ĐỀ TÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LẦN CUỐI MẶT PHẲNG TRONG CHẾ TẠO MÁY

Thực tế cho thấy các chi tiếtđược chế tạo từ một loại vật liệu như nhau nhưng theo các phương pháp công nghệ và chế độ cắt khác nhau sẽ có tính chất của lớp bề mặt khác nhau.. Tiện bằng

LỜI NÓI ĐẦU

Chế tạo máy là một ngành quan trọng của nền kinh tế quốc dân Phạm vi sửdụng sản phẩm của ngành chế tạo máy rất rộng rãi Trong ngành gia công chế tạomáy thì gia công tinh lần cuối sản phẩm là một khâu hết sức quan trọng, quyết địnhchất lượng, thẩm mỹ và tính kinh tế của sản phẩm

Môn học các phương pháp gia công lần cuối là một môn học chính nhằm cungcấp cho những người làm công nghệ những kiến thức cơ bản về chất lượng, vềphương pháp lựa chọn phương án gia công lần cuối tối ưu, đảm bảo chất lượng sảnphẩm, giá thành sản phẩm vv

Sự phát triển của nền kinh tế quốc dân đòi hỏi ngành cơ khí phải chuyển mình

để bắt nhịp kịp sự phát triển của nền kinh tế Tức là nhanh chóng chế tạo ra sốlượng máy móc và thiết bị với công suất và tốc độ cao Công suất và tốc độ củamáy phụ thuộc vào độ chính xác và chất lượng bề mặt gia công Do đó, nhiệm vụđặt ra là phải xây dựng được các phương pháp và điều kiện gia công chi tiết để đạt

độ chính xác và chất lượng bề mặt hợp lý

Tính chất sử dụng của chi tiết không chỉ phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vậtliệu, mà còn phụ thuộc vào trạng thái của lớp bề mặt Thực tế cho thấy các chi tiếtđược chế tạo từ một loại vật liệu như nhau nhưng theo các phương pháp công nghệ

và chế độ cắt khác nhau sẽ có tính chất của lớp bề mặt khác nhau Tuổi thọ của cácchi tiết này có thể khác nhau hang chục lần

Chất lượng bề mặt chi tiết máy được hình thành trong quá trình thực hiện cácnguyên công có tính đến yếu tố di truyền công nghệ (tính in dập) Tuy nhiên, quantrọng nhất là các nguyên công gia công tinh, bởi vì ở các nguyên công này các đặctính chất lượng của lớp bề mặt được hình thành rõ nét Điều này nói lên tầm quantrọng của các phương pháp gia công tinh trong quy trình công nghệ và sự cần thiếtphải xác định phương pháp gia công hợp lý với chế độ cắt tối ưu

Trong sản xuất đã và đang ứng dụng nhiều phương pháp gia công tinh khácnhau Các phương pháp này có thể tập trung làm bốn nhóm chính là: gia công bằngdụng cụ cắt có lưỡi, gia công bằng các hạt mài kết dính, gia công bằng các hạt mài

tự do và gia công biến dạng dẻo bề mặt

Mỗi phương pháp có đặc thù riêng với khả năng công nghệ và phạm vi ứngdụng nhất định Trong phạm vi bài viết này, tác giả chỉ tập trung làm rõ: Cácphương pháp gia công lần cuối mặt mặt phẳng

Để nâng cao hiệu quả của các nguyên công gia công tinh cần phải đẩy mạnhcông tác nghiên cứu để tìm ra những điều kiện gia công tối ưu và sử dụng các thiết

bị hợp lý

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và yêu cầu của môn học, tôi đã được giao nhiệm

vụ với đề tài: “Các phương pháp gia công lần cuối mặt phẳng” Với thời gian vàtrình độ còn hạn chế, chắc chắn trong bài viết còn nhiều thiếu xót Rất mong được

sự quan tâm, góp ý của thầy giáo và các bạn đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơnthầy giáo Đại úy - TS Dương Quốc Dũng và các đồng chí trong lớp Công nghệChế tạo máy - K20 đã giúp đỡ tôi hoàn thành bài viết này

