Thiết kế máy mài phẳng M7120A

Tài liệu tham khảo Thiết kế máy mài phẳng M7120A

Quá trình mài kim loại là quá trình cắt gọt củađá vào chi tiết, tạo rất nhiều phoi vụn do sự ma sátcắt gọt và sự cạo miết của các hạt mài vào chitiết gia công mài có những đặc điểm khác với cácphương pháp gia công cắt gọt khác như: tiện, phay,bào.

Ở đá mài các lưỡi cắt không giống nhau

Hình dáng hìng học của mỗi hạt mài khác nhau,bán kính góc lượng ở đỉnh hạt mài cũng khác nhau,hướng của góc cắt sắp xếp hổn loạn, không thuậnlợi cho thoát phoi

Độ cứng hạt mài cao, do đó có thể cắt đượcnhững loại vật liệu mà các dụng cụ cắt gọt kháckhông cắt được như : thép đã tôi, hợp kim cứng

Tốc độ cắt khi mài rất cao, cùng một lúc, trongmột thời gian ngắn có nhiều hạt mài tham gia cắtgọt và tạo ra nhiều phoi vun

Hạt mài có độ giòn cao, cho nên hạt mài dễ bịvỡ vụn tạo thành những hạt mới với những lưỡi cắtmới hoặc bậc ra khỏi chất kết dính

Do nhiều hạt cùng tham gia cắt gọt và hướnggóc cắt của các hạt không phù hợp nhau, tạo ra masát gọi là hiện tương “cắt và cọ sát” làm cho chi tiết

bị nung nóng rất nhanh và nhiệt độ ở vùng mài rấtlớn

Hạt mài có nhiều cạnh cắt và có bán kính tròn

ở đỉnh trong quá trình làm việc, bán kính này tăng lênđến một trị số nhất định, lực cắt tác dụng lên hạtmài tăng lên làm cho áp lực tác dụng vào nó tăng lênđến trị số đủ lớn có thể phá các hạt mài thànhnhững hạt khác nhau, tạo ra những lưỡi cắt mớihoặc có thể làm bật ra khỏi đá mài Vì vậy trong quátrình mài, việc tách phoi phụ thuộc vào hình dạng củacác hạt mài Quá trình tách phoi của hạt mài có thểchia ra làm 3 giai đoạn sau:

Hinhf

của lớp kim loại hớt đi là a Ở giai đoạn đầu (hình 1a)mũi hạt mài bắt đầu va đập vào các bề mặt gia cônglực này phụ thuộc vào tốc độ mài và trị số lượngchạy dao (lượng tiến dọc hoặc ngang của đá) Nếubán kíhn cong  của hạt mài rất nhỏ thì độ bềnđộng học của nó cũng rất nhỏ, khi va đập và tiếpxúc với vât mài, hạt mài sẽ bị phá hủy không thể cắt

lí thì cắt gọt được thuận lợi Trườüng hợp có bán

, hạt mài sẽ trượt trên bề mặt vật mài, làm cho áplực tăng dần, ở thời điểm này vật bị nung nóng vàgiữ lượng nhiệt lớn

Tiếp sau giai đoạn một, do áp lực mài tăng lên,nhiệt ở lớp bề mặt mài tăng lên làm cho biến dạngdẽo của kim loại tăng dần, lúc này bắt đầu xảy ra quátrình cắt gọt

Khi chiều sâu lớp kim loại được bớt đi đã đạtdược chiều sâu với trị số a nào đó với điều kiện a 

của hạt mài với chi tiết có thể chia ra thành nhữnggiai đoạn chủ yếu : Trượt, nén, tách phoi Cung tiếpxúc giữa hạt mài với chi tiết luôn thay đổi, còn cáccạnh của mép cắt phân bố sắp xếp theo các hướng

giống nhau, mà luôn thay đổi trong quá trình cắt gọt Những hạt mài có bán kính  lớn không thể cắtđược những lớp kim loại mỏng vì vậy trường hợpnày hạt mài không cắt gọt được mà xảy ra hiệntượng “nạo” ở bề mặt kim loại làm cho áp lực màităng lên, nhiệt phát sinh lớn

Khi hạt mài săc, có nghĩa là  hợp lý thì cắt gọttốt và lượng nhiệt giữ lại nhỏ

Quá trình tách phoi xảy ra trong thời gian rất ngắn,khoảng từ 0,001 - 0,00005 giây, do đó các giai đoạn củaquá trình cắt gọt cũng rất nhanh chóng

Nguyên tắc chung của quá trình mài là đá màiquay tròn và tịnh tiến ra vào để mài chi tiết với lượng

dư khác nhau Còn đối với chi tiết thì có chuyển động: như quay tròn ở các máy mài tròn ngoài, mài lỗ, màikhông tâm, mài phẳng có bàn từ quay tròn, cũng có khicó thêm chuyển động tịnh tiến qua lại như ở máy màitròn ngoài, mài không tâm, mài phẳng bàn bàn máyhìmh chữ nhật

Lực cắt khi mài tuy không lớn lắm, nhưng cũngphải biết để tính toán công suất truyền động củađộng cơ và ảnh hưởng của nó đến chất lượng và độchính xác khi mài Lực cắt gọt khi mài cũng tương tựnhư lực cắt gọt khi tiện, phay, bào Tuy nhiên cũngcó những đặc điểm riêng khác về các thành phầnlực

Sơ đồ lực cắt khi mài phẳng :

Lực cắt khi mài là : Py > Pz > Px

Công suất của động cơ truyền động trục đá màitính theo công thức :

Nđá =

 102

. d

z V P

Trong đó :

[kw]

Vd : Tốc độ quay của đá mài [m/s]

Pz : Lực cắt khi mài [ N ]

I.2 Các phương pháp mài :

I.2.1 Mài chạy dọc : (S d )

