Tài liệu Đề tài “Nghiên cứu nguyên công mài, thiết kế dụng cụ mài khôn” pdf

- Nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của các chi tiết máy, từ đó đặt ra nhiều đòi hỏi với công đoạn gia công cuối cùng như: - Các phương pháp gia công lần cuối phải đảm bảo đạt n

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

Nghiên cứu nguyên công mài, thiết kế

dụng cụ mài khôn

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày tháng năm 2012 Giảng viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Ngày tháng năm 2012 Giảng viên phản biện

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa – hiện đại hóa theo địnhhướng XHCN, trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng.Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức laođộng của con người để tạo ra và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi conngười chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều Là một sinh viên khoa cơ khí chếtạo, là một nhân lực chuẩn bị bước ra làm việc ngoài cuộc sống em luôn thấy đượctầm quan trọng của những kiến thức mà mình tiếp thu được từ thầy cô, bạn bè, sáchbáo, internet

Trong quá trình đào tạo của trường, học sinh - sinh viên được học chuyênmôn về chế tạo máy được giao cho làm đồ án Thông qua việc làm đồ án sinh viênnâng cao được trình độ hiểu biết của mình, biết trình tự thiết kế, phương pháp vàquá trình gia công, tạo điều kiện nâng cao năng suất và chất lượng bề mặt gia công

Vì chất lượng bề mặt gia công là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả cuối cùngcủa quá trình gia công, sản xuất

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của máy móc thiết bị hiện đại đòi hỏingành công nghệ chế tạo máy sẽ phải có những tiến bộ vượt bậc về năng suất và độchính xác gia công cơ Bên cạnh hướng sử dụng các dụng cụ mới, trước mắt người

ta vẫn phải đầu tư nhiều cho việc hoàn thiện các phương pháp gia công cơ theo một

số hướng sau:

- Đổi mới nâng cao năng suất, độ chính xác chế tạo phôi

- Sử dụng các loại dụng cụ có độ cứng cao từ các hợp kim cao cấp

- Nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của các chi tiết máy, từ đó đặt

ra nhiều đòi hỏi với công đoạn gia công cuối cùng như:

- Các phương pháp gia công lần cuối phải đảm bảo đạt năng suất, độ chính xác

và chất lượng bề mặt gia công cao

- Phải thích hợp với quá trình gia công vật liệu cứng

Để đạt được chất lượng bề mặt gia công có nhiều phương pháp:tiện, phay,mài, doa… Nhưng mài là một phương pháp gia công tinh có thể đáp ứng đượcnhững đòi hỏi trên Chính vì vậy mà mấy năm gần đây vị trí của phương pháp màicàng được khẳng định Hiện nay phương pháp mài đang được sử dụng rộng dãi, cónhiều ưu điểm, ngày càng được cải tiến để áp dụng vào các lĩnh vực của đời sống

Dưới sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của thầy giáo Th.s Luyện Duy Tuấn cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa, em đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu nguyên công mài, thiết kế dụng cụ mài khôn”.

Qua thời gian làm đồ án với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinhnghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót Emrất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô, cùng với các bạn để đồ án của emđược hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thiết kế:

Phùng Quang Công

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

MỤC LỤC 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 8

DANH MỤC HÌNH ẢNH 9

DANH MỤC CÁC BẢN VẼ 11

PHẦN A: NGHIÊN CỨU NGUYÊN CÔNG MÀI 122

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 13

I.1 Gia công mài: 13

I.1.1 Lịch sử của nguyên công mài: 13

I.1.2 Đặc điểm của nguyên công mài: 15

I.1.3 Độ chính xác đạt được khi mài: 15

I.2 Tương tác trong vùng mài: 17

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP MÀI 20

II.1 Mài mặt trụ ngoài: 20

II.1.1 Mài có tâm: 20

II.1.2: Mài không tâm: 21

II.2 Mài trụ trong: 22

II.2.1 Mài có tâm: 22

II.2.2 Mài lỗ không tâm: 23

II.3 Mài mặt phẳng: 23

II.4 Mài định hình: 24

II.4.1 Mài ren: 25

II.4.2 Mài răng: 25

II.5 Mài dây: 26

II.6 Mài nghiền: 26

II.6.1 Nghiền mặt phẳng: 28

II.6.2 Nghiền Mặt trụ ngoài: 28

II.6.3 Nghiền Mặt trụ trong: 29

II.7 Mài khôn: 30

II.8 Mài siêu tinh xác: 33

II.9 Đánh bóng: 35

CHƯƠNG III: CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU CÁC LOẠI ĐÁ MÀI 37

III.1 Cấu tạo đá Mài: 37

III.1.1 Vật liệu hạt mài: 37

III.1.2 Cỡ hạt: 40

III.1.3 Chất kết dính: 40

III.1.4 Cấu trúc đá mài: 42

III.1.5 Độ cứng: 42

III.1.6 Độ mòn và tuổi bền của đá mài: 43

III.2 Các loại đá mài: 44

III.3 Phương pháp thử và cân bằng đá mài: 47

III.3.1 Cách thử nghiệm đá mài: 47

III.3.2 Phương pháp cân bằng: 47

III.3.3 Các bước tiến hành cân bằng đá mài: 47

III.4 Lắp và sửa đá mài: 48

III.4.1 Phương pháp gá lắp đá mài: 48

III.4.2 Phương pháp rà sửa đá: 48

CHƯƠNG IV: MÁY MÀI VÀ CÁCH VẬN HÀNH MÁY 49

IV.1 Giới thiệu một số loại máy mài: 49

IV.2 Cách vận hành máy mài: 53

IV.2.1 Đặc tính kỹ thuật của máy mài phẳng ACRA: 53

IV.2.2 Các bộ phận cơ bản của máy mài phẳng ACRA: 53

IV.2.3 Thao tác vận hành máy mài phẳng: 55

IV.2.4 Chăm sóc và bảo dưỡng máy mài: 57

CHƯƠNG V: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA BỀ MẶT MÀI……… 51

V.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bề mặt mài:………51

V.2 Sự thay đổi cấu trúc lớp bề mặt mài:……….51

V.3 Ứng suất dư bên trong của vật mài:……… 52

CHƯƠNG VI: CHẾ ĐỘ CẮT – LỰC CẮT KHI MÀI 60

VI.1 Chế độ cắt và thành phần lớp cắt: 60

VI.1.1 Tốc độ cắt: 60

VI.1.2 Chiều sâu cắt: 60

VI.1.3 Lượng chạy dao: 60

VI.1.4 Tiết diện cắt: 60

VI.2 Lực cắt và công suất cắt khi mài: 61

VI.3 Xác định chế độ cắt gọt khi mài: 62

CHƯƠNG VII: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÀI 64

VII.1 Mài cao tốc: 64

VII.2 Mài lực: 64

VII.3 Nâng cao chất lượng đá mài: 64

VII.4 Sử dụng dung dịch trơn nguội có thành phần hợp lý: 64

VII.5 Sử dụng máy mài có tốc độ lớn: 65

VII.6 Phương pháp cung cấp dung dịch trơn nguội qua lỗ của đá mài: 65

PHẦN B: THIẾT KẾ DỤNG CỤ MÀI KHÔN 66

CHƯƠNG VIII: TỔNG QUAN VỀ ĐẦU MÀI KHÔN 66

VIII.1 Cấu tạo và chức năng làm việc: 66

VIII.2 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của đầu mài khôn: 67

CHƯƠNG IX: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐẦU MÀI KHÔN68 IX.1 Phân tích chi tiết gia công: 68

