Nghiên cứu ảnh hưởng của lò hồ quang điện đến chất lượng điện năng ở các khu công nghiệp và tính toán lựa chọn thiết bị khắc phục


MỤC LỤC
Lời cam đoan
Danh mục các ký hiệu và các chữ viết tắt 5
Danh mục các bảng biểu 6
Danh mục các đồ thị, hình vẽ 6
PHẦN MỞ ĐẦU 8
1. Tính cấp thiết của đề tài 8
2. Nội dung nghiên cứu 9
3. Phƣơng pháp nghiên cứu 9
NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 10
Chƣơng 1. BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KIM
LOẠI
10
1.1. Đặc điểm của quá trình tạo phoi khi tiện cứng. 10
1.2. Lực cắt khi tiện 11
1.2.1. Lực cắt khi tiện và các thành phần lực cắt. 11
1.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến lực cắt khi tiện 12
1.3. Kết luận 15
Chƣơng 2. CHẤT LƢỢNG LỚP BỀ MẶT SAU GIA CÔNG CƠ 16
2.1. Khái niệm chung về lớp bề mặt 16
2.2. Bản chất của lớp bề mặt 16
2.3. Tính chất lý, hoá lớp bề mặt. 16
2.3.1. Lớp biến dạng 16
2.3.2. Lớp Beilbly 17
2.3.3. Lớp tƣơng tác hoá học 17
2.3.4. Lớp hấp thụ hoá học 18
2.3.5. Lớp hấp thụ vật lý. 18
2.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng bề mặt sau gia công cơ 18
– 3 –
2.4.1. Độ nhám bề mặt và phƣơng pháp đánh giá 18
2.4.1.1. Độ nhám bề mặt 18
2.4.1.2. Phƣơng pháp đánh giá độ nhám bề mặt 21
2.4.2. Độ sóng bề mặt 22
2.4.3. Tính chất cơ lý lớp bề mặt sau gia công cơ 22
2.4.3.1. Hiện tƣợng biến cứng của lớp bề mặt 22
2.4.3.2. Ứng suất dƣ trong lớp bề mặt 25
2.4.3.3. Đánh giá mức độ, chiều sâu lớp biến cứng và ứng suất dƣ 27
2.5. Các nhân tố ảnh hƣởng đến nhám bề mặt khi gia công cơ 28
2.5.1. Ảnh hƣởng của các thông số hình học của dụng cụ cắt 28
2.5.2. Ảnh hƣởng của tốc độ cắt 30
2.5.3. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao 31
2.5.4. Ảnh hƣởng của chiều sâu cắt 31
2.5.5. Ảnh hƣởng của vật liệu gia công 32
2.5.6. Ảnh hƣởng của rung động của hệ thống công nghệ 32
2.5.7. Ảnh hƣởng của độ cứng vật liệu gia công 32
2.6. Kết luận 33
Chƣơng 3. MÒN DỤNG CỤ CẮT 35
3.1. Khái niệm chung về mòn 35
3.2. Mòn dụng cụ 36
3.3. Cơ chế mòn của dụng cụ cắt. 38
3.3.1. Mòn do dính 39
3.3.2. Mòn do hạt mài 40
3.3.3. Mòn do khuyếch tán 40
3.3.4. Mòn do oxy hoá 41
3.4. Mòn dụng cụ CBN 42
3.5. Ảnh hƣởng của độ cứng phôi đến mòn dụng cụ và tuổi bền dụng
cụ
43
3.6. Kết luận 49
– 4 –
Chƣơng 4. NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘ CỨNG THÉP
X12M ĐÃ QUA TÔI ĐẾN CHẤT LƢỢNG LỚP BỀ MẶT VÀ
MÒN DỤNG CỤ KHI TIỆN CỨNG
50
4.1. Thí nghiệm 50
4.2. Trình tự thí nghiệm 54
4.3. Kết quả thí nghiệm 55
4.3.1. Xây dựng quan hệ giữa thông số nhám bề mặt với độ cứng
phôi.