Là sự dịch chuyển của chi tiết theo chiều dọc

pháp này dùng trên các máy mài tròn ngoài, maý màiphẳng có bàn từ chuyển động tịnh tiến, mài sắcdụng cụ Phương pháp này áp dụng khi gia côngnhững chi tiết hình trụ có chiều dài đáng kể l > 80

mm hoặc dùng để gia công các mặt phẳng có chiềudài lớn Phương pháp này có độ nhẳn cao hơn màitiến ngang Trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn vàhàng khối chiều dày của đá có thể chọn trị số lớnnhất cho phép theo hướng dẫn của lý lịch máy đểnâng cao năng suất nhưng cũng phải chú ý đến độcứng vững của hệ thống công nghệ : máy - chi tiết -đồ gá

I.2.2 Mài tiến ngang : ( S n )

Là sự dịch chuyển của đá mài theo hướng vuônggóc với trục của chi tiết hoặc mặt phẳng của chi tiếtgia công, tính bằng mm/ hành trình kép hoặc m/p .Phương pháp thường gặp ở các loại máy mài trònngoài, mài không tâm, mài vạn năng, các máy mài sắcdụng cụ Dùng khi mài những chi tiết hình trụ ngắndưới 80 mm

Hình 3 : Sơ đồ mài tiến ngang

Để nâng cao tuổi bền của đá khi mài tiến ngang,cần phải chọn độ cứng của đá cao hơn 1 - 2 cấp sovới khi mài bằng phương pháp chạy dọc

I.2.3 Mài quay tròn : ( S v )

Những chi tiết mài quay quanh một trục của bànmáy, đá tiến vào để mài hết lượng dư Thường gặp

ở các máy mài phẳng có bàn từ quay, máy mài xoabằng hai mặt đầu của đá phương pháp mài nàythường dùng để mài những chi tiết mỏng, các loạivòng , mài xecmăng Có năng suất cao, rất lợi cho sảnxuất hàng loạt Độ chính xác của chi tiết phụ thuộcvào loại thiết bị và phương pháp công nghệ

I.2.4 Mài phối hợp :

Là phương pháp mài kết hợp cả chạy dọc vàtiến ngang đồng thời Cách mài này có năng suất rấtcao nhưng độ nhẳn và độ chính xác giảm Thường ápdụng cho những nguyên công mài thô hoặc nữa tinh

II Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng

Chất lượng chi tiết hoặc sản phẩm phụ thuộcrất nhiều vào độ nhẵn bề mặt và độ chính xác kíchthước, hình dáng hình học của nó sau khi gia công .Nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến chấtlượng của vật mài là vấn đề hết sức quan trọngcủa quá trình công nghệ mài

II.1 Sự hình thành bề mặt mài :

Trong quá trình gia công, bề mặt mài được hìnhthành do sự cắt gọt của các hạt đá mài vào bề mặtcủa chi tiết gia công Quá trình này có thể mô tả như ởhình vẽ Nếu nhìn bằng mắt thì bề mặt rất bóngnhẳn, nhưng đem soi dưới kính hiển vi có độ phóngđại lớn thì mặc dù ở bề mặt có độ bóng rất cao, tađều thấy những vết nhấp nhô dạmg sóng Các trịsố nhấp nhô này được biểu thị cho các cấp độnhẵn của bề mặt, ký hiệu là : Ra và Rz Nếu các trịsố này lớn có nghĩa là bề mặt vật gia công xù xì

nhiều cấp độ nhẵn thấp Ngược lại nếu trị sốnhỏ, độ nhẵn bề mặt cao

dao dọc ( trị số hành trình kép trong một phút của bànmáy ) Từ đồ thị ta thấy rằng khi tăng trị số hànhtrình của bàn máy thì độ nhẵn bề mặt giảm

II.3 Ảnh hưởng của tốc độ quay của chi tiết :

Nếu tăng tốc độ quay của chi tiết mài thì độnhẵn bề mặt gia công giảm (hình 4b) Hoành độ biểuthị tốc độ quay của chi tiết Vct = m/p

II.4 Ảnh hưởng của chiều sâu mài t :

Chiều sâu mài tăng, độ nhẵn bề mặt giảm Đồthị hình 4c biểu thị sự tương quan giữa chiều sâu màivà độ nhẵn bề mặt

H tb ( m) Htb (  m)

14 18 24 30 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4

8 7 6 5 4 3 2

Hình 5 : Độ nhẵn bề mặt phụ thuộc vào các yếutố ( S; Vct ; t )

II.5 Ảnh hưởng của tốc độ của đá mài :

Độ nhẵn bề mặt tăng khi tốc độ quay của đátăng Tốc độ mài thường dùng trong khoảng 28-35 m/s,người ta còn dùng tốc độ cao hơn, có thể tới 60 m/shoặc cao hơn nữa gọi là mài nhanh

II.6 Ảnh hưởng của độ hạt của đá mài :

Độ nhẵn bề mặt của chi tiết mài phụ thuộcvào độ hạt của đá mài, nếu độ hạt càng lớn ( kíchthước hạt mài nhỏ ) đá mịn thì độ nhẵn bề mặtcàng cao Đồ thị trên hình 6 biểu thị mối quan hệ củađộ hạt và độ nhẵn bề mặt

Dung dịch cần phải bảo đảm yêu cầu kỹ thuật,tinh khiết ít tạp chất, phải lọc sạch cặn bã của phoikim loại và hạt mài Nếu có tạp chất cơ khí đến0,1% trọng lượng của dung dịch thì độ nhẵn của bềmặt chi tiết giảm đi một cấp so với dung dịch có0,03% tạp chất Nếu dung dịch cao hơn 0,1% tạp chấtthì sẽ sinh ra xước bề mặt gia công, tuổi bền của đágiảm 15-20 %

Dung dịch trơn nguội thường dùng là Êmunxi, dungdịch muối kali, xà phòng, natri nitrat , trong điều kiệnlàm việc nặng nhọc có thể dùng dầu công nghiệp