PhÇn 1: Gia c«ng tinh mÆt ph¼ng b»ng dông cô cã lìi

1.1 TiÖn, phay b»ng dông cô kim c¬ng vµ nitrit bo

a) Khả năng công nghệ và phạm vi ứng dụng

+ Tiện bằng dụng cụ kim cơng và nitrit bo

Phơng pháp này thờng dùng để tiện mặt đầu Độ nhám của bề mặt gia côngkhi tiện bằng dao kim cơng và nitrit bo phụ thuộc chủ yếu vào độ cứng vững và độbền chống rung của hệ thống công nghệ (máy - gá - dao - chi tiết) Khi gia côngthép nhiệt luyện bằng dao kim cơng và nitrit bo, độ nhám bề mặt đạt Ra = 0,08 0,32 m, còn khi gia công thép không nhiệt luyện độ nhám đạt Ra = 0,32  1,25

m và khi gia công gang Ra = 0,16  1,25 m Trong nhiều trờng hợp khi gia côngtrên các máy có độ chính xác cao với chế độ cắt tối u, độ nhám có thể đạt Ra 0,08 m và độ chính xác đạt cấp 4 Các chỉ tiêu chất lợng này khá cao, do đó trongnhiều trờng hợp có thể dùng phơng pháp tiện kim cơng để thay cho các nguyêncông tinh khác Tiện bằng dao kim cơng cho phép tăng năng suất gia công lên 4 

5 lần

Tiện bằng dao kim cơng đợc dùng trong những trờng hợp khi có yêu cầu cao

về độ chính xác kích thớc, sai số hình dáng hình học thấp và chất lợng bề mặt cao.Dao tiện kim cơng đợc dùng rất có hiệu quả khi gia công kim loại màu (đồng,nhôm, babít), vật liệu phi kim (chất dẻo, cao su…), hợp kim cứng và hợp kim gốm.+ Phay bằng dụng cụ kim cơng và nitrit bo

Phay mặt phẳng bằng dao kim cơng với chế độ cắt hợp lý cho phép đạt độnhám bề mặt Ra = 0,04  0,16 m

Phay mặt phẳng thép nhiệt luyện bằng dao phay nitrit bo cho phép đạt độnhám bề mặt Ra = 0,32  1,25 m, còn phay mặt phẳng gang đạt Ra = 0,63  2,5

m

Phay mặt phẳng bằng dao phay nitrit bo đợc dung để gia công các chi tiết cóprôfin phức tạp trên các máy điều khiển số CNC, khi phay bề mặt chi tiết có độcứng cao nh khuôn mẫu, băng dẫn hớng của máy…

b) Dụng cụ cắt có lỡi bằng vật liệu siêu cứng

Vật liệu siêu cứng (kim cơng và nitrit bo) đợc sử dụng rộng rãi để tiện vàphay Dụng cụ cắt bằng kim cơng và nitrit bo có tính cắt gọt cao và đảm bảo đợcchất lợng khi gia công thép nhiệt luyện, gang, kim loại màu, hợp kim, vật liệu phikim và kim loại gốm

Tuổi bền các dụng cụ này cho phép tăng thời gian sử dụng mà không cần màilại Do vậy nó rất quan trọng đối với các dây truyền tự động và các máy CNC, trongsản xuất hàng loạt và hàng khối

Tính cắt gọt và tuổi bền dụng cụ bằng vật liệu siêu cứng lớn hơn gấp 10 lần sovới các dụng cụ bằng hợp kim cứng và hợp kim gốm

c) Kết cấu của dụng cụ kim cơng và nitrit bo

Dao phay kim cơng thờng có 2  3 lỡi Các lỡi dao này đợc gá cách tâm vàmặt đầu của dao với các khoảng cách khác nhau Cách gá các lỡi dao nh vậy chophép thực hiện cho phép thực hiện đồng thời phay thô bằng một hoặc hai lỡi dao vàphay tinh bằng các lỡi dao còn lại Trong trờng hợp này để phay thô thờng dùng lỡidao hợp kim cứng

d) Chế độ cắt khi gia công bằng dao kim cơng và nitrit bo

Tốc độ cắt bằng dao phay kim cơng phụ thuộc vào vật liệu gia công Chiều sâuphay t của lỡi dao hợp kim cứng thờng chọn t = 0,3 mm, còn của lỡi dao kim cơng t

