Khảo Sát Mòn Dao Khi Bôi Trơn, Làm Mát Quá Trình Phay Bằng Dầu Nano.doc

Tải tài liệu tại sividoc.com
Viết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-TEAMLUANVAN.COM
1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
LÊ VĂN THIỆN
KHẢO SÁT MÒN DAO KHI BÔI TRƠN, LÀM MÁT
QUÁ TRÌNH PHAY BẰNG DẦU NANO
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Thái Nguyên, tháng 3 năm 2018

2
MỤC LỤC
Trang
Mục lục 1
Lời cam đoan 3
Danh mục các bảng số liệu 4
Bảng các ký hiệu và chữ viết tắt 5
Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp 6
Lời nói đầu 8
Chương 1: Tổng quan về quá trình cắt – mòn dao thép gió khi phay 11
1.1. Quá trình phay và phay rãnh 11
1.1.1 Khái niệm về quá trình phay 11
1.1.2 Quá trình cắt khi phay 12
1.1.3 Các chuyển động cơ bản khi phay 16
1.1.4. Các thành phần của lớp bề mặt bị cắt khi phay 16
1.1.5. Các thành phần lực cắt và công suất cắt khi phay 21
1.2. Mòn và tuổi bền của dụng cụ 23
1.2.1 Khái niệm chung về mòn 23
1.2.2 Các cơ chế mòn của hai bề mặt trượt tương đối 24
1.2.3 Mòn dụng cụ và cách xác định 27
1.2.4 Quy luật mòn của dụng cụ cắt 30
Chương 2: Ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn làm nguội tới các thông 31
số cơ bản của quá trình phay
2.1 Sơ lược về bôi trơn làm nguội khi gia công cắt gọt 31
2.2 Dung dịch bôi trơn làm nguội quá trình cắt gọt kim loại 31
2.2.1 Yêu cầu đối với dung dịch trơn nguội 31
2.2.2 Các loại dung dịch bôi trơn làm nguội dùng trong gia công cắt gọt 32
2.2.3 Cách sử dụng dung dịch trơn nguội khi phay 36
2.3 Các phương pháp bôi trơn – làm nguội 39
2.3.1. Phương pháp bôi trơn – làm nguội tưới tràn 39

3
2.3.2 Phương pháp gia công khô 40
2.3.3. Phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu 41
2.4 Ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tới quá trình phay sử dụng dao thép 42
gió
2.4.1 Ảnh hưởng đến nhiệt cắt 42
2.4.2 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến lực cắt 44
2.4.3 Ảnh hưởng đến mòn và tuổi bền dụng cụ cắt 44
2.4.4. Ảnh hưởng đến chiều cao nhấp nhô bề mặt 45
Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của dầu Emusil có trộn bột Al2O3 47
vào dầu Emusil khi phay rãnh sử dụng dao phay thép gió
3.1 Đặt vấn đề 47
3.2 Hệ thống thí nghiệm 48
3.2.1 Trang thiết bị thí nghiệm 48
3.2.2 Chế độ công nghệ 51
3.3 Thiết kế thí nghiệm Taguchi 62
3.3.1 Xây dựng ma trận thí nghiệm 63
3.3.2 Chỉ tiêu đánh giá 65
3.3.3 Phân tích kết quả 66
3.4 Xử lý kết quả và phân tích 69
3.4.1 Kết quả thí nghiệm 69
3.4.2 Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát tới lượng mòn mặt sau 70
3.4.3 Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát tới độ nhám bề mặt gia công 75
3.5 Kết luận 79
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 85

4
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Lê Văn Thiện
Học viên lớp cao học khóa K17 - Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí - Trường
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
Hiện đang công tác tại Nhà máy Z131/Tổng cục CNQP/BQP.
Tôi xin cam đoan những kết quả có được trong luận văn là do bản thân tôi
thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Hoàng Vị. Ngoài thông tin
trích dẫn từ các tài liệu tham khảo đã được liệt kê, các kết quả và số liệu thực
nghiệm là do tôi thực hiện và chưa được công bố trong bất cứ công trình nào khác.
Người thực hiện
Lê Văn Thiện

5
DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU
TT Số Phụ
Nội dung Trang Ghi chú
bảng lục
Phiếu báo kết quả đo độ dẫn nhiệt của
1 1 1
các dung dịch dầu của Trung tâm phát
86
triển công nghệ cao/Viện Hàn lâm
KH&CN Việt Nam
Phiếu kết quả phân tích kiểm tra mật độ
2 1 2 hạt trong dầu của Viện Hóa học công 87
nghiệp Việt Nam
Phiếu báo kết quả thử nghiệm, thí
3 1 3
nghiệm đo độ nhớt dung dịch ở các nhiệt
88
độ khác nhau của Nhà máy Z131/Tổng
cục CNQP
Phiếu báo kết quả thử nghiệm, thí
4 1 4 nghiệm đo độ nhớt dung dịch của Nhà 89
máy Z131/Tổng cục CNQP
Văn bản cho phép thực hiện thí nghiệm
5 1 5 đề tài tại Nhà máy Z131/Tổng cục 90
CNQP

6
BẢNG CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiÖu Tên các đại lượng
V hoặc n Chuyển động chính
S Chuyển động chạy dao
t, B, a Chiều sâu, chiều rộng và chiều dày cắt
Sz, Sv, Sph Lượng chạy dao răng, vòng và phút
Vc Vận tốc cắt
R Lực cắt tổng
ψ Góc tiếp xúc
P, f Lực cắt, tiết diện ngang
η , Kn, M Hiệu suất của máy, hệ số quá tải tức thời, mô men xoắn
Q Lượng mòn trên một đơn vị chiều dài quãng đường trượt
N Số lượng giá trị được kiểm tra
Giá trị trung bình của các kết quả kiểm tra
Ai Giá trị tại mức i của thí nghiệm.
NK Số lượng kiểm tra tại trạng thái i.
T Tổng giá trị kiểm tra.
F Hệ số Fisher
S/N Tỷ số tín hiệu nhiễu

7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ - ẢNH CHỤP
TT Hình Nội dung Trang
1 1.1 Quá trình hình thành phoi 12
2 1.2 Các dạng phoi khi gia công cắt gọt kim loại 13
3 1.3 Góc tiếp xúc khi phay bằng dao phay mặt đầu, dao phay ngón 17
4 1.4 Phay không đối xứng bằng dao phay mặt đầu, dao phay ngón 18
5 1.5 Chiều dày cắt khi phay bằng dao phay ngón, dao phay mặt đầu 19
6 1.6 Các phương pháp phay 20
7 1.7 Khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng 21
8 1.8 Sơ đồ thể hiện các khả năng tương tác của hạt mài với bề 26
mặt của vật liệu, vết mòn và mặt cắt ngang của nó.
9 1.9 Các dạng mòn phần cắt của dụng cụ 28
10 1.10 Các thông số đặc trưng cho mòn mặt trước và mặt sau 29
11 1.11 Quan hệ giữa độ mòn và thời gian làm việc của dao 30
12 2.1 Các phần tử hoà tan trong nước 33
13 2.2 Các phần tử tích tụ khối và phần tử hoà tan trong nước 33
14 2.3 Các phân tử hoà tan dưới dạng thể sữa 34
15 2.4 Các phân tử hoà tan trong hợp chất hoá học 35
16 2.5 Các phần tử hoà tan trong hợp chất dầu 35
17 2.6 Dẫn dung dịch vào hai mặt bên dao phay 37
18 2.7 Dẫn dung dịch vào mặt trước và mặt sau dao phay 37
19 2.8 Dẫn dung dịch vào tất cả các lưỡi cắt 38
20 2.9 Gia công bằng phương pháp tưới tràn trên máy phay 40
21 2.10 Phương pháp gia công khô trên máy phay 41
22 2.11 Gia công bằng phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu 42
23 2.12 Các vùng sinh nhiệt chủ yếu khi tiện 43
24 3.1 Máy phay vạn năng X63W/1 49
25 3.2 Thiết kế dao phay chi tiết loa phụt 50
26 3.3 Dao phay chi tiết loa phụt phục vụ cho thí nghiệm 51
27 3.4 Phôi hoàn chỉnh phục vụ cho thí nghiệm 52
28 3.5 Sản phẩm sau khi phay rãnh 53
29 3.6 Máy khuấy dung dịch 55
30 3.7 Dung dịch 0,1% Al2O3 56
31 3.8 Dung dịch 0,2% Al2O3 56

8
TT Hình Nội dung Trang
32 3.9 Dung dịch 0,3% Al2O3 57
33 3.10 Dung dịch 0,5% Al2O3 58
34 3.11 Dung dịch 1,0% Al2O3 58
35 3.12 Dung dịch 2,0% Al2O3 59
36 3.13 Thiết bị đo độ nhớt TV250, xuất xứ Hà lan 60
37 3.14
Biểu đồ kết quả đo độ nhớt (cSt) ở 400
C, 600
C, 800
C,
61
1000
C của dầu bôi trơn làm mát khi trộn bột nano Al2O3
38 3.15
Biểu đồ kết quả đo độ dẫn nhiệt (W.m/K) của dầu emusil khi trộn bột
62
nano Al2O3
39 3.16 Đo độ nhám sản phẩm 66
40 3.17
Thiết lập các thông số trong mô hình thí nghiệm
69
TAGUCHI
41 3.18 Phay rãnh loa phụt 69
42 3.19 Mẫu sản phẩm và dao sau khi phay 70
43 3.20
Giá trị trung bình của lượng mòn mặt sau và mức độ ảnh hưởng của các
71
thông số
44 3.21 Ảnh hưởng tới giá trị trung bình của lượng mòn mặt sau 72
45 3.22
Ảnh hưởng tương tác giữa tỷ lệ hạt và vận tốc cắt tới lượng
73
mòn mặt sau
46 3.23
Tỷ số S/N trung bình của lượng mòn mặt sau và mức độ ảnh hưởng của
73
các thông số
47 3.24
Ảnh hưởng của các thông số tới tỷ số S/N của lượng mòn
74
mặt sau
48 3.25
Ảnh hưởng tương tác giữa tỷ lệ hạt nano và vận tốc cắt tới
75
tỷ số S/N của lượng mòn mặt sau răng cắt
49 3.26
Giá trị độ nhám trung bình và mức độ ảnh hưởng của các
75
thông số
50 3.27 Ảnh hưởng của các thông số tới giá trị độ nhám trung bình 76
51 3.28
77
giá trị độ nhám trung bình
52 3.29
Tỷ số S/N của độ nhám trung bình và mức độ ảnh hưởng
78
của các thông số
53 3.30
Ảnh hưởng của các thông số tới tỷ số S/N của độ nhám
78
trung bình
54 3.31
79
tỷ số S/N của độ nhám trung bình

9
LỜI NÓI ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Dung dịch trơn nguội đã được sử dụng rộng rãi trong quá trình gia công cắt
gọt nhằm làm giảm nhiệt cắt, bôi trơn, di chuyển phoi ra khỏi vùng cắt và bảo vệ sự
ăn mòn. Phương pháp này vẫn đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu
với các hướng chủ yếu: nâng cao hiệu quả của bôi trơn làm nguội, tiết kiệm dung
dịch trơn nguội, đảm bảo cho máy móc, thiết bị hoạt động ổn định, giảm chi phí bảo
dưỡng, nâng cao tuổi thọ sử dụng và độ tin cậy của chúng. Tìm các chất phụ gia
nhằm nâng cao hoạt tính của dung dịch trơn nguội. Nghiên cứu các loại dung dịch
trơn nguội mới ít độc hại, thân thiện với môi trường... Điều này đã đặt ra việc tìm
tòi các giải pháp nhằm đáp ứng tốt nhất các yêu cầu nêu trên. Một trong những giải
pháp đó là sử dụng dầu Nano để bôi trơn, làm mát quá trình phay.
Theo các tài liệu đã công bố về bôi trơn làm mát trong gia công cắt gọt thì
nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay
bằng dầu Nano chưa được nghiên cứu nhiều. Chính vì vậy tác giả đã chọn đề tài
“Khảo sát mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu Nano”, góp
phần hoàn thiện bổ sung kiến thức lý thuyết cũng như cải thiện và nâng cao hiệu
quả sản xuất nói chung và tại Nhà máy Z131 nói riêng.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ hạt nano tới
mòn dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu Nano để bước đầu dự đoán
được tỷ lệ và cỡ hạt nano hợp lý bổ xung vào dầu nano nhằm nâng cao hiệu quả của
quá trình phay.
3. Dự kiến kết quả đạt được
- Đưa ra thông số kỹ thuật của dầu Nano dùng cho bôi trơn làm mát.
- So sánh được lượng mòn mặt sau dao và lực cắt khi sử dụng dầu nano với
khi không sử dụng.