IX.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu: 69

IX.3 Thiết kế quy trình công nghệ cho từng chi tiết: 69

IX.3.1 Trục chính: 69

IX.3.2 Đai ốc: 74

IX.3.3 Trục côn: 78

IX.3.4 Trục giữ cánh mang đá: 81

IX.3.5 Đế định vị: 83

IX.3.6 Cánh mang đá: 86

IX.3.7 Chốt: 88

IX.3.8 Chốt tỳ: 90

IX.3.9 Bạc giữ cánh mang đá: 91

CHƯƠNG X: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 93

X.1 Tính lượng dư gia công trụ Ø16 của chi tiết trục côn: 93

X.2 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại của chi tiết trục côn: 95

CHƯƠNG XI: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT 97

XI.1 Tính chế độ cắt cho trụ 16 của chi tiết trục côn: 97

XI.2 Tra chế độ cắt cho các nguyên công khác của chi tiết trục côn: 100

CHƯƠNG XII: TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG 102

XII.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan tâm, tiện 𝜙16 102

XII.2 Nguyên công 2: Tiện 𝜙16 103

XII.3 Nguyên công 3: Tiện 𝜙15, 𝜙8, côn 103

XII.4 Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ 𝜙5 103

XII.5 Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ 𝜙6 104

KẾT LUẬN 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

PHỤ LỤC 105

DANH MỤC BẢNG BIỂU

ST

Trang

1 Bảng I.1: Độ chính xác kinh tế và độ bóng đạt được bằng các

2 Bảng III.1: Kích thước của hạt mài tương ứng với cỡ hạt của

6 Bảng VI.1 : Lực cắt đơn vị của một số phương pháp gia công 60

7 Bảng VI.2: Lượng chạy dao khi gia công một số loại vật liệu 60

9 Bảng X.1: Bảng tính lượng dư mặt trụ ngoài  16 mm 93

10 Bảng XI.1:Chế độ cắt nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan

11 Bảng XI.2: Chế độ cắt nguyên công 2: Tiện 𝜙15 𝜙8, côn 98

12 Bảng XI.3: Chế độ cắt nguyên công 3: Khoan, doa lỗ 𝜙5 98

13 Bảng XI.4: Chế độ cắt nguyên công 4: Khoan, doa lỗ 𝜙6 99

DANH MỤC HÌNH ẢNH

4 Hình I.4: Tương tác giữa hạt mài và vật liệu gia công 16

12 Hình II.8 : Sơ đồ mài răng bằng đá định hình 24

15 Hình II.11 : Các phương pháp nghiền mặt phẳng 27

24 Hình II.20 : Sơ đồ chuyển động của mài siêu tinh xác 33

25 Hình II.21 : Sơ đồ gia công các chi tiết bằng mài siêu tinh xác 34

41 Hình IV.2 : Máy mài trụ ngoài 50

45 Hình IV.6 : Cấu tạo các bộ phận của máy mài phẳng ACRA 52

47 Hình IV.8 : Vị trí chặn đảo hành trình bàn từ tính 54

50 Hình IX.1 : Sơ đồ định vị nguyên công 1( trục chính) 69

51 Hình IX.2 : Sơ đồ định vị nguyên công 2( trục chính) 70

52 Hình IX.3: Sơ đồ định vị nguyên công 3( trục chính) 71

53 Hình IX.4 : Sơ đồ định vị nguyên công 4( trục chính) 71

59 Hình IX.10 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Đai ốc) 75

60 Hình IX.11 : Sơ đồ định vị Nguyên công 1( Trục côn) 77

61 Hình IX.12 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Trục côn) 78

62 Hình IX.13 : Sơ đồ định vị Nguyên công 3( Trục côn) 79

63 Hình IX.14 : Sơ đồ định vị Nguyên công 1( Trục giữ cánh mang đá). 80

64 Hình IX.15 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Trục giữ cánh mang

65 Hình IX.16 : Sơ đồ định vị Nguyên công 1( Đế định vị) 82

66 Hình IX.17 : Sơ đồ định vị bước 2( Đế định vị) 82

67 Hình IX.18 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Đế định vị) 83

68 Hình IX.19 : Sơ đồ định vị Nguyên công 1( Cánh mang đá) 84

69 Hình IX.20 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Cánh mang đá) 85

70 Hình IX.21 : Sơ đồ định vị Nguyên công 3( Cánh mang đá) 86

71 Hình IX.22 : Sơ đồ định vị Nguyên công 1( Chốt) 87

72 Hình IX.23 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Chốt) 87

73 Hình IX.24 : Sơ đồ định vị Nguyên công 1( Chốt tỳ) 88

74 Hình IX.25 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Chốt tỳ) 88

75 Hình IX.26 : Sơ đồ định vị Nguyên công 1( Bạc giữ cánh mang

76 Hình IX.27 : Sơ đồ định vị Nguyên công 2( Bạc giữ cánh mang đá). 90

77 Hình IX.28 : Sơ đồ định vị Nguyên công 3( Bạc giữ cánh mang đá). 90

DANH MỤC CÁC BẢN VẼ

PHẦN A: NGHIÊN CỨU NGUYÊN CÔNG MÀI

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU CHUNG

I.1 Gia công mài:

I.1.1 Lịch sử của nguyên công mài:

Việc ứng dụng mài là một nguyên công gia công lần cuối đã xuất hiện trướcđây khoảng 2 triệu năm, khi mà những dụng cụ thời tiền sử được sản xuất bằng quátrình mài (chipping-abrade) Các hạt mài tự nhiên được sử dụng cho tới những năm

1980, khi mà các quặng được phát hiện và khai thác để chế tạo Al2O3 và SiC Cáchạt mài nhân tạo tỏ ra có nhiều ưu điểm vượt trội so với hạt mài tự nhiên vì có thểkhống chế lượng tạp chất trong đó, có thể điều khiển chất lượng của hạt mài trongquá trình sản xuất Công nghiệp sản xuất hạt mài đã điều khiển được các tính chấtnhư kích thước hạt, độ bền của hạt phù hợp với các ứng dụng mài khác nhau Trong Thế chiến thứ II, việc cung cấp không liên tục kim cương tự nhiên đểlàm đá mài đã thúc đẩy các nghiên cứu phát triển vật liệu thay thế chúng Năm

1955, rất nhiều phát kiến trong việc phát triển vật liệu mài đã đưa đến thành côngchế tạo kim cương nhân tạo Rất nhanh sau đó, Nitrit Bor lập phương (CBN-CubicBor Nitride) được chế tạo Kim cương và CBN nhân tạo được biết đến dưới tênSuperabrasive bởi vì chúng có các tính chất tốt, đáp ứng được về độ cứng, độ bềnmòn, độ bền nén và hệ số dẫn nhiệt,…

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật nói chung và của ngành chếtạo máy nói riêng, ngày càng có nhiều loại vật liệu mới ra đời đáp ứng các yêu cầungày càng cao về cơ lí tính và các tính chất đặc biệt khác, tính gia công của các loạivật liệu này rất thấp (khó gia công), đồng thời các chi tiết có yêu cầu ngày càng cao

về chất lượng cũng như độ chính xác Do vậy phạm vi sử dụng của phương phápmài ngày càng được mở rộng

Hình I.1: Hệ thống gia công mài

Trong ngành chế tạo máy hiện đại, mài chiếm một tỷ lệ rất lớn, máy màichiếm khoảng 30% tổng số máy cắt kim loại Đặc biệt là trong ngành chế tạo ổ bi,nguyên công mài chiếm khoảng 60% toàn bộ quy trình công nghệ.