20 Khi mài những chi tiết yêu cầu độ nhẵn và chấtlượng bề mặt cao có thể dùng hỗn hợp 75% vadơlinvà 25% dầu hipôit

Ngoài những yếu tố kể trên, chất lượng bềmặt của vật mài còn phụ thuộc những yếu tố khácnữa như độ chính xác của máy, chất lượng của đámài, vật liệu của chi tiết gia công, đồ gá và phươngpháp công nghệ

III Sự thay đổi cấu trúc ở lớp bề mặt mài :

Trong quá trình mài, mặc dù lực cắt gọt chi tiếtkhông lớn như so với các phương pháp cắt gọt khácnhư tiện, phay, bào nhưng do sự tham gia cắt gọtđồng thời của nhiều hạt mài và do sự ma sát càomiết của những hạt mài không cắt gọt, làm cho nhiệtphát sinh trong vùng tiếp xúc của đá và chi tiết rất lớn Khi điều kiện mài không tốt như : Chọn chế độ mài

V, t, S quá lớn, đá mài xấu thì nhiệt độ mài có thể

tỏ rằng khi mài, 80% công tiêu tốn về viêc phát sinhnhiệt, chỉ có 20% công có ích làm biến dạng mạngtinh thể của vật liệu để thực hiện việc cắt gọt Khikiểm tra lớp bề mặt kim loại mài có các loại thép đãtôi, ta thấy có sự thay đổi cấu trúc cụ thể là lượngôstenit dư tăng lên Điều này chứng tỏ trong quá trìnhmài có sự đã tôi lại lần thứ hai

Sự thay đổi cấu trúc của lớp bề mặt chỉ xảy ravới các loại thép đã tôi cứng, còn những loại thépchưa tôi thì cấu trúc ở lớp bề mặt không thay đổi.

Khi quan sát bề mặt mài của thép đã tôi ta thấymột lớp kim loại mỏng thay đổi cấu trúc do có sự tôilại và ram cao Lớp kim loại ở trên cùng là lớp tôi lại,có cấu trúc ôstenit, mactenxit tôi Lớp tiếp theo, kim loại

ở trong thái ram có cấu trúc trusit và mactenxit Sâu vàogiữa là lớp có cấu trúc tôi lúc đầu Trong trường hợpmài với chế độ cắt lớn hoặc đá bị cùn, sẽ sinh racháy ở bề mặt mài Cháy phát sinh do nhiệt lượngtập trung cao trong một thể tích nhỏ của kim lọại Khilớp bề mặt bị cháy chất lượng của chi tiết giảm, cóthể bị phá hủy đột ngột trong quá trình làm việc

Cháy ở lớp bề mặt kim loại có thể ở hai dạngram và tôi lại Cháy lớn ở trường hợp ram kèm theogiảm độ cứng từ 60-65 HRC xuống còn 45-55 HRC.Chiều sâu lớp cháy tới 2mm Khi rửa bằng axít lớp bềmặt bị cháy lớn, ta thấy có các vết đốm tối là dochế độ mài quá cao.Khi rửa bằng axít lớp bề mặt bịcháy nhỏ, ta thấy những vân tối mỏng với cấu trúctrustit Hiện tượng này chủ yếu là do tác dụng củahạt mài không tốt, chất lượng của đá mài không đảmbảo hoặc chọn đá mài không phù hợp với vật liệumài Để khắc phục hiên tượng cháy ở bề mặt mài,cần pgải xem xét các nguyên nhân, giảm bớt chế độmài (bước tiến dọc S và chiều sâu mài t) chọn đá chophù hợp với chi tiết mài

IV Ứng suất dư bên trong của vật mài:

Sự thay đổi cấu trúc kim loại sẽ làm phát sinhnội lực Trong khi mài , nhiệt độ tiếp xúc giữa đá vàchi tiết rất lớn làm cho nhiệt độ trong các vùng của chitết chênh lệch nhau gây nên sự biến đổi thể tích củakim loại, làm tổ chức của nó thay đổi Quá trìnhchuyển biến về cấu trúc của kim loại kèm theo xuấthiện của ứng suất dư bên trong của vật mài Ứngsuất dư trong có 3 loại:

- Ứng suất loại một là ứng suất phát sinh do cósự chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng của chi tiết.Khi tốc độ nung nóng hoặc làm nguội càng nhanh thìchênh lệch về nhệt độ ở các vùng khác nhau của chitiết càng nhiều, ứng suất loại một phát sinh cànglớn.

- Ứng suất loại hai là ứng suất được cân bằngtrong phạm vi một hay một số hạt khi chuyển biếnpha, do hệ số giãn nở dài của các pha khác nhau hoặc

do thể tích riêng của những pha mới khác nhau

- Ứng suất loại ba là ứng suất được cân bằngtrong phạm vi riêng biệt của hạt, mạng tinh thể củamactenxit là ví dụ cụ thể của ứng suất loại ba

Sự tồn tại của ứng suất dư bên trong chi tiếtcó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng làm việc củachi tiết Nếu ở bề mặt vật mài có những lớp ứngsuất dư nén thì chất lượng bề mặt của chi tiết tốt ,tăng độ bền lâu của nó Người ta tạo ứng suất nàybằng nhiều biện pháp công nghệ khác nhau như phun

bi vào mặt chi tiết gia công , lăn ,miết và gọi là côngnghệ tăng biền bề mặt Trong công nghệ mài nếuchọn chế độû mài hợp lý, áp dụng các phương phápmài tiên tiến giảm nhiệt độ trong quá trình mài, cũngcó thể tạo ra dược những lớp ứng suất nén ở bềmặt

Ngược lại nếu lớp bề mặt chi tiết gia công cónhiều lớp ứng suất dư kéo thì chất lượng bề mặtgiảm, dể gây ra nứt rạn và có thể bị phá hủy độtngột nếu công nghệ mài không tốt thì sẽ phát sinhứng suất dư kéo ở lớp bề mặt Chiều sâu của lớp

