CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TINH
Nội dung
• Chương 1:Chất lượng bề mặt chi tiết máy
• Chương 2:Gia công tinh bề mặt ctm bằng dụng cụ có lưỡi cắt
• Chương 3:Mài bằng các loại đá Mài
• Chương 4:Mài Khôn
• Chương 5:Mài nghiền bề mặt chi tiết máy
• Chương 6:Mài siêu tinh xác
Nội dung
• Chương 7:Mài bằng đai mài
• Chương 8:Gia công điện hóa
• Chương 9:Gia công bằng hạt mài tự do
• Chương 10:Đánh bóng
• Chương 11:Các phương pháp gia công bằng biến dạng dẻo
Gia công tinh là gì
• Mechanical finishing is a big and important industry, it
encompasses many processes that alter the surface of a manufactured item to achieve a certain property: improve appearance, adhesion or wettability, solderability, corrosion resistance, tarnish resistance, chemical resistance, wear resistance, hardness, modify electrical conductivity, remove burrs and other surface flaws, and control the surface friction.
Gia công tinh là gì
• In particular, mechanical finishing is done to give the sample the
desired roughness, flatness or thickness. Another common surface finishing process is Electropolishing which simultaneously can clean, smooth, deburr, passivate, and improves corrosion resistance.
• Electropolishing though highly desirable, is restricted to
conductive materials which thermodynamic behavior facilitates this process. Mechanical finishing though can produce better "mirror" finishes at a lower cost and it is available to all solids.
Tại sao phải gia công tinh
• Xét tỉ số p/h
Bề mặt chi tiết sau gia công
Các phương pháp gia công tinh
• Mài
• Gia công điện hóa
• Đánh bóng
• Gia công biến dạng dẻo
Sách tham khảo
9
Chương 1
Chất lượng bề mặt chi tiết máy
1.1. Các yếu tố đặc trưng chất lượng bề mặt
1.2. Ảnh hưởng của CLBM đến khả năng làm việc của CTM
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến CLBM
1.4. Phương pháp đảm bảo CLBM
Chất lượng sản phẩm:
– Chất lượng chế tạo các chi tiết
– Chất lượng lắp ráp chi tiết thành SP
Chất lượng chế tạo chi tiết máy đặc trưng:
– Độ chính xác kích thước: dung sai
– ĐCX hình dạng hình học bề mặt: độ không tròn, không phẳng,
không trụ, côn…
– ĐCX vị trí tương quan: độ không vuông góc, không đồng tâm,
không song song…
– Chất lượng bề mặt: Rz, Ra, Sz, HRC, HRC, du, du Nghiên cứu sâu chất lượng bề mặt
1.1 Các yếu tố đặc trưng CLBM
• Lớp bề mặt: lớp phân cách giữa chi tiêt và môi trường bên ngoài
có chiều dày 0,1 đến vài mm
• Khả năng làm việc của chi tiết máy phụ thuộc rất nhiều vào lớp bề
mặt.
– Hình dáng Lớp BM
– Trạng thái, tính chât cơ lý
– Phản ứng của lớp BM với môi trường làm việc
12
• CLBM: tập hợp của nhiều tính chất quan trọng của lớp bề mặt
1.1 Các yếu tố đặc trưng CLBM
• CLBM phụ thuộc PP gia công điều kiện GC (chủ yếu PPGC tinh lần
cuối)
• Lớp BM khác lớp lõi:
– Cấu trúc kim loại
– Tính chất cắt gọt
– Trạng thái biến cứng
13
• Nguyên nhân: lớp BM bị biến dạng dẻo trong QTGC
1.1.1 Tính chất hình học
14
a. Độ nhấp nhô tế vi, độ sóng: Rz, Ra , Sz
15
a. Độ nhấp nhô tế vi, độ sóng: Rz, Ra , Sz
• Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) độ nhám được chia thành 14 cấp, trong đó thấp nhất là cấp 1 và cao nhất là cấp 14 Thô 14 Bán tinh 57 Tinh 811 Siêu tinh 1214
• 1 5, 13, 14 dùng Rz đánh giá
• 6 12 dùng Ra đánh giá
a. Độ nhấp nhô tế vi, độ sóng: Rz, Ra , Sz
Ký hiệu độ nhám trên các bản vẽ kỹ thuật:
Rz40
• Ghi theo Rz:
2.5
• Ghi theo Ra:
16
a. Độ nhấp nhô tế vi, độ sóng: Rz, Ra , Sz
20
Chu kỳ không bằng phẳng bề mặt CTM quan sát trong phạm vi lớn hơn độ nhám (1 10mm)
a. Độ nhấp nhô tế vi, độ sóng: Rz, Ra , Sz
• Sw bước sóng
Chiều cao độ sóng được quy định theo dãy: 0.1, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5, 25, 50, 100, 200µm
21
• Wz chiều cao của sóng
b.Sai số hình dạng bề mặt
22
Là sai số hình dáng của bề mặt thực so với bề mặt danh nghĩa (bề mặt lý tưởng) được cho trên bản vẽ
1.1.2 Tính chất cơ lý lớp bề mặt Được biểu thị bằng độ cứng bm, sự biến đổi về cấu trúc mạng tinh thể lớp bm, chiều sâu lớp biến cứng, độ lớn và dấu của ứng suốt dư
a.Độ cứng tế vi (Hiện tượng biến cứng lớp bề mặt)
Làm tăng độ cứng, độ bền lớp BM dưới tác dụng của Pc
Nguyên nhân
Pc tác dụng BDD vùng cắt xô lệch
mạng biến cứng LBM
tcắt thải bền
24
Kết quả Pcắt/ tcắt
b.Ứng suất dư
Khi cắt với t trường lực BDD không đều, khi
P mất dư, dư
xô lệch mạng tăng thể tích riêng LBMnén
lớp trongnén lại lớp ngoài dư, dư tcắt biến dạng nhiệt không đều dư, dư tcắt chuyển pha thay đổi thể tích riêng
dư, dư
26
Nguyên nhân gây ra ứng suốt dư (4 nguyên nhân)
1.2 Ảnh hưởng CLBM đến khả năng làm việc CTM
Chi tiết máy có hai tính chất sử dụng chủ yếu là: tính chống mòn và độ bền mỏi
1.2.1 Ảnh hưởng tính chống mòn
a. Độ nhấp nhô
28
tế vi Rz càng giảm tăng tính chống mài mòn
1.2.1 Ảnh hưởng tính chống mòn
Tăng tính chống mài mòn Giảm tác động cơ học (cầy xới bề mặt) Hạn chế QT tác động tương hỗ oxy cản trở tạo oxit ít bị bóc tách.
b.Lớp biến cứng
Điều kiện bình thường ít ảnh hưởng Điều kiện khác có ảnh hưởng
29
c.ứng suất dư
1.2.2 ảnh hưởng đến tính chống mỏi
Chịu tải trọng đổi dấu, có chu kỳ đáy nhấp nhô tập trung US vết nứt tế vi giảm tiết diện chịu lực phá hủy CT
a.Độ nhám bề mặt
Tăng độ bền mỏi 20% Hạn chế phát triển vết nứt
b.Biến cứng LBM
(dư) nén có lợi (dư) kéo không có lợi
30
c.Ứng suất dư
1.2.3. ảnh hưởng đến tính chống ăn mòn hóa học
a.Nhấp nhô tế vi
– Đáy nhấp nhô chứa chất ăn
mòn Rz tăng
b.Biến cứng
31
– Biến dạng xô lệch mạng ferrit nhiều hơn peclit thế năng ko đều phân cực(anot la ferrit) trở thành phần tử an mòn, gạp chất an mòn bóc tách
1.2.4. Ảnh hưởng đến độ chính xác mối ghép
• Phụ thuộc nhiều vào CLBM
• Độ bền mối ghép, độ ổn định mối lắp, trường dung sai nhiều độ
nhám
Lỗ: làm giảm 2Rz Trục: làm tăng 2Rz
• Mòn ban đầu Rz giảm 65 75% tăng khe hở giảm độ chính
xác mối ghép
32
• dư, dư, lớp biến cứng ít ảnh hưởng
1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt
1.3.1 ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt
33
a. Các yếu tố hình học của dụng cụ cắt
1.3.1 ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt
34
1.3.1 ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt
. S
Rz
• Khi cắt dao nhọn r =0 . tg tg 1 tg tg 1
2
2
r
r
Rz
S 4
35
• Khi căt dao tròn r0
Rz (mm)
1.3.1 Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt Ảnh hưởng của bước tiến dao s (mm/vòng)
3
2
1
Khi cắt lượng chạy dao S có ảnh hưởng đến chiều cao nhấp nhô theo đồ thị như sau: • Đường 1 biểu thị mối quan hệ tổng quát
giữa Rz và bán kính mũi dao S trong phạm vi r>0,15 mm.
0.05 0.1
0.15 0.2
• Đường 2 biểu thị mối quan hệ tổng quát
S (mm/vßng)
giữa Rz và bán kính mũi dao S khi r < 0,15 mm và r > 0,05 mm.
• Đường 3 biểu thị mối quan hệ tổng quát
giữa Rz với S và R và với cả chiều sâu cắt tối thiểu hmin.
Quan hệ giữa Rz và S được biểu thị bằng công thức sau:
36
ở đây hmin là chiều dày lớp kim loại bé nhất mà dao có thể cắt được. Chiều dày này phụ thuộc vào bán kính mũi dao R. Nếu mài lưỡi dao cắt bằng đá kim cương mịn ở mặt trước và mặt sau lưỡi cắt, khi R=10m thì hmin = 4 m. Mài dao hợp kim cứng bằng đá thường nếu R = 40 m thì hmin > 20m.
1.3.1 Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt
b. Các yếu tố mang tính biến dạng dẻo
• Cắt Vthấp BDD ít, tcắt thấp Rz thấp
• V=15 20 (m/ph) BDD, tcắt tăng Fms >ms(nội ma sát) hình
37
thành lẹo dao (, ) Pcắt BD ko đều Rz
1.3.1 Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt
– Chiều sâu cắt ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt trên phương diện hình
học nhưng nó lại tác động thông qua lực cắt và rung động
Ảnh hưởng của chiều sâu cắt t
39
c. Ảnh hưởng do rung động của HTCN
1.3.2. Ảnh hưởng đến độ biến cứng bề mặt
V, t, S thay đổi thay đổi HRC, HRC
– Pcắt và BDD mức độ biến cứng – Kéo dài thời gian tác dụng lực HRC – Tiện s, r mức độ biến cứng – Vận tốc V mức độ biến cứng – từ dương sang âm (dụng cụ mòn)
mức độ biến cứng, HRC
40
a. Các yếu tố hình học
1.3.2. Ảnh hưởng đến độ biến cứng bề mặt
b. Yếu tố biến dạng dẻo
V thời gian t/d lực và 0C HRC S mức độ biến cứng có thể hay ( 0C )
c. Rung động của HTCN ít bị ảnh hưởng
41
1.3.3. Ảnh hưởng đến ứng suất dư Phụ thuộc nhiều yếu tố: BD đàn hồi, BDD, biến đổi 0C và chuyển pha
• t dư
• Dùng DCC có lưỡi xác định (tiện…) (dư)nén với VL giòn, (dư) kéo với VL dẻo
• Dùng DCC có lưỡi không xác định (mài)
(dư)nén
42
• âm lớn (<0) (dư) nén có lợi
1.4 Phương pháp đảm bảo chất lượng BMGC
• Chuẩn bị HTCN tốt
43
• Dùng PP gia công tinh thích hợp
1.4 Phương pháp đảm bảo chất lượng BMGC
Khi thiết kế quy trình công nghệ cần phải xét đến khả năng đạt độ nhẵn
bóng bm của từng pp gia công
• Tiện:
Tiện thô: cấp nhẵn bóng 3 4
Tiện bán tinh : cấp nhẵn bóng 4 6
Tiện tinh : cấp nhẵn bóng 6 9
44
Tiện tinh mỏng : cấp nhẵn bóng 8 10
1.4 Phương pháp đảm bảo chất lượng BMGC
Khi thiết kế quy trình công nghệ cần phải xét đến khả năng đạt độ nhẵn
bóng bm của từng pp gia công
• Mài:
Mài thô : cấp nhẵn bóng 6
Mài bán tinh : cấp nhẵn bóng 8
45
Mài tinh : cấp nhẵn bóng 8 13
1.4 Phương pháp đảm bảo chất lượng BMGC
• NC1: Tiện tạo hình
Rz20
• NC2: phay
0.63
0.63
• NC3:Nhiệt luyện
• NC4:Mài hai cổ trục
Vật liệu thép C45 nhiệt luyện đạt 40 HRC
46
A và C
1.5 Các phương pháp kiểm tra chất lượng
• PP xác định độ nhám
So sánh bằng mắt thường (với căn mẫu) Dùng kính hiển vi Máy đo profin: với dụng cụ có thể xác định được Ra, Rz, Rmax,tp, v.v...
• Thiết bị chuyên dùng đo độ sóng, sai số hình dáng
• Dùng máy đo độ cứng : xác định HRC và HRC
• PP tia rongen hoặc phương pháp đo biến dạng: xác định
47
dư
Measuring Surface Roughness
Chương 2: GIA CÔNG TINH BỀ MẶT BẰNG DỤNG CỤ CÓ LƯỠI XÁC ĐỊNH
• Phương pháp Doa • Gia công bằng dụng cụ kim cương và nitrit bo trên máy tiện và máy phay
50
• A reamer is a type of rotary cutting tool used in metalworking. ... The process of enlarging the hole is called reaming. There are many different types of reamer and they may be designed for use as a hand tool or in a machine tool, such as a milling machine or drill press.
2.1. Doa
2.1.1. Đặc điểm doa
- Doa là phương pháp gia công tinh lỗ lần cuối, gia công các lỗ đã qua nguyên công: khoan, khoét hay tiện trong. - Doa thường doa các lỗ <150mm và tùy theo yêu cầu lỗ gia công chia thành: Doa thô, bán tinh và doa tinh. - Doa thường thực hiện sau khoan, khoét, trong sản xuất hàng loạt, khối thì khoan khoét doa thực hiện trên máy nhiều trục để nâng cao năng suất. Có thể dùng tổ hợp (khoan – khoét – doa) trên cùng một nguyên công
52
2.1.1. Đặc điểm doa
53
2.1.1. Đặc điểm doa
-Khi doa thường xảy ra hiện tượng lay rộng, mức độ phụ thuộc vào đường kính lỗ gia công, độ mòn của dao, lượng dư doa, tính chất cơ lý vật liệu gia công, trạng thái thiết bị. Nguyên nhân là do rung động, độ đảo răng cao, hạt kim loại bị dính vào lưỡi cắt, ngoài ra khi gia công một số thép chịu lửa, hợp kim thì xảy ra hiện tượng co hẹp lỗ.
-Doa nâng cao độ chính xác và giảm độ nhám bề mặt (doa tinh đạt cấp chính xác 7-9 và độ nhám 0,63-1,25 um). Doa còn được sử dụng làm nguyên công trung gian cho các biện pháp gia công tinh khác (nghiền, khôn)
54
-Để nâng cao độ chính xác gia công, khi doa cần có bạc dẫn hướng
2.1.1. Đặc điểm doa
• PPGC các lỗ đã qua khoan, khoét, tiện trong
55
• Thực hiện trên máy khoan, tiện, phay, máy doa.
Máy doa tọa độ
56
Máy doa CNC
57
2.1.1. Đặc điểm doa
• Lượng dư doa thô: 0,250,5mm, doa tinh 0,05 0,15mm
• Zb quá nhỏ trượt dẻo, Zb quá lớn mòn dao nhanh sai lệch
kích thước GC
• Vì Zb nhỏ nên doa không sửa được hay sửa rất ít về vị trí tương
quan do đó nên khoét và doa trên 1 lần gá
• Những lỗ đường kính <7 thực hiện khoan rồi doa
58
• Doa có thể đạt độ chính xác cấp 9 7, Ra = 0,63 1,25 m.
2.1.1. Đặc điểm doa • Doa có độ cứng vững cao, lưỡi cắt thường phân bố đối xứng nên giảm được rung động trong quá trình cắt, góc trước lớn nên có thể cắt được lớp phoi mỏng. Tốc cắt nhỏ 8 10 m/ph nhưng bước tiến dao lớn 0,5 3,5 mm/vòng nên năng suất doa vẫn cao.
59
Các phương pháp doa
Doa máy: Là phương pháp doa mà dao doa được lắp trên máy để gia công, có hai phương pháp thực hiện đó là cưỡng bức và tự lựa.
– Có độ lệch tâm giữa trục dao và trục máy
– Dao mài không tốt nên ở một số lưỡi cắt xuất hiện hiện tượng lẹo dao
– Vật liệu trên thành lỗ có độ cứng không đều, hoặc khi doa chi tiết chế tạo từ
vật liệu dẻo làm cho biến dạng lớp bề mặt không đều
62
Doa cưỡng bức: Dao doa được lắp cứng với trục máy, có thể có hoặc không có bạc dẫn. Doa cưỡng bức thường xảy ra hiện tượng lay động lỗ do:
63
Doa tùy động
• Trục doa được nối với trục máy bằng khớp tuỳ động, nghĩa là
giữa trục doa và trục máy có chuyển động lắc tương đối đối với nhau theo cả hai phương.
– Lưỡi dao doa tùy động
– Trục dao doa tùy động
64
• doa dao được định hướng nhờ bề mặt lỗ của chi tiết do đó khắc phục được ảnh hưởng sai lệch của trục chính và ảnh hưởng của độ đồng tâm giữa trục dao và trục chính .
Lưỡi dao doa tùy động
– Dao doa tuỳ động hai lưỡi cắt dùng gia công các lỗ có đường kính 75-
150.
Th©n dao
MiÕng chÆn
Hai dao ghÐp
65
Nèi víi trôc chÝnh
Trục dao tự lựa • Cho dù trục chính có bị đảo, bị lắc thì trục dao cũng chỉ nhận chuyển động quay và trục dao tự lựa khi gia công trên máy doa ngang thường sử dụng để doa chi tiết dạng hộp
Chèt chám cÇu
Th©n khíp tù lùa
Chèt trô
Trôc dao
66
Đề xuất sơ đồ cơ cấu doa tùy động
• Lưỡi dao doa tùy động
• Trục dao doa tùy động
68
• Dùng dao 1 lưỡi trên máy doa (dao ba)
Trôc dao doa
B¹c dÉn hø¬ng
69
Doa tay
• Là phương pháp doa mà dao doa được nối với tay quay, do đó chuyển động cắt của dao là do tay của người công nhân thực hiện
70
Mũi doa tay
71
• Nếu như thao tác đều đặn, nhịp nhàng thì bằng phương pháp doa tay có thể đạt độ chính xác cao hơn doa máy , nhưng phải có dao doa riêng cho doa tay.
