TIỂU LUẬN Cơ khí đại cương

Mài vô tâm.. Dây đai mài... Bo cacbua và kim cương 3... Bánh mài chuyển động tương đối trên bề mặt phôi... Khi đưa xuống, bánh mài chuyển động mài khắp bề mặt phôi.. Bi thép

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG

CÔNG ĐOẠN HOÀN THIỆN SẢN PHẨM

GVHD: HUỲNH NGỌC HIỆP Nhóm thực hiện: NHÓM 9 / L02-B

TP HCM 28/11/2016

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG

CÔNG ĐOẠN HOÀN THIỆN SẢN PHẨM

GVHD: HUỲNH NGỌC HIỆP Nhóm thực hiện: NHÓM 9 / L02-B

TP HCM 28/11/2016

Trang 3

STT MSSV HỌ VÀ TÊN

1 1510638 Lê Thanh Đại

2 1514089 Lâm Văn Vịnh

3 1511415 Trần Việt Hưng

4 1510600 Nguyễn Ngọc Dương

5 1512964 Nguyễn Văn Tân

6 1510696 Nguyễn Thành Đạt

7 1511484 Nguyễn Văn Khang

Trang 4

MỤC LỤC

Giới thiệu 1

I ĐÁ MÀI VÀ CHẤT KẾT DÍNH 2

1 Cấu trúc của đá mài: 2

2 Chất kết dính của đá mài: 3

3 Chọn đá mài và kiểm tra chất lượng: 4

II Quá trình mài 5

1 Mài là quá trình loại bỏ phoi 5

2 Nhiệt độ mài: 7

3 Ứng suất dư bên trong của vật mài: 7

4 Chế độ cắt khi mài: 8

III CÁC PHƯƠNG PHÁP MÀI VÀ MÁY MÀI 8

1 Mài mặt phẳng 8

2 Mài Phôi Trụ 9

3 Mài Tròn Trong 10

4 Mài vô tâm 11

5 Mài ăn Creep 11

6 Máy siêu âm 12

Lưu ý khi mài: 13

IV CÁC CÂN NHẮC THIẾT KẾ KHI DÙNG PHƯƠNG PHÁP MÀI 14

V CÁC CÔNG ĐOẠN HOÀN THIỆN 15

1 Vật liệu phủ hạt mài 15

2 Dây đai mài 15

3 Đánh bề mặt bằng sợi 16

4 Mài dũa 16

5 Siêu Mài Dũa 17

TÓM TẮT 21

Phụ lục 22

Trang 5

Giới thiệu

Có rất nhiều tình huống trong quá trình sản xuất không thể đạt đến các yêu cầu về bề mặt cho một phần hoặc toàn bộ phôi Vì quá khó hoặc quá dễ vỡ Ví dụ như trục lăn và vòng bi, piston, van, xi-lanh, cam, bánh răng và nhiều thành phần chính xác được sử dụng trong các thiết bị đo đạt Khi đó một trong những phương pháp được đưa ra để giải quyết những yêu cầu đó là phương pháp gia công Mài

Mài là một trong những công đoạn quan trọng trong lĩnh vực gia công cắt gọt kim loại, mài được coi là quá trình gia công tinh sau khi đã được gia công bằng tiện, phay, bào sau nhiệt luyện nhằm nâng cao độ chính xác về kích thước và độ nhẵn bóng bề mặt của chi tiết gia công

Quá trình mài là quá trình cắt gọt chi tiết bằng dụng cụ cắt là đá mài, tạo ra nhiều phoi vụn

do sự cắt và miết của các hạt mài vào vật gia công Mài có những đặt điểm khác với các phương pháp gia công khác như tiện, phay, bào

- Đá mài là dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt với góc cắt khác nhau

- Hình dạng của mỗi hạt mài khác nhau Tốc độ cắt khi mài rất cao, trong một thời gian ngắn có nhiều hạt mài tham gia cắt gọt và có khả năng loại bỏ một lượng nhỏ vật liệu trên bề mặt

Ma sát lớn làm cho chi tiết lúc gia công bị nung nóng nhanh và nhiệt độ vùng cắt rất lớn

- Hạt mài có độ cứng cao, có thể cắt gọt được những vật liệu cứng mà các loại dụng cụ cắt khác không cắt được như thép đã tôi, hợp kim cứng

