Tài liệu Đánh giá khả năng cắt của đá mài cbn khi mài thép x12m nhiệt luyện trên máy mài phẳng theo chỉ tiêu lực cắt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- BÙI ĐỨC VIỆT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẮT GỌT CỦA ĐÁ MÀI CBN KHI MÀI THÉP X12M NHIỆT LUYỆN TRÊN MÁY MÀI PHẲNG THEO CHỈ TIÊU LỰC CẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THÁI NGUYÊN, 2011 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- BÙI ĐỨC VIỆT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẮT GỌT CỦA ĐÁ MÀI CBN KHI MÀI THÉP X12M NHIỆT LUYỆN TRÊN MÁY MÀI PHẲNG THEO CHỈ TIÊU LỰC CẮT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC KHOA ĐÀO TẠO SĐH TS. Ngô Cường Thái Nguyên, 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các phần tham khảo đã đƣợc nêu rõ trong Luận văn. Tác giả Bùi Đức Việt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Thầy giáo - TS. Ngô Cường, người đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và Khoa Sau đại học - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản Luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Trần Đức Tăng và Th.S Vũ Minh Đức Bộ môn Công nghệ thiết bị và Hàng không vũ trụ - Học viện Kỹ thuật Quân sự đã tận tình giúp đỡ trong quá trình thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm. Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp. Tác giả Bùi Đức Việt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị nđ Tốc độ quay của đá Vòng/ph nct Tốc độ quay của chi tiết Vòng/ph Sd Lượng chạy dao dọc m/ph Sn Lượng chạy dao ngang m/ph az Chiều sâu cắt của một hạt mài mm bz Chiều rộng phoi cắt mm t Chiều sâu cắt khi mài mm b Chiều rộng mài mm B Chiều rộng của đá mài mm Dđ Đường kính của đá mài mm vđ Tốc độ của đá mài m/s vct Tốc độ của chi tiết gia công m/ph Chiều dày phoi không biến dạng lớn nhât mm htđ Chiều dày phoi tương đương mm Qw Tốc độ bóc tách vật liệu Q’w Tốc độ bóc tách vật liệu riêng hmax Piz Piy mm3/s mm3/s.m Thành phần lực cắt theo phương tiếp tuyến tác dụng lên một hạt mài Thành phần lực cắt theo phương pháp tuyến tác dụng lên một hạt mài N N Pz Thành phần lực cắt tiếp tuyến N Py Thành phần lực cắt pháp tuyến N Ra, Rz, Rt Thông số đánh giá độ nhám bề mặt gia công Kp=Py/Pz Hệ số lực cắt N Công suất mài Kc Hệ số khả năng cắt của đá mài Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN m J/mm3 mm3/s.N http://www.lrc-tnu.edu.vn o Tm Nhiệt độ mài Ssđ Lượng chạy dao dọc khi sửa đá m/ph tsđ Chiều sâu cắt khi sửa đá mm G Hệ số mài Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN C http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung 1 1.1 Một vài số liệu về hệ số dẫn nhiệt của đá mài CBN và Trang Al203. 2 1.2 30 Hệ số dẫn nhiệt lý thuyết và thực nghiệm của đá CBN và Al203 31 3 1.3 Nhiệt độ khi mài khô bằng đá mài Al203 và CBN 31 4 1.4 Nhiệt độ khi mài ướt bằng đá mài Al203 và CBN 32 5 2.1 Thành phần hóa học của thép X12M 37 6 2.2 Kí hiệu tương đương mác thép X12M của các nước 38 7 3.1 Lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường với 15 lượt cắt, sử dụng ba loại dung dịch trơn nguội 8 3.2 53 Lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường với 30 lượt cắt, sử dụng ba loại dung dịch trơn nguội Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 58 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Hình số Nội dung Trang 1 1.1 Lực cắt tác dụng lên hạt mài 5 2 1.2 Quan hệ Py - Pz 7 3 1.3 Quan hệ Kpi - az khi mài vật liệu ШX15 8 4 1.4 Hình 1.4. Quan hệ Kpi - x 8 5 1.5 Các dạng mòn của đá 9 6 1.6 Quan hệ Kc với thời gian