1.5.2.1. Khỏi niệm tuổi bền đỏ mài.
Khoảng thời gian làm việc thực của đỏ mài giữa hai lần sửa đỏ được gọi là tuổi bền của đỏ mài.
Khỏi niệm tuổi bền đỏ mài biểu hiện khả năng của cỏc lưỡi cắt chống lại được sự mũn và phỏ huỷ trờn bề mặt của đỏ mài. Vỡ vậy tải trọng tỏc động lờn cỏc lưỡi cắt trờn bề mặt đỏ mài càng lớn chỳng được gắn bằng chất kết dớnh càng tốt, chắc hơn và tải trọng lờn mỗi lưỡi cắt càng nhỏ khi cắt gọt thỡ tuổi bền của đỏ mài càng lớn.
Số lượng lưỡi cắt trờn đỏ mài được xỏc định bằng diện tớch bề mặt làm việc của nú, bằng độ hạt và cấu trỳc của nú. Việc tăng diện tớch làm việc của đỏ mài cũng dẫn đến tăng độ bền của đỏ. Núi cỏch khỏc phải tớnh toỏn kỹ độ hạt và cấu trỳc của đỏ mài: giảm kớch thước hạt mài và chỉ số cấu trỳc của đỏ mài để dẫn đến tăng số lượng lưỡi cắt trờn bề mặt của đỏ mài.
Tuổi bền và khả năng chống mũn của cỏc lưỡi cắt của hạt mài, chất kết dớnhcủa chỳng phụ thuộc vào cỏc tớnh chất vật liệu hạt mài, vào dạng hỡnh học của chỳng, vào cỏc tớnh chất kết dớnh và quỏ trỡnh cụng nghệ sản xuất đỏ mài.
Tải trọng lờn cỏc lưỡi cắt của đỏ mài được xỏc định bởi chế độ cắt và sức bền của vật liệu được gia cụng (tức là bởi tớnh gia cụng của chỳng). Giảm tải trọng bằng cỏch giảm chế độ cắt sẽ tăng được tuổi bền của đỏ mài, nhưng lỳc này lại tăng thời gian gia cụng của mỏy và năng xuất của mỏy giảm đi. Vỡ vậy tuổi bền của đỏ mài phụ thuộc vào cỏc yếu tố: cấu trỳcđỏ mài, chế độ gia cụng, tỡnh trạng ở vựng cắt và tớnh gia cụng của vật liệu mài. Toporaphy là đặc trưng cú thể đỏnh giỏ tốt nhất tuổi bền của đỏ.
Khỏi niệm tuổi bền của đỏ mài phức tạp hơn so với tuổi bền của cỏc loại dao cắt cú lưỡi xỏc định (Tiện, phay...) bởi vỡ đỏ mài cũn cú khả năng tự mài sắc, tuỳ theo mức độ cựn của cỏc hạt mài và sự bỏm dớnh kim loại lờn đỉnh của chỳng mà việc ăn sõu của hạt mài vào kim loại gia cụng bị cản trở, tăng ma sỏt giữa cỏc bề mặt của đỏ mài và chi tiết, lực cắt, nhiệt độ và rung động giữa quỏ trỡnh mài cũng tăng lờn.
Hiện nay, cú những phương phỏp và thiết bị khỏc nhau để đo kớch thước chi tiết và lượng kim loại lấy đi trong quỏ trỡnh mài nhưng hầu như chưa cú cỏch nào để đo được cỏc thụng số chất lượng thường xuyờn của bề mặt mài. Cỏc nghiờn cứu trước đõy bằng phương phỏp thực nghiệm đó xỏc định được tuổi bền của đỏ mài phụ thuộc vào chế độ cắt ở dạng cỏc đường cong sau đú vẽ bằng cỏc hàm số. [4]
Trong đú:
T - Tuổi bền của đỏ mài
t, S, V - chiều sõu cắt, lượng tiến dao, vận tốc của đỏ Ct,α , β, γ, ∂ - Hệ số xỏc định bằng thực nghiệm
Để xỏc định tuổi bền của đỏ mài về nguyờn tắc cú thể sử dụng tất cả cỏc tiờu chớ giỏn tiếp khỏc (lực, cụng suất mài, rung động...) Nhưng khi đú cần kết nối số lượng cỏc tiờu chớ này với cỏc thụng số chất lượng bề mặt mài và với tốc độ búc cắt kim loại chi tiết gia cụng. Tuy nhiờn rất khú để thực hiện được tất cả điều này vỡ sự phức tạp của cỏc phộp đo.