• Phương pháp này không cần có máy nhưng tốn sức lao động, độ chính xác phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân
72
Lưu ý khi doa
• Chỉ nên doa các lỗ có < 80mm. Không nên doa các lỗ
quá lớn và các lỗ có kích thước phi tiêu chuẩn.
• Không nên doa các lỗ ngắn vì dao doa không được định
vị ổn định lỗ sẽ bị lay động.
• Không nên doa các lỗ không thông vì không doa được
73
tới đáy lỗ.
Lưu ý khi doa
• Không nên doa các lỗ có rãnh vì khi cắt dao không được
định hướng tốt lỗ sẽ bị méo.
• Không nên doa vật liệu quá cứng hoặc quá mềm.
74
• Nên bố trí khoan-khoét-doa hoặc ít nhất khoét-doa trên một lần gá để tránh sai số gá đặt, đảm bảo lượng dư gia công đồng đều, nâng cao độ chính xác gia công.
2.1.2. Kết cấu dao doa, chế độ cắt khi doa
a.Kết cấu dao doa Phân loại: Tùy vào tính chất sử dụng mà chia ra: Dao doa máy, dao doa tay Tùy vào phương pháp kẹp mà có: Dao dao tùy động hay dao doa cưỡng bức Kết cấu:
75
2.1.2. Kết cấu dao doa, chế độ cắt khi doa
Để đảm bảo cho dao doa làm việc ổn định, bước răng của nó được chế tạo không đều. Còn để tiện cho việc kiểm tra kích thước của dao thì số răng là chẵn.
76
Phần trụ có bề rộng bằng f để đảm bảo kích thước của dao doa khi bị mòn và khi mài lại, đồng thời giảm độ nhám bề mặt và dẫn hướng dao tốt hơn trong quá trình gia công
b. Chế độ cắt
-Thông số chủ yếu khi doa là tốc độ cắt và lượng chạy dao. Các số đó phụ thuộc đường kính dao, vật liệu dao, vật liệu gia công và tính chất cơ lý của vật liệu gia công
-Đường kính lớn nhất khi doa là 150mm, nếu D> 150mm thì dùng tiện trong. Chú ý là chi tiết sau đúc không nên doa luôn mà nên khoét -> doa (do bề mặt sau đúc cứng)
- Khi gia công lỗ nếu vật liệu là thép thì dùng hợp kim cứng T15K6), gia công gang dùng BK2, BK3M
77
Gia công lỗ chính xác dùng dao doa hợp kim cứng 1 lưỡi
78
2.2. Gia công bằng dụng cụ kim cương và nitrit bo (CBN)
2.2.1.Dụng cụ cắt có lưỡi bằng vật liệu siêu cứng Dụng cụ cắt bằng kim cương và nitrit bo có tính cắt gọt cao, đảm bảo chất lượng khi gia công thép nhiệt luyện, gang, kim loại màu .. Tuổi bền của dụng cụ cho phép tăng thời gian sử dụng mà không cần mài lại. Đây là ưu điểm để nó nó được sử dụng trong dây truyền sản xuất tự động và máy CNC
79
2.2. Gia công bằng dụng cụ kim cương và nitrit bo (CBN)
2.2.1.Dụng cụ cắt có lưỡi bằng vật liệu siêu cứng Tính cắt gọt và tuổi bền cao hơn 10 lần sao với HKC và HK gốm. Kim cương tự nhiên có độ cứng và tuổi bền cao nhất, ngoài ra nó còn có cấu trúc mịn và đồng nhất, nhờ đó mà có thể tạo lưỡi cắt có bán kính đỉnh nhỏ. Kim cương cũng có tính dẫn nhiệt cao và hệ số ma sát thấp. Kim cương nhân tạo có tính chống mài mòn cao, nhưng lại có độ bền thấp hơn KCTN
80
CBN là gì?
• Cubic boron nitride (CBN- Nitrit bo lập phương) được tổng
hợp dưới dạng tinh thể từ nitrit bo sáu cạnh với chất xúc tác kim loại, nhiệt độ khoảng 1.5000C và áp suất khoảng 100.000kgf/cm2, tạo ra cấu trúc tinh thể bền, cứng, có dạng khối với các góc sắc bén.
• Nó là một trong những loại vật liệu cứng nhất được sử dụng làm dụng cụ cắt gia công cơ khí. CBN được tổng hợp lần đầu vào cuối thập niên 1950 và đến nay thì chúng được sử dụng rất rộng rãi trong chế tạo máy, nhất là trong các ứng dụng như mài, tiện cứng...
CBN là gì?
Vật liệu CBN có những tính chất sau:
• Độ cứng cực cao, chỉ sau kim cương.
• Độ dẫn nhiệt cao.
• Tính chống mài mòn cực tốt.
• Có tính trơ hóa học tốt.
2.2.2. Kết cấu dụng cụ bằng kim cương và nitri bo
Vật liệu siêu cứng được dùng chế tạo dao tiện và phay, dao tiện kim cương và nitrit bo dùng gia công mặt ngoài, mặt đầu, lỗ. Dao phay kim cương và nitrit bo dùng gia công mặt phẳng.
86
2.2.2. Kết cấu dụng cụ bằng kim cương và nitri bo
• Độ nhám bề mặt, sai số hình dáng hình học của chi tiết thấp có thể
đạt được khi tiện dao kim cương với v cao, s,t nhỏ.
87
• Máy tiện kim cương phải có độ cứng vững cao, chi tiết quay phải được cân bằng tốt. Cơ cấu dao đảm bảo ăn dao ổn định, độ đảo hướng kính trục chính(<2um) độ đảo mặt đầu phải thấp (<3um)
2.2.2. Kết cấu dụng cụ bằng kim cương và nitri bo
Dao phay kim cương có 2-3 lưỡi, các lưỡi được gá cách tâm và mặt đầu khoảng cách khác nhau, thực hiện đồng thời cả phay thô và phay tinh. Phay thô 2 lưỡi và phay tinh 3 lưỡi.
88
2.2.3. Chế độ cắt khi tiện và bằng dao gắn mãnh hkc
• Chế độ cắt phải được chọn đảm bảo năng suất gia công, nhám bề mặt với điều kiện không gây rung động, tùy thuộc vào tính chất của vật liệu gia công có thẻ xảy ra lẹo dao nên cần phải cắt với v cao và có dung dịch trơn nguội hợp lý để không hình thành lẹo dao và tăng độ bóng bề mặt và độ chính xác gia công
91
2.2.3. Chế độ cắt khi tiện và bằng dao gắn mãnh hkc
• Lượng chạy dao nhỏ (2-4)% của mm/vòng (0,02-0,04) thì
cho độ nhám thấp nhất.
• Chiều sâu cắt t cũng ảnh hưởng đến Rz • Dung dịch trơn nguội ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công, chọn dung dịch trơn nguội hợp lý thì làm giảm Rz và giảm rung động
• Gia công bằng nitrit bo có thể không cần dung dịch trơn
nguội vì tuổi bền dao cao.
92
2.2.4. Chất lượng bề mặt và phạm vi ứng dụng của dụng cụ kim cương và nitrit bo
• Tiện nhôm và hợp kim nhôm bằng dao kim cương tự nhiên
cho Ra =0.02 -0.32 um .Gia công các vật liệu khác Ra= 0.16- 0.63um. Tiện bằng dao kim cương nhân tạo thì Ra =0.32- 1.25 um
• Dao nitrit bo khi gia công thép nhiệt luyện Ra=0.08-0.32, thép chưa nhiệt luyện là 0.32-1.25. gia công gang đạt Ra=0.16-1.25 um
2.2.4. Chất lượng bề mặt và phạm vi ứng dụng của dụng cụ kim cương và nitrit bo
• Độ nhám của bề mặt khi gia công tiện bằng dao kim cương và
nitrit bo chủ yếu phụ thuộc vào độ bền, độ cứng vững và chống rung của hệ thống công nghệ
• Khi gia công trên máy chính xác với chế độ tối ưu Ra<0.08 và đạt cấp cx 4. Tiện bằng dao kim cương cho năng suất tăng từ 1.5-2.5 lần
2.2.4. Chất lượng bề mặt và phạm vi ứng dụng của dụng cụ kim cương và nitrit bo
• Phay mặt phẳng với dao kim cương với chế độ hợp lý đạt Ra
=0.04-0.16
• Phay mặt phẳng thép nhiệt luyện với dao nitrit bo cho Ra=
0.32-1.25 um, phay mặt phẳng gang Ra=0.63-2.5um
• To khi tiện dao kim cương thấp dao nitrit bo do tính dẫn nhiệt
cua dao kim cương tốt hơn
2.2.4. Chất lượng bề mặt và phạm vi ứng dụng của dụng cụ kim cương và nitrit bo
• Dụng cụ nitrit bo được dùng chủ yếu trong các phân xưởng dụng cụ, sửa chữa chế tạo khuôn mẫu, sửa chữa chi tiết bị mòn, phay bằng nitrit bo dùng gia công chi tiết có profin phức tạp trên máy điều khiển số CNC hay bề mặt chi tiết có độ cứng cao.
• Tiện bằng dao kim cương khi có yêu cầu cao về độ chính xác kích thước, sai số hình học thấp và chất lượng bề mặt cao, thường dùng hiệu quả khi gia công kim loại màu (đồng, nhôm,babit), vật liệu phi kim (chất dẻo,cao su…), hợp kim cứng và gốm
Chương 3. Mài bằng các loại đá Mài
Encyclopedia of Tribology
• Grinding is the common collective name for machining
processes that utilize hard, abrasive particles as the cutting medium. The grinding process of shaping materials is probably the oldest in existence, dating from the time prehistoric humans found that they could sharpen their tools by rubbing them against gritty rocks.
QUÁ TRÌNH CẮT KHI MÀI
• Đá mài được coi là một loại dụng cụ cắt nhiều lưỡi, các lưỡi cắt không giống nhau, mà sắp xếp lộn xộn trong chất dính kết.
• Hình dạng hình học của mỗi hạt mài khác nhau, góc trước thường < 00, do đó không thuận lợi cho quá trình thoát phoi và cắt gọt.
• Tốc độ cắt khi mài rất lớn V=30-50m/s, cùng một lúc, trong thời gian ngắn tính bằng giây có nhiều hạt mài cùng tham gia vào cắt gọt và tạo ra nhiều phoi vụn.
• Có thể cắt gọt được những loại vật liệu cứng mà các loại dụng cụ
cắt khác không cắt được. Eg: thép đã tôi, hợp kim cứng v.v…
• Do có nhiều hạt mài cùng tham gia cắt gọt với < 00 tạo ra ma sát rất lớn với vật liệu gia công gọi là hiện tượng “ cắt, cào xước” làm chi tiết gia công bị nung nóng rất nhanh và nhiệt độ ở vùng mài lớn (từ 1000C – 1500C).
QUÁ TRÌNH CẮT KHI MÀI
• Lực mài tuy nhỏ nhưng diện tích tiếp xúc của đỉnh hạt mài với bề
mặt gia công rất nhỏ nên lực cắt đơn vị rất lớn.
• Trong quá trình mài, đá mài có khả năng tự mài sắc nghĩa là các
hạt cùn bị bật ra khỏi chất dính kết và các hạt có đỉnh sắc ở lân cận tham gia cắt. Hoặc hạt mài cùn bị vỡ tạo thành các lưỡi cắt sắc mới, tham gia cắt.
• Do không thể thay đổi được vị trí và hình dạng hình học của hạt mài trong đá mài nên việc điều khiển quá trình mài rất khó khăn.
• Bề mặt gia công thường có một lớp cứng nguội phân bố đều, chiểu dày khoảng 2um, độ cứng Hv=1100. Trên bề mặt có ứng suất lớn và những vết nứt tế vi.
• Do trị số bán kính đỉnh hạt mài nhỏ, nên có thể thực hiện quá trình
với chiều sâu cắt rất nhỏ.
Vật liệu hạt mài: Materials of the abrasive particles
Nguyên tắc chung khi chọn độ cứng đá mài:
• Khi gia công vật liệu cứng chọn đá mềm và ngược lại khi gia công vật liệu mềm chọn đá cứng, vật liệu rất mềm và dẻo như đồng, nhôm…nên dùng đá mài mềm.
• (Do vật liệu cứng hạt mài dễ bị mòn, cần dùng đá mềm để tăng
khả năng tự mài sắc, còn khi gia công vật liệu mềm, hạt mài ít bị cùn, tăng độ cứng để tăng tuổi bền của đá).
• Khi gia công thô nên chọn đá cứng hơn để tăng năng xuất,
• Khi gia công các bề mặt định hình nên chọn đá có độ cứng trung bình để vừa đảm bảo được hình dạng bề mặt gia công, vừa đảm bảo năng xuất.
• Khi gia công tinh nên chọn giảm cấp độ cứng so với khi gia công
thô cùng một loại vật liệu.
3.1. Ứng dụng mài để gia công tinh
• Mài là phương pháp gia công tinh được sử dụng rộng rãi. Mài gia công được các mặt trụ ngoài, trụ trong, mặt phẳng, mặt định hình
• Trên cơ sở vật liệu siêu cứng chế tạo ra nhiều loại đá mài
khác nhau có khả năng cắt gọt và tuổi bền cao do đó nâng cao năng suất gia công tinh. Sử dụng đá mài kim cương và nitrit bo nâng cao chất lượng bề mặt.
3.2. Mài tròn ngoài:
3.2.1. Mài có tâm a. Phương pháp tiến dao dọc
106
Chi tiết được gá trên 2 mũi tâm được gia công trên máy mài tròn ngoài (như sơ đồ). Phương pháp tiến dao dọc dùng gia công chi tiết có l > 80mm, chi tiết hình côn (cần gá chi tiết ½ góc côn). Ngoài ra cũng dùng gia công các loại dao: khoan, khoét chuốt…
b. Phương pháp tiến dao hướng kính (ngang)
107
- Đá mài tiến dao hướng kính ăn hết lượng dư gia công, dùng gia công các chi tiết có l<80mm, thực tế thường dùng gia công cổ trục, cam và các mặt định hình khác
c. Phương pháp tiến dao tiếp tuyến
108
- Đá thực hiện tiến dao tiếp tuyến với chi tiết gia công, lượng kim loại lúc đầu bị bóc tách lớn và sau đó giảm dần, ở thời điểm tâm đá trùng tâm chi tiết thì quá trình bóc tách dừng lại và tiếp theo là quá trình chạy rà
d. Phương pháp tiến dao xiên
Gia công đồng thời nhiều bề mặt cùng 1 lúc (mặt đầu, trụ, định hình). Để dùng phương pháp này đá phải có profin chính xác, chi tiết gia công có độ cứng vững cao
109
e. Mài tròn ngoài bằng mặt đầu đá mài
Để gia công các mặt trụ có đường kính lớn, lượng dư được hớt sau một số bước của đá dọc theo đường sinh chi tiết gia công
110
3.3. Mài vô tâm a. Mài vô tâm tiến dao dọc Là phương pháp gia công cho năng suất cao nhất khi mài mặt trụ ngoài, phương pháp thực hiện trên máy mài vô tâm. Chi tiết được gá cao tâm hơn đá để loại trừ sai số hình dáng hình học, chuẩn định vị khi gia công cũng là bề mặt gia công, tốc độ tiến dao dọc phụ thuộc vào góc α .
111
3.3. Mài vô tâm a. Mài vô tâm tiến dao dọc
114
Phương pháp này cho phép đạt độ chính xác 2-3 và sai số hình dáng hình học < 2.5µm. Độ nhám Ra =0.32-0.16. Số bước khi mài phụ thuộc vào lượng dư gia công và yêu cầu về độ chính xác kích thước, độ nhám bề mặt
3.3. Mài vô tâm b. Mài vô tâm tiến dao ngang
115
Sơ đồ tương tự như tiến dao dọc nhưng đá dẫn đặt // đá mài hay gá nghiêng góc rất nhỏ (α=0.5- 10), quá trình hớt lượng dư thực hiện bằng ăn dao hướng kính của bánh dẫn, do có góc α nhỏ nên chi tiết chuyển động dọc trục để tỳ vào chốt tỳ cứng khống chế 1 bậc tự do tịnh tiến dọc trục đá.
3.3. Mài vô tâm b. Mài vô tâm tiến dao ngang
116
Phương pháp dùng gia công các chi tiết có bậc mà phương pháp mài vô tâm tiến dao hướng trục không thực hiện được.
3.4. Mài lỗ
Thực hiện trên máy mài tròn trong, thường chi tiết được kẹp trên mâm cặp đường kính đá thường bằng (0.8-0.9) đường kính lỗ. Khi Φlỗ > 125 thì chọn đường kính đá 0.65-0.75 đường kính lỗ
117
a. Phương pháp tiến dao hướng trục
3.4. Mài lỗ
a. Phương pháp tiến dao hướng trục
119
Để gia công lỗ thông suốt và lỗ không thông có chiều dài lớn, đá ngoài chuyển động tịnh tiến(ăn dao dọc) và ăn dao hướng kính sau mỗi hành trình kép, lần ăn dao hướng kính cuối cùng thực hiện chạy rà vài lần mà không tiến dao hướng kính đến khi hết hoa lửa
3.4. Mài lỗ
120
b. Phương pháp tiến dao hướng kính Dùng gia công các chi tiết có chiều dài ngắn, đá chỉ thực hiện tiến dao ngang, phương pháp dùng để gia công các lỗ thông suốt và không thông suốt với độ cứng vững cao
3.4. Mài lỗ
• Với các lỗ lớn mài
121
lỗ được thực hiện trên máy mài đứng hay mài ngang với chuyển động hành tinh của đá. Phương pháp có thể thực hiện bằn tiến dao dọc hay tiến dao ngang.
