Nếu tăng tốc độ quay của chi tiết mài thỡ nhấp nhụ tế vi bề mặt tăng lờn (độ nhẵn bề mặt giảm) bởi vỡ khi chi tiết quay nhanh số lượng vết cắt qua một tiết diện vật mài giảm xuống, biến dạng của chi tiết tăng và thời gian cắt giảm làm cho cỏc hạt mài khụng cắt hết cỏc vật liệu dư.
Mặt khỏc vận tốc quay của chi tiết tăng sẽ làm tăng khả năng xuất hiện dao động. Do đú vận tốc quay của chi tiết nờn chọn trong khoảng: Vận tốc tối thiểu giới hạn bởi khả năng xuất hiện vết chỏy, cũn vận tốc tối đa là vận tốc gần điểm xuất hiện dao động.
Hỡnh 2.1.b biểu diễn giỏ trị của vận tốc quay chi tiết tương ứng với từng điều kiện gia cụng. Tung độ biểu thị chiều cao nhấp nhụ trung bỡnh Htb (àm) hoành độ biểu thị tốc độ quay của chi tiết Vct = m/ph.
Vct thường nhỏ hơn với Vđỏ (khoảng 60 ữ 140 lần). Vận tốc quay của chi tiết cũn được gọi là lượng chạy dao vũng và được tớnh theo cụng thức:
Vct = 1000 . .dnct π (2.1) Trong đú:
nct - số vũng quay của chi tiết (vg/ph) d - Đường kớnh chi tiết (mm)
2.1.3. Ảnh hưởng của chiều sõu mài t
Khi tăng chiều sõu cắt (t) thỡ nhấp nhụ tế vi bề mặt tăng. Đồ thị hỡnh 2.1.c. biểu thị sự tương quan giữa chiều sõu mài và độ nhấp nhụ tế vị bề mặt. Kết quả này khỏc với kết quả tớnh toỏn nhấp nhụ tế vi bề mặt lý tưởng cho rằng chiều sõu mài khụng ảnh hưởng đến nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết.
Ảnh hưởng của chiều sõu cắt tới nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết mài khụng lớn bằng ảnh hưởng của lượng tiến dao vỡ vậy để tăng năng xuất mà khụng làm giảm độ nhẵn búng bề mặt ta cú thể tăng chiều sõu cắt làm giảm lượng tiến dao.
Khi mài thụ, nờn chọn chiều sõu mài lớn nhất cho phộp cỡ hạt và cụng suất mỏy để tăng năng suất. Chiều sõu mài khụng nờn lớn hơn 0.05 kớch thước tiết diện hạt mài. (Vớ dụ, với đỏ mài độ hạt 800àm, chiều sõu mài chọn ≤ 0.04mm). Nếu chiều sõu mài chọn lớn hơn giỏ trị trờn, khe hở giữa cỏc hạt mài sẽ nhanh chúng bị phoi kim loại điền đầy sẽ làm giảm khả năng cắt gọt nữa.
Khi chi tiết cú độ cứng vững kộm và khi chi tiết xuất hiện vết chỏy, cần giảm chiều sõu cắt mài.Khi mài tinh nờn chọn chiều sõu cắt bộ để nõng cao độ chớnh xỏc và giảm độ nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết mài. Vật liệu cú độ cứng càng cao thỡ chọn chiều sõu mài càng bộ. Khi mài tinh mặt trụ ngoài, chiều sõu cắt dao động từ 0,005 đến 0,015, cũn khi mài thụ từ 0,010 đến 0,025mm.
2.1.4. Ảnh hưởng của tốc độ cắt của đỏ mài
Tốc độ cắt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết mài. Nhấp nhụ tế vi bề mặt giảm khi tốc độ quay của đỏ tăng. Tốc độ cắt khi mài thường dựng trong khoảng 28ữ60m/s, cụng thức liờn hệ giữa nhấp nhụ tế vi bề mặt với vận tốc cắt cú dạng như sau:
Ra = C.Vđỏ-α (2.2) Trong đú:
C- là hệ số khi xột đến ảnh hưởng của cỏc yếu tố khỏc của quỏ trỡnh cắt (C = 0,7ữ 0,8)
Vđỏ - là vận tốc của đỏ mài.