Ứng suất loại một có ảnh hưởng quang trọng vìchỉ có ứng suất loại một gây nên cong vênh và nứt.Nếu kim loại có tính dẻo kém thì ứng suất bên trongsinh ra không bị giảm đi mà gây ra biến dạng dẻo, tớikhi có giới hạn vượt quá giới hạn bền thì gây ra nứt

Trong khi mài nhiệt độ ở vùng tiếp xúc rất cao, bịnung nóng và nguội lạnh rất nhanh, nhiệt này gây raứng suất nhiệt, sau đó chuyển thành ứng suất dư vàbiến đổi về dấu và trị số liên tục trong quá trình giacông

Ứng suất loại hai và ứng suất loại ba khi màiloại thép đã tôi cũng có tồn tại nhưng không nhiềulắm

Như vậy trong quá trình mài ứng suất loại mộtlà quan trọng nhất, vì nó dể gây nứt rạn và phá hủychi tiết hoặc làm giảm chất lượng sản phẩm

Ứng suất dư khi mài có tác động rất lớn đếnchất lượng vật mài , nhất là đối với các loại thépcó nhiều nguyên tố hợp kim, thép có hàm lượngcacbon cao, các loại hợp kim cứng Vì vậy cần phảihiểu về nguyên nhân gây ra ứng suất khi mài và ảnhhưởng của từng loại ứng suất

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP MÀI

I Mài tròn ngoài:

I.1 Đặc điểm:

Là phương pháp mài có tính vạn năng cao, chi tiếtđược gá vào hai lỗ tâm, hoặc một đầu cặp vào mâmcặp còn đầu kia chống tâm Lỗ tâm là chuẩn thốngnhất được dùng trong các nguyên công trước nên đảmbảo được lượng dư đều

Mài có tâm thường dùng kiểu chạy dao dọc (ăndao dọc) : Sau mỗi hành chạy dao dọc mới tiến đá sâu

vào, phương pháp này dể sử dụng nhất, độ sâu cắtnhỏ nên lực mài bé Để mài có năng suất cao hơn

này dùng để mài các trục ngắn, độ cứng vững tốt

Khi gia công trục ngắn có đường kinh lớn còndùng kiểu ăn dao ngang, cách mài này cần đòi hỏi độcứng vững của chi tiết tốt, máy có công suất lớn, đárộng bản và phải sửa đá thật tốt

HÌNH6

Hình 7 : Các phương pháp ăn dao khi mài tròn ngoài

I.2 Những kiểu máy mài ngoài và tính năng kỹ thuật:

Máy mài ngoài dùng để gia công các bề mặt hìnhtrụ ,côn, ô van, lệch tâm méo, các mặt định hình Máymài ngoài có thể mài đưọc các lượng dư khác nhautừ rất nhỏ 0.0005mm đến vài milimet với đọ chính xácvà độ nhẵn cao Có rất nhiều loại máy mài ngoài, tùytheo yêu cầu công nghệ, kích thước, hình dạng của chitiết gia công mà chọn máy cho phù hợp Sau đây giớithiệu một số loại máy thường gặp:

Máy mài tròn ngoài vạn năng có ụ quay đá và cóđầu phụ để mài lỗ kiểu 3A110, 3 12, 3140

Máy mài tròn ngoài thông dụng, không có ụ quayđá và chi tiết, kiểu3 151, 3 161

Máy mài tròn ngoài tự động kiểu 3A151, 3A161có cơ cấu chạy dao ngang mang theo chu trình làm việctự động đã điều chỉnh sẵn

Máy mài ngoài, mài mặt đầu có ụ mài quayđược các góc 80, 300, 450, có ụ mài chuyển độngthẳng góc với tâm kiểu 3T161.

Máy mài nhiều đá dùng để gia công trục nhiềubậc, trục khủyu và trục lệch tâm

Máy mài tròn ngoàichuyên dùng, có truyền dẫn ụtrước và ụ sau kiểu 3A424, 3428, để mài thanh truyền,cổ trục khủyu, có bộ phận chép hình kiễu XIII-170

Đặt tính kỹ thuật của một số loại máy màitròn ngoài thông dụng:

Đường kính gia

Chạy dọc ngang

sau hành trình kép

Số cấp tốc độ

II Mài không tâm ngoài và trong:

II.1 Đặc điểm:

Mài không tâm là loại mài tròn Nhưng khác vớimài ngoài có tâm là ở đây vật mài đặt tự do lên daođỡ mà không định vị bằng tâm của chi tiết cũng khôngkẹp bằng đồ gá hoặc mâm cặp Khi mài không tâm chitiết nằn giữa hai đá mài, một đá cắt và một đádẫn Đá dẫn dùng để tạo chuyển động quay và tiếnngang của chi tiết Chi tiết quay ngược chiều với đádẫn và đá cắt gọt Tốc độ của đá dẫn nhỏ hơn đá

với vật dẫn lớn hơn so với đá cắt gọt Đá mài quay vachạy dọc được là do ma sát giữa vật mài với đádẫn, tốc độ vòng của vật mài bằng tốc độ vòngcủa đá dẫn

Độ cứng vững của máy mài không tâm cao hơn

mài ngoài

1 Đá mài; 2 Căn đỡ; 3 Chi tiết gia công; 4 Đá dẫn

Hình 8 : Sơ đồ mài không tâm trong

1 Chi tiết gia công; 2,3,4 Con lăn

II.2 Những kiểu máy mài ngoài và đặt tính kỹ thuật:

Máy mài không tâm nửa tự động để gia công chi

Máy mài không tâm nữa tự động để gia công chi

mài và ụ đá dẫn di động, tốc độ của đá dẫn điềuchỉnh vô cấp có chu trình mài tiến ngang tự động

Máy mài không tâm nữa tự động gia công chi tiếtcó đường kính tới 75 mm (kiểu 3184) tới 150 mm (kiểu3185) tới 250 mm (kiểu 3186) và tới 350 mm (kiểu 3187).Hai kiểu sau dùng để mài những chi tiết nặng , trụccủa đá dẫn đặt thấp hơn trục đá mài

Máy mài không tâm nữa tự động lắp đá rộng(kiểu 3 180 và 3 182)

Máy mài không tâm tự động kiểu 3182A; 3184A;3185A

Máy mài không tâm để mài ống (tuýp) kiểu B -177và B -149

Máy mài không tâm để mài nghiền có đá rộng tới

560 mm có cơ cấu chạy dao chính xác (lượng tiến rấtnhỏ) kiểu 3867

Bảng dưới đây giới thiệu môt số tính năng kỹthuật của một số máy mài không tâm

Đặc tính kỹ

+ Khi chạy dọc,

dùng đồ gá bình

Hình8: Sơ đồ mài mặt phẳng bằng đá mài hình trụ.