mài 13 7 1.7 Lực cắt khi mài thép ổ lăn AISI 52100 bằng đá CBN 15 8 1.8 Lực cắt khi mài bằng các loại đá khác nhau 16 9 1.9 Ảnh hưởng của vận tốc đá đến lực cắt khi mài bằng đá CBN 17 10 1.10 Ảnh hưởng của vận tốc dung dịch trơn nguội đối với hệ số lực mài Ft/Fn ở điều kiện: 0,833 mm3/mms, đá mài B126N100EP, vật liệu phôi SS304 11 1.11 18 Lực mài ứng với lượng chạy dao và tốc độ bóc tách vật liệu riêng cho vật liệu 100Cr6 độ cứng 60HRC 12 1.12 Lực mài ứng với lượng chạy dao và tốc độ bóc tách vật liệu riêng cho vật liệu 100Cr6 độ cứng 188HB 13 1.13 liệu riêng 20 20 1.14 Lực cắt pháp tuyến ứng với lực cắt tiếp tuyến 15 1.15 So sánh tính chống mài mòn của CBN với các vật liệu hạt mài khác 1.16 19 Lực mài ứng với lượng chạy dao và tốc độ bóc tách vật 14 16 19 21 Ảnh hưởng của tốc độ bóc tách vật liệu tới mòn đá và độ nhám bề mặt với tốc độ đá 60.000 vòng/phút 21 17 1.17 Ảnh hưởng của tốc độc cắt tới mòn đá 22 18 1.18 Xác định mòn bề mặt 23 19 1.19 Ảnh SEM bề mặt đá mài 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 20 1.20 Độ nhám và hệ số mài với các loại đá mài khác nhau 21 1.21 Ảnh hưởng của tốc độ bóc tách vật liệu tới hệ số mài của các loại đá mài khác nhau 25 25 22 1.22 So sánh mòn bán kính đá mài CBN và Al2O3 23 1.23 So sánh đá mài CBN độ xốp cao và độ xốp trung bình khi mài vât liệu thép M2 24 1.24 24 26 Hiệu quả của đá mài CBN độ xốp cao sử dụng để mài Inconel 718 27 25 1.25 Công suất mài ứng với tốc độ bóc tách vật liệu 28 26 1.26 Ảnh hưởng của tốc độ cắt đối với công suất trục chính 29 27 1.27 Công suất không tải, công suất cấp nước làm mát và công suất làm sạch đá mài trong máy công cụ sử dụng đá mài CBN 28 1.28 29 Sự khác nhau về nhiệt độ mài giữa đá mài CBN và đá mài thường 32 29 2.1 Phôi thí nghiệm 37 30 2.2 Đầu đo lực KISTLER 40 31 2.3 Card A/D thu nhận dữ liệu 42 32 2.4 Sơ đồ khối phần mềm điều khiển và xử lý số liệu DASYLAB 9.0.2 đo lực cắt 42 33 2.5 Màn hình điều khiển và hiển thị DASYLAB 9.0.2 đo lực cắt 44 34 2.6 Sơ đồ đọc dữ liệu đo lực mài trên phần mềm DASYLAB 45 35 2.7 Sơ đồ đọc dữ liệu đo lực mài trung bình trên phần mềm DASYLAB 36 2.8 45 Sơ đồ thí nghiệm đo lực cắt khi mài thép X12M nhiệt luyện bằng đá mài CBN và đá mài thường trên máy mài phẳng. 37 3.1 46 Lực cắt pháp tuyến và tiếp tuyến khi mài bằng đá mài CBN và đá mài Al2O3, sử dụng dung dịch Emulsion Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 48 http://www.lrc-tnu.edu.vn 38 3.2 Lực cắt pháp tuyến và tiếp tuyến khi mài bằng đá mài CBN và đá mài Al2O3, sử dụng dung dịch Tectylcool 1240 39 3.3 Lực cắt pháp tuyến và tiếp tuyến khi mài bằng đá mài CBN và đá mài Al2O3, sử dụng dung dịch Tectylcool 1290 40 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 50 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng Emulsion với 15 lượt cắt 45 50 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến trung bình khi sử dụng 3 loại dung dịch trơn nguội với 15 lượt cắt 44 49 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi sử dụng dung dịch Tectylcool 1290 với 15 lượt cắt 43 49 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi sử dụng dung dịch Tectylcool 1240 với 15 lượt cắt 42 48 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi sử dụng dung dịch Emulsion với 15 lượt cắt 41 48 51 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng Tectylcool 1240 với 15 lượt cắt 46 3.10 51 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng Tectylcool 1290 với 15 lượt cắt 47 3.11 52 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng 3 loại dung dịch trơn nguội