Giáo trình mô đun Mài mặt phẳng - Nghề: Cắt gọt kim loại

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

GIÁO TRÌNH

Tên mô đun: Mài mặt phẳng

NGHỀ: Cắt gọt kim loại

Trình độ: Cao đẳng, trung cấp

Lào Cai, năm 2017

Lưu hành nội bộ

1

LỜI GIỚI THIỆU

Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục

vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân

lực phục vụ cho công nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cắt gọt kim

loại là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia chế tạo các chi tiết máy móc

đòi hỏi các sinh viên học trong trường cần được trang bị những kiến thức, kỹ năng

cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các điều kiện

sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. Khoa Cơ khí – Động Lực

Trường Cao đẳng Lào Cai đã biên soạn cuốn giáo trình mô đun Mài mặt phẳng.

Nội dung của mô đun để cập đến các công việc, bài tập cụ thể về phương pháp và

trình tự gia công các chi tiết.

Căn cứ vào trang thiết bị của các trường và khả năng tổ chức học sinh thực

tập ở các công ty, doanh nghiệp bên ngoài mà nhà trường xây dựng các bài tập thực

hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh hiện tại.

Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn, song không tránh khỏi

những sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các bạn

và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hoàn thiện hơn.

Lào Cai, ngày tháng năm 2017

3

BÀI 1: QUÁ TRÌNH CẮT GỌT KHI MÀI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP MÀI

Giới thiệu:

Là bài học đầu tiên của công nghệ mài, các kiến thức trong bài này sẽ đề cập đến

quá trình cắt và các phương pháp mài để áp dụng cho tất cả các loại máy mài

phẳng, máy mài tròn, máy mài vô tâm...làm cơ sở cho các mô đun mài tiếp theo của

chương trình

Mục tiêu thực hiện:

- Giải thích rõ các đặc điểm khác nhau giữa gia công mài và gia công tiện, phay

bào.

- Trình bày được nguyên tắc chung của mài, nguyên lý áp dụng cho nguyên công

mài bất kỳ như: mài tiến dọc, ngang, quay tròn, phối hợp

- Nhận dạng chính xác sơ đồ nguyên lý mài, phân tích rõ lực cắt và công suất khi

mài

1.Những đặc điểm khác nhau giữa mài và tiện, phay, bào

- Quá trình mài kim loại là quá trình cắt gọt chi tiết bằng dụng cụ cắt là đá mài, tạo

ra rất nhiều phoi vụn do sự ma sát cắt và cà miết của các hạt mài vào vật gia công.

- Mài có những đặc điểm khác với các phương pháp gia công cắt gọt khác như tiện,

phay bào như sau:

+ Đá mài là dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt với góc cắt khác nhau

+ Hình dáng hình học của mỗi hạt mài khác nhau, bán kính góc lượn ở đỉnh của hạt

mài, hướng của góc cắt sắp xếp hỗn loạn, không thuận lợi cho việc thoát phoi

+ Tốc độ cắt khi mài rất cao, cùng một lúc trong một thời gian ngắn có nhiều hạt

mài tham gia cắt gọt và tạo ra nhiều phoi vụn

+ Độ cứng của hạt mài cao do đó có thể cắt gọt được những vật liệu cứng mà các

loại dụng cụ cắt khác không cắt được như thép đã tôi, hợp kim cứng..

+ Hạt mài có độ giòn cao nên dễ thay đổi hình dạng, lưỡi cắt bị dễ bị vỡ vụn tạo

thành những hạt mới hoặc bật ra khỏi chất dính kết.

4

+ Do có nhiều hạt cùng tham gia cắt gọt và hướng góc cắt của các hạt không phù

hợp nhau tạo ra ma sát làm cho chi tiết gia công bị nung nóng rất nhanh và nhiệt độ

vùng cắt rất lớn

+ Hạt mài có nhiều cạnh cắt và có bán kính tròn p ở đỉnh (hình 1.1)

Trong quá trình làm việc bán kính này tăng lên

đến một trị số nhất định, lực cắt tác dụng vào hạt mài

tăng lên đến trị số đủ lớn, có thể phá hạt mài thành

p

những hạt khác nhau tạo ra những lưỡi cắt mới, hoặc

ßx

làm bật các hạt mài ra khỏi chất dính kết. Vì vậy quá

trình mài, sự tách phoi phụ thuộc vào hình dạng của

các hạt mài.