Hiểu được quá trình mài và các phương pháp để mài có thể tạo nên sản phẩm gia công ưng ý Với mức độ tìm hiểu cơ bản về cơ khí, nhóm chúng em có những nghiên cứu cơ bản về quá trình mài và những lưu ý khi mài

Vì thời gian chuẩn bị và tài liệu có hạn nên cũng không tránh khỏi thiếu sót Mong thầy có thể góp ý để bài tiểu luận được hoàn thiện hơn

Trang 6

I ĐÁ MÀI VÀ CHẤT KẾT DÍNH

Vật liệu dùng làm đá mài được chế tạo từ các loại quặng như oxit nhôm (Al2O3), Silicon Cacbua (SiC), kim cương tự nhiên, kim cương nhân tạo những vật liệu này phần lớn được thiêu kết trong lò ở nhiệt độ cao, rồi nghiền nát thành hạt mài, bột mài có kích thước khác nhau

Tùy theo chất lượng gia công mà sẽ chọn cỡ hạt mài cho phù hợp, các loại hạt mài có độ cứng rất cao, có thể cắt gọt được kim loại và hợp kim một cách dễ dàng nhưng lại rất giòn và dễ vỡ Ngày nay những hạt mài có kích thước 1-2 mcro m được dùng để gia công những chi tiết rất chính xác

1 Cấu trúc của đá mài:

Độ cứng của những chất liệu chọn làm đá mài:

Thủy tinh 350-500 Titanium nitride 2000

Đá lửa,thạch anh 800-1100 Titanium carbide 1800-3200 Zirconi oxit 1000 Boron carbide 2800

Thép cứng 700-1300 Silicon carbide 2100-300 Vonfarm 1800-2400 Cubic boron nitride 4000-5000 Nhôm oxit 2000-3000 Kim cương 7000-8000

Tính chất và công dụng của các loại đá mài:

- Oxit nhôm: 75% đá mài được chế tạo từ loại vật liệu này Độ tinh khiết của oxit nhôm được chế tạo cho các ứng dụng khác nhau thì khác nhau, càng tinh khiết thì độ cứng, giòn càng tăng, hạt

Trang 7

- Silic cacbua(SiC): độ cứng cao, giòn, góc nhọn dễ vỡ SiC màu xanh (97% SiC) dùng gia

công vật liệu có độ cứng cao, hợp kim cứng SiC đen (95-97%) dùng gia công vật liệu giòn và

mềm như đồng thau, kẽm, gang, nhôm, nhựa

- Bo cacbit: độ cứng rất cao, tính năng cắt gọt tốt, dùng gia công thép hợp kim, hợp kim

cứng và khó gia công

- Kim cương nhân tạo: tính năng cắt gọt gấp 9 lần SiC, mài ở nhiệt độ thấp, chất lượng chi

tiết đảm bảo tốt Dùng trong gia công tinh với độ bóng cao, mài siêu tinh, mài khôn, mài các hợp

kim cứng

2 Chất kết dính của đá mài:

các hạt mài được dính lại với nhau bằng một chất keo Tùy theo đặt tính, áp lực tác dụng

lên đá mài và dung dịch làm nguội mà lựa chọn chất kết dính phù hợp:

- Chất keo Keramic(gốm G): được dùng phổ biến, có sức bền làm việc lớn, độ bền nhiệt cao

và môi trường ẩm, bền hóa học với các loại dung dịch làm nguội khác nhau, có thể đạt tốc độ mài

65m/s

- Chất keo vuncanic (V) keo hữu cơ có sức bền cơ học, tốc độ mài 18-80m/s, độ bền mòn

cao, dùng làm đá dẫn của máy mài vô tâm, nhiệt độ mài thấp đạt 150oC

- Chất keo bakelit(B): keo hữu cơ dùng phổ biến, chịu nhiệt tốt, tốc độ mài 35-70m/s Có thể

chế tạo đá cắt chiều dày 0.18mm để cắt kim loại, nhiệt độ cắt đến 300oC

Ký hiệu đá mài

Oxit nhom và SiC

Trang 8

Bo cacbua và kim cương

3 Chọn đá mài và kiểm tra chất lượng:

- Chọn đá mài rất quan trọng, ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng mài, độ chính xác, độ

nhẵm bề mặt, lượng hao phí đá mài và an toàn lao động

- Chọn đá mài phải căn cứ vào loại vật liệu gia công, điều kiện kỹ thuật của chi tiết, thiết bị,

phương tiện công nghệ

- Yêu cầu khi chọn đá mài:

