2. Dầu cắt gọt thụ động
2.1.2. sóng bề mặt
Rung động trong quá trình mài là nguyên nhân chủ yếu gây ra độ sóng của bề mặt mài (hình 2.3). Nếu hệ thống công nghệ có rung động thì trên bề mặt mài sẽ hình thành sóng dọc và sóng ngang với bước sóng khác nhau (từ vài phần mười milimet đến vài milimet). Rung động trong quá trình mài chủ yếu phụ thuộc vào độ cứng vững của hệ thống công nghệ, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ cân bằng và hiện tượng tự mài sắc của đá mài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.3. Rung động gây ra sóng bề mặt gia công [1].
Hình 2.4 là sơ đồ hình học quá trình hình thành sóng khi mài phẳng với giả thiết đá mài tròn lý tưởng, phôi không bị sóng và lớp kim loại bề mặt không bị biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi dưới tác động của lực cắt khi mài [5].
Hình 2.4. Sơ đồ hình học quá trình hình thành sóng khi mài phẳng [5]. Từ hình 2.4 ta thấy với giả thiết đá quay đều và dịch chuyển theo phương x với vận tốc Vbàn của bàn máy thì quỹ đạo dịch chuyển của tâm đá là đường 1. Xét các đoạn có bước sóng tương ứng là L1 và L2 thì các biên độ dao động cực tiểu, cực đại tương ứng là A1 và A2, trong đó A2 > 2A1, L2 < L1.
Đường 2 làprôfin của mặt gia công tạo bởi các đường sinh tức thời 3 của đá sau khi mài.
Có thể đưa ra một số nhận xét sau:
- Hình dáng của sóng trên chi tiết mài (đường 2) khác nhiều so với hình dáng sóng của dao động tâm đá (đường 1). Đây là hiệu ứng cắt lại rất đặc trưng khi mài phẳng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Bước sóng của dao động tâm đá càng bé thì ảnh hưởng của dao động tâm đá tới chiều cao sóng bề mặt càng nhỏ.
- Bước sóng của dao động tâm đá càng lớn thì ảnh hưởng của dao động tâm đá tới chiều cao sóng bề mặt càng lớn.
- Chiều cao sóng HB trên chi tiết luôn nhỏ hơn 2Ai.
Phương trình mô tả prôfin của bề mặt có thể xác định thông qua đường bao hình thành bởi họ các đường tròn có bán kính R bằng bán kính của đá mài và dịch chuyển theo quỹ đạo của đường 1, phương trình có dạng [5]:
F(xb, yb, t) = (xb - x)2 + (yb - y)2 - R2 = 0 (2.2) Trong đó xb, yb là tọa độ của các đường sinh cắt tức thời tại thời điểm t. Kết hợp phương trình (2.2) và phương trình: ( , , ) 0 t t y x F b b (2.3) Ta có phương trình đường bao của họ các đường 1:
(2.4)
Như vậy nếu chưa xét đến ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi của lớp kim loại bề mặt cùng với các tác động phức tạp khác xuất hiện trong quá trình mài, có thể xác định được độ lớn lý thuyết của sóng trên bề mặt gia công sau khi mài nếu tính được quỹ đạo dao động của tâm đá mài theo thời gian.
Độ sóng dọc sẽ tăng nếu lực cắt tăng. Bước sóng dọc theo phương mài có thể xác định theo công thức [13]: f Vct (2.5) Trong đó:
Vct -tốc độ chi tiết gia công; f - tần số rung động.
Các nghiên cứu của Malkin.S cho thấy bước sóng dọc theo phương mài thường lớn hơn nhiều so với bước sóng ngang [13].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Cũng như các quá trình gia công cắt gọt khác, rung động trong quá trình mài gồm rung động cưỡng bức và tự rung, tuy nhiên có sự khác nhau ở chỗ tự rung trong quá trình mài lớn hơn nhiều so với rung động cưỡng bức.