Xác định các thông số chế độ sửa đá mài tối ưu khi mài lỗ thép skd 11 qua tôi

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.7 MB, 81 trang )

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

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

LỜI CAM ĐOAN

Học viên : Vũ Mạnh Huy Học viên: ớp CHC -K22

Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp – Đại học Thái guyên ơi ở: T 8 – hường Quan Triều- TP Thái Nguyên

Tên đề tài luận văn thạc sỹ: “X c địn c c t ôn số c ế độ sửa đ mà tố ƣu k mà lỗ t ép SKD11 qua tô ”.

Chuyên ngành: ỹ thuật Cơ khí Mã ngành: 60520103

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của Thầy giáo PG.TS. Vũ gọc i, Thầy giáo TS. Trần gọc Giang và sự nỗ lực của bản th n, luận văn đã được hoàn thành.

Tôi xin cam đoan:

hững kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là do bản thân nghiên cứu, không sao chép của ai hay nguồn nào (trừ những điểm được trích dẫn).

Các kết quả tính tốn (trừ những điểm được trích dẫn) đều được thực hiện nghiêm túc, trung thực, không chỉnh sửa, không sao chép của bất kỳ nguồn nào.

Thái Nguyên, ngày 25 tháng 10 năm 2021

T c ả

Vũ Mạn Hu

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

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, với sự kính trọng và biết ơn s u sắc, tôi xin được bày tỏ cảm ơn ch n thành tới Thầy giáo GS-TS Vũ gọc i, Thầy giáo TS. Trần gọc Giang, là những người thầy đã dành nhiều thời gian hướng dẫn, tận tình chỉ bảo tơi trong suốt q trình nghiên cứu.

Tôi xin tr n trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, hòng Đào tạo, hoa Cơ khí Trường Đại học ỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành uận án.

Để đạt được những kết quả như ngày hôm nay, tôi xin tr n trọng cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Doanh nghiệp tư nh n Cơ khí chính xác Thái Hà đã giúp đỡ tơi hồn thành việc thí nghiệm và đo kết quả thí nghiệm.

Tơi xin được bày tỏ lòng biết ơn s u sắc tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp những người luôn bên cạnh tôi, đã động viên, chia sẻ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hồn thành uận văn.

T c ả luận n

Vũ Mạn Hu

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

Tính cấp thiết của đề tài ... 1

Đối tượng nghiên cứu ... 2

Mục tiêu nghiên cứu ... 2

hạm vi nghiên cứu ... 2

hương pháp nghiên cứu ... 2

ội dung nghiên cứu ... 2

hững đóng góp mới ... 3

ết cấu của luận văn ... 3

Ý nghĩa của đề tài ... 3

Ý nghĩa khoa học ... 3

Ý nghĩa thực tiễn ... 4

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ MÀI VÀ MÀI LỖ ... 5

1.1. Giới thiệu về quá trình mài ... 5

1.1.1. Đặc điểm cơ bản của mài ... 5

1.1.2. hả năng công nghệ của mài ... 6

1.1.3. Quá trình tạo phoi khi mài. ... 10

1.1.4. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình mài ... 11

1.2. Đặc điểm của quá trình mài lỗ ... 12

1.3. hám bề mặt khi mài ... 14

1.3.1. hám bề mặt gia công khi mài ... 14

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

vii

1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến nhám bề mặt gia công khi mài ... 14

1.3.3. hương pháp đánh giá nhám bề mặt chi tiết gia công sau khi mài ... 15

1.4. ăng suất cắt khi mài ... 16

1.4.1. Quá trình tách phoi của hạt mài ... 16

1.4.2. ăng suất bóc tách vật liệu ... 18

1.4.3. ăng suất của nguyên công mài ... 18

1.5. Kết luận c ươn 1... 18

Định hướng vấn đề nghiên cứu ... 19

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÒN, TUỔI BỀN CỦA ĐÁ MÀI VÀ SỬA ĐÁ

2.3.1. Định nghĩa, tính chất topography đá mài ... 26

2.3.2. Ý nghĩa của topography đá mài ... 27

2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến topography đá mài ... 27

2.3.3. Ảnh hưởng của topography đá đến độ nhấp nhô tế vi bề mặt ... 29

2.4. Giới thiệu về sửa đá khi mài ... 30

2.4.1. T ng quan về sửa đá khi mài ... 30

2.4.2. Sửa đá mài ... 34

2.4.3. Các phương pháp sửa đá và các dụng cụ sửa đá ... 34

2.5. ết luận chương 2 ... 36

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU ... 37

3.1. Yêu cầu chung đối với hệ thống thí nghiệm ... 37

3.2. Sơ đồ kết nối các thiết bị thí nghiệm ... 37

3.3. ựa chọn thiết bị và phơi thí nghiệm ... 38

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

3.4.2. Các bước thực hiện theo phương pháp Taguchi... 42

3.5.3. Các bước tối ưu hóa sử dụng ph n tích quan hệ mờ (Grey Relational Analysis – GRA) [26] ... 44

3.5. ết luận chương 3 ... 46

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ SỬA ĐÁ H P L KHI MÀI LỖ TH P SKD11 QUA TÔI ... 47

4.1. ựa chọn các thông số và các điều kiện thí nghiệm ... 47

4.2. Xác định theo chỉ tiêu nhám bề mặt Ra ... 50

4.2.1. h n tích mức độ ảnh hưởng của các thơng số đến Ra. ... 50

4.2.2. Xác định bộ thông số chế độ sửa đá hợp lý ... 53

4.2.3. Tính tốn dự đoán giá trị nhám bề mặt ... 55

4.3. Xác định theo chỉ tiêu năng suất mài MRR ... 57

4.3.1. h n tích ảnh hưởng của các thông số ... 58

4.3.2. Xác định chế độ sửa đá hợp lý ... 59

4.4. Bài tốn hóa đa mục tiêu ảnh hưởng của chế độ sửa đá đến tốc độ bóc tách vật liệu (MRR) và nhám bề mặt (Ra) khi mài lỗ thép S D11 đã qua tôi. ... 61

4.5. ết luận chương 4 ... 66

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ... 67

5.1. ết luận chung ... 67

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo. ... 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 68