3.4. Mài lỗ
1. Chi tiết gia công 2. đá dẫn 3.4. con lăn đỡ trên dưới, đá mài ở giữa
122
Gia công các lỗ cứng thực hiện bằng mài vô tâm. Phương pháp dùng chủ yếu để mài vòng bi
3.5. Mài phẳng
• Là phương pháp gia công tinh bề mặt chi tiết máy có năng
suất cao. Mài phẳng được thực hiện bằng đá mài tròn hay đá mài mặt đầu
3.5.1. Mài bằng đá mài tròn
a. Phương pháp tiến dao dọc
Để gia công các chi tiết có chiều dài lớn và bề rộng nhỏ: then, chêm…
3.5.1. Mài bằng đá mài tròn
b. Phương pháp tiến dao ngang
Để gia công mặt phẳng có bề rộng lớn: Tấm phẳng, bề mặt hộp…
c. Mài nhiều chi tiết một lúc
• Dùng mài nhiều chi tiết cùng lúc
trên máy mài dọc hay máy mài có bàn quay, phương pháp dùng sản xuất hàng loạt và hàng khối
3.5.2. Mài bằng đá mài mặt đầu
Tiến hành trên máy mài mặt đầu, có thể dùng phương pháp tiến dao dọc hay kết hợp cả tiến dao dọc và tiến dao ngang, ngoài ra có thể dùng máy có bàn quay để gia công nhiều chi tiết cùng một lúc
3.5.2. Mài bằng đá mài mặt đầu
• Mài mặt phẳng bằng đá mài mặt đầu có năng suất cao hơn các phương pháp mài bằng đá mài tròn do bề mặt tiếp xúc giữa đá và chi tiết gia công lớn nên số lượng hạt mài tham gia bóc tách kim loại là lớn. Mặt khác khi sửa lại đá cũng đơn giản vì chỉ cần sửa bề mặt bị mòn (phần tiếp xúc) mà không cần sửa toàn bộ bề mặt đá
3.5.2. Mài bằng đá mài mặt đầu
• Mài bằng đá mài trụ cho phép nâng cao độ chính xác, giảm nhiệt trong vùng cắt do đó giảm biến dạng chi tiết, đặc biệt gia công bề mặt mỏng, bề mặt cần khử độ cong vênh, vết cháy trên bề mặt.
• Mài phẳng trên máy có bàn quay cho năng suất cao hơn vì
không xuất hiện lực quán tính do chuyển động tịnh tiến gây ra.
3.6. Mài mặt định hình • Gia công tinh mặt định hình thường sử dụng phương pháp
mài được thực hiện bằng đá mài định hình hay đá mài thường với chuyển động chạy dao của đá hay chi tiết theo dưỡng chép hình
3.7. Sửa đá mài
• Trong quá trình gia công đá bị mài mòn và mất tính cắt gọt làm giảm năng suất gia công và độ chính xác. Vì vậy trong quá trình mài cần thường xuyên sửa đá để phục hồi tính cắt gọt, tạo cho đá có hình dạng hình học và profin ban đầu.
• Chọn chế độ sửa đá hợp lý có thể làm thay đổi hình dáng của hạt mài do đó làm thay dổi tính cắt gọt -> Rz giảm. Thực tế xác định profin của đá phụ thuộc vào phương pháp và chế độ sửa đá
3.7. Sửa đá mài
Tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng gia công, điều kiện sản xuất sử dụng các phương pháp khác nhau
• Tiện bằng bút chì kim cương
• Lăn theo biên dạng của đá mài có độ cứng cao
• Mài bằng đá mài có độ cứng cao hơn
Ngoài ra còn dùng các phương pháp ăn mòn điện hóa, ăn mòn điện để sửa đá mài kim cương.
Mũi sửa đá
3.8. Ảnh hưởng của chế độ cắt đến năng suất và chất lượng bề mặt gia công
3.8.1. Quá trình hình thành độ nhám bề mặt
3.8.1. Quá trình hình thành độ nhám bề mặt
• Khi mài, độ nhám được hình thành do kết quả chép hình của quỹ đạo chuyển động của hạt mài có hình dạng hình học xác định
• Quá trình cắt của hạt mài được bắt đầu từ điểm S cho đến khi hạt mài ra khỏi bề mặt gia công, nhưng do chi tiết quay nên hạt mài không ra tại điểm N mà ra tại điểm K.
• Do đó chiều dày và chiều dài phoi tăng, do bề rộng của phoi nhỏ hơn khoảng cách giữa hai hạt mài cạnh nhau trên 1 tiết diện dọc trục chi tiết, nên 2 hạt cạnh nhau hớt đi lượng kim loại A,B trên chiều dài và phần nằm giữa A, B không được hớt đi.
3.8.1. Quá trình hình thành độ nhám bề mặt
• Để hớt đi lượng kim loại trên chiều dài H cần có đủ lượng hạt
mài cùng tham gia cắt, thực tế các hạt nằm rải rác trên những tiết diện khác vuông góc với trục đá và cao thấp khác nhau. Nhưng do đá quay nên tất cả các hạt đều tham gia cắt do vậy kim loại được hớt đi trên toàn bộ chiều dài H
3.8.1. Quá trình hình thành độ nhám bề mặt
• Trong thực tế quá trình tiếp xúc của hạt mài và bề mặt gia
công phức tạp hơn rất nhiều. Khi gia công các hạt mài không cắt bề mặt trơn mà cắt các bề mặt đã có nhám do nguyên công trước để lại, hạt mài phân bố ngẫu nhiên và cao thấp khác nhau so với tâm đá do vậy hạt nhô ra xa nhất tham gia cắt còn các hạt có đỉnh thấp hơn chỉ gây ra biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi,
Quá trình tạo phoi khi mài là quá trình ăn sâu của hạt mài vào kim loại
3.8.1. Quá trình hình thành độ nhám bề mặt
Độ nhám bề mặt gia công phụ thuộc rất nhiều vào chế độ cắt
• Độ hạt đá giảm thì Rz giảm
• Vận tốc chi tiết tăng thì Rz tăng
• Số hành trình kép tăng thì chiều dày phoi tăng và Rz tăng
• Sn tăng thì Rz tăng
3.8.1. Quá trình hình thành độ nhám bề mặt
• Nhiệt cắt ảnh hưởng đến độ nhám, khi giảm S dọc (giảm
hành trình kép /Phút) thì Rz giảm
• Dung dịch trơn lạnh ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt, cấp
dung dịch hợp lý làm giảm Rz, nếu dung dịch cấp quá nhiều làm to vùng cắt giảm dẫn đến giảm tác dụng là phẳng của nhiệt và Rz lại tăng
3.8.2.Ảnh hưởng của chế độ cắt đến tính chất cơ lý lớp bề mặt
• Tính chất cơ lý hình thành do tác động của hạt mài và nhiệt độ tại vùng tiếp xúc đá và chi tiết, tác động này gây biến dạng dẻo và biến cứng bền mặt làm độ cứng tế vi tăng
• Do biến dạng dẻo,t0 cắt nên xuất hiện ứng suất dư, dấu và
độ lớn, chiều sau lớp ư s dư phụ thuộc mức độ biến cứng, to, dung dịch trơn lạnh, và các yếu tố khác. T0 làm nung nóng cục bộ và nguội nhanh làm thay đổi cấu trúc pha.
• Nhiệt độ là nguyên nhân chủ yếu hình thành ư s dư .
Chương 4: Mài Khôn
Chương 4: Mài Khôn
– Diameter
Shape
–
–
Surface finish
– Positional tolerances of bores
Honing machines are metal abrading tools and process utilizing hard tooling and perishable abrasives stones for the correction of
The hone process was developed to allow for perfection of bore geometry, size control, final surface finish and surface structuring. The honing process provides the final sizing and creates the desired finish pattern on the interior of tubing or cylinder bores. Finishing is accomplished by expanding abrasive stones of suitable grit and grade against the work surface. The stones are rotated and reciprocated in the part with hone abrasive under controlled pressure. Combining rotation and reciprocation produces a cross- hatch pattern in the surface of the part being honed.
Chương 4: Mài Khôn
Why Honing?
Cost effective machining method for..
• Removing stock • Generating exacting • Bore tolerances • Bore polishing • Finishing bores of almost any material such a: sprayed coatings,
CGI, Ceramics, etc.
Chương 4: Mài Khôn
Define The Honing (Process):
• The honing process provides the final sizing and creates the
desired finish pattern on the interior of tubing or cylinder bores. Finishing is accomplished by expanding abrasive stones of suitable grit and grade against the work surface. The stones are rotated and reciprocated in the part with hone abrasive under controlled pressure. Combining rotation and reciprocation produces a cross-hatch pattern in the surface of the part being hon
4.1. Bản chất và đặc tính của Mài Khôn (honing)
• Gia công tinh lỗ nhờ đầu khôn quay tròn và tịnh tiến dọc trục.
• Thay dụng cụ mài nghiền và bột mài bằng đầu khôn mang
các thỏi đá.
• Áp lực đầu khôn và hành trình lên xuống đầu khôn được thực hiện: Tốc độ khôn dùng cho gang, đồng thau: 60 - 70 (m/p); cho thép: 40 - 60 (m/p) áp lực: 0,35 - 1,4 (MPa)
4.1. Bản chất và đặc tính của Mài Khôn (honing)
4.1. Bản chất và đặc tính của Mài Khôn (honing)
Máy khôn (honing machine)
Máy khôn (honing machine)
Honing tool
Honing tool
Honing tool
a. Bản chất và đặc tính của khôn
• Gia công tinh mặt trụ trong sau mài, tiện trong, doa và chuốt
trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.
• Cho phép nâng cao độ chính xác kích thước, giảm sai số
hình dáng hình học và độ nhám bề mặt gia công
• Độ chính xác kích thước sau mài khôn đạt cấp 2 – 3, còn độ
nhám Ra = 0,08 ÷0,32 µm.
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Thân đầu khôn được nối lắc lư với trục chính của máy mài khôn
• Có các rãnh để lắp các thanh
guốc
• Thanh guốc được lắp các đệm • Trên đệm dán các thỏi đá khôn • Lò so kéo thanh guốc vào tâm • Trong lỗ đầu khôn có trục rút
để điều chỉnh thanh đá hướng kính
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Gia công các lỗ thông, lỗ không thông, trong đó kể cả lỗ trơn và lỗ gián đoạn (lỗ có rãnh then hoặc then hoa).
Kết cấu đầu khôn gián đoạn
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
Kết cấu của đầu khôn để gia công lỗ then hoa.
• Kết cấu tương tự như đầu khôn lỗ trơn nhưng các thỏi đá
khôn được gá nghiêng một góc α.
• Góc nghiêng α chọn sao cho ăn khớp cố định của rãnh then
hoặc then hoa với ít nhất hai thỏi đá khôn cùng lúc.
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Khôn lỗ không thông thì trong lỗ phải có rãnh thoát
dao (thoát khỏi đá khôn).
• Nếu lỗ không cho phép có rãnh thì khi khôn đáy rãnh
có thể bị hẹp lại.
• Để khắc phục: lắp cơ cấu giảm tốc độ dịch chuyển dọc trục của lỗ và giữ cho đầu khôn quay khi đến đáy lỗ.
• Đầu khôn lỗ không thông các thỏi đá khôn được lắp
nhô ra khỏi mặt đầu của đầu khôn.
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Khi khôn diện tích phần tiếp xúc của dụng cụ với bề
mặt gia công lớn hơn nhiều lần so với mài.
• Cần định vị toàn phần hoặc từng phần của bề mặt
dụng cụ vào lỗ gia công.
• Cần phải định vị dụng cụ trong lỗ gia công hai hoặc
bốn bậc tự do.
• Các phương pháp công nghệ tiên tiến cho phép mài khôn nhiều lỗ đồng tâm cùng lúc trên chi tiết dạng hộp hoặc mài khôn nhiều chi tiết nhỏ cùng lúc.
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Lỗ đồng trục trên chi tiết hộp nằm gần nhau, thì dùng đầu khôn có các thỏi đá mài hoặc thỏi kim cương dài.
• Để giảm độ không đồng tâm và sai số hình dáng hình
học của lỗ, chiều dài của các thỏi đá khôn phải được chọn sao cho khi chúng ăn vào lỗ tiếp theo phải có chiều dài bằng một hoặc hai lỗ trước đó.
• Nếu các lỗ đồng tâm trên chi tiết dạng trục nằm cách xa nhau thì cần phải đảm bảo dẫn hướng thật tốt cho đầu khôn.
• Ngoài ra, có thể dùng đầu khôn có nhiều hàng thỏi đá
mài.
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Khôn lỗ dài (ở chi tiết dạng ống) dùng các đầu khôn chuyên
dùng.
• Đầu khôn có một số hàng thỏi đá khôn gọi là đầu khôn nhiều
dãy.
• Thông thường dùng đầu khôn có 2, 3 hoặc 4 dãy (hàng) đá khôn. Số thỏi đá khôn trong một hàng phụ thuộc vào đường kính của lỗ khôn và có thể là từ 4 đến 6.
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Gần đây sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối dùng phương
pháp mài khôn mặt trụ ngoài.
• Phương pháp được gọi là mài khôn bao mặt ngoài và dụng cụ
là đầu khôn chuyên dùng.
• Trong quá trình mài khôn, chuyển động quay và tịnh tiến khứ hồi của đầu khôn làm cho mỗi thỏi đá khôn khi tiếp xúc với bề mặt gia công tạo ra vết cắt dưới dạng mặt lưới.
b. Kết cấu đầu khôn (hone head)
• Khác với nguyên công mài, khi mài khôn có số lượng hạt mài
rất lớn tham gia vào quá trình cắt.
• Cho phép nâng cao năng suất cắt mà áp lực lên bề mặt gia
công không lớn.
• Tốc độ cắt khi mài khôn thấp hơn khi mài.
• Trong quá trình mài khôn ở vùng cắt dung dịch trơn nguội
được tưới rất mạnh, do đó nhiệt độ cắt giảm
4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
Năng suất và chất lượng bề mặt chi tiết phụ thuộc vào chế độ cắt và điều kiện gia công
• Xác định chính xác vật liệu và độ hạt của các thỏi đá khôn
• kích thước và chiều dài của hành trình chạy dao dọc
tốc độ tịnh tiến khứ hồi và tốc độ quay của đầu khôn •
• áp lực của các thỏi đá khôn lên bề mặt gia công và dung dịch
trơn nguội
4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
Chế độ cắt phụ thuộc: kết cấu, vật liệu, độ nhám trước khi mài khôn, yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt mài khôn.
4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
Chiều dài thỏi đá khôn phụ thuộc chiều dài lỗ gia công.
Khôn lỗ trơn, chiều dài thỏi đá khôn lđ = (0,5 ÷ 0,75)L
(L – chiều dài của lỗ gia công).
Khôn lỗ ngắn (L • Chiều dài nhô ra lB khỏi mặt đầu lỗ của các thỏi đá được xác định theo công thức: lb =1/3ld Ở đây: lđ – chiều dài thỏi đá khôn (mm). • Như vậy, chiều dài hành trình lx của đầu khôn: lx = L + 2lB – lđ • Nếu thay lB từ công thức (2.1) vào công thức (2.2) ta có: lx = L - lB • Khôn được dùng để sửa sai số hình dáng hình học, đạt kích thước đường kính và giảm độ nhám bề mặt, nên khôn thường
được thực hiện qua hai bước (hoặc hai nguyên công) thô và
tinh. • Nguyên công thô chủ yếu là giảm độ nhám bề mặt và khử sai
số hình dáng hình học ở nguyên công trước để lại (độ côn, độ
ô van, độ tang trống, độ sóng v.v). Lượng dư chủ yếu được
hớt ở nguyên công này. • Nguyên công tinh có nhiệm vụ đảm bảo độ chính xác kích thước, độ nhám và tính chất cơ lý của lớp bề mặt. • Nguyên công được thực hiện với áp lực và tốc độ cắt nhỏ hơn
so với nguyên công thô. Với điều kiện gia công như vậy, biến
dạng dẻo của lớp bề mặt tăng lên, do đó xảy ra quá trình
chạy là bề mặt, làm cho độ nhám giảm. • Lượng dư ở nguyên công mài khôn thô phụ thuộc vào vật liệu gia công và độ chính xác của nguyên công sát trước. • Lượng dư chọn bằng 1,5 ÷ 2 lần lớn hơn sai số hình dáng hình học của nguyên công trước để lại và có giá trị trung bình
bằng 0,05 ÷0,15 mm. • Khi mài khôn tinh lượng dư cũng phụ thuộc vào vật liệu gia
công và thường được chọn bằng 0,005 ÷ 0,03 mm. (cho
trong các bẳng tra 4.1, 4.2 trong tài liệu) • Thông số quan trọng có ảnh hưởng lớn đến năng suốt và độ nhám bề mặt khi mai khôn là: K=Vt/Vk Vk là tốc độ quay đầu khôn, Vt là tốc độ tình tiến khứ hồi Khi K cường độ bóc tách kim loại Rz vì vậy ứng dụng khi mai khôn thô. Khi đó Vt cực đại khoảng 15-20m/ph Khi mài khôn tinh, mục đích Rz bé . Bảng 4.4 và 4.5 chế độ cắt khi mài khôn Mài khôn có ưu điểm hơn so với các nguyên công gia
công tinh khác là
• Nó có thể sửa được sai số hình dáng hình học của nguyên công trước để lại. • Lượng dư gia công lớn khi mài khôn cho phép ở nguyên công trước có thể không cần độ chính xác cao • Vì với lượng dư gia công lớn nguyên công mài khôn có thể đảm bảo được độ chính xác yêu cầu. • Độ chính xác hình dáng hình học của chi tiết gia công còn phụ thuộc vào kết cấu của đầu khôn độ cứng
vững của nó và các điều kiện gia công. • Độ chính xác hình dáng hình học khi mài khôn lỗ nằm trong khoảng 1÷5 µm. • Khi tăng số lượng các thỏi đá khôn trên đầu khôn thì
độ chính xác hình dáng hình học tăng. Vì vậy khi có
điều kiện nên chọn đầu khôn có nhiều thỏi đá khôn. • Khi mài khôn trên bề mặt tạo ra vết gia công có dạng
lưới với các thông số có thể được điều chỉnh nhờ chế
độ cắt có thể ảnh hưởng tốt đến tính chất sử dụng
của chi tiết. • Mật độ phân bố độ nhám tế vi trên bề mặt khôn cao hơn nhiều so với bề mặt mài. • Bán kính đỉnh của độ nhám tế vi trên bề mặt khôn cũng lớn hơn so với bề mặt mài. • Tất cả những đặc tính này xác định diện tích rất lớn
phần vật liệu của bề mặt khôn, do đó tính chất sử
dụng của chi tiết trong điều kiện mà sát tăng lên. • Nguyên công trước khi mài khôn thường là mài.
