GIỚI THIỆU
Trong thực tế có rất nhiều chi tiết yêu cầu độ chính xác và chất lượng bề mặt rất cao, vật liệu chi tiết rất cứng hoặc quá dòn mà những phương pháp đã giới thiệu ở các chương trước khơng gia cơng được. Ví dụ như các chi tiết của ổ bi, các piston, xi lanh, các dụng cụ cắt cũng như các khuôn mẫu.
Một trong các phương pháp thích hợp nhất cho các trường hợp này là sử dụng hạt mài. Hạt mài là những hạt nhỏ, rất cứng và có các lưỡi cắt sắc và hình dạng bất kỳ. Hạt mài có khả năng tách một lượng kim loại rất nhỏ khỏi bề mặt chi tiết dưới dạng phoi. Trong thực tế, thường dùng hạt mài dạng liên kết. Trong chương này, chúng ta sẽ giới thiệu các phương pháp sử dụng hạt mài như quá trình mài, quá trình khơn, q trình nghiền...
8.1 MÀI
Mài là q trình gia cơng có phoi, dụng cụ cắt là các hạt mài riêng biệt, chúng khơng có hình dạng giống nhau và phân bố rất lộn xộn trong chất dính kết dọc theo chu vi của đá mài và góc trước trung bình của đá là âm. Chúng ta có thể coi q trình này giống như quá trình cắt bằng dao tiện hay dao phay với góc trước âm, với tốc độ cắt rất cao và nhiều lưỡi cắt cùng làm việc một lúc (H.8.1).
Hình 8.1 Sơ đồ minh họa các hạt mài cắt vật liệu khi mài trịn ngồi
8.1.1 Mài mặt phẳng
Mài mặt phẳng là một phương pháp cơ bản để gia cơng tinh mặt phẳng. Nó có thể dùng để gia cơng tinh lần cuối các mặt phẳng đã qua tôi sau khi đã phay hoặc bào. Ngồi ra, mài mặt phẳng cịn có thể thay cho phay, bào trong sản xuất hạt lớn.
Mài mặt phẳng có thể đạt độ chính xác cấp 7÷6 và độ nhám bề mặt
Ra = 1,6μm đến 0,32μm. Trong thực tế sản xuất cơng nghiệp, có bốn kiểu mài mặt phẳng thường dùng (H.8.2).
Hình 8.2 Bốn dạng mài mặt phẳng thường dùng trong thực tế
(nguồn: Cutting tool applications by George Schneider, Jr.)
a) Kiểu trục đá nằm ngang, bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại b) Trục chính nằm ngang, bàn máy quay
c) Trục đá thẳng đứng, bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại d) Trục đá thẳng đứng, bàn máy quay
Kiểu a (trục đá nằm ngang, bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại), được dùng
phổ biến nhất trong thực tế. Kích cỡ bàn máy khác nhau phù hợp với các loại chi tiết. Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại. Đá mài lắp trên trục chính và cắt bằng chu vi đá khi nó tiếp xúc bề mặt chi tiết.
Kiểu b (trục chính nằm ngang, bàn máy quay), đá lắp trên trục chính và cắt
bằng chu vi của đá, chi tiết thực hiện chuyển động quay. Đầu mang đá chuyển động tịnh tiến ngang qua chi tiết (ăn dao ngang) và chuyển động lên xuống (ăn dao thẳng đứng).
Hai kiểu a và b nêu trên dùng đá mài hình trụ. Phương pháp này đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng cao do điều kiện thốt phoi và thốt nhiệt dễ dàng.
Vì diện tích tiếp xúc của chi tiết và đá không lớn nên năng suất thấp. Để khắc phục nhược điểm này người ta dùng đá mài rộng bản để có thể cắt hết bề rộng của chi tiết trong một hành trình chạy dọc của bàn máy và chỉ ăn dao thẳng đứng. Khi này phải sửa đá cẩn thận, nếu không mặt gia công sẽ bị nghiêng hoặc khơng phẳng.
Kiểu c (trục chính thẳng đứng, bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại). Loại
máy này thích hợp khi mài các chi tiết dài và hẹp. Kim loại được tách bởi mặt đầu của đá trong khi chi tiết tịnh tiến qua lại phía dưới đá mài. Đầu đá chạy dao thẳng đứng sau mỗi hành trình mài. Đá mài dạng hình chậu nguyên hay chắp. Trục đá có điều chỉnh nghiêng một góc so với mặt phẳng thẳng đứng để mài các mặt phẳng nghiêng. Để tăng năng suất có thể chọn loại máy có nhiều trục chính, mài đồng thời nhiều bề mặt một lúc (H.8.3)
Hình 8.3 Sơ đồ mài nhiều bề mặt trên máy nhiều trục bằng mặt đầu của đá Kiểu d (trục chính thẳng đứng, bàn máy quay). Loại máy này thường có cơng
suất lớn, mơtơ của máy có thể lên đến 225 HP.
Khi mài dùng máy kiểu c và d (mài bằng mặt đầu của đá), việc thoát phoi, thoát nhiệt và tưới dung dịch trơn nguội khó khăn nên độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt thấp hơn khi mài bằng đá mài trụ (kiểu a và b). Muốn đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng cao phải dùng chế độ cắt thấp. Khi nghiêng đầu đá đi một góc từ 2o÷4o
thì giải quyết được vấn đề thốt phoi, thốt nhiệt nhưng các vết mài lại khơng xóa lên nhau nên độ nhẵn bóng bề mặt kém và mặt được mài bị lõm xuống.
8.1.2 Mài trịn ngồi
Mài trịn ngồi có thể thực hiện bằng hai phương pháp: mài có tâm và mài vơ tâm.