Luận án TS Nguyễn Anh Tuấn - Ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến mòn đá và bề mặt khi mài rãnh tròn xoay

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN MÒN ĐÁ VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT KHI MÀI ĐỊNH HÌNH RÃNH TRÒN XOAY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2018 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Anh Tuấn NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN MÒN ĐÁ VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT KHI MÀI ĐỊNH HÌNH RÃNH TRÒN XOAY Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. NGUYỄN VIẾT TIẾP Hà Nội – 2018 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Những nội dung, các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

Các kết quả này chưa có tác giả nào công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Người hướng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh Luận án tiến sĩ Kĩ thuật LỜI CÁM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, góp ý và chia sẻ của mọi người. Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Cơ khí. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới tập thể Thầy hướng dẫn PGS.TS Vũ Toàn Thắng, PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp, các Thầy đã hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành được luận án.

Tôi cũng xin chân thành biết ơn sâu sắc tới Quý Thầy Cô Bộ môn Công nghệ chế tạo máy và Bộ môn Cơ khí Chính xác và Quang Học đã chỉ bảo và cho tôi những ý kiến bổ ích, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em công tác tại Bộ môn Công nghệ chế tạo máy và Bộ môn Cơ khí chính xác và Quang Học, tập thể NCS tại Bộ môn đã chia sẻ cũng như tạo điều kiện giúp tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn Công ty cổ phần Cơ khí Phổ Yên đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp, Ban lãnh đạo Khoa Cơ khí đã tạo điều kiện về chế độ, thời gian, công việc giúp tôi hoàn thành nhiệm vụ.

Cuối cùng xin cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã chia sẻ, động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2018 Tác giả luận án Nguyễn Anh Tuấn Luận án tiến sĩ Kĩ thuật MỤC LỤC Trang MỤC LỤC. I DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. IV DANH MỤC HÌNH VẼ .V DANH MỤC BẢNG BIỂU.

IX MỞ ĐẦU. Lý do lựa chọn đề tài luận án. Mục đích, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

Những đóng góp mới. Cấu trúc của luận án .4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÀI ĐỊNH HÌNH. Đặc điểm chung của quá trình mài định hình. Các phương pháp mài định hình.

Các đại lượng đặc trưng của quá trình mài định hình rãnh tròn xoay. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. Tình hình nghiên cứu ngoài nước. Tình hình nghiên cứu trong nước.

Xác định nhiệm vụ nghiên cứu của luận án .29 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .30 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN MÒN ĐÁ VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT KHI MÀI ĐỊNH HÌNH RÃNH TRÒN XOAY. Tổng quan về mối quan hệ giữa các đại lượng trong quá trình mài định hình rãnh tròn xoay. Chất lượng bề mặt chi tiết khi mài định hình rãnh tròn xoay. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bề mặt của chi tiết khi mài định hình rãnh tròn xoay.

Phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến độ nhám bề mặt chi tiết khi mài định hình rãnh tròn xoay. Phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến độ ô van của chi tiết khi mài định hình rãnh tròn xoay .37 I Luận án tiến sĩ Kĩ thuật 2. Mòn đá và tuổi bền của đá mài khi mài định hình rãnh tròn xoay. Bản chất và cơ chế của quá trình mòn đá khi mài định hình rãnh tròn xoay.

Sửa đá khi mài định hình rãnh tròn xoay. Tuổi bền của đá mài khi mài định hình rãnh tròn xoay. Ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến mòn đá khi mài định hình rãnh tròn xoay .50 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .54 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM. Xây dựng mô hình thực nghiệm.

Các đại lượng đầu vào. Các đại lượng đầu ra. Các đại lượng cố định. Các đại lượng nhiễu.

Điều kiện thực nghiệm. Máy mài định hình. Phôi thực nghiệm. Thiết kế, chế tạo hệ thống đo khí nén để đo mòn đá khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi.

Nguyên lý của phương pháp đo mòn đá bằng hệ đo khí nén. Tính toán thiết kế hệ đầu đo khí nén để đo mòn đá khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi. Xây dựng đường đặc tính động của hệ thống đo khí nén. Đặc điểm của dòng khí nén xung quanh đá mài đang quay khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi.

Giải pháp thu nhận và xử lý tín hiệu đo để đo trực tuyến độ mòn của đá mài khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi.83 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .93 II Luận án tiến sĩ Kĩ thuật CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN MÒN ĐÁ, CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT KHI MÀI ĐỊNH HÌNH RÃNH TRÒN XOAY. Xác định phương pháp tiến hành thực nghiệm. Thực nghiệm kiểm chứng khả năng làm việc của hệ thống thí nghiệm. Trình tự các bước tiến hành thí nghiệm.

