Giáo trình Nghiên cứu quá trình tiện thép hợp kim qua tôi bằng cao PCBN - Nguyễn Thị Quốc Dung
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
NGUYỄN THỊ QUỐC DUNG
NGHIÊN CỨU
QUÁ TRÌNH TIỆN THÉP HỢP KIM QUA TÔI
BẰNG DAO PCBN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Thái nguyên – 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
NGUYỄN THỊ QUỐC DUNG
NGHIÊN CỨU
QUÁ TRÌNH TIỆN THÉP HỢP KIM QUA TÔI
BẰNG DAO PCBN
CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY
MÃ SỐ: 62 52 04 01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS PHAN QUANG THẾ
Thái nguyên – 2012
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin đƣợc cám ơn PGS.TS. Phan Quang Thế, Hiệu trƣởng trƣờng
Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp, thầy hƣớng dẫn khoa học của tôi về sự định hƣớng
chiến lƣợc, sự hƣớng dẫn tận tình cùng những đóng góp quý báu của thầy trong quá
trình tôi làm NCS và viết luận án.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tập thể cán bộ giảng viên, các giáo sƣ,
tiến sĩ trƣờng đại học Kỹ thuật Công nghiệp, đặc biệt là bộ môn Kỹ thuật Cơ khí, về
những tình cảm và sự giúp đỡ nhiệt tình mà tôi đã nhận đƣợc trong suốt thời gian
nghiên cứu.
Tôi muốn đƣợc cảm ơn sự giúp đỡ vô tƣ của bạn bè, đồng nghiệp tại các phòng
thí nghiệm trƣờng ĐHKT Công Nghiệp, trƣờng ĐHSP Thái Nguyên, trƣờng ĐH
Khoa học Tự nhiên, trƣờng ĐHBK Hà Nội, viện Khoa học Vật liệu Việt Nam, các
kỹ sƣ của các nhà máy cán thép Lƣu Xá, NasteelVina, Việt-Ý, công ty TNHH Cơ
khí Vĩnh Thái, trung tâm gia công trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội đã dành những
điều kiện làm việc tốt nhất cho tôi về cơ sở vật chất, dụng cụ, máy móc, giúp tôi
hoàn thành đƣợc nghiên cứu của mình.
Tôi muốn đƣợc bày tỏ sự biết ơn của mình đến Ban Giám Hiệu, khoa Đào tạo sau
Đại học, khoa Cơ khí trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã dành những điều
kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận án này.
Cuối cùng, tôi muốn đƣợc dành tình cảm biết ơn cho gia đình về tình yêu và sự
ủng hộ vô bờ của họ trong nghiên cứu của tôi.
Nghiên cứu sinh
Nguyễn Thị Quốc Dung
iii
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan............................................................................................................... i
Lời cảm ơn ................................................................................................................. ii
Các chữ viết tắt.......................................................................................................... vi
Danh mục các thuật ngữ và ký hiệu.......................................................................... vi
Danh mục các bảng biểu .............................................................................................x
Danh mục các hình vẽ và đồ thị................................................................................ xi
Phần mở đầu................................................................................................................1
1.1. Khái niệm chung ..................................................................................................5
1.2. Vật liệu dụng cụ cắt PCBN ..................................................................................6
1.3. Quá trình tạo phoi khi tiện cứng ..........................................................................9
1.3.1. Các hình thái phoi khi cắt kim loại ...................................................................9
1.3.2 Cơ chế hình thành phoi khi tiện cứng ..............................................................10
1.4. Lực và ứng suất trong cắt kim loại.....................................................................12
1.4.1. Mô hình tính toán lực cắt ................................................................................12
1.4.2. Mô hình tính lực khi cắt nghiêng ....................................................................14
1.4.3. Ứng suất trong dụng cụ cắt .............................................................................15
1.4.4. Sự phân bố ứng suất trong vùng biến dạng.....................................................16
1.4.5. Lực cắt khi tiện cứng.......................................................................................17
1.5. Nhiệt cắt trong quá trình tiện cứng ....................................................................19
1.5.1. Các nguồn nhiệt trong cắt kim loại .................................................................19
1.5.3. Nhiệt cắt khi tiện cứng bằng dụng cụ PCBN..................................................20
1.6. Mòn và tuổi thọ dụng cụ CBN...........................................................................21
iv
bằng dao PCBN.........................................................................................................26