với 15 lượt cắt 48 3.12 52 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi sử dụng dung dịch Emulsion với 30 lượt cắt 49 3.13 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi sử dụng dung dịch Tectylcool 1240 với 30 lượt cắt 50 3.14 53 54 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến khi sử dụng dung dịch Tectylcool 1290 với 30 lượt cắt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 54 http://www.lrc-tnu.edu.vn 51 3.15 Đồ thị lực cắt pháp tuyến và lực cắt tiếp tuyến trung bình khi sử dụng 3 loại dung dịch với 30 lượt cắt 52 3.16 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng Emulsion với 30 lượt cắt 53 3.17 55 55 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng Tectylcool 1240 với 30 lượt cắt 54 3.18 56 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng Tectylcool 1290 với 30 lượt cắt 55 3.19 56 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng 3 loại dung dịch trơn nguội với 30 lượt cắt 56 3.20 57 Đồ thị hệ số lực cắt Kp khi mài thép X12M bằng đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng 3 loại dung dịch trơn nguội với 15 và 30 lượt cắt 57 3.21 57 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng dung dịch Emulsion với 15 lượt cắt 58 3.22 59 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng dung dịch Tectylcool 1240 với 15 lượt cắt 59 3.23 59 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng dung dịch Tectylcool 1290 với 15 lượt cắt 60 3.24 60 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng ba dung dịch trơn nguội 61 3.25 với 15 lượt cắt 60 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài 61 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn CBN và đá mài thường, sử dụng dung dịch Emulsion với 30 lượt cắt 62 3.26 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng dung dịch Tectylcool 1240 với 30 lượt cắt 63 3.27 61 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng dung dịch Tectylcool 1290 với 30 lượt cắt 64 3.28 62 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng ba dung dịch trơn nguội với 30 lượt cắt 65 3.29 62 Đồ thị hệ số khả năng cắt khi mài thép X12M của đá mài CBN và đá mài thường, sử dụng ba dung dịch trơn nguội với 15 và 30 lượt cắt 66 3.30 63 Đồ thị hiệu ứng cắt lại theo lực cắt khi dùng dung dịch Emulsion với 15 lượt cắt 67 3.31 64 Đồ thị hiệu ứng cắt lại theo lực cắt khi dùng dung dịch Tectylcool 1240 với 15 lượt cắt 68 3.32 64 Đồ thị hiệu ứng cắt lại theo lực cắt khi dùng dung dịch Tectylcool 1290 với 15 lượt cắt 69 3.33 65 Đồ thị hiệu ứng cắt lại theo lực cắt khi dùng dung dịch Emulsion với 30 lượt cắt 70 3.34 65 Đồ thị hiệu ứng cắt lại theo lực cắt khi dùng dung dịch Tectylcool 1240 với 30 lượt cắt 71 3.35 66 Đồ thị hiệu ứng cắt lại theo lực cắt khi dùng dung dịch Tectylcool 1290 với 30 lượt cắt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 66 http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục các ký hiệu chính Danh mục các bảng biểu Danh mục các hình vẽ PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Ý nghĩa của đề tài 2 3. Đối tượng, mục đích, phương pháp nghiên cứu 2 4. Nội dung nghiên cứu 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI VÀ CÁC 4 NGHIÊN CỨU VỀ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI CBN 1.1. Đặc điểm của quá trình mài 4 1.2. Một số phương pháp đánh giá khả năng cắt của đá mài 5 1.2.1. Đánh giá theo chỉ tiêu lực cắt 5 1.2.2. Đánh giá theo chỉ tiêu mòn 9 1.2.3. Đánh giá theo chỉ tiêu công suất 10 1.2.4. Đánh giá theo chỉ tiêu nhiệt cắt 11 1.2.5. Đánh giá theo chỉ tiêu