Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ sửa đá đến độ nhám bề mặt khi mài lỗ vật liệu 9xc qua tôi

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.99 MB, 68 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Tôi xin cam đoan những kết quả có được trong luận văn là do bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Vũ Ngọc Pi và NCS. Lê Xuân Hưng. Ngồi thơng tin trích dẫn từ các tài liệu tham khảo đã được liệt kê, các kết quả và số liệu thực nghiệm là do tôi thực hiện và chưa được công bố trong bất cứ cơng trình nào khác.

<i> Thái Nguyên, tháng 11 năm 2017</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn khoa học, thầy

<i><b>giáo - PGS.TS. Vũ Ngọc Pi đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện</b></i>

giúp đỡ tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu này.

Tơi xin chân thành cảm ơn NCS. Lê Xuân Hưng - Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp, đã giúp đỡ tôi trong việc lắp đặt các thiết bị và thực hiện thí nghiệm cho đề tài này.

Tôi xin cảm ơn các chú, các anh đang làm việc tại xưởng cơ khí chính xác Thái Hà đã tạo điều kiện về máy móc, trang thiết bị thí nghiệm giúp thực hiện quá trình thực nghiệm được thuận lợi.

Tơi xin chân thành cảm ơn sự động viên khích lệ của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp trong suốt thời gian tôi học tập và làm luận văn.

<i> Thái Nguyên, tháng 11 năm 2017</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

1. Tính cấp thiết của đề tài...1

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài...1

2.1 Ý nghĩa khoa học...1

2.2 Ý nghĩa thực tiễn...1

3. Mục tiêu của nghiên cứu...2

4. Kết quả đạt được...2

5. Phương pháp nghiên cứu...2

6. Cấu trúc luận văn...2

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ MÀI LỖ...3

1.1. Tổng quan về mài...3

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về mài...3

1.1.2. Đặc điểm cơ bản của mài...4

1.1.3. Khả năng công nghệ của mài...6

1.1.4. Quá trình tạo phoi khi mài...11

1.1.5. Các thơng số ảnh hưởng đến quá trình mài...12

1.3. Độ nhám bề mặt khi mài...15

1.3.1. Độ nhám bề mặt gia công khi mài...15

1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công khi mài...15

1.3.3. Phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt gia công khi mài...16

1.4. Kết luận chương 1...17

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA SỬA ĐÁ KHI MÀI...18

2.1. Tổng quan về sửa đá khi mài...18

2.1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước...18

2.1.2. Sửa đá mài...22

2.2.3. Các phương pháp sửa đá và các dụng cụ sửa đá...22

2.2. Giới thiệu, phân loại đá mài...23

2.3. Mòn và tuổi bền của đá mài...27

2.3.1. Mòn của đá mài...27

2.3.2. Tuổi bền của đá mài...29

2.4. Topography đá mài...30

2.4.1. Định nghĩa, tính chất topography đá mài...30

2.4.2. Ý nghĩa của topography đá mài...31

2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến topography đá mài...32

2.4.3.1 Ảnh hưởng của các thông số đặc trưng của đá mài đến topography đá ... 32

2.4.3.2. Ảnh hưởng của dụng cụ sửa đá đến topography đá...32

2.4.3.3. Ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến topography đá...33

2.4.4. Ảnh hưởng của topography đá đến độ nhấp nhô tế vi bề mặt...34

2.5. Kết luận chương 2...34

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ SỬA ĐÁ ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT KHI MÀI LỖ VẬT LIỆU 9XC QUA TÔI...36

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

3.5. Kết quả đo thực nghiệm...45

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm...47

3.5.1 Mức độ ảnh hưởng của các thơng số đến Ra...47

3.5.2 Tối ưu hóa Ra...49

3.5.3. Bộ thông số công nghệ sửa đá tối ưu...50

3.6. Kết luận chương 3...51

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO...52

TÀI LIỆU THAM KHẢO...54

MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM TẠI CƠNG TY TNHH CƠ KHÍ CHÍNH XÁC THÁI HÀ...57

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ</b>

Hình 1.1 Sơ đồ ngun lý mài trịn ngồi chạy dao dọc ... 6

Hình 1.2 Sơ đồ ngun lý mài trịn ngồi chạy dao ngang ... 6

Hình 1.3 Sơ đồ ngun lý mài trịn ngoài chạy dao xiên ... 7

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý mài trịn ngồi vơ tâm ... 7

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý mài trịn trong có tâm ... 8

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý mài trịn trong vơ tâm ... 8

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý các phương pháp mài phẳng ... 9

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý mài định hình ... 9

Hình 1.9 Quá trình tạo phoi khi mài [2] ... 11

Hình 1.10. Ảnh hưởng của các thơng số đầu vào đến các tham số quá trình mài và chất luợng gia công [2] ... 12

Hình 1.11. Mài lỗ có tâm ... 14

Hình 1.12. Sự hình thành độ nhám bề mặt khi mài [19] ... 15

Hình 1.13. Phân bố năng lượng và dịng nhiệt khi mài [2] ... 16

Hình 2.1 Ảnh hưởng của lượng chạy dao khi sửa đá đến lực mài và độ nhám bề mặt khi mài [2] ... 18

Hình 2.2 Ảnh hưởng lượng chạy dao dọc, chiều sâu sửa đá và góc gá mũi sửa đá đến độ nhám bề mặt gia công [30] ... 20

Hình 2.3 Cách gá mũi sửa đá kim cương một hạt [30] ... 20

Hình 2.4 Dụng cụ sửa đá kim cương một hạt ... 23

Hình 2.5 Dụng cụ sửa đá kim cương nhiều hạt ... 23

Hình 2.6: Các dạng mịn của đá mài [13] ... 28

Hình 2.7: Q trình mịn của đá [20] ... 29

Hình 2.8: Topography của đá (a) và biên dạng bề mặt đá mài (b) [22] ... 30

Hình 2.9 Ảnh hưởng của dụng cụ sửa đá đến chiều cao biên dạng h<small>a</small> [13] ... 32