10
- Xác định được tỷ lệ và cỡ hạt hợp lý khi trộn bột Nano vào dầu công nghiệp.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Kết quả của đề tài sẽ làm rõ ảnh hưởng của việc sử dụng dầu nano tới mòn
dao khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu Nano. Đưa ra giải pháp kỹ thuật
bôi trơn làm nguội mới trong gia công cắt gọt.
- Kết quả thực nghiệm của đề tài hoàn toàn có thể triển khai vào sản xuất nhằm
nâng cao hiệu quả của quá trình gia công chế tạo chi tiết máy và sản xuất công nghiệp.
5. Phương pháp nghiên cứu
Với mục đích nghiên cứu ứng dụng dầu Nano vào phay, tác giả chọn phương
pháp nghiên cứu là kết hợp nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm trong
đó nghiên cứu thực nghiệm là cơ bản. Nghiên cứu lý thuyết tổng quan các vấn đề
liên quan đến gia công trong phay cứng từ đó định hướng cho nghiên cứu về mòn,
cơ chế mòn dao. Nghiên cứu thực nghiệm để xác định được ảnh hưởng của mòn dao
khi bôi trơn, làm mát quá trình phay bằng dầu Nano từ đó so sánh được hiệu quả gia
công khi sử dụng dầu Nano so với gia công sử dụng dầu bôi trơn làm mát (Emulsi).
6. Các công cụ cần thiết cho nghiên cứu
- Sử dụng dầu công nghiệp BW Cool EX-8500V, dao phay, bột Nano.
- Máy móc, thiết bị của Nhà máy Z131/TCCNQP, Viện Hàn lâm khoa học
Việt Nam, Viện hóa học công nghiệp Việt Nam và một số đơn vị để thực hiện khảo
sát, thử nghiệm …
7. Nội dung nghiên cứu của luận văn
Ngoài lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính gồm 3 chương
và phần kết luận chung
Chương 1: Tổng quan về quá trình cắt – mòn dao thép gió khi phay
Chương 2: Ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn làm nguội tới các thông số cơ
bản của quá trình phay
Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của dầu Emusil có trộn bột Al2O3 vào dầu
Emusil khi phay rãnh sử dụng dao phay thép gió
Phần Kết luận chung

11
8. Lời cảm ơn:
Luận văn này đối với Tôi là một cơ hội lớn để rèn luyện khả năng thực hiện
một đề tài phục vụ thực tiễn sản xuất dựa trên cơ sở các lý thuyết khoa học và công
nghệ. Luận văn này được hoàn thành là nhờ có rất nhiều sự giúp đỡ và hướng dẫn
tận tình của cá nhân và tập thể. Lời cảm ơn sâu sắc nhất Tôi xin gửi đến giáo viên
hướng dẫn khoa học, thầy giáo PGS.TS. Hoàng Vị đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo
và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này.
Tôi xin cám ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo sau đại học, các thầy cô giáo
trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên khích lệ của gia đình, bạn bè, đồng
nghiệp trong suốt thời gian tôi học tập và làm luận văn.
Người thực hiện
Lê Văn Thiện

12
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT – MÒN DAO THÉP GIÓ KHI PHAY
1.1 Quá trình phay và phay rãnh
1.1.1 Khái niệm về quá trình phay
Phay là một phương pháp gia công cắt đi một lớp kim loại (hay còn gọi là
lượng dư gia công để tạo thành phoi) trên bề mặt của phôi để được chi tiết có hình
dáng, kích thước, độ chính xác, độ bóng theo yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ. Quá
trình đó được thực hiện trên các máy phay. Phay là phương pháp gia công kim loại,
có độ chính xác không cao hơn cấp 3-4 và độ bóng không hơn cấp 6, là một trong
những phương pháp gia công đạt năng suất cao nhất. Bằng phương pháp phay người
ta có thể gia công mặt phẳng, định hình phức tạp, rãnh then, cắt đứt, gia công mặt
tròn xoay, trục then hoa, cắt ren, bánh răng…
Phay có thể dùng để gia công tinh, gia công lần cuối để đạt được độ bóng, độ
chính xác cao, dễ cơ khí hoá, tự động hoá, cho năng suất cao, dùng trong sản xuất
đơn chiếc, sản xuất hàng loạt và hàng khối. Số lượng nguyên công gia công cắt gọt
đạt tới 60% - 70% công việc gia công cơ khí thì nguyên công phay cũng chiếm một
tỷ lệ lớn. Máy phay có số lượng nhiều, chiếm tỷ lệ lớn và giữ một vị trí quan trọng
trong các Nhà máy, Phân xưởng cơ khí.
Dao phay là loại dụng cụ cắt có nhiều lưỡi, trong quá trình cắt ngoài những
đặc điểm giống quá trình cắt khi tiện, còn có những đặc điểm sau:
- Dao phay có một số lưỡi cắt cùng tham gia cắt, nên năng suất cắt khi phay
cao hơn khi bào.
- Lưỡi cắt của dao phay làm việc không liên tục, cùng với khối lượng thân dao
phay thường lớn nên điều kiện truyền nhiệt tốt.
- Diện tích cắt khi phay thay đổi, do đó lực cắt thay đổi gây rung động trong
quá trình cắt.
- Do lưỡi cắt làm việc gián đoạn, gây va đập và rung động, nên khả năng tồn tại
lẹo dao ít.

13
1.1.2 Quá trình cắt khi phay
Quá trình cắt kim loại thực chất là sử dụng dụng cụ hình chêm để hớt đi một
lớp kim loại từ phôi. Lực tác dụng sinh ra do sự tương tác giữa dụng cụ cắt và phôi,
đối với phương pháp phay thì sự tương tác đó là chuyển động quay của dao phay và
sự cản trở lại chuyển động quay của phôi. Như vậy, lực tác dụng phải đủ lớn để tạo
ra trong kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu gia công (khả
năng liên kết giữa các tinh thể kim loại), đồng thời phải thắng được lực cản do ma
sát trong quá trình gia công bao gồm:
- Ma sát giữa các tinh thể kim loại khi trượt lên nhau;
- Ma sát giữa phoi và mặt trước của dao trong quá trình tạo phoi;
- Ma sát giữa bề mặt đã gia công với mặt sau của dao.
Quá trình hình thành phoi đã được nhiều tác giả như: Trent, Wright [15], Zorev
N.N và các đồng nghiệp [16], Doyle E.D [17], nghiên cứu với nhiều cách tiếp cận
khác nhau. Tất cả các nghiên cứu đó đều kết luận rằng khi chịu tác dụng của lực,
kim loại bị biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo rồi biến dạng phá huỷ.
Hình 1.1 Quá trình hình thành phoi [13]
Khi quá trình cắt xảy ra, trước tiên là các tinh thể kim loại bị dồn ép (nén),
khi lực tác dụng vượt quá giới hạn bền của vật liệu thì các tinh thể kim loại bị trượt
lên nhau và tách ra khỏi vật gia công tạo thành phoi. Quá trình biến dạng đó xảy ra
trong một vùng mà ta có thể gọi là vùng tạo phoi (giới hạn bởi đường cong OA, OE,

14
hình 1.1) [13]. Trong vùng này có những mặt trượt OA, OB, OC, OD, OE. Vật liệu
gia công trượt theo những mặt đó, các tinh thể kim loại bị xếp chồng lên nhau. Tuỳ
theo cấu trúc của vật liệu gia công, chế độ cắt mà có thể tạo ra phoi vụn, phoi xếp
hay phoi dây.
Như vậy, kết quả của biến dạng kim loại là tách ra khỏi phôi một phần vật
liệu, phần còn lại chính là chi tiết gia công. Tuy nhiên, do vùng biến dạng của kim
loại xảy ra ở cả phần vật liệu giữ lại (phía dưới điểm O) nên bề mặt chi tiết sau khi
gia công có tính chất khác hẳn trước khi gia công và thường có độ cứng cao hơn.
Hiện tượng đó chính là hiện tượng biến cứng lớp bề mặt. Ngoài ra trong vùng cắt
còn có rất nhiều hiện tượng vật lý khác xảy ra mà ta sẽ nghiên cứu cụ thể ở các phần
sau. Quá trình cắt kim loại khi phay về nguyên tắc không khác quá trình cắt khi tiện.
Ở đây tập trung nghiên cứu một số hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt. Lớp kim
loại được cắt gọi là phoi, có thể có nhiều dạng khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện
gia công.
Theo giáo sư I.A.Time thì phoi có các dạng sau đây: Phoi dây, phoi xếp và phoi
vụn.
- Phoi vụn: Là phoi tồn tại ở dạng hạt, thường nhận được khi gia công vật liệu
có tính dẻo thấp như gang, đồng thau, hình 1.2a.
Hình 1.2 Các dạng phoi khi gia công cắt gọt kim loại [13]
Quá trình biến dạng của vật liệu trong vùng cắt thường không qua giai đoạn
biến dạng dẻo (vì các vật liệu đó có tính dẻo rất thấp).
Khi cắt tạo thành phoi vụn thì có một số đặc điểm như: Chiều cao nhấp nhô bề
mặt không cao, tính chất lớp bề mặt ít thay đổi, lực cắt không ổn định, ít gây mất an
toàn [13].

15
- Phoi xếp: Là phoi tồn tại ở dạng đoạn ngắn, mặt dưới của phoi (mặt tiếp xúc
với mặt trước của dao) nhẵn, mặt trên xù xì như răng cưa. Dạng phoi này thường có
khi gia công vật liệu dẻo như thép có lượng các bon thấp, được gia công với chiều
dày cắt lớn, vận tốc cắt không cao, hình 1.2b.
Khi cắt tạo thành phoi xếp có một số đặc điểm: Chiều cao nhấp nhô bề mặt
không cao lắm, bề mặt chi tiết gia công bị biến dạng dẻo nên có tính chất cơ lý khác
một ít so với tính chất của vật liệu gia công. Phoi xếp thu được sau khi gia công
thép, có độ cứng cao hơn độ cứng của vật liệu gia công từ 2÷3 lần. Điều đó chứng
tỏ vật liệu đã được hoá bền ở mức độ cao.
- Phoi dây: Là phoi tồn tại ở dạng dây dài, bề dày không lớn. Tuỳ theo vật liệu
gia công, hình dáng hình học đầu dao và chế độ công nghệ mà phoi tồn tại ở dạng
dây dài hay xoắn lò xo. Dạng phoi này thường có khi gia công vật liệu có tính dẻo
với tốc độ cắt cao, hình 1.2c.
Khi cắt hình thành phoi dây có đặc điểm: Chiều cao nhấp nhô bề mặt gia công
cao, lực cắt đơn vị nhỏ và ít thay đổi. Tuy nhiên cần chú ý tìm biện pháp bẻ phoi vì
phoi dây đặc biệt là dây dài rất dễ gây mất an toàn [14].
Khi gia công các vật liệu có tính dẻo cao như thép và nhôm, trên mặt trước của
dao (ngay gần mũi dao) thường xuất hiện những lớp kim loại có cấu trúc khác hẳn
so với cấu trúc của phoi và vật liệu gia công. Lớp kim loại này bám rất chắc vào dao
và tham gia cắt gọt như một mũi dao vì nó có độ cứng rất cao. Hiện tượng này còn
được gọi là hiện tượng lẹo dao (built up edge). Hiện tượng lẹo dao được phân tích
xem xét dưới nhiều góc độ khác nhau nhưng đều có điểm thống nhất chung về
nguyên lý hình thành. Khi cắt, do nhiệt phát sinh nên một lớp mỏng kim loại nằm
giữa mặt trước của dao và mặt dưới của phoi bị nóng chảy; lớp kim loại này hầu hết
chuyển động theo phoi ra ngoài. Tuy nhiên, do bề mặt dao không tuyệt đối nhẵn nên
có lực ma sát cản trở chuyển động đó làm cho nó di chuyển chậm lại và trong một
điều kiện nhất định, khi lực cản lớn hơn lực liên kết giữa lớp kim loại đó với phoi
thì nó bị giữ lại bám rất chắc vào mũi dao gây ra hiện tượng lẹo dao [13]. Chiều cao
của lớp kim loại bám trên bề mặt càng ngày càng lớn nhưng nó không tồn tại mãi