1.5.2.2. Cỏc tiờu chuẩn đỏnh giỏ tuổi bền đỏ mài
Nguyờn nhõn phỏ vỡ quỏ trỡnh mài chuẩn là sự tăng lực mài, nhiệt độ cắt gọt và sự rung động của chỳng bị gõy nờn độ mũn và bỏm dớnh bẩn của bề mặt làm việc của đỏ mài. Những hiện tượng này kốm theo sự xấu đi cỏc điều kiện thoỏt phoi khỏi chi tiết và chất lượng bề mặt của nú. Mối quan hệ qua lại giữa cỏc hiện tượng nảy sinh cựng với mũn và dớnh bẩn đỏ mài được chỉ ra bằng sơ đồ (Hỡnh 1.11).
Cỏc thụng số đầu vào Cỏc hiện tượng xảy ra trong quỏ trỡnh mài Cỏc thụng số đầu ra
Hỡnh 1.11:Sơ đồ quan hệ quỏ trỡnh mài.
Cỏc tiờu chớ để xỏc định tuổi bền đỏ mài là cỏc thụng số đầu ra của quỏ trỡnh mài (Độ chớnh xỏc và chất lượng bề mặt gia cụng, lượng kim loại bị búc đi) bởi vỡ chớnh
Vật liệu gia cụng Chất lượng Độ chớnh xỏc Giỏ thành Năng suất Rung động Hỡnh học bề mặt đỏ Mũn đỏ Nhiệt cắt Lực cắt Chế độ cắt Đặctớnh đỏ Mỏy mài
chỳng là những tiờu chuẩn cú ớch cần đạt của quỏ trỡnh mài. Vỡ vậy để xỏc định tuổi bền của đỏ mài hợp lý hơn cả là đo được cỏc thụng số đầu ra.
Việc đo tất cả cỏc thụng số đầu ra trong thời gian gia cụng đối với phần lớn cỏc trường hợp mài là cực kỳ phức tạp. Vớ dụ: Việc đo cỏc thụng số chất lượng bề mặt của chi tiết trong khi gia cụng ngày nay chưa tiến hành được thậm chớ cả ở điều kiện phũng thớ nghiệm khi nghiờn cứu cả quỏ trỡnh (loại trừ một vài thiết bị cho phộp đo độ nhỏm của chi tiết trong thời gian mài)
Cú một số cỏch khỏc xỏc định tuổi bến của đỏ mài đú là: đo dộ mũn, đo lực và đo nhiệt độ mài. Phương phỏp này cú ý nghĩa khi tồn tại cỏc mối quan hệ giữa cỏc đại lượng đo được với cỏc thụng số chất lượng, độ chớnh xỏc của bề mặt gia cụng và khối lượng kim loại lấy đi.
Do độ phức tạp và đa dạng của cỏc quỏ trỡnh mài nờn việc xỏc định tuổi bền của đỏ mài rất phức tạp. Khụng thể xõy dựng một chỉ tiờu tổng quỏt để xỏc định tuổi bền của đỏ cho mọi trường hợp. Do đú cú thể cú cỏc phương phỏp xỏc định tuổi bền của đỏ mài sau đõy:
1) Bằng gia cụng cỏc chi tiết mẫu:
Khi gia cụng cỏc chi tiết mẫu thỡ tiến hành đo cỏc thụng số chất lượng của chi tiết như: độ chớnh xỏc về kớch thước, nhỏm bề mặt, ứng suất dư, vết chỏy, Căn cứ vào kết quả đo cỏc thụng số và số lượng chi tiết mẫu, sẽ xỏc định được thời điểm phải sửa đỏ. Phương phỏp này được ứng dụng rộng rói trong sản xuất loạt lớn.