 Có khả năng cắt gọt tốt, đảm bảo năng suất và độ nhẵn bề mặt, không bị cháy, nức,

không có vết đen, tiếng cắt gọt của đá êm, không kêu rít, bề mặt mài nhẵn, không bị biến

dạng, cháy đen

 Bền về hình dạng, có độ mòn tối thiểu giữa 2 lần sửa đá

 Có khả năng tự sửa, các hạt mài có thể bị vỡ thành những hạt nhỏ hơn tạo những

lưỡi dao mới hoặc bật ra khỏi keo để hạt khác tham gia cắt gọt

- Sau khi nhận đá mài phải kiểm tra xem có hư hỏng không bằng cách treo đá lên, lau khô

và sạch bụi, dùng búa hoặc cán gõ nhẹ nghe tiếng rung ngân rõ ràng và trong là đá tốt, không bị

nức

Trang 9

II Quá trình mài

1 Mài là quá trình loại bỏ phoi

Mài sử dụng hạt mài là công cụ cắt Các hạt mài có hình dạng không đều và được đặt cách nhau một cách ngẫn nhiên dọc theo chu vi bánh xe Các vị trí xuyên tâm của các hạt trên bề mặt thiết bị do đó không phải tất cả các hoạt động trong thời gian mài Tốc độ bề mặt trong mài rất cao, thường 20-30 m/s, có thể cao đến 150 m/s

Quá trình mài được miêu tả trong sơ đồ:

Một bánh xe mài có đường kính D loại bỏ một lớp kim loại độ sâu d(độ sâu bánh xe cắt) Hạt mài di chuyển tiếp tuyến với vận tốc V, phôi di chuyển với vận tốc v Với mỗi hạt mài loại bỏ một phoi nhỏ, có độ dày (độ sâu hạt cắt) t, chiều dài l 𝑙 = √𝐷𝑑

𝑡 = √(4𝑣

𝑉𝐶𝑟) √(

𝑑

𝐷)

Với C là số điểm cắt cho mỗi đơn vị diện tích ngoại vi bánh xe, thường trong khoáng

0.1-10 mm2 Số r là tỉ lệ chiều rộng trung bình và độ dày phoi, thường là 0.1-10-20

Trang 10

Quá trình tạo phoi

Trang 11

Tạo phoi

2 Nhiệt độ mài:

Sự tăng nhiệt độ trong mài là một cân nhắc quan trọng vì:

- Nó có thể ảnh hưởng xấu đến tính chất bề mặt của phôi

- Tăng nhiệt độ có thể làm tăng sức căng bề mặt

- Có thể làm biếng dạng phôi do nhiệt làm khó khăn để kiểm soát

∆𝑇 ∝ 𝐷1/4𝑑3/4(𝑉

𝑣)

1/2

Do đó, nhiệt độ tăng lên cùng với tăng chiều sâu cắt d, dường kính bánh xe D, tốc độ bánh

xe V và giảm khi tăng tốc độ phôi v, phụ thuộc nhiều nhất vào d

Nhiệt độ đỉnh cao có thể đạt 1600oC

Các tia lửa tạo ra khi mài do phản ứng oxi hóa trong không khí của phoi Nếu mài trong môi trường không có oxi thì vật liệu phôi sẽ không bị oxi hóa ở nhiệt độ cao

Tăng nhiệt độ quá mức có thể làm biến dạng bề mặt chi tiết gia công, nên cần cẩn thận và sử dụng các chất lỏng mài là cách kiểm soát nhiệt độ hiệu quả

3 Ứng suất dư bên trong của vật mài:

Các loại ứng suất dư

- Loại 1: Ứng suất phát sinh do chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng của chi tiết Khi tốc độ nung nóng hoặc làm nguội càng nhanh thì ứng suất càng lớn