16
mà đến một lúc nào đó nó lại bị cuốn theo phoi ra ngoài, tiếp tục hình thành lớp kim
loại bám tiếp theo.
Hiện tượng lẹo dao hình thành trong quá trình cắt có ưu điểm bảo vệ đầu mũi
dao và làm tăng khả năng thoát phoi (do góc trước của dao được tăng lên). Tuy
nhiên, sự xuất hiện lẹo dao lúc gia công có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình gia công
và chất lượng bề mặt chi tiết. Lẹo dao làm thay đổi các thông số hình học của dụng
cụ cắt (góc cắt) do đó làm tăng lực cắt. Lực cắt thay đổi, kéo theo các ảnh hưởng
khác như tăng nhiệt cắt và rung động. Do đó, mọi biện pháp để hạn chế sự xuất hiện
của lẹo dao khi gia công tinh sẽ là yếu tố rất quan trọng nhằm nâng cao chất lượng
chi tiết gia công.
Để khử lẹo dao, cần phải mài bóng mặt trước của dao thật cẩn thận hoặc thay
đổi tốc độ cắt (thường thường tăng tới 30m/phút hoặc cao hơn), đồng thời cũng có
thể sử dụng dung dịch trơn nguội trong từng điều kiện gia công cụ thể.
- Sự co rút phoi: Trong quá trình cắt phoi bị biến dạng và ngắn hơn so với phần
chi tiết được cắt ra. Hiện tượng phoi bị ngắn theo chiều dài được gọi là sự co rút của
phoi theo chiều dài. Thể tích của kim loại khi bị biến dạng thực tế không thay đổi.
Vì vậy, trong khi chiều dài của phoi giảm thì diện tích tiết diện ngang của phoi tăng.
Diện tích tiết diện ngang của phoi tăng được gọi là sự co rút của phoi theo chiều
ngang.
- Hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt: Trong quá trình cắt chi tiết gia công,
dụng cụ cắt và phoi bị nung nóng. Khi tăng tốc độ cắt, đặc biệt là khi cắt các phoi
mỏng, nhiệt độ trong vùng cắt sẽ tăng tới 600o
C. Nếu tốc độ cắt tiếp tục tăng, trong
nhiều trường hợp phoi cắt sẽ bị nung nóng tới 900o
C (màu đỏ sáng). Nhiệt độ ở
vùng cắt tăng là do có hiện tượng cơ năng chuyển thành nhiệt năng trong quá trình
cắt. Nhiệt cắt xuất hiện bằng sự chuyển đổi từ công cắt, gần như tất cả công cần
thiết trong quá trình cắt đều biến thành nhiệt trừ công biến dạng đàn hồi và công kín
(tổng của hai loại công này nhỏ, không vượt quá 5%), phần còn lại chuyển thành
nhiệt trong quá trình cắt. Khoảng 97 - 98% công suất cắt biến thành nhiệt. Khi sử
dụng dung dịch trơn nguội thì thông thường nhiệt độ cắt giảm nhanh vì ngoài tác

17
dụng làm nguội, dung dịch còn có tác dụng bôi trơn làm giảm ma sát trong quá trình
cắt. Hiệu quả làm nguội càng lớn thì nhiệt cắt càng giảm nhiều.
1.1.3 Các chuyển động cơ bản khi phay
Chuyển động cơ bản là các chuyển động để thực hiện quá trình cắt gọt, hình
thành các bề mặt chi tiết gia công, bao gồm:
- Chuyển động chính (chuyển động cắt): là chuyển động chủ yếu thực hiện
quá trình cắt tạo ra phoi, ký hiệu là V hoặc n. Chuyển động chính khi phay là
chuyển động quay tròn của dao phay được truyền dẫn qua trục chính.
- Chuyển động chạy dao S là chuyển động để thực hiện quá trình cắt tiếp tục
và cắt hết chiều dài chi tiết. Đó là chuyển động dọc, ngang hoặc thẳng đứng của bàn
máy phay có gá phôi. Chúng thường vuông góc với trục dao.
1.1.4. Các thành phần của lớp bề mặt bị cắt khi phay
Các thông số của yếu tố cắt và chế độ cắt khi phay bao gồm chiều sâu lớp cắt
to, lượng chạy dao S, vận tốc cắt V, chiều sâu phay t, chiều rộng phay B, chiều dày
cắt a. Khi phay các yếu tố này ảnh hưởng đến tuổi bền của dao, chất lượng bề mặt
gia công, công suất cắt và năng suất cắt.
- Chiều sâu cắt to: Chiều sâu cắt là kích thước lớp kim loại được cắt đi ứng
với một lần chuyển dao, đo theo phương vuông góc với bề mặt gia công (mm).
- Lượng chạy dao S: Được phân làm 3 loại:
+ Lượng chạy dao răng Sz: là lượng dịch chuyển của bàn máy (mang chi tiết
gia công) sau khi dao quay được một góc răng (mm/răng).
+ Lượng chạy dao vòng Sv: là lượng dịch chuyển của bàn máy khi dao quay
được một vòng (mm/vòng). Sv= Sz.Z (1-1)
+ Lượng chạy dao phút Sph: là lượng dịch chuyển của bàn máy sau thời gian
1 phút (mm/phút). Sph= Sz.Zn (1-2)
Tốc độ cắt: Tốc độ cắt khi phay được biểu diễn: (1-3)
(1-4)

18
Dấu (+) ứng với trường hợp phay nghịch, dấu (-) ứng với trường hợp phay
thuận.
Trong đó: Vn= π.D.n/1000 (m/phút) (1-5)
Vs= SzZn(mm/phút) (1-6)
Thực tế giá trị Vs rất nhỏ so với Vn khi tính toán chế độ cắt người ta thường bỏ qua
lượng Vs, khi đó công thức 1-3 có dạng:
Vc= Vn= π.D.n/1000 (m/phút) (1-7)
- Chiều sâu phay t
Chiều sâu phay là kích thước lớp kim loại được cắt đi, đo theo phương vuông
góc với trục của dao phay ứng với góc tiếp xúc ψ
Khi phay rãnh bằng dao phay ngón thì chiều sâu phay bằng đường kính dao,
khi phay bề mặt vuông góc thì chiều sâu phay bằng chiều sâu cắt to.
- Chiều rộng phay B
Chiều rộng phay là kích thước lớp kim loại được cắt theo phương chiều trục
của dao phay. Khi phay bằng dao phay ngón thì chiều rộng phay bằng chiều sâu
rãnh, khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu thì chiều rộng phay bằng chiều
sâu cắt to (B = to).
- Góc tiếp xúc ψ Là góc ở tâm của dao chắn cung tiếp xúc t giữa dao và chi tiết.
Khi phay bằng dao phay trụ, dao phay ngón, dao phay đĩa và dao phay định
hình góc tiếp xúc được tính theo công thức sau:
(1-8)
Hình 1.3: Góc tiếp xúc khi phay bằng dao phay mặt đầu, dao phay ngón

19
Khi phay đối xứng bằng dao phay mặt đầu thì:
(1-9)
Khi phay không đối xứng bằng bằng dao phay mặt đầu, dao phay ngón thì:
(1-10)
Hình 1.4: Phay không đối xứng bằng dao phay mặt đầu, dao phay ngón
- Chiều dày cắt a khi phay
Chiều dày cắt khi phay là một trong những yếu tố quan trọng của quá trình
phay. Chiều dày cắt khi phay là khoảng cách giữa hai vị trí kế tiếp của quỹ đạo
chuyển động của một điểm trên lưỡi cắt ứng với lượng chạy dao răng Sz.
Coi gần đúng quỹ đạo chuyển động tương đối của lưỡi cắt là đường tròn, do
đó chiều dày cắt a được đo theo phương đường kính của dao. Trong qúa trình phay,
chiều dày cắt a biến đổi từ trị số amin đến amax hoặc từ amax đến amin tuỳ theo
phương pháp phay.

20
Hình 1.5 Chiều dày cắt khi phay bằng dao phay ngón, dao phay mặt đầu
Chiều dày cắt tại điểm C: aC = AC
Gần đúng, coi ΔACB vuông tại C, ta có
Công thức tổng quát:
(1-11)
Với là góc tiếp xúc tức thời giữa đường vuông góc với mặt gia công và bán kính
tại điểm tiếp xúc của đỉnh răng dao với chi tiết gia công.
Do góc thay đổi từ 0 đến nên aC cũng thay đổi theo
Với ψ = 00
có a = amin = 0.
Với ψ = φ có amax = SZ . sinφ
Vì chiều dày cắt a thay đổi từ a =0 đến amax = SZ . sinφ nên diện tích cắt và lực cắt
cũng bị thay đổi theo.

21
Hình 1.6: Các phương pháp phay
Chiều rộng khi phay
Là kích thước lớp kim loại được cắt đo theo phương chiều trục của dao.
Khi phay bằng dao phay trụ, chiều rộng phay bằng chiều rộng chi tiết b = B.
Khi phay rãnh bằng dao phay đĩa, chiều rộng phay bằng chiều rộng rãnh.
Khi phay rãnh bằng dao phay ngón, chiều rộng phay bằng chiều sâu rãnh.
Khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu, chiều rộng phay bằng chiều sâu cắt
t0

22
1.1.5. Các thành phần lực cắt và công suất cắt khi phay
- Lực cắt tổng R tác dụng lên một răng dao phay cũng như lực cắt khi tiện có thể
được phân thành những lực thành phần theo các phương xác định.
Hình 1.7: Khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng
Khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng ta có:
(1-12)
Hoặc (1-13)
Trong đó
Pz: lực vòng hay còn gọi là lực tiếp tuyến, là lực cần quan tâm nhất vì nó là lực
chính để tạo phoi. Dựa theo lực này để tính công suất cắt và các cơ cấu chuyển động
chính của máy.
Py: lực hướng kính tác dụng vuông góc với trục chính, có xu hướng làm võng
trục gá dao, đồng thời tạo ra một áp lực trên các ổ của trục chính.
PH: thành phần lực thẳng đứng, tuỳ theo phay thuận hay nghịch mà nó tác dụng
đè chi tiết xuống hay nâng chi tiết lên.
Pn là thành phần lực nằm ngang hay là lực chạy dao vì nó có phương trùng với
phương chạy dao. Tùy theo phay thuận hay nghịch mà nó có tác dụng làm tăng hay

23
giảm độ dơ cơ cấu truyền động chạy dao. Tính toán cơ cấu chạy dao cũng như đồ gá
kẹp chi tiết.
Khi dùng dao phay trụ răng thẳng ta có:
Giả sử mỗi răng được tác dụng một lực P’
: P’
= p.f
Trong đó:
f- Tiết diện ngang do một răng dao thực hiện
p- Lực cắt đơn vị lên một đơn vị diện tích kG/mm2
Lực cắt đơn vị phụ thuộc vào chiều dày cắt a:
(1-14)
A- Hệ số tính đến điều kiện cắt, phụ thuộc tính chất của vật liệu gia công,
thông số hình học của răng dao phay.
n- Số mũ đặc trưng cho ảnh hưởng của a đến lực p,
n<1; ax- Chiều dày cắt tức thời – (mm)
Khi biết p và f, có thể xác định P’
(1-15)
Chiều dày cắt ax có thể lấy bằng chiều dày cắt trung bình a0
(1-16)
Thay giá trị của ax vào ta có:
(1-17)
Đối với m răng ta có lực P=P’.m với
(1-18)

24
(1-19)
(1-20)
Đặt
Khi đó: (1-21)
Công thức trên là công thức tổng quát có thể dùng cho các loại dao phay
khác như dao phay mặt đầu, dao phay đĩa, dao phay ngón...
Khi biết P và v =πDn/1000 có thể tính phay theo công thức
(1-22)
Ở đây: qN = qp + 1
Công suất chạy dao chiếm khoảng 15% công suất cắt, vì vậy tổng công suất
tính toán (công suất động cơ) sẽ bằng:
(1-23)
Trong đó:
η – Hiệu suất của máy
Kn – Hệ số quá tải tức thời cho phép, Kn = 1,3÷1,5
Dựa theo lực PZ, ta xác định momen xoắn M:
M = PZ.D/2 (kGm)
1.2. Mòn và tuổi bền của dụng cụ
1.2.1 Khái niệm chung về mòn
Mòn là hiện tượng phá huỷ bề mặt và sự tách vật liệu từ một hoặc cả hai bề
mặt trong chuyển động trượt, lăn hoặc va chạm tương đối với nhau. Eyre và Davis
định nghĩa mòn liên quan đến về khối lượng hoặc thể tích, dẫn đến sự thay đổi vượt