1 Đá mài; 2 Chi tiết ; 3 Bàn máy

Hình9 : Sơ đồ mài mặt phẳng bằng đá mài mặtđầu

1 Đá mài; 2 Chi tiết mài; 3 Bàn máy.

* Các loại máy mài phẳng và tính năng kỷ thuật :

- Máy mài phẳng có bàn thẳng góc với trụcchính thẳng đứng

- Máy mài phẳng có trục chính thẳng đứng vàìtròn xoay .Ụ mài có động cơ lắp phía trong , bànchuyển động ra vào để gá và tháo vật mài

- Máy mài phẳng kiểu đứng ,bàn tròn quay Ụ

Số vòng quay của bàn tự động thay đổi bảo đảmtốc độ quay, khi đá chuyển dịch theo bán kính cuả bàn(kiểu 3763, 3764)

- Máy mài phẳng nửa tự động có một trụcchính thẳng đứng bàn quay liên tục Chi tiết gia cônggá ở vành ngoài của bàn

- Máy mài phẳng có hai trục thẳng đứng, kẹpbằng cơ khí kiểu 3772B hoặc kẹp bằng bàn từ kiểu

3772

ngang và thẳng đứng kiểu 3508, 3510, 3512

- Máy mài phẳng nữa tự động, mài bằng mặtđầu của đá ở hai phiá, trục nằm ngang, chi tiết khi giacông kẹp trên tang quay giữa hai mặt của đá kiểu B 78,

B 80

-Máy mài nữa tự động mài bằng mặt đầu củađá, trục nằm ngang, có cơ cấu chạy dao tự độngkiểu A- 945

- Máy mài phẳng thẳng đứng để mài tinh (màimặt đầu của đá) kiểu 3317

- Máy mài phẳng có bàn từ hình chữ nhật, trụcchính nằm ngang bàn có sống trượt hình chữ thập

- Máy mài phẳng có bàn từ hình chữ nhật, ụ đáchuyển dịch ngang, kiểu 3 722, 3722 nữa tự động

- Máy mài phẳng có bàn tròn, trục chính nằmngang Uû mài có chạy dao thẳng đứng, quay và chạydao dọc của bàn bằng thuỷ lực kiểu 3740.

* Tính năng kỹ thuật của một số máy màiphẳng:

Đặc tính kỹ

thuật

Kiểu máy371M

1

6Kích thước lớn

nhất của chi tiết

41,35

12,56

12,925

37,65

Số vòng quay

của đá mài (v/p)

2800 1440 1450 1440 1450 975

Tốc độ chuyển

động dọc của

bàn hoặc ụ mài

(mm/p)

0 

18

330

333

4

330

Chạy dao ngang

của ụ mài sau

IV.1 Đặc điểm:

Các loại máy mài ngoài, mài phẳng, mài khôngtâm có độ cứng vững cao, kích thước đá mài khônghạn chế, không phụ thuộc vào chi tiết gia công Nhưngngựoc lại khi mài lỗ, đường kính của đá mài bị hạnchế bởi kích thước lỗ của vật mài Vì vậy không thểtăng tốc độ mài bằng cách tăng đường kính của đá,mà phải tăng số vòng quay của trục mang đá Để đảmbảo an toàn, thì tốc độ đá không vượt qúa 35 m/s khi

nhỏ hơn 40mm thì tôïc độ giảm đi chỉ còn 15-25 m/s Vìvậy độ nhẵn bề mặt gia công công không cao

Hình 10: Sơ đồ mài lỗ

1 Chi tiết gia công; 2 Đá mài

IV.2 Các loại máy mài lổ và Đặc tính kỹ thuật :

Người ta thường phân chia các loại máy mài lổthành 3 nhóm chủ yếu sau đây theo công dụng :

1)Máy mài lổ có hai trục chính mang đá

3)Máy mài lổ có hai trục chính để mài 2 lổ cùng

1 lần gá

*Các loại máy lổ thông dụng

- Máy mài lổ vạn năng kiểu 3225,3227

- Máy mài lổ vạn năng có cơ cấu chạy dao ngangcủa ụ đá và có bộ phận mài mặt đầu kiểu 3 250,3A229

- Máy mài lổ nửa tự động kiểu 3A225Б ,3A226Б , 3A227Б , 3A230 và những loại máy khác, cóthể gia công được những chi tiết có đường kính lổtừ 16500mm Máy 3A225Б có đầu mài ttrục chính

- Máy mài lổ hai phía có truyền dẫn tập trungcủa chi tiết kiểu MB-37292

- Máy mài lổ tự động có trang bị cơ cấu cấpphối, tự động kẹp và tháo chi tiết, tự động đo,kiểm tra và sửa đá Máy làm việc theo chu trình có cáckiểu 3225A, 3227A

- Máy mài lổ vạn năng với các kiểu thông dụng

- Ngoài các loại máy trên còn có một số loạimáy khác ,các loại máy mài lổ chuyên dùng để giacông những sản phẩn riêng của mổi ngành Tuỳ theohình dạng và kích thước của chi tiết gia công mà chọnmáy cho phù hợp

