CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM
3.2. Điều kiện thực nghiệm
3.2.1. Máy mài định hình
Thực nghiệm được thực hiện trên máy mài định hình đường lăn vòng trong ổ bi 3MK136B. Đây là loại máy chuyên dùng để mài rãnh lăn vòng trong ổ bi cầu với các đặc tính kỹ thuật như thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của máy mài định hình đường lăn 3MK136B
Thông số Đơn vị Giá trị
Đường kính ngoài lớn nhất của phôi mà máy gia công được mm Ф82 Đường kính trong của phôi mà máy gia công được mm Ф12 ÷ Ф60
Chiều dày của phôi mài mm 8 ÷ 40
Bán kính của rãnh lăn mm 0 ÷ 15
Tốc độ quay của trục chính đá mài Vòng/phút 2290
mài, chuyển động quay của trục chính mang phôi, chuyển động bù cũng như chuyển động chạy dao của bàn máy mang phôi, chuyển động chạy dao của bàn máy mang dụng cụ sửa đá để tiến hành sửa đá, chuyển động quay của tay máy robot và chuyển động dọc trục của tay máy robot để cấp phôi và lấy sản phẩm ra tự động, cùng với chuyển động quay của trục mang mũi kim cương sửa đá lăn tiếp xúc với đá mài khi tiến hành sửa đá.
Hình 3.2. Sơ đồ động học của máy mài định hình đường lăn 3MK136B Chú thích hình 3.2:
1. Máng cấp phôi; 2. Tay máy robot để cấp phôi và lấy sản phẩm ra tự động; 3. Máng lấy sản phẩm; 4. Bàn máy mang phôi; 5. Động cơ servo; 6. Trục vitme bi; 7. Động cơ thực hiện chuyển động quay của phôi; 8. Động cơ thực hiện chuyển động quay của đá mài; 9. Trục vitme bi; 10. Động cơ servo; 11. Bàn máy mang dụng cụ sửa đá; 12. Mũi kim cương sửa đá;
13. Dụng cụ sửa đá; 14. Đá mài; 15. Phôi mài.
d
ct
Shk
6 5 4 3 2
1 15 13
12
11
9 10
7 8
14
dao hướng kính của bàn máy mang phôi (bàn ụ vật) được chia thành các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động tiến nhanh.
Giai đoạn 2: Bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động tiến tiếp cận.
Giai đoạn 3: Bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động tiến mài thô.
Giai đoạn 4: Bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động lùi ra để sửa thô hoặc thực hiện mài hết hoa lửa sau khi mài thô.
Giai đoạn 5: Bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động tiến mài tinh.
Giai đoạn 6: Bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động lùi ra để sửa tinh hoặc thực hiện mài hết hoa lửa sau khi mài tinh.
Giai đoạn 7: Bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động lùi nhanh trở về vị trí gốc phôi ban đầu.
Giai đoạn 8: Máy thực hiện quá trình cấp phôi và lấy sản phẩm ra tự động nhờ cơ cấu tay máy. Lúc này kết thúc quá trình mài một chi tiết và chuẩn bị cho quá trình mài chi tiết tiếp theo.
Quá trình trên cứ lặp đi lặp lại như vậy cho đến chi tiết thứ Nct do người điều khiển phải tự thiết lập trong chương trình gia công trên máy ngay từ ban đầu trước khi mài. Khi đến chi tiết mài thứ Nct, hệ thống điều khiển sẽ tự động dừng chu trình mài và chuyển sang chu trình sửa đá. Đồng thời, bàn máy mang phôi sẽ thực hiện chuyển động bù tiến vào theo phương hướng kính một khoảng đúng bằng lượng giảm đường kính trung bình của đá mài do quá trình sửa đá gây ra. Do đó, bản chất trị số Nct mà người điều khiển phải tự thiết lập trong chương trình gia công trên máy ngay từ ban đầu chính là biến thời gian mài. Việc xác định trị số Nct
chính là việc xác định thời điểm để máy tự động thực hiện sửa đá. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra ở đây là trị số Nct bằng bao nhiêu thì hợp lý để đảm bảo độ chính xác của chi tiết mài trong khi lượng mòn của đá mài là nhỏ nhất, tuổi bền của đá mài là lớn nhất. Đây là một yêu cầu đang đặt ra hiện nay trong thực tế sản xuất. Vì vậy, đề tài luận án đã quyết định lựa chọn yếu tố số chi tiết mài trong một chu trình (Nct) là một trong bốn yếu tố đầu vào, để đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ chính đến mòn đá và chất lượng bề mặt của chi tiết khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208 trên máy mài đường lăn 3MK136B.