25
quá giới hạn cho phép về hình dạng hoặc topography của bề mặt. Nói chung mòn
xảy ra do sự tương tác của các nhấp nhô bề mặt. Trong quá trình chuyển động tương
đối, đầu tiên vật liệu trên bề mặt tiếp xúc có thể bị biến dạng do ứng suất ở đỉnh các
nhấp nhô vượt quá giới hạn dẻo, nhưng chỉ một phần rất nhỏ hoặc không một chút
vật liệu nào tách ra, sau đó vật liệu bị tách ra từ bề mặt dính sang bề mặt đối tiếp
hoặc tách ra thành những hạt mài rời.
Do áp lực, nhiệt độ và tốc độ cắt, các bề mặt tiếp xúc của dao trong quá trình
sử dụng bị mài mòn. Tất cả các loại dụng cụ đều bị mài mòn: theo mặt sau (dạng
mài mòn thứ nhất) hoặc theo mặt sau và mặt trước (dạng mòn thứ hai). Cả hai loại
mòn này đều tồn tại khi gia công với mọi chế độ cắt được dùng trong sản xuất.
1.2.2. Các cơ chế mòn của hai bề mặt trượt tương đối
* Mòn do dính
Khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau, đỉnh các nhấp nhô sẽ bị biến dạng dẻo dưới
tác dụng của ứng suất pháp. Khi hai bề mặt chuyển động tương đối với nhau lớp
màng mỏng ôxy hoá và hấp thụ bị phá vỡ và vật liệu ở đỉnh các nhấp nhô tiếp xúc
trực tiếp gây dính.
Nếu sức bền dính đủ lớn để cản trở chuyển động trượt tương đối, một vùng
của vật liệu sẽ bị biến dạng dưới tác dụng của ứng suất nén và tiếp là sự trượt xảy ra
mạnh dọc theo các mặt phẳng trượt tạo thành các mảnh mòn dạng lá mỏng. Nếu
biến dạng xảy ra trên diện rộng ở vùng tiếp xúc đôi khi mảnh mòn sinh ra có dạng
như hình nêm và dính sang bề mặt đối tiếp.
Loladze và Rabinowicz cho rằng khi hai bề mặt làm từ vật liệu khác nhau
trượt tương đối với nhau các mảnh mòn của vật liệu cứng hơn cũng bị tách ra khỏi
vùng bề mặt. Nguyên nhân do sự dính ngẫu nhiên của vùng bề mặt có sức bền bị
giảm cục bộ với vùng bề mặt có sức bền cao cục bộ của vật liệu mềm. Archard đã
đưa ra mô hình tính toán mòn dính theo công thức sau:
(1-24)
Trong đó: Q là lượng mòn trên một đơn vị chiều dài quãng đường trượt [khối
lượng/chiều dài].

26
k - là xác suất của một tiếp xúc tạo ra một hạt mòn.
σ là giới hạn bền của vật liệu mềm hơn.
* Mòn do mỏi
Theo Bayer mòn do mỏi xảy ra vùng gần bề mặt do vật liệu chịu ứng suất
biến đổi theo chu kỳ. Các vết nứt về mỏi xuất hiện, phát triển từ bề mặt và tự cắt
nhau tạo nên các hạt mòn. Hiện tượng này xảy ra chủ yếu khi hai bề mặt lăn và va
chạm đối với nhau. Halling cho rằng khi các đỉnh nhấp nhô không bị dính hoặc mòn
do hạt mài thì sẽ bị biến dạng dẻo. Sau một số lần tiếp xúc đủ lớn nhấp nhô có thể bị
phá huỷ do mỏi tạo nên hạt mòn. Lý thuyết mòn do dính không giải thích được tại
sao các hạt mòn rời lại được tạo ra, đặc biệt là hạt mòn từ bề mặt cứng hơn. Nhưng
lại có thể giải thích bằng quá trình mòn do mỏi. Vì thế Armarego cho rằng hai cơ
chế mòn do mỏi và dính đều là bộ phận của một quá trình mòn.
* Mòn do hạt mài
Trong nhiều trường hợp mòn bắt đầu do dính tạo nên các hạt mòn ở vùng
tiếp xúc chung, các hạt mòn này sau đó bị ôxy hoá biến cứng và tích tụ lại là nguyên
nhân tạo nên mòn hạt cứng ba vật, trong một số trường hợp hạt cứng sinh ra và đưa
vào hệ thống trượt từ môi trường. Vật liệu tách khỏi bề mặt thông qua biến dạng dẻo
trong quá trình mòn do cào xước có thể xảy ra theo vài chế độ.
Cày là hiện tượng tạo rãnh do hạt mài cứng trượt và gây ra biến dạng dẻo của
vật liệu mềm hơn. Khi các nhấp nhô của bề mặt cứng và ráp hoặc các hạt cứng trượt
trên bề mặt mềm hơn và phá huỷ bề mặt tiếp xúc chung bằng biến dạng dẻo hoặc
nứt tách, trong trường hợp vật đối tiếp là vật liệu dẻo có độ dai va đập cao, đỉnh các
nhấp nhô cứng hoặc các hạt cứng sẽ gây nên biến dạng dẻo của vật liệu mềm hơn
trong cả trường hợp tải nhẹ nhất, trong trường hợp vật liệu giòn có độ dai va đập
thấp mòn xảy ra do nứt tách.
Mòn dụng cụ cắt do hạt mài có nguồn gốc từ các tạp chất cứng trong vật liệu
gia công như oxides và nitrides hoặc những hạt các bít của vật liệu gia công trong
vùng tiếp xúc giữa vật liệu dụng cụ và vật liệu gia công tạo nên các vết cào xước
trên bề mặt dụng cụ.

27
Hình 1.8: Sơ đồ thể hiện các khả năng tương tác của hạt mài với bề mặt của vật
liệu, vết mòn và mặt cắt ngang của nó.
* Mòn do khuếch tán
Nhiệt độ cao phát triển trong dụng cụ đặc biệt là trên mặt trước khi cắt tạo
phoi dây là điều kiện thuận lợi cho hiện tượng khuếch tán giữa vật liệu dụng cụ và
vật liệu gia công. Colwell đã đưa ra nghiên cứu của Takeyama cho rằng có sự tăng
đột ngột của tốc độ mòn tại nhiệt độ 9300
C khi cắt bằng dao hợp kim cứng. Điều
này liên quan đến một cơ chế mòn khác đó là hiện tượng mòn do khuếch tán, ôxy
hoá hoặc sự phân rã hoá học của vật liệu dụng cụ ở các lớp bề mặt. Theo Brierley và
Siekman hiện nay mòn do khuếch tán đã được chấp nhận rộng rãi như một dạng
mòn quan trọng ở chế độ cắt cao, họ chỉ ra các quan sát của Opitz cho thấy trong
cấu trúc tế vi của các lớp dưới của phoi thép cắt bằng dao hợp kim cứng chứa nhiều
các bon hơn so với phôi.
Điều đó chứng tỏ rằng các bon từ các bít volfram đã hợp kim hoá hoặc
khuếch tán vào phoi làm tăng thành phần các bon của các lớp này.
Min và Youzhen đã phát hiện hiện tượng khuếch tán khi phay hợp kim titan
bằng dao phay gắn mảnh hợp kim cứng ở vận tốc cắt 200m/phút. Họ đã quan sát
một lớp giàu các bon dọc theo mặt tiếp xúc giữa bề mặt dụng cụ và vật liệu gia
công, dưới bề mặt dụng cụ xuất hiện một lớp thiếu các bon.
* Mòn do ôxy hoá

28
Dưới tác dụng của tải trọng nhỏ, các vết mòn kim loại trông nhẵn và sáng.
Mòn xảy ra với tốc độ thấp và các hạt mòn ôxits nhỏ được hình thành. Bản chất của
cơ chế mòn này là sự bong ra của các lớp ôxy hoá khi đỉnh các nhấp nhô trượt lên
nhau. Sau khi lớp ôxy hoá bị bong ra thì lớp khác lại được hình thành theo một quá
trình kế tiếp nhau liên tục. Tuy nhiên theo Halling lớp màng ôxits và các sản phẩm
của tương tác hoá học với môi trường trên bề mặt tiếp xúc có khả năng ngăn ngừa
hiện tượng dính của đỉnh các nhấp nhô.
Khi đôi ma sát trượt làm việc trong môi trường chân không thì mòn do dính
xảy ra mạnh do lớp màng ôxits không thể hình thành được.
1.2.3 Mòn dụng cụ và cách xác định
* Mòn dụng cụ
Trong quá trình cắt, phoi trượt trên mặt trước và chi tiết chuyển động tiếp
xúc với mặt sau của dao gây nên hiện tượng mòn ở phần cắt của dụng cụ.
Mòn là dạng hỏng cơ bản của dụng cụ cắt. Mòn mặt trước và mòn mặt sau là
hai dạng mòn thường gặp nhất trong cắt kim loại. Mòn dụng cụ là một quá trình
phức tạp, xảy ra theo hiện tượng lý, hoá ở các bề mặt tiếp xúc phoi và chi tiết với
dụng cụ gia công. Trong quá trình cắt, áp lực trên các bề mặt tiếp xúc lớn hơn rất
nhiều so với áp lực làm việc của chi tiết máy (khoảng 15 đến 20 lần) và dụng cụ bị
mòn theo nhiều dạng khác nhau.
Phần cắt của dụng cụ trong quá trình gia công thường bị mòn theo các dạng:
- Mòn theo mặt sau, hình 1.8 (a).
- Mòn theo mặt trước, hình 1.8 (b).
- Mòn đồng thời cả mặt trước và mặt sau, hình 1.8 (c).
- Mòn tù lưỡi cắt, hình 1.8 (d).

29
Hình 1.9: Các dạng mòn phần cắt của dụng cụ
Mòn mặt trước và mặt sau là hai dạng mòn thường gặp nhất trong cắt kim
loại. Loladez cho rằng cơ chế hình thành vùng mòn mặt trước của dao hợp kim
cứng khác với dao thép gió. Bởi theo ông do hợp kim cứng có độ cứng nóng cao
đến hàng nghìn độ C nên hiện tượng khuếch tán ở trạng thái rắn gây mòn với tốc độ
cao xảy ra trên mặt trước từ vùng có nhiệt độ cao nhất.
Như vậy mòn mặt trước có nguồn gốc do nhiệt.
* Cách xác định mòn

30
Hình 1.10: Các thông số đặc trưng cho mòn mặt trước và mặt sau
Mòn mặt trước và mặt sau của dụng cụ có thể tính toán gần đúng như sau:
(1-25)
Trong đó: V. Bave là chiều cao trung bình của vùng Thể tích mòn mặt trước:
(1-26)
Kích thước dùng để xác định mòn trên hình 1.9 có thể đo bằng kính hiển vi
dụng cụ hoặc thiết bị quang học khác hoặc bằng phương pháp chụp ảnh.

31
1.2.4 Quy luật mòn của dụng cụ cắt
Hình 1.11. Quan hệ giữa độ mòn và thời gian làm việc của dao
Hình 1.11 là quan hệ phụ thuộc giữa độ mòn δ của dụng cụ cắt và thời gian
làm việc của nó τ (gọi là đường cong mòn).
Đường cong mòn có thể chia làm ba phần:
- Phần 1: Mòn ban đầu với khoảng thời gian không lớn. Trong giai đoạn này,
mòn xảy ra với cường độ rất lớn do sự mài mòn các đỉnh nhấp nhô trên bề mặt dụng
cụ.
- Phần 2: Mòn bình thường. Giai đoạn này bắt đầu từ thời điểm khi mà chiều
cao nhấp nhô có giá trị rất nhỏ. Ở giai đoạn này, độ mòn gần như tăng tỉ lệ tuyến
tính với thời gian làm việc của dụng cụ. Đây là giai đoạn có thời gian làm việc lớn
nhất của dụng cụ.
- Phần 3: mòn kịch liệt. Ở giai đoạn này dao có thể bị xước lưỡi cắt hoặc bị
gãy đầu dao. Mòn ở giai đoạn này không cho phép dao tiếp tục làm việc, có nghĩa là
cần phải mài lại dao hoặc thay dao mới.