2) Bằng quan sỏt của người thợ điều khiển mỏy mài
Người cụng nhõn phải tự xỏc định thời điểm sửa đỏ mài dựa vào chỉ số đối với cỏc dấu hiệu chủ quan như: xuất hiện õm thanh đặc biệt trong khi đỏ mài làm việc, vết chỏy sộm nhận thấy rừ, độ nhỏm bề mặt gia cụng xấu v.v.. Yếu tố chủ quan và sự thiếu chớnh xỏc là những đặc điểm cơ bản của phương phỏp này. Tuy nhiờn phương phỏp này cũng được sử dụng rộng rói trong thực tế mài.
3) Bằng đo lực cắt thành phần hướng tõm PY
Phương phỏp này dựa trờn cơ sở tăng lực thành phần hướng kớnh trong khi đỏ mài cựn và dớnh bẩn. Nhược điểm của phương phỏp này là khụng cú một quy luật
tăng lực hướng tõm một cỏch thống nhất ở cỏc điều kiện mài khỏc nhau, việc xõy dựng quan hệ giữa lực PY với cỏc thụng số chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng khú khăn.
4) Bằng đo lực cắt cỏc thành phần tiếp tuyến Pz
Đo đại lượng lực tiếp tuyến Pz đặc trưng cho khả năng cắt của mài. Việc đo được tiến hành nhờ cỏc thiết bị đo lực đặc biệt (điện ỏp, cảm ứng, điện dung, đo biến dạng v.v. …)
Phõn tớch sự thay đổi của lực Pz khi mài liờn tục chỉ ra rằng cú thể lấy sự biến thiờn Pz làm chỉ tiờu để xỏc định tuổi bền của đỏ mài. Tuy nhiờn khụng cú một quy luật về sự biến đổi của Pz theo độ mũn của đỏ. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể và điều kiện mài mà lực Pz cú thể được tăng lờn, khụng thay đổi trong thời kỳ vững chắc và thậm chớ bị giảm xuống.
5) Bằng đo tốc độ búc kim loại trong quỏ trỡnh mài
Việc xỏc định tuổi bền của đỏ mài được tiến hành bằng đo tốc độ búc kim loại trong một đơn vị thời gian làm việc. Cơ sở của phương phỏp này là hiện tượng tăng lực cắt hướng kớnh PY cựng với sự cựn của đỏ mài đó mụ tả ở trờn.
Chủ yếu, việc nghiờn cứu tốc độ búc kim loại được tiến hành trờn mỏy hiện đại hoặc trờn cỏc thiết bị đặc biệt cho phộp thực hiện ỏp lực khụng đổi giữa đỏ mài và chi tiết [19]. Trong trường hợp này việc giảm tốc độ búc kim loại phản ỏnh sự xấu đi khả năng cắt của đỏ mài. Khi giảm tốc độ búc của kim loại Q xuống 40 ữ 50% Kh. Kenzaev đó nhận được giới hạn độ bền của đỏ mài, thực tế thời điểm này xảy ra ở cỏc điều kiện mài bất kỳ qua 10 ữ15 phỳt làm việc.
6) Bằng đo nhiệt cắt của mài.
Nú dựa trờn cơ sở đo nhiệt độ mài đặc trưng cho chất lượng bề mặt mài và nhiệt mài tăng lờn cựng với sự cựn của đỏ mài. Song việc đo nhiệt độ trong quỏ trỡnh mài là phức tạp mà ngày nay vẫn chưa được sử dụng trong thực tế sản xuất.
Khụng thể sử dụng phương phỏp xỏc định tuổi bền của đỏ mài theo mức độ ồn gõy ra bởi rung động vựng cắt bởi vỡ phõn tớch õm thanh đặc trưng xuất hiện khi cựn đỏ mài nhờ cỏc dụng cụ phức tạp, khụng chớnh xỏc, mặc dự cỏc ý tưởng đó được
tiến hành bằng một số nghiờn cứu. [4]
7) Bằng đo hệ số khả năng cắt của đỏ mài mà nú là tỷ số tốc độ búc kim loại đi với lực cắt hướng tõm: Q/PY; mm3.kG/ph
Phương phỏp xỏc định tuổi bền đỏ mài đỏng chỳ ý theo phương phỏp đo hệ số khả năng cắt của đỏ mài. Hệ số này phản ỏnh rừ trạng thỏi và cỏc tớnh chất cắt gọt của đỏ mài, ý nghĩa vật lý của hệ số là khả năng của đỏ mài búc khỏi chi tiết một lượng kim loại trờn một đơn vị thời gian khi tỏc động một đơn vị lực hướng kớnh của đỏ mài vào chi tiết 3
,mm P Q K y /phỳt KG.