- Loại 2: Ứng suất cân bằng trong một hoặc một số hạt khi chuyển pha, do hệ số giãn nở dài của các pha khác nhau hoặc do thể tích riêng của các pha mới khác nhau

- Loại 3: Ứng suất được cân bằng trong phạm vi riêng biệt của hạt, các nguyên tử cacbon cen kẽ vào mạng của sắt (Fe anpha) làm xê dịch mạng tinh thể của mactexit

Ảnh hưởng của áp suất dư:

- Bề mặt vật mài có những lớp ứng suất nén thì chất lượng bền mặt chi tiết tốt, tăng độ bền Có thể tạo ra ứng suất này bằng cách phun bi vào bề mặt chi tiết gia công khi mài, chọn chế độ mài thích hợp, giảm nhiệt độ mài

Trang 12

- Bề mặt chi tiết gia công có nhiều lớp ứng suất dư kéo thì chất lượng bề mặt giảm dễ gây rạn nứt và bị phá hủy đột ngột

- Ứng suất loại 1 có ảnh hưởng nhiều nhất vì chỉ có ứng suất này gây nên cong vênh và nứt

- Ứng suất loại 2,3 khi mài những loại thép đã tôi cũng có ảnh hưởng nhưng không lớn lắm

4 Chế độ cắt khi mài:

Căn cứ vào vật liệu gia công, số lần mài, độ cứng chi tiết

- Chiều sâu cắt: 𝑡 =𝐷−𝑑

2 (𝑚𝑚) đối với bề mặt tròn xoay (D,d : đường kính trước và sau khi mài)

- Lượng chạy dao: được qui định cho từng loại máy mài: mài phẳng mm/hành trình; mài tròn mm/vòng

- Tốc độ cắt:

 Tốc độ quay của đá: 𝑉𝑑 = 𝜋𝐷𝑑 𝑛𝑑

1000.60 (m/s) Trong đó: Dd: đường kính đá mài (mm)

Nd: số vòng quay của đá (vòng/phút)

 Tốc độ quay của chi tiết: 𝑉𝑐𝑡 = 𝐶𝑣 𝑑𝑐

𝑇 𝑚 𝑡 𝐾𝑣 𝑆 𝑌𝑣 (m/phút) Cv: hệ số biểu thị điều kiện mài

Dc: đường kính chi tiết mài (mm) T: tuổi bền của đá (phút)

t: Chiều sâu cắt (mm) S: lượng chạy dao của đá sau 1 vòng của chi tiết gia công (mm/vòng)

Cv, m, Kv, Yv tra bảng sổ tay công nghệ

III CÁC PHƯƠNG PHÁP MÀI VÀ MÁY MÀI

Lựa chọn phương pháp mài phụ thuộc vào hình dạng chi tiết, tính năng, kích cỡ, độ cứng, khả năng gá, tốc độ sản xuất 1 chi tiết Các máy mài hiện đại bây giờ thường được máy tính điều khiển và có tính năng tự động gá vào hay gỡ chi tiết ra, kẹp, dập, mài tự động Máy mài còn được trang bị đầu dò và máy đo để xác định vị trí, kích thước của phôi, độ nhẵn bề mặt, cũng như các cảm biến xúc giác như quá trình mài kim cương, hoàn toàn có thể xác định ngay được nguy cơ gây bễ mảnh kim cương để dừng quá trình mài và hiệu chỉnh Bánh mài chuyển động tương đối trên bề mặt phôi Mài bề mặt được dùng thường xuyên nhất trong công nghiệp, tiếp sau đó là mài trụ, mài bằng dụng cụ tay, mài cắt, và kém phổ biến nhất là mài nội bộ

1 Mài mặt phẳng

Mài bề mặt là phương pháp hay dùng cho bề mặt phẳng cần mài Thông thường, phôi được

gá chặt bằng nam châm từ trên bàn gá của máy mai

Trang 13

Các chi tiết ko nhiễm từ thường được gá bằng giá ê tô 2 ngàm, hút chân không, hoặc các loại ngàm giữ khác Một bánh mài được gắn trên trục ngang của máy mài bề mặt Chuyện động mài được thực hiện khi bánh mài chuyển động dọc xuống chi tiết tạo tiếp xúc Khi đưa xuống, bánh mài chuyển động mài khắp bề mặt phôi Một số máy mài điều chỉnh được trục dọc và nhiều loại trục bàn di nhờ đó có thể thực hiện mài nhiều phôi cùng lúc Bi thép dùng trong bạc đạn được mài bằng phương pháp đặc biệt hơn, cho ra sản phẩm hiệu suất vô cùng cao