Những đặc tính kỹ thuật của máy mài lỗ vạn

Đường kính lỗ của vật mài(mm) 20-10

Góc quay lớn nhất của ụ cặp

vật mài

300

Lỗ côn của trục chính mang vật

Chuyển dịch của bàn máy sau

một vòng tay quay(mm)

16.5

Trị số vòng quay của ụ mang

Giới hạn tiến ngang liên tục của

ụ mang chi tiết trong một phát

Số vòng quay của đầu mang đá

(v/p)

8400-18500

Lượng dầu chứa trong bể chứa 90

Mài phẳng các bề mặt của chi tiết được thực hiệntrên các máy mài phẳng bằng mặt đầu hoặc bằngchu vi đá .Phương pháp mài phẳng có năng suấtcao ,bưởi vì diện tích tiếp xúc của đá và chi tiết rấtlớn ,số cji tiết gá trên bàn từ hoặc ở mặt đầu củađá được nhiều

Ưu điểm của mài phẳng là cơ khí hoá trong quá trìnhmài thích hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàngkhối ,có thể mài được những chi tiết mỏng ,khó định

vị và kẹp chặt như xécnăng Máy mài đá vành khămnăng xuất thấp hơn ,máy mài xoa bằng mặt đầu củađá nhưng lai vạn năng hơn Do việc gá lắp đơn giản nêncác loại máy này được sử dụng rộng rãi trong sảnxuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ Trong sản xuất đơnchiếc và hàng khối người ta dùng các loại máy màixoa bằng hai mặt đầu của đá hoặc những máy chuyêndung khác

Tuy nhiên phương pháp mài phẳng có nhược điểm là

do tiếp xúc nhiều nên nhiệt phát sinh khi mài phẳnglớn hơn so với mài tròn ngoài có tâm và không cótâm ,rất dể gây ra biến daüng nhiệt trong quá trìnhmài

cao .Có thể dùng đá mài hình trậu nguyên hoặcchăúp ,phương pháp mài ngoài vấn đề tiết kiệm đámài còn mở rộng được khả năng công nghệ Tuy vậykhi mài phẳng bằng mặt đầu của đá việc thoátphoi ,thoát nhiệt và tưới dung dịch trơn nguội khó khănnên nói chung độ chính xác và nhẳn bề mặt thấp

Khi mài phẳng bằng đá mài hình trụ ,đảm bảođược độ (22)chính xác và độ nhẳn bóng bề mặt cao.Vì việc thoát phoi ,thoát nhiệt và tưới dung dịch trơnnguội vào khu vực gia công được dể dàng .Màiphẳng đá mài hình trụ có thể thực hiện trên máymài phẳng thông thường hay vạn năng ,có bàn máyhình chữ nhật thực hiện chuyển động định tiếnkhứ hồi dọc hoặc bàn máy tròn thực hiện chuỷên

quanh tâm của nó .Còn đá mà thực hiện chuyểnđộng quay tròn chạy dao ngang và thẳng đứng

Vì diện tích tiếp xúc giữa đá và chi tiết không lớn nênnăng suất thấp Để khắc phục đều này người ta còndùng đá hình trụ rộng bản có thể cắt được hếtchiều rộng của chi tiết trong một hành trình chạydọc của bàn máy và chỉ ăn dao thẳng đứng khi dùngphương pháp này phải sửa đá thật cẩn thận nếukhông bề mặt gia công sẻ bị nghiên vì đá côn hoặcmặt gia công sẻ không nhẳn vì mặt đá không đều

Khi mài phẳng chi tiết thường được kẹp trên bàn từbằng những điện từ (nam châm điện ) nhược điểmcủa phương pháp này chi tiết bị nhiễm từ và hút theonó những hạt phoi rất nhỏ trên bề mặt mài

Do đó sau mỗi nguyên công mài ,cần phải tiến hànhkhử từ và làm sạch bề mặt

Để ngăn ngừa hiện tượng cháy ,nứt ở bề mặtmài ,phải chọn đá mài có bề mặt thô hơn ,độ cứngcủa đá thấp hơn ,chất dính bằng bakelit Hình dạngcủa đá phụ thuộc vào hình dạng bề mặt vật mài Dụng cụ sửa đá mài là nhừng loại đĩa kim loại răngnhọn hoặc khi mài chính xác có thể dùng mũi kimcương để sữa đá

II Giới thiệu chung về máy mài phẳng M7120A: 1.Tóm tắt về máy mài phẳng M7120A:

Nhiệm vụ chính của đề tài này là nghiên cứa thiếtkế máy mài phẳng M7120A Máy mài phẳng M7120Alàloại máy mài mặt phẳng băng chu vi đá ,cũng có thể

dùng mặt đầu của đá để mài mặt vuông góc củađá Tuỳ theo hình dạng kích thước của vật gia công cóthể dùng đai ốc hình chữ T để cố địng chi tiết trênbàn máy hoặc dùng nam châm điện để giữ chi tiết vìdùng mặt xuông quanh của đá mài để mài cho nên bềmặt gia công có thể đạt độ bóng và độ chính xáccao

Máy mài phẳng M7120A gồm các chuyển động chínhlà chuyển động quanh tròn của đá mài ,chuyển độngngang và chuyển động lên xuống của ụ mài ,chuyểnđộng dọc khứ hồi của bàn máy trục chính mang đámài được gắn với động cơ ,chuyển động ngang củađá mài được thực hiện liên tục và gián đoan nhờ cơcấu khí hoặc thuỷ lực Chuyển động lên xuống củađá mài chỉ thực hiện bằng cơ cấu khí Chuyển độngtịnh tiến dọc của bàn máy cũng được thực hiện liêntục hoặc gián đoạn nhờ cơ cấu thuỷ và cơ khí

Ngoài động cơ đa dẩn động đá mài ,trong máy M7120Acòn có động cơ dẫn động hơn để cung cấp dầu chohệ thống thuỷ lực và bôi trơn động bơm dung dịch trơnnguội

Tất cả các cơ cấu điều khiển và công tắc vận hànhmáy đều được đặt trên mặt trước của máy rấtthuận lợi cho việc thao tác