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

Bảng 4.3. M c tiêu c a từng chỉ tiêu đánh giá hi s a đá ... 48

Bảng 4.4. t quả th nghi m bôi trơn làm mát cho Ra và MRR. ... 49

Bảng 4.5. ANOVA giá trị hi s a đá. ... 50

Bảng 4.6. Mức độ ảnh hưởng c a các y u tố đ n hi s a đá... 51

Bảng 4.7. ANOVA giá trị S/N c a Ra hi s a đá. ... 53

Bảng 4.8. Mức độ ảnh hưởng c a các y u tố đ n tỉ số S/N c a Ra hi s a đá ... 54

Bảng 4.9. ANOVA giá trị hi đưa ntinh, Ssd, ttho vào phân t ch lỗi ... 55

Bảng 4.10. t quả phân t ch (ANOVA) ảnh hưởng c a các thông số công ngh s a đá đ n tỉ số S/N ... 58

Bảng 4.11. Thứ tự ảnh hưởng c a các thông số đ u vào đ n MRR ... 59

Bảng 4.12. Ch độ s a đá tối ưu ... 60

Bảng 4.13. Dự đoán tốc độ b c tách vật li u tối ưu ... 60

Bảng 4.14. Trị số S/N, giá trị chuẩn hóa S/N Zi, giá trị tuy t đối c a sai l ch i (k) và trị số quan h xám ... 62

Bảng 4.15. Phân t ch ANNOVA cho tỉ số S/N c a h số quan h xám ... 63

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

viii

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Sơ đồ ngun lý mài trịn ngồi chạy dao dọc 6 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý mài trịn ngồi chạy dao ngang 6 Hình 1.3. Sơ đồ ngun lý mài trịn ngồi chạy dao xiên 7

Hình 1.7. Sơ đồ nguyên lý các phương pháp mài phẳng 8

Hình 1.10. Ảnh hưởng của các thơng số đầu vào đến các tham số quá trình mài và

Hình 1.14. Hình dạng hạt mài và ph n tích lưỡi cắt [31] 16

Hình 2.1. Các dạng mịn của đá mài [1] ………24

Hình 2.2. Q trình mịn của đá [2] ... 25

Hình 2.3. Biên dạng bề mặt đá mài ... 26

Hình 2.4. Ảnh hưởng của dụng cụ sửa đá đến chiều cao biên dạng ha ... 28

Hình 2.5. Ảnh hưởng của Ssd sửa đá đến topography đá ... 29

Hình 2.6. Ảnh hưởng của chế độ sửa đá đến độ nhấp nhô tế vi bề mặt Ra ... 30

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

Hình 2.9. Cách gá mũi sửa đá kim cương một hạt [18] ... 32

Hình 2.10. Dụng cụ sửa đá kim cương một hạt [5] ... 35

Hình 2.11. Dụng cụ sửa đá kim cương nhiều hạt [5] ... 35

Hình 3.1. Sơ đồ kết nối các thiết bị thí nghiệm 37

Hình 3.2. hơi thí nghiệm 38 Hình 3.3. Đá mài 39 Hình 3.4. Bút sửa đá kim cương 39 Hình 3.5. Hình ảnh máy đo nhám Mitutoyo SV-3100 40 Hình 3.6. Đầu đo lực istler 9257BA 40 Hình 4.1. Biểu đồ các ảnh hưởng chính của các yếu tố đến khi sửa đá 51

Hình 4.2. Biểu đồ ảnh hưởng chính của các yếu tố đến tỉ số S/ của Ra khi sửa đá54 Hình 4.3. Đồ thị ph n phối xác suất của tập dữ liệu 57 Hình 4.4. Ảnh hưởng của các thông số công nghệ sửa đá đến tỉ số S/ 59 Hình 4.5. Đồ thị xác suất về mức độ phù hợp của mơ hình thực nghiệm đối với

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

PHẦN MỞ ĐẦU Tín cấp t ết của đề tà

Gia cơng mài nói chung và mài lỗ nói riêng được sử dụng rất rộng rãi để gia công bán tinh và gia công tinh trong ngành chế tạo cơ khí. Vì thế, nghiên cứu về mài cũng như mài lỗ đã nhận sự quan t m của nhiều nhà khoa học. Tính đến hiện tại, đã có nhiều nghiên cứu về q trình mài nói chung và về mài lỗ nói riêng. hả năng cắt của mài đã được đánh giá trong [1]. Các phương pháp sửa đá mài với các dụng cụ sửa đá khác nhau đã được khảo sát như sửa đá bằng bút sửa đá kim cương một hạt [2], sửa bằng đĩa sửa đá kim cương [3]. Các phương pháp sửa bằng các phương pháp gia công không truyền thống cũng đã được nghiên cứu như sửa đá bằng laser [4] hay sửa đá điện hóa [5]. Topography của đá cũng được mơ phỏng trong [6]. Bên cạnh đó, việc đánh giá chất lượng bề mặt gia công để thấy rõ hiệu quả của sửa đá được trình bày trong [7, 8]. Quá trình sửa đá để mài các vật liệu khác nhau cũng được nghiên cứu như sửa đá để mài thép F-5229 [9], để mài gốm [10] hay để mài các bít vofram [11]…

Việc tối ưu hóa q trình mài lỗ vịng bi nhằm giảm thời gian gia công mà vẫn đảm bảo độ nhám yêu cầu đã được nghiên cứu trong [12]. Trong [13] đã tối ưu hóa các thơng số q trình mài, thời gian mài với chỉ tiêu lực hướng kính nhỏ nhất. Bên cạnh đó, cịn có các nghiên cứu về xác định các thông số tối ưu khi mài như vận tốc quay của đá, vận tốc quay của phôi, chiều s u sửa đá vv… đã được khảo sát trong [14] với mài phẳng, và trong [15, 16] với mài trịn ngồi. Gần đ y, trong [17] đã nghiên cứu chế độ công nghệ sửa đá, bôi trơn - làm nguội và xác định đường kính đá mài tối ưu khi thay đá để n ng cao hiệu quả của quá trình mài lỗ thép SKD11 qua tơi.