ánh mài và phôi được di bởi động cơ khác nhau, các sơ tốc Phôi dài nhiều đường kính vẫn

có thể được mài trên 1 hệ thống máy mài Trong các hình thức mài trụ, dao mài có thể được chế tác theo hình dạng mong muốn để khi đưa vào phôi quay, sẽ cho ta ngay hình dáng ta mong muốn Mài trục thường cần phải xác định trước đường kính tối đa cũng như độ dài phôi để gá lên máy mài, giống như làm với máy tiện

Ở các máy mài đa năng, mâm giữ và tay mài đều có thể di chuyển và xoay các hướng, tạo điều kiện mai ra hình nón cũng như các dạng hình khác Với điều khiển điện tử, các chi tiết phi trụ như trục cam vẫn có thế gá lên( không đồng tâm) như khối trụ Phôi được quay với tốc độ đồng

Trang 14

bộ với khoảng cách trục ngang x giữa chi tiết và bánh mài, thay đổi đổi liên tục để mài ra hình dáng mong muốn

Mài roen cho đai ốc, chi tiết cũng bằng phương pháp này, trong đó dạng rãnh được quyết định bởi dao mài với hình dạng đặc trưng Mặc dù đắt tiền, mài rãnh theo pp trên cho kết quả mài hình dáng chính xác hơi bất cứ phương pháp khác, cũng như cho ra độ nhẵn bề mặt tương đối tốt; ứng dụng chủ yếu để bắt roen cho đai treo, chi tiết vặn, yêu cầu chính xác cao giúp chuyển động trong máy móc trơn tru, chính xác Dao mài và phôi thường được mài với dao mài lặp thành một dãy 6 dao

3 Mài Tròn Trong

PP này yêu cầu một bánh mài nhỏ đưa vào trong lòng chi tiết để mài, như các trục rỗng, rãnh ổ bi Phôi quay với vận tốc 30000rpm hoặc cao hơn I

Có khả năng gia công lỗ trụ, lỗ côn, lỗ định hình

Trang 15

4 Mài vô tâm

Mài vô tâm là phương pháp mài hiệu suất cao liên tục mài bề mặt các khối trụ, nhưng ở

đây phoi không được tựa bởi tâm phôi nữa, mà bằng lưỡi đỡ phôi

Phành phần cơ bàn của phương pháp mài vô tâm gồm bánh dẫn đông, trục đẩy, van truyền

động, trục cam, các linh kiện khác Chi tiết nhỏ hơn 0.1 ly thường cầu PP mài này thường quay

với bánh mài tốc độ 10000m/ phut, làm từ Bo Nitrua Phương pháp mài vô tâm xuyên, phôi được

đỡ bởi lưỡi đỡ bên dưới, giữa hai bánh quay Mài được thực hiện bởi bánh quay lớn hơn bán dẫn

động Bánh dẩn động( thường bọc cao su) quay với vận tốc 1/12 vận tốc bánh mài

5 Mài ăn Creep

Mài thông thường thường hao mòn lượng nhỏ vật liệu Nhưng phương pháp mài này loại

nhiều vật liệu tương tự nhự, đục, khoan PP này, bánh mài được thu nhỏ lại, cao nhất khoảng 6mm,

phôi di chuyển chậm Để nhiệt độ phôi thấp, bề mặt được hoàn thiện tốt, bánh mài được b9oc5

nhựa resin và có kết cấu mở PP này có nhiều điểm đặc biệt, lực đè có thể lên tới 225kW, loại vật

liệu nhiều, đa trục, đa tốc, phù hợp nhiều chất lỏng hỗ trợ mài Có dùng bánh mài phủ kim cương

PP cho ra nhiều ứng dụng, giá trị kinh tế cao, như cánh turbin, các chi tiết siêu hợp kim, Bánh

mài thường có dáng định hình cho phôi sau khi mài nên phôi thường không cần một số kiểu gia

công trước

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	1,61 MB