Sự thay đổi hệ số khả năng cắt của đỏ mài theo thời gian xảy ra theo quy luật nhất định và vỡ thế phản ỏnh mức độ cựn của đỏ mài.
Kτ= K0 - λτ (1.35) Trong đú:
K - là giỏ trị thường xuyờn của hệ số khả năng cắt K0 - giỏ trị hệ số khả năng cắt khi bắt đầu làm việc
λ - Hệ số phụ thuộc vào cỏc điều kiện mài
Nhược điểm của phương phỏp này là trong thời gian làm việc cần phải đo một lỳc hai đại lượng Q và Py. Ngoài điều đú trong nhiều trường hợp đại lượng K thay đổi sau một giai đoạn tuổi bền của đỏ mài tương đối nhỏ (1,5ữ 2,0 lần). Vỡ vậy sai lệch đo Q và Py làm sai lệch lớn kết quả xỏc định K.
8) Bằng đo cường độ rung hoặc biờn độ dao động của lực cắt:
Việc tăng biờn độ dao động hướng tõm của đỏ mài so với bề mặt chi tiết, xảy ra cựng với mũn đỏ mài là nguyờn nhõn kộm đi cỏc thụng số chất lượng bề mặt chi tiết mài (súng và nhỏm). Vỡ thế việc đo biờn độ dao động lực cắt hoặc biờn độ dao động của cụm bất kỳ nào đú (hoặc là chi tiết) của mỏy gần vựng mài cú thể dựng làm tiờu chớ để xỏc định tuổi bền của đỏ mài.
Khi đưa ra những tổng kết cho cỏc phương phỏp đó nghiờn cứu để xỏc định tuổi bền của đỏ mài ta rỳt ra kết luận như sau:
năng cho phộp đo độ chớnh xỏc và chất lượng bề mặt chi tiết gia cụng (kớch thước của chi tiết mài, độ nhỏm, độ súng và độ sõu biến cứng của lớp bề mặt) ngay trong quỏ trỡnh gia cụng. Hệ thống đo khụng những xỏc định được thời điểm sửa đỏ mài mà cũn điều khiển tự động được quỏ trỡnh mài, nếu đưa vào cỏc mối liờn kết ngược với chế độ cắt. Với điều kiện kỹ thuật đo, kỹ thuật điều khiển tự động giai cụng hiện nay, cho phộp tạo ta được cỏc hệ thống đo như vậy.
2 - Để tạo ra hệ thống đo đỏp ứng được cỏc yờu cầu trờn, cần phải hệ thống hoỏ vật liệu và nghờn cứu ảnh hưởng của cỏc quỏ trỡnh mũn và sửa đỏ mài đến độ chớnh xỏc và chất lượng bề mặt chi tiết mài.
3 - Cỏc phương phỏp xỏc định tuổi bền của đỏ mài được liệt kờ ở trờn là giỏn tiếp và cỏc phương phỏp này chỉ được sử dụng khi cú mối liờn hệ với cỏc thụng số của chất lượng bề mặt mài hoặc độ chớnh xỏc gia cụng khi mài. Việc chọn một phương phỏp cần được gắn liền với cỏc thụng số chất lượng hoặc độ chớnh xỏc gia cụng cụ thể và điều kiện mài cụ thể.
4 - Cú một số phương phỏp cú thuận lợi hơn đốivới việc sử dụng đo trong thực tế mài là:
a. Đo biờn độ dao động lực cắt (hay dao động của cụm bất kỳ của chi tiết) đối với cỏc nguyờn cụng mài trũn ngoài và cỏc phương phỏp mài khỏc.
b. Đo lực cắt, cụng suất hữu dụng hoặc hệ số khả năng cắt của đỏ mài đối với cỏc nguyờn cụng mài phẳng và cỏc phương phỏp khỏc.
c. Đo tốc độ lấy kim loại đi đối với cỏc mỏy mài làm việc theo phương phỏp tăng đều lực hướng kớnh đỏ mài vào chi tiết.