B b i =
3.2.6 Phương pháp mà
1. Khả năng cơng nghệ
Mài là nguyên cơng gia cơng tinh. Về nguyên lý mài cĩ tính chất tương tự giống phay, chỉ khác về kích thước và số lượng lưỡi cắt ở dao phay và đá mài. Bản chất của quá trình mài là sự cọ xát tế vi bề mặt vật rắn bằng những hạt mài cĩ vận tốc cao.
Gia cơng bằng phương pháp mài khi mài thơ, cĩ thể đạt độ chính xác cấp 9 và độ nhám bề mặt Ra=2,5 ÷ 1,25 μm (∇6 ÷∇7), khi mài tinh cĩ thể đạt độ chính xác cấp 8 ÷7 và độ nhám bề mặt Ra=1,25 ÷ 0,63 μm (∇7 ÷∇8). Cịn khi mài tinh mỏng (siêu tinh) thì đạt độ chính xác cấp 7 ÷ 6 và độ nhám bề mặt Ra=0,32 ÷ 0,16 (∇9 ÷∇10) μm.
Mài cĩ thể gia cơng được các vật liệu rất cứng, nhưng lạïi khơng phù hợp với vật liệu quá mềm.
Mài cĩ thể gia cơng được nhiều dạng bề mặt khác nhau như mặt phẳng, mặt trụ trong và ngồi, các mặt định hình …
Tùy theo hình dạng bề mặt gia cơng mà ta chia thành các phương pháp mài sau :
a) Mài mặt trụ ngồi: Khi mài mặt trụ ngồi ta cĩ thể thực hiện một trong hai
phương pháp:
- Mài cĩ tâm: Chi tiết được gá bằng hai lỗ tâm hoặc một đầu cặp vào mâm cặp cịn đầu kia chống tâm. Mài cĩ tâm thường mài bằng mặt trụ của đá, thực hiện chạy dao dọc S (hình 3.56a), chạy dao ngang Vt để cắt hết lượng dư. Để mài cĩ năng suất cao, người ta thường vát cơn một phần đá (2÷30 ). Đối với trục ngắn cĩ đường kính lớn thì thực hiện chạy dao ngang Vt với đá rộng bản, chạy dao dọc S=0 (hình 3.56b).
- Mài khơng tâm: Sử dụng bề mặt đang gia cơng để làm chuẩn định vị cho chi tiết gia cơng (hình 3.56c). Chi tiết gia cơng được tựa vào đá dẫn (quay tự do theo nĩ) và đá mài. Kích thước đường kính gia cơng được quyết định bằng khoảng cách giữa hai mặt đá. Dưới chi tiết cĩ một thanh đỡ. Để tạo cho chi tiết gia cơng cĩ thêm chuyển động tịnh tiến (vận tốc trượt), đá dẫn được đặt nghiêng đi một gĩc α so với đá mài và cĩ bề mặt hơi lõm để cĩ thể tiếp xúc tốt với chi tiết gia cơng.
Phương pháp này chỉ dùng mài những chi tiết nhỏ, ngắn.
b) Mài mặt trụ trong : Khi mài mặt trụ trong thì đường kính đá mài phải nhỏ hơn
đường kính lỗ mài (thường chọn đường kính đá mài bằng 0,7÷ 0,9 đường kính lỗ cần mài). Mài mặt trụ trong cũng tiến hành bằng hai phương pháp :
- Mài cĩ tâm: Ta cĩ hai cách gá đặt chi tiết
Cách 1: Chi tiết được kẹp chặt trên mâm cặp và quay trịn (Vp), trục mang đá thực hiện chuyển động quay (Vr) và tịnh tiến dọc trục (Vl). Chuyển động ngang (Vt) do đá mài thực hiện để cắt hết lượng dư (hình 3.56 f).
Cách 2: Chi tiết được gá cố định trên mâm cặp, trục mang đá thực tất cả các chuyển động. Ngồi chuyển động quay trục của đá, cịn thực hiện chuyển động hành tinh quanh trục chi tiết (hình 3.56 i).
- Mài khơng tâm: Vì bề mặt ngồi của chi tiết là mặt chuẩn định vị, nên trước khi mài phải gia cơng tinh hoặc bán tinh bề mặt này. Nhờ các cơ cấu và con lăn 1, 2, 3, 4, 5 mà chi tiết 7 được mài lỗ cơn bằng đá mài 6 (hình 3.57). f) e) d) c) a) b) i) Hình 3.56
Một số khả năng cơng nghệ của mài
Hình 3.57
c) Mài mặt phẳng
Là phương pháp cơ bản gia cơng tinh mặt phẳng. Nĩ cĩ thể dùng để gia cơng lần cuối các mặt đã qua nhiệt luyện. Ngồi ra mài phẳng cịn cĩ thể thay cho phay, bào trong sản xuất lớn hoặc gia cơng các chi tiết khĩ định vị và kẹp chặt (như séc măng chẳng hạn).
Hiện nay cĩ nhiều kiểu mài phẳng:
- Mài phẳng bằng mặt trụ của đá (hình 3.56d), cĩ thể thực hiện trên máy mài phẳng cĩ chuyển động tịnh tiến khứ hồi Vp , chuyển động quay của đá Vr , chuyển động chạy dao ngang Vn và thẳng đứng Vđ . Phương pháp
này đảm bảo được chính xác và độ nhẵn bĩng bề mặt cao nhưng vì diện tích tiếp xúc với chi tiết khơng lớn nên năng suất thấp.