= 0,15 mm Lợng chạy dao khi phay bằng dao phay kim cơng S = 0,02  0,06 mm/vòng Trong thực tế khi phay bằng dao phay kim cơng không cần dung dịch trơnnguội

Khi phay bằng dao phay nitrit bo chế độ cắt đợc chọn nh sau:

- Vật liệu là thép nhiệt luyện (HRC = 50  55): v = 80  100 m/ phút, S = 25

 80 mm/ phút, t = 0,1  0,44 mm

- Vật liệu là gang (HB = 200  600): v = 350  600 m/ phút, S = 25  80mm/ phút, t = 0,1  0,6 mm

1.2 Chuốt mặt phẳng

Chuốt mặt phẳng là dạng chuốt ngoài, lực tác động lên dao và chi tiết không

đối xứng Khi chuốt có nhiều lỡi cắt cùng tham gia cắt Do đó yêu cầu công suấtmáy lớn và độ cứng vững của hệ thống công nghệ lớn

Nếu mặt phẳng đã gia công thô nên dùng chuốt lớp Vì chiều sâu cắt trên từnglỡi cắt đồng đều, đọ chính xác cao

Để tăng năng suất khi chuốt mặt phẳng, có thể dùng dao đứng yên còn chi tiếtgá trên bàn máy thực hiện chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động quay

+ u điểm của phơng pháp chuốt;

- Độ chính xác có thể đạt cấp 7, Ra = 0,8  0, 6 m, tốc độ cắt thấp nên biếndạng dẻo ít Vì vậy chất lợng bề mặt tốt

- Nhiều lỡi cắt cùng tham gia cắt nên lực chuốt lớn Vì vậy yêu cầu máy phải

- Khi bào hoặc xọc không có khả năng gia công bằng nhiều dao cùng một lúc(trừ bào giờng)

a) Khả năng công nghệ của bào và xọc

Bào và xọc là các phơng pháp gia công có tính vạn năng cao, chuyể động cắt

đơn giản Bào tinh rộng bản có khả năng đạt độ chính xác và độ nhãn bề mặt cao.Xọc chủ yếu dùng để gia công các rãnh then trong lỗ

Bào tinh có thể đạt độ chính xác cấp 8  7, độ nhám đạt Ra = 2,5 m Bàotinh mỏng đạt độ chính xác cấp 7  6, độ nhám đạt Ra = 1,25  0,63 m

b) Biện pháp công nghệ

Đối với các chi tiết lớn thờng đợc gia công trên máy boo giờng để có thể giacông đồng thời nhiều bề mặt bằng nhiều đầu dao và nhiều dao khác nhau

Khi dùng nhiều dao có thể gá dao theo hai cách:

- Gá dao theo cách phân chia chiều sâu cắt làmnhiều lớp sẽ tránh đợc ảnh ởng của hiện tợng mòn dao không đồng đều tới chất lợng bề mặt gia công

h Gá dao theo cách đặt các dao nối tiếp liên tục theo phơng tiến dao cho phépgia công với bớc tiến dao S lớn Khi đó bớc tiến cho một dao là s/ n (n là số lợngdao) và hiện tợng mòn không đều của các dao sẽ ảnh hởng tới chất lợng bề mặt giacông

Các chi tiết có bề mặt gia công hẹp nên gá thành hàng dọc theo phơng chuyển

động cắt

* Để nâng cao độ chính xác gia công khi bào, thờng dùng các biện pháp côngnghệ sau:

- Khi gia công các chi tiết lớn nên tách thành hai nguyên công; gia công thô

và gia công tinh riêng biệt để giảm ảnh hởng của hiện tợng phân bố ứng suất d saukhi gia công gây ra biến dạng chi tiết sau khi gia công Trờng hợp nếu gia công thô

và gia công tinh cùng một lần gá trên máy bào giờng thì sau bớc gia công thô nênnới lỏng các các đòn kẹp để chi tiết biến dạng tự do gây ra hiện tợng phân bố lạiứng suất d sau khi cắt thô, sau đó kẹp nhẹ để tiếp tục cắt tinh.

- Dùng phơng pháp bào tinh mỏng bằng dao rộng bản chế tạo từ hợp kimcứng: dao bào có bề rộng từ 40  120 mm, cắt với chiều sâu cắt t nhỏ (t2 = 0,1 0,2 mm, t2 = 0,05  0,1 mm) bằng 1 hoặc 2 lần chạy dao, bớc tiến dao lớn (S = 0,5

bề rộng dao), vc = 15  200 m/ phút

+ Bào tinh mỏng bằng dao rộng bản có các yêu cầu sau:

- Máy phải đảm bảo chính xác

- Dao đủ cứng vững, phần công xôn của dao ngắn, lỡi dao phải thẳng và đợc

đánh bóng đạt Ra = 0,16 m, gá đặt dao phải kiểm tra bằng khe sáng

Bào tinh mỏng bằng dao rộng bản đạt đợc đọ chính xác kích thớc, đọ phẳng,

độ nhám bề mặt cao, có thể thay thế cho cạo hoặc khi không có phơng tiện khác nhmài phẳng, chuốt

1.4 Cạo

Cạo là phơng pháp gia công tinh thực hiện bằng tay với các dụng cụ đơn giản

đợc chế tạo từ thép dụng cụ hoặc thép gió

Chất lợng cạo chủ yếu phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân Trớckhi cạo cần kiểm tra độ phẳng của mặt gia công bằng cách dùng bản mẫu bôi mộtlớp bột màu rất mỏng rồi áp và xoa đều lên bề mặt chi tiết, sau đó cạo những điểmcao (những điểm có dính bột màu) Sau khi cạo xong cần kiểm tra theo tiêu chuẩnsau:

Trên diện tích 25,4  25,4 mm2 có 8  18 điểm đối với cạo thô và 20  25

điểm đối với cạo tinh

Yêu cầu khi cạo:

- Phải gá đặt chi tiết ổn định

- Bản mẫu phải có độ chính xác và độ cứng vững cao

- Bề mặt trớc khi cạo phải đợc gia công tinh bằng phay, bào, doa và để lại lợng

d vừa phải

Chiều dài mặt phẳng

(mm)Chiều rộng mặt phẳng

(mm)

100500 5001000 1000200

0

2000400 0

4000600 0

- Có thể dùng cạo để gia công tinh lần cuối các mặt phẳng có kích thớc lớn.

- Bề mặt sau khi cạo có khả năng giữ dầu bôi trơn tốt trong quá trình làm việc.+ Nhợc điểm:

- Năng suất thấp, thực hiện bằng tay nên chất lợng gia công phụ thuộc vào taynghề của công nhân, cờng độ lao động nặng nhọc

- Không cạo đợc bề mặt quá cứng

Phần 2: Gia công tinh mặt phẳng bằng các loại đá mài

Mài mặt phẳng bằng đá mài là phơng pháp gia công tinh bề mặt chi tiết cónăng suất cao Mài phẳng đợc thực hiện bằng đá mài tròn và đá mài mặt đầu Hiệnnay có một số phơng pháp mài mặt phẳng bằng đá mài sau đây:

2.1 Mài bằng đá mài tròn với phơng pháp tiến dao dọc

Phơng pháp này đợc dùng để gia công các chi tiết có chiều dài lớn và bề rộngnhỏ, ví dụ nh then, chêm, v.v

7

nđ

Hình 2.1

2.2 Mài bằng đá mài tròn với phơng pháp tiến dao dọc và tiến dao ngang

Phơng pháp này đợc dùng để gia công mặt phẳng có bề rộng lớn, ví dụ nhbàn máy, các tấm phẳng và các bề mặt của chi tiết dạng hộp

2.4 Mài bằng đá mài mặt đầu.

Hình b) là mô hình mài mặt phẳng bằng đá mài mặt đầu trên máy mài có bàn quay.