Vận tốc quay của đỏ lớn nhất trong phạm vi cho phộp ứng với từng phương phỏp mài, bởi vỡ vận tốc quay của đỏ tăng thỡ chiều dày phoi giảm, tải trọng trờn từng hạt mài giảm do đú năng suất gia cụng và độ nhẵn búng bề mặt tăng, đỏ ớt mũn hơn. Tuy nhiờn vận tốc đỏ mài tăng lờn sẽ làm tăng ứng suất trong đỏ và dẫn đến hiện tượng vỡ đỏ rất nguy hiểm. Vận tốc quay của đỏ được chọn phụ thuộc và hỡnh dạng của prụphin và chất kết dớnh của nú. Đỏ mài cú chất kết dớnh bakelit cú độ bền cao hơn so với đỏ mài cú chất kết dớnh kearamit ở cựng điều kiện mài.
Hỡnh 2.2. Mối quan hệ giữa độ nhỏm bề mặt và tốc độ mài.
1 – Đỏ - ∃32CM1K; 2 – Đỏ - ∃25CM1K
Ngoài ra người ta cũn dựng tốc độ mài cao hơn, cú thể sử dụng tới 60m/s hoặc cao hơn nữa, được gọi là mài cao tốc. Sử dụng phương phỏp mài này khi đó chế tạo được loại đỏ mài cú chất lượng cao. Khi tăng tốc độ quay của đỏ mài, tức tăng số lượng hạt tham gia trong quỏ trỡnh cắt trong một đơn vị thời gian. Nếu như khi chuyển sang chế độ mài cao tốc, mà khụng thay đổi lượng dư cắt kim loại trong một đơn vị thời gianthỡ mỗi hạt mài sẽ làm việc với thời gian ớt hơn, chiều sõu cắt giảm, như vậy tăng được độ búng bề mặt gia cụng hơn.
Ta thấy rằng khi tăng tốc độ đỏ (Vđỏ) lực Pz giảm, mà Py = (1 ữ 3)Pz, vỡ vậy lực hướng kớnh Py giảm theo. Do đú giảm được biến dạng của hệ thống cụng nghệ (mỏy, dụng cụ, phụi), tăng được độ chớnh xỏc hỡnh dỏng hỡnh học và kớch thước khi mài.
Khi gia cụng trờn mỏy mài, tốc độ quay của đỏ thường bị giới hạn bởi Vmax và khụng nờn mài ở tốc độ thấp. Mỏy mài thường chỉ cú từ 1 đến 2 cấp tốc độ. So với tốc độ quay của đỏ, tốc độ quay chi tiết rất nhỏ, để đơn giản hơn trong nghiờn cứu này ta coi ảnh hưởng của hai thụng số chế độ cắt (Sd, t) đến nhỏp nhụ tế vi bề mặt chi tiết gia cụng.
0.9° ° 0.7° ° 2° ° R° °a ° ° 1.0° ° 0.8° ° 0.6° ° 30° ° 35° ° 40° ° 45° ° 50° °V° ° 1.1° ° 1.2° ° 1.3° ° 1° ° 0.5° °
2.1.5. Ảnh hưởng của dung dịch tưới nguội khi mài
Khoảng 80% cụng tiờu tốn khi mài biến thành nhiệt. Một phần nhiệt sinh ra thoỏt theo phoi, một phần nằm lại trong chi tiết gia cụng, cũn lại một phần truyền qua dụng cụ mài hoặc truyền vào mụi trường xung quanh.
Nhiệt truyền qua phoi sẽ làm phoi cú nhiệt độ cao, một phần phoi bị chảy, cũn một phần bị chỏy do cỏcbon trong kim loại bị ụxy húa bởi ụxy trong khụng khớ.
Khi mài người ta phõn biệt những nhiệt độ chủ yếu sau:
1. Nhiệt độ trung bỡnh ổn định của bề mặt chi tiết thay đổi từ 20 tới 4000c tựy theo chế độ mài, vậtliệu gia cụng, điều kiện làm nguội.