2.3. Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến hình thái phoi...................................................29
2.5. Kết luận chƣơng 2..............................................................................................36
thép 9XC bằng dao PCBN. .......................................................................................40
trực giao thép 9XC bằng dụng cụ PCBN..................................................................41
3.4. Kết luận chƣơng 3..............................................................................................43
bằng phƣơng pháp phần tử hữu hạn (FEM)..............................................................45
4.1.1. Mô hình tính nhiệt...........................................................................................45
4.1.2. Các thông số xác định từ thực nghiệm............................................................48
4.1.3. Tính toán tốc độ sinh nhiệt riêng ....................................................................50
xác định bằng phƣơng pháp thực nghiệm .................................................................58
4.2.1. Thiết bị và chế độ thí nghiệm..........................................................................58
4.2.2. Trƣờng phân bố nhiệt trong dụng cụ PCBN ...................................................59
4.3. Kết luận chƣơng 4..............................................................................................61
v
5.2.1. Nhám bề mặt gia công.....................................................................................73
5.3. Kết luận chƣơng 5..............................................................................................78
6.1. Xây dựng mô hình toán......................................................................................80
6.1.1. Thiết bị và chế độ thực nghiệm.......................................................................81
truyền (GAs)..............................................................................................................88
6.2.1. Xác định bài toán ............................................................................................88
vi
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
PCBN
CBN
BN
Ý nghĩa
Nitrit Bo lập phƣơng đa tinh thể
Nitrit Bo lập phƣơng
Nitrit Bo
SEM
QSD
EDX
RTD
FEM
GA
Kính hiển vi điện tử quét
Cơ cấu dừng dao nhanh
Phân tích nhiễu xạ Rơnghen
Cảm biến nhiệt điện trở
Phƣơng pháp phần tử hữu hạn
Giải thuật di truyền
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ KÝ HIỆU
Ký hiệu
Đơn vị
Ý nghĩa
-
Biến dạng
Giới hạn trƣợt
MPa
0
-
Biến dạng trƣợt
1/s
Tốc độ biến dạng
MPa
MPa
-
Ứng suất trƣợt
G
Mô đun đàn hồi trƣợt
Hệ số ma sát
A
AR
V
t1
mm2
mm2
m/p
mm
mm
rad
Diện tích tiếp xúc
Diện tích tiếp xúc thực
Vận tốc cắt
Chiều dày cắt
t2
Chiều dày phoi
Góc trƣợt
,
rad
Góc trƣớc của dụng cụ
y
mm
Chiều dày vùng biến dạng
vii
Vs
Vc
ky
m/p
m/p
MPa
Vận tốc trƣợt trên mặt phẳng trƣợt
Vận tốc phoi trên mặt trƣớc dụng cụ
ứng suất giới hạn
-
Biến dạng giới hạn
1/s
Tốc độ biến dạng giới hạn
w, b
mm
N
Chiều rộng cắt
FC
Lực tiếp tuyến
FT
N
Lực dọc trục
FR
N
Lực tổng hợp
FS
N
Lực cắt nằm trong mặt phẳng trƣợt
Lực vuông góc với mặt phẳng trƣợt
Lực ma sát trên mặt trƣớc của dụng cụ
Lực pháp tuyến với mặt trƣớc của dụng cụ
Các thành phần lực cắt
Góc ma sát
FSN
N
FF
N
FN
N
Fx, Fy, Fz
N
rad
rad
Góc nâng của lƣỡi cắt chính
kg/m3
Khối lƣợng riêng của vật liệu gia công
c
J/kg.0C
Nhiệt dung riêng của vật liệu gia công
Hệ số phân phối nhiệt
RT
-
kx,ky ,kz
W/m.0C Hệ số dẫn nhiệt theo ba phƣơng x, y và z
q
W/m3
Tốc độ sinh nhiệt riêng thể tích
T T T
x y z
-
Biến thiên nhiệt độ theo các phƣơng x, y và z
,
,
h
W/m2.C Hệ số truyền nhiệt đối lƣu
T
oC
oC
Nhiệt độ xác định theo không gian và thời gian
T
Nhiệt độ môi trƣờng xung quanh
lx,ly ,lz
-
Các cosin chỉ phƣơng của pháp tuyến ngoài trên các biên
V
mm3
m/p
-
Thể tích của vật thể rắn
ux ,uy
ST, Sq, Sh
Thành phần vận tốc của vật liệu theo hai phƣơng x và y
Các biên phân biệt tạo nên diện tích của phần tử khảo sát
viii
Ti, Tj, Tk
kAB
oC
Nhiệt độ tại các điểm nút
MPa
mm2
MPa
Ứng suất cắt trên mặt phẳng trƣợt
Diện tích mặt phẳng trƣợt
Ứng suất tiếp trên mặt trƣớc
As
(x)
V(x)
m/p
Vận tốc của lớp phoi dƣới cùng
MPa
Giới hạn chảy trƣợt trung bình trên bề mặt tiếp xúc
s
l
mm
Chiều dài tiếp xúc giữa phoi và dụng cụ
MPa
ứng suất chảy trƣợt trong vùng biến dạng thứ hai
sec
1/s
Tốc độ biến dạng trong vùng trƣợt thứ hai
q21
q22
W/mm2
W/mm2
Tốc độ sinh nhiệt do ma sát giữa phoi và mặt trƣớc
Tốc độ sinh nhiệt do biến dạng dẻo của phoi trong miền
biến dạng thứ hai
q3
W/mm2
Tốc độ sinh nhiệt trên mặt tiếp xúc giữa dao và phôi
Hệ số lực cắt khi dụng cụ mòn
Kc
-
Ftf,Fcf
N
Lực cắt dọc trục và lực cắt tiếp tuyến khi dụng cụ mòn