Hình1.1. Cấu tạo hạt mài

Quá trình tách phoi của hạt có thể chia làm 3 giai đoạn (hình 1.2)

a/ Giai đoạn 1(trượt): Gọi bán kính cong của mũi hạt mài là p, chiều dày của lớp

kim loại bóc đi là a. Ở giai đoạn đầu này mũi hạt mài bắt đầu va đập vào bề mặt gia

công (hình1.2.a), lực va đập này phụ thuộc vào tốc độ mài và lượng tiến của đá vào

vật gia công, bán kính cong p của mũi hạt mài hợp lý thì việc cắt gọt thuận tiện,

nếu bán kính p quá nhỏ hoặc quá lớn so với chiều dày cắt a thì hạt mài sẽ trượt trên

bề mặt vật mài làm cho vật mài nung nóng với nhiệt cắt rất lớn

a<p

a>p

a=p

Vq

p

a

c)

a)

b)

Hình 1.2. Quá trình tách phoi của hạt mài

b/ Giai đoạn 2 (nén): Áp lực mài tăng lên, nhiệt cắt tăng lên làm tăng biến dạng

dẻo của kim loại, lúc này bắt đầu xẩy ra quá trình cắt phoi (hình 1.2b)

5

c/ Giai đoạn 3 (tách phoi): Khi chiều sâu lớp kim loại a > p (hình 1.2c) thì xẩy ra

việc tách phoi.

Khi bán kính P hợp lý thì hạt mài sắc, cắt gọt tốt và lượng nhiệt giữ nhỏ hơn. Quá

trình tách phoi xẩy ra trong thời gian rất ngắn, khoảng từ 0,001 - 0,00005 giây. Do

đó các giai đoạn của quá trình cắt gọt diễn ra nhanh chóng.

2. Sơ đồ mài

- Nguyên tắc chung của sơ đồ mài phẳng có

bàn từ chuyển động thẳng là đá quay tròn,

chi tiết gia công được kẹp giữ trên bàn máy

di chuyển qua lại dưới đá mài

- Máy mài trục ngang có bàn máy chuyển

động qua lại như hình 1.3 là loại máy mài

phẳng được sử dụng phổ biến trong các

xưởng máy công cụ hiện nay. Nguyên tắc

Hình1.3. Sơ đồ mài phẳng - Máy

làm việc là chi tiết gia công di chuyển qua

mài trục ngang có bàn máy di

lại dưới đá mài, đá mài được dẫn tiến xuống

chuyển qua lại

để thực hiện chiều sâu cắt, lượng tiến dao

thực hiện được nhờ chuyển động ngang của

bàn máy ở đầu mỗi hành trình.

Máy mài phẳng trục ngang có bàn máy

quay như sơ đồ hình1.4, đá mài chuyển động

quay, chi tiết được giữ trên bàn từ của bàn

quay ở phía dưới đá mài, lượng tiến của đá

mài thực hiện được nhờ chuyển động bàn

Hình 1.4. Sơ đồ mài phẳng

ngang của đầu mài. Loại máy này mài chi

Máy mài trục ngang có bàn máy quay

tiết nhanh hơn vì đá mài luôn luôn tiếp xúc

với chi tiết gia công.

6

Hình1.5. Sơ đồ mài phẳng - Máy mài

Hình1.6. Sơ đồ mài phẳng - Máy mài

trục đứng có bàn máy di chuyển qua lại

trục đứng có bàn máy quay

- Máy mài phẳng trục đứng có bàn quay như hình 1.5 hoặc bàn di chuyển qua lại

như hình 1.6. Đá mài thực hiện chuyển động quay, mặt làm việc của đá mài là mặt

cạnh tiếp xúc với chi tiết được cặp giữ trên bàn máy quay hoặc di chuyển qua lại

3.Lực cắt gọt khi mài

- Lực cắt gọt khi mài tuy không lớn lắm như khi tiện, phay, bào nhưng cũng phải

tính toán công suất truyền động của động cơ và ảnh hưởng của nó đến chất lượng

và độ chính xác khi mài

- Lực cắt khi mài được phân tích trên

sơ đồ hình 1.7, lực mài P được phân tích

ra các lực thành phần Px là lực hướng

trục; Py là lực hướng kính; Pz là lực tiếp

tuyến vuông góc với mặt phẳng cắt; lực

cắt gọt Pz có tác dụng làm tách phoi

trong quá trình cắt, được tính theo công

thức sau:

Pz = C_p. V_ct.S . t . 10 (N) Trong đó:

V_ctlà vận tốc của chi tiết mài

Hình1.7. Lực cắt khi mài

S Lượng chạy dao (mm/vòng)

P_y> P_z> P_x

t: Chiều sâu mài (mm/hành trình kép)

7

C_p: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu

Với thép đã tôi C_p= 2,2, thép không tôi C_p= 2,1, gang C_p= 2,0

-

Thực nghiệm đã cho thấy rằng, khi mài lực hướng kính Py lớn hơn lực cắt

gọt Pz từ 1 đến 3 lần: P_y= ( 1 ~ 3) P_z. Đây là sự khác biệt của lực cắt khi mài so với

khi tiện, phay, bào

-

Lực hướng kính P_yphụ thuộc vào độ cứng vững của hệ thống công nghệ

(máy, chi tiết, đá mài )

4.Công suất mài

Công suất của động cơ để truyền động trục đá mài được tính theo công thức: Nđá =

Pz.V_da

(kw). Trong đó:

102.

N_đá: Công suất của động cơ trục đá mài (kw)

V_đá: Tốc độ quay của đá mài (m/s)

Ŋ: Hệ số truyền dẫn của máy Ŋ = 0,75~ 0,8

P_z: Lực cắt gọt khi mài

P .V_ct

z

Công suất của động cơ để truyền dẫn chi tiết mài: Nct =

(kw) Trong đó:

60.102.

N_ctlà công suất của động cơ làm quay chi tiết

V_ct: Tốc độ quay của chi tiết (m/ph)

Ŋ: Hệ số truyền dấn của máy ; Ŋ = 0,8 ữ 0,85

- Khi tính toán để chọn động cơ cho trục đá mài hoặc truyền dẫn chi tiết cần

phải chọn thêm hệ số an toàn k, hệ số k = 1,3 ~1,5 hoặc cao hơn

5. Mài tiến dọc:

Là sự dịch chuyển của chi tiết theo chiều dọc của bàn, đơn vị tính m/ph, ký

hiệu SdPhương pháp này thường dùng trên các máy mài tròn ngoài, máy mài dụng

cụ cắt. được áp dụng khi mài những chi tiết hình trụ có chiều dài > 80mm, hoặc gia

công tinh nhằm nâng cao độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt

8

- Mài tiến dọc đạt được độ bóng cao hơn mài tiến ngang. Trong điều kiện sản

xuất hàng loạt, hàng khối nên chọn chiều dày của đá có trị số lớn nhất cho phép để

nâng cao năng suất

6. Mài tiến ngang

Là sự dịch chuyển của đá mài theo hướng vuông góc với trục của chi tiết gia

công, đơn vị tính là mm/hành trình kép hoặc m/ph

- Phương pháp này thường gặp ở các máy mài tròn ngoài, mài không tâm, máy mài

dụng cụ cắt…, áp dụng khi mài những chi tiết ngắn < 80mm có dạng hình trụ, hình

côn, cổ trục khuỷu, trục lệch tâm, trục bậc, các loại bạc, dạng ống..

- Mài tiến ngang có năng suất cao, được dùng trong sản xuất hàng loạt. Khi mài

tiến ngang cần phải chọn độ cứng của đá cao hơn 1- 2 cấp so với mài tiến dọc để

nâng cao tuổi bền của đá.

7. Mài quay tròn

Là phương pháp mài những chi tiết mài quay quanh một trục của bàn máy,

đá tiến vào để mài hết lượng dư

- Mài quay tròn thường gặp ở các máy mài phẳng có bàn từ quay, máy mài xoa

bằng 2 mặt đầu của đá… áp dụng để mài những chi tiết mỏng, các loại vòng,

secmămg…

- Có năng suất cao, dùng trong sản xuất hàng loạt

8. Mài phối hợp

Là phương pháp mài kết hợp đồng thời cả tiến dọc và tiến ngang. Phương

pháp này có năng suất cao nhưng độ chính xác và độ bóng giảm nên chỉ áp dụng

cho những nguyên công mài thô hoặc bán tinh

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1: Nêu những đặc điểm khác nhau giữa mài và tiện, phay, bào?