• Khi mài trên lớp bề mặt của chi tiết xuất hiện ứng suất dư. Nhiệt độ cắt khi mài rất lớn, gây ra những
vết nứt, vết cháy và các khuyết tật khác. • Do mài khôn hớt được lượng dư lớn cho nên phần lớn các khuyết tật của nguyên công mài để lại có thể
được khử hết. • Áp lực và tốc độ cắt thấp, điều kiện dung dịch trơn nguội
tốt, tạo điều kiện giảm nhiệt độ cắt khi mài khôn. nhiệt độ
khi mài khôn không vượt quá 4000÷4300K. • Trong những điều kiện này trên lớp bề mặt khi mài khôn xuất hiện ứng suất dư nén (có thể đạt 0,7÷1,0 GPa). • Chiều sâu lớp có ứng suất dư đạt 5÷10 µm và ứng suất dư lớn nhất tập trung ở độ sâu 1÷1,5 µm. • Khi mài khôn cũng xảy ra hiện tượng biến cứng
• Làm độ cứng tế vi tăng lên 20÷40% so với độ cứng ban đầu. • Có quá trình chạy là các nhấp nhô tế vi, đặc biệt ở
nguyên công mài khôn tinh khi tác động của hạt mài
gây ra biến dạng dẻo kim loại. • Mài khôn bằng đá kim cương ở nguyên công tinh có
khả năng thay thế cho các nguyên công: mài tròn
trong, tiện trong, doa và nó đã trở thành phương pháp
gia công tinh chủ đạo trong chế tạo máy. • Mài khôn nói chung (bằng đá khôn thông thường và
đá khôn kim cương) được dùng trong sản xuất hàng loạt
và hàng khối để gia công mặt trụ trong của chi tiết
nhằm đạt tính chất sử dụng cao. rubbed together with an abrasive between them, by hand
movement or using a machine. • Là một phương pháp gia công tinh lần cuối đạt chất lượng cao. • Quá trình cắt được thực hiện nhờ tác động của hạt mài nằm giữa bề mặt của dụng cụ và chi tiết. • Bề mặt gia công chịu các tác động song song cơ khí và hóa học do đó mà các hạt mài tách kim loại khỏi bề mặt gia công. • Quá trình cắt được thực hiện nhờ tác động qua lại của chi tiết gia công với dụng cụ nghiền. • Độ chính xác hình dáng hình học bề mặt gia công phụ thuộc vào độ chính xác dụng cụ và kích thước hạt mài. • Trên bề mặt gia công xuất hiện những vết lộn xộn (không theo hướng xác định). • Quá trình bóc tách kim loại thực hiện chủ yếu nhờ những hạt
mài hoặc hạt kim cương được gắn tạm thời trên bề mặt dụng
cụ hoặc nằm ở trạng thái tự do trong vùng cắt. • Toàn bộ bề mặt gia công tiếp xúc với bề mặt dụng cụ, do đó
quá trình bóc tách kim loại xảy ra liên tục trên toàn bộ bề
mặt gia công gây khó thoát phoi ra khỏi vùng cắt. • Quá trình mài nghiền được thực hiện với chế độ gia công thấp. • áp lực nghiền nhỏ hơn áp lực mài khôn và mài khoảng từ 10
đến 100 lần, nhiệt độ trung bình trong vùng cắt không vượt
quá 800C. • Mài nghiền cho phép nâng cao chất lượng gia công • Cải thiện tính chất cơ lý của lớp bề mặt • Tăng diện tích tiếp xúc của các bề mặt lắp ghép lên gấp hai lần • Tăng khả năng chống ăn mòn hóa học của bề mặt • Lớp bề mặt bị biến cứng, xuất hiện ứng suất dư nén (ứng suất dư có lợi). Khi cần thiết có thể giảm chiều sâu biến cứng
xuống 2÷5 µm, mức độ biến cứng xuống 10% và thay đổi cấu
trúc lớp bề mặt ở độ sâu 1µm thay vì 8µm khi mài tinh. • Cấu trúc lớp bề mặt của
chi tiết thép sau khi mài
tinh(a); mài nghiền(b); và
mài siêu tinh xác(c) • Sử dụng máy có kết cấu đơn giản, bởi vì độ chính xác gia công chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của dụng cụ
nghiền. • Gia công nhiều chi tiết cùng lúc và sử dụng máy nhiều vị trí. • Quá trình bóc tách kim loại được thực hiện nhờ tác động của
các hạt mài, các phần tử xúc tác hóa học và bề mặt dụng cụ
tới bề mặt gia công • Quá trình hình thành bề mặt gia công xảy ra dưới
tác dụng của ứng suất pháp tuyến và ứng suất
tiếp tuyến • Các lớp kim loại mỏng chịu biến dạng dẻo đàn
hồi, do đó dẫn đến các hiện tượng khác nhau:
– Tăng mật độ của các nguyên tử kim loại trên bề mặt gia công. – Bề mặt bị biến cứng. • Hạt mài nằm giữa các bề mặt của chi tiết gia công và dụng cụ nghiền có hai trạng thái:
– Gắn chặt trên dụng cụ nghiền
– Ở trạng thái tự do • Quá trình bóc tách kim loại khi nghiền bằng các hạt mài
dính chặt trên dụng cụ nghiền xảy ra tương tự như khi
mài và các phương pháp gia công bằng dụng cụ hạt
mài khác • lực Py nén hạt mài vào bề mặt gia công, lực Pz hạt mài thực hiện quá trình cắt kim loại • Quá trình bóc tách phụ thuộc vào tỷ lệ giữa độ cứng của hạt mài và độ cứng của vật liệu gia công • Hạt mài có độ cứng thấp hơn độ cứng của vật liệu gia công thì quá trình bóc tách kim loại xảy ra ít nhất • Với một tỷ lệ nào đó của các độ cứng thì năng suất bóc tách kim loại đạt giá trị lớn nhất Tỷ lệ Hct/Hhm=0,75 cho phép đạt năng suất bóc tách kim
loại cao nhất (ở đây: Hct – độ cứng của chi tiết gia công;
Hhm – độ cứng của hạt mài). Khi 0,01 < h/r < 0,1 ÷ 1,1 xảy ra hiện tượng nén dẻo
kim loại, còn khi h/r > 0,2 ÷ 2,0 xảy ra quá trình cắt. • Kim cương tự nhiên, côrun..
• Kim cương nhân tạo, enbo, cacbit bo, corun
điện, cacbit silic, các loại ôxit crôm, ôxít sắt, ôxít
nhôm… • Tính chất cơ bản của hạt mài là độ cứng: Độ
cứng được đặc trưng bằng khả năng thâm nhập
của hạt mài vào vật liệu gia công và phá hủy bề
mặt gia công, đồng thời chống lại hiện tượng
nghiền vụn bề mặt gia công dưới tác dụng của
ngoại lực. • Bột nghiền là hỗn hợp của hạt mài với một loại chất lỏng nào đó, ví dụ, dầu hỏa, nước lã hoặc
dầu công nghiệp. • Tùy thuộc vào loại vật liệu hạt mài và bột nghiền được chia ra:
– Bột nghiền có độ cứng cao.
– Bột nghiền có độ cứng trung bình.
– Bột nghiền có độ cứng thấp. • Tùy thuộc vào kích cỡ, bột nghiền được chia ra: • Bột nghiền có cấu tạo gồm hạt mài và chất lỏng. Tỷ lệ của hạt mài và chất lỏng dao động trong khoảng 1/5 ÷
1/1. – Loại hạt mài lớn.
– Loại hạt mài trung bình.
– Loại hạt mài nhỏ. • Vật liệu dùng để chế tạo dụng cụ nghiền thường là:
gang, thép, đồng thau, đồng vàng, kính thủy tinh, cao
su, da, gỗ, v.v. Vật liệu dụng cụ nghiền phải đáp ứng
được những yêu cầu sau đây:
– Dụng cụ nghiền phải có độ cứng thấp hơn độ cứng của vật liệu gia công. – Khi nghiền, hạt mài có kích thước càng lớn thì dụng cụ nghiền phải có độ cứng càng lớn. – Dụng cụ nghiền phải có tính chống mòn cần thiết.
– Hạt mài phải có khả năng bám chặt trên bề mặt của dụng cụ nghiền. – Dụng cụ nghiền phải có tính chất ma sát tốt • Gia công các bề mặt tinh: sau mài, doa, tiện trong, khoét, phay… • Gia công tinh bề mặt chi tiết máy bay, bánh răng, xi lanh, bơm cao áp… • a) nghiền bằng bột nghiền; Nghiền bằng bột nghiền (hình a) có năng suất cao, tuy nhiên độ
chính xác và độ bóng bề mặt giảm. Vì vậy, phương pháp nghiền
này chủ yếu được dùng để gia công thô. b)nghiền bằng dụng cụ có gắn hạt mài; Nghiền bằng dụng cụ nghiền có gắn hạt mài (hình b) có năng
suất thấp, tuy nhiên độ chính xác và độ bóng bề mặt tăng.
Phương pháp nghiền này được sử dụng để gia công và sửa chữa
các dưỡng kiểm tra và một số chi tiết phẳng khác. c) nghiền bằng hạt mài kim cương; Nghiền bằng hạt mài kim cương (hình c) được thực hiện bằng
dụng cụ nghiền nguyên khối có gắn lớp hạt mài kim cương.
Phương pháp nghiền này có năng suất cao, tuy nhiên nhược
điểm chính của phương pháp là sử dụng không hết hạt mài kim
cương. d) nghiền không có hạt mài; Nghiền không có hạt mài (hình d) được dùng để gia công vật
liệu mềm và vật liệu phi kim. Dụng cụ là đĩa nghiền bằng vật
liệu kính gương có xẻ rãnh ở bề mặt làm việc. e) nghiền khô Nghiền khô (hình e) được dùng để gia công bề mặt kính gương.
Khi nghiền khô lớp kim loại được bóc tách nhờ các hạt mài có
cạnh sắc, vì vậy trên bề mặt gia công để lại các vết xước. g) nghiền bằng hai chi tiết gia công với nhau; Phương pháp nghiền này được dùng khi lắp sửa hoặc khi cần độ
kín khít cao mà phương pháp nghiền đơn lẻ không đảm bảo được
độ chính xác kích thước và độ chính xác hình dáng hình học. Nhược
điểm của phương pháp nghiền này là không đảm bảo tính lắp lẫn
của các chi tiết ăn khớp với nhau. • Năng suất gia công Q (chiếc/phút). • Lượng kim loại được bóc tách trong một phút q (g/phút) hoặc (µm/phút). • “Khả năng hạt mài” của dụng cụ nghiền L (µm). là lượng kim loại được bóc tách trong phạm vi tuổi bền của nó (của dụng cụ nghiền). • Chỉ tiêu (thông số) của quá trình nghiền phụ thuộc vào tổ hợp các yếu tố công nghệ tác động trong quá trình gia công: Đặc tính của dụng cụ nghiền (vật liệu và độ cứng của dụng cụ
nghiền, vật liệu và độ hạt của hạt mài, tính chất của chất lỏng
trong bột nghiền, tỷ lệ hạt mài trong bột nghiền). • Chế độ gia công (tốc độ nghiền, áp lực nghiền, thời gian nghiền). • Điều kiện nghiền (phương pháp nghiền, chuẩn bị bề mặt trước khi nghiền, v.v). • Các yếu tố chủ quan của con người. Lượng bóc tách kim loại q và độ nhám bề mặt Rz Q = CQ.V.Pγ.dδ.Wβ.S-m Rz = CRZ. d CQ và CRZ – các hệ số phụ thuộc vào tính chất của vật liệu gia công, hạt mài và các điều kiện gia công khác. • V – tốc độ nghiền (m/phút); • P – áp lực nghiền (kG/cm2); • d – kích thước trung bình của hạt mài (mm); • W – tỷ lệ hạt mài trong bột nghiền tính theo khối lượng; LVT1 Rz = CRZ. d S – diện tích tiếp xúc của bề mặt gia công và bề mặt làm việc của dụng cụ nghiền (mm2). γ, δ, β, m – các số mũ (γ = 0,7÷1,0; δ = 0,5÷0,7; β = 0,7; m = 0,3). Dùng máy tính điện tử có thể xác định được các mô hình toán học mô
tả quan hệ phụ thuộc giữa chất lượng bề mặt và các yếu tố công nghệ. Để xây dựng mô hình toán học và tối ưu hóa quá trình công nghệ cần
có thông tin đầu vào về ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến các
thông số của quá trình gia công. Tính gia công của vật liệu được đặc trưng bằng các tính chất của vật liệu . Các tính chất này xác định quá trình hình thành phoi, độ mòn ma sát, năng suất cắt, độ chính xác và chất lượng
bề mặt (trước hết là độ nhám bề mặt).
Le Van Tuan, 3/6/2018 Tính gia công của vật liệu khi nghiền bằng hạt mài tự do chủ yếu phụ thuộc vào độ cứng của nó Để so sánh tính gia công của vật liệu khi nghiền người ta dùng hệ
số tính gia công: theo năng suất Kq và theo độ nhám bề mặt KRZ Đặc tính của dụng cụ nghiền là vật liệu dụng cụ và hạt mài, chất lỏng trong bột mài, độ hạt của hạt mài, v.v. Độ chính xác của bề mặt gia công phụ thuộc rất nhiều vào độ ∆ct = K. ∆dc – ∆ct Sai số hình dáng hình học của bề mặt chi tiết gia công chính xác hình dáng hình học của dụng cụ nghiền: • ∆dc – sai số hình dáng hình học của dụng cụ nghiền; Hình 3.3.20. Quan hệ phụ thuộc giữa
“khả năng hạt mài”L,độ nhám bề mặt
Ra;và các thông số: độ cứng tế vi H a), độ
hạt của hạt mài d
b) và tỷ lệ cả hạt mài trong bột nghiền
W% c) 1-lượng bóc tách kim loại tổng
cộng theo chiều dày; 2-sai lệch profin
trung bình cộng. 214 • K – hệ số truyền tính chất (K = 0,3÷1). Ta thấy, khi độ cứng H của vật liệu hạt mài tăng thì L (lượng bóc tách kim loại hay khả năng hạt mài) và độ nhám bề mặt Ra tăng. Chế độ cắt khi nghiền là thông số điều chỉnh quan trọng của quá trình nghiền, bao gồm: tốc độ nghiền (tốc độ chuyển động của dụng cụ nghiền hoặc của chi tiết gia công), áp lực nghiền trên một đơn vị diện tích hoặc chiều dài (khi nghiền mặt trụ) của chi tiết gia công 215 thời gian nghiền. 1. Đặc điểm công nghệ của nghiền mặt phẳng Độ chính xác hình dáng hình học của bề mặt chi tiết khi nghiền độ mòn của dụng cụ nghiền. phẳng phụ thuộc vào:
lượng bóc tách kim loại theo chiều dày bước tịnh tiến đi lại bước vòng phối hợp 216 Nghiền phẳng được thực hiện bằng các phương pháp: Hình 2.3.21.Các sơ đồ nghiền mặt phẳng a) theo phương pháp bước tịnh tiến; b) theo phương pháp bước vòng;c) theo phương
pháp hỗn hợp của bước tịnh tiến và bước vòng; 1-dụng cụ nghiền; 2-vòng cách; 3-
chi tiết gia công. phương pháp bước tịnh tiến • nhược điểm: độ mòn của dụng cụ không đều • Ưu điểm: cho phép nâng cao độ chính xác hình dáng hình học, giảm độ nhám bề mặt và tạo ra bề mặt có vết gia công theo một hướng xác định 217 Như vậy, hiệu giữa hai lượng kim loại được
bóc tách ∆L được xác định theo công
thức sau đây: ∆L = LH – LB = 2π (rH – rB) = 2πb – LH, LB – chiều dài bao phía ngoài và phía trong của dụng cụ nghiền; – rH, rB – bán kính bao phía ngoài và phía trong của chi tiết; – b – chiều rộng phần làm việc của dụng cụ. Hình 2.3.22. Chiều dài thực của dụng cụ
khi nghiền
1-dụng cụ nghiền
2-chi tiết gia công 218 Ở đây: Máy nghiền một đĩa: 387-HK • Được dùng để nghiền các chi tiết bằng thép hoặc bằng gốm. • Độ không phẳng của bề mặt đạt 0,3÷0,6µm, còn độ nhám Hình 2.3.23. Sơ đồ động của máy nghiền một
đĩa 387-HK
1-vòng cách; 2-chi tiết gia công; 3-tải trọng bổ
sung; 4-con lăn lò xo;
5-đĩa nghiền; 6-vòng chắn; 7-chi tiết lệch tâm; 8-
hộp giảm tốc 219 bề mặt Ra = 0,02÷0,08µm. Máy nghiền hai đĩa 3Б814 Được dùng để nghiền các
mặt phẳng song song của
nhiều loại chi tiết khác
nhau. Hình 2.3.24. Sơ đồ động của máy nghiền hai
đĩa 3Б814có cơ cấu lệch tâm
1-đĩa nghiền dưới; 2-vòng cách; 3-đĩa nghiền
trên; 4-chi tiết gia công; 5-đồng hồ so; 6-cơ
cấu nâng hạ đĩa nghiền trên; 7-xà ngang; 8-
bánh răng ngoài; 9-chốt; 10-bàn phụ trợ; 11-
bánh răng trung tâm; 12-chi tiết lệch tâm;
•13-hộp giảm tốc; 14-thân máy 220 Mặt trụ ngoài có thể được gia công bằng phương pháp: nghiền trụ (phương pháp định hình) nghiền vô tâm (phương pháp bao hình). ngoài: Nghiền trụ: được sử dụng rộng rãi khi gia
công bán cơ khí và được thực hiện trên
các đồ gá nghiền hoặc máy tiện. 221 Hình 2.3.25. Sơ đồ
nghiền theo phương
pháp định hình
1-dụng cụ nghiền; 2-
thân gá dụng cụ; 3-chi
tiết gia công 5.8. Nghiền mặt trụ ngoài Khả năng công nghệ: nâng cao độ chính xác kích thước và hình Độ chính xác kích thước và hình dáng hình học đạt 0,5÷2µm. Độ nhám bề mặt của chi tiết gia công: Ra = 0,02÷0,04µm; RZ = 0,025÷0,1µm. dáng hình học của chi tiết : Ăn dao ngang Ăn dao dọc. 222 Nghiền vô tâm: (nghiền bao hình): 5.8. Nghiền mặt trụ ngoài Hình 2.3.26. Sơ đồ nghiền theo phương pháp ăn dao ngang a) và ăn dao dọc b) n1-chiều quay của đĩa nghiền trên; n2 chiều quay của đĩa nghiền dưới; n3-chiều
quay của vòng cách; n4-chiều quay của chi tiết gia công; 1-chi tiết gia công; 2-
đĩa nghiền trên;3-vòng cách; 4-đĩa nghiền dưới; 5-trục dẫn; 6-thanh ép; 7-đĩa
nghiền. 223 5.8. Nghiền mặt trụ ngoài Khả năng công nghệ: Đạt độ chính xác kích
thước và một số thông
số của sai số hình học
0,1µm. Độ nhám bề mặt gia
công Rz = 0,05÷0,1µm. Chi tiết gia công thực Hình 2.3.27. Sơ đồ dịch chuyển của chi tiết
gia công khi nghiền vô tâm ăn dao dọc 224 hiện chuyển động quay
và tịnh tiến: 5.8. Nghiền mặt trụ ngoài Chạy dao (tốc độ dịch chuyển V2) V2 = V4.µ.sinα Ở đây: V4 – tốc độ quay của trục dẫn; µ - hệ số trượt của chi tiết gia công theo trục dẫn. • Tốc độ vòng của chi tiết gia công: V1 = V4.cosγ. Chế độ gia công được đặc trưng bằng áp lực P (kG/cm2)trên một đơn vị chiều dài. P
0 1 0
n P = i l 1 Ở đây: P0 – áp lực pháp tuyến lên bề mặt tiếp xúc (kG); li – chiều dài của chi tiết thứ i; 225 n – số chi tiết được gia công đồng thời. Phương pháp ăn dao ngang: Loại máy nghiền vô
tâm hai đĩa (như hình Hình
2.3.26). Phương pháp ăn dao dọc:
Loại máy nghiền vô tâm BE-
33 Khả năng công nghệ: Giảm sai số hình dáng hình học. Độ nhám bề mặt gia công Hình 2.3.28. Sơ đồ động của máy nghiền vô
tâm BE-33
1-động cơ điện; 2,4,5-bộ truyền đai; 3-hộp
giảm tốc trục vít –bánh vít;
6-trục dẫn; 7-trục nghiền; 8,9-vít điều chỉnh 226 sau khi nghiền trên máy BE-33
đạt Ra = 0,04÷0,08µm. 5.8. Nghiền mặt trụ trong 1. Đặc điểm công nghệ của nghiền mặt trụ trong Đường kính của dụng cụ nghiền phải nhỏ hơn đường kính của lỗ một lượng khoảng 0,005÷0,03mm. Các chuyển động của dụng cụ khi nghiền: •chuyể n động quay •chuyển động tịnh tiến 227 •chuyển động chạy dao 5.8. Nghiền mặt trụ trong Hình 2.3.29.Sơ đồ chuyển động của hạt mài(a) Và lưới
khai triển (b) khi nghiền lỗ I,II,III- các vị trí ngoài cùng của dụng cụ 228 L1,L2- phần nhô ra khỏi lỗ khôn của dụng cụ. Đặc tính của vết gia công được xác định bằng tỷ số KV= V
q
V
d
Tốc độ chi tiết bằng (0,15÷0,2)Vq. Áp lực nghiền: Phương trình lực tác dụng lên trục gá côn và bạc
nghiền được viết dưới dạng vectơ như sau: 0 P
21 P
32 P
H P
Y P
oc ( ) sin P
oc F
oc
32 P
Y ) tg P
OC
(
12 Áp lực lên bề mặt nghiền Pn(kG/cm2) được xác
định theo công thức: Pn = HP
S PH = Hình 2.3.30.Sơ đồ tác
dụng lực lên bề mặt gia
công a)và đa giác lực b)
1-trục gá côn; 2-bạc
nghiền;3-bạc điều chỉnh.
