Sự ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ tới chất lượng bề mặt chi tiết khi mài tròn

Quá trình tạo phoi khi mài

Nếu xem xét quá trình tạo phoi khi mài của một hạt mài ta thấy nó có nguyên lý làm việc tơng tự nh với một răng của dao phay (hình 1.3 [4]) song quá trình mài có những đặc thù riêng, tơng đối khác biệt với quá trình cắt bằng dụng cụ kim loại nh dao phay. Độ sâu của lớp cắt đạt đợc giá trị a sẽ xuất hiện tạo phoi nh vậy quá trình làm việc của bất kỳ hạt mài nào trên chiều dài cung tiếp xúc giữa đá mài và phoi đều đợc chia thành các giai đoạn: trợt miết, tạo phoi.

Biến đổi cấu trúc lớp bề mặt kim loại mài

Quá trình biến dạng dẻo xẩy ra sau biến dạng đàn hồi, sức lan toả hầu nh bằng tốc độ âm thanh (với thép khoảng 5130 m/s), nhng để xuất hiện biến dạng dẻo đảm bảo cho các hạt tinh thể dịch chuyển đợc cần có nhiều thời gian hơn. Nghiên cứu về độ lớn và tính chất ứng suất d mang một ý nghĩa lớn, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi khử ứng suất d trên lớp bề mặt đã làm tăng bền chi tiết gia công và nâng cao khả năng chịu mòn.

Động học quá trình mài

Nh vậy, khi các điều kiện công nghệ khác đã xác định thì việc nghiên cứu để tạo ra đợc Topography của đá thích hợp có ý nghĩa kinh tế – kỹ thuật rất lớn để cải thiện tính cắt gọt, mở rộng khả năng gia công của đá mài, nâng cao năng suất, độ chính xác gia công, cơ lý tính lớp bề mặt chi tiết gia công và nâng cao tuổi bền của đá mài. Nguyên nhân của tính không ổn định rất khác nhau: đó là tính không cân bằng của đá mài và dạng hình học không chuẩn, độ không bằng phẳng và các đặc tính của chi tiết, dao động bên ngoài truyền vào vùng cắt và làm thay đổi tiết diện cắt, mòn tức thời và cùn của đá mài..ở phần lớn các trờng hợp (đặc biệt khi mài tinh) tính không ổn định của lực cắt ảnh hởng quyết định đến các thông số đầu ra quan trọng nhất đó là chất lợng và độ chính xác bề mặt chi tiết gia công.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc

Để giải quyết bài toán xác định tuổi bền đá mài khi mài là tạo hệ thống vạn năng cho phép đo độ chính xác và chất lợng bề mặt chi tiết gia công (kích thớc của chi tiết mài, độ nhám, độ sóng và độ sâu biến cứng của lớp bề mặt) ngay trong quá trình gia công. Hệ thống đo không những xác định đợc thời. điểm sửa đá mài mà còn điều khiển tự động đợc quá trình mài, nếu đa vào các mối liên kết ngợc với chế độ cắt. Với điều kiện kỹ thuật đo, kỹ thuật điều khiển tự động gia công hiện nay, cho phép tạo ra đợc các hệ thống đo nh vậy. Để tạo ra hệ thống đo đáp ứng đợc các yêu cầu trên, cần phải hệ thống hóa vật liệu và nghiên cứu ảnh hởng của các quá trình mòn và sửa đá mài đến. độ chính xác và chất lợng bề mặt chi tiết mài. Các phơng pháp xác định tuổi bền của đá mài đợc liệt kê ở trên là gián tiếp và các phơng pháp này chỉ đợc sử dụng khi có mối liên hệ với các thông số của chất lợng bề mặt mài hoặc độ chính xác gia công khi mài. Việc chọn một phơng pháp cần đợc gắn liền với các thông số chất lợng hoặc độ chính xác gia công cụ thể và các điều kiện mài cụ thể. Có một số phơng pháp có thuận lợi hơn đối với việc sử dụng đo trong thực tế mài là:. a) Đo biên độ dao động lực cắt (hay dao động của cụm bất kỳ của chi tiết). đối với các nguyên công mài tròn ngoài và các phơng pháp mài khác. b) Đo lực cắt, công suất hữu dụng hoặc hệ số khả năng cắt của đá mài đối với các nguyên công mài phẳng và các phơng pháp khác. c) Đo tốc độ lấy kim loại đi đối với các máy mài làm việc theo phơng pháp tăng đều lực hớng kính đá mài vào chi tiết. - Chung Yuan Christian University của Đài Loan - Đại học Sydney, New South Wales của úc - Đại học Ruollonggen Veszpren của Hungary - Viện kỹ thuật công nghệ KAIST của Hàn Quốc. Khi nghiên cứu về mài các nhà nghiên cứu tập trung giải quyết các vấn đề liên quan đến máy mài, đá mài, chi tiết mài cũng nh chế độ cắt khi mài, nhiệt khi mài và dung dịch tới nguội.