Do diện tích tiếp xúc của đá và chi tiết lớn, số chitiết gá trên bàn từ nhiều nên máy có năng xuấtcao .Nhờ có bàn từ nên máy có thể gia công đượcnhững chi tiết mõng, và các chi tiết khó gá đặt màkhông ảnh hưởng đến hình dạng của chi tiết gia công

Cũng do việc gá đựt đơn giản nên máy thườngđược sử dụng rộng rải trong sản xuất đơn chiếc vàloạt nhỏ

Nhược điểm chính là do tiếp xúc nhiềugiữa đávà vật gia công nên nhiệt phát sinh khi mài phẳng lớnkhi mài tròn dể gây ra biến dạng nhiệt trong quá trìnhgia công nên cần hết sức lưu ý đến vấn đề làm máttrong khi gia công trên máy

2.Hình dáng bên ngoài và vị trí các nút điều

khiển:

hình 13 Hình dáng chung của máy màiM7120A

Bảng công dụng các tay quay, tay gạt, các nút ấn điều

khiển

nguội

hay liên tục

máy

máy

17 Tay quay di động dọc của bàn máy.

3.Sơ đồ động của bàn máy điều chỉnh bằng cơ

cấu khí:

HÌNH 14:Sơ đồ điều khiển máy bằng tay

Nguyên lý hoạt động:

Chuyển động chính quay tròn của đá thực hiện côngviêc cắt gọt được dẫn động bởi một động cởiêng cótrục nối liền với trục chính mang đá

Chuyển động chạy dao quay của đá được thực hệnnhờ cơ cấu thuỷ lực, muốn thực hiện bằng tay thìquay vô lăng 1 làm quay cặp trục vít- bánh vít 2.3 có tỉsố truyền 1/10 làm quay bánh răng nhỏ 5(z=16), bánhrăng này ăn khớp với thanh răng 4 được gắn chặt vớiđầu mài làm cho đầu mài tịnh tiến

Chuyển động chạy dao thẳng đứng chỉ được thựchiện bằng cơ cấu cơ khí Quay vô lăng 13 qua hệ thốngbánh răng nóp 14,15 qua li hợp chữ thậpb làm quaytrục vít 16 và ăn khớp với bánh vít lăn 17 làm cho bánhvít lăn 17 tịnh tiến lên mống kéo theo đầu mài cũngchuyển động lên xuống

Chuyển động dọc của bàn máy cũng được thựchiện nhờ hệ thống thuỷ lực, muốn thực hiện bằngtay thì quay vô lăn 6 thông qua hai trục bánh răng trụ 7,8và 9.10 làm quay bánh răng nhỏ 11 ăn khớp với thanhrăng 12gắn chặt voqí bàn máy chuyển động tịnh tiếnqua lại

4Đặt tính kỹ thuật của máy mài:

Kích thước ngoài

Khoảng cách chủ yếu

Khoảng cách từ trục

chính đến bàn làm việc

động cơ (v/p)3000/1500Chạy dao ngang

1-12 mm/một lần đổi hướngchuyển độngcủa bàn làmviệc

cơ

Công suất(kw)

Tốcđộ(v/p)

VÀ KẾT CẤU MÁY

Thiết kế cơ cấu chạy dao dọc của bàn máy điềukhiển bằng tay:

Yêu cầu và nguyên lý hoạt động:

Yêu cầu:

Dựa vào máy chuẩn và tham khảo một số máykhác cùng cỡ hiện có thông thường cơ cấu có bộphận điều khiển là vôlăng, được tác đông bởi tảitrọng là mômen xoắn khi vôlăng quay Để bàn máy cóthể chuyển động thẳng, tịnh tiến đi về theo yêu cầuđặc tính làm việc của máy Do đó cơ cấu chấp hànhcuối có chức năng tạo ra chuyển động thẳng từchuyển động quay được điều khiển từ vôlăng Dựa

vào máy chuẩn ta chọn cơ cấu chấp hành cuối làbánh răng thanh răng.

Yêu cầu cơ cấu điều khiển phải thuận tiện., phảinhẹ nhàng Đối với điều kiện Việt Nam nên chọn lựctác động vào vôlăng điều khiển với lực gạt khoảng

40  60 N

Do đó xích truyền động có thêm cụm cơ cấugiảm vận tốc là các cặp bánh răng ăn khớp nhằmthoả mãn yêu cầu lực tác dụng và tốc độ điềukhiển

Nguyên lý làm việc:

Từ sơ động ta thấy, khi tác động vào tay quay(vôlăng) một lực Q, lực Q tạo ra trên trục I mômen

bánh răng với tỉ số truyền i2 = ,

Khi bàn máy ở chế độ chạy tự động bằngthuỷ lực thì dầu thuỷ lực sẽ vào xilanh piston và đẩybánh răng duy trượt ra khỏi vùng ăn khớp, đườngtruyền bị cắt vì thế không thể điều khiển bằng tay.Tính toán:

Dựa vào máy chuẩn ta chọn lượng dịch chuyểncủa máy khi quay tay quay một vòng là S = 10 mm

Chọn môđun của bánh răng ăn khớp với thanh răng

Vậy muốn bàn máy dịch chuyển được mộtđoạn S = 10 mm khi quay tay quay một vòng ta cóphương trình đường truyền:

i1 i2  m Z = S = 10 mmTrong đó: i1, i2 : Là các tỉ số truyền

m : môđun bánh răng

Z : Số răngSuy ra : i1 i2 Z =

Vậy ta có các cặp bánh răng:

Z1 = 18 , Z'1 = 70

Z2 = 20 , Z'2 = 68Kiểm nghiệm lại đường truyền thực tế :

i1 i2 . m Z = 3 , 14 3

68

20 70

18

.20 = 9,974[mm]

Vậy sai số so với giả thiết là :

10 

= 0,26 %Sai số này chấp nhận được

* Các thông số của bộ truyền bánh răng

- Nhóm truyền thứ nhất :