229 Ở đây: S – diện tích tiếp xúc của bề mặt nghiền với bề mặt gia công (cm2). Áp lực Pn được chọn trong khoảng 0,4÷0,6 kG/cm2 khi nghiền thô và 0,2÷0,3 kG/cm2 khi nghiền tinh. 2. Máy nghiền mặt trụ trong: Dựa theo kết cấu: • Máy nghiền đứng và máy nghiền ngang. • Máy nghiền một trục chính, nhiều trục chính, một vị trí, nhiều vị trí. Dựa theo công dụng: • Máy nghiền lỗ thông suốt. 230 • Máy nghiền lỗ không thông suốt. Hình 2.3.31.Sơ đồ động của máy nghiền lỗ
thông suốt nhiều vị trí 3820Д
1-động cơ điện; 2-hộp tốc độ; 3,24-xylanh
dầu ép; 4-tay gạt; 5-bánh vít;
6-trục vít; 7-đòn rút; 8-cam; 9-trục dao; 10-
bạc nghiền; 11-cử chặn;
12-bánh răng côn; 13,15,17,21-bánh răng;
14,22-trục;16-đĩa phân độ;
•18-cần chỉ thị; 19-bánh cóc;20-ly hợp vấu;
23-trục chính. 231 Máy nghiền lỗ thông suốt nhiều vị trí 3820Д: Hình 2.3.32.Sơ động của
máy nghiền bán tự động để
nghiền lỗ không thông suốt
1- hộp giảm tốc; 2-cơ cấu
bốn khâu; 3-bộ truyền đai; 4-
trục chính;
5-bạc nghiền;6-trục gá dao;
7-trục dao; 8-tay quay; 9-lò
xo; 10-quả đỡ;
•11-vô lăng; 12,17-bộ truyền
trục vít –bánh vít; 13-trục vít
me; 14,16-bộ ly hợp; 15-bộ
điện từ; 18-bộ bánh răng
côn; 19-trục vít; 20- đai ốc
bánh răng; 21-bánh răng
thay thế; 22-bộ vít me; 23-bộ
truyền bánh răng;M1,M2,M3-
các động cơ điện; B1; B2;
B3; B4; B5; B6; B7-
công tắc. 232 5.8. Nghiền mặt côn Bề mặt côn sau khi nghiền đạt độ chính xác hình dáng hình học cao và độ nhám thấp. Tuy nhiên không đảm bảo ổn định được độ chính xác của góc côn. Phân loại: • Tùy thuộc vào mức độ trang bị kỹ thuật người ta phân biệt: Nghiền bán cơ khí Nghiền cơ khí Nghiền rung •Dựa vào dạng tiếp xúc của dụng cụ và bề mặt gia công phương pháp tiếp xúc thể tích. phương pháp phối hợp giữa tiếp xúc đường và tiếp xúc thể tích. 233 Phương pháp tiếp xúc thể tích: Các chuyển động: Chuyển động chính : dụng cụ thực hiện chuyển động tịnh tiến đi
lại. côn theo Chạy dao vòng :dịch chuyển
góc ở mỗi chu kỳ của chuyển
động chính. Chuyển động phụ :ngắt quãng Hình 2.3.33.Nghiền mặt
phương pháp tiếp xúc thể tích.
1-dụng cụ nghiền; 2-bột nghiền; 3-chi
tiết gia công
0-tốc độ góc của chuyển động ăn dao
vòng 234 theo chu kỳ của các bề mặt tiếp
xúc khi nghiền. Phương pháp phối hợp giữa tiếp xúc đường và tiếp xúc thể tích: 235 Hình 2.3.34. Nghiền mặt côn theo
phương pháp phối hợp tiếp xúc
đường và tiếp xúc thể tích: 1-dụng
cụ hoặc chi tiết phối hợp;2-chi tiết
gia công
a)bước thứ nhất; b)bước thứ hai Hình 2.3.35. Sơ đồ động của máy
nghiền mặt côn CK4000
1-động cơ điện; 2,3-các puly(bánh đai);
4,5-các bánh răng;6,7-các bánh răng
côn; 8-cơ cấu bốn khâu; 9-bánh răng
chủ động; 10,11-các bánh răng thay
thế; 12-trục vít; 13-bánh vít; 15-thanh
nối vi sai; 16-bánh răng thụ động; 17-
bộ ly hợp;
18-thân đầu dao; 19-khối nặng; 20,21-
thanh kéo; 22-thanh nối ngang;
23-lò xo; 24-đòn nối cố định; 25-bạc
nghiền; 26-chi tiết gia công; 27-trục
chính. Nghiền trên máy CK4000 đạt độ nhám Ra= 0,02÷0,016 µm Máy nghiền rung mặt côn 2CK990006: Đạt độ nhám Ra= 0,02÷0,04µm (cấp độ bóng 12) Độ chính xác hình dáng hình học cấp 1-2 Năng suất gia công tăng 1,5÷2
lần so với phương pháp nghiền
bằng tay. 237 Hình 2.3.36. Sơ đồ động của may nghiền rung côn
2CK990006
1-đế máy; 2-hệ thống rung; 3-mâm cặp; 4,5-chi
tiết gia công;
•6-cơ cấu kẹp chi tiết; 7-cơ cấu truyền động khí
nén 5.8. Nghiền mặt cầu Nghiền mặt cầu được thực
hiện trên các máy nghiền hai
đĩa. Sơ đồ nghiền bi Hình 2.3.37. Sơ đồ nghiền bi bằng hai
đĩa có tâm quay không trùng nhau
1-đĩa nghiền dẫn động phía dưới; 2-bi
cầu; 3-đĩa nghiền tạo lực ép phía trên 238 trên máy
nghiền của hảng NSK (Nhật
Bản): 5.9. Công nghệ nghiền Yêu cầu: Nghiền được thực hiện sau khi gia công tinh và làm sạch ở nguyên công trước. Chi tiết có độ cứng và độ giòn cao, nguyên công tinh trước khi nghiền tốt nhất là mài bằng đá mài có độ cứng cao. Bề mặt gia công trước khi nghiền phải có độ nhám Ra= 0,32÷1,25µm (cấp 7, cấp 8). Trước khi nghiền, chi tiết phải được làm sạch bụi bẩn và bavia. 239 Chuẩn bị chi tiết để nghiền côn theo phương pháp hỗn hợp phải đảm bảo độ côn của các chi tiết. 5.9. Công nghệ nghiền 2. Lượng dư và số nguyên công khi mài nghiền: Phụ thuộc chủ yếu vào yêu cầu về độ chính xác hình dáng hình học và độ nhám bề mặt gia công. Lượng dư nghiền nhỏ nhất hmin được xác định theo công thức: hmin = Kn + KRZ.Rmax ∆1i, ∆2i – sai số hình dáng hình học trước và sau khi nghiền Kn = 1,5÷2,0 – hệ số phụ thuộc vào điều kiện nghiền; KRZ = 4÷6 – hệ số tính đến khả năng giảm độ nhám và các khuyết tật khác của bề mặt gia công. Rmax – độ nhám lớn nhất. 240 Trong đó: 5.9. Công nghệ nghiền 2. Lượng dư và số nguyên công khi mài nghiền: Quy trình công nghệ mài nghiền được chia ra: Nghiền thô Nghiền bán tinh 241 Nghiền tinh 5.9. Công nghệ nghiền 3. Kinh nghiệm ứng dụng quá trình mài nghiền: Nghiền căn mẫu Nghiền kim phun Nghiền xylanh 242 Nghiền lỗ côn thân van 5.9. Công nghệ nghiền 3. Làm sạch chi tiết nghiền: Bề mặt của chi tiết cần được làm sạch trước và sau khi nghiền. Trước khi nghiền thì chi tiết gia công và dụng cụ nghiền cần phải được tẩy sạch bụi bẩn. Thiết bị và dụng cụ nghiền phải được đặt tại nơi không có bụi bẩn, ở chỗ nghiền chỉ đặt bột nghiền cần thiết cho nguyên công đó. 243 Bộ phận nghiền phải được cách ly với các bộ phận sản xuất khác. 5.9. Công nghệ nghiền 3. Làm sạch chi tiết nghiền: Làm sạch chi tiết được thực hiện
bằng các phương pháp sau đây: Rửa sạch cục bộ và lau chùi. Thổi bằng khí nén hoặc dung dịch lỏng. Ngâm trong bể. Rửa sạch bằng siêu âm. 244 245 6.1 BẢN CHẤT MÀI SIÊU TINH XÁC 246 Phương pháp gia công siêu tinh bề mặt chi tiết máy có thể
đạt độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao. MÀI SIÊU TINH XÁC Mài siêu tinh xác được
thực hiện bằng các thỏi
đá hạt mịn (đá thường
hoặc kim cương) được lắp
với cơ cấu đàn hồi để tạo
áp lực xuống bề mặt gia
công. 247 • Mài siêu tinh cũng có dụng cụ mang các thanh đá gần giống như khôn nhưng khác khôn ở chỗ :
– Mài siêu tinh có thêm chuyển động lắc ngắn (điều hoà) dọc trục Vd – Dao động dọc trục 500 1200 hành trình kép trong 1 phút – chiều dài hành trình ngắn 1,55 mm – ngoài ra còn có các chuyển động khác như chi tiết quay
tròn Vc và đều mang dụng cụ di động dọc Vt để ăn hết
chiều dài của vật . 248 • Với các chuyển động như vậy bề mặt gc đc phủ bởi
các vết của hạt mài rất nhỏ có tác dụng nâng cao
clbm MÀI SIÊU TINH XÁC Áp lực của đá mài lên vật gia công rất nhỏ từ F = MÀI SIÊU TINH XÁC Vận tốc vòng vc =15 m/p ,lượng tiến dọc của dụng cụ S≤ 0.1mm/vòng Phương pháp mài siêu tinh tạo nên độ nhẵn bóng bề mặt Ra ≤ 0,08 m (11) áp lực của thanh đá mài lên trục gia công rất nhỏ
nên bằng phương pháp này mài siêu tinh không
sửa được sai lệch về hình dáng hình học do
nguyên công trước để lại như độ méo độ ô van … lượng dư của mài siêu tinh từ 57 m 249 • Trong quá trình mài siêu tinh phải tưới dung dịch làm
sạch, dầu nhờn bao gồm 10 phần dầu hoả 1 phần dầu
máy bay và dầu thực vật . • Trước khi mài siêu tinh đã phải đạt kích thước đến giới hạn biên của nó theo bản vẽ. 250 MÀI SIÊU TINH XÁC • Mài siêu tinh xác có thể gia công được mặt trụ, mặt côn, mặt phẳng và mặt cầu. 251 MÀI SIÊU TINH XÁC • Mài siêu tinh xác có thể gia công được mặt trụ, mặt côn, mặt phẳng và mặt cầu. 252 MÀI SIÊU TINH XÁC Phương pháp chạy dao: Chạy dao ngang: khi chi tiết ngắn 50 đến 70 mm thì
mài siêu tinh xác thực hiện chạy dao ngang, theo
phương pháp này thì thỏi đá chỉ thực hiện chuyển
động dao động. Để gia công chi tiết trụ trơn có thể dung phương pháp mài siêu tinh xác vô tâm. 253 Chạy dao dọc trục Máy mài siêu tinh xác: • Thực hiện trên các máy chuyên dung hoặc trên các máy tiện và máy mài vạn năng có lắp đầu rung chuyên
dung. Đầu rung thông dụng nhất là đầu rung cơ khí mà
chuyển động dao động của nó được thực hiện nhờ cơ
cấu cam, cơ cấu lệch tâm hoặc cơ cấu tay đòn. Đầu
rung như vậy có kết cấu đơn giản, độ ổn định cao và
cho phép thay đổi tần số dao động trong phạm vi biên
độ cho trước. 254 Chế độ cắt khi mài siêu tinh xác Khi mài siêu tinh xác chế độ cắt có thể chọn trong phạm vi rộng. Ví dụ tốc độ cắt Vc của chi tiết bằng các thỏi đá
thông thường có thể chọn trong phạm vi 5 đến 120
(mm/phút). Tần số dao động của các thỏi đá: 500 đến 3000 (hành 255 trình kép/phút), còn biên độ dao động của các thỏi đá 2
đến 5 (mm), áp lực khi mài siêu tinh xác có thể chọn 0,05
đến 0,6 (MPa) Chế độ cắt khi mài siêu tinh xác Tốc độ cắt trung bình của thỏi đáVd (m/phút) được xác định theo công thức Vd = 2A.n/1000 • A: khoảng dao động lớn nhất • n: số hành trình kep cua thỏi đá trong một phút Thông số quan trọng đặng trưng cho quá trình mài siêu tinh xác là
góc chéo α (là tỷ số giữa tốc độ quay của chi tiết gia công Vc và
tốc độ dao động trung bình của các thỏi đá Vd) 256 α=arctg
6.2. Ảnh hưởng của chế độ cắt và đk gia công đến
chất lượng mài siêu tinh xác • Chế độ cắt có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của bề mặt gia
công. Khi chọn chế độ cắt ta thường chỉ chọn tốc độ quay
của chi tiết và áp lực của thỏi đá. • Tần số dao động và biên độ dao động bi giới hạn bởi lực
quán tính sinh ra do rụng động của cơ cấu chấp hành. • Các nc cho thấy cường độ bóc tách kim loại lớn nhất và quá trình tự mài sắc xảy ra khi góc chéo bằng 40 đến 500 có
nghĩa là Vc gần bằng Vd , khi tăng góc chéo thì cường độ
bóc tách giảm, còn độ nhám cũng giảm. Thực tế cho thấy
độ nhám thấp nhất khi góc chéo bằng 750 đến 850 257 6.2. Ảnh hưởng của chế độ cắt và đk gia công đến
chất lượng mài siêu tinh xác • Vậy pp tối ưu khi mai stx là chia làm hai giai đoạn ứng với góc chéo khác nhau Giai đoạn thứ nhất góc chéo bằng 400 đến 500 để đẩy nhanh quá trính san phẳng nhấp nhô và sửa sai số hình
dáng hình học có nghĩa là Vc = (1 ÷ 1.2)Vd Gia đoạn thứ hai: tăng góc chéo α nhờ tang tốc độ quay
của chi tiết Vc = (8 ÷ 12)Vd chế độ cắt như vậy có thể đạt
được độ nhám Ra=(0,05 ÷0,1)µm 258 6.3. Chọn thỏi đá và chế độ cắt
• Đặc tính của thỏi đá mài có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của quá trình mài siêu tinh xác • Đặc tính của đá mài gồm: Vật liệu hạt mài: khi gia công stx thông thường sử dụng hạt mài cacbit silic hoặc korun, cacbit silic dung để mstx
thép dẻo hoặc hợp kim màu, korun dung để mài thép
nhiệt luyên và hợp kim độ cứng cao. Độ hạt của hạt mài: khi gia công thô dung hạt mài M40÷M20, khi gia công tinh độ hạt là M14÷M1. độ nhám
yêu cầu thấp thì độ hạt càng nhỏ 259 6.3. Chọn thỏi đá và chế độ cắt
Chất kết dính Khả năng tự mài sắc Độ cứng hạt mài: có ảnh hưởng đến chất lượng gia công, khi gia công vật liệu cứng thì dung hạt mài mềm
và ngược lại. Khi độ cứng của hạt mài lớn hơn yêu cầu thì
hạt mài rất khó ăn vào vật liệu gia công trong trường hợp
này hạt mài không có khả năng cắt toàn bộ bề mặt chi
tiết gia công, tức là lượng kim loại bị bóc tách giảm. Tuy
nhiên, hạt mài quá mềm sẽ bị mòn quá nhanh và luôn
làm việc ở chế độ tự mài sắc. Xem trong bảng 6.1 260 6.3. Chọn thỏi đá và chế độ cắt 261 Chú ý: độ cứng tối ưu của hạt mài nằm trong phạm vi rất hẹp, do
đó trong từng trường hợp ta phải xác định bằng thực nghiệm có
tính đến khả năng thay đổi của các yếu tố công nghệ.