32
Chương 2
ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG DỊCH BÔI TRƠN LÀM NGUỘI TỚI CÁC
THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH PHAY
2.1 Sơ lược về bôi trơn làm nguội khi gia công cắt gọt
Sự trượt trực tiếp phoi trên mặt trước và phôi trên mặt sau của dụng cụ là các
bề mặt rắn trượt trên nhau sinh ra nhiệt và mòn khốc liệt. Hiện tượng nhiệt và mòn
phụ thuộc vào tính chất cơ, lý, hoá của hai bề mặt tiếp xúc. Sự hấp thụ và hình thành
các lớp màng trong môi trường không khí là nguyên nhân giảm ma sát và mòn. Tuy
nhiên không có gì đảm bảo cho sự tồn tại lâu dài các lớp màng này trong quá trình
phoi và phôi liên tục trượt trên dao làm cho lớp màng không kịp tạo ra. Vậy chất bôi
trơn – làm nguội sẽ vào vùng tiếp xúc chung giữa hai bề mặt để tạo ra các màng
chất lỏng làm giảm ma sát và mòn.
Lớp màng mỏng được tạo ra khi dẫn dung dịch trơn nguội trực tiếp vào vùng
cắt là tác nhân tích cực làm giảm ma sát. Lớp màng tạo thành giữa hai bề mặt đối
tiếp sẽ là mặt phân cách ngăn tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt rắn trượt trên nhau,
nhờ vậy mà giữa hai bề mặt này hệ số ma sát giảm xuống (0,001 0,003) và loại trừ
mòn [21].
Ta thấy rằng khả năng cắt của vật liệu dụng cụ cắt phụ thuộc rất lớn nhiệt độ
vùng cắt, đặc biệt là vật liệu thép các bon dụng cụ và thép gió. Quá trình trao đổi
nhiệt của dung dịch trơn nguội trong cắt gọt sẽ đảm bảo cho nhiệt độ vùng cắt luôn
nằm trong giới hạn làm việc tốt của vật liệu dụng cụ.
Quá trình bôi trơn – làm nguội còn có tác dụng giúp tải phoi ra khỏi vùng gia
công.
Các nguyên tố có mặt trong dung dịch như phốt pho, lưu huỳnh, Clo là tác
nhân làm tăng tính gia công của vật liệu.
2.2 Dung dịch bôi trơn làm nguội quá trình cắt gọt kim loại
2.2.1 Yêu cầu đối với dung dịch trơn nguội
+ Có tác dụng bôi trơn, giảm ma sát tốt ứng với từng vật liệu gia công và vật
liệu làm dao, và điều kiện cắt cụ thể có chất bôi trơn phù hợp, cho hệ số ma sát nhỏ.

33
+ Có tác dụng làm nguội tốt. Dung dịch trơn nguội phải có độ dẫn nhiệt và tỉ
nhiệt cao. Trong thực tế phải lựa chọn các dung dịch bôi trơn - làm lạnh phù hợp.
Tuỳ từng trường hợp cụ thể mà dùng tác dụng bôi trơn là chủ yếu, làm nguội là thứ
yếu và ngược lại.
+ Không bị phân huỷ dưới sự tác động của nhiệt độ cao, sử dụng được lâu
dài.
+ Phải là tác nhân có lợi cho máy, chi tiết, dụng cụ bảo vệ chúng không bị
tác động của môi trường như gỉ sét, ôxy hoá,...
+ Không gây độc hại cho công nhân và không gây ô nhiễm môi trường.
+ Đảm bảo tính kinh tế, dễ tìm, giá cả phù hợp.
+ Áp suất và nhiệt độ khi cắt kim loại rất cao, do đó dung dịch cần tạo được
màng dầu bôi trơn chịu áp lực và nhiệt độ cao.
2.2.2 Các loại dung dịch bôi trơn làm nguội dùng trong gia công cắt gọt
Để có loại dung dịch bôi trơn – làm nguội phù hợp với phương pháp gia công
bằng trộn lẫn các thành phần: Dầu mỏ, mỡ động vật, dầu thực vật, các nguyên tố
hoá học (lưu huỳnh, clo, phốt pho), Emusil (nhũ tương), chất khí, các loại chất rắn
(than chì, bột tan,...) vào nhau với tỷ lệ hợp lý phụ thuộc vào lượng chất hoà tan
trong dung môi, khả năng hoà tan được của chất hoà tan trong môi trường dung
môi, sau gia công cắt gọt chúng tồn tại dưới dạng nào.
1. Dung dịch thực: Là dung dịch trong suốt, có thể có màu, bao gồm các
chất vô cơ và hữu cơ tan trong nước, thể hiện ở (hình 2.1). Các chất hoà tan phân bố
ngẫu nhiên trong môi trường nước, loại dung dịch này có sức căng bề mặt cao hơn
nước nguyên chất, chúng được sử dụng trong làm mát hoặc làm sạch.

34
Hình 2.1. Các phần tử hoà tan trong nước.
2. Dung dịch có các ion tương tác: Là dung dịch kiểu có các ion dương và
ion âm, chúng là các tác nhân tích cực tạo thành khối tích tụ trên bề mặt dung dịch,
chúng tạo thành chất keo phủ lên toàn bộ bề mặt chi tiết sau khi gia công. Loại dung
dịch này có sức căng bề mặt thấp hơn nước nguyên chất. Trong dung dịch này có
nhóm các phần tử hoạt động được phân bố như trên (hình 2.2). Loại dung dịch này
tương đối sạch và có khả năng bôi trơn tốt, nếu bổ sung thêm các chất phụ trợ như:
Clo, lưu huỳnh, phốt pho thì khả năng bôi trơn – làm nguội sẽ tốt hơn.
Hình 2.2. Các phần tử tích tụ khối và phần tử hoà tan trong nước.
3. Dạng Emusil: Là loại dung dịch có các giọt dầu nằm lơ lửng trong nước,
như dầu khoáng, parafin hoặc dầu thô. Dung dịch này tạo ra bằng cách pha dầu

35
khoáng với các tác nhân Emusil và các chất khác để tạo các giọt dầu nhỏ đến 0.08
0.003m (hình 2.3).
Hình 2.3. Các phân tử hoà tan dưới dạng thể sữa.
Dung dịch có khả năng bôi trơn tốt hơn nếu bổ sung thêm các chất phụ trợ
như dầu thực vật, mỡ động vật hoặc các sản phẩm este khác, nếu bổ sung thêm các
thành phần như: Lưu huỳnh, phốt pho hay Clo thì khả năng bôi trơn – làm nguội sẽ
tốt hơn. Loại này vừa có tác dụng bôi trơn vừa có tác dụng làm nguội.
4. Dung dịch tạo thành từ các thành phần hoá học: Dung dịch này là sự
kết hợp của ba loại ở trên, nhưng có các đặc điểm khác sau dây:
+ Lượng dầu hoà tan ít hơn từ 5 45% so với loại 2.
+ Lượng Emusil và các phân tử hoạt động trên bề mặt cao hơn so với loại 2,
điều này cho ta thấy kích thước khối cầu nhỏ hơn so với loại 3. Khi dùng loại dầu
này sẽ giúp quá trình tách phoi tốt, khả năng thâm nhập vùng cắt để bôi trơn làm
nguội tốt.

36
Hình 2.4. Các phân tử hoà tan trong hợp chất hoá học.
5. Dung dịch được tạo thành từ các thành phần dầu: Được lấy từ dầu thô,
dầu thực vật, mỡ động vật, chúng có thể ở thể đơn hoặc dưới dạng pha trộn. Dầu thô
có nhiều nguồn khác nhau như dầu mỏ, parafin, độ nhớt của chúng cũng khác nhau
phụ thuộc vào các thành phần pha trộn. Nếu bổ sung thêm dầu thực vật sẽ làm tăng
khả năng dính ướt của dung dịch và cải thiện khả năng bôi trơn, đặc biệt ở nhiệt độ
cao. Cũng có thể cho thêm các chất như phốt pho, lưu huỳnh, Clo, làm tăng thêm
khả năng bôi trơn – làm nguội của dung dịch.
Hình 2.5. Các phần tử hoà tan trong hợp chất dầu.
6. Tuỳ theo tác dụng bôi trơn hoặc làm nguội là chủ yếu dung dịch trơn
nguội được phân loại như sau:

37
* Nhóm có tác dụng làm nguội là chủ yếu: Những loại dung dịch này sử dụng khi
mục đích giảm nhiệt độ là chủ yếu. Nó được dùng cho các quá trình cắt mà ở đó
nhiệt lượng phát sinh lớn, cần được dẫn khỏi vùng cắt nhanh, giảm tác động xấu của
nhiệt độ đến độ chính xác gia công, chất lượng bề mặt và quá trình mòn của dụng cụ
cắt.
* Nhóm có tác động bôi trơn là chủ yếu: Những dung dịch loại này có tác dụng
bôi trơn là chủ yếu, mục đích là giảm ma sát, mục tiêu giảm nhiệt độ vùng cắt là thứ
yếu (dùng ở các dạng gia công với V cắt nhỏ). Loại này sử dụng khi gia công tinh
lần cuối, dung dịch bôi trơn làm giảm lực nói chung, đặc biệt là giảm ma sát giữa
mặt sau của dao cụ với bề mặt đã gia công. Kết quả là dung dịch bôi trơn góp phần
làm tăng độ chính xác gia công và giảm độ nhấp nhô bề mặt gia công.
2.2.3 Cách sử dụng dung dịch trơn nguội khi phay
Dung dịch trơn nguội chủ yếu dùng để làm giảm nhiệt độ ở vùng cắt, do đó
tuổi bền của dao và chất lượng gia công tăng lên. Đồng thời dung dịch trơn nguội
cũng giữ cho dụng cụ và chi tiết gia công khỏi bị ôxi hoá. Ngoài ra dung dịch trơn
nguội không được gây ảnh hưởng xấu đến lớp sơn bảo vệ máy, trong quá trình làm
việc không được tan thành các thể riêng biệt, dung dịch đòi hỏi phải ổn định,... Gần
đây người ta đã chế tạo các dung dịch đáp ứng được những yêu cầu trên.
- Tưới dung dịch trơn nguội bằng cách sử dụng hai vòi để dẫn trực tiếp dung
dịch vào vùng cắt theo hai mặt bên của dao: Sử dụng tốt nhất khi gia công những
bề mặt có chiều rộng cắt không lớn.
Đây là phương pháp có cách bố trí thiết bị dẫn dung dịch rất đơn giản và dễ
điều chỉnh lượng dung dịch theo yêu cầu trong khi đang gia công.