Nh chúng ta đều biết độ chính xác của máy ảnh hởng quyết định đến chất lợng bề mặt cho nên trong luận án tiến sĩ của mình JB Bibler [69] của đại học Californa đã nghiên cứu về sai số hình học của máy mài chính xác. Các tác giả J.W.Laio [74], H.A.Li [75] của đại học Chung Yuan christias đã nghiên cứu bộ điều khiển lập trình PLC cho máy mài còn K.H.Surk [81] ở viện khoa học công nghệ KAISJ của Hàn Quốc lại nghiên cứu hệ phát triển của máy mài CNC cho các máy mài siêu chính xác các vật liệu tiên tiến không chỉ dừng lại đấy các nhà nghiên cứu về phơng pháp điều khiển hiện đại nh điều khiển thích nghi, điều khiển thông minh, bộ điều khiển cấu trúc mở đợc nghiên cứu trong các luận án tiến sĩ của Statham [65], Allanson [49] và Chen Y [55] ở đại học Liverpool. Tuy nhiên qua sự tìm hiểu về bản chất quá trình gia công mài cũng nh thực tế thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy sự ảnh hởng của các thông số công nghệ đến chất lợng bề mặt chi tiết gia công còn nhiều vấn đề cha đợc giải quyết triệt để, cụ thể nh sự hình thành và chiều sâu lớp biến cứng, lớp bị tôi cứng, lớp ảnh h- ởng nhiệt ngay trên bề mặt chi tiết, các vết nứt tế vi và độ nhám bề mặt cần đợc phân tích chi tiết hơn.

Xây dựng hệ thống thí nghiệm

Lựa chọn mô hình thí nghiệm

Với sơ đồ thí nghiệm này sử dụng các phần mềm chuyên dụng để tính toán kiểm nghiệm các phần tử của hệ thống, đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy cao, khác so với một số công trình đã nghiên cứu trớc đây phải tính toán kiểm nghiệm bằng tay. - Phần mềm điều khiển và xử lý thông tin: Sử dụng phần mềm DASYlab7.0 – 32 bit của hãng IOtech có chức năng đo lờng, điều khiển, phân tích, ghi số liệu và thiết kế mô phỏng quá trình đo. Việc tính toán độ nhạy và thiết lập mạch cầu cảm biến của phần tử biến dạng sử dụng phần mềm tính toán chuyên dụng cho các cảm biến tem biến dạng Transcalc của hãng KYOWA (hình 3.8 ữ hình 3.11).

Tuy nhiên, để có đợc một cảm biến đo ổn định và tuyến tính trong miền làm việc cần thiết phải có những biện pháp bằng thực nghiệm và kinh nghiệm thực tế trong chế tạo cảm biến đo. Dữ liệu này gồm nhiều cột và nhiều thông số khác nhau nh: thời gian lấy mẫu, tín hiệu PASS, LOW hay HIGH, nh- ng để dựng lại bề mặt của đá mài và đa ra các thông số kỹ thuật thì ta chỉ cần quan tâm đến cột giá trị đo, cột giá trị này đợc tách ra và lu trữ dới tên file test.txt. - Các hệ thống thí nghiệm đo mòn đá, đo lực đợc sử dụng trong việc nghiên cứu thực nghiệm xác định ảnh hởng của mòn đá, lực mài đến chất lợng bề mặt chi tiết gia công, các chỉ tiêu này rất quan trọng và là tiền đề để điều khiển thích nghi quá trình mài.

Nghiên cứu thực nghiệm và xử lý kết quả

Xử lý số liệu thí nghiệm và thảo luận kết quả

• Xử lý số liệu thí nghiệm đo mòn
• Xử lý số liệu thí nghiệm đo lực

- Đá mài là một loại dụng cụ cắt phức tạp, quá trình mòn đá giống quy luật mòn của các loại dụng cụ cắt Tiện, Phay. - Tại mỗi điểm thí nghiệm,i điểm thí nghiệm, xây dựng đợc hàm mòn của đá mài U của đá mài Umi theo t theo thời gian và xác định xác định đợc tuổi bền Ttuổi bền Ti của đá của đá mài. - Tại thời điểm mài đTại thời điểm mài đợc 1-2ợc 1-2 phút sau mỗi lần sửa đá au mỗi lần sửa đá lợng mòn đá là lớn nhất.

- Khi thay đổi chế độ công nghệ mài Sdd,t tại các điểm thí nghiệmt tại các điểm thí nghiệm tuổi bền củan của. Nếu tăng sdd,t thì tuổi bền của đá giảm và ngt thì tuổi bền của đá giảm và ngợc lại, tuy nhiênợc lại, tuy nhiên. - Tuổi bền của đá mài có mối quan hệ với đ có mối quan hệ với đờng mòn và tổng lờng mòn và tổng lợng ợng mòn đá.