y
-
Hàm hồi qui thực nghiệm
xj
-
-
-
-
-
-
-
-
Các biến mã hóa của thông số zj
Hệ số hồi qui của các biến độc lập
Hệ số hồi qui của các biến kép
Số thí nghiệm
bj
bju
N
k
Số yếu tố độc lập
m
XT
tbj
Số thí nghiệm lặp lại tại tâm
Ma trận chuyển vị của ma trận kế hoạch
Chuẩn số Student
tpf
-
Trị số tra bảng của chuẩn số Student
2
p
-
-
-
-
Mức có nghĩa của mô hình hồi qui
Bậc tự do lặp
f2
Sb
l
Độ lệch trung bình của phân bố b
Số hệ số có nghĩa trong phƣơng trình hồi qui
Sl2l
-
Phƣơng sai lặp của các thí nghiệm lặp lại ở tâm
ix
ya0
-
Giá trị của thực nghiệm lặp lại thứ a
y0
-
-
Trung bình cộng của các thực nghiệm lặp lại
Phƣơng sai dƣ
Sd2
F
-
-
Chuẩn số Fisher của mô hình hồi qui thực nghiệm
Fpf f
Giá trị tra bảng của chuẩn số Fisher
2 1
f1
f (x)Ek
-
-
Bậc tự do dƣ
Véc tơ của các hàm mục tiêu fi(x)
x
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
năng cắt cao.................................................................................................................8
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của thép X12M........................................................27
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của thép 9XC...........................................................27
ƣu hóa........................................................................................................................91
xi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu trúc tế vi của vật liệu PCBN ................................................................6
liệu PCBN ...................................................................................................................7
Hình 1.3. Các dạng mảnh dao PCBN..........................................................................8
Hình 1.4. Dạng hình học lƣỡi cắt dụng cụ PCBN.......................................................9
Hình 1.5. Cơ chế hình thành dạng phoi ổn định .........................................................9
Hình 1.6. Các dạng phoi phân đoạn..........................................................................10
Hình 3.1. Sơ đồ và thiết bị thí nghiệm đo lực cắt .....................................................37
xii
ứng với chiều dài cắt khác nhau................................................................................40
Hình 3.7. Sơ đồ thí nghiệm tiện cứng trực giao........................................................40
tiện trực giao thép 9XC.............................................................................................48
bố nhiệt......................................................................................................................56
hợp dụng cụ sắc.........................................................................................................56
hợp dụng cụ bị mòn..................................................................................................57
Hình 4.11. Phôi thép 9XC dùng trong thí nghiệm. ...................................................58
Hình 4.14. Phân tích EDX thành phần lớp phủ.........................................................59
xiii
vật liệu nguyên thủy của dụng cụ PCBN ..................................................................69
chiều dài cắt khác nhau .............................................................................................71
PCBN khi tiện thép 9XC...........................................................................................72
Hình 5.13. Thiết bị đo nhám Mitutoyo SI-201. ........................................................73
vận tốc cắt khác nhau ................................................................................................76
ở độ cứng khác nhau .................................................................................................76
và X12M ở độ cứng khác nhau. ................................................................................77
57HRC với chiều dài cắt khác nhau..........................................................................78
độ cắt .........................................................................................................................84
1
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Tiện thép hợp kim qua tôi có độ cứng lớn hơn 45HRC hay tiện cứng, đang là một
lựa chọn rất hấp dẫn thay cho nguyên công mài bởi các ƣu thế: thời gian quay vòng
ngắn, quá trình gia công linh hoạt, tuổi thọ làm việc cao, chi phí đầu tƣ thấp và ít tác
động đến môi trƣờng. Trong quá trình tiện cứng, nhờ dụng cụ có lƣỡi cắt đơn nên
có thể điều chỉnh chính xác góc cắt và do đó, dễ dàng gia công các bề mặt phức tạp
của sản phẩm. Mặt khác, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, ứng suất dƣ gây bởi tiện
cứng đã làm cải thiện độ bền mỏi của chi tiết gia công.