2. Nhiệt độ tiếp xỳc tức thời trong vựng cắt thay đổi trong khoảng từ 150 đến 12000c.
3. Nhiệt độ tức thời khi cắt bởi cỏc hạt mài riờng rẽ trong khoảng 10000c đến trạng thỏi nhiệt độ núng chảy của vật liệu chi tiết gia cụng.
Nhiệt độ tức thời trong vựng cắt lớn làm thay đổi lớp cấu trỳc bề mặt chi tiết, làm xuất hiện biến dạng nhiệt của chi tiết, ứng xuất dư, vết chỏy sộm, vết nứt ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt trong chi tiết trong quỏ trỡnh mài.
Trong khi mài cần dựng dung dịch tưới trơn nguội để làm tăng độ nhẵn và chất lượng của sản phẩm mài. Dung dịch trơn nguội cú tỏc dụng làm giảm ma sỏt giữa đỏ và vật mài, giảm nhiệt độ vựng mài, đẩy cỏc phế thải ra khỏi vựng gia cụng do đú chất lượng của chi tiết tăng lờn.
Dung dịch cần đảm bảo yờu cầu kỹ thuật, tinh khiết, ớt tạp chất, phải lọc sạch cặn bó của phoi kim loại và hạt mài. Vỡ trong quỏ trỡnh mài, phoi kim loại khi mài bị đốt chỏy rất nhanh, được tụi cứng và hầu hết cứng hơn bề mặt gia cụng. Khi dũng tưới nguội cú lẫn phoi sẽ làm cào xước bề mặt mài. Dũng tưới nguội phải được hướng tới vị trớ rửa sạch bề mặt đỏ, tẩy được cỏc tạp chất bỏm dớnh trờn đú.
Ngoài những yếu tố kể trờn, chất lượng bề mặt của vật mài cũn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khỏc nữa như độ chớnh xỏc của mỏy, chất lượng của đỏ mài, vật liệu của chi tiết gia cụng, đồ gỏ và phương phỏp cụng nghệ...
2.2. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ HẠT CỦA ĐÁ ĐẾN NHẤP NHễ TẾ VI BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CễNG. MẶT CHI TIẾT GIA CễNG.
Tớnh năng của bề mặt cắt đỏ mài tuỳ thuộc vào số cạnh cắt của hạt mài tớnh trờn một đơn vị diện tớch của bề mặt đỏ; khoảng cỏch giữa cỏc cạnh cắt; sự khỏc biệt độ cao của cạnh cắt, đặc trưng cho sự phõn bổ chiều cao của chỳng.
Quan hệ giữa số lượng hạt tớnh trờn một đơn vị diện tớch bề mặt cắt của đỏ coranhđụng điện liờn kết gốm [8]:
Số hiệu độ hạt: 16 25 40 50 80 100 125 Số lượng hạt/mm2: 23,4 9,9 5,30 2,57 1,11 0,44 0,37
Tuy nhiờn, cỏc hạt mài bố trớ trờn chiều cao khỏc nhau; sự khỏc biệt về chiều cao của hạt càng lớn thỡ số lợng hạt tham gia vào quỏ trỡnh cắt càng ớt.
Cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu trước đó chứng minh rằng trờn bề mặt chi tiết chỉ cú vết của 4% ữ 30% tổng số hạt, số cũn lại núi chung khụng tiếp xỳc với bề mặt chi tiết, một phần hoặc toàn bộ số này lọt trựng vào rónh do hạt đi trước tạo ra.
Theo tớnh chất tỏc động lờn bề mặt chi tiết, hạt mài được chia ra ba loại: cắt, ộp và trượt. Cỏc hạt cắt thực hiện cắt một lượng kim loại rất mỏng tạo ra phoi, cỏc hạt ộp và trượt làm cho kim loại ở bề mặt chi tiết gia cụng bị biến dạng dẻo hoặc đàn hồi mà khụngtạo ra phoi.
Sự tiếp xỳc giữa bề mặt cắt của đỏ và bề mặt chi tiết được thực hiện bởi cỏc hạt riờng rẽ, thụng qua đú mà truyền ỏp lực. Vỡ vậy việc đỏnh giỏ bề mặt cắt của đỏ mài theo số cạnh cắt, sự khỏc biệt về chiều cao của chỳng và khoảng cỏch giữa chỳng với nhau được đặc trưng bởi topography của bề mặt đỏ.