Câu 2: Quá trình tạo thành phoi khi mài qua các giai đoạn nào sau đây:

A. Giai đoạn trượt ;

B.Giai đoạn nén

9

C . Giai đoạn tách phoi; D . Cả A, B, C

Câu 3: Hãy ghép 1 câu ở cột A với cột B để làm thành câu đúng:

A

B

a)Mài tiến dọc là sự dịch chuyển

a^') những chi tiết mài quay quanh một trục

của bàn máy, đá tiến vào để mài hết lượng

dư

b) Mài tiến ngang là sự dịch chuyển b’) kết hợp đồng thời cả tiến dọc và tiến

của ngang

c) Mài quay tròn là phương pháp c’) của chi tiết theo chiều dọc của bàn máy

mài

d) Mài phối hợp là phương pháp mài d’) đá mài theo hướng vuông góc với trục

của chi tiết gia công

B. Học theo nhóm

Hoạt động nhóm nhỏ có 3 -5 học sinh/nhóm thảo luận phần nội dung chính của

bài:

-

Phân tích sự khác nhau về đặc điểm của phương pháp mài với gia công tiện,

phay, bào

-

Quá trình tạo thành phoi khi mài

- Bốn phương pháp mài cơ bản

C. Tự nghiên cứu tài liệu liên quan đến kiến thức bài học

Mỗi học sinh được nhận tài liệu liên quan đến mài và các phương pháp mài để hiểu

rõ hơn về các nội dung đã được giáo viên trình bày.

D. Tham quan thực tế tại các nhà máy, xí nghiệp và một số cơ sở dạy nghề trong

địa bàn. Tham khảo thị trường cung cấp các thiết bị máy mài

- Học sinh đi tham quan dưới sự hướng dẫn của giáo viên và người điều hành tại

các phân xưởng, xí nghiệp nhà máy trong địa bàn

- Sau khi đi tham quan tại các xí nghiệp mỗi học sinh phải viết bản thu hoạch hoặc

báo cáo kết quả thu được về các vấn đề sau: Cho biết tên nhà máy, xí nghiệp đã

10

được tham quan, những đặc trưng, cách tổ chức các phân xưởng cơ khí, kể tên các

loại máy mài và mođen máy trong phân xưởng...

11

BÀI 2:NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG

CỦA BỀ MẶT MÀI

Giới thiệu:

Chất lượng của chi tiết hoặc sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào độ nhẵn bề

mặt và độ chính xác về kích thước, hình dáng hình học sau khi gia công. Bài học

này sẽ nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của vật mài trong quá

trình gia công mài

Mục tiêu:

- Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của chi tiết mài và

định hướng khắc phục

- Phân tích được sự thay đổi cấu trúc tế vi lớp bề mặt mài, ứng suất dư bên trong

của chi tiết mài.

- Chọn được chế độ mài thích hợp

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng

tạo trong công việc.

1. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bề mặt mài

1.1.Sự hình thành bề mặt mài

§¸ mµi

Trong quá trình gia công, bề mặt mài được

Chi tiÕt gia

hình thành do sự cắt gọt của các hạt đá

c«ng

mài vào bề mặt chi tiết. Quá trình này có

l

thể mô tả như hình 2.1, mặc dù bề mặt có

độ bóng rất cao nhưng trên bề mặt chi tiết

Hình 2.1. Độ nhấp nhô

ta vẫn thấy có những vết nhấp nhô dạng

của bề mặt mài

sóng, các trị số nhấp nhô này được biểu thị cho các cấp độ nhẵn của bề mặt Ra và

Rz

12

1.2. Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chất lượng bề mặt

- Lượng chạy dọc có ảnh hưởng đến độ nhẵn bề mặt của chi tiết mài, đồ thị

hình 2.2.a sẽ biểu diễn sự phụ thuộc đó. Tung độ biểu thị chiều cao nhấp nhô trung

bình htb (m), hoành độ biểu thị lượng chạy dọc(trị số hành trình kép trong 1 phút

của bàn máy)