Trong trờng hợp này, thời gian cơ bản T0(phút) đợc tính bằng công thức:

m n S

K a T

c

0 0

.

 (2.1)Trong đó: a - Lợng d gia công(mm)

S0- Lợng ăn dao đứng (Theo phơng vuông góc với bàn máy) saumột vòng quay của bàn máy hoặc chiều sâu cắt (mm),

Nc- Số vòng quay của bàn máy trong 1 phút

m- Số chi tiết đợc gia công đồng thời trên bàn máy

K- Hệ số chạy là(không tăng chiều sâu cắt) đợc chọn theo sổ taygia công cơ

Hình 2.4

Mô hình trên là mài mặt phẳng bằng đá mài mặt đầu trên máy mài có bàn quay.Trong trờng hợp này, thời gian cơ bản T0(phút) đợc tính bằng công thức:

m S V

K a L T

d 1000

.

0

Trong đó: a - Lợng d gia công(mm)

L- Chiều dài hành trình của bàn máy

S0- Lợng ăn dao đứng (Theo phơng vuông góc với bàn máy) saumột hành trình kép của bàn máy hoặc chiều sâu cắt (mm),

Vd- Tốc độ dịch chuyển của bàn máy (m/phút)

m- Số chi tiết đợc gia công đồng thời trên bàn máy

K- Hệ số chạy là(không tăng chiều sâu cắt) đợc chọn theo sổ taygia công cơ

Các phơng pháp mài mặt phẳng bằng đá mài mặt đầu có năng suất cao hơncác phơng pháp mài bằng đá mài tròn Điều năỳ đợc giải thích rằng trong quá trìnhmài bằng đá mài mặt đầu, bề mặt tiếp xúc giữa đá mài và chi tiết gia công lớn, do

đó khi cắt, số lợng lớn hạt mài cùng tham gia để bóc tách kim loại ở bề mặt giacông nh vậy, quá trình sửa đá rất đơn giản, bởi vì chỉ cần sửa lại phần bề mặt bị

S0

S đ

mòn (tiếp xúc với bề mặt gia công) mà không cần sửa lại toàn bộ bề mặt của đámài.

Tuy nhiên, mài bằng đá mài tròn cho phép nâng cao độ chính xác, giảm nhiệt

độ trong vùng cắt, do đó giảm đợc biến dạng nhiệt của chi tiết Điều này rất quantrọng đối với trờng hợp khi cần khử độ cong vênh và vết cháy trên bề mặt gia công

Khi mài phẳng trên máy mài có bàn máy dịch chuyển tịnh tiến, chuyển độngcủa bàn máy bị hạn chế do quán tính của cơ cấu đảo chiều Ngoài ra, khi mài cần cóthời gian phụ để đảo chiều chuyển động, dịch chuyển ăn dao và thoát dao của bànmáy Những yếu tố này làm cho mài mặt phẳng trên các máy mài nh vậy có năngsuất thấp hơn so với các máy mài có bàn quay

Phần 3: mài nghiền mặt phẳng 3.1 Đặc điểm của mài nghiền

Mài nghiền là một nguyên công trong đó quá trình cắt đợc thực hiện nhờ tác

động của hạt mài nằm giữa các bề mặt của dụng cụ và chi tiết

So với các nguyên công gia công tinh bằng các hạt mài khác, mài nghiền có

- Trên bề mặt gia công xuất hiện những vết lộn xộn không theo hớng xác định

- Quá trình bóc tách kim loại đợc thực hiện chủ yếu nhờ những hạt mài hoặchạt kim cơng đợc gắn tạm trên bề mặt dụng cụ hoặc nằm ở trạng thái tự do trongvùng cắt