Kết quả thực nghiệm. Thực nghiệm thăm dò đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến mòn đá và chất lượng bề mặt của chi tiết. Thực nghiệm xác định mối quan hệ giữa chế độ công nghệ với mòn đá và chất lượng bề mặt của chi tiết. Xác định mối quan hệ giữa chế độ công nghệ và lượng mòn đá.

Xác định mối quan hệ giữa chế độ công nghệ và độ nhám bề mặt chi tiết. Xác định mối quan hệ giữa chế độ công nghệ và độ ô van của chi tiết. Ứng dụng giải thuật di truyền để xác định chế độ công nghệ tối ưu và thời điểm sửa đá hợp lý. Xây dựng bài toán tối ưu khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208.

Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208 trên máy mài 3MK136B. Ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài vào thực tiễn sản xuất. Thiết kế hệ thống giám sát độ nhám bề mặt chi tiết khi mài định hình rãnh lăn tròn xoay. Thực nghiệm đánh giá khả năng giám sát độ nhám bề mặt chi tiết của hệ thống .135 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU .139 TÀI LIỆU THAM KHẢO.140 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .144 PHỤ LỤC …………………………………………………………………………………… III Luận án tiến sĩ Kĩ thuật DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải nội dung Đơn vị Vs Tốc độ của đá mài m/s Vw Tốc độ của chi tiết m/ph ds Đường kính đá mài mm dw Đường kính chi tiết mm Shk Lượng chạy dao hướng kính m/s t Chiều sâu cắt m lc Độ dài cung tiếp xúc mm Ft Lực cắt tiếp tuyến N Fn Lực cắt pháp tuyến N Fa Lực cắt dọc trục N Ra Sai lệch profin trung bình cộng m Hz Lượng mòn của đá mài m O Độ ô van m GA Giải thuật di truyền HTCN Hệ thống công nghệ GSTT Giám sát trực tuyến ĐKTN Điều khiển thích nghi NST Nhiễm sắc thể IV Luận án tiến sĩ Kĩ thuật DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.

Sơ đồ mài định hình rãnh lăn vòng trong và vòng ngoài ổ bi cầu. Bản chất quá trình cắt của đá mài khi mài định hình. Phân bố hạt mài trên bề mặt đá và cơ hội tham gia cắt của chúng. Các thông số hình học của lưỡi cắt đá mài.

Sơ đồ biểu diễn ba giai đoạn hình thành phoi mài. Các chuyển động cắt của một số phương pháp mài định hình. Sơ đồ mài định hình rãnh lăn vòng bạc trong vòng bi cầu. Sơ đồ mài định hình rãnh lăn vòng bạc ngoài vòng bi cầu.

Sơ đồ mài định hình tiến dao ngang trên máy mài phẳng. Sơ đồ mài định hình bề mặt trụ trên máy mài tròn ngoài. Sơ đồ mài định hình bề mặt trụ và mặt đầu trên máy mài tròn ngoài. Sơ đồ các lực tác dụng lên phôi khi mài định hình vô tâm chi tiết rãnh lăn vòng trong ổ bi cầu định vị trên các giá đỡ cố định.

Các thông số đặc trưng trong mài tiến dao nghiêng trên máy mài tròn ngoài. Sơ đồ các lực tác động lên phôi khi mài định hình vô tâm chi tiết rãnh lăn vòng bạc ổ bi cầu định vị trên các giá đỡ cố định. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm mài định hình trên máy mài phẳng để đánh giá khả năng cắt gọt của đá mài CBN. Sơ đồ nguyên lý và hệ thống thí nghiệm đo diện tích mòn phẳng của đá bằng máy ảnh CCD camera.

Sơ đồ hệ thống thí nghiệm đo mòn đá khi mài phẳng bằng cách sử dụng một micromet không khí để đo sự thay đổi vận tốc của luồng không khí xung quanh đá mài đang quay. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm đo mòn đá khi mài phẳng bằng cách sử dụng một ống Pilot để đo sự thay đổi vận tốc của luồng không khí xung quanh đá mài đang quay. Sơ đồ nguyên lý đo mòn đá khi mài phẳng bằng hệ đầu đo khí nén. Mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt chi tiết với thành phần lực tiếp tuyến riêng .