Độ nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết mài phụ thuộc vào độ hạt của đỏ mài, nếu độ hạt càng nhỏ (kớch thước hạt mài nhỏ) đỏ mịn thỡ độ búng bề mặt càng cao. Đồ thị hỡnh 2.3 biểu thị mối quan hệ của độ hạt và độ nhấp nhụ tế vi bề mặt.
Mối quan hệ giữa nhấp nhụ tế vi bề mặt chi tiết và độ hạt của đỏ mài đượcbiểu diễn bằng cụng thức bởi cỏc điều kiện xỏc định nh sau:
Trong đú:
d - Là độ hạt của đỏ mài (àm);
C và α - là cỏc hệ số thực ngiệm khi xột đến cỏc yếu tố ảnh hưởng của quỏ trỡnh cắt, α = 0,5 ữ 0,7.
Hỡnh 2.3.Độ nhấp nhụ tế vi bề mặt phụ thuục vào độ hạt
2.3. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MềN ĐÁ ĐẾN BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CễNG.
Cũng như cỏc quỏ trỡnh gia cụng khỏc, trong quỏ trỡnh mài đỏ sẽ bị mũn và sự mài mũn của đỏ mài là một trong những yếu tố quan trọng nhất thường được đề cập đến. Mũn đỏ đặc biệt cú ý nghĩa quan trọng trong cỏc nguyờn cụng mài tinh vỡ nú ảnh hưởng đến lực mài và nhiệt mài do đú ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc gia cụng. Mũn đỏ mài là một quỏ trỡnh cực kỳ phức tạp. Mũn tổng thể của đỏ là kết quả của một số hiện tượng mũn do sự va chạm giữa từng hạt đỏ mài với chi tiết gõy ra. Mặt khỏc, nú cũng chỉ ra rằng, về mặt thực nghiệm, ở một mức độ nào đú, hiện tượng mũn đỏ mài cú thể liờn quan tới rất nhiều thụng số của quỏ trỡnh mài. Chỳng phụ thuộc vào tất cả cỏc yếu tố của điều kiện gia cụng như: độ cứng của đỏ, Topography bề mặt đỏ mài, tớnh chất của bề mặt vật liệu gia cụng, chế độ cụng nghệ khi mài, dung dịch tưới nguội ... và làm thay đổi tớnh chất cơ lý lớp bề mặt chi tiết gia cụng,
0.80° °
0.20° ° 0.40° °
Đ ộ hạ t của đá ° ° Kích thuớ c trung bình của hạ t° ° 0.02° ° 0.05° ° 0.10° ° 12° °17° °29° ° 39° °57° °68° °81° °115° °163° °214° °300° ° 600° °500° °400° ° 325° °240° °200° °170° °120° °80° ° 60° °46° ° 9° ° 10° ° 8° ° 11° ° Ra (àm)
độ súng, nhấp nhụ tế vi bề mặt của chi tiết gia cụng tăng lờn, khả năng cắt của đỏ giảm.
Mũn đỏ khi mài là sự thay đổi hỡnh học ban đầu của mỗi một trong vụ số cỏc lưỡi cắt hợp thành bề mặt làm việc của đỏ mài. Trong thời gian mài cỏc hạt mài biến dạng khỏc nhau: Phỏ huỷ và vỡ lưỡi cắt dẫn đến mũn kớch thước đỏ mài đỏng kể. Mũn kớch thước đỏ mài theo quy luật là khụng đồng đều vỡ tỏc động của rung động, vỡ thế gõynờn súng trờn bề mặt làm việc của nú. Việc đo diện mũn của từng lưỡi cắt rất phức tạp. Sự cựn lưỡi cắt và sự bỏm dớnh kim loại của chỳng dẫn đến làm khả năng cắt của đỏ mài kộm đi, làm tăng lực vànhiệt độ mài, làm nảy sinh và tăng sự bỏm dớnh. Những thay đổi gõy ra bởi mũn bề mặt làm việc của đỏ mài làm xấu đi cỏc thụng số ban đầu của quỏ trỡnh cắt như hiệu suất, độ chớnh xỏc và chất lượng gia cụng...