- Trong quá trình cắt toàn bộ bề mặt gia công tiếp xúc với bề mặt dụng cụ, do

đó quá trình bóc tách kim loại xảy ra liên tục trên toàn bộ bề mặt gia công Hiện ợng này ảnh hởng xấu đến quá trình đẩy phoi ra khỏi vùng cắt

t Quá trình mài nghiền đợc thực hiện với chế độ gia công thấp

Những đặc trng trên của quá trình mài nghiền cho phép nâng cao chất lợng giacông, cải thiện tính chất cơ lý của lớp bề mặt, tăng diện tích tiếp xúc của các bề mặtlắp ghép lên gấp hai lần, tăng khả năng chống ăn mòn hóa học của bề mặt gia công.Khi mài nghiền lớp bề mặt bị biến cứng và ở đó xuất hiện ứng suất d nén (ứngsuất d có lợi)

Để đạt đợc độ chính xác kích thớc và hình dáng cao, độ nhám bề mặt thấp,mài nghiền đợc chia ra nhiều nguyên công hoặc nhiều bớc Các chi tiết có độ chínhxác thấp đợc mài nghiền qua hai nguyên công, tức là nghiền thô và nghiền tinh, còn

đối với chi tiết có độ chính xác cao cần phải nghiền qua 3  6 nguyên công

Khi nghiền có thể:

- Sử dụng máy có kết cấu đơn giản, bởi vì độ chính xác gia công chủ yếu phụthuộc vào đặc tính kỹ thuật của dụng cụ nghiền

- Gia công nhiều chi tiết cùng lúc và sử dụng máy nhiều vị trí

3.2 Bản chất vật lý của mài nghiền

Quá trình bóc tách kim loại (quá trình hình thành bề mặt) khi mài nghiền đợcthực hiện nhờ tác động của các hạt mài, các phần tử xúc tác hóa học và bề mặt dụng

cụ tới bề mặt gia công

Quá trình hình thành bề mặt gia công (khi có tác động qua lại của bề mặt dụng

cụ nghiền) xảy ra dới tác dụng của ứng suất pháp tuyến và ứng suất tiếp tuyến.Trong trờng hợp này các lớp kim loại mỏng chịu biến dạng dẻo đàn hồi, do đó dẫn

nh khi mài và các phơng pháp gia công bằng dụng cụ hạt mài khác Trong trờnghợp này dới tác dụng của lực Py hạt mài bị nén vào bề mặt gia công, còn dới tácdụng của lực Pz hạt mài thực hiện quá trình cắt kim loại (hình 3.1)

Trong trờng hợp này quá trình bóc tách kim loại chủ yếu phụ thuộc vào tỷ lệgiữa độ cứng của hạt mài và độ cứng của vật liệu gia công Nếu hạt mài có độ cứngthấp hơn độ cứng của vật liệu gia công thỉ quá trình bóc tách kim loại xảy ra ít nhất.Nếu độ cứng của hạt mài tăng lên so với độ cứng của vật liệu gia công thì năng suấtbóc tách kim loại tăng lên với một tỷ lệ nào đó của các độ cứng (của hạt mài và chi

tiết gia công) thì năng suất bóc tách kim loại đạt giá trị lớn nhất Khi

bm

ct H

H

= 0,75cho phép đạt năng suất bóc tách kim loại cao nhất (trong đó: Hct - Độ cứng của chitiết gia công, Hbm - Độ cứng của hạt mài)