- Từ đồ thị ta thấy khi tăng trị số hành trình của bàn máy thì độ nhẵn bề mặt

giảm

1.3. Ảnh hưởng của tốc độ quay của chi tiết:

Nếu tăng tốc độ quay của chi chi tiết mài thì độ nhẵn bề mặt giảm như đồ thị

hình 2.2b, hoành độ biểu thị tốc độ quay của chi tiết Vct = m/phút

1.4.Ảnh hưởng của chiều sâu mài t:

Chiều sâu mài tăng, độ nhẵn bề mặt giảm như đồ thị hình 2.2c biểu thị sự tương

quan giữa chiều sâu mài và độ nhẵn bề mặt

1.5.Ảnh hưởng của tốc độ đá mài:

Độ nhẵn bề mặt tăng khi tốc độ quay của đá tăng, tốc độ đá mài thường dùng trong

khoảng 28- 35 m/s, có thể dùng tốc độ mài cao tới 60m/s gọi là mài nhanh.

Htb (µm)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

8

7

Htb (µm)

0,5

0,4

0,3

0,2

6

5

4

3

2

70 80 90100 110 120 130

18

24

30

0.4 0.81.2 1.6 2.0 2.4

a) S (h.tr/ph)

b) Vct (m/ph)

c) t (m/ph)

Hình2.2. Độ nhẵn bề mặt phụ thuộc vào các yếu tố (Vct; Sng; t)

1.6. Độ hạt của đá mài:

Độ nhẵn bề mặt của chi tiết mài phụ thuộc vào độ hạt của đá mài, nếu độ hạt càng

lớn (kích thước hạt mài càng nhỏ) đá mịn thì độ nhẵn càng cao,

13

1.7. Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội:

Khi mài cần dùng dung dịch trơn nguội để làm tăng độ nhẵn và chất lượng sản

phẩm mài. Dung dịch trơn nguội có tác dụng làm giảm ma sát giữa đá và vật mài,

giảm nhiệt độ vùng mài nên chất lượng bề mặt chi tiết tăng lên.

- Dung dịch cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, tinh khiết, ít tạp chất, phảI lọc sạch

cặn bã của phoi kim loại và hạt mài

- Dung dịch trơn nguội thường dùng là êmun xi, dung dịch muối kali, xà phòng,

natri nitơrat … trong điều kiện làm việc đặc biệt yêu cầu độ nhẵn và chất lượng bề

mặt cao có thể dùng dầu công nghiệp 20, hỗn hợp 75% vadơlin và 25% dầu hipôit

Ngoài các yếu tố trên chất lượng bề mặt mài còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác

nữa như độ chính xác của máy, chất lượng của đá mài, vật liệu của chi tiết gia

công, đồ gá và phương pháp công nghệ…v.v

2.Sự thay đổi cấu trúc lớp bề mặt mài

- Trong quá trình mài mặc dù lực cắt gọt không lớn so với các phương pháp cắt gọt

khác như tiện, phay bào nhưng do sự tham gia cắt gọt đồng thời của nhiều hạt mài

và do sự ma sát cà miết của những hạt mài không cắt gọt làm cho nhiệt phát sinh

trong vùng tiếp xúc của đá và chi tiết rất lớn .

- Khi điều kiện mài không tốt như: Chế độ cắt quá lớn (s, v, t), đá mài không đúng

quy cách, thì nhiệt độ mài có thể lên tới 1200 – 1600⁰C.

- Thực nghiệm đã chứng minh rằng khi mài có 80% công tiêu tốn vào việc phát

sinh nhiệt, chỉ còn 20% công có ích làm biến dạng mạng tinh thể của vật liệu để

thực hiện cắt gọt.

- Khi kiểm tra lớp bề mặt kim loại mài các loại thép đã tôi ta thấy có sự thay đổi

cấu trúc đó là lượng ôstenit dư tăng lên. Vậy, chứng tỏ rằng trong quá trình mài bề

mặt bị hoá cứng.

- Sự thay đổi cấu trúc của lớp bề mặt mài chỉ xảy ra với các loại thép đã tôi, còn các

loại thép chưa tôI thì cấu trúc lớp bề mặt không thay đổi.