Mũn kớch thước đỏ mài (mũn đường kớnh đỏ) làm giảm độ chớnh xỏc gia cụng, súng trờn bề mặt gõy nờn sự rung động ở vựng cắt và xuất hiện độ súng trờn bề mặt mài, sự cựn lưỡi cắt dẫn đến phỏt sinh vết sộm và ứng suất dư kộo đỏng kể trờn lớp bề mặt chi tiết mài, cũn cho tăng cỏc lực thành phần hướng kớnh dẫn đến tăng biến dạng đàn hồi của hệ thống cụng nghệ giảm tớnh chớnh xỏc trong quỏ trỡnh gia cụng.
Chất lượng bề mặt mài là tiờu chớ quan trọng của quỏ trỡnh gia cụng tinh chớnh xỏc của cỏc chi tiết mỏy. Sự mũn đỏ mài cú ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bề mặt chi tiết mài. Nhiệm vụ chớnh trong nghiờn cứu mũn đỏ đến cỏc thụng số chất lượng bề mặt gia cụng của chi tiết như độ nhấp nhụ bề mặt.
Để giải quyết bài toỏn này cần thiết tỡm ra cỏc phương phỏp đỏnh giỏ hai quỏ trỡnh mũn đồng thời: Mũn kớch thước của đỏ mài ảnh hưởng đến cỏc yếu tố như độ khụng trũn, độ khụng trụ, đường kớnh đỏ mài và mũn tế vi của bề mặt đỏ mụ tả Topography của bề mặt làm việc của đỏ mài, sự cựn lưỡi cắt của đỏ mài, tạo súng trờn đỏ mài và ảnh hưởng của chỳng tới tớnh chất hoạt động của lực cắt và hỡnh thành lớp bề của chi tiết mài; Xỏc định tớnh quy luật thay đổi cỏc thụng số hỡnh học, vật lý của bề mặt mài phụ thuộc vào mũn đỏ mài. Đặc trưng hỡnh học của đỏ mài phức tạp hơn nhiều so với cỏc lưỡi cắt của cỏc dao cắt như: Số lượng lưỡi cắt rất lớn
phõn bố khụng theo quy luật trờn bề mặt đỏ mài, dạng hỡnh học ngẫu nhiờn của chỳng và cỏc kớch thước khụng lớn, khụng giống nhau.
Vỡ vậy việc đỏnh giỏ cỏc đặc tớnh Topography của đỏ mài là rất phức tạp. Ngoài ra, cần thiết phải tớnh đến là khụng phải tất cả cỏc lưỡi cắt trờn bề mặt đỏ mài tham gia vào cụng việc mài. Phụ thuộc vào mối tương quan của độ sõu mài t và chiều cao biến dạng Hn của bề mặt làm việc của đỏ mài mà số lượng lưỡi cắt tham gia cắt gọt thay đổi.
Hỡnh 2.4. Nhỏm bề mặt làm việc của đỏ mài
Hỡnh 2.4. Nhỏm bề mặt làm việc của đỏ mài
1-10 – Cỏc đỉnh lưỡi cắt “cao nhất’’của bề mặt đỏ mài.
Đối với cỏc đỏ mài cỡ hạt trung bỡnh (No 16, 25, 40) thỡ độ cao biờn dạng của đỏ mài dao động tương ứng ở giới hạn 108ữ350àm, cũn độ sõumài tất cả chỉ 5ữ50àm, tức là chỉ cú phần biờn dạng cao nhất của đỏ mài (
30 1 10
1 ữ ) so với toàn bộ chiều cao biờn dạng tham gia vào cụng việc mài. Vậy theo số liệu của một vài nhà nghiờn cứu tất cả chỉ cú 6 ữ10% lưỡi cắt được phõn bố trờn bề mặt đỏ mài, tham gia vào cụng việc mài.
Hỡnh 2.5.Mối quan hệ giữa mũn đỏ và tốc độ mài
Độ cứng của đỏ mài ở trạng thỏi tĩnh cú thể thay đổi trong quỏ trỡnh cắt, tuỳ