Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy mài cầm tay

Đồ Án Tốt Nghiệp

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG TỐT NGHIỆP
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

1


Đồ Án Tốt Nghiệp

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..............................................................................................................................

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

2


Đồ Án Tốt Nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU:
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước cơ khí đóng vai trị quan trọng
nhưng ngành cơ khí truyền thống khơng cịn phù hợp với tình hình nước ta hiện nay. Chúng ta
cần phát triển một ngành cơ khí tự động từ đó chúng ta có thể tìm tịi nghiên cứu ra những máy
móc, thiết bị mới để giảm thiểu sức lao động của con người và mang lại năng xuất cao hơn
nhầm đáp ứng đầy đủ yêu cầu của con người. Việc phát triển máy móc hiện đại địi hỏi cơng

việc chế tạo ra các chi tiết phải có chất lượng cao, đảm bảo các yêu cầu khắt khe. Người ta biết
đến Mài như là một trong những nguyên công quan trọng để nâng cao chất lượng bề mặt chi
tiết sau khi tiện, khoan, phay,... Do vậy công nghệ mài cũng rất phát triển, đi kèm với sự phát
triển của công nghệ mài là sự ra đời của các loại máy mài với đa dạng chủng loại và kích
thước. Tuy nhiên với các loại máy mài trên thị trường hiện nay thì việc mài thép ống dài rất
khó khăn, việc mài bằng đá khơng khả thi do thép ống có bề mặt trụ khó gia cơng. Vì vậy máy
mài bằng đai ra đời đã khắc phục được nhược điểm đó. Và để phù hợp hơn với quy mô gia
công nhỏ lẻ thì máy mài đai cầm tay ra đời. Trên cơ sở đó trên nhóm em gồm: Lê Dỗn Anh,
Lại Quang Binh, Trịnh Ngọc Chiến cùng nhau để thiết kế mô hình máy mài bằng đai cầm tay.
Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng vẫn cịn nhiều sai sót trong q trình thiết kế,gia cơng, về
mặt tài chính và hạn chế về kiến thức nên khơng trách khỏi có nhiều sai sót trong q trình làm
cũng như về cách trình bày. Mong q thầy cơ góp ý để nhóm em hồn thành tốt hơn được đề
tài mà nhóm em đã đăng ký. Nhóm em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô!

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

3


Đồ Án Tốt Nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Xuân Trường đã
tận tình hướng dẫn nhóm chúng em đi đến hồn thành và đạt kết quả như ngày hôm nay. Một
lần nữa em xin được phép cảm ơn Giám Đốc CSSX Inox Tam Đa Đào Ngọc Quang và các
chuyên viên, kỹ thuật viên trong cơ sở đã giúp đỡ nhóm em trong suốt q trình làm máy, cũng
như đóng góp những kiến thức bổ ích và giúp nhóm phát hiện ra những sai sót trong q trình
làm.
Xin cám ơn tất cả thầy cơ trong khoa cơ khí đã bồi dưỡng những kiến thức cơ bản
về ngành cơ khí truyền thống cho đến những kiến thức nâng cao về thành tựu mới, các phương

pháp gia công mới trong ngành chúng ta trong suốt 4 năm. Lời cuối nhóm em xin được cảm ơn
tất cả các thầy cơ trong khoa Cơ Khí và chúc thầy cơ ln dồi dào sức khỏe.
Em xin kính chào!

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

4


Đồ Án Tốt Nghiệp

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ CÁC LOẠI MÁY MÀI CẦM TAY...............8
1.1 Tổng quan về mài.........................................................................................................8
1.1.1 Đá mài và lịch sử hình thành................................................................................10
1.1.2 Tìm hiểu quá trình mài.........................................................................................16
1.1.3 Máy mài............................................................................................................... 18
1.1.4 Một số phương pháp mài.....................................................................................21
1.2. Các loại máy mài cầm tay.........................................................................................25
1.2.1 Giới thiệu.............................................................................................................25
1.2.2 Phân loại máy mài cầm tay..................................................................................25
1.2.3 Máy mài đai nhám...............................................................................................30
1.2.4 Ưu nhược điểm của máy mài đai nhám................................................................32
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÁY..........................................................35
2.1. Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy mài đai........................................................35
2.2. Cấu tạo bộ phận chính của máy mài bằng đai...........................................................35
2.3 Hệ thống truyền động.................................................................................................39
2.4. Cơ sở tính tốn động lực học cho các bộ phận chính của máy mài bằng đai.............40
2.3.1. Động cơ..............................................................................................................40
2.3.2. Tính tốn Puly dẫn và puly bị dẫn.......................................................................41

2.3.3. Tính tốn chọn ổ lăn...........................................................................................45
2.3.4. Các chi tiết khác của máy....................................................................................46

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

5


Đồ Án Tốt Nghiệp

CHƯƠNG 3: BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT PULY
CHỦ ĐỘNG............................................................................................................................. 59
3.1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết..................................................................59
3.2. Phân tích tính công nghệ của chi tiết.........................................................................59
3.3 Xác định dạng sản xuất..............................................................................................59
3.3.1 Dạng sản xuất đơn chiếc.....................................................................................60
3.3.2 Dạng sản xuất hàng loạt.......................................................................................60
3.4 Xác định đường lối cơng nghệ...................................................................................62
3.5 Tính tốn chế độ cắt...................................................................................................64
Nguyên công 1: Tạo phôi..............................................................................................64
Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu......................................................................................65
Nguyên công 3: Khoan lỗ suốt 15.............................................................................67
Nguyên công 4: Khỏa mặt, tiện lỗ 36........................................................................70
Nguyên công 5: Tiện lỗ bậc..........................................................................................73
Nguyên công 6: Tiện profile ngồi...............................................................................75
Ngun cơng 7: Kiểm tra..............................................................................................77
3.5 Thời gian gia công......................................................................................................78
Nguyên công 2: Khỏa mặt............................................................................................79
Nguyên công 3: Khoan lỗ 15.....................................................................................79
Nguyên công 4: Khỏa mặt, tiện lỗ trong 36...............................................................80

Nguyên công 5: Tiện lỗ bậc..........................................................................................81
Ngun cơng 6: Tiện profile ngồi...............................................................................82
3.6 Tính tốn thiết kế đồ gá điển hình..............................................................................83
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

6


Đồ Án Tốt Nghiệp

3.6.1 Ý nghĩa và yêu cầu đối với việc tính và thiết kế đồ gá.........................................83
3.6.2 Tính tốn thiết kế đồ gá........................................................................................83
CHƯƠNG 4: LẮP RÁP, HIỆU CHỈNH VÀ VẤN ĐỀ AN TOÀN KHI SỬ DỤNG
MÁY......................................................................................................................................... 90
4.1 Lắp ráp máy...............................................................................................................90
4.2 Chạy thử và nhận xét..................................................................................................90
4.3. Hướng dẫn sử dụng và bảo quản máy.......................................................................91
4.4. Vấn đề an toàn........................................................................................................... 92
4.5. Các biện pháp an toàn...............................................................................................94
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................95

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

7


Đồ Án Tốt Nghiệp

Phụ lục hình ảnh
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÀI

Hình 1.1 Mài trục................................................................................................................11
Hình 1.2 Sơ đồ phân loại hạt mài. [18]................................................................................14
Hình 1.3 Góc tiếp xúc của hạt mài với phơi[11]..................................................................18
Hình 1.4 Mơ hình hóa q trình cắt của hạt mài[11]...........................................................18
Hình 1.5 Sự tạo ra tia lửa khi mài [11]................................................................................19
Hình 1.6 Máy mài trịn ngồi Jaguar[19]............................................................................20
Hình 1.7 Máy mài phẳng Jaguar[19]..................................................................................21
Hình 1.8 Mài trịn ngồi có tâm[11]....................................................................................22
Hình 1.9 Mài trịn ngồi khơng tâm[11]..............................................................................23
Hình 1.10 Mài định hình[11]...............................................................................................24
Hình 1.11 Mài lỗ khơng tâm[11].........................................................................................24
Hình 1.12 Máy mài góc cầm tay[15]...................................................................................26
Hình 1.13 Máy mài góc makita[13].....................................................................................28
Hình 1.14 Máy mài thẳng Makita[13].................................................................................29
Hình 1.15 Đai nhám vịng[16].............................................................................................31
Hình 1.16 Máy mài đai nhám cầm tay[13]..........................................................................33

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÁY
Hình 2.1 Máy mài cầm tay của nhóm thiết kế.....................................................................34
Hình 2.2 Cấu tạo các bộ phận chính của máy mài...............................................................35
Hình 2.3 Truyền động đai dẹt[17]........................................................................................37
Hình 2.5 Máy mài góc Makita[13]......................................................................................38
Hình 2.6 Lực căng đai[5].....................................................................................................42
Hình 2.7 Lực tác dụng lên ổ và trục[5]................................................................................42
Hình 2.8 Bản thiết kế khung máy........................................................................................45
Hình 2.9 Phân tích bền bằng Soildworks.............................................................................46
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

8

Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 2.10 Mơ hình chi tiết khớp bằng Soildworks..............................................................47
Hình 2.11 Bản thiết kế khớp di động...................................................................................47
Hình 2.12 Phân tích bền bằng Soildworks...........................................................................48
Hình 2.13 Bản thiết kế chi tiết tay cầm................................................................................49
Hình 2.14 Nắp ngồi...........................................................................................................50
Hình 2.15 Nắp trong............................................................................................................51
Hình 2.16 Trục dài............................................................................................................... 53
Hình 2.17 Trục ngắn............................................................................................................53
Hình 2.18 Tấm bảo vệ.........................................................................................................54
Hình 2.19 Puly to................................................................................................................55
Hình 2.20 Puly nhỏ.............................................................................................................. 56

CHƯƠNG 3: BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO PULY CHỦ
ĐỘNG
Hình 3.1 Kích thước phơi....................................................................................................62
Hình 3.2 Sơ đồ định vị và kẹp chặt......................................................................................63
Hình 3.3 Sơ đồ định vị và kẹp chặt......................................................................................65
Hình 3.4 Sơ đồ định vị và kẹp chặt......................................................................................68
Hình 3.5 Sơ đồ định vị và kẹp chặt......................................................................................71
Hình 3.6 Sơ đồ định vị và kẹp chặt......................................................................................73
Hình 3.8 Kiểm tra độ vng góc tâm lỗ 36 với mặt phẳng chuẩn....................................75
Hình 3.8 thành phần lực khi cắt...........................................................................................82
Hình 3.9 Lực kẹp của Bu lơng.............................................................................................84

CHƯƠNG 4: LẮP RÁP, HIỆU CHỈNH VÀ VẤN ĐỀ AN TỒN KHI SỬ
DỤNG MÁY
Hình 4.1 Puly nhỏ được ráp hoàn chỉnh trước khi lắp vào khung máy................................87

Hình 4.2 Lắp puly nhỏ vào khớp di động............................................................................88
Hình 4.3 Lắp 2 trục vào khung máy....................................................................................89
Hình 4.4 Máy sau khi ráp hoàn chỉnh..................................................................................89
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

9


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

10


Đồ Án Tốt Nghiệp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÀI VÀ CÁC LOẠI MÁY MÀI
CẦM TAY
1.1 Tổng quan về mài.
Lịch sử để phát triển công nghệ mài
Việc ứng dụng mài là một nguyên công gia công lần cuối đã xuất hiện trước đây khoảng 2
triệu năm, khi mà những dụng cụ thời tiền sử được sản xuất bằng quá trình mài. Các hạt mài tự
nhiên được sử dụng cho tới những năm 1980 khi mà các quặng được phát hiện và khai thác để
chế tạo. AL2O3 và SiC. Các hạt mài nhân tạo tỏ ra có nhiều ưu điểm vượt trội so với hạt mài tự
nhiên vì có thể khống chế lượng tạp chất trong đó, có thể điều khiển được các tính chất như
kích thước hạt, độ bền của hạt phù hợp với các ứng dụng mài khác nhau. Trong thế chiến thứ II,
việc cung cấp không liên tục kim cương tự nhiên để làm đá mài đã thúc đẩy các nghiên cữu
phát triển vật liệu mài đã đưa đến thành công chế tạo kim cương nhân tạo. Rất nhanh sau đó,
trong các phịng thí nghiệm các chất siêu cứng, được mệnh danh là các hạt siêu mài mà điển

hình là kim cương nhân tạo và Nitrit Bỏ lập phương (CBN-Cubic Boron Nitride)[14] . Kim
cương và CBN nhận tạo được biết đến dưới tên Superabrasive bởi vì chúng có các tính chât tốt,
đáp ứng được về độ cứng độ bền mòn, độ bền nén và hệ số dẫn nhiệt.... Bởi vậy, việc sản xuất
đá mài chất lượng phát triển rất nhanh và vô số chủng loại đá mài ra đời. Ngày nay thì ngồi đá
mài, mà giấy đóng vai trị quan trọng với nhiều ưu điểm vượt trội và được sử dụng rộng rãi.
Các phương pháp mài tiên tiến hơn ra đời nhằm nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm, đáp ứng
được các yêu cầu của thị trường. Bởi đó mà ngày nay, trong ngành chế tạo máy hiện đại, ,áy
mài chiếm một tỷ lệ khá lớn – 30% trên tổng số máy cắt kim loại.

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

11


Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 1.1 Mài trục

Mài là gì?
Mài là một trong những hình thức gia cơng kim loại trong quá trình cắt gọt để biến
nguyên vật liệu ban đầu (hay cịn gọi là phơi) thành các chi tiết có kích thước, hình dáng và
chất lượng theo u cầu.[7]
Qúa trình mài là quá trình cắt gọt của đá mài vào chi tiết, tạo ra rất nhiều các hạt vụn do
sự cắt và cào xước của các hạt mài vào liệu gia cơng. Mài có nhiều những đặc điểm khác với
những các phương pháp gia công khác.
Phương pháp mài được áp dụng khi ta không thể dùng một phương pháp nào khác để tạo ra
bề mặt nhẵn bóng và có độ mỏng nhất định
Gia cơng bằng phương pháp mài có 2 dạng cơ bản: đó là mài thơ và mài tinh
Mài thô: Đây là giai đoạn gia công sơ bộ một vật, thường gia công trong thời gian ngắn,
thường đơn giản là chỉ để loại bỏ đi lớp kim loại thừa. Yêu cầu của mài thô là trong thời gian

ngắn nhất loại bỏ được lớp vật liệu dư thừa lớn nhất. Mài thơ thì bề mặt của vật khơng nhẵn
mịn, và độ chính xác của vật cịn thấp.[7]
GVHD:TS.Nguyễn Xn Trường

12


Đồ Án Tốt Nghiệp

Mài tinh: Là q trình gia cơng bề mặt chi tiết một cách kỹ lưỡng. Sau khi gia cơng bề mặt
chi tiết có độ bóng, độ nhẵn cần thiết. Mài tinh sẽ làm mất đi các vết xước do mài thô gây ra.
Bởi vậy để đạt độ bóng và độ chính xác cần thiết thì sau khi mài thô người ta sẽ để lại một
lượng dư để mài tinh nhiều lần.[7]
1.1.1 Đá mài và lịch sử hình thành
Đá mài là gì?
Đá mài có nhiều hình dạng khác nhau, song đá mài dạng bánh xe là dạng thông dụng hơn
cả (nên nhiều khi nói đến đá mài người ta nghĩ ngay đến dạng bánh xe). Chúng được cấu tạo từ
các hạt mài và chất kết dính, ép thành dạng bánh xe và tự mịn đi trong q trình sử dụng, đá
mài dạng bánh xe được sử dụng để mài mòn, cắt và các thao tác khác trong gia cơng cơ khí.
Đá mài là một cơng cụ quan trọng trong ngành cơ khí trong việc cắt, gọt, mài, định hình,
làm nhẵn bề mặt kim loại. Ngày nay, đá mài hiện diện trong hầu khắp các nhà xưởng. Chúng
được dùng từ việc cắt sắt thép tới các khối bê tông, từ mài mũi khoan tới dao tiện, từ làm sạch
rỉ tới xử lý bề mặt để sơn, mạ. Ngay cả những ngành cơ khí chính xác như chế tạo động cơ ô-tô
cũng như công nghiệp máy bay cũng không thể thiếu được đá mài.
Dạng đá mài đầu tiên có lẽ là dạng cát thạch anh được kết dính bởi các chất keo tự nhiên.
Chúng được dùng để mài rìu từ nhiều thế kỷ trước.
Mặc dù có lịch sử lâu đời, nhưng phải tới thế kỷ 19 chất lượng đá mài mới có những bước
tiến đáng kể, khi mà những nguyên liệu mới đã dược nghiên cứu sử dụng làm hạt mài và chất
kết dính. Bắt đầu từ những năm 1840 cao su và gốm được sử dụng làm chất kết dính. Tới
những năm 1870 thủy tinh và những dạng giống như thủy tinh được sử dụng làm chất kết dính.

Và từ đó tới nay cơng nghệ kết dính dùng trong sản xuất đá mài khơng ngừng được hồn thiện.
Về ngun liệu sử dụng làm hạt mài, khoảng những năm 1890 nghiên cứu tạo ra được
silicon carbide, một chất khoáng nhân tạo có độ cứng lớn hơn corundum tự nhiên. Điều này tạo
nên một cú hích cho việc nghiên cứu ra hàng loạt các khống chất nhân tạo khác có độ cứng
lớn hơn so với các khoáng chất tự nhiên được sử dụng trước đó. Tiếp đó, các phịng thí nghiệm
cịn tạo ra những chất siêu cứng, được mệnh danh là các hạt siêu mài, mà điển hình là kim
cương nhân tạo và cubic boron nitride (CBN).[14]
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

13


Đồ Án Tốt Nghiệp

Đá mài được sản xuất ra với đủ các kích cỡ, có đường kính từ vài milimet tới hàng mét.
Chúng cũng có đủ loại hình dạng khác nhau, như dạng phẳng, dạng hình trụ, dạnh hình nón,,
v.v... Để phân biệt các hình dạng của đá mài, người ta đánh số phân loại type của chúng .
Đặc tính cơ bản của hạt mài
Các hạt mài là thành phấn chính của đá mài. Để có thể mài được, các hạt mài phải có những
đặc tính nhất định. Các đặc tính đó thể hiện qua độ cứng, độ bền, độ ổn định cơ học, độ ổn định
nhiệt, độ ổn định hóa học. .[18]
1. Độ cứng.
Độ cứng đóng vai trị quan trọng nhất của hạt mài. Khi ma sát với các vật thể được mài,
như bề mặt kim loại, để có thể mài được thì hạt mài phải cứng hơn bề mặt của vật được mài.
Độ cứng của hạt mài phụ thuộc vào thành phần hóa học của chúng, vào tính nguyên dạng
của cấu trúc tinh thể cũng như độ tinh khiết của tinh thể hạt mài. .[18]
2. Độ chắc.
Độ chắc của hạt mài được hiểu là khả năng chịu được lực va đập, rung lắc tác động vào nó.
Độ chắc thích hợp sẽ đảm bảo cho hạt mài khả năng cắt và tạo ra những lớp cắt mới khi lớp cắt
cũ mịn, làm cho hạt mài ln sắc. Nếu độ chắc thấp, hạt mài sẽ nhanh bị mòn. Ngược lại, nếu

độ chắc quá lớn, hạt mài đến khi trơ mà vẫn khơng có khả năng tạo ra lớp cắt mới.
Độ chắc của hạt mài phụ thuộc vào trang thái tinh thể của chúng, vào kích thước của hạt
mài, vào hình dạng hạt mài cũng như phương pháp nhiệt luyện. Ngoài ra, độ chắc của hạt cũng
phụ thuộc vào dạng hình học của đá mài. .[18]
3. Độ bền cơ học.
Trong quá trình làm việc, các hạt mài ln chịu các lực ma sát, rung đập. Khả năng giữ
được độ sắc của hạt dưới các tác động đó thể hiện độ bền cơ học của hạt mài. Độ bền cơ học có
liên quan trực tiếp đến vật liệu và trạng thái tinh thể của hạt. Nói chung, aluminum oxide có độ
bền cơ học cao hơn silicon carbide. Trong các loại aluminum oxide thì zirconia alumina có độ
bền cơ học cao nhất. Trong các loại silicon carbide thì black silicon carbide có độ bền cơ học
cao hơn green silicon carbide. .[18]
4. Độ ổn định nhiệt và hóa học.
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

14


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thông thường, nhiệt độ vùng đá mài làm việc lên tới 400~1000℃. Các hạt mài đòi hỏi
phải có khả năng giữ được các tính chất cơ lý trong môi trường nhiệt độ như vậy.
Các hạt mài và vật liệu được mài trong quá trình mài tiếp xúc với nhau ở nhiệt độ cao, nên
phải đảm bảo không để xảy ra các phản ứng hóa học. Nếu khơng, các chất tạo ra từ phản ứng
hóa học sẽ bám vào mặt đá mài, làm cho đá bị cùn, trơ. .[18]
Phân loại hạt mài
Hạt mài được chia thành nhóm hạt mài thơng thường và nhóm hạt mài siêu cứng. Mỗi
nhóm lại được chia thành hạt mài tự nhiên và hạt mài nhân tạo.Dựa trên đặc tính của chúng,
các hạt mài có thể được phân loại theo hình sau:

Hình 1.2 Sơ đồ phân loại hạt mài. [18]

Các hạt mài thông thường tự nhiên được dùng nhiều ở thời xưa. Ngày nay chúng ít dược sử
dụng, do độ cứng thấp, khơng đồng nhất và nhiều tạp chất. Thay vào đó, các hạt mài nhân tạo
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

15


Đồ Án Tốt Nghiệp

trở nên chiếm ưu thế
Một số hạt mài phổ biến
1. Hạt mài Aluminium Oxide nâu – ký hiệu A
Có độ chắc cao. Độ cứng 1800-2200kg/mm2. Đá mài làm từ chúng thích hợp để mài thép,
gang đúc và các loại vật liệu chịu lửa có độ cứng cao.
Thành phần cấu tạo (theo trọng lượng) : Al2O3 chiếm 92,5-97%; TiO2 chiếm 1,5-3,8% .
[18]
2. Hạt mài Aluminium Oxide trắng – ký hiệu WA
Chúng được tạo ra bằng cách nung alumina trong lò quang điện. Thành phần Al2O3 thường
chiếm tới hơn 98% trọng lượng. So với aluminium oxide nâu nó có độ chắc kém hơn một chút,
nhưng vượt trội về độ cứng và khả năng cắt. Đá mài, đá cắt được làm từ WA thích hợp cho việc
mài, cắt thép hợp kim cứng, thép gió, thép carbon cao.
Thành phần cấu tạo (tính theo trọng lượng): Al2O3 97-98,5%; Na2O 0,5-0,8% .[18]
3. Hạt mài silicon carbide đen – ký hiệu C
Được tạo ra bằng cách nung cát thạch anh với than coke có độ tinh khiết cao trong lò nung
điện trở nhiệt. Chúng có màu đen. Độ cứng 2800-3300kg/mm2. Đá mài được làm từ hạt mài C
thích hợp để mài kim loại hoặc phi kim có độ cứng bề mặt khơng q lớn. Ví dụ, chúng thích
hợp cho mài gang xám, đồng thau, nhôm, đá, vải hoặc cao su cứng, v.v...
Thành phần cấu tạo (tính theo trọng lượng): SiC 93,0-98,5%; Fe2O3 0,6-1,7%; F.C 0,20,4%..[18]
4. Hạt mài silicon carbide xanh – ký hiệu GC

Chúng được tạo ra tương tự như silicon carbide đen, ngoại trừ việc thay đổi dôi chút trong
thành phần nguyên liệu và cơng nghệ. Chúng có màu xanh lá cây và hơi trong. Độ cứng (32883400kg/mm2) và độ tinh khiết cao hơn so với silicon carbide đen. Đá mài làm từ silicon
carbide xanh thích hợp để mài các vật phi kim cứng, giịn, thí dụ như bê tơng, gạch ceramic,
v.v... Chúng cũng được dùng để mài các hợp kim cứng.
Thành phần cấu tạo (Tính theo trọng lượng): SiC 95-99%; F.C 0,2-0,3%; Fe2O3 0,2-0,7%.
[18]
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

16


Đồ Án Tốt Nghiệp

5. Hạt mài fused alumina hồng – ký hiệu PA
Chúng được tạo ra bằng cách nung chảy alumina trong lị điện. Chúng có màu hồng. Có độ
cứng tương tự như WA, nhưng có độ chắc lớn hơn chút ít so với WA. Đá mài được làm từ hạt
PA có đặc trưng là rất bền và tạo ra bề mặt mài nhẵn. Chúng thích hợp để mài các dụng cụ đo
lường, các trục máy, các vật mẫu, v.v...
Thành phần cấu tạo (tính theo trọng lượng) : Al2O3 98-98,5%; Cr2O3 0,15-0,4%[18]
Chất kết dính
Trong sản xuất đá mài, chất liên kết là nhân tố kết dinh các hạt mài và lấp các khoảng trống
giữa chúng. Chất liên kết xác định độ cứng và chế độ làm việc của đá mài. Ngày nay, các chất
liên kết phổ biến được ứng dụng trong công nghệ mài là: liên kết gốm, liên kết nhựa, liên kết
cao su. Trong cơng nghệ siêu mài, ngồi chất liên kết gốm và liên kết nhựa, còn sử dụng chất
liên kết kim loại, mạ liên kết, v.v...
1. Chất liên kết gốm:
- Nguyên liệu để làm chất liên kết là đất sét, khoáng tràng thạch và thủy tinh.
- Được nung ở nhiệt độ khoảng 1200 độ C.
- Có độ liên kết lớn và độ cứng cao.
- Được ứng dụng rộng rãi, từ mài thép carbon thường đến thép hợp kim.

- Rất thích hợp cho mài với độ chính xác cao
2. Chất liên kết nhựa:
- Nguyên liệu để làm chất liên kết là nhựa tổng hợp, ví dụ như nhựa phenolic.
- Được sấy khô ở nhiệt độ khoảng 200 độ C
- Nhờ tính chất dẻo của nhựa, đá mài với chất kết dính nhựa có vết mài sắc ngọt.
- Do chịu được lực va đạp tốt, đá mài loại này rất hữu ích trong việc mài thơ hoặc cắt đứt.,
mài ba-via.
3. Chất liên kết cao su:
- Chất liên kết ở đây như tên gọi của chủng loại đá mài này là cao su.
- Các đá mài với chất liên kết cao su thường được dùng làm đá điều chỉnh trong phương
pháp mài vô tâm.
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

17


Đồ Án Tốt Nghiệp

4. Chất liên kết kim loại:
- Nguyên liệu làm chất liên kết thường là hợp kim của đồng.
- Đây là loại chất liên kết có độ chắc lớn nhất trong các lọai chất liên kết kể trên.
- Có tốc độ mài cắt cao, có độ chính xác cao.
- Đá mài chủng loại này thích hợp để mài các vật liệu cứng và giòn, như thủy tinh, ceramic.
- Cũng thích hợp để chế tạo các đá mài thơ, đá cắt hoặc đá mài ba-via.
1.1.2 Tìm hiểu quá trình mài
Ở đá mài, các lưỡi cắt không giống nhau và sắp xếp lộn xộn trong chất kết dính.
Hình dáng hóa học của mỗi hạt mài khác nhau, có góc độ, bán kính, góc lượn ở đỉnh hạt
mài.. góc cắt thường >90 độ, góc trước âm do đó khơng thuận lợi cho q trình tạo phoi và
thốt phoi.
Tốc độ mài rất cao do cùng 1 lúc trong thời gian ngắn có nhiều hạt mài tham gia cắt và tạo

thành nhiều phoi vụn.
Độ cứng của hạt mài có thể cắt gọt được những loại vật liệu cứng mà các quá trình gia cơng
khác khơng thực hiện được hoặc gia cơng khó khăn như thép hợp kim cứng, thép đã qua tơi
luyện…
Do có nhiều hạt mài cùng tham gia cắt với góc trước âm và góc cắt lớn hơn 90 độ nên tạo
ra ma sát rất lớn, quá trình cắt bằng đá mài gọi là quá trình “cắt – cào xước” làm cho nhiệt cắt
lớn, chi tiêt bị nung nóng lên rất nhanh. 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 tồn tại 3 hiện tượng: cắt (cutting), cày (ploughing) và trượt (rubbing)
các hiện tượng này đồng thời xảy ra và phụ thuộc vào tương tác giữa hạt mài và vật liệu gia
cơng. Mài cịn được gọi là dụng cụ cắt có lưỡi cắt khơng xác định, ko xác định vì ở đó có rất
nhiều hiện tượng ngẫu nhiên, ko theo quy luật, ví dụ như thơng số hình học của hạt mài, kích
thước hạt, sự phân bố hạt trên bề mặt đá, sự vỡ ra của các hạt cũng như sự tách ra khỏi bề mặt
đá của các hạt. Chính vì thế, việc nghiên cứu và điều khiển quá trình mài là hơi bị phức tạp so
với các quá trình gia công khác. [7]
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

18


Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 1.3 Góc tiếp xúc của hạt mài với phôi[11]Thư viện Đại Học Bách Khoa T.p HCM

Để hiểu rõ bản chất của quá trình mài, cần phải phân tích q trình tạo phoi khi mài, vì đây
là cơ sở, là nguồn gốc của các hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình cắt như biến dạng, lực
cắt, nhiệt cắt, … Để khảo sát được vấn đề này cần phải mơ hình hóa q trình cắt bằng hạt mài.
Có nhiều mơ hình đã được đưa ra, trong đó có mơ hình dưới đây

Hình 1.4 Mơ hình hóa quá trình cắt của hạt mài[11]Thư viện Đại Học Bách Khoa T.p

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

19


Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 1.5 Sự tạo ra tia lửa khi mài [11]Thư viện Đại Học Bách Khoa T.p HCM

1.1.3 Máy mài
Máy mài (Grinding machine) là một loại máy công cụ thực hiện gia công mài vật liệu mài
bằng đá mài được xoay trịn. Thơng thường máy mài được sử dụng sau khi dùng các loại máy
công cụ khác gia công các chi tiết lớn. Trong nhiều trường hợp, vật liệu mài và đá mài tiếp xúc
trực tiếp với nhau, gia công mài bề mặt của vật liệu mài di chuyển tiếp xúc với đá mài quay
tròn
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chúng và của ngành chế tạo máy nói
riêng, ngày càng có nhiều loại vật liệu mới ra đời đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về cơ lí
tính và cách tính chất đặc biệt khác, tính gia cơng của các loại vật liệu này rất thấp, khó gia
cơng đồng thời các chi tiết có yêu cầu ngày càng cao về ngày càng được mở rộng.
Trong nghành chế tạo máy hiện đại, mài chiếm một tỷ lệ rất lớn, máy mài chiếm khoảng
30% tổng số máy cắt kim loại. Đặc biệt là trong ngành chế tạo ổ bi, nguyên công mài chiếm
khoảng 60% tồn bộ quy trình cơng nghệ.

Phân loại máy mài
Máy mài mịn có nhiều loại nhưng ta có thể chia làm 2 loại chính là mài trịn và máy
GVHD:TS.Nguyễn Xn Trường

20

Đồ Án Tốt Nghiệp

mài phẳng. Ngồi ra cịn có nhiều loại máy mài nữa: Máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài
cắt, máy mài răng,...Theo hình dạng kích thước thì có thể chia làm 2 loại chính là máy mài cố
định và máy mài cầm tay…v.v.v
Máy mài trịn: Có 2 loại chính là máy mài trịn ngồi và máy mài trịn trong. Trên máy mài
trịn, chuyển động chính là chuyển động quay tròn của đá mài, chuyển động ăn dao là chuyển
động tịnh tiến của ụ đá dọc trục (ăn dao dọc trục). Hoặc di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang
(ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay của chi tiết (ăn dao vòng). Chuyển động phụ là di
chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết.

Hình 1.6 Máy mài trịn ngồi Jaguar[19]

Máy mài phẳng có 2 loại là mài bằng biên đá và mài bằng mặt đầu. Chi tiết được kẹp trên
bàn máy trịn hoặc hình chữ nhật. Ở máy mài biên đá, đá mài quay tròn và chuyển động tịnh
tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến qua lại. Chuyển động
quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là chuyển động của đá (ăn dao ngang)
hoặc chuyển động của chi tiết (ăn dao dọc). Ở máy mài bằng mặt đầu thì bàn máy có thể là
GVHD:TS.Nguyễn Xn Trường

21


Đồ Án Tốt Nghiệp

hình trịn hoặc hình chữ nhật. Chuyển động quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn
dao là chuyển động của đá (ăn dao ngang) hoặc chuyển động của chi tiết (ăn dao dọc).

Hình 1.7 Máy mài phẳng Jaguar[19]

Với yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác của các chi tiết máy, máy mài bằng dây đai (nhám
vòng) được ra đời với vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng của các sản phẩm cơ
khí, máy mài bằng đai này ra đời cho năng suất khá cao, đáp ứng các yêu cầu chính xác của
việc mài các góc để lắp ghép chử T với nhau và có khả năng đánh bóng ống đạt cấp độ nhám
rất cao, kết cấu đơn giản dễ chế tạo dễ chế tạo có thể gia cơng đươc thép, inox, nhơm... có thể
sử dụng trong mơi trường ướt và khô. Hạt mài mạnh, bén cắt tốt, đặt biệt là tự sinh ra góc bén
khi 1 tinh thể hạt mài cũ mịn đi. Các hạt mài đồng kích cỡ nên sản phẩm cơ khí sau khi mài rất
GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

22


Đồ Án Tốt Nghiệp

phẳng, đạt tiêu chuẩn khi kiểm tra dưới ánh đèn hoặc thiết bị đo bộ bóng. Vì nhu cầu thực tế
của đời sống sản xuất nói chung và trong cơng nghiệp hiện đại nói riêng thì rất cần thiết nên
chúng em đã quyết định chọn máy mài bằng đai nhám làm đề tài tốt nghiệp cho mình.
1.1.4 Một số phương pháp mài tròn
Sau khi ống thép đươc sản xuất ra thì sẽ được gia cơng lại cho phù hợp với từng lĩnh vức
được sử dụng, công việc này ở nước ta chủ yếu là mài bỏ lượng dư và đánh bóng . Hiện nay
phương pháp gia cơng ống thép chủ yếu là mài, những chi tiết yêu cầu có độ cứng, độ chính
xác cao và độ bóng bề mặt cao thường phải qua các nguyên công gia công bán tinh và gia công
tinh là nguyên công mài trên máy mài sau khi qua các nguyên công gia công thô và nhiệt
luyện . Máy mài là máy gia công được dùng rông rải trên mọi lĩnh vực của ngành chế tạo máy,
số lượng máy nhiều nơi có thể vượt quá 30% trong tổng số máy cắt kim loại. Máy mài bằng để
cắt bỏ lượng dư không cần thiết và đánh bóng chi tiết.

Một số phương pháp gia cơng dưới đây:
Mài trịn ngồi

Có hai phương pháp mài trịn ngồi: mài có tâm và mài khơng tâm
-Mài trịn ngồi có tâm
+ Có tính vạn năng cao.
+ Có thể gá dùng.

Hình 1.8 Mài trịn ngồi có tâm[11]Thư viện Đại Học Bách Khoa T.p HCM

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

23


Đồ Án Tốt Nghiệp

+ Nên tiến đá dọc trục.
+ Khi chi tiết ngắn, đường kính lớn, độ cứng vững cao → có thể tiến đá hướng kính.
- Mài trịn ngồi không tâm
+ Chuẩn định vị là mặt đang gia công → khơng mài được chi tiết có rãnh trên bề mặt
+ Hai phương pháp mài trịn ngồi khơng tâm.

Hình 1.9 Mài trịn ngồi khơng tâm[11]Thư viện Đại Học Bách Khoa T.p HCM

Ưu nhược điểm của mài trịn ngồi khơng tâm.
+ Ưu điểm
✓ Dễ tự động hóa q trình mài → năng suất cao.
✓ Độ cứng vững của hệ thống công nghệ cao hơn mài có tâm.
✓ Có thể mài các trục dài mà mài có tâm khơng thực hiện được.
+ Nhược điểm
✓ Khơng mài được trục bậc, chỉ có thể mài trục trơn.
✓ Không mài được các bề mặt gián đoạn.

Mài định hình
Có thể gia cơng được các bề mặt định hình có đường sinh thẳng, các bề mặt định
hình trịn xoay ngồi và trong.

GVHD:TS.Nguyễn Xn Trường

24


Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 1.10 Mài định hình[11]Thư viện Đại Học Bách Khoa T.p HCM

Mài trịn trong ( mài lỗ)
Có khả năng gia công lỗ trụ, lỗ côn, lỗ định hình.
Có 2 phương pháp mài trịn trong: mài có tâm và mài khơng tâm.
- Mài lỗ có tâm
+ Thực hiện trên các máy mài tròn lỗ chuyên dùng, máy mài vạn năng có đầu mài lỗ hoặc
trên máy tiện vạn năng có trang bị đồ gá mài lỗ
- Mài lỗ khơng tâm:
+ Là phương pháp gia cơng tinh lỗ có năng suất, độ chính xác và độ đồng tâm cao
+ Chuẩn gia cơng là mặt ngồi → mặt ngồi của chi tiết phải được gia công tinh hoặc bán
tinh trước khi mài lỗ

Hình 1.11 Mài lỗ khơng tâm[11]Thư viện Đại Học Bách Khoa T.p HCM

GVHD:TS.Nguyễn Xuân Trường

25