Từ ph n tích trên thấy rằng, đến nay có khá nhiều nghiên cứu về mài cũng như mài lỗ, trong đó có các nghiên cứu về tối ưu hóa q trình mài lỗ. Tuy nhiên bài tốn xác định các thơng số tối ưu của quá trình mài khi mài lỗ thép S D11 qua

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

tôi chưa được quan t m. Chính vì vậy nghiên cứu “Xác định các thông số chế độ sửa đá mài tối ưu khi mài lỗ thép S D11 qua tôi” là đề tài có tính cấp thiết.

Đố tƣợn n n cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công nghệ mài lỗ, với đối tượng thực nghiệm là thép S D11 qua tôi.

Mục t u n n cứu

- Giảm chi phí gia công, cải thiện độ nhám của bề mặt chi tiết gia công và n ng cao năng suất mài.

- Bằng nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, xác định chế độ bôi trơn làm nguội hợp lý nhằm đạt nhám bề mặt gia công nhỏ nhất, năng suất gia công cao nhất và chi phí mài nhỏ nhất góp phần n ng cao hiệu quả của quá trình mài lỗ chi tiết từ thép SKD11 qua tôi.

P ạm v n n cứu

hạm vi nghiên cứu của đề tài là tập trung nghiên cứu công nghệ mài lỗ chạy dao dọc với vật liệu S D11 qua tôi, đá mài của hật.

Đề tài tập trung nghiên cứu ảnh hưởng và xác định chế độ bôi trơn, làm nguội hợp lý, để cải thiện độ nhám bề mặt, giảm chi phí q trình mài lỗ.

P ƣơn p p n n cứu

uận văn được thực hiện bằng phương pháp kết hợp lý thuyết với thực nghiệm

Nghiên cứu lý thuyết:

h n tích và t ng hợp cơ sở lý thuyết của công nghệ mài lỗ, lý thuyết tính tốn chi phí mài.

Nghiên cứu thực nghiệm:

Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ như xác định các thông số hợp lý của chế độ bôi trơn làm nguội (BT ), sửa đá và đường kính đá khi thay trong gia cơng mài lỗ.

Nộ dun n n cứu

ghiên cứu t ng quan quá trình mài lỗ.

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

ghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của loại, chế độ BT , chế độ sửa đá đến nhám bề mặt, năng suất mài.

ghiên cứu x y dựng mơ hình tính tốn chi phí gia cơng q trình mài lỗ và ảnh hưởng của các nh n tố đến chi phí mài.

ghiên cứu xác định đường kính đá mài khi thay đá trong gia công mài lỗ (tu i thọ hợp lý của đá mài).

N ữn đón óp mớ

- Xác định được thông số công nghệ sửa đá hợp lý nhằm đạt được nhám bề mặt nhỏ nhất khi mài lỗ thép S D11 qua tôi.

- Xác định được thông số công nghệ sửa đá hợp lý nhằm đạt được năng suất cắt lớn nhất khi mài lỗ thép S D11 qua tôi.

- Xác định được thông số công nghệ sửa đá hợp lý nhằm đạt được nhám bề mặt nhỏ nhất trong khi năng suất mài lớn nhất khi mài lỗ thép S D11 qua tôi.

Kết cấu của luận văn

hần mở đầu

Chương 1: Giới thiệu về mài và mài lỗ

Chương 2: T ng quan về mòn, tu i bền của đá mài và sửa đá khi mài

Chương 3: X y dựng mơ hình hệ thống thí nghiệm, lựa chọn phương pháp và thiết

ết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để ứng dụng công nghệ mài lỗ trong chế tạo các sản phẩm đòi hỏi bề mặt làm việc có chất lượng cao, góp phần tăng tính n định và độ tin cậy của một phương pháp gia công tinh sau nhiệt luyện, n ng cao hiệu quả của quá trình mài lỗ.

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

Ý nghĩa thực tiễn

Việc nghiên cứu được thực hiện với một sản phẩm cụ thể đó là cối dập thuốc viên nén trong ngành dược phẩm. hững kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng tại các nhà máy, ph n xưởng sản xuất cơ khí khi gia công các sản phẩm, chi tiết được chế tạo bằng các loại thép hợp kim, chủ yếu là thép crơm nói chung và thép S D 11 nói riêng có yêu cầu cao về độ bền, độ cứng và độ chịu nhiệt.

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

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ MÀI VÀ MÀI LỖ 1.1. G ớ t ệu về qu trìn mà

1.1.1. Đặc điểm cơ bản của mài

Gia cơng bằng mài là q trình bóc tách vật liệu nhờ những hạt mài tác động vào bề mặt của phôi ở tốc độ cao và chiều s u cắt nhỏ. Mài có thể gia cơng được hầu hết các dạng bề mặt như: Mặt trụ trong, mặt trụ ngoài, mặt phẳng, bề mặt ren, răng, trục then hoa… Mài có thể gia cơng được hầu hết các loại vật liệu kỹ thuật. Mài có thể sử dụng cho gia cơng thơ hoặc gia công tinh. So với các phương pháp gia công khác mài có những đặc điểm sau:

- Đá mài có thể được coi là dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt có thơng số hình học khơng giống nhau. Đá mài được tạo thành gồm các hạt mài được xắp xếp lộn xộn, ngẫu nhiên liên kết với nhau bằng chất dính kết. lưỡi cắt thường khơng hợp lý, khơng thuận lợi cho q trình cắt. Thường góc trước âm và có bán kính  ở các lưỡi cắt.

- Mài có tốc độ cắt rất cao (V = 30 - 35 m/s), một số trường hợp lớn hơn 100 m/s, với thông số hình học của lưỡi cắt khơng hợp lý nên nhiệt cắt khi mài có thể cao đến 1500°C.

- Đá mài có thể được coi là dụng cụ cắt nhiều lưỡi, các hạt mài sắp xếp hỗn độn trên mặt đá và cắt ra các phoi riêng biệt. Do đó, mài có thể coi là một q trình cào xước liên tục bề mặt gia công. Tiết diện phoi mài rất nhỏ.

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

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

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

Quá trình mài là quá trình cào xước tế vi bề mặt, tạo ra phoi rất nhỏ nên mài có khả năng đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao. Vì vậy mài thường được

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

dùng cho gia cơng tinh và thường được bố trí ở ngun cơng gia cơng lần cuối trong quy trình cơng nghệ.

Hiện nay, mài là phương pháp được sử dụng khá ph biến trong chế tạo cơ khí. Trong t ng số các máy công cụ được sử dụng, máy mài chiếm khoảng 30%, còn trong chế tạo vòng bi máy mài chiếm tới 60%.

1.1.2. Khả năng công nghệ của mài

Mài là phương pháp gia công có khả năng gia cơng được nhiều dạng bề mặt

như mặt trụ ngoài và trong, mặt phẳng, mặt định thể hiện như trên Hình 1.1 đ n Hình 1.8. Một số dạng mài thường gặp được chỉ ra trong các hình sau:

* Mài trịn ngồi có tâm:

Hình 1.1. Sơ đồ ngun lý mài trịn ngồi chạy dao d c

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

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

Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý mài trịn ngồi chạy dao xiên

* Mài trịn ngồi vơ tâm:

Hình 1.4. Sơ đồ ngun lý mài trịn ngồi vơ tâm

* Mài trịn trong có tâm:

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

Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý mài tròn trong c tâm

* Mài trịn trong vơ tâm:

Hình 1.6. Sơ đồ ngun lý mài trịn trong vơ tâm

* Mài phẳng:

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

a, b- Mài phẳng bằng chu vi đá

e

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

c, d, e- Mài phẳng bằng mặt đầu đá * Mài định hình:

Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý mài định hình

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

Bảng 1.1. Phương pháp gia công cắt gọt và nhám bề mặt đạt được

TT P ƣơn p p a côn Cấp độ nh m đạt đƣợc

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

TT P ƣơn p p a côn Cấp độ nh m đạt đƣợc

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

Mài có khả năng gia cơng được hầu hết các loại vật liệu nhất là các loại vật liệu mới có cơ lý tính cao (độ bền, độ cứng, độ chịu nhiệt, chịu mài mòn). ĩnh vực ứng dụng khác mà khơng có phương pháp nào cạnh tranh được với mài là trong gia cơng tạo hình các loại vật liệu đặc biệt cứng hoặc đặc biệt giòn. Trong sản xuất các chi tiết thép tôi như dụng cụ cắt, lăn… mài có thể gia cơng khá dễ dàng trong khi các phương pháp gia công truyền thống khác gặp khó khăn.

1.1.3. Q trình tạo phoi khi mài.

Quá trình tạo phoi khi mài xảy ra ba giai đoạn thể hiện như Hình 1.9, được

diễn tả theo sơ đồ sau đ y:

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

Hình 1.9. Quá trình tạo phoi hi mài

Giai đoạn đầu chưa tạo ra phoi vì hạt mài có bán kính  mũi cắt và góc cắt tới  nhỏ. Giai đoạn này hạt mài va đập vào bề mặt chi tiết gia công, lực va đập phụ thuộc vào chế độ mài. Ở giai đoạn này, Đá mài có thể được coi là dụng cụ cắt nhiều lưỡi.

Giai đoạn hai, lưỡi cắt tiếp tục nén s u vào chi tiết cho đến khi đạt chiều s u cắt, lúc này áp lực mài tăng, nhiệt tăng làm tăng biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo, phoi bắt đầu được tạo ra.

Giai đoạn ba, kim loại bị dồn ép g y biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi cho đến chiều s u cắt đạt tới trị số fd >  và ứng suất vượt quá giới hạn chảy của vật liệu thì phoi sẽ được tách ra.

1.1.4. Các thơng số ảnh hưởng đến quá trình mài

Quá trình mài chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố đặc trưng khác nhau. Hình 1.10 dưới đ y mơ tả ảnh hưởng của các thơng số đầu vào đến q trình và kết quả

của quá trình mài.

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

Hình 1.10. Ảnh hưởng c a các thông số đ u vào đ n các tham số q trình mài và chất luợng gia cơng

1.2. Đặc đ ểm của qu trìn mà lỗ

Mài lỗ là phương pháp gia công tinh lỗ, các lỗ sau khi mài có thể đạt cấp chính xác 6 ÷7; Ra = 3,2 ữ 0,2 àm. Mi trũn trong thường dùng trong các trường hợp sau:

- Mài các lỗ lớn, lỗ phi tiêu chuẩn, lỗ có cấu tạo mà các phương pháp khác khó thực hiện được nhưng lại có yêu cầu cao về độ chính xác kích thước hoặc nhám bề mặt thấp.

- Mài các lỗ có độ cứng cao ( đã qua tôi ). - Mài sửa lại sai lệch vị trí tương quan của lỗ.

Đường kính của đá mài phải nhỏ hơn đường kính của lỗ cần mài. Đường kính đá thường chọn bằng 0,7÷ 0,9 đường kính mặt trụ cần mài. Do vậy muốn tăng tốc độ cắt phải tăng số vòng quay của trục đá mài, nhưng lúc này sẽ gặp nhiều trở ngại như lực quán tính ly t m sẽ rất lớn, rung động và không an toàn. Tốc độ cắt của đá mài lỗ không được vượt quá 35m/s. Do vậy, bề mặt của lỗ gia cơng đạt độ bóng khơng cao (so với mài ngoài).

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

Mài mặt trụ trong cũng được tiến hành bằng hai phương pháp đó là mài có tâm và mài vơ tâm. Trong nghiên cứu này, tác giả tập trung vào phương pháp mài trịn trong có tâm vì đ y là phương pháp mài thường được sử dụng ph biến hơn

a) b)

Hình 1.11. Mài lỗ c tâm

a. Sơ đồ mài lỗ ; b. Ảnh ch p mài lỗ

Mài lỗ có t m có hai cách gá đặt chi tiết:

+ Cách thứ nhất: Chi tiết được kẹp chặt trên m m cặp và quay trịn (Hình 1.11).

Trục đá chuyển động chính cũng là quay trịn và thực hiện cả chuyển động chạy dao dọc hoặc chuyển động chạy dao ngang. hương pháp gá đặt này thường được sử dụng khi mài chi tiết nhỏ tròn xoay, các chi tiết dễ gá đặt trên m m cặp.

+ Cách thứ hai: Đối với chi tiết không thể thực hiện chuyển động quay và phải gá cố định trên bàn máy. hi đó trục mang đá thực hiện tất cả các chuyển động tạo hình: chuyển động quay để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động chạy dao dọc để mài hết chiều dài chi tiết hoặc ngang để lấy chiều s u cắt và chuyển động hành tinh của trục mang đá xung quanh t m lỗ gia công để gia công hết chu vi lỗ. hương pháp này thường dùng để gia công các chi tiết lớn như: Thân hộp giảm tốc, hộp động cơ, các chi tiết có kích thước cồng kềnh…

Với chi tiết gia công thường gặp, nghiên cứu này sử dụng cách thứ nhất để nghiên cứu.

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

1.3. N m bề mặt k mà

1.3.1. Nhám bề mặt gia công khi mài

hám bề mặt khi mài được hình thành bởi vô số các vết cào xước chồng lên

nhau của lưỡi cắt của các hạt mài có chiều cao khơng bằng nhau (Hình 1.12).

a) b) Hình 1.12. Sự hình thành nhám b mặt hi mài

a. Sơ đồ mài ; b. Nhám b mặt gia công

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

- hần vật liệu cắt đi bị nén giãn sang 2 bên đường cắt. - hoi dính vào hạt mài rồi lại dính ngược vào phôi.

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

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

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

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

- Thay đ i chế độ cắt với việc tăng chiều s u cắt az làm cho nhám bề mặt khi mài tăng.

- Cỡ hạt và chế độ sửa đá (Ssđ, tsđ) có ảnh hưởng đến nhám bề mặt khi mài. Đối với các loại hạt mài có kích thước lớn hơn, nếu sửa đá thơ hơn thì nhám bề mặt tăng.

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

- Cách thức đưa dung dịch tưới nguội vào vùng cắt, hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm đá mài và vật liệu chi tiết gia công ảnh hưởng tới nhiệt độ vùng mài, qua đó ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt mài. hiệt độ vùng mài cao thì càng g y biến dạng dẻo mạnh, có thể g y cháy, tạo vết nứt bề mặt.

Hình 1.13. Nhi t và sự phân bố năng lượng hi mài

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

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

1.3.3. Phương pháp đánh giá nhám bề mặt chi tiết gia công sau khi mài

Thực tê thường dùng các phương pháp sau để đánh giá nhám của bề mặt: - hương pháp so sánh bằng mắt thường: Trong xưởng sản xuất, người thợ đem chi tiết gia công đối sánh với bề mặt mẫu và kết luận xem bề mặt chi tiết sau gia công đạt cấp độ nhám là bao nhiêu (thường từ cấp 3 đến cấp 7).

- hương pháp dùng kính quang học: Đo được bề mặt có nhám bề mặt thấp, có thể đo được cấp 10 đến cấp 14.

- hương pháp đo nhám bề mặt (Ra, Rz, Rt) bằng máy đo độ nhám: Biện pháp này sử dụng đầu dò để đo profin bề mặt, đo đến cấp 11. Trong nghiên cứu này, tác

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

giả cũng sử dụng máy đo để đánh giá chất lượng bề mặt sau khi mài chi tiết S D11 qua tôi.

1.4. Năn suất cắt k mà

1.4.1. Quá trình tách phoi của hạt mài

Hạt mài có nhiều lưỡi cắt và có bán kính trịn rs ở đỉnh (Hình 1.14). Q trình bóc tách phoi của hạt mài có thể chia làm 6 giai đoạn (Hình 1.15).

+ Giai đoạn 1: Hạt mài tiếp xúc với chi tiết, biến dạng tại đ y là biến dạng đàn hồi và chưa hình thành phoi.

+ Giai đoạn 2: hi hạt mài tiếp xúc s u hơn vào trong chi tiết, mảnh phoi được hình thành, bị nén và uốn cong. Do góc cắt của hạt mài lớn, phoi có dạng phẳng.

Hình 1.14. Hình dạng hạt mài và phân t ch lưỡi cắt 31

+ Giai đoạn 3: hi lượng chạy dao nhỏ, phoi hình thành có dạng sợi. Trong trường hợp lượng chạy dao lớn, lưỡi cắt sẽ xuyên vào vật liệu s u hơn, gần ¾ hạt mài sẽ tiếp xúc với vật liệu và tạo ra nhiệt lớn.

+ Giai đoạn 4: Ảnh hưởng của nhiệt làm nóng chảy một phần phoi và nếu như quá trình tiếp xúc giữa lưỡi cắt và vật liệu gia công kết thúc tại giai đoạn này sẽ tạo ra phoi có dạng như “nịng nọc”.

+ Giai đoạn 5: ếu như lưỡi cắt và vật liệu gia công vẫn tiếp tục tiếp xúc phoi sẽ có dạng sợi và rơi ra khỏi bề mặt vật liệu gia công.

+ Giai đoạn 6: hoi nóng chảy sẽ trở thành dạng cầu do sức căng mặt ngồi.

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

Hình 1.15. Q trình tách phoi c a hạt mài

Quá trình tạo phoi cịn có thể được mơ tả như Hình 1.16. Do đá mài có bán

kính

lưỡi cắt là rs và góc α nhỏ nên ban đầu phoi khơng được hình thành mà vật liệu gia cơng bị biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo. Vật liệu bị nén sang hai bên hoặc bị dồn qua mặt trước và mặt sau của hạt mài.

Hình 1.16.. Quá trình tạo phoi hi mài

hi lưỡi cắt tiếp tục nén s u vào chi tiết với chiều s u đủ lớn, với chiều dày lớp

cắt az tương ứng bằng hoặc lớn hơn chiều s u cắt tối thiểu T. hoi được hình thành đồng thời quá trình dồn nén kim loại g y ra đồng thời biến dạng dẻo và biến dạng

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

đàn hồi. Thơng số hình học của lưỡi cắt, vận tốc cắt ảnh hưởng đến chiều dày lớp cắt khi mài az.

1.4.2. Năng suất bóc tách vật liệu

Với mài lỗ chạy dao dọc năng suất của một bước gia công được xác định theo biểu thức sau:

(1.1) Trong đó:

dw – Đường kính phơi (mm)

fa – ượng chạy dao dọc (mm/gi y)

fr – ượng chạy dao hướng kính (mm/hành trình)

1.4.3. Năng suất của ngun cơng mài

ăng suất mài (tính cho một ngun cơng mài) được tính bằng thể tích hoặc khối lượng kim loại bị bóc đi trên một đơn vị thời gian thời gian mài và được xác định thức sau:

(1.2)

Trong đó:

MRR – năng suất mài (mm3/s)

Vm – Thể tích kim loại bị bóc đi (mm3)

tc – Thời gian cơ bản của mài (s)

dw0, dwe – Đường kính phơi trước và sau khi gia công

1.5. Kết luận c ƣơn 1

1. Từ đặc điểm cơ bản và khả năng gia công của phương pháp mài, có thể thấy mài thường được sử dụng rộng rãi để gia công tinh hoặc bán tinh các chi tiết yêu cầu đạt độ chính xác kích thước cao và nhám bề mặt thấp.

2. Cải thiện các yếu tố kỹ thuật (giảm nhám bề mặt, tăng năng suất, tăng độ chính xác) là xu hướng của rất nhiều nghiên cứu về mài. Các thông số của quá trình mài được quan t m nghiên cứu là chế độ cắt, chế độ BT , chế độ sửa đá.

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

3. hiều nghiên cứu tập trung vào các giải pháp tăng năng suất mài, tu i bền đá mài, giảm nhám bề mặt. Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu về mài lỗ thép SKD11 qua tôi.

Địn ƣớn vấn đề n n cứu

- Các thơng số của q trình mài lỗ gồm: Các thông số về máy mài, về đá mài, chi tiết gia công và đồ gá, về chế độ cắt, chế độ trơn nguội, chế độ sửa đá.

- ng cao hiệu quả quá trình mài lỗ là n ng cao hiệu quả về kỹ thuật gồm n ng cao độ chính xác mài, cải thiện chất lượng bề mặt mài và n ng cao hiệu quả về kinh tế tức là giảm chi phí cho quá trình mài. Để n ng cao hiệu quả của quá trình mài lỗ có thể có các giải pháp sau:

- ghiên cứu xác định chế độ bôi trơn, làm nguội hợp lý; - ghiên cứu xác định chế độ sửa đá hợp lý;

- ghiên cứu xác định tu i thọ hợp lý của đá (hay đường kính đá mài hợp lý khi thay đá).

Trong nghiên cứu này, tác giả nghiên cứu xác định chế độ sửa đá nhằm các đơn mục tiêu là tăng năng suất, giảm nhám bề mặt và bài toán đa mục tiêu khi mài lỗ trên đối tượng là thép S D11 qua tôi.

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

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÒN, TUỔI BỀN CỦA ĐÁ MÀI VÀ SỬA ĐÁ KHI MÀI

2.1. G ớ t ệu, p ân loạ đ mà

Đá mài là một vật thể xốp được cấu tạo từ hạt mài và chất kết dính. Hạt mài thường chiếm khoảng 50% thể tích của viên đá. Hạt mài đóng vai trị như những lưỡi cắt, cịn chất dính kết có chức năng kết dính và tạo hình dáng cho đá mài. Đá mài được đặc trưng bởi các thông số sau:

- Vật liệu hạt;

- Cỡ hạt, độ cứng, chất kết dính;

- Cấu trúc, hình dạng kích thước của đá mài.

* Vật liệu hạt mài:

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

- Dạng hạt nh n tạo (loại thông dụng): hạt Cacbit silic, hạt Cacbit bo,... Cacbit silic: Đ y là một hợp chất của Silic và các bon nhận được từ than cốc và cát thạch anh khi nung nóng đến 2000 – 2100oC trong lị điện. oại hạt này có màu xanh đậm, óng ánh. Tùy vào hàm lượng silic nguyên chất người ta chia làm hai loại: Cacbit silic xanh (trên 97% silic) và cacbit silic đen. Hạt này có một số tính chất sau:

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

Cacbit bo: Là hợp chất của Bo với các bon (BrC). oại hạt mài này có khả năng cắt cao, chịu mài mịn và tính trơ về mặt hóa học. Cacbit bo được sản xuất với hàm lượng 87 – 94% BrC.

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

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

* Chất dính kết:

Chất kết dính có tác dụng gắn kết các hạt mài riêng lẻ để tạo hình dáng cho đá mài. Trong sản xuất sử dụng rộng rãi các loại: Gốm, Bakelit, Vucanit

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

+ Chất dính kết Bakelit: kí hiệu B, là một loại chất hữu cơ được sử dụng rất ph biến. Bakelit là loại nhựa t ng hợp được chế tạo từ axit cacbonic và phooc ma lin. Ưu điểm của chất dính kết này là: độ bền cao, độ đàn hồi lớn, chịu được va đập tốt, nhiệt sinh ra ít khi mài. Do đó cho phép cắt với tốc độ cao khoảng 60m/s. hược điểm là kém bền vững về phương diện hao nhiệt. ó bị phá hủy bởi dung dịch kiềm có độ pH ≥ 8. Độ bền cơ học và lực giữa hạt mài giảm nhanh ở nhiệt độ 2000C. Vì vậy chỉ được phép làm việc khi có tưới dung dịch trơn nguội với độ kiềm nhỏ hơn 1,5%. Đá mài dùng chất dính kết loại này được sử dụng rộng rãi ở tốc độ cao để mài rãnh, mài sắc dao đã tơi, mài bề mặt định hình, mài ta rơ, bàn ren, mũi doa,…

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

Đá mài chế tạo bằng chất dính kết Vunkanit có độ bền mịn cao, thường dùng làm đá dẫn của các máy mài vô t m. Đá mài Vunkanit cho phép dùng với tốc độ rất cao có thể tới 75m/s. Thường dùng để cắt đứt, mài rãnh, mài rãnh then, mài định hình chính xác lần cuối. hược điểm của đá mài Vunkanit là độ xốp thấp, chịu nhiệt kém. Ở nhiệt độ 1500C đá bắt đầu bị mềm. hi nhiệt độ lớn hơn 2000C đá dễ bị cháy. Vì vậy khi cắt, bắt buộc phải tưới dung dịch trơn nguội khơng có kiềm tính.

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

* Độ cứng của đá mài:

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

ý hiệu độ cứng của đá mài:

Số thứ tự sau ký hiệu càng lớn thì độ cứng đá càng cao. Để xác định độ cứng đá người ta sử dụng phương pháp phun cát, ép bi cầu vào bề mặt hoặc khoan lỗ.

* Cỡ hạt của đá mài:

Cỡ hạt còn gọi là độ hạt được biểu thị bằng kích thước thực tế của hạt mài. Tính năng cắt của đá mài phụ thuộc vào kính thước của hạt. hi mài thơ, dùng hạt mài có kích thước lớn. hi mài tinh dùng cỡ hạt nhỏ. hi gia công vật liệu mềm và dẻo, để giảm hiện tượng nhét phoi vào lỗ của bề mặt đã mài, nên dùng cỡ hạt nhỏ.

Hạt mài được chia làm 4 nhóm, thể hiện như trong Bảng 2.1.

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

ích thước thực của hạt mài và bột mài được nh n với 0,01mm, của bột mài mịn và bột mài rất mịn được nh n với 0,001mm.

2.2. Mòn và tuổ bền của đ mà

2.2.1. Mịn của đá mài

Mịn là q trình làm thay đ i kích thước, hình dạng và khả năng cắt của đá. Q trình mịn đá mài là một q trình cơ, lý, hóa rất phức tạp. ó phụ thuộc vào các thơng số của đá, topography của đá, cơ lý tính của vật liệu gia công, chế độ cơng nghệ khi mài ... [1].

Mịn của đá mài ảnh hưởng lớn đến nhiệt cắt, lực cắt khi mài và dẫn đến ảnh hưởng lớn đến năng suất, chất lượng gia cơng. Các dạng mịn cơ bản khi mài bao

- Hạt mài bị bật khỏi bề mặt làm việc của đá (Hình 2.1d);

- Hạt mài bị phá hủy do phản ứng hóa học ở vùng tiếp xúc giữa hạt mài và chi tiết

gia cơng ở nhiệt độ cao (mịn do khuyếch tán hoặc do dính) (Hình 2.1e);

- Mịn do phoi bị chèn ép vào khoảng không giữa các hạt làm mất khả năng cắt của

đá (Hình 2.1g).

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Hình 2.1. Các dạng mịn c a đá mài 1

Các dạng mòn trên xuất hiện đồng thời trong quá trình mài. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện gia cơng mà sẽ có những dạng xuất hiện n i trội [1].

Q trình mịn của đá mài chia làm 3 giai đoạn (Hình 2.2) [2]:

-Giai đoạn I: Trong giai đoạn này, thời gian mòn nhỏ nhưng độ mòn lớn. guyên nh n là do sau khi sửa đá các hạt mài có đỉnh sắc nhọn và nhiều hạt khơng bám chặt vào chất dính kết. Các hạt mài này sẽ bị mài mịn đỉnh nhọn nhanh chóng hoặc bị bật khỏi đá mài.

- Giai đoạn II: Giai đoạn mòn n định (còn gọi là mòn bình thường). Thời gian làm việc của đá được tính trong giai đoạn này. Độ mịn của đá trong giai đoạn này chủ yếu phụ thuộc vào tải trọng cơ nhiệt.

- Giai đoạn III: Giai đoạn mòn khốc liệt. hi này, các hạt đá mài đã bị mài mất các cạnh sắc và các lỗ rỗng trên bề mặt đá mài bị phoi và các sản phẩm của q trình mịn lấp đầy. Đá mất khả năng cắt. Vì vậy, đến giai đoạn này cần tiến hành sửa đá.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Hình 2.2. Q trình mịn c a đá 2

2.2.2. Tuổi bền của đá mài

Tu i bền của đá mài là khoảng thời gian làm việc liên tục của đá giữa hai lần sửa đá. Tu i bền của đá là một chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật rất quan trọng. Để xác định tu i bền của đá, có thể dùng các chỉ tiêu đánh giá sau [3]:

- inh nghi m c a ngư i thợ: Theo phương pháp này, thời điểm sửa đá được

quyết định bởi người thợ mài dựa trên kinh nghiệm đánh giá chủ quan của họ khi quan sát các hiện tượng xảy ra khi mài (như m thanh khi mài, các vết gia công, vết gằn, vết cháy trên bề mặt mài vv...). hương pháp này khơng chính xác nhưng đơn giản, rẻ tiền nên thường dùng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.

- ia công các chi ti t th nghi m: ội dung của phương pháp này là: tiến hành

gia công các chi tiết thử nghiệm và đo các thông số đánh giá chất lượng chi tiết như độ chính xác, độ nhám bề mặt (Ra, Rz) vv... Từ đó xác định tu i bền của đá căn cứ vào giá trị dung sai cho phép của các thông số đầu ra. hương pháp này cho độ chính xác khá cao; việc thực hiện đơn giản. Tuy nhiên, thời gian thực hiện khá l u.

- Thông qua lực hư ng nh Py hoặc lực ti p tuy n Pz: thời điểm sửa đá sẽ được

xác định dựa trên sự tăng của lực y hoặc z khi đá mòn. hương pháp này cho kết quả khá chính xác. Tuy nhiên nó địi hỏi chi phí cao và việc x y dựng quan hệ giữa lực y hoặc z với các thông số khi mài khá phức tạp.

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

- Thông qua năng suất cắt hi mài: theo phương pháp này, thời điểm sửa đá sẽ

được quyết định bởi năng suất giới hạn khi mài (tốc độ bóc kim loại giới hạn).

- Thông qua nhi t cắt hi mài: theo phương pháp này, thời điểm sửa đá sẽ được

quyết định khi theo dõi sự tăng lên của nhiệt cắt khi mài. hương pháp này cho kết quả khá chính xác. Tuy nhiên nó khá phức tạp và địi hỏi chi phí cao.

- Thơng qua chỉ tiêu rung động trong quá trình cắt: theo phương pháp này cần phải đo rung động của hệ thống công nghệ theo phương lực y và quyết định thời điểm sửa đá dựa trên ảnh hưởng (tăng) đến rung động do đá mòn.

Qua ph n tích các phương pháp nêu trên, nghiên cứu này đã chọn phương

pháp ia công các chi ti t th nghi m với việc đo thông số độ nhám bề mặt Ra

để xác định thời điểm sửa đá – phục vụ cho việc đánh giá các chế độ sửa đá khi mài.

2.3. Topo rap đ mà

2.3.1. Định nghĩa, tính chất topography đá mài

Tập hợp tất cả các lồi lõm trên bề mặt đá gọi là Topography của đá.

Hình 2.3. Biên dạng b mặt đá mài

Topography phụ thuộc vào các thông số đặc trưng của đá mài như độ cứng, độ hạt, cấu trúc, v t liệu hạt mài, vật liệu kết dính…

Topography phụ thuộc và điều kiện và chế độ công nghệ sửa đá.

Topography luôn biến đ i trong quá trình mài. Sự biến đ i của Topography phụ thuộc vào dạng Topography khởi thủy đạt được sau khi sửa đá, vào tải trọng cơ nhiệt tác động trên hạt mài, trên chất dính kết, có nghĩa là phụ thuộc vào chế độ công nghệ khi mài.

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Topography ảnh hưởng quyết định đến khả năng cắt, đến độ mòn và tu i bền của đá mài, đến chất lượng bề mặt gia công.v.v...

2.3.2. Ý nghĩa của topography đá mài

Topography của đá đặc trưng cho cấu trúc hình học tế vi của bề mặt đá mài. Đặc điểm hình học của dụng cụ mài phức tạp hơn rất nhiều so với dụng cụ cắt có lưỡi cắt xác định. Dụng cụ mài có số lưỡi cắt rất lớn, các hạt mài có hình dạng khác nhau, các thơng số hình học của các lưỡi cắt khác nhau và thường không hợp lý, các hạt mài ph n bố ngẫu nhiên trong đá mài v.v… Tất cả các điều đó làm cho q trình nghiên cứu Topography gặp rất nhiều khó khăn.

Topography của đá ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất tiếp xúc giữa bề mặt làm việc của đá và bề mặt chi tiết gia cơng nên nó ảnh hưởng rất lớn đến tính năng cắt gọt, độ mịn và tu i bền của đá mài.

Bởi vậy, khi các điều kiện công nghệ khác đã xác định thì việc nghiên cứu để tạo ra được Topography của đá thích hợp có ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật rất lớn để cải thiện tính cắt gọt, mở rộng khả năng gia công của đá mài, n ng cao năng suất, độ chính xác gia cơng, cơ lý tính lớp bề mặt chi tiết gia công và n ng cao tu i bền của đá mài .

2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến topography đá mài

2.3.3.1. Ảnh hưởng của dụng cụ sửa đá đến topography đá

Dụng cụ sửa đá sẽ ảnh hưởng đến mật độ lưỡi cắt, đến chiều cao biên dạng đá ha, đến quy luật ph n bố lưỡi cắt theo chiều cao biên dạng.v.v…Sự thay đ i số lưỡi cắt trên bề mặt làm việc của đá theo chiều cao biên dạng ha

phụ thuộc vào dụng cụ sửa đá được giới thiệu ở (Hình 2.4).

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

Hình 2.4. Ảnh hưởng c a d ng c s a đá đ n chi u cao biên dạng ha- Đư ng 1- s a đá bằng con lăn hợp im cứng.

- Đư ng 2- s a đá bằng bút chì im cương.

Từ đồ thị ta thấy ảnh hưởng của dụng cụ sửa đến số lượng lưỡi cắt lớn nhất ở chiều s u 20 đến 60 m, nghĩa là chiều s u có tính khả ước với chiều s u mài.

gồi ra dụng cụ sửa đá cịn ảnh hưởng đến việc tạo góc sắc, tạo bán kính  và diện tích mịn trên bề mặt đá .

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

- Ảnh hưởng của Ssđ đến Topography của đá đánh giá qua các chỉ tiêu và qua nhấp

nhô tế vi bề mặt chi tiết được chỉ ra trên Hình 2.5: Q trình mài thép 45 đã tơi

ết quả nghiên cứu chỉ rõ: khi giảm Ssđ sẽ làm tăng mật độ lưỡi cắt tĩnh St và làm giảm độ nhọn sắc của lưỡi cắt. Chỉ tiêu làm cùn t tăng lên, độ cao ha của các lưỡi cắt giảm xuống. hững thay đ i đó sẽ làm cho bề mặt đá bằng phẳng hơn. Với chiều cao nhấp nhơ bề mặt đá nhỏ do đó chiều cao nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết gia công Ra giảm so với khi sửa với Ssđ lớn. hi Ssđ nhỏ thì chỉ tiêu làm cùn t sẽ tăng lên nên nó sẽ làm giảm khả năng cắt của đá [14], [15] .v.v….

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Hình 2.5. Ảnh hưởng c a Ssd s a đá đ n topography đá

- Ảnh hưởng của chiều s u sửa đá tsđ : hi tăng chiều s u tsđ sẽ làm tăng chiều cao nhấp nhô ban đầu của đá mài, tăng chiều cao ban đầu. Tăng lực pháp tuyến khi sửa đá và làm tăng hiệu ứng nhiệt khi sửa đá do đó sẽ làm tăng sai lệch hình dạng bề mặt đá.

- Ảnh hưởng của vận tốc cắt khi sửa đá: Vận tốc cắt khi sửa đá ảnh hưởng tới Topography thông qua thời gian tiếp xúc và năng lượng va đập giữa hạt mài và hạt kim cương. Thời gian tiếp xúc và va đập sẽ ảnh hưởng đến quá trình “vỡ” của các hạt mài và sự “bung ra” của các hạt mài khỏi chất dính kết. hi Vc lớn (> 25m/s) thời gian “tiếp xúc” giữa hạt mài và hạt kim cương nhỏ, xung va đập lớn nên các hạt mài dễ bị vỡ thành nhiều mảnh nhỏ. Mảnh lớn nhất vẫn được giữ lại trên bề mặt đá, trên mảnh đó hình thành nhiều lưỡi cắt; các hạt mài “ ít” bị bật ra khỏi chất dính kết. hi giảm Vc thì quá trình sẽ ngược lại. goài ra các yếu tố khác như độ cứng vững của HTC , sự gá đặt dụng cụ sửa đá trên máy, rung động của HTC đều ảnh hưởng đến Topography của đá, đến độ mòn và tu i bền của dụng cụ sửa đá .

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

hi tăng hệ số trùng khớp Ud (sửa đá tinh) thì nhấp nhơ bề mặt đá

giảm (Hình 2.6). guyên nh n: hi sửa đá tinh, mật độ lưỡi cắt động tăng, chiều

cao biên dạng đá giảm nên chiều cao nhấp nhô Ra giảm.

</div>