Bảng 6.2 là lượng dư và các thông số của chu kỳ động học khi
mài siêu tinh xác 262 6.4. Phạm vi ứng dụng Mài siêu tinh xác được ứng dụng trong trường hợp có yêu
cầu độ nhám thấp, mstx chỉ dung để gia công các chi tiết
máy quan trọng. Ví dụ dung mài siêu tinh xác để gia công
các loại trục khuỷu, các loại van phân phối, các loại trục
chính của máy công cụ và các dạng chi tiết quan trọng
khác. Kinh nghiệm thực tế cho thấy mstx có một số nhược điểm 263 riêng: ví dụ độ cứng quá cao trong giai đoạn gia công đầu
các thỏi đá không tự mài sắc được, như vậy không hớt hết
lượng dư do đó để lại vết trên nguyên công trước. Còn thỏi đá
quá mềm và luôn luôn tự mài sắc, làm cho quá trình cắt tế vi
liên tục xảy ra và kết quả là độ nhám bề mặt không đạt yêu
cầu. 264 • Belt grinding is an abrasive machining process used on metals
and other materials. It is typically used as a finishing process in
industry. • A belt, coated in abrasive material, is run over the surface to be
processed in order to remove material or produce the desired
finish. Belt grinding is a versatile process suitable for all kinds of different
applications. There are three different applications of the belt
grinding technology:
Finishing: surface roughness, removal of micro burrs, cosmetic finishes, polishing Deburring: radiusing, burr removal, edge breaking
Stock removal: high stock removal, cleaning (e.g. of corrosion), eliminating mill or tool marks, dimensioning Wide belt grinding is a familiar process in industry as well as home
applications. There are several basic methods for belt grinding: Stroke belt Platen belt Wide belt Backstand (pressure) Centreless Portable (manual) In general there are three basic elements of the belt-grinding
machine: work rest support, grinding head and a regulating
head. These components differ for all the methods but in general
the workpiece is pressed between the grinding head and the
rest support. The objective of the regulating head is to
coordinate the belt pressure. Là phương pháp gia công tinh chi tiết bằng đai hạt mài khép kín có bề rộng xác định. Được thực hiện trên các máy mài đai chuyên dùng. 271 Các thông số của con lăn tiếp xúc có ý nghĩa rất lớn đối với A1 hiệu quả của nguyên công. Dụng cụ cắt khi mài bằng đai mài là hạt mài dính trên đai BNT1 mài. Khả năng cắt của đai mài phụ thuộc vào: Tính chất của vật liệu hạt mài Độ hạt của nó Độ bền kết dính với vật liệu gia công Chế độ cắt và các yếu tố khác. BNT2 Vật liệu hạt mài thường là côrun điện, cacbit silic, cacbit bo, kim cương. 272 (hình dáng, kích thước, vật liệu và độ cứng)
ADMIN, 10/26/2010 Trong quá trình gia công, đai mài chịu tác dụng của tải trọng rất lớn, vì vậy nó phải có độ bền và tính đàn hồi
cao. Tính đàn hồi rất cần thiết khi gia công các mặt định hình và các vị trí bề mặt khó đưa đai mài vào.
BUI NGOC TAM, 10/20/2016 Đai mài bằng hạt mài kim cương và cacbit bo được dùng để mài siêu tinh và đánh bóng chi tiết bằng hợp kim
cứng và thép hợp kim cao.
BUI NGOC TAM, 10/20/2016 Mài bằng đai mài là phương pháp gia công vạn năng A4 Hình 2.5.2. Một số ví dụ của các nguyên công mài bằng đai mài
a) mài đai vô tâm; b-chạy dao dưới con lăn tiếp xúc; c-chạy dao bằng tay trên đai mài rộng; d-mài mặt
trong của ống; e-mài các cổ trục khác nhau; g-mài mặt trong của chi tiết dạng đĩa. 273 bởi vì nó có thể dùng để gia công thô (làm sạch phôi, làm sạch gỉ hàn) hoặc gia công tinh bề mặt chi tiết. Mài
bằng đai mài cho phép đạt độ nhám Ra = 0,08÷0,16 (µm).
ADMIN, 10/26/2010 7.2. Chế độ cắt và chất lượng bề mặt khi mài đai siêu tinh xác Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của quá trình gia công bằng phương pháp mài 274 đai, đó là: tốc độ mài đai, áp lực, đặc tính của hạt mài, .. Hình 2.5.3. Độ nhám bề mặt khi mài đai
a) phụ thuộc vào:1-tốc độ của đai mài; 2-đường kính của con lăn tiếp xúc; 3-độ cứng của
con lăn tiếp xúc
b) phụ thuộc vào hình dáng bề mặt con lăn tiếp xúc (l1bề rộng của răng; l2 bề rộng của
rãnh). A5 Hình dáng bề mặt của con lăn tiếp xúc có ảnh hưởng lớn đến độ nhám gia công. A6 Độ căng của đai mài có ảnh hưởng lớn đến tuổi bền của nó và điều kiện làm việc của máy. Chọn độ hạt của hạt mài phụ thuộc vào đặc tính nguyên công, độ nhám yêu cầu và tính chất của vật
liệu chi tiết gia công. 275 7.2. Chế độ cắt và chất lượng bề mặt khi mài đai siêu tinh xác Độ nhám gia công thấp nhất khi dùng con lăn có bề mặt nhẵn, còn độ nhám gia công cao nhất khi dùng con
lăn có bề mặt khía nhám. Bề rộng của răng khía nhám càng nhỏ và rãnh càng lớn thì cường độ bóc tách kim loại
và độ nhám càng tăng. Vì vậy, khi mài thô cần sử dụng con lăn tiếp xúc có bề mặt khía nhám nhỏ.
ADMIN, 10/27/2010 Ví dụ, khi độ căng của đai thấp xảy ra hiện tượng trượt, làm cho tốc độ của đai giảm và độ mòn của hạt mài
tăng, gây ảnh hưởng xấu đến hiệu quả của quá trình gia công. Ngược lại khi độ căng của đai mài tăng làm cho
tuổi bền của nó giảm, độ mòn của hạt cũng tăng lên và có khả năng đai mài bị đứt
ADMIN, 10/27/2010 A5 Hình dáng bề mặt của con lăn tiếp xúc có ảnh hưởng lớn đến độ nhám gia công. A6 Độ căng của đai mài có ảnh hưởng lớn đến tuổi bền của nó và điều kiện làm việc của máy. Chọn độ hạt của hạt mài phụ thuộc vào đặc tính
nguyên công, độ nhám yêu cầu và tính chất của
vật liệu chi tiết gia công. 276 7.2. Chế độ cắt và chất lượng bề mặt khi mài đai siêu tinh xác Độ nhám gia công thấp nhất khi dùng con lăn có bề mặt nhẵn, còn độ nhám gia công cao nhất khi dùng con
lăn có bề mặt khía nhám. Bề rộng của răng khía nhám càng nhỏ và rãnh càng lớn thì cường độ bóc tách kim loại
và độ nhám càng tăng. Vì vậy, khi mài thô cần sử dụng con lăn tiếp xúc có bề mặt khía nhám nhỏ.
ADMIN, 10/27/2010 Ví dụ, khi độ căng của đai thấp xảy ra hiện tượng trượt, làm cho tốc độ của đai giảm và độ mòn của hạt mài
tăng, gây ảnh hưởng xấu đến hiệu quả của quá trình gia công. Ngược lại khi độ căng của đai mài tăng làm cho
tuổi bền của nó giảm, độ mòn của hạt cũng tăng lên và có khả năng đai mài bị đứt
ADMIN, 10/27/2010 277 Đổi mới công nghệ luôn luôn là nhu cầu cấp bách của mọi nền sản xuất và mọi quốc gia. Đối với nền công nghiệp cơ khí, các phương pháp công
nghệ truyền thống như: đúc, rèn, dập, tiện, phay, mài...
không còn đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của
sự phát triển sản phẩm trong thời đại hiện đại nữa. Ngày nay trong sản xuất và đời sống xuất hiện ngày càng
nhiều các sản phẩm hoặc chi tiết có hình dáng phức tạp
hoặc được làm từ các vật liệu cứng rất khó gia công cắt
gọt. Khoa học kỹ thuật tạo ra các phương pháp gia công mới khác với phương pháp gia công không truyền thống. 278 Đặc điểm chung của các phương pháp: • Chất lượng gia công không phụ thuộc vào tính chất
cơ lý của vật liệu mà phụ thuộc vào các thông số về
nhiệt. • Có thể đạt được độ chính xác cao ngay cả trong các
trường hợp không thể hoặc khó thực hiện bằng các
phương pháp gia công thường. • Không cần dụng cụ gia công có độ cứng cao hơn vật liệu gia công. 279 • Tiết kiệm được vật liệu và nâng cao được hệ số sử dụng vật liệu. 280 Fig : Examples of parts made by advanced machining processes. These parts are made by advanced machining processes and would be difficult or
uneconomical to manufacture by conventional processes. (a) Cutting sheet metal with a laser beam.(b) Microscopic gear with a diameter on the order of 100µm, made by a special etching process. 281 Figure： Examples of parts produced by advanced machining processes. (a) Samples of parts
produced from waterjet cutting. (b) Turbine blade, produced by plunge EDM, in a fixture to produce the
holes by EDM. Source: (a) Courtesy of Omax Corporation. (b) Courtesy of Hi-TEK Mfg., Inc. 282 283 General
Characteristics of
Advanced
Machining
Processes 284 • Bản chất của phương pháp là phóng tia lửa điện để ăn mòn kim 285 loại khi truyền năng lượng qua rãnh dẫn điện. Hệ thống gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining -
EDM) bao gồm có hai bộ phận chủ yếu: máy công cụ và nguồn
cung cấp điện. Máy công cụ gắn điện cực định hình (đóng vai trò là dao) và
điện cực tiến tới bề mặt chi tiết gia công sinh ra một lỗ chép
hình hình dạng của dụng cụ. 286 Nguồn năng lượng cung cấp sản sinh ra một tần số cao, tạo ra
một loạt tia lửa điện giữa điện cực và bề mặt chi tiết và bóc đi
một lớp kim loại bởi sự ăn mòn của nhiệt độ và sự hóa hơi. 287 Trong quá trình gia công, dụng cụ và chi tiết là hai điện cực, trong đó
dụng cụ là catốt, chi tiết là anốt của một nguồn điện một chiều có điện
áp 50 – 300V và cường độ dòng điện 0,1 – 500A. Hai điện cực này
được đặt trong dung dịch cách điện được gọi là chất điện môi. Khi cho
hai điện cực tiến lại gần nhau thì giữa chúng có điện trường. 288 Khi điện áp tăng lên thì từ bề mặt cực âm có các điện tử phóng ra, tiếp
tục tăng điện áp thì chất điện môi giữa hai điện cực bị ion hóa làm cho
chúng trở nên dẫn điện, làm xuất hiện tia lửa điện giữa hai điện cực.
Nhiệt độ ở vùng có tia lửa điện lên rất cao, có thể đạt đến 12.000oC,
làm nóng chảy, đốt cháy phần kim loại trên cực dương. Trong quá trình phóng điện, xuất hiện sự ion hóa cực mạnh và tạo nên
áp lực va đập rất lớn, đẩy phoi ra khỏi vùng gia công. Toàn bộ quá
trình trên xảy ra trong thời gian rất ngắn từ 10^-4 đến 10^-7s. Sau đó
mạch trở lại trạng thái ban đầu và khi điện áp của tụ được nâng lên đến
mức đủ để phóng điện thì quá trình trên lại diễn ra ở điểm có khoảng
cách gần nhất. 289 Phoi của quá trình gia công là các giọt kim loại bị tách ra khỏi các
điện cực và đông đặc lại thành những hạt nhỏ hình cầu. Khi các hạt
này bị đẩy ra khỏi vùng gia công, khe hở giữa hai điện cực lớn lên, sự
phóng điện không còn nữa. Để đảm bảo quá trình gia công liên tục,
người ta điều khiển điện cực dụng cụ đi xuống sao cho khe hở giữa hai
điện cực là không đổi và ứng với điện áp nạp vào tụ C. quan trọng vì độ chính xác gia công một phần phụ thuộc vào độ
chính xác của điện cực. Việc lựa chọn hợp lý vật liệu điện cực là một
yếu tố quan trọng. Điều này không những ảnh hưởng đến độ chính
xác gia công, mà còn ảnh hưởng đến tính kinh tế thông qua năng
suất và độ hao mòn điện cực trung bình. Giá của điện cực có thể
chiếm 80% chi phí gia công. 290 Các loại vật liệu có thể dùng làm điện cực cho gia công xung định
hình thường là đồng đỏ, đồng – volfram, bạc-volfram, đồng thau,
volfram, nhôm, môlipđen, hợp kim cứng, thép… Trong đó đồng đỏ
và đồng-volfram là thường dùng nhất. Các loại vật liệu volfram,
nhôm, môlipđen, hợp kim cứng, thép… chỉ được sử dụng trong một
số trường hợp đặc biệt. 291 Phương pháp này được dùng để gia công các lỗ hoặc các biên
dạng bề mặt bất kỳ trên các chi tiết từ hợp kim cứng và thép nhiệt
luyện (các bộ khuôn, các ván kéo sợi, các dụng cụ cắt, vv…), để
cắt đứt vật liệu cứng vv… Gia công EDM có thể được phân loại như sau: Gia công xung định hình EDM (Die Sinking EDM hay Ram- EDM) Gia công vi EDM (Micro EDM) Gia công EDM bằng dây cắt (Wire-cut EDM hoặc Wire EDM) Khoan EDM (EDM drilling) 292 Máy lấy mũi tarô bị gãy (Broken Tap Remover) (a) (b) (c) Fig : (a) Schematic illustration of the electrical-discharge machining process. This is one of
the most widely used machining processes, particularly for die-sinking operations. (b)
Examples of cavities produced by the electrical-discharge machining process, using
shaped electrodes. Two round parts (rear) are the set of dies for extruding the
aluminum the aluminum piece shown in front. (c) A spiral cavity produced by ECM
using a slowly rotating electrode, similar to a screw thread. 293 Stepped Cavities Produced by EDM Process 294 Figure 27.11 Stepped cavities produced with a square electrode by the EDM
process. The workpiece moves in the two principle horizontal directions (x – y),
and its motion is synchronized with the downward movement of the electrode to
produce these cavities. Also shown is a round electrode capable of producing
round or elliptical cavities. Source: Courtesy of AGIE USA Ltd. Examples of EDM Fig : Stepped cavities produced with a square electrode by the EDM 295 process. The workpiece moves in the two principal horizontal
directions (x-y), and its motion is synchronized with the downward
movement of the electrode to produce these cavities. Also shown is
a round electrode capable of producing round or elliptical cavities. Fig : Schematic illustration of producing an inner cavity by EDM, using a
specially designed electrode with a hinged tip, which is slowly opened
and rotated to produce the large cavity. The Wire EDM Process : 1 .23 Metal removal rate
MRR 4 10 4 IT w
where I current in amperes C T w melting temperature of workpiece, Figure 27.12 Schematic illustration of the
wire EDM process. As many as 50 hours of
machining can be performed with one reel
of wire, which is then discarded. 296 WIRE EDM Fig : (a) Schematic illustration of the wire EDM process. As much as 50 hours of machining can be performed with one reel of wire, which is then discarded. (b) Cutting a thick plate with wire EDM. (c)
A computer-controlled wire EDM machine. 297 Abrasive jet machining (AJM), also known as abrasive micro-
blasting, pencil blasting and micro-abrasive blasting, is an
abrasive blasting machining process that uses abrasives
propelled by a high velocity gas to erode material from the
workpiece. Common uses include cutting heat-sensitive, brittle, thin, or hard
materials. Specifically it is used to cut intricate shapes or form
specific edge shapes. Material is removed by fine abrasive particles, usually about 0.001 in (0.025 mm) in diameter, driven by a high velocity fluid
stream; common gases are air or inert gases. Pressures for the
gas range from 25 to 130 psig (170–900 kPag or 4 bars) and
speeds can be as high as 300 m/s (1,000 km/h). AJM machines are usually self-contained bench-top units. First it compresses the gas and then mixes it with the abrasive in a
mixing chamber. The gas passes through a convergent-
divergent nozzle before entering the mixing chamber, and then
exits through a convergent nozzle. The nozzle can be hand held
or mounted in a fixture for automatic operations. Nozzles must be highly resistant to abrasion and are typically
made of tungsten carbide or synthetic sapphire. For average
material removal, tungsten carbide nozzles have a useful life of
12 to 30 hours, and sapphire nozzles last about 400 hours. The
distance of the nozzle from the workpiece affects the size of the
machined area and the rate of material removal. The main advantages are its flexibility, low heat production, and
ability to machine hard and brittle materials. Its flexibility owes
from its ability to use hoses to transport the gas and abrasive to
any part of the workpiece. One of the main disadvantages is its slow material removal rate;
for this reason it is usually used as a finishing process. Another
disadvantage is that the process produces a tapered cut. 9.1. Gia công bằng tia hạt mài
Tia hạt mài (hay tia dung dịch hạt mài) được dùng gia công
tinh các bề mặt phức tạp, phương pháp cho năng suất cao Tia hạt mài có động nang lớn, khi va đập vào bề mặt gia công gây tác động hạt mài thực hiện quá trình cắt tế vi, biến
dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Số lượng hạt mài va đập vào
bề mặt gia công rất lớn làm tăng cường độ bóc tách kim loại
do đó độ nhám giảm. Dung dịch hạt mài được phun với P =
0.5-0.7 Mpa (bằng áp lực khí nén) làm tăng năng suất 7-12 lần
so với phun không khí nén 305 9.1. Gia công bằng tia hạt mài
Hiệu quả gia công tia hạt mài phụ thuộc vào kết cấu vòi phun,
cường độ bóc tách kim loại, độ nhám bề mặt gia công. Còn
phụ thuộc vào các yếu tố khác như : thời gian gia công, tỷ lệ
hạt mài trong dung dịch, độ hạt của hạt mài, loại đá mài, và
đặc tính của dòng tia Độ nhám bề mặt giảm ở thời gian gia công ban đầu đến 1 giới hạn thời gian thì nó hầu như không thay đổi. 306 307 308 Phạm vi ứng dụng của gia công bằng tia hạt
mài Hiệu quả gia công tia hạt mài phụ thuộc vào kết cấu vòi phun,
cường độ bóc tách kim loại, độ nhám bề mặt gia công. Còn
phụ thuộc vào các yếu tố khác như : thời gian gia công, tỷ lệ
hạt mài trong dung dịch, độ hạt của hạt mài, loại đá mài, và
đặc tính của dòng tia Độ nhám bề mặt giảm ở thời gian gia công ban đầu đến 1 giới hạn thời gian thì nó hầu như không thay đổi. 309 9.1. Gia công bằng tia hạt mài
• Phương pháp gia công có nhiệt độ thấp, bề mặt bị biến cứng
-> Độ cứng tế vi tăng, làm xuất hiện ứng suất dư nén, phương
pháp gia công cho phép nâng cao độ bền mỏi của chi tiết,
tuổi bền của dụng cụ cắt 310 9.2. Gia công hạt mài rung
9.2.1. Bản chất Được thực hiện trong thùng chuyên dùng có
chứa chi tiết và môi trường gia công dưới tác
động dao động tần số thấp (rung động) theo các
tiết chuyển động theo các
phương làm chi
hướng và các hạt mài va đập vào bề mặt gia
công gây biến dạng dẻo và là phẳng các nhấp
nhô tế vi -> Rz giảm 311 9.2. Gia công hạt mài rung
9.2.1. Bản chất
Chi tiết và môi trường gia công còn có thêm chuyển
động tuần hoàn(quay chậm trong thùng) để chi tiết và
các hạt mài có các vị trí khác nhau do đó tác động
hạt mài sẽ đều đặn trên toàn bộ bề mặt gia công Gia công hạt mài rung có thể thực hiện trong môi
trường khô hay dung dịch lỏng (được cấp theo chu kỳ) 312 313 Gia công hạt mài rung điện hóa 314 Gia công hạt mài rung có
cơ cấu làm quay chi tiêt 9.2.1. Bản chất Gia công hạt mài rung điện hóa chi tiết được gá trên trục
quay hay cố định và được ngâm trong dung dịch chất điện
phân. Cực dương nối với chi tiết, cực âm nối với dung dịch
điện phân. Dưới tác động của dòng điện bề mặt chi tiết bị hòa
tan, phoi được đẩy ra ngoài. Quá trình cũng xảy ra cắt gọt như hạt mài thông thường dưới
dạng cắt tế vi và biến dạng dẻo. Do vậy cường độ bóc tách
tăng lên (5-7 lần). Phương pháp này dùng gia công chi tiết có
độ cứng vững cao, chi tiết lớn Gia công hạt mài rung là phương pháp gia công vạn năng
dùng gia công các chi tiết có chiều dài lớn, đường kính lớn. 315 9.2.2. Môi trường gia công và chế độ cắt Môi trường gia công gồm: chất lỏng và chất cứng
Chất cứng: các hạt mài, vật liệu cứng được nghiền nhỏ -> có tác dụng cắt cơ học Chất lỏng: dung dịch axit, kiềm, muối có tác dụng khử phoi ra
khỏi bề mặt gia công và tạo phân bố vị trí đều chi tiết trong
thùng. Chất cứng và chất lỏng được chọn phụ thuộc vào tính chất
vật liệu gia công, hình dáng, kích thước và mục đích của
nguyên công (làm sạch bavia,…) 316 9.2.2. Môi trường gia công và chế độ cắt Chế độ cắt phụ thuộc thể tích thùng chứa, hình dáng, kích
thước chi tiết, vật liệu chi tiết. Tần số trong thùng có thể dao
động 15-50 Hz, biên độ dao động 0.5-0.9 mm. Nếu có cơ cấu
quay chi tiết (chi tiết được gá trên trục quay) thì tốc độ quay
của chi tiết 0.5-15m/s, dao động 23-33 Hz biên độ dao động 1-
5 mm Kích thước hạt mài ảnh hưởng đến năng suất gia công và Rz
do vậy chọn hạt mài phụ thuộc chế độ cắt, tính chất vật liệu
gia công, đặc tính của thiết bị gia công thường kích thước hạt
mài 2-70 µm 317 9.2.3. Chất lượng bề mặt và phạm vi ứng dụng
Độ nhám bề mặt gia công được hình thành trong quá trình va
đập của hạt mài vào bề mặt gia công do có va đập nên bề
mặt có các vết cắt tế vi theo các kh khác nhau, đỉnh các
nhâp nhô được vê tròn và được là phẳng Với chế độ cắt tối ưu phương pháp có thể cho Ra= 0.32-0.63 µm T0 cắt thấp khi gia công nên các cấu trúc lớp bề mặt không thay đổi Thường được sử dụng rất hiệu quả khi làm sạch phôi đúc, rỉ sắt, làm sạch chi tiết sau khi gia công 318 Phương pháp sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt lớn và
hàng khối. Gia công các chi tiết máy bay, tuabin, thiết bị hóa
học, máy mỏ, thiết bị dệt. 9.3. Gia công bằng hạt mài từ
9.3.1. Bản chất
Chi tiết và hạt mài được đặt trong từ trường và có chuyển động
cưỡng bức của chi tiết do chi tiết quay và chi tiết dao động dọc
trục va đập vào các hạt mài và quá trình bóc tách kim loại được
thực hiện. (hạt mài bị lực từ trường giữ lại trong khe hở giữa chi tiết
và cực từ) Phương pháp thường dùng gia công mặt phẳng, trụ ngoài, trong, mặt định hình đơn giản Khi gia công chất liên kết các hạt mài chính là từ trường và được 319 điều chỉnh bởi dòng điện qua các cuận dây do đó điều chỉnh được
chế độ công nghệ làm quá trình đánh bóng bằng hạt mài từ gần với
phương pháp gia công bằng hạt mài liên kết hay tự do. Đây chính
là ưu điểm của phương pháp này. 320 9.3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến
quá trình gia công và chế độ cắt
Chất lượng bề mặt gia công ảnh hưởng nhiều từ: Từ thông, vật liệu hạt mài nhiễm từ, độ hạt, khe hở gia công, tốc độ quay, tốc
độ dao động của chi tiết, tính chất cơ lý vật liệu gia công, độ
nhám ban đầu, thời gian gia công, dung dịch trơn lạnh. Từ thông tăng làm lực tác động của hạt mài vào bề mặt gia
công tăng, tuy nhiên nó sẽ hạn chế khả năng định hướng à
khuấy đều của hạt mài -> làm giảm tính cắt gọt của hạt mài. Khi tốc độ cắt tăng- >chiều dài quãng đường cắt tăng-> cường độ bóc tách tăng -> Rz giảm ,nhưng khi tốc độ tăng
làm tính di động hạt mài giảm và lưỡi hạt mài cứng hơn -> Rz
tăng và cường độ bóc tách giảm 321 9.3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến
quá trình gia công và chế độ cắt
Tăng khe hở vùng gia công làm giảm áp lực mài và giảm cường độ bóc tách Tốc độ và biên độ dao động của chi tiết ảnh hưởng đến quá trình khuấy đều hạt mài và khả năng tự mài sắc lại của hạt mài.
Biên độ dao động giảm và f tăng làm cường độ bóc tách tăng
-> Rz giảm.(do thay đổi quỹ đạo của hạt mài) Độ hạt của hạt mài giảm dẫn đến số lượng hạt mài tiếp xúc với chi tiết tăng -> Rz giảm 322 323 • Polishing and buffing are finishing processes for smoothing a workpiece's surface using an abrasive and
a work wheel or a leather strop. Technically polishing
refers to processes that use an abrasive that is glued to
the work wheel, while buffing uses a loose abrasive
applied to the work wheel. • Polishing is a more aggressive process while buffing is
less harsh, which leads to a smoother, brighter finish.A
common misconception is that a polished surface has
a mirror bright finish, however most mirror bright finishes
are actually buffed. • The condition of the material at hand determines what type of abrasive will be applied. The first stage, if the material is
unfinished, starts with a rough abrasive (perhaps 60 or 80 grit)
and each subsequent stage uses a finer abrasive, such as 120,
180, 220/240, 320, 400 and higher grit abrasives, until the desired
finish is achieved. The rough (i.e. large grit) passes remove
imperfections within the metal surface like pits, nicks, lines and
scratches. • Polishing may be used to enhance and restore the looks of
certain metal parts or object on cars and other vehicles,
handrails, cookware, kitchenware, and architectural metal. In
other applications such as pharmaceutical, dairy, and specialty
plumbing, pipes are buffed to help prevent corrosion and to
eliminate locations where bacteria or mold may reside. Buffing is
also used to manufacture light reflectors. • Flame polishing uses a
hot flame to flow a
plastic surface. Operator
skill is critical with this
method. When done
properly, flame plastic
polishing produces the
clearest finish, especially
when polishing acrylic.
Flat external surfaces are
the most applicable
configuration for this
method. • Vapor polishing utilizes a chemical vapor which attacks the surface of
the plastic, causing it to flow. Acrylic unfortunately does not respond to
this polishing process as well as polycarbonate, polysulfone, and ultem.
This process requires specialized equipment and handling to achieve
the desired results. With precise machining by a skilled plastic
machinist, an optical quality component can be achieved.
Conversely, if the machining has been done improperly, vapor
polishing can actually make the situation worse and the feature takes
on an opaque white look. In extreme cases, plastic parts may
immediately stress crack and are rendered unusable in the vapor
plastic polishing process. This method can be used in polishing both
internal and external features, including threads and drill holes. • Mechanical plastic polishing is the most common, easiest to do,
and useful on any plastic. This method tends to leave very fine
scratches on the surface and will usually look nice but is not
acceptable for optical work. Buffing will degrade the surfaces of
the two other methods above. • Direct machining is the most successful but technically difficult method to produce clear acrylic components. With this polishing
approach, tooling and machine parameters are fine tuned to
produce a polished acrylic part directly off the machine. Direct
machining produces some of the clearest and most consistent
acrylic components. • Buffing typically uses a cotton wheel with a cutting compound.
Similar to flame polishing, it works well on large exterior surfaces.
It has limited use in interior work and generally cannot produce a
really consistent finish. Buffing is appropriate where focus is on
aesthetics. When viewed at magnification, the buffing wheel
actually produces fine multidirectional scratches, limiting its
ability to produce true clarity. 10.1. Bản chất và công dụng Phương pháp gia công tinh nhằm nâng cao độ nhẵn bóng bề mặt bằng cách dùng bánh đánh bóng kết hợp
với bột mài chà xát lên bề mặt gia công với tốc độ cao. Đánh bóng gồm 2 quá trình: Bánh đánh bóng gồm các loại sau: – Cắt gọt tế vi bằng hạt mài tự do nhờ tốc độ lớn