Hình 3.58
Sơ đồ mài nhiều trục đá - Mài phẳng bằng mặt đầu của đá (hình
3.56e). Cĩ thể dùng mặt đầu của đá hình chậu nguyên hoặc răng chắp. Phương pháp này cĩ thể mở rộng được khả năng cơng nghệ của mài vì cĩ thể dùng nhiều trục đá để mài nhiều mặt đồng thời (hình 3.58).
Mài phẳng bằng mặt đầu của đá cho
năng suất cao. Tuy nhiên việc thốt phoi, thốt nhiệt và tưới dung dịch trơn nguội khĩ khăn nên nĩi chung độ chính xác và độ nhẵn bĩng bề mặt thấp hơn khi mài bằng mặt trụ của đá. Vì vậy muốn đạt được độ chính xác và độ nhẵn bĩng cao phải dùng chế độ cắt thấp.
d) Mài định hình
Hình 3.59 Sơ đồ mài định hình Sử dụng đá mài cĩ biên dạng giống
như biên dạng của bề mặt gia cơng, cĩ thể là bề mặt trịn xoay hoặc mặt định hình thẳng (rãnh ). Khi mài chỉ cĩ thể tiến dao ngang, và phải sửa đá thật chính xác theo hình dáng yêu cầu.
Mặt định hình trịn xoay chủ yếu được gia cơng trên máy mài trịn ngồi hay trong (hình 3.59).
Ngồi ra cịn cĩ thể mài các bề mặt định hình phức tạp như cam lệch tâm theo nguyên lý chép hình, mài ren và bánh răng theo nguyên lý định hình và bao hình.
2. Đá mài và đặc điểm của phương pháp mài
a) Đá mài
Đá mài là một vật thể xốp cĩ hình dáng hình học xác định, gồm những hạt mài sắp xếp khơng theo trật tự và kết hợp với nhau nhờ chất dính kết.
Các đá mài khác nhau ở hình dáng hình học, kích thước, vật liệu hạt mài, độ hạt hay kích thước hạt mài, chất dính kết, độ cứng của đá, ở cấu trúc và tổ chức của đá mài.
Tập hợp những tính chất trên gọi là đặc trưng của đá mài. Các đặc trưng này cĩ thể tìm trong các sổ tay “cơng nghệ chế tạo máy”.
Hình dáng hình học và kích thước của đá mài cĩ nhiều loại tùy hình dạng và chất lượng bề mặt gia cơng, dạng sản xuất, điều kiện cụ thể ... mà chọn.
Vật liệu hạt mài đã trình bày ở chương 2, phần vật liệu chế tạo dụng cụ cắt.
Độ hạt hay kích thước của hạt mài thường thể hiện ba kích thước cơ bản: chiều dài, chiều rộng và chiều dày. Tuy nhiên để cho đơn giản, người ta chỉ chọn chiều rộng làm kích thước đặc trưng của hạt mài. Việc phân kích thước hạt mài thường thực hiện bằng lưới rây cĩ lỗ vuơng và đo giới hạn kích thước của nhĩm cơ bản bằng μm.
Chất dính kết được sử dụng rộng rãi là gốm (đất sét, thạch anh, fenspat tán nhỏ trộn lẫn theo tỉ lệ nhất định); nhựa cây nhân tạo và cao su nhân tạo.
Độ cứng của đá mài là khả năng chống bật hạt mài ra khỏi bề mặt làm việc của đá dưới tác dụng của ngoại lực. Người ta chia ra nhiều cấp từ mềm đến đặc biệt cứng. Độ cứng của đá mài càng cao khi hạt mài liên kết với nhau càng bền, đá càng chịu lực lớn mà khơng bị mẻ vỡ. Độ cứng của đá mài tùy thuộc vào số lượng hạt mài với chất dính kết, vật liệu hạt mài và quy trình chế tạo (áp suất, chế độ nhiệt luyện ...).
Cấu trúc của đá mài đặc trưng tổ chức bên trong của đá, nghĩa là quan hệ giữa các thể tích của hạt mài, chất dính kết và khoảng trống của đá. Người ta chia ra chặt, trung bình hay xốp. Đá chặt giữ được hình dáng của đá tốt nhưng đá xốp thốt phoi tốt nên cho phép nâng cao chế độ gia cơng.
b) Đặc điểm của phương pháp mài
So với một số dạng gia cơng khác, mài cĩ một số đặc điểm:
- Dụng cụ mài cĩ một số lưỡi cắt cắt khơng liên tục, các hạt mài nằm tách biệt nhau trên bề mặt làm việc của dụng cụ. Do đĩ xem quá trình mài như là quá trình cào xước liên tục.
- Do khơng thay đổi được vị trí và hình dạng hình học của hạt đá mài trong đá mài, nên việc điều khiển quá trình mài rất khĩ khăn. Phần làm việc của đá mài gồm vơ số các lưỡi cắt của vơ số hạt mài
riêng biệt, chúng khơng cĩ hình dạng giống nhau và phân bố rất lộn xộn trong chất dính kết của đá mài (hình 3.60 )
Hình 3. 60 - Gĩc trước tại những lưỡi cắt
- Tốc độ cắt khi mài lớn, tiết diện phơi cắt ra bé.
- Trong quá trình cắt, đá mài cĩ khả năng tự mài sắc một phần.
- Khi mài, ngồi vấn đề gá đặt chi tiết việc chọn đá mài, chế độ mài hợp lý cĩ vai trị quyết định đối với chất lượng sản phẩm, năng suất gia cơng.