38
Hình 2.6. Dẫn dung dịch vào hai mặt bên dao phay.
- Tưới dung dịch trơn nguội bằng cách sử dụng hai vòi dẫn trực tiếp vào mặt
trước và mặt sau dao: Thực hiện hiệu quả nhất trên dao phay khi gia công các bề
mặt rộng, thường sử dụng khi gia công mặt phẳng. Phương pháp có hệ thống vòi
tưới phức tạp, phải bố trí vòi di chuyển cùng trục chính máy, trong quá trình cắt nếu
cần điều chỉnh vòi thì hết sức khó khăn (hình 2.7).
Hình 2.7. Dẫn dung dịch vào mặt trước và mặt sau dao phay
- Tưới dung dịch trơn nguội bằng cách dùng thiết bị vòi dẫn dung dịch vào tất
cả các lưỡi cắt: Phương pháp này hiệu quả tưới cao, thường sử dụng cho các loại

39
dụng cụ như dao phay ngón. Nhược điểm chính là gián tiếp dẫn dung dịch vào vùng
cắt, chỉ sử dụng cho các dụng cụ cắt có kích thước đường kính giới hạn (hình 2.8).
Hình 2.8. Dẫn dung dịch vào tất cả các lưỡi cắt.
Sử dụng dung dịch trơn nguội một cách hợp lý có thể tăng tuổi bền từ 1,5 4
lần. Dung dịch trơn nguội và cách sử dụng nó có hiệu quả tốt với loại vật liệu và
phương pháp gia công này, nhưng có thể ít hiệu quả đến loại vật liệu và phương
pháp gia công khác, thậm chí trong một số trường hợp lại gây ảnh hưởng xấu. Mỗi
một tổ hợp: vật liệu gia công – phương pháp gia công - vật liệu làm dụng cụ cắt -
chế độ cắt chỉ thích hợp với một loại dung dịch trơn nguội nhất định.
Trong bảng dưới đây đã chỉ rõ các loại dung dịch trơn nguội và cách sử dụng
dung dịch trơn nguội khi phay [7]:
TT Vật liệu gia công Mã hiệu dung dịch trơn nguội
1 Thép các bon kết cấu
3% Ucơrinon – 1.
58%P3–COЖ–8.
2 Thép hợp kim 5% Ucơrinon – 1.
3 Thép gió dụng cụ OCM-3

40
TT Vật liệu gia công Mã hiệu dung dịch trơn nguội
4 Thép không gỉ
5% Ucơrinon – 1.
58%P3–COЖ–8.
5 Thép độ bền cao và thép chịu lửa MP–1.
6 Hợp kim titan
5% Ucơrinon – 1.
58%P3–COЖ–8.
7 Gang 3% Ucơrinon – 1.
8 Nhôm và hợp kim nhôm 35 % Ucơrinon – 1.
9 Đồng và hợp kim đồng MP–4.
Khi phay gang xám trên máy phay vạn năng, thường người ta không dùng
dung dịch trơn nguội, còn khi phay gang có độ bền cao thì dùng Emusil. Tuy vậy,
đôi khi người ta vẫn dùng dung dịch trơn nguội để dễ phay gang xám. Trong trường
hợp này nên có cơ cấu bảo vệ dưới dạng màn chắn, đặc biệt khi dùng dao phay mặt
đầu bằng hợp kim cứng. Khi gia công các bộ phận thân máy bằng gang, nếu không
dùng dung dịch trơn nguội chi tiết có thể bị nung nóng, vì vậy để giảm biến dạng chi
tiết người ta dùng dung dịch trơn nguội.
2.3 Các phương pháp bôi trơn – làm nguội
2.3.1. Phương pháp bôi trơn – làm nguội tưới tràn
Là phương pháp được dùng phổ biến nhất hiện nay. Phương pháp mà dung
dịch được dẫn tự do vào vùng cắt thông qua hiện tượng mao dẫn và các thiết bị cần
thiết như bơm nước, sự chênh lệch độ cao, bình thông nhau.
* Ưu điểm:
- Tải nhiệt ra khỏi vùng cắt, hạn chế tác dụng xấu của nhiệt độ với dụng cụ cắt.
- Đảm bảo nhiệt độ làm việc của môi trường thấp và ổn định.
- Giúp việc vận chuyển phoi ra khỏi vùng cắt dễ dàng.
- Giảm ma sát giữa phoi và mặt trước, giữa phôi và mặt sau của dụng cụ cắt.
* Nhược điểm:
- Gây ô nhiễm môi trường làm việc, đất đai và nguồn nước.

41
- Tăng chi phí sản xuất, vận chuyển, bảo dưỡng và tái chế chất bôi trơn, đặc biệt
tăng chi phí cho làm sạch trước khi đưa ra môi trường.
- Tiêu tốn nhiều dung dịch trơn nguội.
- Dung dịch khó xâm nhập vào vùng cắt.
Hình 2.9. Gia công bằng phương pháp tưới tràn trên máy phay.
2.3.2 Phương pháp gia công khô
* Ưu điểm:
- Không gây ô nhiễm môi trường.
- Không hao tốn dung dịch trơn nguội.
- Máy không cần trang bị hệ thống bôi trơn.
* Nhược điểm:
- Nhiệt độ vùng cắt lớn.
- Lực cắt lớn hơn so với gia công ướt.
- Khó thoát phoi ra khỏi vùng gia công.
- Phương pháp này chỉ ứng dụng cho một số vật liệu nhất định.

42
Hình 2.10. Phương pháp gia công khô trên máy phay.
2.3.3. Phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu
Dung dịch được phun vào vùng gia công với một áp suất nhất định, chuyển
một lượng nhỏ dung dịch vào vùng cắt với một tốc độ cao (250 300 m/phút),
chúng có tác dụng bôi trơn và làm nguội rất hiệu quả.
Tác dụng hút nhiệt của phương pháp bôi trơn và làm nguội tối thiểu là rất
cao. Dùng phương pháp này cho phép nâng cao tuổi bền của dao thép gió và dao
hợp kim cứng từ 1.5 3 lần so với phương pháp tưới tràn. Phương pháp này có các
ưu điểm, nhược điểm sau:
*Ưu điểm:
- Lượng dung dịch trơn nguội cần thiết chỉ bằng 20 30% so với lượng dung
dịch sử dụng theo phương pháp tưới tràn, do đó giảm chi phí chế tạo chất bôi trơn
làm lạnh.
- Hiệu quả bôi trơn, làm nguội cao nên giảm lực, giảm nhiệt dẫn đến nâng
cao chất lượng sản phẩm.

43
- Tiết kiệm dung dịch trơn nguội, giảm ô nhiễm môi trường.
- Đảm bảo tuổi bền của dụng cụ.
- Phoi sạch, không gây ô nhiễm môi trường.
- Không gian làm việc sạch.
* Nhược điểm:
- Khó vận chuyển phoi ra khỏi vùng cắt.
- Nhiệt độ chi tiết cao.
Hình 2.11. Gia công bằng phương pháp bôi trơn – làm nguội tối thiểu.
2.4 Ảnh hưởng của bôi trơn làm nguội tới quá trình phay sử dụng dao thép gió
2.4.1 Ảnh hưởng đến nhiệt cắt
Trong quá trình tiện, nhiệt sinh ra chủ yếu do công chuyển từ hiện tượng biến
dạng dẻo trong quá trình hình thành phoi gia công, ma sát giữa dao và chi tiết gia
công, ma sát giữa bề mặt tiếp xúc phoi và mặt trước của dao. Khi không sử dụng
các biện pháp trơn nguội, hầu hết nhiệt sinh ra được tồn đọng trong phoi gia công,
một số khác truyền vào dụng cụ cắt và chi tiết gia công. Lượng nhiệt truyền vào chi
tiết gia công sẽ gây nên các hư hỏng lớp bề mặt. Phần khuếch tán vào dụng cụ cắt sẽ
gây nên các hiện tượng lẹo dao, các hư hỏng nhiệt (biến dạng dẻo, các phản ứng hóa
học xảy ra kèm theo), các hư hỏng cơ khí (mài mòn, mỏi, nứt tế vi). Các hư hỏng
hình thành trên dụng cụ cắt sẽ gây nên các dạng hư hỏng liên quan trên bề mặt chi
tiết gia công. Do vậy, các biện pháp làm giảm nhiệt gia công sẽ có ảnh hưởng lớn
đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công và tuổi bền dụng cụ cắt.

44
Nhiệt cắt trong quá trình tiện cứng sử dụng dao cắt CBN để tiện khô có thể
lên đến 9500
C. Nhiệt gia công càng cao khi gia công chi tiết có độ cứng càng cao.
Khi sử dụng các giá trị chế độ cắt càng cao thì nhiệt sinh ra càng lớn. Nhiệt cắt chịu
ảnh hưởng rất lớn bởi vận tốc cắt và ít chịu ảnh hưởng của bước tiến dao và chiều
sâu cắt. Sử dụng các phương pháp BT-LN khác nhau với các dung dịch khác nhau
nhằm hạn chế các ảnh hưởng ngoài mong muốn này khi gia công.
Li và Liang [18] đã thực hiện quá trình đo nhiệt cắt trong quá trình tiện cứng
sử dụng dao cắt Carbide. Điểm đo nhiệt được thực hiện tại phía dưới lưỡi cắt. Kết
quả cho thấy các phương pháp BT-LN khác nhau, có ảnh hưởng khác nhau đến giá
trị nhiệt cắt, song chúng đều có cùng chung một chu trình quan hệ theo thời gian cắt
và vận tốc cắt. Nhiệt cắt sinh ra khi bôi trơn tối thiểu xấp xỉ bằng nhiệt cắt khi bôi
trơn tưới tràn trong khi đó nhiệt cắt khi tiện khô lại quá cao. Điều này cho thấy sự
ảnh hưởng của phương pháp bôi trơn tối thiểu đến khả làm nguội khi gia công
tương đương với quá trình bôi trơn tưới tràn. Ở đây, nhiệt cắt tăng nhanh khi tăng
vận tốc cắt từ 100 đến 200 m/phút nhưng khi vận tốc cắt cao hơn thì nhiệt cắt tăng
không đáng kể. Nhiệt cắt cũng tăng nhanh trong khoảng thời gian cắt trước 1 phút,
thời gian sau đó (đến 10 phút) nhiệt cắt tăng chậm và tỷ lệ với thời gian.
Hình 2.12: Các vùng sinh nhiệt chủ yếu khi tiện [22]
Để khẳng định các ảnh hưởng của quá trình MQL đến nhiệt cắt, Khan và
Dhar [20] đã kiểm tra các đặc tính của phoi hình thành trong quá trình tiện. Kết quả

45
cho thấy những dấu hiệu liên quan đến khả năng BT-LN của phương pháp bôi trơn
tối thiểu so với các phương pháp khác. Hệ số co rút phoi ít hơn, bề mặt sau của phoi
bóng và nhẵn hơn trong quá trình tiện sử dụng MQL. Điều đó khẳng định một lượng
dung dịch trơn nguội đáng kể đã xuất hiện giữa vùng tiếp xúc dao-phoi và phát huy
tác dụng của chúng ở đó. Khi hệ số co rút của phoi ít hơn, sự chuyển biến thành
nhiệt từ quá trình biến dạng dẻo sẽ ít hơn do đó nhiệt cắt sẽ giảm. Mặt khác, khi bề
mặt phoi-dao được bôi trơn, phoi sẽ chuyển động có lực ma sát nhỏ hơn, diện tích
tiếp xúc ít hơn và sẽ càng ít làm tăng nhiệt cắt hơn.
2.4.2 Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến lực cắt
Nhiều nghiên cứu cho thấy sử dụng dung dịch trơn nguội cho phép giảm lực
cắt xuống 30%, thậm chí xuống 45% khi cắt ren bằng tarô [21].
Khi sử dụng dung dịch trơn nguội thì lực cắt phải càng giảm rõ rệt nếu vật
liệu gia công càng có độ dẻo cao. Điều này được giải thích như sau: trong trường
hợp này lực ma sát giữa dao và phoi tăng, do đó hiệu quả của việc sử dụng dung
dịch trơn nguội càng phải cao [21].
Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu lại khuyên không nên sử dụng dung dịch
trơn nguội khi gia công với tốc độ cắt lớn. Ví dụ khi gia công thép 10 với tốc độ cắt
cao và dùng dung dịch trơn nguội emunxi, lực cắt Pz lớn hơn chút ít so với trường
hợp gia công không có dung dịch trơn nguội [21].
Mặc dù có lời khuyên trên, nhưng trong thực tế sử dụng dung dịch trơn nguội
trong mọi trường hợp (kể cả gia công tốc độ cao) vẫn có ưu điểm vì khi có dung
dịch trơn nguội, dụng cụ cắt làm việc êm hơn, tuổi bền dụng cụ cao hơn, ngoài ra độ
chính xác và độ nhám bề mặt cũng được cải thiện đáng kể [21].
2.4.3 Ảnh hưởng đến mòn và tuổi bền dụng cụ cắt
Trong quá trình gia công cắt gọt (nhất là trong quá trình hình thành phoi liên
tục), mòn dụng cụ cắt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mài mòn cơ học, mòn do
bám dính, mòn do sự khuếch tán, ăn mòn hóa học, hoạt động điện tích trên bề mặt
gia công, vật liệu dụng cụ và điều kiện gia công. Dụng cụ cắt thường hỏng sớm do