Hình 3.3. Đồ thị chu trình làm việc của máy mài định hình đường lăn 3MK136B
02
01 03 04 05 06 07 08
Khoảng dịch chuyển của bàn ụ vật
Chú thích Cực từ của cơ cấu Hoạt động
tay máy Tốc độ tiến của bàn ụ vật Đồ thị biểu diễn quá trình chuyển động của bàn ụ vật
Sự từ hóa Sự khử từ
Đầu chụp trong cơ cấu tay máy sẽ thực hiện cấp phôi và lấy sản phẩm ra
Đầu chụp sẽ lùi ra trở về vị trí an toàn
Đầu chụp tiến vào và tay máy thực hiện cấp phôi và lấy sản phẩm ra Tốc độ tiến
nhanh của bàn ụ vật
Tốc độ tiến tiếp cận
Tốc độ tiến mài thô
Tốc độ tiến mài tinh
Tốc độ lùi nhanh của bàn ụ vật
Khoảng dịch chuyển bù của bàn ụ vật
Khoảng dịch chuyển nhanh của bàn ụ vật
Khoảng tiến tiếp cận của bàn ụ vật
Khoảng tiến mài thô của bàn ụ vật
Giai đoạn sửa thô (mài hết hoa lửa)
Khoảng tiến mài tinh của bàn ụ vật
Giai đoạn sửa tinh (mài
hết hoa lửa)
Khoảng lùi nhanh của bàn
ụ vật
Thực hiện cấp phôi và lấy sản phẩm ra
Thời gian gia công Chu trình mài thông thường
được thể hiện như hình 3.4. Từ đó nhận thấy, khi mài định hình rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208 trên máy mài 3MK136B thì mỗi lần chỉ mài được một chi tiết với hai bước là mài thô và mài tinh. Sau khi mài xong một chi tiết, máy sẽ thực hiện cấp phôi và lấy sản phẩm ra tự động nhờ hoạt động của cơ cấu tay máy rôbot chuyên dụng. Việc sửa đá ở đây chỉ được thực hiện khi tuổi bền của đá kết thúc, do người điều khiển máy phải tự xác định ngay từ ban đầu trước khi gia công, có thể là sau khi mài cả 30 chi tiết như trong sơ đồ thí nghiệm hình 3.3.
Hình 3.4. Sơ đồ quá trình mài 30 chi tiết trong một chu trình trên máy mài định hình đường lăn 3MK136B
3.2.2. Phôi thực nghiệm
Hình 3.5. Bản vẽ thể hiện các yêu cầu kỹ thuật của nguyên công mài tinh rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208 [54]
Thực nghiệm được tiến hành để mài rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208 với vật liệu gia công là thép ổ lăn SUJ2 có độ cứng sau khi nhiệt luyện bằng 60÷65 HRC. Đây là chi tiết có yêu cầu kỹ thuật cao. Khi thực hiện gia công tinh bề mặt này không những cần đảm bảo độ chính xác về kích thước đường kính rãnh lăn, bán kính rãnh lăn và khoảng cách từ đường tâm rãnh lăn đến mặt đầu mà còn phải đảm bảo được độ chính xác về hình dạng hình học và vị trí tương quan của bề mặt gia công bao gồm: Độ ô van của đường kính đáy rãnh lăn, độ đảo của đường tâm rãnh lăn so với mặt đầu. Đặc biệt, độ nhám bề mặt của
nct
nd
shk
1 2
29
30 ...
...
...
ỉ48±0,01
9±0,025
0,5 R6,17+0,05
0,008A 0,003
Thời điểm thực hiện sửa đá sau khi mài
xong 30 chi tiết
Quá trình mài thô và mài tinh cho từng chi tiết
Chi tiết số 1 Chi tiết số 2
Chi tiết số 29 Chi tiết số 30
Tính chống mòn, chống mỏi và độ ổn định mối ghép. Khi vòng bi làm việc thì viên bi sẽ quay trên bề mặt rãnh lăn nên nếu bề mặt rãnh lăn có độ nhám cao thì quá trình tiếp xúc giữa viên bi và bề mặt rãnh lăn sẽ sinh ra ma sát lớn. Điều này dẫn đến bề mặt chóng bị mài mòn và gây ra hiện tượng tróc rỗ bề mặt, làm giảm tuổi bền của vòng bi khi làm việc.
Tuy nhiên, trong phạm vi đề tài chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá hai chỉ tiêu quan trọng nhất quyết định đến khả năng làm việc của chi tiết rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208 là độ nhám bề mặt và độ ô van của chi tiết mài.
3.2.3. Đá mài
Thực nghiệm được tiến hành trên máy mài định hình đường lăn 3MK136B với loại đá mài có ký hiệu là 500x8x203WA100xLV60.