14

- Nếu mài với chế độ cắt quá lớn hoặc đá bị cùn, trơ sẽ sinh ra cháy ở bề mặt mài,

làm chất lượng của chi tiết giảm hoặc bị phá huỷ. Để khắc phục hiện tượng cháy bề

mặt mài cần phải chọn lại chế độ mài hợp lý và chọn đá mài phù hợp với chi tiết

mài.

3.Ứng suất dư bên trong của vật mài

3.1.Các loại ứng suất dư

Quá trình chuyển biến về cấu trúc của kim loại kèm theo sự xuất hiện ứng suất dư

bên trong của vật mài. Gồm có 3 loại:

- Loại 1: Là ứng suất phát sinh ra do có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng của

chi tiết. Khi tốc độ nung nóng hoặc làm nguội càng nhanh thì sự chênh lệch nhiệt

độ ở các vùng khác nhau của chi tiết càng nhiều, ứng suất loại một sinh ra càng lớn

- Loại 2: Là ứng suất được cân bằng trong một hạt hay một số hạt khi chuyển biến

pha, do hệ số giãn nở dài của các pha khác nhau hoặc do thể tích riêng của những

pha mới khác nhau.

- Loại 3: Là ứng suất được cân bằng trong phạm vi riêng biệt của hạt, các nguyên

tử các bon xen kẽ vào mạng của sắt (Fe ), làm xê dịch mạng tinh thể của

mactenxit.

3.2.Ảnh hưởng của ứng suất dư

- Sự tồn tại của ứng suất dư bên trong chi tiết có ảnh hưởng rất lớn đến chất

lượng làm việc của chi tiết. Nếu ở bề mặt vật mài có những lớp ứng suất dư nén thì

chất lượng bề mặt của chi tiết sẽ tốt, tăng độ bền. Có thể tạo ra ứng suất này bằng

cách phun bi vào bề mặt chi tiết gia công, lăn, miết….khi mài nếu chọn chế độ mài

hợp lý, giảm nhiệt độ mài cũng tạo ra ứng suất dư nén ở bề mặt.

Ngược lại, nếu ở lớp bề mặt chi tiết gia công có nhiều lớp ứng suất dư kéo thì thì

chất lượng bề mặt giảm dễ gây rạn nứt và bị phá huỷ đột ngột.

- Ảnh hưởng của ứng suất loại một có ảnh hưởng nhiều nhất vì chỉ có ứng suất này

gây nên cong vênh và nứt.

15

- Ứng suất loại 2 và loại 3 khi mài những loại thép đã tôi cũng có ảnh hưởng nhưng

không lớn lắm. Như vậy trong quá trình mài ứng suất dư loại một là quan trọng

nhất.

4. Chế độ cắt khi mài:

Khi chọn chế độ mài, cần phải căn cứ vào vật liệu gia công, số lần mài, độ cứng chi

tiết mài mà điều chỉnh cho phù hợp.

4.1.Chiều sâu cắt:

(t) được tính riêng cho từng dạng mài

Dd

t =

(mm) Trong đó:

2

D: Đường kính (kích thước) trước khi mài

d: Đường kính (kích thước) sau khi mài

4.2.Lượng chạy dao:

Được quy định riêng cho từng loại máy mài theo tiêu chuẩn, tra bảng cho trong các

sổ tay công nghệ chế tạo máy

Lượng chạy dao của bàn máy ( khi mài phẳng) sau mỗi hành trình:

S (mm/hành trình)

Lượng chạy dao của đá ( khi mài tròn) sau mỗi vòng quay của chi tiết:

S (mm/vòng)

4.3. Tốc độ cắt

Tốc độ vòng quay của đá tính bằng m/s theo công thức:

π.D_d.n_d

Vđ =

(m/s) Trong đó:

1000.60

Dd : Đường kính đá màI (mm)

nd: Số vòng quay của đá (vòng/phút)

Tốc độ quay của chi tiết tính bằng mét/phút theo công thức:

Cv.dc

Vct =

Trong đó:

T ^m.t^Kv.S^Yv

Cv: Hệ số biểu thị điều kiện mài

16

d_c: Đường kính chi tiết mài (mm)

T: Tuổi bền của đá (phút)

t: Chiều sâu cắt (mm)

S: Lượng chạy dao của đá sau 1 vòng quay của chi tiết gia công (mm/vòng) - Trị

số Cv và các số mũ m, Kv, Yv được tra bảng và sổ tay công nghệ

CÂU HỎI

Câu 1: Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt mài gồm:

A.

B.

C.

D.

E.

F.

G.

H.

Ảnh hưởng của lượng chạy dao

Ảnh hưởng của tốc độ quay của chi tiết

Ảnh hưởng của chiều sâu mài

Ảnh hưởng của tốc độ đá mài

Độ hạt của đá mài

Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội

Tất cả A,B,C,D,E,F,G

Câu 2: Giải thích sự thay đổi cấu trúc lớp bề mặt mài?

Câu 3: Có mấy loại ứng suất dư bên trong chi tiết mài? Ảnh hưởng của ứng suất dư

đến chất lượng bề mạt mài?

B. Học theo nhóm: Hoạt động nhóm nhỏ có 3 -5 học sinh/nhóm thảo luận về

nội dung:

-

Phân tích rõ sự hình thành bề mặt mài

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt mài

Sự thay đổi cấu trúc lớp bề mặt mài

Xác định chế độ mài

C. Tự nghiên cứu tài liệu liên quan đến kiến thức bài học

17

BÀI 3: CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU CÁC LOẠI ĐÁ MÀI

Giới thiệu: Bài học này giới thiệu về cấu tạo và ký hiệu một số loại đá mài thông

dụng

Mục tiêu:

- Giải thích được ký hiệu đá mài, cấu tạo của đá mài, phương pháp chọn vật liệu đá

mài phù hợp với vật liệu gia công.

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng

tạo trong công việc.

1. Khái niệm về vật liệu chế tạo đá mài

Vật liệu dùng làm đá mài được chế tạo từ các loại quặng như ôxit nhôm

(Al₂O₃), kim cương tự nhiên và kim cương nhân tạo hoặc bằng những các hợp chất

hoá học kết hợp giữa silic và cácbon tạo thành dạng cácbua, bo cacbit.. những loại

vật liệu này phần lớn được thiêu kết trong lò ở nhiệt độ cao, rồi nghiền nát thành

hạt mài, bột mài có kích thước hạt khác nhau

Tuỳ theo tính chất gia công mà chọn cỡ hạt mài cho phù hợp, các hạt mài có

độ cứng rất cao, có thể cắt gọt được kim loại và hợp kim dễ dàng nhưng rất dòn, dễ

vỡ.

Ngày nay đá mài được chế tạo bởi những hạt mài có tính năng cắt gọt tốt, độ

dẫn nhiệt cao, hạt mài có kích thước nhỏ đến 1  2 m để gia công những chi tiết

rất chính xác.

Hạt mài nhân tạo được dùng phổ biến hiện nay vì kích thước hạt, hình dáng

và độ tinh khiết của hạt được kiểm định chặt chẽ, đảm bảo tính đồng đều về kích

thước và hình dáng theo yêu cầu. Có các loại hạt mài nhân tạo thường dùng là ôxit

nhôm, silic cacbua (SiC); Bo cacbit; kim cương nhân tạo..

2. Tính chất và công dụng của các loại đá mài

Ôxit nhôm: là loại hạt mài quan trọng nhất, chiếm tới 75% đá mài được chế tạo từ

loại vật liệu này, được dùng để mài các vật liệu có độ bền nén cao

18

Ôxit nhôm được chế tạo với nhiều độ tinh khiết cho các ứng dụng khác nhau,

mức độ tinh khiết càng cao thì độ cứng, dòn càng tăng, hạt càng dễ vỡ.

Ôxit nhôm ổn định có độ tinh khiết khoảng 94,5% có màu xám trắng dùng để

mài các vật liệu cứng, bền; ôxit nhôm có độ tinh khiết khoảng 97,5% có màu xám

dòn hơn dùng chế tạo đá để mài vô tâm, mài tròn trên vật liệu thép và gang; có độ

tinh khiết cao hơn có màu trắng dùng để mài các loại thép cứng, thép đã tôi..

Silic cacbua (SiC): Là hợp chất hoá học kết hợp giữa Silic (Si) và cacbon (C) được

kết tinh nhân tạo bằng cách thiêu kết trong lò điện có nhiệt độ 2100 2200⁰C.

-

Đặc tính cơ bản của loại hạt mài mày là độ cứng cao, dòn, có các góc nhọn

dễ vỡ thành các tinh thể nhỏ.

Tuỳ theo thành phần mà có các loại sau: SiC màu xanh chứa khoảng 97%

-

SiC có ít tạp chất, độ cứng cao và dòn dùng để gia công vật liệu có độ cứng cao và

hợp kim cứng; SiC màu đen đến xám có chứa 95  97% tinh thể SiC dùng để gia

công những loại vật liệu dòn và mềm như đồng thau, kẽm, gang, nhôm, nhựa ..

Bo cacbit: (Carbide boron)

Được thiêu kết trong lò điện có nhiệt độ 2000  2350⁰C, có độ cứng rất cao,

tính năng cắt gọt tốt, dùng để gia công thép hợp kim, hợp kim cứng và những vật

liệu khó gia công

Boron Nitride thể lập phương (CBN)

-

Là loại hạt mài tổng hợp có độ cứng rất cao, gấp đôI Oxit nhôm, chịu nhiệt

độ mài đến 1371⁰C (2500⁰F), dùng để cắt nguội và chịu được hoá chất đối với tất

cả các muối vô cơ và hợp chất hữu cơ

-

Đá mài CBN đòi hỏi chỉnh sửa ít, có tác động cắt nhanh nên ít bị mòn đá,

thời gian sử dụng đá dài hơn so với các loại đá khác, chất lượng bề mặt chi tiết mài

đạt tốt hơn, không bị sai hỏng

3. Chất dính kết của đá mài

Các hạt mài được dính kết lại với nhau bằng một chất keo, tính năng của chất

keo quyết định đến độ cứng và sức bền của đá mài. Tuỳ theo đặc tính, áp lực tác

19

dụng lên đá trong quá trình mài và dung dịch làm nguội mà chọn chất dính kết cho

phù hợp. Gồm có các loại chất keo sau:

Chất keo Kêramic (gốm G ) được dùng phổ biến có sức bền làm việc lớn, có độ

bền nhiệt cao và trong môI trường ẩm, có độ bền hoá học, mài với các loại dung

dịch làm nguội khác nhau, đạt được tốc độ mài đến 65m/s

Chất keo vuncanic(V) là loại chất keo hữu cơ có sức bền cơ học, có đàn tính cao,

tốc độ mài của đá có chất keo V từ 18  80m/s, có độ bền mòn cao nên dùng làm đá

dẫn của máy mài vô tâm, nhiệt độ mài thấp đạt 150⁰C

Chất keo bakêlit (B) là loại chất keo hữu cơ cũng được dùng phổ biến. Đá mài có

chất keo B có đàn tính cao, chịu nhiệt, độ xốp tốt hơn đá mài bằng chất keo V

nhưng thấp hơn đá mài bằng chất keo G, tốc độ mài đạt 35 70m/s, có thể chế tạo

đá cắt có chiều dày 0,18mm để cắt kim loại, nhiệt độ cắt đến 300⁰C. Chất keo này

không được dùng dung dịch làm nguội có chứa quá 1,5%xút.

4. Độ hạt, mật độ và độ cứng của đá mài

4.1. Độ hạt của đá mài

Độ hạt của đá mài được biểu thị bằng kích thước thực tế của hạt mài theo TOCT -

3647 – 59 xem bảng 1

Tính năng cắt gọt của vật liệu phụ thuộc vào kích thước hạt mài, khi mài thô dùng

hạt mài có kích thước lớn và ngược lại khi mài tinh dùng loại hạt nhỏ, hạt mài được

phân làm 3 nhóm:

Nhóm 1: Gồm các số hiệu 200; 160; 125; 100; 80; 63; 50; 40; 32; 25; 20; 16

Nhóm 2: Gồm các số hiệu 12; 10; 8; 6; 5; 4; 3

Nhóm 3: Gồm các số hiệu M40; M28; M20; M14; M7; M5

Khi chọn đá mài, kích thước của hạt cần phảI chọn tăng lên ( giảm mật độ hạt)

trong những trường hợp sau:

Khi dùng đá mài bằng chất keo B hay V để thay thế đá mài có chất keo G

Khi tăng tốc độ vòng quay của đá

Khi tăng cung tiếp xúc giữa chi tiết gia công và đá mài