Tiện cứng bắt đầu đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chế tạo cơ khí từ những
năm 1980. Với sự ra đời và phát triển của các loại dụng cụ cắt siêu cứng PCBN
(Nitrit Bo lập phƣơng đa tinh thể), các ứng dụng của công nghệ tiện cứng đã tăng
lên rõ rệt trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp chế tạo ô tô, ổ lăn,
các thiết bị thủy lực, bánh răng, cam, trục và các chi tiết cơ khí khác.
Mặc dù có những ƣu điểm nổi bật nhƣ một biện pháp gia công linh hoạt, thân
thiện với môi trƣờng, trong lĩnh vực gia công chính xác khi yêu cầu độ chính xác
hình học tới một vài micromet, việc ứng dụng của tiện cứng còn bị hạn chế bởi tính
thiếu ổn định liên quan đến chất lƣợng cục bộ và độ tin cậy khi gia công. Nhƣợc
điểm nữa do độ cứng của chi tiết lớn nên dụng cụ bị mòn nhanh làm tăng chi phí gia
công. Thêm vào đó, độ giòn cao và độ dai va đập thấp của vật liệu dụng cụ cắt
PCBN cũng đòi hỏi hệ thống công nghệ có độ cứng vững và độ chính xác cao.
Mặc dù việc nghiên cứu các đặc trƣng hóa lý để nhận biết và điều khiển các
nhân tố ảnh hƣởng tới hiệu quả quá trình tiện cứng đã và đang đƣợc tiến hành tại
nhiều nơi trên thế giới, các kết quả công bố cho thấy việc nghiên cứu vẫn chƣa đủ
sâu sắc và triệt để. Chính vì độ ổn định thấp liên quan đến chất lƣợng cục bộ và độ
tin cậy khi gia công nên tiện cứng chính xác còn chƣa thỏa mãn đƣợc yêu cầu của
hầu hết các ngành công nghiệp. Mặt khác, dù có khả năng thay thế cho mài trong
gia công các bề mặt chính xác chịu ứng suất cao, động học khi tiện rất khác so với
quá trình mài nên cần có những nghiên cứu sâu và đầy đủ hơn về ảnh hƣởng của
các yếu tố công nghệ cũng nhƣ tác động tƣơng quan của các quá trình hóa lý xảy
ra khi tiện cứng.
2
Ở Việt nam, công nghệ tiện cứng đã bắt đầu đƣợc ứng dụng ở một vài cơ sở sản
xuất. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chƣa có công trình nghiên cứu nào về lĩnh vực
công nghệ này đƣợc công bố. Với việc sử dụng ngày càng phổ biến của các loại
thép hợp kim có độ bền và độ cứng cao trong ngành cơ khí chế tạo, cùng với sự ra
đời và phát triển của các loại dụng cụ cắt siêu cứng và các máy gia công tự động,
công nghệ tiện cứng đang thu hút đƣợc sự quan tâm đặc biệt. Vì vậy, việc nghiên
cứu bản chất quá trình, xác định các nhân tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng và tính ổn
định của quá trình gia công nhằm tìm ra các biện pháp nâng cao hiệu quả, mở rộng
phạm vi ứng dụng của công nghệ tiện cứng ở Việt Nam là cần thiết và cấp bách.
2. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của luận án là nghiên cứu các đặc trƣng vật lý của quá trình
tiện thép hợp kim qua tôi bằng dao PCBN nhƣ: cơ chế hình thành phoi, lực và nhiệt
cắt, mòn dụng cụ. Trên cơ sở các nghiên cứu đƣợc tiến hành trong điều kiện gia
công rất gần với thực tiễn sản xuất, có thể nhận biết một số nhân tố ảnh hƣởng tới
hiệu quả quá trình tiện cứng là tuổi thọ dụng cụ và chất lƣợng bề mặt, đề xuất đƣợc
những biện pháp nâng cao hiệu quả của quá trình tiện cứng.
Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng tập trung vào việc tìm kiếm tập hợp các thông số
cắt tối ƣu thỏa mãn nhiều mục tiêu làm cơ sở cho việc điều khiển quá trình tiện
cứng sau này.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của quá trình tiện thép hợp kim qua tôi bằng dao PCBN là
hai loại thép hợp kim 9XC và thép X12M, đƣợc sử dụng khá phổ biến trong ngành
cơ khí chế tạo ở nƣớc ta.
Đề tài giới hạn phạm vi nghiên cứu ở các vấn đề sau:
+ Nghiên cứu tổng quan về công nghệ tiện cứng và vật liệu dụng cụ PCBN.
+ Nghiên cứu các đặc trƣng vật lý khi tiện cứng hai loại thép hợp kim 9XC và
X12M bằng dao PCBN bao gồm quá trình tạo phoi, lực cắt và nhiệt cắt.
+ Nghiên cứu các chỉ tiêu mòn dụng cụ PCBN và chất lƣợng bề mặt gia công khi
tiện thép cứng thép hợp kim 9XC và X12M.
3
+ Xác định tập hợp các thông số cắt tối ƣu thỏa mãn hai mục tiêu đối lập là nhám
bề mặt và tuổi thọ dụng cụ khi tiện thép hợp kim qua tôi bằng dao PCBN.
3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm. Việc nghiên cứu lý
thuyết dựa trên sự phân tích và tổng hợp các kết quả đã công bố, đƣa ra các giả thiết
và các tính toán biến đổi phù hợp để xây dựng cơ sở lý thuyết và thiết lập các mô
hình thực nghiệm.
Nghiên cứu thực nghiệm đƣợc tiến hành với hệ thống thiết bị thực nghiệm đƣợc
thiết kế, chế tạo có đủ độ tin cậy, sử dụng các thiết bị đo hiện đại có độ chính xác
cao nhằm kiểm chứng các mô hình lý thuyết, tìm ra các mối quan hệ hoặc đối chiếu,
kiểm chứng với các kết quả nghiên cứu đã có.
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Ý nghĩa khoa học
Các kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học để thiết lập các chỉ dẫn
công nghệ trong quá trình tiện cứng, đặc biệt trong việc điều khiển, tối ƣu hóa quá
trình. Kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở khoa học để ứng dụng công nghệ tiện cứng
trong chế tạo các sản phẩm đòi hỏi bề mặt làm việc có chất lƣợng cao, góp phần
tăng tính ổn định và độ tin cậy của một phƣơng pháp gia công tinh sau nhiệt luyện,
nâng cao hiệu quả và mở rộng phạm vi ứng dụng công nghệ tiện cứng.
Ý nghĩa thực tiễn
Những kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng tại các nhà máy, phân
xƣởng sản xuất cơ khí khi gia công các sản phẩm, chi tiết đƣợc chế tạo bằng các
loại thép hợp kim, chủ yếu là thép crôm, yêu cầu cao về độ bền, độ cứng và độ chịu
nhiệt trong ô tô, xe máy, tàu thủy, máy công cụ, động cơ, thiết bị và các dây chuyền
cán thép… ở trong nƣớc.
Quá trình ứng dụng các kết quả nghiên cứu sẽ cho phép mở rộng phạm vi gia
công của ngành chế tạo máy nói chung và của công nghệ tiện cứng nói riêng, góp
phần tạo ra những sản phẩm có chất lƣợng tốt, giá thành hạ và nâng cao khả năng
ứng dụng vào thực tiễn một phƣơng pháp gia công tinh linh hoạt, thân thiện với môi
trƣờng, chi phí đầu tƣ thấp, phù hợp với điều kiện sản xuất ở Việt Nam.
4
5. NỘI DUNG CÁC VẤN ĐỀ SẼ ĐI SÂU NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu sẽ đi sâu vào các vấn đề sau:
- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ tiện cứng: Vật liệu dụng cụ cắt PCBN, quá
trình tạo phoi, lực cắt, nhiệt cắt và mòn dụng cụ khi tiện cứng.
- Làm rõ mối liên hệ của hình thái phoi với độ cứng vật liệu và vận tốc gia công
khi tiện thép hợp kim 9XC và X12M bằng dao PCBN. Phân tích hình ảnh gốc phoi
để rút ra nhận định về cơ chế hình thành phoi phụ thuộc vào hai quá trình biến cứng
và mềm hóa vì nhiệt.