Hình 2.10: Ảnh hưởng của S<small>sđ </small> sửa đá đến topography đá[13] ... 33

Hình 2.11: Ảnh hưởng của chế độ sửa đá đến độ nhấp nhô tế vi bề mặt Ra[13] 34

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Hình 3.1: Đá mài ... 38

Hình 3.2: Máy đo độ nhám ... 38

Hình 3.3 Phơi 9XC ... 39

Hình 3.4: Mũi sửa đá kim cương ... 39

Hình 3.5. Máy mài MACHT - 70l ... 40

Hình 3.6. Thiết kế thí nghiệm Taguchi. ... 45

Hình 3.7. Ảnh hưởng của các thơng số đến độ nhám trung bình. ... 48

Hình 3.8. Ảnh hưởng của các thông số đến tỉ số S/N của Ra ... 50

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU</b>

Bảng 1.1 Phương pháp gia công cơ và độ nhám đạt được tương ứng[33] ... 10

Bảng 2.1: Chế độ sửa đá khi sử dụng đầu sửa đá kim cương nhiều hạt [31] ... 21

Bảng 2.2: Chế độ sửa đá với đầu sửa đá kim cương của Winter [32] ... 21

Bảng 2.3 Bảng cỡ hạt đá mài ... 26

Bảng 3.1. Thành phần hóa học của mẫu thí nghiệm 9XC ... 39

Bảng 3.2 Chế độ mài ... 40

Bảng 3.3 Sơ đồ thí nghiệm theo thiết kế Taguchi L18 ... 44

Bảng 3.4. Kết quả độ nhám Ra, độ nhám trung bình <i>Ra</i> và tỉ số S/N của chỉ tiêu. . 46

Bảng 3.5. Thứ tự ảnh hưởng của các thơng số đến độ nhám trung bình ... 47

Bảng 3.6. Mức độ ảnh hưởng của các thông số đến tỉ số S/N của Ra ... 49

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH VÀ VIẾT TẮT</b>

n<small>đ</small> Tốc độ quay của đá mài Vòng/ph

S<small>x</small> Lượng chạy dao xiên m/s S<small>n</small> Lượng chạy dao ngang mm/htk n<small>ph</small> Tốc độ quay của phơi Vịng/ph

V<small>đ</small> Vận tốc cắt của đá mài m/s R<small>a</small>, R<small>z</small> Độ nhám bề mặt µm t<small>sđ</small> Chiều sâu cắt khi sửa đá mm S<small>sđ</small> Lượng chạy dao dọc khi sửa đá mm/s V<small>bàn</small> Vận tốc dịch chuyển của bàn máy m/s

V<small>c</small> Vận tốc cắt khi sửa đá m/s

N<small>thô</small> Số lần sửa thô đá N<small>tinh</small> Số lần sửa tinh đá

<small>S/N</small> Tỉ số tín hiệu/nhiễu

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>MỞ ĐẦU</b>

<b>1. Tính cấp thiết của đề tài</b>

Gia cơng mài nói chung và mài lỗ nói riêng được sử dụng rất rộng rãi trong gia công cơ khí. Đặc biệt, mài lỗ được sử dụng khá phổ biến và hiệu quả để gia cơng chính xác các lỗ hình trụ đường kính khác nhau. Các nghiên cứu về mài được tiến hành trên rất nhiều mặt của quá trình mài như cơ sở lý thuyết của q trình mài, về ảnh hưởng của các thơng số của quá trình đến chất lượng mài, về tối ưu hóa các thơng số cơng nghệ của q trình mài, về ảnh hưởng của bôi trơn làm mát khi mài đến năng suất và chất lượng mài vv...

Trên thực tế có rất nhiều sản phẩm chính xác làm bằng thép 9XC qua tôi cần qua nguyên công mài lỗ như các loại cối dập thuốc, cối đột lỗ thép tấm vv... Nguyên công mài lỗ chiếm tỷ trọng tương đối lớn về thời gian chế tạo và giá thành của sản phẩm. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào về xác định ảnh hưởng của các thông số công nghệ sửa đá đến độ nhám bề mặt khi mài lỗ vật liệu thép 9XC qua tơi.

<b>Trên cơ sở đó, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thôngsố công nghệ sửa đá đến độ nhám bề mặt khi mài lỗ vật liệu 9XC qua tôi”.</b>

<b>2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài2.1 Ý nghĩa khoa học</b>

- Xác lập được quan hệ giữa các thông số công nghệ sửa đá với độ nhám bề mặt lỗ khi mài.

- Đề tài sẽ bổ sung được một số kết quả nghiên cứu cơ bản về mài lỗ thép 9XC trong điều kiện kỹ thuật và công nghệ cụ thể ở Việt Nam.

<b>2.2 Ý nghĩa thực tiễn</b>

Xuất phát từ điều kiện gia công cụ thể: Cặp đá mài – vật liệu gia công, hệ thống công nghệ, chất lượng sản phẩm yêu cầu… sẽ chọn được chế độ công nghệ sửa đá hợp lý nhằm đảm bảo độ nhám bề mặt của sản phẩm theo yêu cầu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Ứng dụng để gia công mài tinh sản phẩm các lỗ cối dập viên các loại.

<b>3. Mục tiêu của nghiên cứu</b>

Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ sửa đá đến độ nhám bề mặt khi mài lỗ vật liệu 9XC qua tơi. Qua đó chọn được chế độ công nghệ sửa đá hợp lý nhằm đảm bảo độ nhám bề mặt của sản phẩm theo yêu cầu khi mài lỗ vật liệu 9XC qua tôi.

- Xác định được ảnh hưởng của các thông số công nghệ sửa đá đến độ nhám bề mặt khi mài lỗ vật liệu 9XC qua tôi.

- Đề xuất chế độ công nghệ sửa đá hợp lý khi mài lỗ vật liệu 9XC qua tôi nhằm nâng cao chất lượng bề mặt.

<b>5. Phương pháp nghiên cứu</b>

- Đề tài được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.

Ngoài phần giới thiệu và phần kết luận chung, luận văn được chia thành 3 chương với các nội dung như sau:

<i>Chương 1: Tổng quan về mài và mài lỗ</i>

<i>Chương 2: Cơ sở lý thuyết của quá trình sửa đá khi mài</i>

<i>Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các thông số công nghệ sửa đá</i>

đến độ nhám bề mặt khi mài lỗ vật liệu 9XC qua tôi.

Các kết luận và đề xuất nghiên cứu tiếp theo được trình bày trong phần cuối cùng của luận văn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ MÀI LỖ1.1. Tổng quan về mài</b>

<b>1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về mài</b>

Các nghiên cứu về mài được tiến hành trên rất nhiều mặt của quá trình mài như cơ sở lý thuyết của q trình mài, về ảnh hưởng của các thơng số của quá trình đến chất lượng mài, về tối ưu hóa các thơng số cơng nghệ của q trình mài, về ảnh hưởng của bôi trơn làm mát khi mài đến năng suất và chất lượng mài vv... Cụ thể về các nghiên cứu này như sau:

Cơ sở lý thuyết của quá trình mài đã được tác giả Milton C. Shaw [1] và Fritz Klocke [2] nghiên cứu sâu và viết thành sách. Trong những cuốn sách này, mơ hình q trình cắt khi mài trịn ngồi, mài phẳng vv... đã được mô tả cụ thể. Cấu tạo của đá mài, ảnh hưởng của các thông số của đá và các thơng số của q trình sửa đá đến năng suất và quá trình mài cũng được đánh giá. Vấn đề lực cắt và nhiệt cắt khi mài cũng được phân tích kỹ lưỡng.

Các nghiên cứu về q trình mài với nhiều nội dung khác nhau đã được các tác giả trong và ngoài nước quan tâm. Nghiên cứu của các tác giả Kwak, Sung-bo Sim, Deug Jeong về cơng suất mài và độ nhám khi mài ngồi được trình bầy trong [3]. Việc mơ phỏng q trình mài đã được xây dựng bằng phương pháp phần tử hữu hạn [4] nghiên cứu bởi Doman, Wakentin và Bauer, hay mơ phỏng q trình mài bằng các phương pháp của Tonshof, J. Peters, Inasaki, T Paul trong [5] hoặc phương pháp của Krajnik, Kopac, Sluga trong [6].

Thêm vào đó, hệ thống mài nhằm tối ưu hóa q trình mài trịn ngồi đã được đề cập trong [7] của tác giả Kruszynski, Lajmert, nghiên cứu của Trmal, Zhu và Midha [8].

Ảnh hưởng của loại chất bôi trơn, thành phần của dung dịch và chế độ bôi trơn làm mát đến chất lượng mài đã được khảo sát [9] qua nghiên cứu của Brinksmeier, Heinzel và Wittmann.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Brinksmeier và F. Werner đã ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến để khảo sát trực tiếp khả năng cắt cũng như độ mòn của đá [10]. Tuổi thọ của đá khi mài được các tác giả Allanson, B. Rowe chỉ ra trong [11]. Một số yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt được tác giả trong nước là Lưu Đức Quý nghiên cứu [12].

Tác giả Trần Minh Đức có phương pháp đánh giá Topography của đá mài [13], Topography của đá có thể đánh giá một cách gián tiếp như thơng qua lực cắt, rung động trong q trình mài [13], chế độ sửa đá tối ưu cũng đã được chỉ ra trong [13]. Các tác giả Tăng Huy, Huy Ninh, Đức Quý có thể đo Topography đá mài bằng cảm biến khoảng cách laser [14].

Việc lựa chọn các thơng số tối ưu trong q trình mài như vận tốc quay của đá, vận tốc quay của phôi, chiều sâu sửa đá vv… đã được nghiên cứu cho mài phẳng [16] bởi các tác giả nước ngoài như M. Wen, O. Tay và C. Nee. Lựa chọn thông số tối ưu cho mài trịn trong được tác giả Ngơ Cường [17] và Inasaki [18] nghiên cứu.

Vấn đề sửa đá khi mài cũng được rất nhiều tác giả trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu, như của tác giả SunHo Kim, Jung Hwan Ahn [22], Hamid Baseri [25], dùng laze sửa đá của Walter, Rabiey, …[27], các công ty nổi tiếng về đá mài và dụng cụ sửa đá như Noritake [30] và công ty Norton [31] cũng nghiên cứu sửa đá và làm sắc đá.

Tuy nhiên, tổng quan có thể thấy các tác giả trong và ngồi nước dành nhiều nghiên cứu cho q trình mài trịn ngồi, mài phẳng, các nghiên cứu về mài trịn trong, nghiên cứu các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới q trình mài trịn trong là rất ít. Chưa có công bố khoa học nào về nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cơng nghệ sửa đá khi mài trịn trong.

Mài là một phương pháp gia công cắt gọt tốc độ cao bằng một số lượng lớn các lưỡi cắt rất bé của hạt mài. Các hạt mài được giữ chặt trong đá mài bằng chất

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

dính kết. So với các phương pháp gia công cắt gọt bằng các dụng cụ cắt có lưỡi cắt xác định, mài có một số đặc điểm sau:

-Đá mài là dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt đồng thời tham gia cắt, gồm các hạt mài được liên kết với nhau bằng chất dính kết. Các hạt mài có hình dáng rất khác nhau, sự phân bố của chúng trong đá mài rất ngẫu nhiên nên các thơng số hình học của lưỡi cắt thường không hợp lý, không thuận lợi cho q trình cắt. Thường góc trước γ < 0, góc sắc



> 90

°

và có bán kính



ở các lưỡi cắt.

-Tốc độ cắt khi mài rất cao, thường V = 30 - 35 m/s, có thể lớn hơn 100 m/s, thêm vào đó thơng số hình học lưỡi cắt không hợp lý nên nhiệt độ cắt khi mài có thể cao đến 1500°C.

-Đá mài có lưỡi cắt khơng liên tục, các hạt mài nằm tách biệt trên mặt đá và cắt ra các phoi riêng biệt. Do đó có thể coi q trình mài là một q trình cào xước liên tục bề mặt gia công. Tiết diện phoi mài rất nhỏ.

-Các hạt mài có độ cứng, độ giịn cao, độ bền nhiệt cao nên nó có khả năng gia cơng được các loại vật liệu có độ bền, độ cứng cao như: thép đã tôi, hợp kim cứng, thép bền nhiệt .v.v.

-Các hạt mài có độ giịn cao nên trong q trình mài, đá mài có khả năng tự mài sắc một phần.

- Việc điều khiển quá trình mài gặp nhiều khó khăn do cấu trúc hình học tế vi bề mặt đá rất phức tạp, sự sắp xếp hạt mài, sự tạo các lưỡi cắt trên hạt mài là ngẫu nhiên.

Quá trình mài là quá trình cào xước tế vi bề mặt, tạo ra phoi rất nhỏ nên mài có khả năng đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao. Vì vậy mài thường được dùng cho gia công tinh và thường được bố trí ở ngun cơng gia cơng lần cuối trong quy trình cơng nghệ.

Hiện nay phương pháp mài được sử dụng khá phổ biến trong ngành chế tạo máy. Trong tổng số máy công cụ máy mài chiếm khoảng 30%, còn trong một số ngành đặc biệt như chế tạo vòng bi máy mài chiếm tới 60%.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Mài không chỉ dùng trong gia công tinh mà ngày nay được sử dụng ngày càng nhiều ở nguyên công gia công phá, gia công thô và gia công những loại vật liệu khó gia cơng.

Mài là phương pháp gia cơng có khả năng gia công được nhiều dạng bề mặt như mặt trụ ngồi và trong, mặt phẳng, mặt định hình,…. Một số dạng mài thường gặp được chỉ ra trong các hình sau:

* Mài trịn ngồi có tâm:

Ở phương pháp này, chi tiết quay tròn, đá mài thực hiện chuyển động quay tròn và tịnh tiến dọc để mài hết chiều dài chi tiết.

<i>Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý mài trịn ngồi chạy dao ngang</i>

Khi mài trịn ngồi chạy dao ngang, phơi và đá chuyển động quay tròn, đá thực hiện chuyển động chạy dao ngang để mài đạt kích thước yêu cầu của chi tiết. Áp dụng mài chi tiết có chiều dài ngắn, mài bậc, mài định hình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Theo sơ đồ trên có thể thấy, trục của đá mài tạo với trục phơi 1 góc nghiêng, đá mài sẽ phải thực hiện chuyển động chạy dao xiên, phương của chuyển động chạy dao vng có với trục đá.

* Mài trịn ngồi vơ tâm:

Ngun lý mài trịn ngồi vơ tâm phức tạp hơn, q trình mài cần phải có thanh đỡ và đá dẫn hướng. Đá mài, đá dẫn hướng và phơi đều chuyển động quay trịn, tâm khơng cùng mặt phẳng ngang.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

* Mài tròn trong có tâm:

<i>Hình 1.5 Sơ đồ ngun lý mài trịn trong có tâm</i>

Mài trịn trong (mài lỗ) khó khăn hơn mài trịn ngồi rất nhiều. Phơi và đá chuyển động quay trịn, có thêm chuyển động tịnh tiến tương đối giữa phôi và đá để mài hết bề mặt cần gia cơng.

* Mài trịn trong vơ tâm:

<i>Hình 1.6 Sơ đồ ngun lý mài trịn trong vơ tâm</i>

Sử dụng con lăn đỡ, con lăn ép và con lăn định vị, phôi được mài với đá mài bên trong lỗ, tâm đá mài và tâm phôi không nằm trong mặt phẳng ngang.

* Mài phẳng:

Mài phẳng bằng chu vi đá thì máy mài có trục chính nằm ngang, bề mặt đá ép vào bề mặt mài của phôi, kết hợp chuyển động tới lui và sang trái sang phải của bàn máy để mài hết bề mặt chi tiết.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<i>Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý các phương pháp mài phẳng</i>

a- Mài phẳng bằng chu vi đá; b- Mài phẳng bằng mặt đầu đá

Mài phẳng bằng mặt đầu đá thì dùng máy mài đứng, bàn máy có thể chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động quay.

* Mài định hình:

<i>Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý mài định hình</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Sử dụng đá mài có hình dáng là đường bao của biên dạng chi tiết gia cơng. Phơi và đá chuyển động quay trịn, đá định hình thực hiện tiến dao ngang để đạt được hình dạng chi tiết.

* Ngồi ra mài cịn có khả năng gia cơng được những chi tiết khó định vị và kẹp chặt như: Xéc măng, viên bi v.v....

<i>Bảng 1.1 Phương pháp gia công cơ và độ nhám đạt được tương ứng[33]</i>

Dựa vào bảng trên thấy rằng phương pháp mài có khả năng đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao: Khi mài tinh có thể đạt độ chính xác kích thước cấp 6 -7, nhám bề mặt Ra=0,1 - 0,2 µm

Mài có khả năng gia công được hầu hết các loại vật liệu nhất là các loại vật liệu mới có cơ lý tính cao (độ bền, độ cứng, độ chịu nhiệt, chịu mài mòn). Lĩnh vực

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

ứng dụng khác mà khơng có phương pháp nào cạnh tranh được với mài là trong gia cơng tạo hình các loại vật liệu đặc biệt cứng hoặc đặc biệt giòn. Trong sản xuất các chi tiết thép tôi như dụng cụ cắt, ổ lăn… mài có thể gia cơng khá dễ dàng trong khi các phương pháp gia công truyền thống khác gặp khó khăn.

<b>1.1.4. Q trình tạo phoi khi mài.</b>

Quá trình tạo phoi khi mài xảy ra ba giai đoạn, được diễn tả theo sơ đồ hình 1.9 [2]:

<i>Hình 1.9 Quá trình tạo phoi khi mài [2]</i>

Giai đoạn đầu chưa tạo ra phoi vì hạt mài có bán kính  mũi cắt và góc cắt tới  nhỏ. Giai đoạn này hạt mài va đập vào bề mặt chi tiết gia công, lực va đập phụ thuộc vào chế độ mài. Vật liệu gia công ở giai đoạn này bị biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, bị đẩy sang 2 bên lưỡi cắt hoặc đẩy xuống mặt dưới của lưỡi cắt đi ra mặt sau của hạt mài.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Giai đoạn hai, lưỡi cắt tiếp tục ăn sâu vào chi tiết thì chiều dày phoi a<small>z</small> tương ứng với chiều sâu vết cắt t, lúc này áp lực mài tăng, nhiệt tăng làm tăng biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo, phoi bắt đầu được tạo ra.

Giai đoạn ba, kim loại bị dồn ép gây biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi xảy ra đồng thời nên chiều dày phoi a<small>z</small><sup>’</sup> nhỏ hơn chiều sâu cắt thực tế t, phoi sẽ được tách ra.

<b>1.1.5. Các thơng số ảnh hưởng đến q trình mài</b>

Q trình mài chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố đặc trưng khác nhau. Hình 1.10 [2] mơ tả ảnh hưởng của các thơng số đầu vào đến q trình mài và kết quả của quá trình mài.

<i>Hình 1.10. Ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến các tham số q trìnhmài và chất luợng gia cơng [2]</i>

Từ mơ hình hóa q trình mài ta thấy rằng có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến q trình mài: các thơng số của máy, các thông số của đá, các thông số chế độ cắt, chế độ sửa đá, chế độ bôi trơn – làm nguội. Cũng giống như các phương pháp tiện, phay... quá trình mài cũng xảy ra các quá trình vật lý (lực mài, nhiệt mài,

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

rung động, mòn đá mài), chúng có quan hệ, tác động qua lại lẫn nhau và có ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng bề mặt khi mài. Ngoài ra, trong q trình mài cịn xuất hiện các yếu tố gây nhiễu (rung động, nhiệt độ từ bên ngoài), chúng cũng làm ảnh hưởng tới độ chính xác và chất lượng bề mặt khi mài.

Từ mơ hình hóa q trình mài, thấy rằng để thực hiện tối ưu hóa q trình mài cần thiết lập được mối quan hệ giữa các thông số vào và các thơng số ra của q trình mài. Xác định các thơng số của q trình mài để nhằm đạt được mục tiêu chung của quá trình mài là tính kinh tế và kỹ thuật.

Bài tốn đặt ra là nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến chất lượng bề mặt khi mài lỗ thép 9XC. Thông số đầu vào gây ảnh hưởng ở đây chính là chế độ cơng nghệ sửa đá (t<small>sđ</small>, S<small>sđ</small>). Quá trình mài lỗ cũng xảy ra các cơ chế vật lý và tác động đến chất lượng bề mặt khi mài (nhám bề mặt).

<b>1.2. Đặc điểm của quá trình mài lỗ</b>

Mài lỗ là phương pháp gia cơng tinh lỗ, các lỗ sau khi mài có thể đạt cấp chớnh xỏc 6 ữ7; Ra = 3,2 ữ 0,2 àm. Mài lỗ thường dùng trong các trường hợp sau:

- Mài các lỗ lớn, lỗ phi tiêu chuẩn, lỗ có kết cấu không thuận tiện cho các phương pháp khác và có u cầu chính xác cao.

- Mài các lỗ có độ cứng cao ( đã qua tôi ).

- Mài các lỗ cần sửa lại sai lệch vị trí tương quan của lỗ do các nguyên công trước để lại.

Khi mài mặt trụ trong thì đường kính của đá mài phải nhỏ hơn đường kính của lỗ mài. Thường chọn đường kính đá bằng 0,7÷ 0,9 đường kính lỗ cần mài. Vì thế, khơng thể đạt được tốc độ mài bằng cách tăng đường kính đá mà phải tăng số vịng quay của trục mang đá, nhưng lúc này sẽ gặp nhiều trở ngại như lực quán tính ly tâm sẽ rất lớn, rung động và khơng an tồn. Tốc độ của đá không được vượt quá 35m/s. Do vậy, bề mặt của lỗ gia cơng đạt độ bóng khơng cao ( so với mài ngoài).

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Mài mặt trụ trong cũng được tiến hành bằng hai phương pháp đó là mài có tâm và mài vơ tâm. Cụ thể trong nghiên cứu này tác giả sẽ sử dụng phương pháp mài có tâm là phương pháp thường dùng và phổ biến hơn cả.

Mài lỗ có tâm có hai cách gá đặt chi tiết:

+ Cách thứ nhất: Chi tiết được kẹp chặt trên mâm cặp và quay tròn. Trục đá chuyển động chính cũng là quay trịn và thực hiện cả chuyển động chạy dao dọc hoặc chuyển động chạy dao ngang. Phương pháp gá đặt này thường dùng để mài chi tiết nhỏ, các mặt tròn xoay, các vật dễ gá trên mâm cặp.

+ Cách thứ hai là chi tiết đươc gá cố định trên bàn máy. Trục mang đá thực hiện tất cả các chuyển động gồm: chuyển động quay tròn của đá, chuyển động chạy dao dọc hoặc ngang và chuyển động hành trình của đá xung quanh tâm lỗ gia công để cắt hết bề mặt chu vi lỗ. Thực chất chuyển động hành trình của đá ở phương pháp thứ hai là thay cho chuyển động quay trịn của chi tiết gia cơng của phương pháp thứ nhất. Phương pháp thứ hai này thuận tiện khi gia công các chi tiết lớn như: thân động cơ, các loại hộp, các chi tiết cồng kềnh..

Dựa vào điều kiện thực tế và kích thước chi tiết gia công tác giả sử dụng cách thứ nhất để gia công trong nghiên cứu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Độ nhám bề mặt mài được hình thành bởi vô số các vết cào xước chồng lên nhau của lưỡi cắt của các hạt mài có chiều cao không bằng nhau.

<i> a) b)Hình 1.12. Sự hình thành độ nhám bề mặt khi mài [19]</i>

* Thông qua các nghiên cứu của các tác giả, bằng các ảnh chụp tế vi bề mặt sau khi mài cho thấy chất lượng bề mặt tăng lên là do:

- Vật liệu bị nén giãn sang 2 bên đường cắt.

- Phoi dính vào hạt mài rồi lại dính ngược vào phơi.

- Các hạt mài bị vỡ làm cho quá trình cắt thay đổi đột ngột tạo vết lồi lõm trên bề mặt ngoài và gây ra ứng suất tập trung.

- Các vết nứt do nhiệt mài trên bề mặt. * Chất lượng bề mặt mài giảm là do:

- Biến dạng đàn hồi theo phương hướng kính và sự bào mòn các đỉnh hạt mài. - Sử dụng dung dịch trơn nguội phù hợp và phương pháp tưới nguội hợp lý.

<b>1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công khi mài</b>

- Thay đổi chế độ cắt làm tăng chiều sâu cắt a<small>z</small> của các hạt mài và làm cho nhám bề mặt khi mài tăng.

- Độ hạt và chế độ sửa đá (S<small>sđ</small>, t<small>sđ</small>) có ảnh hưởng đến nhám bề mặt khi mài. Hạt mài có kích thước lớn hơn, sửa đá thơ hơn thì độ nhám bề mặt tăng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<i>Hình 1.13. Phân bố năng lượng và dịng nhiệt khi mài [2]</i>

- Sự phân bố năng lượng và các dịng nhiệt khi mài được mơ tả trên hình 1.13 [2]. Năng lượng cơ học trong quá trình mài được chuyển thành nhiệt năng và

<i>được truyền vào bốn khu vực: truyền vào đá mài (qs), vào chi tiết gia công (qw), vàophoi (qspan) và vào dung dịch tưới nguội (qkss) [2]. Vì thế cho nên, cơng nghệ tưới</i>

nguội, hệ số truyền nhiệt của vật liệu đá mài và vật liệu chi tiết gia công ảnh hưởng tới nhiệt độ vùng mài, qua đó ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt mài. Nhiệt độ vùng mài cao thì càng gây biến dạng dẻo mạnh, có thể gây cháy, tạo vết nứt bề mặt.

- Rung động khi mài cũng làm tăng độ nhám bề mặt.

- Mức độ biến dạng dẻo của vật liệu càng lớn thì độ nhá bề mặt càng cao. Mài vật liệu dẻo, dai hơn sẽ cho độ nhám cao hơn khi mài vật liệu cứng, dòn.

<b>1.3.3. Phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt gia công khi mài</b>

Để đánh giá độ nhám của bề mặt thường dùng các phương pháp sau:

- Phương pháp so sánh bằng mắt: Trong xưởng sản xuất, người thợ đem chi tiết gia công so sánh với bề mặt mẫu và kết luận xem bề mặt gia công đạt cấp độ nhám là bao nhiêu (thường từ cấp 3 đến cấp 7).

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

- Phương pháp dùng kính quang học: Đo được bề mặt có độ nhẵn bóng cao, từ cấp 10 đến cấp 14.

- Phương pháp đo độ nhám R<small>a</small>, R<small>z</small>, R<small>t</small> bằng máy đo profin: dùng đầu dò để đo profin bề mặt, đo đến cấp 11. Trong nghiên cứu của đề tài này, tác giả cũng sử dụng máy đo độ nhám để đánh giá chất lượng bề mặt khi mài chi tiết 9XC qua tôi.

<b>1.4. Kết luận chương 1 </b>

- Có rất nhiều nghiên cứu về q trình mài trong nước và nước ngồi. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết mài, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đầu vào của hệ thống công nghệ, ảnh hưởng của các thơng số trong q trình mài tới kết quả kinh tế, kỹ thuật. Các nghiên cứu về chủ yếu về mài trịn ngồi và mài phẳng. Số lượng nghiên cứu về mài tròn trong còn ít. Và chưa có nghiên cứu nào về ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến độ nhám bề mặt khi mài lỗ.

- Từ đặc điểm cơ bản và khả năng cơng nghệ của phương pháp mài, có thể thấy nguyên công mài được sử dụng rộng rãi và có một vị trí quan trọng trong ngành gia cơng cơ khí. Mài thường là ngun cơng gia cơng tinh hoặc bán tinh vì mài đạt độ chính xác và độ bóng bề mặt cao.

- Dựa vào đặc điểm của mài tròn trong, dựa vào điều kiện thực tế và kích thước chi tiết gia cơng, tác giả chọn phương pháp mài lỗ có tâm chạy dao dọc để thực hiện thí nghiệm cho luận văn.

- Khi mài, bề mặt chi tiết gia công chịu tác động của nhiều yếu tố (chế độ cắt, chế độ sửa đá, độ hạt, lực cắt, nhiệt, nhiệt cắt, rung động….) ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt. Việc nghiên cứu xác định các yếu tố gây ảnh hưởng và đưa ra các phương pháp đánh giá chất lượng chi tiết bề mặt khi mài là rất quan trọng.

- Có nhiều chi tiết được làm từ thép 9XC qua tơi, ví dụ như chày cối thuốc, tấm đột dập…. Thép 9XC qua tơi có độ cứng cao 58-62HRC nên thường dùng nguyên công mài để gia công tinh. Tác giả muốn xác định ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến chất lượng bề mặt khi mài lỗ thép 9XC qua tôi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<b>CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA SỬA ĐÁ KHI MÀI2.1. Tổng quan về sửa đá khi mài</b>

<b>2.1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước</b>

Cho đến nay đã có khá nhiều nghiên cứu về sửa đá khi mài. Việc ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến để khảo sát trực tiếp khả năng cắt cũng như độ mòn của đá đã được tác giả Brinksmeier và Werner nghiên cứu trong [23]. Độ mòn của đá cũng như chế độ sửa đá tối ưu cũng đã được X.Chen, Allanson, B.Rowe đề cập đến trong [24]. Hamid Baseri nghiên cứu về tối ưu hóa các thơng số của q trình sửa đá để giảm lực cắt quá trình mài nhằm đạt độ nhám bề mặt theo yêu cầu đã được thực hiện cho đá mài Oxit nhôm, vật liệu chi tiết là SPK 12080 qua tôi [25]. Các tác giả Kwak, Kyung Ha đã đánh giá tuổi bền của đá mài thông qua tỉ số mài và lực cắt khi mài trong [26]. So sánh hiệu quả của sửa đá mài bằng dụng cụ sửa đá kim cương với sửa đá bằng laser đã được thực hiện trong [27] khi mài vật liệu 100Cr6 qua tơi bằng đá mài SiC.

<i>Hình 2.1 Ảnh hưởng của lượng chạy dao khi sửa đá đến lực màivà độ nhám bề mặt khi mài [2]</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Fritz Klocke [2] đã khảo sát ảnh hưởng của lượng chạy dao khi sửa đá đến lực mài và độ nhám bề mặt khi mài khi sửa đá bằng bánh xe sửa đá. Khi lượng ăn dao khi sửa đá tăng thì độ nhám bề mặt chi tiết mài tăng và lực cắt khi mài giảm. Do vậy, với mỗi yêu cầu về độ nhám bề mặt sẽ có một giá trị giới hạn về lượng ăn dao khi sửa đá mài.

Các tác giả trong nước cũng đã có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực sửa đá mài. Ảnh hưởng của chế độ và công nghệ sửa đá đến chất lượng chi tiết gia công cũng đã được chỉ ra trong nhiều nghiên cứu của tác giả Trần Minh Đức [13]. Phương pháp đánh giá Topography của đá mài đã được phân tích [13]. Thêm vào đó, chế độ sửa đá tối ưu cũng đã được chỉ ra trong [13].

TS. Trần Minh Đức [13] đã tiến hành nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến topography và tuổi bền của đá khi mài ngoài thép 45 thường hóa. Nghiên cứu này chỉ rõ, với chi tiết gia công thép 45 nhiệt luyện nên chọn lượng chạy dao dọc S<small>d</small> và chiều sâu sửa đá t<small>sđ</small> nhỏ. Ngược lại, khi mài thép 45 thường hóa thì các giá trị này nên chọn lớn hơn.

Chế độ cơng nghệ sửa đá khi mài trịn ngồi cũng đã được đề cập đến trong nhiều tài liệu. Milton C. Shaw [1] đã hướng dẫn chế độ công nghệ sửa đá khi mài ngồi như sau: Sửa thơ: 2-3 lần với chiều sâu sửa đá t<small>sđ </small>=0,025 mm/htđ; lượng chạy dao dọc S<small>d</small>=0,25 mm/vòng; Sửa tinh: 2-3 lần với t<small>sđ </small>=0,005 mm/htđ; lượng chạy dao dọc S<small>d</small>=0,05 mm/vòng.

Sửa đá khi mài trịn ngồi nhằm đạt độ nhám bề mặt Ra=0,32-1,25 (μm)m) được đề xuất trong Sổ tay về mài [28] với chế độ công nghệ như sau: lượng chạy dao dọc S<small>d </small>=0,4 (m/ph); sửa 4 lần với chiều sâu sửa đá t<small>sđ </small>=0,03 mm/htđ và chạy không ăn dao 4 lần.

S. Malkin đã đưa ra chế độ sửa đá với dụng cụ sửa đá kim cương như sau [29]: Khi dùng mũi sửa kim cương một hạt: S<small>d</small><0,2 mm/vòng; 0,01<i>t<sub>sd</sub></i> 0,03 (mm). Với mũi sửa kim cương nhiều hạt: S<small>d</small><0,5 mm/vòng; 0,01<i>t<sub>sd</sub></i> 0,05 (mm).

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<i>Hình 2.2 Ảnh hưởng lượng chạy dao dọc, chiều sâu sửa đá và góc gá mũisửa đá đến độ nhám bề mặt gia công [30]</i>

Ảnh hưởng lượng chạy dao dọc, chiều sâu sửa đá và góc gá mũi sửa đá đến độ nhám bề mặt chi tiết khi mài trịn ngồi sửa đá bằng mũi sửa kim cương một hạt (Hình 2.8) đã được chỉ ra trong [30].

<i>Hình 2.3 Cách gá mũi sửa đá kim cương một hạt [30]</i>

Trong tài liệu này nêu rõ, với mũi sửa kim cương một hạt, khi sửa cần gá nghiêng mũi sửa một góc 15<small>0</small> để đạt được hiệu quả tốt nhất (Hình 2.9). Thêm vào đó, lượng chạy dao khi sửa đá phụ thuộc vào số vòng quay của đá mài trong một phút và cỡ hạt của đá mài.

Công ty Norton đưa ra hướng dẫn chế độ công nghệ sửa đá khi mài ngoài khi dùng dụng cụ sửa đá kim cương nhiều hạt như sau [31]:

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<b><small>Chiều sâu sửa đá (mm/htđ)</small></b>

<i>Bảng 2.1: Chế độ sửa đá khi sử dụng đầu sửa đá kim cương nhiều hạt [31]</i>

Trong chế độ này, cả lượng chạy dao dọc của dụng cụ sửa đá S<small>sđ</small> và chiều sâu sửa đá S<small>sđ</small> đều phụ thuộc vào độ nhám yêu cầu của bề mặt gia công.

Công ty Winter cũng giới thiệu chế độ công nghệ khi sửa đá bằng dụng cụ sửa đá kim cương nhiều hạt cho trường hợp mài ngoài [32]. Trong chế độ này, lượng chạy dao dọc của dụng cụ sửa đá S<small>sđ</small> phụ thuộc vào độ hạt của đá và tốc độ đá mài (v/ph). Chiều sâu sửa đá S<small>sđ</small> cũng phụ thuộc vào độ hạt của đá (bảng 2).

<b><small>Lượng chạy dao khi sửa đá (mm/ph)</small></b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Nepman M.C. đề xuất chế độ cơng nghệ sửa đá cho mài trịn ngồi chạy dao dọc khi dùng dụng cụ sửa đá kim cương nhiều hạt nhằm đạt độ nhám bề mặt gia công. Theo tác giả, chế độ công nghệ sửa đá được phân ra sửa thô (2-3 lần), sửa đá tinh (1-2 lần) và chạy không ăn dao (1-2 lần).

Quá trình sửa đá khi mài gồm 2 giai đoạn: tạo biên dạng và làm sắc.

+ Tạo biên dạng (truing) là q trình tạo cho đá mài trịn và đồng tâm với trục quay của đá. Tạo biên dạng cũng là quá trình tạo hình cụ thể trên bề mặt của đá phù hợp với chi tiết gia công.

+ Làm sắc (dressing) là quá trình tạo khả năng cắt cho đá mài. Quá trình này gồm: hạ thấp độ cao của chất dính kết trên chiều cao biên dạng đá để tạo không gian chứa phoi và làm cho các hạt mài nhơ ra khỏi chất dính kết và tạo các lưỡi cắt trên các hạt mài [13].

<b>2.2.3. Các phương pháp sửa đá và các dụng cụ sửa đá</b>

Có nhiều phương pháp sửa đá với dụng cụ sửa đá khác nhau như: sửa đá bằng dụng cụ sửa đá kim cương, sửa đá bằng chùm tia nước hạt mài, sửa đá bằng laser. Với các đá mài truyền thống (đá SiC hoặc Corindon), thường sửa đá bằng dụng cụ sửa đá tĩnh với dụng cụ sửa đá kim cương một hạt hoặc nhiều hạt. Phương pháp sửa đá bằng dụng cụ sửa đá tĩnh có nguyên lý giống như phương pháp tiện. Ở đây, dụng cụ sửa đá đóng vai trị dao tiện, cịn đá mài đóng vai trị phơi. Phương pháp sửa đá này hay dùng vì nó đơn giản, độ tin cậy cao, năng suất và chất lượng bề mặt sửa đá tốt.

Dụng cụ sửa đá kim cương được phân ra: loại một hạt và loại nhiều hạt: Dụng cụ sửa đá kim cương một hạt có góc ở đỉnh hạt kim cương thường là 60<small>0</small> hoặc 90<small>0</small>. Loại này thường để sửa và tạo biên dạng định hình cho đá.

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<i>Hình 2.4 Dụng cụ sửa đá kim cương một hạt</i>

Dụng cụ sửa đá kim cương nhiều hạt (Hình 2.5): là loại dùng phổ biến và kinh tế nhất để sửa đá có biên dạng thẳng.

<i>Hình 2.5 Dụng cụ sửa đá kim cương nhiều hạt</i>

<b>2.2. Giới thiệu, phân loại đá mài</b>

Đá mài là một vật thể xốp do hạt mài và chất dính kết cấu tạo thành. Nói chung hạt mài của đá mài chỉ chiếm thể tích bằng một nửa thể tích của đá mài. Hạt mài đóng vai trị như những lưỡi cắt, cịn chất dính kết có chức năng tạo hình dáng cho đá mài. .

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Đá mài được đặc trưng bởi các thông số sau: - vật liệu hạt mài

- cỡ hạt, độ cứng, chất dính kết

- cấu trúc, hình dạng kích thước của đá mài. * Vật liệu hạt mài:

Vật liệu hạt mài có nhiều loại khác nhau. Nhưng được chia làm hai dạng: - Dạng hạt tự nhiên: thạch anh, đá granit, ơ xítnhơm,...

- Dạng hạt nhân tạo (loại thơng dụng): hạt Cacbit silic, hạt Cacbit bo,... Cacbit silic: Cac bit silic là một hợp chất của Silic và các bon nhận được từ than cốc và cát thạch anh khi nung nóng tơi 2000 – 2100<small>o</small>C trong lị điện. Các bit silic có màu xanh đậm, óng ánh. Tùy vào hàm lượng silic nguyên chất người ta chia làm hai loại: các bit silic xanh (trên 97% silic) và các bit silic đen. Cac bit silic có một số tính chất sau:

+ Độ cứng rất cao (chỉ sau kim cương, enbo và cacbit bo); + Do có hình dánh sắc nhọn nên khả năng cắt của nó rất cao; + Độ chịu nhiệt rất cao, có thể chịu được nhiệt độ 2050<small>o</small>C

Cacbit bo: Là một hợp chất của Bo với các bon BrC. Nó có khả năng cắt cao, chịu mài mịn và trơ hóa học. Cacbit bo được sản xuất với hàm lượng 87 – 94% BrC.\

Tùy theo yêu cầu kĩ thuật và loại vật liệu gia công mà ta lựa chọn loại vật liệu hạt mài cho phù hợp.

* Chất dính kết của đá mài:

Chất kết dính có tác dụng liên kết các hạt mài riêng lẻ để tạo hình khối cho đá mài, trong cơng nghiệp sử dụng rộng rãi các loại: Gốm, Bakelit, Vucanit

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

+Chất dính kết Gốm: kí hiệu G, là chất dính kết vơ cơ được sử dụng rộng rãi nhất, hiện nay có khoảng 70% đá mài được chế tạo từ những dính kết này. Chất dính kết gốm có độ bền, độ chịu nhiệt và độ cứng cao, chịu ăn mòn và chịu ẩm tốt, bền vững về mặt hóa học. Nhược điểm của chất dính kết gốm là giịn nên khơng dùng chế tạo đá mài có chiều dày nhỏ và chịu tải trọng va đập. Đá mài dùng chất dính kết gốm có thể cắt với tốc độ 50m/s và cho năng suất cao.

+Chất dính kết Bakelit: kí hiệu B, là một loại chất hữu cơ được sử dụng rất phổ biến. Bakelit là loại nhựa tổng hợp được chế tạo từ axit cacbonic và phooc ma lin. Ưu điểm của chất dính kết này là: độ bền cao, độ đàn hồi lớn, chịu được va đập tốt, nhiệt sinh ra ít khi mài. Do đó cho phép cắt với tốc độ cao khoảng 60m/s. Nhược điểm là kém bền vững về phương diện hao nhiệt. Nó bị phá hủy bởi dung dịch kiềm có độ pH ≥ 8. Độ bền cơ học và lực giữa hạt mài giảm nhanh ở nhiệt độ 200<small>0</small>C. Vì vậy chỉ được phép làm việc khi có tưới dung dịch trơn nguội với độ kiềm nhỏ hơn 1,5%. Đá mài dùng chất dính kết loại này được sử dụng rộng rãi ở tốc độ cao để mài rãnh, mài sắc dao đã tơi, mài bề mặt định hình, mài ta rơ, bàn ren, mũi doa,…

+Chất dính kết Vunkanit: kí hiệu V. Là chất dính kết hữu cơ được chế tạo bằng cách lưu hóa cao su đã được làm mềm bằng benzen với lưu huỳnh. Bao gồm 70% cao su và 30% lưu huỳnh.

Đá mài chế tạo bằng chất dính kết Vunkanit có độ bền mịn cao, thường dùng làm đá dẫn của các máy mài vô tâm. Đá mài Vunkanit cho phép dùng với tốc độ rất cao có thể tới 75m/s. Thường dùng để cắt đứt, mài rãnh, mài rãnh then, mài định hình chính xác lần cuối. Nhược điểm của đá mài Vunkanit là độ xốp thấp, chịu nhiệt kém. Ở nhiệt độ 150<small>0</small>C đá bắt đầu bị mềm. Khi nhiệt độ lớn hơn 200<small>0</small>C đá dễ bị cháy. Vì vậy khi cắt, bắt buộc phải tưới dung dịch trơn nguội khơng có kiềm tính. * Độ cứng của đá mài:

Là khả năng chống lại quá trình bứt hạt hạt mài ra khỏi bề mặt của đá dưới tác dụng của ngoại lực. Theo các tài liệu khuyên dùng thì khi mài vật liệu cứng nên chọn đá mềm và ngược lại khi mài vật liệu mềm nên chọn đá cứng.

</div>