Mài là quá trình cắt kim loại được thực hiện bằng hạt mài hoặc vật liệu kimcương Mài có thể gia công bất kỳ loại vật liệu nào bởi vì độ cứng của hạt mài rấtcao(HB=2200÷3100) và của kim cương(HB= 7000) Các hạt mài được liên kết vớinhau bằng chất kết dính đặc biệt Mài thường được sử dụng trong gia công tinh, nócho phép đạt cấp chính xác 2÷3, đôi khi cấp 1 và độ bóng bề mặt cấp 8 ÷ 9

a Sơ đồ cắt

b Quá trình cắt trực tếHình I.2: Quá trình cắt của hạt mài

I.1.2 Đặc điểm của nguyên công mài:

Quá trình mài là quá trình cắt gọt của đá mài vào chi tiết, tạo ra rất nhiềuphoi vụn do sự cắt và cào xước của các hạt mài vào vật liệu gia công Mài có nhữngđặc điểm khác với các phương pháp gia công khác:

+ Mài được thực hiện bằng nhiều hành trình, do đó có khả năng sửa lại sai số hìnhdáng và kích thước của chi tiết gia công

+ Ở đá mài, các lưỡi cắt không giống nhau và sắp xếp lộn xộn trong chất dính kết.+ Hình dáng hình học của mỗi hạt mài khác nhau (các góc độ, bán kính góc lượn ởđỉnh hạt mài, …), góc cắt thường lớn hơn 90 độ , góc trước âm, do đó không thuậnlợi cho quá trình tạo phoi và thoát phoi

+ Tốc độ cắt khi mài rất cao, cùng một lúc, trong một thời gian ngắn có nhiều hạtmài cùng tham gia cắt và tạo ra nhiều phoi vụn

+ Độ cứng của hạt mài cao (HB = 2200 ÷ 3100) nên có thể cắt gọt được những lạovật liệu cứng mà các loại dụng cụ khác không gia công được hoặc gia công rất khókhăn như thép đã tôi, hợp kim cứng,…

+ Trong quá trình cắt, đá mài có khả năng tự mài sắc Hạt mài có độ dòn cao, lưỡicắt dễ bị vỡ vụn, tạo thành những lưỡi cắt mới hoặc bật ra khỏi chất dính kết để cáchạt mài khác tham gia cắt

+ Do có nhiều hạt mài cùng tham gia cắt với góc trước âm và góc cắt lớn hơn 90 độnên tạo ra ma sát rất lớn, quá trình cắt bằng đá mài gọi là quá trình “cắt – cào xước”làm cho nhiệt cắt rất lớn, chi tiết bị nung nóng rất nhanh (1000÷1500oC) + Lực mài tuy nhỏ nhưng diện tích tiếp xúc của đỉnh hạt mài với bề mặt gia côngrất nhỏ nên lực cắt đơn vị rất lớn

Trong quá trình mài tồn tại 3 hiện tượng: cắt (cutting), cày (ploughing) vàtrượt (rubbing) các hiện tượng này đồng thời xảy ra và phụ thuộc vào tương tác giữahạt mài và vật liệu gia công

Mài còn được gọi là dụng cụ cắt có lưỡi cắt không xác định, ko xác định vì ở

đó có rất nhiều hiện tượng ngẫu nhiên, ko theo quy luật, ví dụ như thông số hìnhhọc của hạt mài, kích thước hạt, sự phân bố hạt trên bề mặt đá, sự vỡ ra của các hạtcũng như sự tách ra khỏi bề mặt đá của các hạt Chính vì thế, việc nghiên cứu vàđiều khiển quá trình mài là phức tạp so với các quá trình gia công khác

I.1.3 Độ chính xác đạt được khi mài:

Mài là nguyên công gia công cuối cùng để đạt được chất lượng bề mặt cũngnhư độ chính xác mong muốn

Theo như bảng I.1 nói về độ chính xác, độ bóng đạt được bằng các phươngpháp gia công Thì ta thấy rằng nguyên công mài đạt độ chính xác cao, cấp 1-2 Cấp

độ bóng vào khoảng 9-12 Đặc biệt khi mài khôn tinh độ bóng đạt được vào khoảng13-14

Bảng I.1: Độ chính xác kinh tế và độ bóng đạt được bằng các phương pháp gia công

Phương pháp gia công Cấp chính xác Cấp độ bóng

Tiện ngoài, tiện trong, bào bán tinh 4 4-7

I.2 Tương tác trong vùng mài:

Để hiểu rõ bản chất của quá trình mài, cần phải phân tích quá trình tạo phoikhi mài, vì đây là cơ sở, là nguồn gốc của các hiện tượng vật lý xảy ra trong quátrình cắt như biến dạng, lực cắt, nhiệt cắt, … Để khảo sát được vấn đề này cần phải

mô hình hóa quá trình cắt bằng hạt mài Có nhiều mô hình đã được đưa ra, trong đó

có mô hình dưới đây:

Hình I.3: Mô hình hóa quá trình cắt hạt mài

a Quá trình cắt lý tưởng; b Quá trình cắt thực tế;

b Quá trình cắt khi tiện bằng dao kim cương: d Quá trình cắt của hạt màiNhư đã phân tích ở trên, mài là một quá trình rất phức tạp, các hiện tượng vật

lý xảy ra trong quá trình cắt phụ thuộc lớn vào tương tác giữa hạt mài, giữa đá màivới vật liệu gia công (phôi) Có thể thấy rõ các tương tác đó trong quá trình cắtbằng hạt mài như hình sau:

Hình I.4: Tương tác giữa hạt mài và vật liệu gia công

a Hạt mài cắt vào phôi; b Hạt mài cày lên phôi; c Hạt mài trượt trên phôi;

d Phoi trượt và ma sát với chất kết dính; e Phoi trượt và ma sát với phôi;

f Chất kết dính trượt và ma sát với phôi

Trong bất kì quá trình mài nào đều xuất hiện bốn tương tác sau:

- Tương tác giữa hạt mài và phôi

- Tương tác giữa phoi và chất kết dính

- Tương tác giữa phoi và phôi

- Tương tác giữa chất kết dính và phôi

Trong đó, tương tác giữa hạt mài và phôi là quan trọng nhất, có ảnh hưởngtới toàn bộ các hiện tượng vật lí xảy ra trong quá trình gia công (hình I.3) Tươngtác giữa hạt mài và phôi bao gồm 3 hiện tượng (hình I.4): cắt (cutting) – tạo ra bềmặt gia công, cày (plowing) và trượt (rubbing) - ảnh hưởng tới các đặc trưng của bềmặt vừa được hình thành (Hiện tượng cày và trượt trong vùng mài còn được gọi là

ma sát(Tribology)

Các tương tác này đều có thể được kiểm soát và điều khiển thông qua cácthông số như lực cắt, công suất cắt và nhiệt cắt Trong quá trình mài, mong muốncông để cắt là lớn nhất, công tiêu hao cho hiện tượng “cày” và trượt là nhỏ nhất:

- Giảm thiểu công tiêu hao cho hiện tượng “cày” của hạt mài lên phôi (hình I.4b) liên quan đến việc lựa chọn tính chất của hạt mài và vật liệu gia công, hình dạng và kích thước của hạt mài, chiều dày phoi hợp lý

- Công tiêu hao cho hiện tượng trượt giữa hạt mài và phôi (hình I.4c) nhỏ nhất khităng tính tự mài sắc của hạt mài và của đá mài

- Hiện tượng trượt giữa phoi với chất kết dính (hình I.4d) là nhỏ nhất khi lựa chọncặp vật liệu chất kết dính và vật liệu gia công phù hợp Thay dung dịch làm nguội, tăng độ xốp của đá mài, sử dụng thêm dung dịch bôi trơn cũng làm giảm hiện tượngtrượt này

- Giảm hiện tượng trượt giữa phoi và chất kết dính cũng làm giảm đồng thời hiện tượng trượt giữa phôi và chất kết dính (hình I.4e) Trong thực tế, hai hiện tượng nàythường bị bỏ qua, không được quan tâm, điều đó dẫn đến lực cắt lớn, đá mòn nhanh

và chất lượng bề mặt gia công không cao

- Hiện tượng trượt giữa chất dính kết và phôi (hình I.4f) nhỏ nhất khi số lượng lỗtrống trên bề mặt đá nhiều nhất (cấu trúc đá xốp nhất) hoặc khi sử dụng chất dínhkết gốm Tuy nhiên, hiện tượng trượt được nhận thấy rõ rệt nhất khi sử dụng đá màivới chất kết dính kim loại Hiện tượng trượt và ma sát giữa phôi với chất kết dínhtrở nên khốc liệt nhất khi sử dụng đá mài hạt nhỏ, khi đó khoảng cách giữa bề mặtphôi và chất dính kết rất nhỏ

Cơ chế cắt và ma sát(Tribology) sẽ ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt giacông, biến dạng của vật liệu lớp bề mặt hoặc sự chuyển hóa từ cơ năng thành nhiệt.Khi cơ chế cắt là lớn nhất và ma sát là nhỏ nhất thì khi đó lực mài và nhiệt mài sẽnhỏ nhất Dung dịch làm nguội sẽ giảm năng lượng nhiệt và làm giảm nhiệt truyềnvào phôi

Tất cả các hiện tượng trên đều đúng với mọi quá trình mài, mà không phụthuộc vào vật liệu gia công Trong bất kì quá trình mài nào cũng xảy ra đồng thờicác hiện tượng đó Do vậy, khoa học về mài cần phải nghiên cứu sự ảnh hưởng

đồng thời của cả 4 thông số đầu vào: các yếu tố về máy công cụ, các yếu tố về vậtliệu gia công, các yếu tố về đá mài và các thông số công nghệ của quá trình Mụcđích là để điều khiển sao cho cơ chế cắt là lớn nhất, giảm thiểu cơ chế ma sát, nhằmgiảm lực và nhiệt cắt.

CHƯƠNG II:

CÁC PHƯƠNG PHÁP MÀI

Mài có thể gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau như mặt phẳng, mặttrụ trong, mặt trụ ngoài, các mặt côn , các bề mặt định hình… tùy theo hình dạnggia công mà ta chia thành các phương pháp sau:

- Mài mặt trụ ngoài

- Mài mặt trụ trong

- Mài mặt phẳng

- Mài bề mặt định hình

II.1 Mài mặt trụ ngoài:

Khi mài mặt trụ ngoài ta có thể thực hiện bằng một trong hai phương pháp

đó là mài có tâm và mài không tâm

II.1.1 Mài có tâm:

a) Sơ đồ

b) Thực tếHình II.1 : Sơ đồ mài trụ ngoài có tâm.

Là chi tiết được gá vào hai lỗ tâm hoặc một đầu vào mâm cặp và một đầu kiavào mũi chống tâm Mài có tâm gia công được trục trơn, trục bậc, bề mặt côn , rãnhtrên các bề mặt trụ ngoài, góc lược…

Khi mài có tâm chi tiết và đá quay ngược chiều nhau, tốc độ quay của đá rấtlớn gấp khoảng 100 lần so với tốc độ của chi tiết

Mài có tâm thường thực hiện chạy dao dọc, chiều sâu cắt rất bé từ 0,005 đến0,2 mm Muốn có chiều sâu cắt được lớn hơn thì đá mài cần được vát côn mộtphầnvới góc côn  = 2 – 3o

Đối với trục ngắn có đường kính lớn thì lên thực hiên chạy dao ngang.Phương pháp này đòi hỏi độ cứng vững của chi tiết tốt, chiều rộng đa lớn và đặcbiệt là phải sửa đá thật chính xác Phương pháp chạy dao ngang còn sử dụng khimài bề mặt định hình tròn xoay

Khi gia công mặt đầu và mặt trụ ngoài của trục bậc mang một đá có thể thựchiện ăn dao xiên Trong trường hợp này ta thấy tốc độ cắt ở các điểm tiếp xúc giữa

đá và chi tiết không đều nhau, do đó đá mòn không đều vì vậy bề mặt trụ dễ bị côn

và mặt đầu không được thẳng góc với mặt trụ

II.1.2: Mài không tâm:

Mài không tâm là sử dụng bề mặt đang gia công để làm chuẩn định vị chochi tiết gia công

Hình II.2: Sơ đồ mài trụ ngoài không tâm.

Trong đó chi tiết (1) được đặt giữa hai đá mài (3) và (4) Đá mài (3) làmnhiệm vụ bánh dẫn và truyền chuyển động cho chi tiết Đá (4) có đường kính gấpđôi đá dẫn và có tốc đọ quay lớn hơn 100 lần so với đá dẫn Chi tiết (1) còn được đỡnhờ thanh đỡ (2) Thanh đỡ (2) luôn giữ cho chi tiết có tâm cao hơn tâm của hai đámài một khoảng là trong đó d là đường kính của chi tiết

Nhưng h không được phép vượt quá 10÷15mm Thanh dẫn thường được vát

để tạo điều kiện cho chi tiết được áp sát vào bánh dẫn Khi mài không tâm chi tiếtthực hiện chuyển động dọc tự động nhờ góc nghiêng giũa trục bánh dẫn và trục chi

d

tiết, gĩc này cĩ gia trị là α = 1÷ 6 Để tiếp xúc giữa bánh dẫn và chi tiết được tốthơn, bánh dẫn thường cĩ dạng hypepolơit.

Đặc điểm của phương pháp mài khơng tâm là:

- Giảm được thời gian phụ(thời gian gá đặt) và thời gian cơng chuẩn

- Dễ tự động hĩa quá trình cơng nghệ

- Độ cứng vững gá đặt cao hơn mài cĩ tâm

- Chủ yếu dùng để gia cơng trục trơn

II.2 Mài trụ trong:

Khi mài trụ trong thì đường kính của đá mài phải nhỏ hơn đường kính của lỗmài Thường chon đường kính đá bằng 0,7÷ 0,9 đường kính lỗ cần mài Mài mặt trụtrong cũng được tiến hành bằng hai phương pháp đĩ là mài cĩ tâm và mài khơngtâm

II.2.1 Mài cĩ tâm:

Hình II.3: Sơ đồ mài lỗ cĩ tâm

Mài lỗ cĩ tâm cĩ hai cách gá đặt chi tiết Cách thứ nhất là chi tiết được kẹpchặt trên mâm cặp và quay trịn, trục đá cũng quay trịn là chuyển động chính vàthực hiện cả chuyển động chạy dao dọc hoặc chuyển động chạy dao ngang Phươngpháp gá đặt này thường dùng để mài chi tiết nhỏ, các mặt trịn xoay, các vật dễ gátrên mâm cặp

Phương pháp thứ hai là chi tiết đươc gá cố định trên bàn máy Trục mang đáthực hiện tất cả các chuyển động gồm: chuyển động quay trịn của đá, chuyển độngchạy dao dọc hoặc ngang và chuyển đơng hành trình của đá xung quanh tâm lỗ giacơng để cắt hết bề mặt chu vi lỗ Thực chất chuyển động hành trình của đá ởphương pháp thứ hai là thay cho chuyển động quay trịn của chi tiết gia cơng củaphương pháp thứ nhất Phương pháp thứ hai này thuận tiện khi gia cơng các chi tiếtlớn như: thân động cơ, các loại hộp, các chi tiết cồng kềnh

Đá mài Chi tiết

II.2.2 Mài lỗ không tâm:

Hình II.4 : Sơ đồ mài lỗ không tâm

Chi tiết được giữ và tạo chuyển động quay nhờ hai bánh đỡ và bánh đá dẫn,bánh đá dẫn có đường kính lớn hơn nhiều so với bánh đỡ Đá mài thực hiện chuyểnđộng quay tròn và các chuyển động chạy dao

Khi mài không tâm bề mặt ngoài của chi tiết là mặt chuẩn định vị nên trướckhi mài phải gia công tinh hoặc bán tinh bề mặt này

Phương pháp này cho năng suất cao, khả năng đạt độ chính xác và độ đồngtâm cao, chủ yếu để gia công các bạc có thành mỏng Phương pháp này có thể giacông được lỗ côn khi ta nghiêng trục đá so với trục của lỗ một góc nhất định, gócnày phụ thuộc vào độ côn của lỗ

Khi mài mặt phẳng có thể sử dụng đá mài mặt trụ hay đá mài mặt đầu.

Mài bằng đá mài mặt trụ cho độ chính xác và độ bóng bề mặt cao vì thoátphoi, thoát nhiệt và tưới dung dịch trơn nguội vào khu vực gia công dễ dàng

Đá mài chuyển động quay tròn, bàn máy mang chi tiết chuyển động thẳngtheo chiều dọc để cắt hết chiều dài chi tiết sau đó chuyển động ngang để cắt hếtchiều rộng chi tiết Bàn máy cũng có chuyển động quay tròn Phươn pahaps này chonăng suất không cao vì diện tích tiếp xúc giữa đá mài và chi tiết không lớn

Khi mài mặt phẳng bang đá mài mặt đầu, diện tích tiếp xúc giữa đá và chitiết gia công lớn nên năng suất gia công cao hơn so với đá mài mặt trụ Tuy nhiênviệc thoát phoi, thoát nhiệt và tưới dung dich trơn nguội khó khăn hơn nên độ chínhxác và độ bóng bề mặt lại kém hơn

Để giải quyết việc thoát phoi thoát nhiệt và tưới dung dịch được dễ dàng ta

có thể nghiêng mặt đá so với mặt phẳng gia công một góc từ 2 ÷ 4o nhưng có độbóng bề mặt lại kém hơn nhiều vì trên bề mặt có các vết mài và bị lõm xuống

Mài mặt phẳng là phương pháp gia công tinh mặt phẳng đã phay hay bào và

có thể đã qua nhiệt luyện( tôi)

Mài mặt phẳng có thể đạt cấp chính xác 5 ÷ 7 và độ bóng Ra = 0,2 - 1m.trường hợp mài tinh có thể đạt cấp chính xác 3÷4 và Ra = 0,025 – 0,4m

Độ chính xác cũng như độ bóng và công suất của mài phụ thuộc vào một sốyếu tố như độ cứng vững của máy mài, độ lớn của hạt mài, loại chất kết dính và chế

độ cắt khi mài

II.4 Mài định hình:

Mài định hình là sử dụng đá mài có biên dạng giống như biên dạng của bềmặt gia công có thể là bề mặt tròn xoay hoặc mặt định hình thẳng (rãnh) Khi màichỉ có thể tiến dao ngang đối với mặt tròn xoay và tiến dọc dao với chi tiết có mặtđịnh hình thẳng Khi mài phải sửa đá thật chính xác theo hình dáng đạt yêu cầu

Khi mài cam cần phải có cơ cấu chép hình giống như phay chép hình

Hình II.6 : Sơ đồ mài định hình

II.4.1 Mài ren:

Mài ren được dùng để gia công tinh những ren có yêu cầu độ chính xác caonhư ren trên các calip ren, tarô, con lăn ren, bàn cán ren, ren trong các máy chínhxác… và các ren đã qua nhiệt luyện

Profin của đá tương ứng với profin của ren

Hình II.7 : Sơ đồ mài ren

II.4.2 Mài răng:

Mài răng là phương pháp gia công tinh bánh răng có khả năng đạt độ chínhxác cấp 4 ÷ 6, độ nhám bề mặt đạt Ra = 1,25 ÷ 0,32 Thường dùng cho các bánhrăng sau khi nhiệt luyện có môđun m = 2 ÷ 10 mm

Mài răng có năng suất rất thấp và giá thành cao nên chỉ dùng khi càn thiếtnhư gia công các dụng cụ cắt bánh răng, các bánh răng mẫu, bánh răng trong máy

có yêu cầu kỹ thuật cao…

Mài răng được thực hiện theo hai nguyên lý cơ bản: định hình và bao hìnhbằng một hoặc hai đá

Hình II.8 : Sơ đồ mài răng bằng đá định hình

II.5 Mài dây:

Mài dây ngày càng được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy nhờ các ưuđiểm : không phải cân bằng hoặc sửa dây, dễ thay dây, có thể thay đổi đặc tính củaquá trình mài bằng cách thay đổi cặp con lăn tiếp xúc Chất dính kết để làm dây mài

có hệ số ma sát với kim loại bé, do đó giảm được lực cắt, nhiệt cắt, công suất, nângcao chất lượng và giảm giá thành

Mài dây đạt được hiệu quả sử dụng máy cao về mặt thời gian cơ bản (85%)

so với mài tròn (52%) Tuổi thọ được tính bằng lượng kim loại hớt đi (cm3) và phụthuộc nhiều vào chế độ sử dụng (lực căng dây, tốc độ, chuyển động chạy dao…) vàđặc biệt phụ thuộc vào vật liệu gia công

Để nâng cao độ bóng bề mặt, trên nhiều máy mài dây người ta còn tạo thêmchuyển động chạy dao phụ cho dây mài

II.6 Mài nghiền:

Bản chất của mài nghiền là quá trình cắt của hạt mài tự do chuyển độngcưỡng bức(còn gọi là bột nghiền) dưới một áp lực xác định giữa dụng cụ nghiền và

bề mặt chi tiết gia công

Bột nghiền gồm bột mài trộn với dầu nhờn, parafin, mỡ bò và các axit hữu

cơ theo một tỷ lệ nhất định Khi nghiền thô cần sử dụng bột mài có kích thước hạt

Hình II.9: Mài dây

1: Dây mài; 2: Con lăn đỡ; 3: Con lăn làmviệc;

4: Chi tiết; 5: Con lăn dẫn hướng; 6: Băng dẫn;

lớn, khi nghiền tinh cần sử dụng bột mài có kích thước hạt nhỏ Độ hạt nghiềnthường chọn từ M3 ÷ M20.