46
biến dạng dẻo dưới những điều kiện có hại gây ra bởi áp suất lớn, nhiệt độ và tải
trọng động học tại đầu dụng cụ cắt, nếu vật liệu dao thiếu độ bền và độ cứng nóng.
Những khảo sát cho thấy rằng dao hỏng chủ yếu do mòn. Một dạng mòn
dụng cụ quan trọng là mòn mặt sau chính và mặt sau phụ, nó chi phối chất lượng bề
mặt cũng như độ chính xác kích thước. Mòn mặt sau dẫn đến chất lượng bề mặt xấu
và độ chính xác kích thước không đảm bảo.
Nhờ tác dụng bôi trơn-làm mát của dung dịch trơn nguội chủ yếu ảnh hưởng
đến mòn do dính, sự hình thành và mất đi của lẹo dao trong khoảng vận tốc cắt nhất
định [23]. Đặc biệt là hiện tượng mòn do mài mòn của các hạt mài khi cắt ở vật tốc
cắt thấp (dùng dụng cụ HSS) có thể được ngăn chặn bởi chất bôi trôi.
2.4.4. Ảnh hưởng đến chiều cao nhấp nhô bề mặt
Trong quá trình tiện thường, hiện tượng lẹo dao được hình thành và mất đi là
ngẫu nhiên trong quá trình cắt. Tuy nhiên, đối với quá trình tiện cứng, hiện tượng
này hầu như xuất hiện theo một số cơ chế nhất định [24]. Ban đầu, quá trình biến
dạng dẻo xuất hiện sau đó dần dần mài mòn và đẩy lùi lưỡi cắt lui về phía sau và
hình thành các hiện tượng lẹo dao.
Lẹo dao là nguyên nhân cơ bản gây ảnh hưởng lớn đến chiều cao nhấp nhô
bề mặt khi gia công nói chung và khi tiện cứng nói riêng. Trong quá trình tiện cứng,
mối quan hệ này đã được Penalva và các đồng nghiệp [24] khẳng định bằng việc đối
chứng sự trùng khớp giữa profile của chiều cao nhấp nhô bề mặt với profile của lưỡi
cắt trong các điều kiện cắt khác nhau. Ngoài ra, Chou và Song [25] khẳng định bán
kính mũi dao có ảnh hưởng lớn đến chiều cao nhấp nhô bề mặt chi tiết khi tiện
cứng. Mũi dao có bán kính lớn chỉ có tác dụng làm giảm chiều cao nhấp nhô bề mặt
chi tiết gia công khi hiện tượng lẹo dao chưa xuất hiện. Song nó lại tạo điều kiện
cho các hiện tượng lẹo dao hình thành nhiều và nhanh hơn khi sử dụng các loại dao
có bán kính mũi dao nhỏ hơn. Đây là một trong các yếu tố cần được cân nhắc khi
thực hiện quá trình tiện cứng.
Đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp BT-LN đến chiều cao nhấp nhô bề
mặt khi gia công bề mặt vật liệu cứng, Liao và các đồng nghiệp [26] đã công bố kết

47
quả thực nghiệm chứng minh khả năng ảnh hưởng của phương pháp MQL đến sự
làm giảm chiều cao nhấp nhô bề mặt khi gia công. Khi gia công bề mặt không liên
tục, vận tốc cắt càng cao thì phương pháp MQL càng thể hiện tính ưu việt của nó.
Lý do cơ bản giải thích cho quá trình ảnh hưởng này là khả năng làm giảm các vết
nứt tại lưỡi cắt do đoản nhiệt khi gia công. Rõ ràng, khi gia công bề mặt không liên
tục, nhiệt sẽ tăng mỗi khi lưỡi cắt tham gia cắt gọt và nhiệt cắt sẽ giảm sau khi lưỡi
cắt rời bề mặt chi tiết gia công. Do vậy, việc sử dụng quá trình BT-LN theo hình
thức tưới tràn sẽ càng làm tăng sự chênh lệch nhiệt ở đây và làm tăng các vết nứt
đoản nhiệt tại lưỡi cắt dẫn đến làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt chi tiết gia công.
Để xác định được ảnh hưởng của MQL tới chiều cao nhấp nhô bề mặt ta
dùng phương pháp so sánh. Đó là nghiên cứu ảnh hưởng của các công nghệ BT-LN
tới chất lượng bề mặt trong cùng điều kiện công nghệ như:
- Cùng vật liệu gia công;
- Cùng vật liệu dụng cụ cắt;
- Cùng chế độ cắt;
- Cùng hệ thống thiết bị.
Sự biến thiên của chiều cao nhấp nhô bề mặt được theo dõi trong tiến độ gia
công thép bằng mảnh hợp kim, tại một chế độ vận tốc cắt (Vc), bước tiến dao (So),
chiều sâu cắt (t) riêng biệt, dưới điều kiện gia công ướt, khô và MQL làm giảm mòn
mặt sau phụ trung bình và mòn xước trên lưỡi cắt phụ, chiều cao nhấp nhô bề mặt
cũng phát triển rất chậm dưới điều kiện MQL.
Kết luận chương 2
- Tác giả đã nghiên cứu được các phương pháp bôi trơn và làm mát cũng như
tìm hiểu về các phương pháp bôi trơn làm mát quá trình phay.
- Nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của bôi trơn làm mát tới các thông số cơ
bản của quá trình phay.
- Qua phân tích cho thấy, bôi trơn và làm mát ảnh hưởng lớn lớn lực cắt, nhiệt
cắt, từ đó ảnh hưởng tới mòn và tuổi bền của dao. Do đó tác giả tập trung phân tích
ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn làm mát tới mòn dụng cụ cắt và chất lượng bề
mặt sản phẩm sau khi gia công.

48
Chương 3
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DẦU EMUSIL CÓ TRỘN BỘT AL2O3
VÀO DẦU EMUSIL KHI PHAY RÃNH SỬ DỤNG DAO PHAY THÉP GIÓ
3.1 Đặt vấn đề
Quá trình phay rãnh sử dụng dao phay thép gió khá phổ biến và đã được
nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Tuy nhiên vấn đề giảm mòn dao, tăng tuổi bền dao
và giảm độ nhám bề mặt vẫn còn nguyên tính thời sự. Trong đó lựa chọn phương
pháp bôi trơn làm nguội và dung dịch bôi trơn làm nguội hợp lý là biện pháp đơn
giản kinh tế và có hiệu quả để giảm mòn dao và giảm độ nhám bề mặt chi tiết gia
công. Nhiều nghiên cứu trước đây cho thấy rằng dầu nano được tạo ra bằng cách
trộn bột nano vào dung dịch bôi trơn làm mát truyền thống có thể cải thiện hiệu suất
quá trình cắt gọt.
Trong thời gian gần đây, dầu có trộn bột nano (Dầu nano) đã được sử dụng
nhờ hiệu quả bôi trơn làm mát của nó cho truyền động bánh răng [27], dầu nano là
dầu công nghiệp kết hợp với các hạt rắn kích cỡ nano như Al2O3, WS2, MoS2. Khi
so sánh hệ số ma sát của dầu công nghiệp với dầu nano [28], cho thấy việc sử dụng
dầu kết hợp bột nano có thể làm giảm hệ số ma sát, tăng khả năng truyền nhiệt so
với khi sử dụng dầu công nghiệp. Còn trong nghiên cứu về gia công cắt gọt [29], đã
chỉ ra rằng việc sử dụng dầu nano để bôi trơn làm mát vùng cắt, đã làm tăng độ
bóng bề mặt và giảm mòn dụng cụ. Một nghiên cứu khác về tiện cứng vật liệu
AISI4140 có bôi trơn làm mát bằng dầu nano SiO2 [30], độ bóng và độ chính xác bề
mặt gia công tăng và lực cắt giảm. Như vậy hạt nano rắn được cho thêm vào dầu bôi
trơn có thể làm tăng khả năng truyền nhiệt và giảm nhiệt độ trong vùng cắt [31, 32].
Hạt nano Al2O3 có cấu trúc dạng cầu không chỉ có kích thước mà còn có tính chất
cơ học, hóa học và tính kinh tế phù hợp để bổ sung thêm vào dầu công nghiệp [33]
thành dầu nano Al2O3 dùng trong bôi trơn làm mát.

49
Vì vậy, Đề tài nghiên cứu tập trung nghiên cứu ảnh hưởng dung dịch bôi trơn
làm mát có trộn bột Al2O3-80nm tới mòn dao và nhám bề mặt, từ đó xác định tỷ lệ
trộn bột và vận tốc cắt hợp lý khi gia công.
3.2 Hệ thống thí nghiệm
Với mong muốn của tác giả là áp dụng kết quả của đề tài vào chính đơn vị do
mình công tác. Nhằm cải tiến công nghệ hiện có và nâng cao năng suất, chất lượng
sản phẩm. Cho nên tác giả đã khảo sát, đánh giá tình hình và năng lực thực tiễn của
đơn vị, đề xuất với Giáo viên hướng dẫn và Giám đốc Nhà máy áp dụng vào sản
phẩm truyền thống của Nhà máy, hàng năm sản xuất với số lượng lớn (150 nghìn
sản phẩm/năm) đó là chế tạo chi tiết cơ khí loa phụt của đạn chống tăng B41M, sử
dụng các trang bị, máy móc, thiết bị cơ lý hóa hiện có của Nhà máy và các đơn vị
bên ngoài. Nhiệm vụ này đã nhận được sự ủng hộ của Giáo viên hướng dẫn và
Giám đốc Nhà máy cho phép thực hiện tại Xí nghiệp cơ khí.
3.2.1 Trang thiết bị thí nghiệm
3.2.1.1 Máy gia công
Tên thiết bị : MÁY PHAY VẠN NĂNG
Ký hiệu : X63W/1
Số xuất xưởng: 189 Nước sản xuất: TRUNG QUỐC
Năm sản xuất : 1999 Năm sử dụng : 2001
TT Thông số kỹ thuật Đơn vị Giá trị (chỉ số)
1. Kích thước bàn máy mm 100x600
2. Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy:
- Phương dọc mm 880
- Phương ngang ‘’ 300
- Thẳng đứng ‘’ 360
3. Khoảng cách từ tâm trục chính đến mặt bàn máy mm 30~410
4. Góc độ quay của Đầu máy độ 45
5. Giới hạn tốc độ quay trục chính: 18 cấp vg/phút 30~1500
6. Đường kính lỗ trục chính mm 29

50
TT Thông số kỹ thuật Đơn vị Giá trị (chỉ số)
7. Đường kính chuôi dao mm 32
8. Tốc độ bàn máy: - Dọc mm/phút 19~950
- Ngang ‘’ 19~950
- Đứng ‘’ 6.3~317
9. Khối lượng lớn nhất của phôi gia công kg 1000
10. Công suất động cơ truyền động: - Trục chính kW 11 (1460v/ph)
- Chạy bàn ‘’ 3 (1420 v/ph)
11. Bơm làm mát kW 0.125 (2970
v/ph)
12. Kích thước máy mm 2556x2159x1830
13. Khối lượng máy kg 3800
Hình 3.1 Máy phay vạn năng X63W/1

51
3.2.1.2 Dụng cụ cắt
Sử dụng dao phay 3 me phay rãnh chi tiết loa phụt đạn B41M, làm bằng thép
gió P18, số răng Z=16, nhiệt luyện 62÷65HRC, sản phẩm không rạn, nứt. Để phục
vụ cho thí nghiệm đề tài, tác giả đã chế tạo 40 dao, sau đó tiến hành kiểm tra
nghiệm thu và chọn ra 9 dao đạt các chỉ tiêu kỹ thuật tốt nhất để thực hiện thí
nghiệm.
Hình 3.2 Thiết kế dao phay chi tiết loa phụt

52
Hình 3.3: Dao phay chi tiết loa phụt phục vụ cho thí nghiệm
3.2.2 Chế độ công nghệ
3.2.2.1 Chế độ cắt
Quá trình phay rãnh chi tiết loa phụt được lựa chọn để phân tích:
Sơ đồ công nghệ chế tạo phôi và phay rãnh loa phụt
Cắt phôi Rèn phôi Thường hóa Gia công lỗ sơ bộ
Phay rãnh Khoan 6 lỗ Ø3,7+0,2 Tiện ngoài Tiện ren M39 x1,5
Vì đây là sản phẩm quốc phòng nên phôi loa phụt được làm từ vật liệu thép
40X GOST 4543-71 được Nhà máy nhập khẩu từ Nhật có CO,CQ và được Hội
đồng cấp Bộ Quốc phòng nghiệm thu, sau khi về Nhà máy cũng phải kiểm tra lại
thành phần của thép một lần nữa, đạt yêu cầu mới đưa vào sản xuất.