+ Đường kính vòng chia :

d1 = m Z1 = 3.18 = 54 [mm]

+ Khoảng cách trục A:

A =

2

' 1

Di1 = d1 - 2,5m = 54 - 2,5 3 = 46,5[mm]

D'i1 = d'1 - 2,5m = 210 - 2,5 3 = 202,5[mm]

- Nhóm truyền thứ hai :

Di2 = d2 - 2,5m = 66 - 2,5 3 = 58,5[mm]

L = 630 mm : Chiều dài lớn nhất của chi tiếtgia công

=> Z' = 6303,1410.310 = 69Vậy số đầu mối của thanh răng : Z' = 69

* Thiết kế cơ cấu chạy dao ngang bằng tay của đầumài :

1 Nguyên lý làm việc:

Từ sơ đồ động ta thấy khi tác động vào vôlăng

truyền qua trục II nhờ bộ truyền trục vít bánh vít với

2 Tính toán bộ truyền :

Dựa vào máy chuẩn ta chọn lượng dịch chuyểncủa đầu mài khi ta quay tay quay một vòng là S = 3mm

Chọn môđun của bánh răng ăn khớp với thanh rănglà m = 3 mm

Muốn đầu mài dịch chuyển được một đoạn S =

3 mm khi quay tay quay một vòng ta có phương trìnhđường truyền :

Ta chọn : Số mối răng của trục vít là: Z1 = 1

Số răng của bánh vít là : Z2 = 38

Ta chọn môđun của cặp bánh vít trục vít là : m =

Di1 = 30 - 5 - 2 0,2 2,5 = 24 [mm]

- Chiều dài phần có răng của trục vít

L  (11 + 0,06 Z1) m  (11 + 0,06 1 ) 2,5 = 28 [mm]

- Bề rộng của bánh vít :

b = 0,75 De1 = 0,75 35 = 26,5 [mm]Chọn b = 30 mm

Kiểm nghiệm lại lượng chạy dao :

quá chi tiết

L = 200 mm : Chiều rộng lớn nhất của chitiết gia công

=> Z' = 2003,1410.2,510 = 28

Vậy số mối răng của thanh răng là : 28

A-HỆ THỐÏNG THUỶ LỰC:

Hệ thống thuỷ lực đóng vai trò rất quan trọngtrong máy mài phẳng M7120A Các chuyển động nhưchạy dao dọc khứ hồi của bàn máy, chạy dao ngangcủa đầu mài đều thực hiện nhờ vào hệ thống thuỷlực Ngoài ra việc bôi trơn, làm mát cũng nhờ vào hệthống thuỷ lực.

Sự khác nhau cơ bản về truyền động dầu ép sovới truyền động bằngcơ khí là việc dùng chất lỏng,mà chủ yếu là dầu khoáng để làm phương tiệntruyền động và biến đổi năng lượng

Hệ thống truyền động bằng dầu ép có nhữngđặc điểm sau :

+ Thựchiện truyền động vô cấp cho các chuyểnđộng chính cũng như chuyển động phụ để đảmbảochế độ cắt thích hợp nhất

+Có khả năng truyền động với lực và công suấtlớn với kích thước cơ cấu nhỏ, gọn nhẹ

+ Dể dàng thực hiện các nhiệm vụ như : điềukhiển tự động trong trường hợp đảo chiều và vấnđề quá tải Các cơ cấu và bộphận của hệ thốngđược tiêu chuẩn hoá

+ Nhưng có nhược điểm là rò dầu , có ảnhhưởng đến việc đảm bảo sự làm việc ổn định,chuyển động êm, nhẹ nhàng của hệ truyền động.Việc chắn khít dầu rất khó khăn do rò dầu khi nhiệtđộ làm việc tăng

* Các thiết bị chủ yếu của hệ thống thuỷ lựcbao gồm :

1 Bơm dầu: Cung cấp lưu lượng dầu cho máy

2 Hộp điều khiển của máy được phân ra :

- Điều khiển cho bàn máy

- Điều khiển cho đầu mài

Nó dùng để điều chỉnh tốc độ của bàn máy củađầu mài, điều chỉnh các chế độ chạy dao gián đoạnhay liên tục của đầu mài, chạy dao bằng hay băng thuỷ

3 Xilanh V và S : Thực hiện nhiệm vụ là biếnáp lực của dầu thành chuyển động tịnh tiến của bànmáy và của ụ đá.

4 Van an toàn : Đảm bảo áp lực dầu của hệthống nằm trong phạm vi qui định

5 Bộ phận lọc : Dùng để lọc dầu cung cấpcung cấp cho hệ thống.trượt

6 Đồng hồ đo áp lực : Để đo áp lực dầucông tác cũng như áp lực dầu bôi trơn của hệ thống

7 Van tiết lưu : Dùng để đảm bảo lưu lượngdầu và các xilanh-píton, để đảm bảo tốc độ chạy daotheo yêu cầu

Ngoài ra còn có van một chiều để đảm bảo chohệ thống hoạt động theo yêu cầu

I THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG THUỶ LỰC :

I.1 Tính lực cắt khi mài :

II.2.1 Tực và công suất khi mài:

Các yếu tố chủ yếu của chế độ cắt là :

- Tốc độ của đá : Tính với số vòng quay lớn

+ Động cơ quay đá với tốc độ: n = 3000 v/p

+ Đường kính đá: D = 250 mm

- Vận tốc dài của đá:

V =

60 1000

.D n



60 1000

3000 250 14 , 3

Độ xê dịch của đá mài theo phương đường trụccủa nó tính bằng mm trong mỗi hành trình của bànmáy khi mài phẳng bằng chu vi của đá mài

S = 12 mm/1lần đổi hướng của bàn máy.Lấy theo chế độ làm việc cao nhất của máy

- Công suất có ích khi mài bằng chu đá với bướctiến ngang được xác định theo công thức:

= 7[KG]

Khác với các phương pháp gia công khác, khi mài