55
4.3.2. Các hình ảnh chụp về mòn dao và topography bề mặt phôi ở
các độ cứng khác nhau và ở các lần cắt khác nhau
58
4.4. Phân tích kết quả thí nghiệm 64
4.4.1. Mòn dụng cụ CBN 64
4.4.1.1. Phân tích thí nghiệm 64
4.4.1.2.Kết quả thí nghiệm mòn dụng cụ CBN 64
4.4.1.3. Kết luận 68
4.4.2. Phân tích chất lƣợng bề mặt phôi thép X12M ở các độ cứng
khác nhau và ở các lần cắt khác nhau
69
4.4.2.1. Phân tích nhám bề mặt 69
4.4.2.2. Phân tích các hình ảnh chụp topography bề mặt 70
4.5. Kết luận 70
4.6. Phần kết luận chung và hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề tài 72
4.6.1. Phần kết luận chung 72
4.6.2. Hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề tài 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
– 5 –
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ap: Chiều dày phoi
Kbd: Mức độ biến dạng của phoi trong miền tạo phoi
Mms: Mức độ biến dạng của phoi do ma sát với mặt trƣớc của dao
Kf: Mức độ biến dạng của phoi
θ : Góc trƣợt
γ: Góc trƣớc của dao
PX: Lực chiều trục khi tiện
PY: Lực hƣớng kính khi tiện
PZ: Lực tiếp tuyến khi tiện
S: Lƣợng chạy dao (mm/vòng)
t : Chiều sâu cắt (mm)
v : Vận tốc cắt (m/phút)
c: Nhiệt dung riêng
Φ: Góc tạo phoi
K: Hệ số thẩm nhiệt
ΔFc, ΔFt: Áp lực tiếp tuyến và pháp tuyến trên vùng mòn mặt sau
μ : Hệ số ma sát trên vùng ma sát thông thƣờng của mặt trƣớc
Hv: độ biến cứng (N/mm2)
r : Bán kính mũi dao
hmin: Chiều dày phoi nhỏ nhất
hS: Độ mòn giới hạn
T: Thời gian cắt – tuổi bền của dụng cụ cắt (phút)
Ra, Rz: Độ nhám bề mặt khi tiện
– 6 –
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp độ nhám bề mặt
Bảng 2.2. Mức độ và chiều sâu lớp biến cứng của các phƣơng pháp gia công cơ
Bảng 4.1. Thành phần các nguyên tố hoá học thép X12M
Bảng 4.3. Độ cứng phôi và các thông số nhám
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Hệ thống lực cắt khi tiện
Hình 1.2. a) Quan hệ giữa lực cắt và góc trƣớc γn
b) Ảnh hƣởng của góc trƣớc đến ứng suất trên dụng cụ cắt
Hình 1.3. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao và độ cứng phôi đến lực cắt
Hình 1.4. Ảnh hƣởng của bán kính mũi dao (a) và góc trƣớc đến lực cắt
Hình 2.1. Độ nhám bề mặt
Hình 2.2. Quan hệ giữa bán kính mũi dao và chiều sâu lớp biến cứng với các lƣợng
chạy dao khác nhau (khi dao chƣa bị mòn)
Hình 2.3. Quan hệ giữa vận tốc cắt với chiều sâu lớp biến cứng ứng với các lƣợng
mòn mặt sau khác nhau của dao tiện
Hình 2.4. Ảnh hƣởng của hình dạng lƣỡi cắt và lƣợng chạy dao đến nhám bề mặt
(54,7HRC, chiều dài 101,6mm)
Hình 2.5. Ảnh hƣởng của hình dạng lƣỡi cắt và lƣợng chạy dao đến nhám bề mặt
(51,3HRC, chiều dài = 101,6mm)
Hình 2.6. Ảnh hƣởng của tốc độ cắt đến nhám bề mặt khi gia công thép
Hình 2.7. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao đến độ nhám bề mặt
Hình 2.8. Ảnh hƣởng của độ cứng phôi và hình dạng lƣỡi cắt đến nhám bề mặt
(lƣợng chạy dao = 0,2mm/vòng, chiều dài = 203,2mm)
Hình 3.1. Các dạng mòn phần cắt của dụng cụ
Hình 3.2. Quan hệ giữa một số dạng mòn của dụng cụ hợp kim cứng với thể tích
Vc.t1
0,6, trong đó V tính bằng m/ph, t1 tính bằng mm/vòng
– 7 –
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt liên tục (a) và khi cắt
gián đoạn (b)
Hình 3.4. Mòn mặt sau ở các độ cứng khác nhau
Hình 3.5. Biểu đồ mòn ở độ cứng 60HRC
Hình 3.6. Biểu đồ mòn của các dụng cụ ở các độ cứng khác nhau (thời gian gia công
là 5 phút
Hình 3.7. Ảnh h ƣởng của độ cứng phôi đ ến lực cắt ( v = 100m/phút; S =
0,1mm/vòng; t = 0,2mm)
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của độ cứng phôi đến nhiệt cắt
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của độ cứng phôi đến góc trƣợt
Hình 4.1. Mô hình thí nghiệm
Hình 4.2. Máy tiện CNC – HTC 2050
Hình 4.3. Mảnh dao PCBN sử dụng trong nghiên cứu
Hình 4.4. Thân dao MTENN 2020 K16 – N
Hình 4.5. Hình ảnh của mảnh dao CBN và mẫu phôi khi cắt lần đầu chụp trên kính
hiển vi điện tử (độ cứng phôi 45 – 47 HRC)
Hình 4.6. Hình ảnh của mảnh dao CBN và mẫu phôi khi cắt lần thứ 2 ứng với chiều
dài cắt L = 750 mm (Độ cứng phôi 45 – 47 HRC)
Hình 4.7. Hình ảnh của mảnh dao CBN và mẫu phôi khi cắt lần thứ 3 ứng với chiều
dài cắt L = 750 mm (Độ cứng phôi 45 – 47 HRC)
Hình 4.8. Hình ảnh của mảnh dao CBN và mẫu phôi khi cắt lần thứ nhất chụp trên
kính hiển vi điện tử (độ cứng phôi 54 – 56 HRC)
Hình 4.9. Hình ảnh của mảnh dao CBN và mẫu phôi khi cắt lần thứ 3 chụp trên
kính hiển vi điện tử (độ cứng phôi 54 – 56 HRC)
Hình 4.10. Hình ảnh của mảnh dao CBN và mẫu phôi khi cắt lần thứ nhất chụp trên
kính hiển vi điện tử (độ cứng phôi 60 – 62 HRC)
Hình 4.11. Mòn mặt sau ở các độ cứng khác nhau ( L = 750 mm)
Hình 4.12. Đồ thị quan hệ giữa độ cứng phôi và nhám bề mặt ở các lần cắt khác
nhau (L = 750 mm)
– 8 –
PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.
Thuật ngữ tiện cứng (hard turning) đƣợc hiểu là phƣơng pháp gia công bằng
tiện các chi tiết có độ cứng cao (45 ÷ 70 HRC). Tiện cứng nói chung đƣợc tiến
hành cắt khô hoặc gần giống nhƣ cắt khô và phổ biến sử dụng dao bằng vật liệu
siêu cứng nhƣ Nitrit Bo lập phƣơng đa tinh thể (PCBN – Polycrystalline Cubic
Boron Nitride, thƣờng đƣợc gọi là CBN – Cubic Boron Nitride), PCD hoặc
Ceramic tổng hợp.
Tiện cứng là 1 phƣơng pháp gia công tinh lần cuối đòi hỏi độ chính xác và
chất lƣợng bề mặt cao. Nghiên cứu về tiện cứng nhằm tìm ra các thông số gia công
thích hợp để tối ƣu quá trình gia công, đạt các chỉ tiêu tốt nhất về kỹ thuật là cần
thiết.
Chất lƣợng bề mặt gia công và mòn dụng cụ là hai yếu tố quan trọng trong
quá trình gia công. Chất lƣợng bề mặt ảnh hƣởng trực tiếp đến khả năng làm việc,
độ bền, độ bền mòn của chi tiết máy. Mòn dụng cụ không chỉ làm giảm độ chính
xác hình dạng chi tiết mà còn làm tăng lực cắt, tăng ma sát và nhiệt một cách đáng
kể dẫn đến phá huỷ bề mặt chi tiết gia công và dụng cụ cắt. Mòn dụng cụ là hàm số
của cơ tính của vât liệu gia công và chế độ cắt trong tiện cứng.
Độ cứng có ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng bề mặt gia công, bên cạnh đó nó
cũng ảnh hƣởng đến mòn, cơ chế mòn và tốc độ mòn dao. Tuy nhiên, những kết
quả nghiên cứu đƣợc công bố gần đây trên các tạp chí khoa học cho thấy việc
nghiên cứu chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số cắt, chế
độ cắt đến quá trình tiện cứng, ảnh hƣởng của độ cứng phôi đến nhám bề mặt và
lực cắt khi tiện thép AISI H13 [6], [9]. Nghiên cứu về ảnh hƣởng của độ cứng
phôi đến tính chất bề mặt và mòn dụng cụ trong quá trình tiện thép X12M đã qua
tôi sẽ tiếp tục đóng góp thêm các kiến thức vào việc nghiên cứu quá trình tiện
cứng.
– 9 –
Thép X12M là loại thép chịu nóng thuộc họ Mactenxit. Thành phần hoá học
của thép này gồm có: 0.11-0.26%C ; 10-13%Cr ; 0.5-2%Mo ; 0.5-4%W ; 0-0.3%V
; 0-0.6%No ; 0-0.15%Ti có thể cho vào < 1.0%Ni.Chế độ nhiệt luyện đối với mác
thép này là tôi hoặc thƣờng hoá ở 1000-11500 C và ram ở 650-7500 C.Thép này
thƣờng đƣợc dùng để chế tạo cánh tuốc bin , máy hoá amoniac ở nhiệt độ 5400 C,
có khi dùng đến 6000 C đối với chi tiết chịu lực nhỏ [14]
Ảnh hƣởng của độ cứng là một chỉ tiêu quan trọng trong quá trình gia công
cơ khí. Nghiên cứu về độ cứng, ảnh hƣởng của độ cứng đến chất lƣợng bề mặt chi
tiết gia công (thép X12M đã qua tôi) và mòn dụng cụ (mảnh CBN) nhằm tối ƣu
quá trình gia công, nâng cao chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công. Bên cạnh đó nó
cũng là cơ sở để thiết kế dụng cụ cắt, sử dụng dụng cụ cắt một cách hợp lý sao cho
mòn dụng cụ là chậm nhất, nâng cao tuổi bền dụng cụ.
Vì các lý do trên em thấy cần thiết khi chọn đề tài nghiên cứu là “Nghiên
cứu ảnh hƣởng của độ cứng thép X12M đã qua tôi đến chất lƣợng lớp bề mặt
và mòn dụng cụ khi tiện cứng”

About svktclub

svktclub nhận viết thuê luận văn,báo cáo,chuyên đề tốt nghiệp
Bài này đã được đăng trong Luận văn, chuyên đề, khóa luận và được gắn thẻ , , , , , , , . Đánh dấu đường dẫn tĩnh.

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s