– Hiện tượng lăn ép trượt dẻo – Bánh đánh bóng bằng gỗ có độ bền nhỏ dễ bị cong vênh thường dùng đánh bóng sơ bộ. – Bánh đánh bóng bằng vải thô dùng hạt mài có kích thước lớn 332 để gia công thô các chi tiết lớn. 10.1. Bản chất và công dụng Dùng gia công mặt trụ ngoài, trụ trong, côn, phẳng, cầu, định hình. 333 Ngoài mục đích làm bóng bề mặt còn nâng cao độ chính xác cho chi
tiết, lượng kim loại bóc tách được 0.01-0.03 mm, độ bóng 11-14. Gia
công được tất cả vật liệu khác nhau (từ Al -> thép nhiệt luyện) 10.1. Bản chất và công dụng Quá trình đánh bóng trải qua 3 cơ chế + Cơ khí: Bóc tách độ nhấp nhô tế vi + Vật lý: t0, tính dẫn điện của vật liệu gia công + Hóa học: bóc tách lớp oxit 334 Vậy quá trình đánh bóng kim loại là quá trình tác động tổ hợp của: Cơ
khí. Vật lý, Điện và Hóa học. Các hiện tượng này tác động qua lại và
thay đổi tùy thuộc vào vật liệu gia công vật liệu dụng cụ, chế độ cắt và
môi trường xung quanh 10.2. Yêu cầu với quá trình đánh bóng Bề mặt đánh bóng không cho phép để lại khuyết tật. Các vết xước có độ sâu lớn cần được khử trước khi đánh bóng Thường được bắt đầu từ vùng có nhiều khuyết tật nhất Độ nhám đạt được phải qua một số bước và sử dụng hạt mài có kích 335 thước giảm dần 10.3. Các phương pháp đánh bóng cơ khí Thực hiện bằng đá mài mềm, đá mài, dung dịch tia hạt mài, trong tang
quay, cơ cấu rung. Chi tiết và dụng cụ có chuyển động tương đối với
nhau Thông thường dùng đá mài mềm vì đơn giản có tính vạn năng cao nhưng năng suất thấp Đánh bóng trong tang quay và cơ cấu rung cho năng suất cao nhất ->
được sử dụng rộng rãi trong điều kiện sản xuất hàng loạt và hàng khối Chọn phương pháp đánh bóng phụ thuộc kết cấu chi tiết, số lượng chi tiết gia công, tính chất cơ lý vật liệu chi tiết gia công 336 Thép không rỉ có tính dẫn nhiệt kém, độ cứng cao -> phương pháp nào
cũng gặp khó khăn khi đánh bóng. Vật liệu kim loại màu dễ dàng đánh
bóng 337 10.4. Đánh bóng bằng đá mài đàn hồi
10.4.1. Phạm vi ứng dụng
Thực hiện trên máy đánh bóng đơn giản hay đồ gá chuyên dùng với phương pháp chạy dao bằng tay. Phương pháp chạy dao cơ khí thực
hiện trên máy chuyên dùng, máy tổ hợp hay bán tự động Thường thực hiện đánh bóng chi tiết trước khi mạ, chi tiết phản xạ, chi tiết trong ô tô, xe máy.. Đánh bóng bằng đá mài mềm có lớp hạt mài đánh bóng -> đạt độ 338 bóng thấp -> sử dụng khi không cần kiểm tra kích thước và sai số hình
dáng 10.4.1. Phạm vi ứng dụng
Đáng bóng sử dụng bột đánh bóng -> độ bóng cao, giữ được độ chính xác của chi tiết do nguyên công sát trước để lại 339 Do tính vạn năng và đơn giản -> sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt
vừa và loạt nhỏ, trong sản xuất hàng khối thì dùng phương pháp cơ khí
hóa và tự động hóa 10.4.2.Bánh đánh bóng
Làm từ vật liệu phíp, phớt, vải, cao su … là dụng cụ mềm, đàn hồi trên bề 340 mặt có phủ lớp hạt mài hay lớp bột đánh bóng 341 10.4.3. Bột đánh bóng Là hỗn hợp gồm hạt mài, chất kết dính, mỡ và một số chất khác như oxit sắt, oxit crom hay Al2O3. Bột đánh bóng cần đảm bảo: Gia công đạt độ bóng tương đối so với mặt gương Phải có độ dai, độ bền cần thiết và thành phần phải đồng nhất Có khả năng bám chặt trên bề mặt của bánh đánh bóng 342 Không bị vỡ, làm bẩn hay xước bề mặt gia công 10.4.4.Công nghệ đánh bóng bằng đá mài đàn hồi
a. Chuẩn bị bề mặt trước khi đánh bóng
Bề mặt trước khi đánh bóng ≥ 6. Đánh bóng cũng có thể làm tăng độ
bóng bề mặt 1-2 cấp. Nếu bề mặt yêu cầu cao độ bóng thì độ bóng
trước khi đánh bóng 7.8.9 Đánh bóng không khử được sai số hình dáng hình học và vị trí tương 343 quan do vậy chi tiết phải được gia công đạt độ chính xác trước khi đánh
bóng 10.4.4.Công nghệ đánh bóng bằng đá mài đàn hồi
b. Các bước công nghệ khi đánh bóng
Số bước công nghệ phụ thuộc vào vật liệu gc, yêu cầu bề mặt gia công, lượng dư và Rz ban đầu, thường lượng dư z = 0.12-0.3 mm Tùy thuộc vào chuản bị bề mặt trước khi đánh bóng và độ nhám yêu 344 cầu số lượng các bước có thể giảm 2-3 bước 10.4.4.Công nghệ đánh bóng bằng đá mài đàn hồi
c. Chế độ đánh bóng Là tốc độ quay của bánh đánh bóng và áp lực của nó lên chi tiết gia công Bánh đánh bóng có đường kính (300-500), n = 2000-2400 vòng/ phút, d =500
n = 1200-1400 thông thường tốc độ vòng khi gia công của bánh đánh bóng từ 12 -30 (m/giây) Áp lực thường 2,5-5 kg/ cm2. Áp lực lớn dùng khi gia công thô, nhỏ khi đánh bóng tinh 345 10.4.4.Công nghệ đánh bóng bằng đá mài đàn hồi
c. Chế độ đánh bóng Là tốc độ quay của bánh đánh bóng và áp lực của nó lên chi tiết gia công n = 2000-2400 vòng/ phút, d =500 n = 1200-1400 thông thường tốc độ vòng khi gia công của bánh đánh bóng từ
12 -30 (m/giây) Áp lực thường 2,5-5 kg/ cm2. Áp lực lớn dùng khi gia công thô, nhỏ khi đánh bóng tinh Bánh đánh bóng bằng vải mềm dùng hạt mài có kích thước nhỏ dùng để đánh
bóng tinh. Bánh đánh bóng bằng vải ép dùng đánh bóng rất tinh. 346 Bánh đánh bóng có đường kính (300-500), 10.4.4.Công nghệ đánh bóng bằng đá mài đàn hồi
c. Chế độ đánh bóng
Tốc độ đánh bóng khoảng 20 40 m/s, trên mặt bánh có bôi bột đánh bóng bằng các hạt mài rất mịn, đôi khi cho thêm bột graft để
đạt Ra 0,02 m. Có thể đánh bóng 2 hoặc 3 lần bằng các bột có
kích thước nhỏ dần. 347 Đánh bóng không sửa chữa được sai lệch về hình dạng, sai lệch về
vị trí tương quan và khuyết tật trên bề mặt gia công. Vì vậy trước khi
đánh bóng chi tiết phải được gia công tinh và chỉ để lại lượng dư
khoảng 5m. 10.4.5.Máy đánh bóng gia công bằng đá mài đàn hồi Gồm các loại: Một trục chính hai phía
Hai trục chính hai phía
Máy động cơ
Máy trục mềm Máy đánh bóng vô tâm Máy đánh bóng bán tự động và tự động
Các máy dùng cho dây chuyền tự động 348 10.4.5.Máy đánh bóng gia công bằng đá mài đàn hồi 349 10.4.5.Máy đánh bóng gia công bằng đá mài đàn hồi 350 10.4.5.Máy đánh bóng gia công bằng đá mài đàn hồi 351 10.4.5.Máy đánh bóng gia công bằng đá mài đàn hồi 352 10.4.5.Máy đánh bóng gia công bằng đá mài đàn hồi 353 10.4.6. CKHvà TĐH quá trình đánh bóng bằng đá
mài đàn hồi Hình 10.10 là máy đánh
bóng bán tự động để đánh
bóng mặt đầu các chi tiết
nhỏ 354 10.4.6. CKHvà TĐH quá trình đánh bóng bằng đá
mài đàn hồi Hình 10.11 máy đánh bóng
tự động để đánh bóng trục
vít của tay lái trong ô tô 355 10.4.7. Các chi tiết được đánh bóng bằng đá mài
mềm 1.Đánh bóng các chi tiết của dụng cụ y học
Các chi tiết này được đánh bóng qua 3 nguyên
công: đánh bóng thô, đánh bóng tinh và đánh
bóng lần cuối hoặc đánh bóng sau khi mạ niken 2. Đánh bóng các chi tiết của của xe đạp
Các chi tiết của xe đạp như ghi đông, moay ơ được đánh bóng bằng đá mài mềm 356 10.4.7. Các chi tiết được đánh bóng bằng đá mài
mềm 3. Đánh bóng vòng đỡ bi
Nguyên công này được thực hiện trên máy đánh bóng vô tâm tự động như hình 10.12 Tốc độ đánh bóng: 22m/s
Áp lực 3-4kG/
Độ bóng đạt cấp 11 357 10.5. Đánh bóng bằng giấy ráp và đai mài 10.5.1. Giấy ráp, đai mài và ứng dụng: • Giấy ráp: 358 • Đai mài: 10.5.2. Công nghệ đánh bóng bằng giấy ráp
và đai mài
• Đánh bóng trên
nhánh tự do 359 10.5.2. Công nghệ đánh bóng bằng giấy
ráp và đai mài 360 • Đánh bóng trên
nhánh tự do 10.5.2. Công nghệ đánh bóng bằng giấy
ráp và đai mài 361 • Đánh bóng tiếp xúc 1.1. Khái niệm và sự hình thành lớp bề mặt khi gia
công tinh bằng biến dạng dẻo Ngày nay ngoài các phương pháp gia công tinh bằng cắt gọt, người ta còn dùng phổ biến các phương pháp
gia công tinh không phoi dựa trên nguyên lý biến
dạng dẻo bề mặt gia công ở trạng thái nguội. 363 Phương pháp này có những ưu điểm mà phương pháp
gia công cắt gọt không có được như: nâng cao độ
cứng lớp bề mặt, tăng tính chống mòn lớp bề
mặt, nâng cao giới hạn chảy, và đặc biệt là nâng
cao giới hạn mỏi của chi tiết máy, v.v… 1.1. Khái niệm và sự hình thành lớp bề mặt khi gia
công tinh bằng biến dạng dẻo Bi hoÆc con l¨n Rb S Pt d
b
R R P Pk dp dct nph 364 1.1. Khái niệm và sự hình thành lớp bề mặt khi gia
công tinh bằng biến dạng dẻo 365 1.1. Khái niệm và sự hình thành lớp bề mặt khi gia
công tinh bằng biến dạng dẻo
Dùng bi cầu hoặc con lăn với bán kính là Rb tác động lên bề mặt của phôi 1 lực và cho chạy dao S
thì phôi có đường kính ban đầu là dp và có độ
nhấp nhô ban đầu là Rbđ Trong quá trình tác dụng như vậy kim loại ở các
đỉnh nhấp nhô cao sẽ chuyển theo cả hai phương
ở chỗ tiếp xúc giữa bi và mặt gia công là chiều
cao nhấp nhô ban đầu Rbđ sẽ bị giảm đến chiều
cao nhấp nhô mới R và ta sẽ được kích thước cuả
chi tiết là d. 366 1.1. Khái niệm và sự hình thành lớp bề mặt khi gia
công tinh bằng biến dạng dẻo Khi tác động 1 lực lên bi hoặc con lăn thì lực này sẽ
truyền sang bề mặt gia công và lực này được phân
tích thành 2 thành phần là lực tiếp tuyến Pt và lực
hướng kính Pk 367 Pt có xu hướng làm cho các đỉnh nhấp nhô có xô trượt,
lực Pk có xu hướng làm dát rộng và khi ép ta mong
muốn các nhấp nhô bị ép xuống và dát rộng ra chứ
không muốn là các nhấp nhô bị xô trượt, từ đó cần
phải sao cho tỷ lệ giữa lực Pt /Pk là nhỏ nhất. Sau khi
lăn ép ta có độ nhẵn là Ra =0.020.01m . 1.1. Khái niệm và sự hình thành lớp bề mặt khi gia
công tinh bằng biến dạng dẻo 368 1.2. Lăn ép bằng con lăn hoặc bi S F nc Bi cÇu 369 Sơ đồ a là lăn ép bằng bi cầu với lực tác dụng bằng lò xo thực
hiện trên máy tiện . 1.2. Lăn ép bằng con lăn hoặc bi 370 Sơ đồ b lăn ép mặt trụ ngoài bằng con lăn trên máy tiện với lực
tác dụng cứng không đàn hồi. 1.2. Lăn ép bằng con lăn hoặc bi 371 Sơ đồ c lăn ép rẵnh định hình. 1.2. Lăn ép bằng con lăn hoặc bi Với phương pháp này có thể gia công được các dạng mặt phẳng, mặt trụ trong, mặt trụ ngoài, thậm chí có thể lăn ép
cả các bán kính lượn giữa các bậc trục, các rãnh cung tròn. Khi lăn ép cần tạo nên một áp lực lên bề mặt gia công từ
0,2 10 KN từ một hoặc nhiều con lăn (hoặc bi). Các con
lăn phải có độ cứng cao hơn vật liệu gia công, độ nhẵn bóng
của con lăn cao hơn chi tiết gia công. Các con lăn này được
quay tự do trong rãnh và ép lên bề mặt gia công với lực đàn
hồi bằng lò xo hoặc lực cố định. Lăn ép có thể được tiến hành nhờ các dụng cụ gá trên các
máy tiện, máy khoan, máy bào, máy phay hoặc máy mài. 372 1.2. Lăn ép bằng con lăn hoặc bi
Các bi cầu thường được chọn từ bi tiêu chuẩn với đường
kính d=530mm .Độ nhẵn bóng bề mặt Ra =0.025m
,độ cứng từ 6264 HRC. Bề mặt chi tiết được lăn ép sẽ
giảm cường độ ăn mòn khi chi tiết làm việc trong môi
trường có ăn mòn. Ngoài ra với lăn ép còn sửa được
khuyết tật bên trong và bên ngoài của các bề mặt
phẳng và tròn xoay. Để tăng năng suất vầ chất lượng thì người ta làm những đầu lăn mang nhiều bi hoặc con lăn. 373 1.3. Nong lỗ bằng bi hoặc chầy nong Nong lỗ là phương pháp gia công nén ép bề
mặt lỗ để nâng cao độ chính xác và độ nhẵn
bóng bề mặt lỗ. Nong lỗ có thể thực hiện băng
bi cầu hoặc chầy nong. 374 a. Nong lỗ bằng bi cầu Bi cầu có đường kính D tiêu chuẩn đúng bằng kích thước lỗ cần gia công sau đó dùng lực P ép bi cầu thì ta sẽ
được lỗ có kích thước bằng bi . 375 Phương pháp để gia công lỗ thông cho độ thẳng tâm của
lỗ không cao. Vì vậy phương pháp này chỉ gia công lỗ
ngắn sau khi gia công độ chính xác có thể đạt đến cấp
độ 7 độ nhẵn bóng Ra =0,20,1m. a. Nong lỗ bằng bi cầu 376 b. Nong lỗ bằng chầy nong.
Đây là phương pháp gia công thực hiện bằng cách
đẩy hoặc kéo chầy nong có kết cấu và kích thước
thích hợp với lỗ gia công qua lỗ gia công đó. Với phương pháp gia công này có thể dùng một
trong hai loại chầy nong một nấc và nhiều nấc. 377 c. Nong lỗ bằng chầy nong một nấc P ChÇy P b b Phương pháp đẩy Phương pháp kéo 378 c. Nong lỗ bằng chầy nong một nấc Dùng chày nong có kết cấu thích hợp để đẩy chày như hình a hoặc kéo như hình b qua lỗ gia công . Kết cấu chày có phần góc côn vào α= 350 côn ra α1 = 46 0
chiều rộng b của đường kính làm việc b = 0,5 1,2 mm .Vật
liệu làm chày có thể là thép các bon dụng cụ ,Y10A,Y12A
,(CD100A,CD120A) 379 Ngoài ra dùng thép hợp kim WX15,P18, độ cứng 6265HRC,
BK18,BK15. Để nâng cao tính chông mòn phần làm việc của
chầy nong có thể phủ một lớp crôm dầy khoảng 0,005 0,012
mm, hoặc thấm nitơ với chiều sâu chừng 0,50,7 mm. Làm
được như vậy thì tuổi bền của chầy nong nâng cao được từ 24
lần. d. Nong lỗ bằng chầy nong nhiều nấc Vßng
nong S S Trôc a b 380 d. Nong lỗ bằng chầy nong nhiều nấc Ngoài các loại chầy nong một nấc để nong lỗ người
ta còn sử dụng loại chầy nong nhiều nấc. Loại này
thường dùng để gia công lỗ có đường kính trên 6
mm. Khi dùng chày nong nhiều nấc cũng có 2 loại
kết cấu :
– Chày nong liền khối (a) 381 – Chày nong ghép từ nhiều vòng nong (b) d. Nong lỗ bằng chầy nong nhiều nấc • Chày nong liền khối chế tạo với nhiều nấc đường kính nấc đường
kính phía sau thường lớn hơn đường kính phía trước 1 lượng nâng
Sz giống như dao chuốt không quá 0,3 0,4 mm . • Còn ở hình b chế tạo 1 trục sau đó lắp nhiều vòng nong với đường
kính khác nhau và độ chính xác của các đường kính cũng giống
như chầy nong liền khối nhưng có ưu việt có thể thay được các
vòng nong để ứng với đường kính lỗ cần gia công 1 cách dễ dàng
không tốn kém. • Ở nhiều nấc hoặc vòng nong cuối cùng người ta làm đúng bằng 382 đường kính lỗ gia công có thể là1 hoặc 1 số vòng gọi là vong sửa
đúng.4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
4.2. Chế độ cắt khi mài khôn
4.3. Chất lượng bề mặt, phạm vi ứng
dụng
4.3. Chất lượng bề mặt, phạm vi ứng
dụng
4.3. Chất lượng bề mặt, phạm vi ứng
dụng
4.3. Chất lượng bề mặt, phạm vi ứng
dụng
4.3. Chất lượng bề mặt, phạm vi ứng
dụng
4.3. Chất lượng bề mặt, phạm vi ứng
dụng
4.3. Chất lượng bề mặt, phạm vi ứng
dụng
Chương 5: Mài nghiền bề mặt chi tiết
máy
• Lapping is a machining process in which two surfaces are
Mài Nghiền (Lapping)
5.1. Đặc điểm mài nghiền
5.1. Đặc điểm mài nghiền
5.1. Đặc điểm mài nghiền
5.1. Đặc điểm mài nghiền
5.1. Đặc điểm mài nghiền
5.1. Đặc điểm mài nghiền
5.2. Bản chất vật lý của mài nghiền
5.2. Bản chất vật lý của mài nghiền
5.2. Bản chất vật lý của mài nghiền
5.2. Bản chất vật lý của mài nghiền
5.2. Bản chất vật lý của mài nghiền
5.3. Đặc tính chủ yếu của hạt mài
5.4. Bột nghiền
5.4. Bột nghiền
5.5. Yêu cầu đối với dụng cụ nghiền
5.6. Ứng dụng
5.6. Ứng dụng
5.6. Ứng dụng
5.6. Ứng dụng
5.6. Ứng dụng
5.6. Ứng dụng
5.6. Ứng dụng
5.6. Ứng dụng
5.7. Các thông số của nghiền
5.7. Các thông số của nghiền
5.7. Các thông số của nghiền
5.7. Các thông số của nghiền
Q = CQ.V.Pγ.dδ.Wβ.S-m
Slide 212
LVT1
5.7. Các thông số của nghiền
5.7. Các thông số của nghiền
5.7. Các thông số của nghiền
5.8. Nghiền mặt phẳng
2. Máy nghiền phẳng
Mài nghiền thường được sử dụng
trên các loại máy nghiền một đĩa
hoặc hai đĩa.
5.8. Nghiền mặt trụ ngoài
1. Đặc điểm công nghệ của nghiền mặt trụ
2. Máy nghiền mặt trụ ngoài
1. Đặc điểm công nghệ của nghiền mặt côn
Máy nghiền côn
1. Chuẩn bị chi tiết để nghiền:
Hình 2.3.43.Sơ đồ bể rửa siêu âm
1-bể chứa; 2-màng chắn; 3-bộ phát siêu âm
CHƯƠNG 6: MÀI SIÊU TINH XÁC
0.052.5 Kg/cm2 phạm vi tác dụng của hạt mài là
chiều cao nhấp nhô của nc sát trước để lại
CHƯƠNG 7: Mài bằng đai mài
Belt Grinding
Belt Grinding
Applications
Grinding methods
Grinding methods
7.1. Bản chất của phương pháp mài bằng đai mài
Slide 272
A1
BNT1
BNT2
Slide 273
A4
Slide 275
A5
A6
Slide 276
A5
A6
Một số phương pháp
gia công tiên tiến
(a)
(b)
GIA CÔNG BẰNG TIA LỬA ĐIỆN – EDM
(Electrical Discharge Machine)
Gia công bằng tia lửa điện
Gia công bằng tia lửa điện
Nguyên lý gia công
Nguyên lý gia công
Điện cực dụng cụ
Trong gia công xung định hình, điện cực dụng cụ đóng vai trò cực kì
Khả năng công nghệ
Thiết bị gia công tia lửa điện
Chương 9
Gia công tinh bằng hạt mài tự do
Abrasive jet machining (AJM)
Process
Equipment
Advantages and disadvantages
CHƯƠNG 10: ĐÁNH BÓNG
Polishing
Polishing
Process
Applications
Common plastic polishing methods
Common plastic polishing methods
Common plastic polishing methods
Common plastic polishing methods
Chương 11
GIA CÔNG TINH BẰNG BIẾN DẠNG DẺO
Bản chất của phương pháp gia công này là: dưới
áp lực của các dụng cụ ( như con lăn, bi hoặc
chầy, v.v…) có độ cứng vững cao hơn kim loại bị
gia công, làm các nhấp nhô trên bề mặt gia công
bị biến dạng dẻo và bị ép xuống, do đó chiều
cao các nhấp nhô ban đầu bị giảm đi, tạo thành
các vết nhăn tế vi mới có chiều cao thấp hơn,
đồng thời vật liệu lớp bề mặt chi tiết gia công
được làm chắc lại
Trước khi gia công tinh bằng biến dạng dẻo ta
đã phải gia công bề mặt chi tiết đạt độ nhẵn
bóng bề mặt nhất định để cho bề mặt nhấp nhô
ban đầu Rbđ không quá lớn nếu Rbđ quá lớn xảy
ra các nhấp nhô bị xô trượt bị gấp khúc mà
không bị ép xuống và do đó bề mặt sau khi
gia công không được tốt .
End
![Bài tập tối ưu trong gia công cắt gọt [kèm lời giải chi tiết]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20251129/dinhd8055/135x160/26351764558606.jpg)