53
Hình 3.4: Phôi hoàn chỉnh phục vụ cho thí nghiệm

54
Hình 3.5: Sản phẩm sau khi phay rãnh
Tác giả thí nghiệm với chế độ công nghệ của Nhà máy đang sử dụng hiện
nay khi gia công phay rãnh chi tiết loa phụt như sau: chế độ cắt: n =60÷70v/p (tốc
độ cắt từ 19÷22m/p), S=120÷140mm/phút, sử dụng phương pháp bôi trơn làm nguội
tưới tràn, bơm làm mát 0.125 kW (2970 v/ph), thực hiện với tốc độ dao theo

55
3 mức tốc độ 25m/p, 30m/p, 35m/p, lượng chạy dao lấy theo QTCN Nhà máy đang
thực hiện S=130mm/phút, chiều sâu cắt là 10mm.
3.2.2.2 Chế độ bôi trơn làm mát
Hiện tại, Công ty đang sử dụng dung dịch bôi trơn làm mát là Dầu cắt gọt
kim loại BW Cool EX-8500V (Theo tiêu chuẩn ISO 9001; ISO 14001) được pha
loãng. Dầu cắt gọt có các thông số như bảng 3.1. Dầu BW Cool EX-8500V được
pha loãng và kiểm tra chất lượng tại công ty theo chỉ dẫn như trong bảng 3.2
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của dầu BW Cool EX-8500V
TT Tên chỉ tiêu Giá trị của chỉ tiêu kiểm tra
1 Tỷ trọng (g/cm3
) 0,965 0,995
2 Độ pH (pha 5% với nước cất) 8,0 9,5
3 Cảm quan Vàng nhạt
4 Cảm quan pha 5% với nước máy Trắng sữa (trắng mờ)
5 Giá trị khúc xạ kế: [5%] 3,5
Bảng 3.2: Phương pháp pha, kiểm tra, điều chỉnh nồng độ dầu cắt gọt:
Pha dầu với nước Thời
Kiểm tra, điều chỉnh nồng độ
Loại (dung dịch nước tưới nguội) gian
TT
dầu sử
Cách pha Tỷ lệ pha
Chu Thiết bị Cách điều
dụng kỳ đo chỉnh
- Xác định số lượng Nếu nồng độ
dung dịch cần pha; khác 5±0,5
% thì
BW Cool - Tính lượng nước và 95 0,5 % bổ sung nước
dầu cần để pha; nước và 6 1 ngày Khúc hoặc dầu cho tới
1 EX-
- Cho nước vào thùng 5 0,5
% dầu tháng 1 lần xạ kế khi đạt nồng độ
8500V
trước, đổ dầu vào sau, 5±0,5 %
sau đó khuấy đều.
Bôi trơn và làm mát quá trình gia công theo phương pháp tưới tràn, sử dụng
dầu emusil có trộn bột nano Al2O3-80nm. Bột Al2O3 được sản xuất bởi trung tâm

56
nghiên cứu vật liệu nano, USA, được trộn vào dầu emusil bằng phương pháp trộn
cơ học sử dụng máy khuấy Scilogex OS400S trong 30 phút, tốc độ khuấy trộn là
1.000 vòng/phút. Sau đó trộn trong thùng bằng máy khuấy như Hình 3.6.
Hình 3.6 Máy khuấy dung dịch
Để lựa chọn được vùng tỷ lệ bột nano thích hợp, tiến hành các thí nghiệm
khảo sát sơ bộ bao gồm các tỷ lệ dung dịch 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,5%, 1,0%, 2,0%
Al2O3. Sau khi khuấy trộn quan sát lắng đọng của bột sau khi pha trong dung dịch
trong thời gian 5 phút, 30 phút, 1 giờ, 1 ngày ta nhận thấy với tỷ lệ bột càng cao thì
sự lắng đọng, phân lớp dưới đáy càng lớn nên tác giả chọn tỷ lệ pha trộn để thí
nghiệm là 0%, 0,2%, 0,4%.

57
Hình 3.7 Dung dịch 0,1% Al2O3

58

59
Hình 3.11: Dung dịch 1,0% Al2O3

60
- Khảo sát độ nhớt của dầu nano
Đo độ nhớt của dầu trước và sau khi trộn trên thiết bị đo độ nhớt tại Trung
tâm đo lường nhà máy Z131, như Hình 3.13.

61
Hình 3.13 Thiết bị đo độ nhớt TV250, xuất xứ Hà lan
Độ nhớt của dầu bôi trơn làm mát trong trường hợp trộn bột nano với các tỷ
lệ các nhau được thể hiện trong bảng 3.3; 3.4.
Bảng 3.3 Kết quả đo độ nhớt (cSt) ở 400
C của dầu emusil
khi trộn bột nano Al2O3
Tỷ lệ bột nano Al2O3 trộn vào dung dịch (%)
0 0.1 0.2 0.3 0.5
Độ nhớt ở 400
C 6,754 6,883 6,98 7,079 7,198

62
Bảng 3.4 Kết quả đo độ nhớt (cSt) ở 600
C, 800
C, 1000
C của
dầu emusil khi trộn bột nano Al2O3
Tỷ lệ bột nano Al2O3 trộn vào dầu emusil (%)
0 0.1 0.3 0.5
C (cSt) 7,267 10,97 11,40 12,54
C (cSt) 7,235 10,26 10,54 11,54
C (cSt) 7,104 7,83 9,12 10,11
cSt
(‰)
Hình 3.14 Biểu đồ kết quả đo độ nhớt (cSt) ở 400
C, 600
C, 800
C,
1000
C của dầu emusil khi trộn bột nano Al2O3
Như vậy, khi trộn bột nano vào dầu emusil thì các hạt nano phân tán trong
dầu làm dầu đặc hơn và tăng độ nhớt của dầu. Độ nhớt của dầu tăng sẽ làm tăng
hiệu quả bôi trơn của dầu và tăng thời gian sử dụng của dầu khi gia công.
- Kiểm tra độ dẫn nhiệt của dầu nano
Ngoài độ nhớt thì độ dẫn nhiệt của dung dịch là một trong những thông số ảnh
hưởng tới hiệu quả của quá trình bôi trơn và làm nguội của dung dịch khi gia công
cắt gọt. Độ dẫn nhiệt của dầu có trộn bột nano được kiểm tra với các tỷ lệ tương
ứng, tại Phòng phát triển Công nghệ hóa học thuộc Trung tâm phát triển khoa học

63
công nghệ, Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Kết quả đo được thể
hiện trong bảng 3.5.
Bảng 3.5 Kết quả đo độ dẫn nhiệt (W.m/K) của dầu emusil
Cỡ hạt (nm) Tỷ lệ bột nano Al2O3 trộn vào dầu emusil (%)
0 0.1 0.2 0.3 0.5
80nm 1,769 2,191 2,296 2,437 2,648
(W.m/K)
(‰)
Hình 3.15 Biểu đồ kết quả đo độ dẫn nhiệt (W.m/K) của dầu emusil
Kết quả cho thấy, dầu có trộn bột Al2O3 có kích thước nano có khả năng tăng
khả năng dẫn nhiệt của dung dịch. Khi trộn bột nano thì tỷ lệ bột tăng làm độ dẫn
nhiệt của dung dịch tăng theo. Do đó, trộn bột nano vào dung dịch có thể có hiệu
quả tích cực trong quá trình gia công cắt gọt, và cụ thể là trong quá trình phay lăn
răng.
3.3 Thiết kế thí nghiệm Taguchi
Phương pháp thiết kế thí nghiệm Taguchi sử dụng ma trận thí nghiệm đơn
giản, đã được ứng dụng có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau.
Nhiều nghiên cứu và ứng dụng từ những năm 1970 đã chỉ ra rằng phương pháp
Taguchi có thể sử dụng cho nghiên cứu hàn lâm, cũng như cho những ứng dụng

64
trong sản xuất, và đặc biệt phù hợp cho những người có hiểu biết hạn chế về thống
kê.
Các bảng Taguchi có thể được tạo ra bằng tay (với các bảng nhỏ) hoặc bằng
các thuật toán thông qua các phần mềm. Việc lựa chọn các bảng được dựa theo số
lượng các thông số khảo sát và các mức giá trị thay đổi của chúng. Phân tích
phương sai (ANOVA) dựa vào dữ liệu từ các ma trận thí nghiệm của Taguchi có thể
được sử dụng để lựa chọn các thông số mới để tối ưu hóa các kết quả đầu ra. Dữ
liệu từ các bảng có thể được phân tích bằng biểu đồ, hình ảnh, ANOVA và hệ số
kiểm tra fisher (F). Do đó phương pháp này cho phép sử dụng tối thiểu các thí
nghiệm cần thiết để để nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số lên một đặc tính
được lựa chọn nào đó của một quá trình/sản phẩm từ đó nhanh chóng điều chỉnh các
thông số tiến đến tối ưu nhanh nhất. Như vậy, có thể sử dụng phương pháp Taguchi
để tìm tổ hợp các thông số công nghệ ảnh hưởng tới các yếu tố cơ bản của quá trình
cắt trong mô hình thí nghiệm đơn lưỡi cắt.
3.3.1 Xây dựng ma trận thí nghiệm
Thông số đầu vào và các mức của các thông số
Với mục đích khảo sát mòn dao và nhám bề mặt khi phay rãnh bằng dao
phay đĩa thép gió nhằm đánh giá hiệu quả của việc sử dụng dầu bôi trơn có trộn bột
Al2O3, thí nghiệm lựa chọn các thông số khảo sát bao gồm: Vận tốc cắt và tỷ lệ trộn
bột nano Al2O3-80nm với các mức giá trị khảo sát như trong bảng 3.6.
Bảng 3.6 Các thông số khảo sát và mức giá trị tương ứng
T
Mức giá trị
Yếu tố khảo sát Ký hiệu
T 1 2 3
1 Vận tốc cắt (m/phút) A 25 30 35
2 Tỷ lệ hạt (%) B 0 0,2 0,4
Sự tương tác giữa các yếu tố
Việc lựa chọn sự tương tác giữa các thông số trong nghiên cứu phụ thuộc vào
sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các các thông số đến kết quả nghiên cứu. Trong phạm
vi nghiên cứu, tương tác giữa tỷ lệ bột và cỡ hạt, tương tác giữa vận tốc cắt và cỡ
hạt và tương tác giữa vận tốc cắt và tỷ lệ bột được xem xét nghiên cứu.
Bậc tự do của ma trận thí nghiệm

65
Bậc tự do của ma trận thí nghiệm được xác định bằng tổng bậc tự do của các
thông số với bậc tự do các sự tương tác, bảng 3.7:
- Bậc tự do của một thông số: dof=K-1; với K là số mức giá trị của thông số.
- Bậc tự do của mỗi tương tác giữa các thông số: dof(AxB)=(KA-1).(KB-1) với KA,
KB là số mức giá trị của thông số A, B.
Bảng 3.7 Bậc tự do của ma trận thí nghiệm
Thông số A B AxB Tổng
dof 2 2 4 8
Như vậy ma trận thí nghiệm này có bậc tự do là 13 và bảng ma trận thí
nghiệm của Taguchi được lựa chọn phải lớn hơn hoặc bằng 13.
Ma trận thí nghiệm
Như vậy, Với các thông số khảo sát với vận tốc cắt có 3 mức và tỷ lệ bột có 3
mức giá trị, thiết kế thí nhiệm L9 (như bảng 3.8) được lựa chọn để phân tích ảnh
hưởng của các thông số A, B và các tương tác giữa chúng tới các yếu tố đầu ra. Từ
đó thành lập được ma trận thí nghiệm như bảng 3.9.
Bảng 3.8 Thiết kế thí nghiệm L9 [34] Bảng 3.9 Ma trận thí nghiệm
Vận tốc
Tỷ lệ
STT A B STT cắt
(%)
(m/ph)
1 1 1 1 25 0.0
2 1 2 2 25 0.2
3 1 3 3 25 0.4
4 2 1 4 30 0.0
5 2 2 5 30 0.2
6 2 3 6 30 0.4
7 3 1 7 35 0.0
8 3 2 8 35 0.2
9 3 3 9 35 0.4

Khảo Sát Mòn Dao Khi Bôi Trơn, Làm Mát Quá Trình Phay Bằng Dầu Nano.doc

Khảo Sát Mòn Dao Khi Bôi Trơn, Làm Mát Quá Trình Phay Bằng Dầu Nano.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Khảo Sát Mòn Dao Khi Bôi Trơn, Làm Mát Quá Trình Phay Bằng Dầu Nano.doc

Similar to Khảo Sát Mòn Dao Khi Bôi Trơn, Làm Mát Quá Trình Phay Bằng Dầu Nano.doc (20)

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Khảo Sát Mòn Dao Khi Bôi Trơn, Làm Mát Quá Trình Phay Bằng Dầu Nano.doc