Cải tiến độ bóng bề mặt kính quang học sử dụng phương pháp đánh bóng bằng dung dịch hạt mài

Nghiên cứu quá trình đánh bóng kính quang học bằng dung dịch hạt mài là rất cần thiết. Dựa vào kết quả thí nghiệm theo phương pháp Taguchi và tỷ số S/N, các thông số đánh bóng tối ưu được xác định, gồm vật liệu hạt mài là nhôm oxit (Al2O3), nồng độ hạt mài 20%, góc tác động là 40º, khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt mẫu đánh bóng là 12 mm, áp suất phun là 5 kgf/cm2 , thời gian đánh bóng là 45 phút.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cải tiến độ bóng bề mặt kính quang học sử dụng phương pháp đánh bóng bằng dung dịch hạt màiTạp chí Khoa học công nghệ và Thực phẩm 14 (1) (2018) 107-116CẢI TIẾN ĐỘ BÓNG BỀ MẶT KÍNH QUANG HỌC SỬ DỤNGPHƯƠNG PHÁP ĐÁNH BÓNG BẰNG DUNG DỊCH HẠT MÀIPhạm Hữu Lộc*, Trịnh Tiến ThọTrường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM*Email: locpham80@gmail.comNgày nhận bài: 27/6/2017; Ngày chấp nhận đăng: 07/3/2018TÓM TẮTĐộ bóng bề mặt đóng vai trò quan trọng đối với chất lượng của sản phẩm. Do đó, cảitiến để tăng độ bóng bề mặt là một nhu cầu cần thiết trong các sản phẩm công nghiệp. Để cảitiến độ bóng bề mặt của kính quang học, một vài phương pháp thông dụng đã được sử dụngnhư: mài, mài nghiền. Tuy nhiên, độ bóng bề mặt của kính quang học vẫn không cải thiệnđáng kể khi sử dụng các phương pháp trên. Vì vậy, nghiên cứu quá trình đánh bóng kínhquang học bằng dung dịch hạt mài là rất cần thiết. Dựa vào kết quả thí nghiệm theo phươngpháp Taguchi và tỷ số S/N, các thông số đánh bóng tối ưu được xác định, gồm vật liệu hạtmài là nhôm oxit (Al2O3), nồng độ hạt mài 20%, góc tác động là 40º, khoảng cách từ vòiphun đến bề mặt mẫu đánh bóng là 12 mm, áp suất phun là 5 kgf/cm2, thời gian đánh bóng là45 phút. Độ nhám bề mặt (Ra) của mẫu thí nghiệm được cải tiến từ 0,35 µm đến 0,018 µmkhi sử dụng các thông số đánh bóng tối ưu.Từ khóa: Đánh bóng, độ nhám bề mặt, phương pháp Taguchi, Anova, kính quang học.1. MỞ ĐẦUNgày nay, kính quang học được sử dụng rộng rãi và được ứng dụng trong nhiều sảnphẩm công nghiệp, như kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn, kính đeo mắt và các thấu kínhứng dụng trong vũ trụ. Ngoài ra, nhiều máy hiện đại sử dụng thấu kính như máy tính, máychụp hình kỹ thuật số và trong ngành công nghiệp ô tô. Độ bóng bề mặt là một trong nhữngthông số quan trọng để đánh giá chất lượng thấu kính cũng như chất lượng kính quang học.Các quá trình gia công tinh như mài, mài nghiền, đánh bóng thông thường được thực hiện đểcải tiến độ bóng bề mặt của sản phẩm.Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để cải tiến độ bóng bềmặt kính quang học. Fähnle et al. đã phát triển kỹ thuật đánh bóng bằng dòng chất lỏng đểgiảm độ nhám bề mặt của BK7 từ 350 nm xuống 25 nm [1]. Nghiên cứu của họ chứng minhrằng có thể sử dụng phương pháp đánh bóng bằng dòng chất lỏng cho vật liệu kính BK7. Boojiđã khảo sát đánh bóng bằng dòng chất lỏng trên vật liệu thủy tinh [2]. Năm 2010, Li et al. đãnghiên cứu lý thuyết để phân tích và mô phỏng quá trình đánh bóng bằng dung dịch hạt màitrên vật liệu kính BK7, nghiên cứu cho thấy biên dạng của quá trình bóc tách vật liệu phụthuộc vào góc tác động và quá trình quay của mẫu thí nghiệm [3]. Thiết bị được sử dụngtrong quá trình đánh bóng bằng dung dịch hạt mài là máy CNC 3 trục [4-5]. Vật liệu được sửdụng trong phương pháp đánh bóng bằng dung dịch hạt mài là CVD diamond films, kínhquang học, gốm, thép không rỉ, thép làm khuôn và hợp kim Titan [6-7]. So sánh với các kỹthuật đánh bóng truyền thống thì đánh bóng bằng dung dịch hạt mài có nhiều ưu điểm, như:ít ăn mòn hệ thống, không tiếp xúc giữa dụng cụ và bề mặt chi tiết, có khả năng đánh bóngcác chi tiết có bề mặt phức tạp, dụng cụ đánh bóng được làm mát, loại bỏ các mảnh vụn phoi107Phạm Hữu Lộc, Trịnh Tiến Thọtrong quá trình đánh bóng, giảm chi phí gia công và chi phí môi trường [6]. Tuy nhiên, có rấtít các nhà nghiên cứu khảo sát về mối quan hệ giữa các thông số đánh bóng và độ bóng bềmặt kính quang học. Do đó, bài báo này nhằm mục đích khảo sát các thông số đánh bóng tốiưu dùng kỹ thuật đánh bóng bằng dung dịch hạt mài sử dụng phương pháp Taguchi để làmtăng độ bóng bề mặt kính quang học.Hình 1. Quá trình xác định các thông số tối ưu của kỹ thuật đánh bóng bằng dung dịch hạt màiTrình tự xác định các thông số đánh bóng trong nghiên cứu này được minh họa ở Hình 1.Thời gian đánh bóng, nồng độ hạt mài, vật liệu hạt mài, khoảng cách vòi phun (s), đườngkính vòi phun (d) và góc tác động (α) là những thông số quan trọng trong quá trình đánhbóng bằng dòng hạt mài được minh họa ở Hình 2. Hướng đánh bóng từ phải sang trái.108Cải tiến độ bóng bề mặt kính quang học sử dụng phương pháp đánh bóng bằng dung dịch…Hình 2. Sơ đồ nguyên lý quá trình đánh bóng bằng dung dịch hạt mài2. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM2.1. Thiết kế và gia công dụng cụ đánh bóngTrong nghiên cứu này, dụng cụ đánh bóng được thiết kế mới và gia công cho quá trìnhđánh bóng. Các bộ p ...