liệu có nhiệt độ chảy dính cao.Qua các nghiên cứu thực nghiệm, nhiệt độ chảy dính của các loại hợp kim cứng có cacbit confram (WC), cacbit titan (TiC) với thép (11000C) cao hơn các hợp kim coban với thép (6750C). - Tính công nghệ Tính công nghệ của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi tính khó hay dễ trong quá trình gia công để tạo hình dụng cụ cắt. - Tính công nghệ được thể hiện ở nhiều mặt: tính khó hay dễ khi gia công bằng cắt gọt, nhiệt luyện, độ dẻo ở trạng thái nguội và nóng. - Ngoài những đặc tính chủ yếu trên vật liệu dụng cụ cần phải có một số đặc tính khác như tính dẫn nhiệt cao, giá thành thấp. - Các loại vật liệu dụng cụ Hiện nay, vật liệu phần cắt dụng cụ được sử dụng gồm các loại sau: thép cacbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật liệu sành sứ, vật liệu tổng hợp và vật liệu mài. - Thép cacbon dụng cụ Thép cacbon dụng cụ phải có đủ độ cứng, tính chịu nhiệt và chịu mài mòn nên lượng cacbon trong thép không nhỏ hơn 0,7%, thường tử và hàm 13 lượng P, S thấp (P < 0,035%, S < 0,025. - Sau khi ủ độ cứng khoảng 107 ÷ 217 HB nên dễ gia công bằng cắt gọt và gia công bằng áp lực. - Thép cacbon dụng cụ có độ thấm tôi thấp nên được tôi trong nước. - Vì vậy nó thường được dùng làm các dụng cụ gia công bằng tay như dũa, đục,… 1.1.2.2. - Thép hợp kim dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ là loại thép có hàm lượng cacbon cao và với một số nguyên tố hợp kim khoảng 0,5 ÷ 3%. - Các nguyên tố hợp kim Cr, W, Co, V có tác dụng tăng khả năng chịu nhiệt và tính thấm tôi của thép hợp kim dụng cụ. - Các loại thép hợp kim dụng cụ hiện nay được dùng chủ yếu để chế tạo các loại dụng cụ cầm tay và gia công ở tốc độ thấp v < 25 m/phút. - Thép gió Thép gió là loại thép hợp kim có hàm lượng vonfram rất cao. - Ngoài ra còn có các thành phần hợp kim khác như vanadi, coban, crom để tạo nên thép gió với những tính năng đặc biệt. - Thép gió là loại vật liệu dụng cụ được dùng rộng rãi. - Thép gió có thể cắt với tốc độ gấp 2 ÷ 4 lần các loại thép cacbon dụng cụ và hợp kim dụng cụ. - Thép gió làm việc được ở nhiệt độ 550 ÷ 6500C , vận tốc cắt đạt từ 20 m/phút ÷ 50 m/phút .Thành phần vonfram là nguyên tố hợp kim quan trọng nhất trong thép gió. - Các cacbit này có đặc điểm là nâng cao tính chịu nhiệt của thép gió. - Khi thép gió có hàm lượng coban > 5% thì nhiệt độ làm việc của thép gió được nâng cao. - Thành phần hóa học của một số loại thép gió. - Nhãn hiệu C Cr W V Co 1.Thép gió có năng suất thường P P Thép gió có năng suất cao P P P P9K P9K P10K P18K Tất cả các nhãn hiệu thép nói trên đều có hàm lượng tạp chất hạn chế: Mn < 0,4%, Si < 0,4%, Mo < 0,5%, Ni < 0,4%, P < 0,03%, S < 0,03% Ngoài ra, chất lượng thép gió phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt luyện. - Vì vậy khi nhiệt luyện thép gió cần chú ý một số điểm sau. - Không nung nóng thép gió đột ngột đến nhiệt độ cao (nhiệt độ tôi bằng 13000C) mà phải tăng nhiệt dần dần từ 6500C , vì thép gió có độ dẫn nhiệt kém. - Thông thường thép gió được nung nóng qua 3 lò với nhiệt độ lần lượt là 6500C, 8500C và 13000C. - Sơ đồ tôi và ram thép gió - Phạm vi sử dụng thép gió được trình bày trong bảng 1.2. - Công dụng của thép gió theo ký hiệu ISO và một số nước tương ứng Ký hiệu các loại thép gió thông dụng ISO TCVN (Vịêt Nam) JIS (Nhật) AISI (Mỹ) OCT (Nga) Phạm vi sử dụng 1.3353 80W18Cr4V SKH2 T1 P18 Dùng cho tất cả các loại dụng cụ cắt để gia công thép cacbon, thép hợp kim 1.3302 — T7 P12 Dùng như loại trên. - P9 Dùng để chế tạo các loại dụng cụ đơn giản, gia công các loại thép kết cấu 1.3343 85W6Mo5Cr4V SKH51 M2 P6M5 Dùng như loại
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt