Bài giảng các phương pháp gia công tinh chương 3 mài bằng các loại đá mài

Chương Mài loại đá Mài Encyclopedia of Tribology • Grinding is the common collective name for machining processes that utilize hard, abrasive particles as the cutting medium The grinding process of shaping materials is probably the oldest in existence, dating from the time prehistoric humans found that they could sharpen their tools by rubbing them against gritty rocks Q TRÌNH CẮT KHI MÀI • Đá mài coi loại dụng cụ cắt nhiều lưỡi, lưỡi cắt không giống nhau, mà xếp lộn xộn chất dính kết • Hình dạng hình học hạt mài khác nhau, góc trước thường  < 00, khơng thuận lợi cho q trình phoi cắt gọt • Tốc độ cắt mài lớn V=30-50m/s, lúc, thời gian ngắn tính giây có nhiều hạt mài tham gia vào cắt gọt tạo nhiều phoi vụn • Có thể cắt gọt loại vật liệu cứng mà loại dụng cụ cắt khác không cắt Eg: thép tơi, hợp kim cứng v.v… • Do có nhiều hạt mài tham gia cắt gọt với  < 00 tạo ma sát lớn với vật liệu gia công gọi tượng “ cắt, cào xước” làm chi tiết gia công bị nung nóng nhanh nhiệt độ vùng mài lớn (từ 1000C – 1500C) QUÁ TRÌNH CẮT KHI MÀI • Lực mài nhỏ diện tích tiếp xúc đỉnh hạt mài với bề mặt gia công nhỏ nên lực cắt đơn vị lớn • Trong q trình mài, đá mài có khả tự mài sắc nghĩa hạt cùn bị bật khỏi chất dính kết hạt có đỉnh sắc lân cận tham gia cắt Hoặc hạt mài cùn bị vỡ tạo thành lưỡi cắt sắc mới, tham gia cắt • Do khơng thể thay đổi vị trí hình dạng hình học hạt mài đá mài nên việc điều khiển q trình mài khó khăn • Bề mặt gia cơng thường có lớp cứng nguội phân bố đều, chiểu dày khoảng 2um, độ cứng Hv=1100 Trên bề mặt có ứng suất lớn vết nứt tế vi • Do trị số bán kính đỉnh hạt mài nhỏ, nên thực trình với chiều sâu cắt nhỏ Vật liệu hạt mài: Materials of the abrasive particles Nguyên tắc chung chọn độ cứng đá mài: • Khi gia công vật liệu cứng chọn đá mềm ngược lại gia công vật liệu mềm chọn đá cứng, vật liệu mềm dẻo đồng, nhôm…nên dùng đá mài mềm • (Do vật liệu cứng hạt mài dễ bị mòn, cần dùng đá mềm để tăng khả tự mài sắc, cịn gia cơng vật liệu mềm, hạt mài bị cùn, tăng độ cứng để tăng tuổi bền đá) • Khi gia cơng thơ nên chọn đá cứng để tăng xuất, • Khi gia cơng bề mặt định hình nên chọn đá có độ cứng trung bình để vừa đảm bảo hình dạng bề mặt gia cơng, vừa đảm bảo xuất • Khi gia cơng tinh nên chọn giảm cấp độ cứng so với gia công thô loại vật liệu 3.1 Ứng dụng mài để gia cơng tinh • Mài phương pháp gia cơng tinh sử dụng rộng rãi Mài gia công mặt trụ ngồi, trụ trong, mặt phẳng, mặt định hình • Trên sở vật liệu siêu cứng chế tạo nhiều loại đá mài khác có khả cắt gọt tuổi bền cao nâng cao suất gia công tinh Sử dụng đá mài kim cương nitrit bo nâng cao chất lượng bề mặt 3.2 Mài trịn ngồi: 3.2.1 Mài có tâm a Phương pháp tiến dao dọc Chi tiết gá mũi tâm gia cơng máy mài trịn (như sơ đồ) Phương pháp tiến dao dọc dùng gia cơng chi tiết có l > 80mm, chi tiết hình (cần gá chi tiết ½ góc cơn) Ngồi dùng gia công loại dao: khoan, khoét chuốt… 106 3.5.2 Mài đá mài mặt đầu • Mài mặt phẳng đá mài mặt đầu có suất cao phương pháp mài đá mài tròn bề mặt tiếp xúc đá chi tiết gia công lớn nên số lượng hạt mài tham gia bóc tách kim loại lớn Mặt khác sửa lại đá đơn giản cần sửa bề mặt bị mịn (phần tiếp xúc) mà khơng cần sửa toàn bề mặt đá 3.5.2 Mài đá mài mặt đầu • Mài đá mài trụ cho phép nâng cao độ xác, giảm nhiệt vùng cắt giảm biến dạng chi tiết, đặc biệt gia công bề mặt mỏng, bề mặt cần khử độ cong vênh, vết cháy bề mặt • Mài phẳng máy có bàn quay cho suất cao khơng xuất lực qn tính chuyển động tịnh tiến gây 3.6 Mài mặt định hình • Gia cơng tinh mặt định hình thường sử dụng phương pháp mài thực đá mài định hình hay đá mài thường với chuyển động chạy dao đá hay chi tiết theo dưỡng chép hình 3.7 Sửa đá mài • Trong q trình gia cơng đá bị mài mịn tính cắt gọt làm giảm suất gia cơng độ xác Vì trình mài cần thường xuyên sửa đá để phục hồi tính cắt gọt, tạo cho đá có hình dạng hình học profin ban đầu • Chọn chế độ sửa đá hợp lý làm thay đổi hình dáng hạt mài làm thay dổi tính cắt gọt -> Rz giảm Thực tế xác định profin đá phụ thuộc vào phương pháp chế độ sửa đá 3.7 Sửa đá mài Tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng gia công, điều kiện sản xuất sử dụng phương pháp khác • Tiện bút chì kim cương • Lăn theo biên dạng đá mài có độ cứng cao • Mài đá mài có độ cứng cao Ngồi cịn dùng phương pháp ăn mịn điện hóa, ăn mịn điện để sửa đá mài kim cương Mũi sửa đá 3.8 Ảnh hưởng chế độ cắt đến suất chất lượng bề mặt gia cơng 3.8.1 Q trình hình thành độ nhám bề mặt 3.8.1 Quá trình hình thành độ nhám bề mặt • Khi mài, độ nhám hình thành kết chép hình quỹ đạo chuyển động hạt mài có hình dạng hình học xác định • Q trình cắt hạt mài điểm S hạt mài khỏi bề mặt gia công, chi tiết quay nên hạt mài không điểm N mà điểm K • Do chiều dày chiều dài phoi tăng, bề rộng phoi nhỏ khoảng cách hai hạt mài cạnh tiết diện dọc trục chi tiết, nên hạt cạnh hớt lượng kim loại A,B chiều dài phần nằm A, B không hớt 3.8.1 Quá trình hình thành độ nhám bề mặt • Để hớt lượng kim loại chiều dài H cần có đủ lượng hạt mài tham gia cắt, thực tế hạt nằm rải rác tiết diện khác vng góc với trục đá cao thấp khác Nhưng đá quay nên tất hạt tham gia cắt kim loại hớt toàn chiều dài H 3.8.1 Quá trình hình thành độ nhám bề mặt • Trong thực tế trình tiếp xúc hạt mài bề mặt gia công phức tạp nhiều Khi gia công hạt mài không cắt bề mặt trơn mà cắt bề mặt có nhám nguyên công trước để lại, hạt mài phân bố ngẫu nhiên cao thấp khác so với tâm đá hạt nhô xa tham gia cắt cịn hạt có đỉnh thấp gây biến dạng dẻo biến dạng đàn hồi, Quá trình tạo phoi mài trình ăn sâu hạt mài vào kim loại 3.8.1 Quá trình hình thành độ nhám bề mặt Độ nhám bề mặt gia cơng phụ thuộc nhiều vào chế độ cắt • Độ hạt đá giảm Rz giảm • Vận tốc chi tiết tăng Rz tăng • Số hành trình kép tăng chiều dày phoi tăng Rz tăng • Sn tăng Rz tăng 3.8.1 Quá trình hình thành độ nhám bề mặt • Nhiệt cắt ảnh hưởng đến độ nhám, giảm S dọc (giảm hành trình kép /Phút) Rz giảm • Dung dịch trơn lạnh ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt, cấp dung dịch hợp lý làm giảm Rz, dung dịch cấp nhiều làm to vùng cắt giảm dẫn đến giảm tác dụng phẳng nhiệt Rz lại tăng 3.8.2.Ảnh hưởng chế độ cắt đến tính chất lý lớp bề mặt • Tính chất lý hình thành tác động hạt mài nhiệt độ vùng tiếp xúc đá chi tiết, tác động gây biến dạng dẻo biến cứng bền mặt làm độ cứng tế vi tăng • Do biến dạng dẻo,t0 cắt nên xuất ứng suất dư, dấu độ lớn, chiều sau lớp s dư phụ thuộc mức độ biến cứng, to, dung dịch trơn lạnh, yếu tố khác T0 làm nung nóng cục nguội nhanh làm thay đổi cấu trúc pha • Nhiệt độ nguyên nhân chủ yếu hình thành s dư