- Khảo sát biến thiên lực cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công, vận tốc cắt và chiều
dài gia công khi tiện thép hợp kim qua tôi bằng dao PCBN. Nhận biết đƣợc mối liên
hệ giữa cơ chế hình thành phoi với lực cắt.
- Sử dụng phƣơng pháp phần tử hữu hạn giải bài toán truyền nhiệt và xác định
trƣờng phân bố nhiệt cho quá trình tiện cứng trực giao thép 9XC với sự hỗ trợ của
phần mềm ABAQUS. Bằng cách phủ các kim loại nguyên chất có điểm nóng chảy
xác định để lấy thông tin về nhiệt độ, kiểm chứng kết quả mô phỏng lý thuyết bằng
thực nghiệm.
- Phân tích các cơ chế mòn và dạng mòn dụng cụ PCBN khi tiện cứng hai loại
thép hợp kim 9XC và X12M. Khảo sát ảnh hƣởng của vật liệu phôi, vận tốc cắt và
chiều dài gia công tới mòn dụng cụ và chất lƣợng bề mặt gia công. Giải thích mối
liên hệ giữa nhiệt cắt và mòn dụng cụ.
- Ứng dụng giải thuật di truyền trong quá trình tối ƣu hóa đa mục tiêu chế độ cắt
để xác định tập hợp các thông số tối ƣu khi tiện cứng thép 9XC bằng dao PCBN. Sử
dụng phƣơng pháp phân tích hồi quy để xây dựng các mô hình lực cắt, nhám bề mặt
gia công và tuổi thọ dụng cụ.
Phần kết luận chung và phƣơng hƣớng nghiên cứu tiếp theo.
Equation Chapter (Next) Section 1
5
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TIỆN CỨNG
1.1. Khái niệm chung
Tiện cứng là phƣơng pháp tiện sử dụng dao bằng các vật liệu siêu cứng nhƣ
Nitrit Bo, kim cƣơng hoặc gốm tổng hợp để thay thế cho nguyên công mài khi gia
tiện cứng là có thể dùng một dụng cụ mà vẫn gia công đƣợc nhiều chi tiết có hình
dáng khác nhau bằng cách thay đổi đƣờng chạy dao. Trong khi đó, muốn mài đƣợc
hình dạng chi tiết khác thì phải sửa lại đá hoặc thay đá khác. Đặc biệt, tiện cứng có
thể gia công đƣợc những biên dạng phức tạp mà mài khó có thể thực hiện đƣợc.
Nếu xét về chi phí đầu tƣ thì một máy tiện CNC chỉ bằng khoảng 1/2 đến 1/10 máy
µm. Ở điều kiện gia công đặc biệt, tiện cứng có thể đạt đƣợc độ chính xác IT3÷5 và
có một số ƣu điểm so với mài nhƣ: Ảnh hƣởng nhiệt đến bề mặt gia công nhỏ do
chiều dài và thời gian tiếp xúc giữa dụng cụ và phôi ngắn, lớp ứng suất dƣ nén bề
mặt có chiều sâu lớn nhƣng vẫn giữ đƣợc độ chính xác kích thƣớc, hình dạng và
thực hiện gia công khô, không cần sử dụng dung dịch trơn nguội nên không ảnh
Mặc dù có những ƣu thế nổi bật và đã đạt đƣợc sự tăng trƣởng mạnh mẽ trong
trong những năm gần đây, tiện cứng vẫn đang là một công nghệ gia công mới
chƣa đƣợc nghiên cứu đầy đủ. Do độ tin cậy của quá trình chƣa cao, chất lƣợng
gia công thiếu ốn định và chi phí dụng cụ cắt lớn nên phạm vi ứng dụng của công
nghiên cứu tìm hiểu về các hiện tƣợng cơ lý tính của quá trình, nhận biết đƣợc các
thông số điều khiển để nâng cao hiệu quả quá trình cũng nhƣ cải tiến công nghệ
chế tạo dụng cụ cắt và máy gia công sẽ mở rộng tiềm năng ứng dụng của công
nghệ tiện cứng [80].
Tải về để xem bản đầy đủ
122 trang
21220
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Nghiên cứu quá trình tiện thép hợp kim qua tôi bằng cao PCBN - Nguyễn Thị Quốc Dung", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_nghien_cuu_qua_trinh_tien_thep_hop_kim_qua_toi_ba.pdf