Áp suất khi nghiền thường chọ trong khoảng từ 2 ÷ 8 kg/cm2, tốc độ cắtthường được chọn thấp từ 10 ÷ 12 m/ph

Dụng cụ nghiền( bạc nghiền, tấm nghiền) thường làm bằng gang để có khảnăng giữ được hạt mài trên bề mặt của dụng cụ

Nghiền gồm hai quá trình: Quá trình hóa học diễn ra rất nhanh ( trong vàiphần trăm giây ) tạo thành trên bề mặt gia công lớp màng axit và lớp hấp thụ rấtmỏng, sau đó nhờ tác dụng cơ học các hạt mài phá vỡ màng axit và láy đi lớp hấpthụ dưới dạng phoi rồi đẩy ra ngoài

Quá trình mài nghiền có các dặc điểm sau :

1 Mặc dù có nhiều hạt mài cùng tham gia cắt nhưng vì lớp kim loại được cắt đirất mỏng, lực và vận tốc cắt không lớn nên nhiệt cắt không cao

2 Quá trình động học của các hạt mài phức tạp do quỹ đạo chuyển động củachúng trên bề mặt gia công khó lặp lại vết cũ, các vết xóa nhau nhiều lần dẫn tới độnhẵn bóng bề mặt không cao

Nghiền chỉ cắt được lớp lượng dư rất nhỏ( 0,02mm) nên không sửa được vịtrí tương quan Do đó trước khi mài nghiền chi tiết phải đạt được độ chính xác cấp

7, sai số hình dáng hình học không quá 0,005 ÷ 0,1 mm, Ra = 1,6 ÷ 0,4 µm

2

1 2

p 2 2

p

p 2

1 2 p

Hình II.10 : Sơ đồ các dạng mài nghiền

1 Chi tiết gia công; 2 Dụng cụ nghiền,

a) nghiền mặt phẳng; b) nghiền hai mặt phẳng song song;

c) mài mặt trụ ngoài bằng hai đĩa nghiền; d) nghiền mặt trụ ngoài bằng bạc;đ) nghiền lỗ; e) nghiền mặt cầu

Mài nghiền có thể gia công được các mặt phẳng , mặt trụ ngoài và trong, cácmặt định hình đạt độ chính xác cấp 6, Ra = 0,2 ÷ 0,01 µm, sai lệch về kích thước saumài nghiền có thể nhỏ hưn hoặc bằng 0,6µm Do mài nghiền được sử dụng rông dãi

để gia công các bộ đôi xi lanh bơm cao áp, các chi tiết trong thiết bị thủy lực, các bộtruyền bánh răng đòi hỏi có độ chính xác cao, mặt phân khuân trong công nghệ chếtạo khuân…

Tùy theo hình dạng bề mặt gia công ta có các phương pháp mài nghiền sau:

II.6.1 Nghiền mặt phẳng:

Mài nghiền mặt phẳng thường được gia công trên máy nghiền trục thẳngđứng hoặc dùng đồ gá trên máy khoan hay máy phay đứng

Đĩa nghiền được chế tạo theo dạng tấm hoặc đĩa tròn Bề mặt của đĩa nghiền

có thể Phẳng hoặc có các rãnh, với đĩa phẳng thì quá trình cấp bột nghiền rất khókhăn nên chi tiết sẽ có profin lồi, còn đĩa có rãnh cho phép bột nghiền đi tới tất cảcác phần của bề mặt gia công nên chi tiết có độ chính xác và năng suất cao hơn

Khi nghiền thô đĩa nghiền thường làm bằng đồng hay hợp kim màu (vìchúng có khả năng giữ được hạt mài lớn), còn khi nghiền tinh thì đĩa nghiền đượclàm bằng gang peclit (vì loại này dễ giữ hạt mài mịn nhỏ) Bột nghiền là AL2O3 hay

Cr2O3

Ngiền phẳng được thực hiện bằng các phương pháp tịnh tiến bước đi lại (a),bước vòng (b) và phương pháp phối hợp( của bước tịnh tiến và bước vòng)

Hình II.11 : Các phương pháp nghiền mặt phẳng

Theo phương pháp tịnh tiến đi lại, chuyển động của chi tiết gia công baogồm chuyển động tịnh tiến đi lại song song hoặc các chuyển động tịnh tiến đi lạivuông góc với nhau

Theo phương pháp bước vòng thì đĩa nghiền quay, chi tiết cố định hoặc đĩanghiền cố định, chi tiết quay

Còn phương pháp phối hợp thì đĩa nghiền quay, chi tiết tịnh tiến đi lại

II.6.2 Nghiền Mặt trụ ngoài:

Có thể thực hiện được bằng bạc nghiền hay đĩa nghiền, Khi nghiền mặt trụngoài dùng bạc nghiền chữ C bằng gang có xẻ rãnh để điều chỉnh được áp lực trongquá trình nghiền Mặt trong của bạc có rãnh xoắn để chứa bột nghiền, bề mặt chi tiếtchính là chuẩn định vị , vì vậy chiều dài phần tiếp xúc của bạc với chi tiết phải đủlớn để sự tiếp xúc giữa bạc và chi tiết trong quá trình nghiền được ổn định Theokinh nghiệm thực tế nên lấy lbạc = (2 ÷ 4)dlô

Nghiền mặt trụ ngoài bằng bạc chủ yếu dùng trong công nghệ sửa chữa, sảnxuất đơn chiếc và thường được thực hiện trên máy tiện hoặc máy khoan.

Ngoài ra có thể thực hiện bằng máy nghiền đĩa có hai đĩa nghiền phẳng 1 và

2, ở giữa có đĩa ngăn cách số 3 bố trí lệch tâm so với đĩa 1 để giữ chi tiết gia công

4

a)

b)Hình II.12 : Sơ đồ nghiền mặt trụa) nghiền bằng bạc chữ C; b) nghiền bằng máy nghiền đĩa

Tâm đối xứng của rãnh giữ chi tiết đi qua trung điểm bán kính của đĩa 3đồng thời tạo với bán kính 1 góc α = 15o khi nghiền thô và α = 6o khi nghiền tinh.Đĩa 1 quay chủ động, đĩa 2 có thể đứng yên hoặc quay ngược chiều đĩa 1 Khi đĩa 1quay đĩa ngăn cách 3 sẽ chuyển động song phẳng làm cho chi tiết tự quay quanhtâm của nó, đồng thời tịnh tiến khứ hồi dọc theo đường tâm của rãnh giữ chi tiết

Nghiền mặt trụ ngoài bằng máy nghiền đĩa thường được sử dụng trong sảnxuất hàng loạt để gia công chỉ tiết piston trong bộ đôi bơm cao áp

II.6.3 Nghiền Mặt trụ trong:

Mài nghiền lỗ về cơ bản cũng giống như mài nghiền trụ ngoài Dùng bạc chữ

C bằng gang, trên mặt ngoài của bạc có rãnh xoắn để chứa bột nghiền Để điềuchỉnh áp lực nghiền ta có thể dùng các kết cấu khác nhau

Hình II.13 : Sơ đồ nghiền lỗ.

a) bạc chữ C cố lỗ côn; b) bạc chữ C có hai đầu vát côn ;

c) chày nghiền đàn hồi dùng để gia công các lỗ có đường kính nhỏ

Khi nghiền lỗ chi tiết có thể quay tròn , trục mang bạc nghiền tịnh tiến ( nghiền trên máy tiện ) hoặc chi tiết tịnh tiến còn trục mang bạc nghiền quaytròn(nếu chi tiết nhỏ) Hay chi tiết đứng yên còn trục mang bạc vừa quay tròn vừatịnh tiến( nếu chi tiết lớn) khi nghiền trên máy khoan

Nghiền lỗ có thể đạt độ chính xác cấp 6, Ra = 0,3 ÷ 0,01µm (để được điềunày thì trước khi nghiền chi tiết phải đạt độ chính xác cấp 7, Ra = 1,6 ÷ 0,4µm

II.7 Mài khôn:

Mài khôn dùng để gia công tinh lỗ nhờ đầu khôn quay tròn và tịnh tiến dọctrục Đầu khôn gồm 2, 3,4 hoặc 6 thỏi đá được giữ bằng các thanh kẹp lắp trong cácrãnh xẻ hướng kính dọc theo thân, Thanh kẹp được lắp trên cánh mang đá Để tăng

áp lực tác dụng lên đá, người ta điều chỉnh bằng ren để trục có phần côn đi xuốnglàm bung các cánh đá ra tác dụng vào bề mặt mài Để đề phòng các cánh đá mài bịvăng ra khi rút dầu mài ra khỏi lỗ, ở đầu và cuối các tấm kẹp đá có hai lò xo vòngchằng vào rãnh Sau khi gia công song vặn đai ốc theo chiều ngược lại để giảm áplực của đá lên bề mặt lỗ và lấy đầu khôn ra khỏi lỗ

Hình II.14 : Kết cấu của đầu khôn

Khi gia công chi tiết đứng yên và được kẹp chặt bằng đồ gá trên bàn máy.Đầu khôn được nối với trục chính của máy thông qua các khớp ( khớp cầu hay khớpcác đăng) và thanh dẫn Đầu khôn mang nhiều thỏi đá , các thỏi đá được bố trí theophương song song hay nghiêng một góc và có thể di chuyển được theo phươnghướng kính

Hình II.15 : Sơ đồ mài khôn lỗTrong quá trình mài khôn cần chú ý:

- Phải cung cấp dung dịch trơn nguội đều đặn và liên tục

- Có thể gá đầu khôn và chi tiết theo hai cách:

+ Đầu khôn lắp cứng với đầu máy, chi tiết lắp cố định trên bàn máy Trong trườnghợp này phải dùng đồ gá hay rà gá sao cho đảm bảo độ đồng tâm giữa tâm lỗ giacông và tâm trục chính của máy

+ Đầu khôn lắp tùy động với trục chính của máy, như vậy việc gá đặt chi tiết đơngiản hơn và không yêu cầu độ đồng tâm giữa lỗ của chi tiết và trục chính cao

- Phải chọn khoảng nhô ra của đá so với hai đầu của lỗ thích hợp để tránh lỗ bịloe ở hai đầu hoặc bị phình ở giữa, đồng thời phải chọn được tỷ số giữa tốc độ quayvới tốc độ tịnh tiến Áp lực khôn hợp lý để nâng cao chính xác và năng suất khikhôn

Hình II.16 : Sai lệch khi mài khôn

- Khi khôn các hạt mài tách ra khỏi đầu khôn có tể găm vào bề mặt gia công làmtăng tốc độ mài mồn của chi tiết đối tiếp khi giữa chúng có chuyển động tương đốiđối với nhau Vì vậy sau khi mài khôn nhất thiết phải làm sạch bề mặt lỗ cẩn thận

- Mài khôn không sửa được sai số về hình dạng và sai lệch vị trí không gian của

lỗ Do đó trước khi khôn phải khắc phục các sai lệch đó bằng tiện tinh, chuốt hoặcmài

- Về lý thuyết khôn gia công được các chi tiết từ thép, gang, kim lại màu, nhưngkhi gia công kim loại màu phoi bịt nhanh các lỗ trên bề mặt đá nên khả năng cắtcủa đá bị giảm rất nhanh

Khi gia công do đầu khôn có chuyển động quay và tịnh tiến đồng thời nên đãtạo ra vết cắt gọt của hạt mài là những đường xiên và đan chéo nhau thành lưới đềuđặn, chính nhờ điểm này mà các vết cắt sau sẽ xóa các vết cắt trước làm cho bề mặtchi tiết gia công được nhẵn bóng

Hình II.17 : Vết gia công khi mài khôn.

Khôn gia công được các lỗ có đường kính từ Ø6 tới Ø1500, chiều dài lỗ từ10mm tới 20mm, khả năng đạt độ chính xác và nhẵn bóng bề mặt cao Năng suấtcủa khôn cao hơn nghiền do quỹ đạo các hạt mài hoàn toàn xác định và số hạt màitham gia cắt cùng một lúc nghiều, vì vậy khôn được dùng rộng dãi trong công nghệsửa chữa cũng như trong sản xuất hàng loạt để gia công các xi lanhxe máy, động cơ

và các xilanh thủy lực

II.8 Mài siêu tinh xác:

Mài siêu tinh xác là phương pháp gia công tinh có thể đạt độ chính xác và độnhẵn bóng bề mặt cao

Hình II.18 : Sơ đồ mài siêu tinh xác

Mài siêu tinh là phương pháp gia công lần cuối, có thể đạt cấp chính xác 6 và

Rz = 0,05÷0,8 Dụng cụ mài là đầu mang các thỏi đá, chi tiết có chuyển động quayvới vận tốc v = 6 ÷30 m/ph Còn đá mài tịnh tiến theo phương dọc trục của chi tiếtvới tốc độ 0,1 mm/vg Đặc biệt đầu đá mài còn có thêm chuyển động lắc ngắn dọc

trục với tần số cao(500 ÷ 2000 hành trình kép/phút) nhưng hành trình rất ngắn( 2 ÷

6 mm)

Hình II.19 : Mài siêu tinh

Thanh đá bằng vật liệu cacbit silic xanh có chiều rộng b = 21 d (khi đườngkính của chi tiết nhỏ) được kẹp chặt trên cán của piston Khi đường kính của chi tiếtlớn phải dùng hai thanh đá, mỗi thanh có b ≤ 20mm để dễ phun dầu trơn nguội vào

vị trí cắt

Mài siêu tinh xác có các chuyển động sau:

Hình II.20 : Sơ đồ chuyển động của mài siêu tinh xác

- Chi tiết tròn tạo ra tốc độ tiếp tuyến:

Vtt = π d N

Trong đó: d- đường kính của chi tiết gia công

n – số vòng quay của chi tiết trong một phút

- Dụng cụ gia công thực hiện chuyển động dao động điều hòa và dọc trục chi tiết :

a = Ao Sinωt

Trong đó: biên độ Ao = 1,5 ÷ 5 mm.