Hình 3.1 Sơ đồ tác dụng của lực hạt mài lên bề mặt gia công

Chỉ tiêu thực hiện quá trình biến dạng chi tiết là độ ăn sâu tơng đối vào bề mặt

gia công,  - bán kính đỉnh của hạt mài) Nh vậy là đối với từng điều kiện gia công

cụ thể độ ăn sâu tơng đối

 )2 (3.1)Trong đó: T - giới hạn chảy của vật liệu

E - mô đun đàn hồi của vật liệu

Khi nghiền bề mặt thép nhiệt luyện với chế độ gia công: áp lực nghiền 1,11KG/ cm2, tốc độ của dụng cụ nghiền 7m/ phút, lúc đầu xảy ra quá trình cắt với xácxuất 0,6  0,7, sau đó dần dần chuyển sang quá trình nén déo kim loại với xác suấtcắt chỉ còn 0,1  0,3

Khi tăng tính dẻo của kim loại gia công giá trị

đỉnh của hạt mài giảm Hệ số Kp cũng tăng khi tốc độ cắt tăng Hệ số Kp nằm trongkhoảng 0  1

3.3 Đặc tớnh chủ yếu của hạt mài

Hạt mài là hạt khoỏng chất tự nhiờn hoặc nhõn tạo cú kớch thước rất nhỏ Khinghiền thường sử dụng:

- Kim cương tự nhiờn, cụrun, ruột rỏp

- Kim cương nhân tạo, enbo, cacbit bo, côrun điện, cacbit silic, các loại ôxitcrôm, ôxit sắt, ôxit nhôm

Tính chất cơ bản của hạt mài là độ cứng Độ cứng được đặc trưng bằng khảnăng thâm nhập của hạt mài vào vật liệu gia công và phá hủy bề mặt gia công, đồngthời chống lại hiện tượng nghiền vụn bề mặt gia công dưới tác dụng của ngoại lực.Tùy thuộc vào độ cứng, vật liệu hạt mài được chia ra các nhóm sau đây: độcứng cao, độ cứng trung bình và độ cứng thấp

Bảng 3.1 §ặc tính chủ yếu và phạm vi ứng dụng của các loại vật liệu hạt mài.

Các hạt mài có kích thước hơn 28μm cũng được dùng để nghiền Các loại hạtm cũng được dùng để nghiền Các loại hạtmài này được dùng để nghiền thô bề mặt Hình dáng của hạt mài rất đa dạng Ví

dụ, hạt mài côrun điện và cácbit silic có hình dạng như một khối đa cạnh với kíchthước của các cạnh không giống nhau

Trạng thái của bề mặt hạt mài được đặc trưng bằng độ nhám bề mặt, hình dángcạnh sắc và đỉnh (thẳng, cung tròn v.v ) Hạt mài với góc nhọn và bán kính đỉnh nhỏ

có khả năng thâm nhập vào bề mặt gia công một cách dễ dàng đồng thời tăng khảnăng bóc tách kim loại và nâng cao độ bền mặt Góc sắc ở đỉnh hạt mài thường có giátrị trong khoảng 40 ÷ 145o, trong đó các góc sắc > 90o chiếm 70 ÷ 75%.

Thành phần chất khoáng (hay đặc tính chất khoáng) được xác định bằngphương pháp phân tích hóa học Bằng cách phân tích này có thể phát hiện đượcthành phần chủ yếu của các hợp chất trong hạt mài Tăng số lượng thành phần hợpchất sẽ không tạo ra được hạt mài có chất lượng cao

Khả năng cắt của hạt mài là khả năng mà hạt mài có thể bóc tách kim loạitrong những điều kiện gia công cụ thể Khả năng cắt của hạt mài được xác địnhbằng nhiều phương pháp khác nhau và được đánh giá bằng các chỉ tiêu sau:

Tổng khối lượng kim loại được bóc tách cho đến khi hạt mài không còn khảnăng cắt;

Khối lượng kim loại tương đối được bóc tách so với khối lượng kim loại đượcbóc tách bằng hạt mài chuẩn;

Khối lượng kim loại tương đối được bóc tách so với khối lượng của hạt mài

lỏng dao động trong khoảng 1/ 5 ÷ 1/ 1.

