a nhiều do cắt một lú cb dùng máy tiện bán tự động Hình 7.4 Cắt phối hợp
7.2.2. Mài tròn ngoà
* Mài tròn ngoài có tâm: (hình 7.5),có tính vạn năng cao. Khi mài có thể gá chi tiết trên hai mũi tâm hoặc một đầu trên mâm cặp, một đầu trên mũi tâm. Nên dùng hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất để lượng dư đều và đảm bảo đồng tâm giữa các bâc trục: Sau khi nhiệt luyện cần nắn thẳng và sữa lại lỗ tâm trước khi mài.
Hình 7-5 Mài tròn ngoài có tâm
Thông thường nên sử dụng phương pháp mài tròn ngoài có tâm tiến dao dọc với Sng = 0,005 - 0,02 mm/l hành trình kép, để lực hướng kính bé, chi tiết ít biến dạng, nâng cao độ chính xác gia công. Để nâng cao năng suất bóc phoi, người ta sửa đá vát góc 2- 30 . Khi mài tinh ở những hành trình cuối không thực hiện tiến dao ngang mà chỉ thực hiện tiến dao dọc cho tới khi mài hết hoa lửa.
Khi chi tiết ngắn, đường kính lớn, độ cứng vững cao, người ta dùng phương pháp tiến đá hướng kính ( Sdọc = 0; Sng > 0) để tăng năng suất. Với phương pháp này có thể mài định hình bằng cách sửa đá có hình dạng là âm bản của chi tiết cần gia công.
Người ta có thể tiến hành gia công đồng thời mặt trụ và mặt dầu bằng
phương pháp tiến đá theo phương tạo với trục nằm ngang một góc 45độ. Phương pháp này cho năng suất cao nhưng độ chính xác không cao vì tốc độ cắt của các điểm trên đá khác nhau dẫn tới đá mòn không đều.
* Mài thô.
Nếu gọi Q là thể tích phoi lấy đi trong 1 đơn vị thời gian thì khi mài mòn ngoài tiến dao dọc ta có Q =t.Sdọc.Vph( mm3/s)
104
Trong đó : t - chiều sâu cắt Sdọc - S bước tiến dọc . Vph - vận tốc của phôi Mục đích của mài thô là lấy đi được thể tích của phoi Q lớn nhất với chi phí gia công thấp nhất.
Vậy để tăng Q ta có thể tăng chiều sâu cắt t, bước tiến Sdọc hoặc tốc độ phôi Vph. Tuy nhiên khi tăng Q sẽ dẫn tới:
Lực pháp tuyến tăng do đó có thể gây ra sai số hình dạng ở phôi mà nguyên công mài tinh không thể sửa hết được . Để khắc phục người ta dùng đá có kích thước hạt lớn, tiến hành sửa đá thô và kẹp chặt chi tiết ổn định.
Khi tăng Q cần phải đảm bảo công suất cắt nhỏ hơn công suất của động cơ mang đá hoặc chọn máy mài có công suất lớn.
Nhiệt độ ở lớp bề mặt phôi tăng dẫn tới xuất hiện các vết cháy hoặc nứt trên bề mặt chi tiết mà khi mài tinh không xoá hết được. Để khắc phục người ta sử dụng đá có kích thước hạt lớn, sửa đá thô và nên tăng tốc độ phôi Vph hơn là tăng chiều sâu cắt.
Lượng mòn của đá tăng làm tăng chi phí gia công. Biện pháp khắc phục là sử dụng đá có độ cứng lớn và chủ yếu lá phải giải bài toán tối ưu hoá nhằm xác định giá trị Q ứng với chi phí gia công thấp nhất
Rung động tăng làm tăng tốc độ mài mòn của đá cũng như làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt và tăng sai lệch hình dạng của chi tiết . Trong trường hợp này nên kẹp phôi ổn định , sửa đá thô và chọn bước tiến dọc Sdọc nhỏ.
*Mài tinh
Mục đích của mài tinh là đảm bảo được độ chính xác về hình dạng và độ chính xác về kích thước cũng như chất lượng bề mặt của chi tiết . Muốn vậy người ta thực hiện các biện pháp sau đây:
+ Chọn chiều sâu cắt t nhỏ , lần tiến dọc cuối không thực hiện tiến đá ngang mà mài cho đến hết hoa lửa.
+ Chọn bước tiến dao dọc Sdọc nhỏ. + Chọn tốc độ phôi Vph nhỏ.
+ Chọn chế độ sửa đá tinh + Sử dụng đá mài có hạt nhỏ.
+ Dùng dầu làm dung dịch trơn nguội thay thế cho êmuxi. + Tăng tốc độ cắt Vc.
105
Chế độ cắt khi mài bao gồm vận tốc cắt Vc , tốc độ phôi Vph bước tiến dọc Sd và chiều sâu cắt t ( chính là lượng tiến dao ngang sau mỗi hành trình kép của bàn máy Sngang).
Vận tốc cắt v:
Vận tốc cắt Vc phụ thuộc chủ yếu vào độ bền cơ học của đá, vật liệu hạt mài và vào việc kẹp chặt chi tiết sao cho ổn định :
Nếu vận tốc cắt bé thời gian chịu tải của hạt mài trong vùng cắt lớn, tải trọng trên mỗi hạt lớn, hạt mài mau mòn và dễ bị tách khỏi đá dẫn tới đá mòn nhanh.
Nếu vận tốc cắt lớn , lục cắt nhỏ,biến dạng hệ thống và biến dạng lớp bề mặt nhỏ do đó độ chính xác và chất lượng bề mặt tăng , nhưng nếu vận tốc cắt quá lớn, lực ly tâm lớn gây ra nguy hiểm cho người và thiết bị.
Hiện nay ở nước ta vận tốc cắt khi mài được lấy theo kinh nghiệm như: Mài gang vc =18 - 25m/s , mài thép vc = 25- 30 m/s, mài tinh vc = 30 - 35 m/s.
Tại các nước công nghiệp tiên tiến hiện nay người ta sử dụng phổ biến đá mài có vật liệu hạt mài là CBN làm việc cới vận tốc cắt 150m/s. Trong tương lai họ hướng tới tốc độ cắt từ 200- 300 m/s để nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công .
Vận tốc phôi v:
Vận tốc phôi Vph có ảnh hường tới độ nhám bề mặt của chi tiết gia công , độ mòn của đá và năng suất khi mài :
Vph = p.dph.nph (m/s)
Khi mài tròn ngoài , theo kinh nghiệm người ta chọn Vph = L+Vđá : Tỷ số độ mài q được định nghĩa bằng biểu thức:
q = Vc/Vph
Tỷ số tốc độ mài q là một đại lượng quan trọng của quá trình mài, nó có ảnh hưởng rất lớn tới lực cắt , độ chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết gia công . Độ lớn của q phụ thuộc vào vật liệu gia công và chất lượng bề mặt yêu cầu , thông thường mài thép chọn q=60 - 100, mài kim loại màu lấy giá trị q nhỏ, khi mài thô lấy q nhỏ hơn khi mài tinh.
Với tốc độ cắt Vc không đổi nếu tăng tốc độ phôi Vph có nghĩa là giảm q, điều đó dẫn tới:
+ Ứng với 1 vòng quay của đá phải tiếp xúc với một đoạn đường trên bề mặt phôi dài hơn, tải trọng trên mỗi hạt mài lớn hơn dẫn tới độ mòn đơn vị của đá tăng lên.
106
+ Lực cắt tăng lên do đó sai số hình dạng cũng như chiều cao nhấp nhô bề mặt tăng
+ Thể tích phôi lấy đi trong một đơn vị thời gian q tăng , năng suất cắt tăng. Lượng tiến dao dọc Sdọc phụ thuộc vào độ nhám bề mặt yêu cầu và lấy theo bề rộng của đá . Nếu gọi B là chiều rộng của đá thì:
+ Mài thô thép Sdọc =( 0,3 - 0,7)B, mài thô gang Sdọc =(0, 05- 0,95)B. + Mài tinh thép Sdọc = (0,2- 0,3)B, mài tinh gang Sdọc =0,4B
Lượng tiến dao ngang Sngang sau mỗi hành trình kép của bàn máy ( hay còn gọi là chiếu sâu cắt t ( phụ thuộc vào độ hạt của đá , độ nhám bề mặt yêu cầu và độ cứng vững của chi tiết.)
Mài thô thép Sng = ( 0,01- 0,06) mm/ 1 hành trình kép. Mài thô gang Sng = ( 0,02- 0,08)mm/ 1 hành trình kép. Mài tinh Sng = ( 0,005- 0,015) mm/ 1 hành trình kép. Khả năng công nghệ của mài:
Mài thô có khả năng đạt độ chính xác kinh tế cấp 9, Ra = 3,2 mm. Mài tinh đạt độ chính xác kinh tế cấp 7, R a =1,6- 0,1mm.
Mài siêu tinh có khả năng đạt độ chính xác cấp 6, Ra = 0,2- 0,1 mm..
* Mài tròn ngoài không tâm (hình 7-6).
Mài không tâm có đặc điểm là chuẩn định vị của chi tiết gia công chính là bề mặt gia công. Chi tiết mài được đặt tự do lên căn đỡ mà không cần định vị, kẹp chặt. Đối với các chi tiết ngắn, có thể đặt nối tiếp nhau trên máng dẫn.Do vậy năng suất gia công cao, thích hợp với dạng sản xuất loạt lớn hoặc hàng khối. Chi tiết nằm giữa hai đá mài, một đá cắt và một đá dẫn. Đá dẫn dùng để tạo ra chuyển động quay (ngược chiều với đá cắt) và tịnh tiến dọc trục cho chi tiết. Tốc độ cắt của đá mài khoảng v = 30 ÷ 50 m/s, tốc độ của đá dẫn nhỏ hơn tốc độ của đá cắt khoảng 75 ÷ 80 lần, vì thế ma sát giữa vật mài với đá dẫn lớn hơn nhiều so với đá cắt.
Đồ gá chính của chi tiết khi mài không tâm là căn đỡ. Mặt của căn đỡ phải đặt song song với trục của đá mài. Góc nghiêng của căn đỡ là 300 (khi chi tiết có kích thước lớn d > 30 mm thì góc nghiêng khoảng 20 ÷ 250). Mặt vát của căn đỡ phải hướng vào phía đá dẫnvà cùng với đá dẫn hình thành nên khối V định vị chi tiết. Chiều cao gá đặt của chi tiết khi mài không tâm có ảnh hưởng đến chất lượng gia công rất nhiều. Thông thường, người ta phải đặt căn đỡ làm sao cho tâm của chi tiết cao hơn tâm của đá mài và đá dẫn (để không bị méo) một khoảng (0,5 ÷ 1) bán kính chi tiết nhưng nhỏ hơn 14 mm.
107
Hình 7.6 Sơ đồ mài không tâm
Mài không tâm có ưu điểm là năng suất gia công cao, thích hợp cho dạng sản xuất hàng loạt, khối, có thể mài được các chi tiết mà không thể mài có tâm như chi tiết nhỏ, ngắn như chốt xích, viên bi kim... vì khi đó không thể tạo nên lỗ tâm để gá đặt hoặc đá mài sẽ cắt vào các mũi tâm hoặc đồ gá của máy.
Tuy nhiên lại có nhược điểm là không đảm bảo độ đồng tâm giữa các cổ trục, không gia công được các bề mặt không liên tục (như có rãnh then) nên chủ yếu là để gia công trục trơn.
Có 2 phương pháp mài không tâm tâm: Mài ăn dao dọc và mài ăn dao ngang.
- Mài không tâm ăn dao dọc:
+ Mài không tâm chạy dao dọc về tính chất các chuyển động giống như mài có tâm nh-ng khác ở chỗ là đá dẫn làm nhiệm vụ cung cấp cho chi tiết chuyển động quay và tịnh tiến. Đá dẫn có dạng hypecbôlôit tròn xoay và được đặt nghiêng đi một góc α = (1 ÷ 400).
+ Tốc độ quay Vct và tốc độ chạy dọc Sd của chi tiết phụ thuộc vào tốc độ đá dẫn Vđ.dẫn và α. Phương pháp này cho phép đạt độ chính xác hình dạng hình học bề mặt rất cao.
108
- Mài không tâm ăn dao ngang:
+ Mài không tâm ăn dao ngang tương tự như mài có tâm ăn dao ngang. Nó có thể gia công được trục bậc, nếu sửa đá chính xác có thể mài được mặt côn, mặt định hình nhưng yêu cầu độ cứng vững của chi tiết phải tốt và mặt gia công phải ngắn.
+ Bánh dẫn không cần có dạng hypecbôlôit mà là hình trụ và trục của nó đặt song song với trục đá mài (α = 0). Trong trường hợp đó, ta thấy Sd sẽ bằng 0.
+ Việc ăn dao ngang Sn được thực hiện bằng cách tiến đá dẫn hướng vào phía đá mài. Thông thường Sn = 0,003 - 0,01mm/vòng chi tiết.
Tính thời gian gia công cơ bản - Khi mài ăn dao dọc:
)( ( . . . 0 0 K ph S m B m l T d
L0 là chiều dài của bề mặt cần mài.
m: Số lượng chi tiết được mài liên tục theo dây chuyền. B: chiều rộng đá mài
Sd: Là lượng chạy dao dọc, mm/ vòng chi tiết. Được xác định bằng α.B/ vòng chi tiết. Khi mài thô, α= 0,5 ÷ 0,8; khi mài tinh, α= 0,2 ÷ 0,5.
K : Hệ số liên quan với độ chính xác khi mài (mài tắt hoa lửa). Khi yêu cầu đạt độ chính xác đến 0,02 ÷ 0,03 mm, K = 1,7; khi đạt độ chính xác đến 0,04 ÷ 0,06mm, K = 1,4; khi đạt độ chính xác đến 0,07 ÷ 0,09 mm, K = 1,25; khi đạt độ chính xác đến 0,1 ÷ 0,15 mm, K = 1,1.
- Khi mài ăn dao ngang:
)( ( . . 0 K ph S n a T n ct
Các giá trị a lượng dư một phía (mm)
nct số vòng qua của chi tiết trong một phút (vòng/phút) Sn: là lượng tiến dao ngang, mm/ vòng chi tiết.
Phương pháp mài nghiền
Mài nghiền là quá trình sử dụng các hạt mài có độ hạt nhỏ ở dạng tự do, trộn với các loại dung dịch (dầu nhờn, mỡ bò, paraphin và một số axit hữu cơ), sau đó phủ lên bề mặt làm việc của dụng cụ nghiền. Khi đưa dụng cụ nghiền vào tiếp xúc với bề mặt chi tiết gia công phải tạo cho nó một áp lực cần thiết (không
109
lớn lắm), nhờ áp lực này và các chuyển động tương đối, các hạt mài sẽ cắt đi một lớp tế vi trên bề mặt chi tiết gia công làm tăng độ bóng bề mặt. Độ chính xác về kích thước có thể đạt được cấp 6 - 7 và nhám bề mặt đạt đến Rz = 0,04 ÷ 0,63.
Tuy nhiên, phôi trước khi mài nghiền phải được gia công chính xác(đến cấp 7 và nhám bề mặt phải đạt Ra = 0,63 ÷ 2,5) vì mài nghiền không sửa được sai lệch vị trí tương quan do lượng dư khi mài nghiền không lớn hơn 0,02 mm.
Dụng cụ nghiền được chế tạo bằng vật liệu mềm hơn so với các chi tiết được nghiền, thông thường được chế tạo bằng gang Peclit, Ferit, đồng... Tùy theo bề mặt gia công mà dụng cụ nghiền là bạc chữ C hay tấm phẳng nhưng phải đảm bảo rằng có thể điều chỉnh được áp suất nghiền theo giá trị yêu cầu cần thiết.
Áp suất khi nghiền thường chọn trong khoảng từ 2 ÷ 8 Kg/cm2, giá trị lớn dùng cho nghiền thô, giá trị nhỏ cho nghiền tinh. Tốc độ cắt thường được chọn thấp, từ 10 ÷ 12 m/ph. Độ hạt khi nghiền thường chọn từ M3 đến M20, độ hạt M3 dùng khi nghiền lần cuối hay chạy rà, M20 dùng khi nghiền thô.
Hình 7.8 Sơ đồ mài nghiền
Các chuyển động cắt khi nghiền gồm: Tịnh tiến khứ hồi và quay tròn. Tuỳ theo trường hợp cụ thể mà các chuyển động này có thể do chi tiết hay dụng cụ thực hiện.
Nguyên lý làm việc của mài nghiền với dụng cụ nghiền là tấm phẳng: Một đĩa nghiền có chuyển động quay tròn, đĩa nghiền khác có thể đứng yên hoặc quay tròn (ngược chiều với đĩa kia). Chi tiết được đặt giữa hai đĩa nghiền và trong đĩa cách (không hướng tâm vào đĩa cách). Đĩa cách có tâm quay lệch so với tâm quay của hai đĩa nghiền và có xẻ rãnh, do vậy chi tiết gia công sẽ quay quanh tâm đĩa nghiền, quay quanh tâm của nó và chuyển động qua lại theo phương dọc trục của nó (chạy trong rãnh của đĩa cách).
Mài nghiền nói chung có năng suấtthấp vì hạt mài có kích thước nhỏ, vận tốc nghiền và áp lực nghiền thấp. Bề mặt sau mài nghiền có thể đạt độ chính xác cấp 6, độ nhám bề mặt Ra = 0,2 ÷ 0,01, chất lượng bề mặt tốt vì lớp kim loại được cắt rất mỏng, lực cắt không lớn, nhiệt cắt không cao.
110