ω là tốc độ góc của dao động

t là thời gian

Thông thường Vc = 1 ÷ 1,5 m/ph

Chi tiết thực hiện chuyển động dọc trục với bước tiến dọc

Sdọc = 0,1mm/vòng quay của chi tiết

Do có chuyển động phức tạp như vậy nên quỹ đạo các hạt mài xóa nhaunhiều lần dẫn tới thời gian gia công giảm đi và độ nhẵn bóng tăng lên

Áp lực đá tác dụng lên bề mặt gia công nhỏ( 0,005 ÷ 0,25 MN/m2 hay 0,05 ÷2,5 KG/cm2 ) nên không sửa được sai lệch hình dạng và sai số về vị trí tương quan,

do đó trước khi mài siêu tinh chi tiết phải được mài để đạt được giới hạn trên củakích thước và đảm bảo về vị trí tương quan

Trong quá trình mài phải cấp dung dịch trơn nguội liên tục theo tỷ lệ 9% làdầu máy bay hay dầu thực vật, còn lại là dầu hỏa

Mài siêu tinh được sử dụng trong công nghệ chế tạo ô tô và máy bay

6 Bánh đánh bóng bằng vải ép dùng để đánh bóng rất tinh

Tốc độ đánh bóng khoảng 20 ÷ 40 m/s, trên mặt bánh có bôi bột đánh bóngbằng các hạt mài rất mịn, đôi khi cho thêm bột grafit để đạt Ra ≤ 0,02 µm Có thểđánh bóng 2 hoặc 3 lần bằng các bột có kích thước nhỏ dần.

Đánh bóng không sửa chữa được sai lệch về hình dạng, sai lệch về vị trítương quan và khuyết tật trên bề mặt gia công Vì vậy trước khi đánh bóng chi tiếtphải được gia công tinh và chỉ để lại lượng dư khoảng 5µm

Khi đánh bóng có thể áp chi tiết vào bánh đánh bóng bằng tay hoặc bằngmáy Trong sản xuất hàng loạt đánh bóng thường được thực hiện bằng dây đai códính hạt mài

Hình II.22 : gia công đánh bóng

CHƯƠNG III:

CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU CÁC LOẠI ĐÁ MÀI

III.1 Cấu tạo đá Mài:

Đá mài là một dụng cụ cắt đặc biệt vì có vô số lưỡi cắt và các dụng cụ cắtkhông hoàn toàn giống nhau vè kích thước và hình dáng

Đá mài được tạo thành từ hạt mài và chất kết dính Hạt mài là thành phầnchính của đá mài, mỗi hạt mài có nhiệm vụ như một lưỡi cắt nên nó phải có yêu cầucủa các loại vật liệu làm lưỡi cắt Hạt mài được chế tạo từ các loại vật liệu như kimcương, cacbit silic (SiC), oxit nhôm (Al2O3), cacbit bo (B4C)… Hạt mài được chếtạo theo các kích thước (cỡ) hạt khác nhau từ 5µm đến 3200µm, để chế tạo các loại

đá mài khác nhau Kích thước hạt phụ thuộc vào kích thước rây để sàng và phânloại độ lớn hạt

Chất kết dính dùng để liên kết các hạt mài và tạo nên hình dáng của đá mài.Chất kết dính quyết định độ cứng cũng như độ bền của đá mài Chất kết dínhthường dùng gồm chất kết dính vô cơ như keramit, chất kết dính hữu cơ nhưbakelit, cao su…

Độ cứng hoặc độ mềm của đá mài không phụ thuộc vào vật liệu chế tạo hạtmài, mà là khả năng tách rời của các hạt mài khi có tác dụng của lực cắt để tao nêntrên bề mặt của đá một lớp hạt mài mới Đá cứng là loại đá mà các hạt mài khó táchkhỏi đá mài, loại này dùng để gia công các loại vật liệu mềm vì vật liệu mềm khôngđòi hỏi cac về độ sắc của lưỡi cắt Đá mềm là loại đá dễ tách các hạt mài ra khỏi đámài tạo nên bề mặt của đá các hạt mài mới và các lưỡi cắt mới nên sẽ sắc bén hơn.Thường dùng để gia công các loại vật liệu cứng

Một đặc trưng của đá mài và các dụng cụ cắt khác không có đó là độ xốp Độxốp của đá mài là tỷ lệ phần trăm phần rỗng trong một đơn vị thể tích của đá mài,

đá mài có độ hạt lớn thì độ xốp càng lớn và ngược lại

Hình dáng của đá mài rất đa dạng, tùy theo mục đích sử dụng và tùy theoloại máy mà đá mài sản xuất theo hình dáng và tính chất khác nhau Trong mỗi loạihình dáng đá mài cũng có nhiều loại đá mài với tính chất khác nhau như độ hạt , độcứng, độ xốp và độ lớn về kích thước

III.1.1 Vật liệu hạt mài:

a) Al 2 0 3 :

Al2O3 : Là loại hạt được sử dụng phổ biến nhất vì có 75% đá mài được chếtạo từ vật liệu này Nó thường dùng để mài các vật liệu bằng thép nhưng hạn chếdùng đối với gang

Độ cứng và giòn của hạt mài phụ thuộc vào độ tinh khiết của Al2O3 ; độ tinhkhiết tăng thì độ cứng và độ giòn tăng

Corum điện được hình thành từ oxit nhôm Al2O3 luyện từ boxit có ba loại:corum điện thường, corum điện trắng, corum đơn tinh thể

+ Corum điện thường (Cn) được dùng phổ biến nhất thường có các màu thay đổi

từ nâu sẫm đến hồng

+ Corum điện trắng có chất lượng tốt hơn corum điện thường và có tỷ lệ oxit nhômcao hơn khoảng 97 – 98,5%.

+ Corum đơn tinh thể có độ bền và tính cắt cao Thành phần oxit nhôm 97 – 99%

Cacbuasilic là hợp chất giữa silic và cacbon ( ở nhiệt độ 2200 – 23000C)

Có hai loại cacbuasilic dó là cacbuasilic xanh chứa 98 – 99% Silic và cacbuasilicđen chứa 97 – 98 % Silic

Chất lượng cacbuasilic xanh tốt hơn vì chứa nhiều silic hơn, cacbuasilic xanhdùng để mài sắc dao bằng hợp kim cứng, dao sứ Cacbuasilic đen dùng để gia côngvật liệu có giới hạn bền thấp và các kim loại dẻo, gang xám , nhôm, đồng, vật liệuphi kim loại

Hình III.1 : Các hạt Cacbuasiliclớn

c) CacbicBo:

CacbicBo cứng và giòn hơn cacbitsilic Nó gồm 70 – 90% B4C còn lại là Bo,graphit và các tạp chất khác Loại này được chế tạo để mài các hợp kim có chứa sắtđược tôi cứng đặt biệt là trong các hợp kim khó gia công như cobalt và động cơphản lực

Hình III.3 : Hạt mài kim cưng nhân tạo

*) Độ cứng tế vi của một số vật liệu hạt mài như sau:

- Kim cương: 98690 N/mm2

- CacbitBo: 36300 – 48 070 N/mm2

- CacbitSilic: 29460 N/mm2

- Corum điện: 20200 N/mm2