3.5 Yêu cầu đối với dụng cụ nghiền.

Kết cấu và kích thước của dụng cụ nghiền phụ thuộc vào hình dạng và kíchthước của bề mặt gia công, đồng thời cũng phụ thuộc vào thiết bị sản xuất Dụng cụnghiền được dùng để gia công các mặt phẳng, mặt tròn ngoài, mặt tròn trong, mặtcôn và các mặt định hình

Tùy thuộc vào thiết bị sản xuất, dụng cụ nghiền được chia ra: dụng cụ nghiềntay và dụng cụ nghiền máy Vật liệu của dụng cụ nghiền phụ thuộc vào vật liệu giacông và độ bóng bề mặt yêu cầu

Vật liệu dùng để chế tạo dụng cụ nghiền thường là: gang, thép, đồng thau,đồng vàng, kính thủy tinh, cao su, da, gỗ v.v Vật liệu dụng cụ nghiền phải đáp ứngđược những yêu cầu sau đây:

- Dụng cụ nghiền phải có độ cứng thấp hơn độ cứng của vật liệu gia công

- Dụng cụ nghiền phải có tính chống mòn cần thiết

- Hạt mài phải có khả năng bám chặt trên bề mặt của dụng cụ nghiền

- Dụng cụ nghiền phải có tính chất ma sát tốt

Dụng cụ nghiền bằng gang cho phép đạt năng suất và độ chính xác gia côngcao hơn so với dụng cụ nghiền làm bằng vật liệu mềm hơn gang Tuy nhiên độnhám bề mặt lại tăng so với dụng cụ nghiền làm bằng vật liệu mềm Dụng cụnghiền bằng gang được dùng để gia công vật liệu có độ cứng cao khi sử dụng bộtnghiền có độ hạt lớn (độ hạt của hạt mài)

Dụng cụ nghiền bằng thép được dùng thay cho dụng cụ nghiền bằng gangtrong những trường hợp khi mà độ bền của gang không đủ (khi gia công lỗ hoặckhi cắt với lượng dư lơn Dụng cụ nghiền bằng thép có độ bền cao hơn dụng cụnghiền bằng gang nhưng nó lại có tuổi bền cao hơn, do đó khi nghiền bằng dụng cụnghiền bằng thép bề mặt gia công có độ chính xác cao hơn

Dụng cụ nghiền bằng đồng vàng (đôi khi có sử dụng lõi thép để tăng độ bền)

được dùng để gia công chi tiết bằng bột nghiền có độ hạt trung bình và khi có yêucầu cao về độ bóng bề mặt.

Dụng cụ nghiền bằng gỗ phíp được dùng để gia công chi tiết bằng bột nghiền

Vật liệu dụng cụnghiền

Độ nhám bề mặtgia công (μm cũng được dùng để nghiền Các loại hạtm)

Nghiền bán tinh

và nghiền tinh 0,02 ÷ 0,01 Gang, kim loại màu Ra= 0,04 ÷ 0,16

Rz= 0,05 ÷ 0,1Dưới tác dụng của trọng tâm dụng cụ và lực nghiền, dụng cụ nghiền có thể bịbiến dạng vì vậy dụng cụ nghiền phải có độ cứng vững và độ chính xác lắp ghépvới máy cao

Để giảm ứng suất dư thì phôi chế tạo dụng cụ nghiền phải được ủ Quy trình ủphôi dụng cụ nghiền bằng gang gồm các bước sau:

- Gia công cơ sơ bộ

- Đưa phôi vào lò có nhiệt độ >100oC

- Nung nóng phôi đến nhiệt độ 400oC với tốc độ nung 60oC/giờ

- Giữ phôi trong lò theo quy định: 1 giờ cho 25mm chiều dày phôi

- Làm nguội phôi với tốc độ ≤ 40oC/giờ

- Lấy phôi từ trong lò ra với nhiệt độ ≤ 80oC

Khi gia công tinh dụng cụ nghiền cần phải tránh hiện tượng nung nóng cục bộ

vì nung nóng cục bộ là nguyên nhân gây ra ứng suất dư Để tránh nung nóng cục