Bài giảng các phương pháp gia công tinh chương 5 mài nghiền bề mặt chi tiết máy

Chương 5: Mài nghiền bề mặt chi tiết máy • Lapping is a machining process in which two surfaces are rubbed together with an abrasive between them, by hand movement or using a machine Mài Nghiền (Lapping) • Là phương pháp gia công tinh lần cuối đạt chất lượng cao 5.1 Đặc điểm mài nghiền • Quá trình cắt thực nhờ tác động hạt mài nằm bề mặt dụng cụ chi tiết • Bề mặt gia cơng chịu tác động song song khí hóa học mà hạt mài tách kim loại khỏi bề mặt gia cơng • Q trình cắt thực nhờ tác động qua lại chi tiết gia công với dụng cụ nghiền 5.1 Đặc điểm mài nghiền • Độ xác hình dáng hình học bề mặt gia cơng phụ thuộc vào độ xác dụng cụ kích thước hạt mài • Trên bề mặt gia cơng xuất vết lộn xộn (không theo hướng xác định) • Q trình bóc tách kim loại thực chủ yếu nhờ hạt mài hạt kim cương gắn tạm thời bề mặt dụng cụ nằm trạng thái tự vùng cắt 5.1 Đặc điểm mài nghiền • Tồn bề mặt gia cơng tiếp xúc với bề mặt dụng cụ, q trình bóc tách kim loại xảy liên tục tồn bề mặt gia cơng gây khó phoi khỏi vùng cắt • Q trình mài nghiền thực với chế độ gia cơng thấp • áp lực nghiền nhỏ áp lực mài khôn mài khoảng từ 10 đến 100 lần, nhiệt độ trung bình vùng cắt khơng vượt q 800C 5.1 Đặc điểm mài nghiền • Mài nghiền cho phép nâng cao chất lượng gia cơng • Cải thiện tính chất lý lớp bề mặt • Tăng diện tích tiếp xúc bề mặt lắp ghép lên gấp hai lần • Tăng khả chống ăn mịn hóa học bề mặt • Lớp bề mặt bị biến cứng, xuất ứng suất dư nén (ứng suất dư có lợi) Khi cần thiết giảm chiều sâu bin cng xung 2ữ5 àm, mc bin cng xung 10% thay đổi cấu trúc lớp bề mặt độ sâu 1µm thay 8µm mài tinh 5.1 Đặc điểm mài nghiền • Cấu trúc lớp bề mặt chi tiết thép sau mài tinh(a); mài nghiền(b); mài siêu tinh xác(c) 5.1 Đặc điểm mài nghiền • Sử dụng máy có kết cấu đơn giản, độ xác gia cơng chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật dụng cụ nghiền • Gia công nhiều chi tiết lúc sử dụng máy nhiều vị trí 5.2 Bản chất vật lý mài nghiền • Q trình bóc tách kim loại thực nhờ tác động hạt mài, phần tử xúc tác hóa học bề mặt dụng cụ tới bề mặt gia công Ở đây: S – diện tích tiếp xúc bề mặt nghiền với bề mặt gia công (cm2)  Áp lực Pn chọn khoảng 0,4÷0,6 kG/cm2 nghiền thơ 0,2÷0,3 kG/cm2 nghiền tinh Máy nghiền mặt trụ trong:  Dựa theo kết cấu: • Máy nghiền đứng máy nghiền ngang • Máy nghiền trục chính, nhiều trục chính, vị trí, nhiều vị trí  Dựa theo cơng dụng: • Máy nghiền lỗ thơng suốt • Máy nghiền lỗ không thông suốt 230  Máy nghiền lỗ thơng suốt nhiều vị trí 3820Д: Hình 2.3.31.Sơ đồ động máy nghiền lỗ thông suốt nhiều vị trí 3820Д 1-động điện; 2-hộp tốc độ; 3,24-xylanh dầu ép; 4-tay gạt; 5-bánh vít; 6-trục vít; 7-địn rút; 8-cam; 9-trục dao; 10bạc nghiền; 11-cử chặn; 12-bánh côn; 13,15,17,21-bánh răng; 14,22-trục;16-đĩa phân độ; •18-cần thị; 19-bánh cóc;20-ly hợp vấu; 23-trục 231 Hình 2.3.32.Sơ động máy nghiền bán tự động để nghiền lỗ không thông suốt 1- hộp giảm tốc; 2-cơ cấu bốn khâu; 3-bộ truyền đai; 4trục chính; 5-bạc nghiền;6-trục gá dao; 7-trục dao; 8-tay quay; 9-lị xo; 10-quả đỡ; •11-vơ lăng; 12,17-bộ truyền trục vít –bánh vít; 13-trục vít me; 14,16-bộ ly hợp; 15-bộ điện từ; 18-bộ bánh cơn; 19-trục vít; 20- đai ốc bánh răng; 21-bánh thay thế; 22-bộ vít me; 23-bộ truyền bánh răng;M1,M2,M3các động điện; B1; B2; B3; B4; B5; B6; B7công tắc 232 5.8 Nghiền mặt côn Đặc điểm công nghệ nghiền mặt côn  Bề mặt sau nghiền đạt độ xác hình dáng hình học cao độ nhám thấp  Tuy nhiên khơng đảm bảo ổn định độ xác góc  Phân loại: • Tùy thuộc vào mức độ trang bị kỹ thuật người ta phân biệt:  Nghiền bán khí  Nghiền khí  Nghiền rung •Dựa vào dạng tiếp xúc dụng cụ bề mặt gia công  phương pháp tiếp xúc thể tích  phương pháp phối hợp tiếp xúc đường tiếp xúc thể tích 233 Phương pháp tiếp xúc thể tích:  Các chuyển động:  Chuyển động : dụng cụ thực chuyển động tịnh tiến lại  Chạy dao vịng :dịch chuyển góc chu kỳ chuyển động  Chuyển động phụ :ngắt quãng theo chu kỳ bề mặt tiếp xúc nghiền Hình 2.3.33.Nghiền mặt theo phương pháp tiếp xúc thể tích 1-dụng cụ nghiền; 2-bột nghiền; 3-chi tiết gia cơng 0-tốc độ góc chuyển động ăn dao vòng 234  Phương pháp phối hợp tiếp xúc đường tiếp xúc thể tích: Hình 2.3.34 Nghiền mặt côn theo phương pháp phối hợp tiếp xúc đường tiếp xúc thể tích: 1-dụng cụ chi tiết phối hợp;2-chi tiết gia công a)bước thứ nhất; b)bước thứ hai 235 Máy nghiền Hình 2.3.35 Sơ đồ động máy nghiền mặt côn CK4000 1-động điện; 2,3-các puly(bánh đai); 4,5-các bánh răng;6,7-các bánh côn; 8-cơ cấu bốn khâu; 9-bánh chủ động; 10,11-các bánh thay thế; 12-trục vít; 13-bánh vít; 15-thanh nối vi sai; 16-bánh thụ động; 17bộ ly hợp; 18-thân đầu dao; 19-khối nặng; 20,21thanh kéo; 22-thanh nối ngang; 23-lò xo; 24-đòn nối cố định; 25-bạc nghiền; 26-chi tiết gia công; 27-trục  Nghiền máy CK4000 đạt độ nhám Ra= 0,02ữ0,016 àm Mỏy nghin rung mt cụn 2CK990006: t nhỏm Ra= 0,02ữ0,04àm (cp bóng 12) Độ xác hình dáng hình học cấp 1-2 Năng suất gia cơng tăng 1,5÷2 lần so với phương pháp nghiền tay Hình 2.3.36 Sơ đồ động may nghiền rung côn 2CK990006 1-đế máy; 2-hệ thống rung; 3-mâm cặp; 4,5-chi tiết gia cơng; •6-cơ cấu kẹp chi tiết; 7-cơ cấu truyền động khí 237 nén 5.8 Nghiền mặt cầu  Nghiền mặt cầu thực máy nghiền hai đĩa  Sơ đồ nghiền bi máy nghiền hảng NSK (Nhật Bản): Hình 2.3.37 Sơ đồ nghiền bi hai đĩa có tâm quay khơng trùng 1-đĩa nghiền dẫn động phía dưới; 2-bi cầu; 3-đĩa nghiền tạo lực ép phía 238 5.9 Công nghệ nghiền Chuẩn bị chi tiết để nghiền: Yêu cầu:  Nghiền thực sau gia công tinh làm nguyên công trước  Chi tiết có độ cứng độ giịn cao, nguyên công tinh trước nghiền tốt mài đá mài có độ cứng cao  Bề mặt gia cơng trước nghiền phải có độ nhám Ra= 0,32ữ1,25àm (cp 7, cp 8) Trc nghin, chi tiết phải làm bụi bẩn bavia  Chuẩn bị chi tiết để nghiền côn theo phương pháp hỗn hợp phải đảm bảo độ côn chi tiết 239 5.9 Công nghệ nghiền Lượng dư số nguyên công mài nghiền:  Phụ thuộc chủ yếu vào u cầu độ xác hình dáng hình học độ nhám bề mặt gia cơng  Lượng dư nghiền nhỏ hmin xác định theo cơng thức: hmin = Kn + KRZ.Rmax Trong đó:  ∆1i, ∆2i – sai số hình dáng hình học trước sau nghiền  Kn = 1,5÷2,0 – hệ số phụ thuộc vào điều kiện nghiền;  KRZ = 4÷6 – hệ số tính đến khả giảm độ nhám khuyết tật khác bề mặt gia công  Rmax – độ nhám lớn 240 5.9 Công nghệ nghiền Lượng dư số nguyên công mài nghiền: Quy trình cơng nghệ mài nghiền chia ra:  Nghiền thô  Nghiền bán tinh  Nghiền tinh 241 5.9 Công nghệ nghiền Kinh nghiệm ứng dụng trình mài nghiền:  Nghiền mẫu  Nghiền kim phun  Nghiền xylanh  Nghiền lỗ côn thân van 242 5.9 Công nghệ nghiền Làm chi tiết nghiền:  Bề mặt chi tiết cần làm trước sau nghiền  Trước nghiền chi tiết gia cơng dụng cụ nghiền cần phải tẩy bụi bẩn  Thiết bị dụng cụ nghiền phải đặt nơi khơng có bụi bẩn, chỗ nghiền đặt bột nghiền cần thiết cho ngun cơng  Bộ phận nghiền phải cách ly với phận sản xuất khác 243 5.9 Công nghệ nghiền Làm chi tiết nghiền: Làm chi tiết thực phương pháp sau đây:  Rửa cục lau chùi  Thổi khí nén dung dịch lỏng  Ngâm bể  Rửa siêu âm Hình 2.3.43.Sơ đồ bể rửa siêu âm 1-bể chứa; 2-màng chắn; 3-bộ phát siêu âm 244