rung động 12 1.2.6. Đánh giá theo hiệu ứng cắt lại 13 1.2.7. Đánh giá theo hệ số khả năng cắt của đá mài 13 1.3. Tính gia công của vật liệu khi mài 14 1.4. Một số kết quả nghiên cứu về khả năng cắt của đá mài CBN 14 1.4.1. Lực cắt 15 1.4.2. Mòn 21 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.4.3. Công suất 26 1.4.4. Nhiệt cắt 30 1.4.5. Rung động 33 1.6. Kết luận chương 1 33 1.7. Xác định hướng nghiên cứu của luận văn 34 Chƣơng 2: HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI KHI MÀI THÉP X12M NHIỆT LUYỆN 37 TRÊN MÁY MÀI PHẲNG 2.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm 37 2.2. Phương pháp thí nghiệm 37 2.2.1. Mẫu thí nghiệm 37 2.2.2. Đá mài 38 2.2.3. Sửa đá 39 2.2.4. Tưới nguội 39 2.2.5. Máy thí nghiệm 39 2.2.6. Thiết bị đo lực và phần mềm xử lý 40 1. Thiết bị đo 40 2. Phần mềm xử lý 42 2.2.7. Chế độ cắt 45 2.2.8. Sơ đồ thí nghiệm 46 2.2.9. Phương pháp đánh giá 46 2.3. Kết luận chương 2 47 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1. Lực cắt và hệ số lực cắt 49 3.2. Độ ổn định của lực cắt 58 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.3. Hệ số khả năng cắt 59 3.4. Hiệu ứng cắt lại 63 3.5. Một số nhận xét 67 3.6. Kết luận chương 3 67 KẾT LUẬN CHUNG 68 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỂ TÀI 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 73 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -1- PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Phương pháp mài, với rất nhiều ưu điểm, đã chiếm một vị trí rất quan trọng trong gia công cơ khí hiện đại. Thép X12M được dùng phổ biến để chế tạo những chi tiết chính xác, chịu tải va đập lớn, chịu mài mòn và chịu ăn mòn hóa học như: khuôn và chày dập nguội, con lăn, chốt ắc (xích xe tăng, xe ủi), chày dập thuốc tây, ... Thép X12M ở trạng thái ủ tương đối dễ gia công, nhưng sau khi tôi và ram thì có tính gia công rất thấp và được xếp vào nhóm thép khó gia công nhất [6]. Vật liệu CBN có độ cứng chỉ sau kim cương và khả năng chịu nhiệt đến 1371oC. Đá mài CBN được biết đến với rất nhiều tính năng ưu việt, đặc biệt khi mài những loại thép khó gia công (như X12M). Do có độ cứng cực cao và độ dai va đập lớn, đá mài CBN có khả năng duy trì dung sai rất nhỏ, quá trình cắt ổn định tạo ra chất lượng bề mặt gia công cao và ổn định. Ngoài ra, đá mài CBN còn có khả năng lấy đi lượng dư đều đặn trên bề mặt của chi tiết gia công mà không cần bù độ mòn của đá mài. Tuy nhiên loại đá mài này rất đắt. Để có thể sử dụng đá mài CBN có hiệu quả kinh tế - kỹ thuật thì cần thiết phải có sự đánh giá về khả năng cắt gọt của loại đá mài này. Khả năng cắt của đá mài có thể xác định qua một số chỉ tiêu như: Lực cắt, độ mòn, công suất cắt, nhiệt cắt hoặc hiệu ứng cắt lại,... Trong các chỉ tiêu trên: Lực cắt là chỉ tiêu cơ bản đặc trưng cho bản chất vật lý của quá trình mài. Lực cắt ảnh hưởng lớn đến sự mài mòn của đá, đến biến dạng đàn hồi và tiếp xúc của hệ thống công nghệ, đến rung động, nhiệt độ mài, đến độ chính xác và chất lượng bề mặt gia công. Lực mài tuy nhỏ nhưng diện tích tiếp xúc của đỉnh hạt mài với bề mặt gia công rất nhỏ nên lực cắt đơn vị rất lớn. Mài bằng đá mài CBN được nhiều nhà khoa học các nước quan tâm nghiên cứu và ứng dụng nhưng ở Việt Nam có rất ít công trình nghiên cứu về lĩnh vực này được công bố, việc sử dụng đá mài CBN vào sản xuất cũng chưa phổ biến. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -2- Xuất phát từ những đặc điểm và tình hình trên, tác giả chọn đề tài: “Đánh giá khả năng cắt của đá mài CBN khi mài thép X12M nhiệt luyện trên máy mài phẳng theo chỉ tiêu lực cắt.” 2. Ý nghĩa của đề tài 2.1. Ý nghĩa khoa học Đóng góp những kết quả nghiên cứu về mài bằng đá mài CBN. 2.