Nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến quá trình tạo phoi khi tiện thép 9crsi qua tôi

Bài báo giới thiệu một giải pháp công nghệ nhằm cải thiện điều kiện cắt khi tiện cứng, nâng cao hiệu quả của quá trình gia công với công nghệ bôi trơn tối thiểu (Minium Quantity Lubricant – MQL); đồng thời, đưa ra những kết luận về độ biến dạng của kim loại và quá trình tạo phoi khi gia công tiện cứng thép 9CrSi qua tôi có áp dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL) đến quá trình tạo phoi khi tiện thép 9crsi qua tôiChu Ngọc Hùng và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ104(04): 127 - 130NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN TỐI THIỂU (MQL)ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO PHOI KHI TIỆN THÉP 9CrSi QUA TÔIChu Ngọc Hùng, Nguyễn Đăng Bình*Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái NguyênTÓM TẮTBài báo giới thiệu một giải pháp công nghệ nhằm cải thiện điều kiện cắt khi tiện cứng, nâng caohiệu quả của quá trình gia công với công nghệ bôi trơn tối thiểu (Minium Quantity Lubricant –MQL); đồng thời, đưa ra những kết luận về độ biến dạng của kim loại và quá trình tạo phoi khi giacông tiện cứng thép 9CrSi qua tôi có áp dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu.Từ khóa: bôi trơn tối thiểu, thép 9CrSi, tạo phoiĐẶT VẤN ĐỀ*Quá trình cắt kim loại là một quá trình phứctạp có kèm theo hiện tượng vật lý như biếndạng đàn hồi, biến dạng dẻo, sinh nhiệt, toảnhiệt, lẹo dao, mòn dao... Vì vậy cần phải tìmhiểu và nắm vững bản chất những hiện tượngvật lý đó để có những biện pháp cải thiện điềukiện cắt, điều khiển quá trình cắt nhằm đạtmục đích cuối cùng là tăng chất lượng sảnphẩm. Một trong những biện pháp cải thiệnđiều kiện cắt là bôi trơn làm nguội, và côngnghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MiniumQuantity Lubricant) là công nghệ mới, có thểthay thế cho công nghệ bôi trơn làm nguộitruyền thống. Đúng như với ý nghĩa của têncông nghệ, (MQL) sử dụng rất ít dung dịchtrơn nguội và tưới vào vùng gia công mộtcách chính xác. Các nghiên cứu đều chỉ rarằng MQL có rất nhiều ưu điểm như : hiệuquả bôi trơn làm nguội cao, tăng tuổi thọ củadụng cụ cắt, lực cắt nhỏ, độ chính xác bề mặttăng, mức tiêu hao dung dịch nhỏ và khônggây ô nhiễm môi trường. Đến nay công nghệbôi trơn làm nguội tối thiểu vẫn đang đượcnghiên cứu hoàn thiện và áp dụng ở các nướcphát triển. Ở nước ta công nghệ này đangđược nghiên cứu và đưa vào áp dụng trongnhững năm gần đây và đạt được một số kếtquả khả quan. Tuy nhiên cho đến nay việc ứngdụng công nghệ MQL trong tiện cứng vẫn chưađược nghiên cứu và áp dụng ở nước ta.Với mục đích nghiên cứu và ứng dụng côngnghệ bôi trơn tối thiểu một cách có hiệu quảtrong điều kiện cụ thể ở nước ta, nhóm tác giả*Tel: 0913 286661đã nghiên cứu nhằm đưa ra chế độ bôi trơnlàm nguội hợp lý để quá trình tạo phoi làthuận lợi nhất.MÔ TẢ THÍ NGHIỆMThiết bị thí nghiệmMáy tiện vạn năng TAKISAWA – Nhật BảnThiết bị cung cấp khí nén: Máy nén khí độc lậpThiết bị đo: Kính hiển vi điện tử SEM(Scanning Electron Microscope)Kí hiệu:JEOLJSM-6490, Độ phóng đại: 10.000 lầnDụng cụ cắt: Mảnh CBN. (MEGACOATCBN KBN35M, KYOCERA - Nhật Bản)Vật liệu phôi: thép 9CrSi đã qua tôi (độ cứng55 - 58HRC).Kích thước phôi: D = 60 mm, L = 300 mm.Cách bố trí đầu phun: Phun theo mặt sau của daoChế độ công nghệTiện tinh ngoài với chế độ cắt:n = 970 vòng/phút, S = 0,1 mm/vòng, t =0,15 mm,Chiều dày phoi: a = S.sin φ = 0.086 mm(φ = 600)Khi gia công sử dụng hai phương pháp là giacông khô và gia công có bôi trơn làm nguộitối thiểu.Gia công có bôi trơn tối thiểu sử dụng dungdịch bôi trơn là dầu thực vật. Áp suất khí P =5 at, lưu lượng 0,3 ml/phút.Quá trình thí nghiệm.* Quá trình gia công sử dụng bôi trơn tối thiểu.Sử dụng 3 mảnh dao CBN, với chế độ cắtkhông đổi. Sau khi cắt sẽ tiến hành đo chiềudày của phoi.127132Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyênhttp://www.lrc-tnu.edu.vnChu Ngọc Hùng và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆMảnh 1 gia công 3 lát cắt tương ứng với 10phút gia công.Mảnh 2 gia công 6 lát cắt tương ứng với 20phút gia công.Mảnh 3 gia công 12 lát cắt tương ứng với 30phút gia công.* Quá trình gia công khô.Sử dụng 3 mảnh dao CBN, phôi gia công vàchế độ cắt được giữ nguyên như khi bôi trơntối thiểu.Mảnh 4 gia công 3 lát cắt tương ứng với 10phút gia công.Mảnh 5 gia công 6 lát cắt tương ứng với 20phút gia công.Mảnh 6 gia công 12 lát cắt tương ứng với 30phút gia công.104(04): 127 - 130* Đo chiều dày của phoi.Sử dụng kính hiển vi điện tử SEM để chụp vàđo chiều dày, căn cứ vào hình ảnh và kíchthước của phoi để đánh giá và tính hệ số corút phoi.Kết quảKết quả đo chiều dày của phoi được trình bàytại bảng 1 và 2, hệ số co rút phoi được trìnhbày ở bảng 3, ảnh SEM của phoi được trìnhbày tại hình 1.Sử dụng phần mềm Graph 4.3 xử lý số liệuthí nghiệm đưa ra quan hệ giữa hệ số co rútphoi và thời gian gia công của hai phươngpháp gia công, đồ thị 1.Bảng 1. Chiều dày phoi của phương pháp gia công khôThời gian gia côngLần đo 1 (µm)10 phút20 phút30 phút84,39104,03122,58Lần đo 2(µm)85,87101,58109,32Lần đo 3(µm)83,29102,17117,56Giá trị trung bình(µm)84,51102,76116.48Bảng 2. Chiều dày phoi của phương pháp gia công MQLThời gian gia công10 phút20 phút30 phútLần đo 1(µm)74,9981,8788,58Lần đo 2(µm)74,1978,4189,08Lần đo 3(µm)74,5278,7086,15Giá trị trung bình(µm)74,5679,6687,93Bảng 3. Hệ số co rút phoi K (K=ap / a) ...