Vận tốc cắt: Khi vận tốc cắt của đá tăng, số hạt mài tham gia vào quá trình cắt trong một đơn vị thời gian tăng, do đó làm giảm nhám bề mặt. Quan hệ giữa nhám bề mặt với vận tốc cắt của đá như sau:
a
R = C.v (2. 26)
trong đó v là vận tốc cắt của đá mài (m/s); C và α là các hệ số tính đến ảnh hưởng của các yếu tố khác trong quá trình mài, C = 0,7 – 0,8.
Lượng tiến dao: Khi tăng vận tốc tiến chi tiết, nhám bề mặt tăng do số lượng vết cắt qua một tiết diện mài giảm xuống, biến dạng của chi tiết tăng và thời gian cắt giảm làm các hạt mài không cắt hết lượng dư [17].
Chiều sâu cắt: Tăng chiều sâu cắt có tác động xấu đến nhám bề mặt do làm tăng tải trên các hạt mài, tăng nhiệt độ mài, lực cắt và mòn đá [12].
Vật liệu gia công:Vật liệu gia công ảnh hưởng đến nhám bề mặt chủ yếu là do khả năng biến dạng dẻo. Vật liệu dẻo, dai bị biến dạng dẻo sẽ có nhám bề mặt cao hơn vật liệu cứng và giòn. Độ cứng của vật liệu gia công tăng thì nhám bề mặt giảm [17].
Rung động của hệ thống công nghệ:Quá trình rung động của hệ thống công nghệ tạo ra chuyển động tương đối có chu kỳ giữa dụng cụ cắt và chi tiết gia công, làm thay đổi điều kiện ma sát, gây nên độ sóng và độ nhấp nhô tế vi trên bề mặt gia công. Do vậy, muốn tăng độ nhẵn bóng bề mặt phải tăng cường độ cứng vững của hệ thống công nghệ [17]. Mối quan hệ giữa nhám với biên độ rung động và chế độ mài khi mài phẳng có dạng hàm mũ:
x y z m
a n
R (t) = c.t .S .S .A (µm) (2. 27)
trong đó S là vận tốc của chi tiết (m/ph); Sn là lượng tiến dao ngang của đá mài (mm/htk); t là chiều sâu cắt (mm); A là biên độ của rung động (m/s2); c là hệ số phụ thuộc vào đặc tính đá mài, chế độ sửa đá, đường kính đá; x, y, z là các hệ số mũ tính
đến mức độ ảnh hưởng của chế độ cắt t, Sn và S; m là số mũ phụ thuộc vào tình trạng mòn của đá mài.
45
Kích thước hạt mài: Khi kích thước hạt mài tăng thì nhám tăng và ngược lại khi kích thướchạt mài giảm thì độ nhẵn bóng bề mặt tăng như Hình 2.12 [18]. Mối quan hệ giữa nhám bề mặt với kích thướchạt được xác định như sau:
α
a
R =C.d (2. 28)
trong đó d là đường kính hạt mài (µm). C và αlà các hệ số thực nghiệm khi xét đến ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình mài, α=0,5 – 0,7.
Độ cứng củachất kết dính và hạt mài:Độ cứng của chất kết dính (đường 1) và độ cứng của hạt mài (đường 2, 3) có ảnh hưởng đến nhám bề mặt như Hình 2.13. Khi
tăng độ cứng của chất kết dính, ban đầu nhám giảm sau đó tăng lên. Khi tăng độ cứng của hạt mài thì nhám bề mặt giảm [52].
Hình 2.13 Ảnh hưởng của loại vật liệu chất kết dính (đường 1) và vật liệu hạt mài (đường
2, 3) đến nhám bề mặt Ra [52]
Quan hệ giữa độ cứng hạt mài với nhám bề mặt như sau: -(0,5÷2) -(0,5÷1,0)
a m k
R = C .H (2. 29)
trong đó Hklà độ cứng của hạt mài; Cmlà cấu trúc của đá.
Hình 2.14 Ảnh hưởng của chế độ sửa đá và hệ số bóc gọt thể tích lũy tiến riêng VW’ đến
46
Chế độ sửa đá:Lượng chạy dao khi sửa đá giảm thì nhám bề mặt giảm. Tuy nhiên, lượng chạy dao giảm sẽ làm cho khả năng cắt của đá giảm, dẫn đến tuổi bền đá giảm. Ảnh hưởng của chế độ sửa đá tới nhám bề mặt được xác định theo công thức sau [13]:
x ' 1/2 1/4 w a 3 d d Q R = R .s .t v (2. 30)
trong đó R3 là hệ số phụ thuộc vào điều kiện sửa đá; sdlà lượng tiến dao khi sửa đá
(mm/ph); tdlà chiều sâu cắt khisửa đá (mm); vlà vận tốc quay của đá mài; Qw’là hệ số bóc gọt thể tích trên một đơn vị chiều rộng cắt (Qw’ = S.t). Có thểthấy ảnh hưởng của sd là lớn hơn td.
Thời gian làm việc:Thời gian làm việc của đá mài sau khi sửa đá càng lớn thì cấu trúc tế vi càng xấu đi, độ mòn trên các điểm không đều nhau làm cho nhám bề mặt gia công tăngnhư Hình 2.15.
Hình 2.15 Ảnh hưởng của thời gian mài tới nhám bề mặt [19]
Mối quan hệ giữa nhám và thời gian mài như sau:
-λt δt
a ahar acm acm
R (t) = (R -R )e +R .e (2. 31)
trong đó Ra(t) là chiều cao nhám ở thời gian mài t; Raharlà chiều cao nhám ở giai đoạn
mài rà sau 0,5 - 1 phút (µm); Racm là chiều cao nhám sau khi mài rà đá mài ở giai đoạn đầu của chu kỳ tuổi bền của đá (µm); δ là số mũ biểu diễn mức tăng của chiều cao nhám bề mặt do mòn đá và rung động khi cắt; λ là hệ số quan hệ hàm mũ chiều cao nhám bề mặt với thời gian mài t trong tuổi bền của đá mài.
Dung dịch trơn nguội: Việc sử dụng các dung dịch trơn nguội và dung dịch rửa trôi cho phép làm giảm nhám. Tuy nhiên, nếu dung dịch bôi trơn làm mát bị bẩn thì nhám bề mặt tăng [1].
47
Các yếu tố di truyền trước khi mài: Nhám bề mặt không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố xảy ra trong quá trình mài mà còn phụ thuộc vào cả các yếu tố di truyền trước khi mài là tình trạng mòn Hµvà các sai lệch tương quan hµcủa đá mài như Hình 2.16 [1].
Thời gian mài hết hoa lửa: Thời gian chạy hết hoa lửa là thời gian mài mà không tiến dao hướng kính (theo chiều sâu cắt). Lúc này độ cứng vững của hệ thống tăng lên, chiều sâu mà các hạt mài ăn vào bề mặt kim loại giảm, do đó nhám bề mặt giảm đi rõ rệt. Vì vậy, với các máy mài có độ cứng vững kém, đá mài có khả năng cắt không cao thì nên tăng thời gian mài hết hoa lửa để đạt được độ nhẵn bóng bề mặt
cao [1]. Ngoài ra, tùy theo độ cứng, độ bền và tính cắt gọt của vật liệu gia công mà phải cho bàn máy chạy đi chạy lại một số hành trình nhất định cho đến khi không còn hoa lửa phát ra [18].