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật khi mài bằng đá mài CBN. - Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng khi mài các chi tiết máy có độ chính xác, chịu tải va đập lớn, chịu mài mòn và chịu ăn mòn hóa học như: khuôn và chày dập nguội, con lăn, chốt ắc (xích xe tăng, xe ủi), chày dập thuốc tây,... và tham khảo khi mài các mác thép khó gia công khác. 3. Đối tượng, mục đích và phương pháp nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: Khả năng cắt của đá mài CBN khi mài thép X12M nhiệt luyện trên máy mài phẳng. 3.2. Mục đích nghiên cứu - So sánh khả năng cắt của đá mài CBN với đá mài Al2O3 khi mài thép X12M nhiệt luyện trên máy mài phẳng theo chỉ tiêu lực cắt. - Dùng làm tài liệu tham khảo cho việc giảng dạy, học tập và nghiên cứu. 3.3. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết. - Tiến hành thí nghiệm và xử lý số liệu thí nghiệm. - Phân tích và đánh giá kết quả. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -3- 4. Nội dung nghiên cứu 4.1. Nghiên cứu tổng quan về: Khả năng cắt của đá mài Al2O3 và đá mài CBN khi mài thép X12M nhiệt luyện trên máy mài phẳng. 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm - Xây dựng hệ thống, thiết bị thí nghiệm: Chọn máy, phôi thí nghiệm, đá mài, công nghệ trơn nguội, hệ thống đo lường, sử dụng công nghệ thông tin để trợ giúp đo và xử lý số liệu, đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật đặt ra. - Xây dựng kế hoạch thực nghiệm. - Tiến hành thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -4- Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KHẢ NĂNG CẮT CỦA ĐÁ MÀI CBN 1.1. Đặc điểm của quá trình mài Quá trình mài là quá trình cắt gọt vật liệu bằng các hạt mài có độ cứng cao. Mài có nhiều đặc điểm khác biệt so với các phương pháp gia công cắt gọt khác: - Đá mài là loại dụng cụ cắt có rất nhiều lưỡi cắt không liên tục đồng thời tham gia cắt, các lưỡi cắt được tạo ra bởi các hạt mài có kích thước rất nhỏ, có hình dáng rất khác nhau và phân bố lộn xộn trong chất dính kết. Đa số các hạt mài có nhiều lưỡi cắt, có góc lượn ở đỉnh và có góc cắt không thuận lợi cho điều kiện cắt gọt: góc trước  thường âm và góc cắt  thường lớn hơn 900. - Tốc độ cắt khi mài rất cao (≥ 30 m/s, mài cao tốc độ có thể lên tới 120 m/s hoặc cao hơn). - Do góc cắt không hợp lý, tốc độ cắt cao nên nhiệt độ ở vùng cắt khi mài rất lớn (1000 ÷ 15000 C) làm thay đổi cấu trúc tế vi lớp kim loại bề mặt. - Khi mài, mỗi hạt mài tạo ra một phoi riêng biệt có kích thước rất nhỏ, số lượng phoi tạo ra trong một đơn vị thời gian rất lớn (hàng nghìn phoi trong một phút), vì thế có thể coi quá trình mài là quá trình cào xước tế vi bề mặt gia công tạo ra độ nhẵn bóng và độ chính xác cao. - Hạt mài có độ cứng cao, cắt gọt không liên tục nên có thể gia công được những vật liệu rất cứng mà các dụng cụ khác không cắt được như thép tôi, hợp kim cứng… nhưng lại không gia công được những vật liệu rất mềm. - Trong quá trình cắt, đá mài có khả năng tự mài sắc: dưới tác dụng của tải trọng cơ, nhiệt các hạt mài đã mòn bật ra khỏi bề mặt đá tạo điều kiện cho những hạt mài mới tham gia vào quá trình cắt, ngoài ra một số hạt mài vỡ tạo thành những lưỡi cắt mới. - Do hiện tượng tự mài sắc cũng như không thể chủ động thay đổi được hình dáng và vị trí của hạt mài trong đá mài cho nên việc nghiên cứu và điều khiển quá Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn