Thiết kế và thi công máy mài vô tâm dùng mài chốt có kích thước ø25 + Ø30MM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MÁY MÀI VƠ TÂM DÙNG MÀI
CHỐT CĨ KÍCH THƯỚC Ø 25 + Ø30 mm

GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN HỒNG
SVTH: NGÔ QUỐC PHI
MSSV: 12143142
TRẦN VÕ MINH TIẾN
MSSV: 12143216

S KL 0 0 4 7 8 4

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ MÁY
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY MÀI
VÔ TÂM DÙNG MÀI CHỐT CĨ KÍCH THƯỚC
Ø25 + Ø30 MM
GVHD: NGUYỄN VĂN HỒNG
SVTH: NGÔ QUỐC PHI

MSSV: 12143142
SVTH: TRẦN VÕ MINH TIẾN
MSSV: 12143216
Khóa: 2012-2016

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giáo viên hƣớng dẫn: Nguyễn Văn Hồng
Họ và tên sinh viên : Trần Võ Minh Tiến
Ngơ Quốc Phi
Khóa học: 2012– 2016

MSSV:

12143216

MSSV:

12143142

Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy

Hệ: Chính quy

1. Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MÁY MÀI VƠ TÂM DÙNG MÀI
CHỐT CĨ KÍCH THƢỚC Ø 25 + Ø30 mm
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Mài chốt có kích thƣớc ø 25 + ø30 mm
- Máy làm việc 8 giờ / ngày.
3. Nội dung chính của đồ án::
- Phân tích sản phẩm, thiết kế nguyên lý cho máy (thiết kế sơ đồ nguyên lý- sơ đồ
kết cấu của máy)
- Tính tốn các cụm máy, các bộ truyền động và kiểm nghiệm bền cho các chi tiết
trong máy.
4. Các bản vẽ.
 Bản vẽ A1 thể hiện nguyên lý hoạt động của máy.
 Bản vẽ lắp tổng thể máy A0
 Các bản vẽ lắp cụm A0 ( A1)
 Tập bản vẽ chi tiết A3.
5. Thi công , lắp ráp và điều chỉnh máy
TRƢỞNG BỘ MÔN

GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

Nguyễn Văn Hồng

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

1


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy
LỜI NĨI ĐẦU

Khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển, các loại máy móc ngày càng nhiều và địi
hỏi phải có độ chính xác cao, độ bền lâu dài. Do vậy các chi tiết cơ khí phải đƣợc gia
cơng tinh một cách chính xác để đáp ứng đƣợc yêu cầu kĩ thuật. Một trong các phƣơng
pháp gia công tinh đạt đƣợc độ chính xác cao nhất là phƣơng pháp mài.
Mài là một trong các phƣơng pháp gia công cơ bản trong ngành cơ khí gồm: tiện,
phay, khoan – doa, bào, mài. Mài thƣờng đƣợc sử dụng làm phƣơng pháp gia công tinh
sử dụng vận tốc cắt gọt cao. Quá trình mài đƣợc thực hiện bởi đá mài với vô số hạt mài
rất cứng trên bề mặt đá. Vì mài là phƣơng pháp để gia cơng tinh, do đó mài chỉ cắt gọt
một lƣợng dƣ rất mỏng để chi tiết có thể đạt đƣợc yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ. Mài có
thể gia cơng vật liệu với độ cứng bất kì.
Có nhiều loại máy mài nhƣ mài tròn, máy mài phẳng, máy mài vô tâm, máy mài
rãnh, máy mài cắt, máy mài răng... Máy mài chiếm khoảng 30% trong các loại máy cắt
kim loại trong ngành cơ khí. Hiện nay, mài khơng những dùng ở những ngun cơng

gia cơng tinh mà cịn ở các nguyên công thô khi cần năng suất và hiệu quả kinh tế cao.
Đồ án “Thiết Kế Và Thi Cơng Máy Mài Vơ Tâm Dùng Mài Chốt Có Kích Thước Ø25
+ Ø30 mm” sẽ tìm hiểu, thiết kế và thi công máy mài vô tâm chuyên dụng cho Ø25 +
Ø30 mm nhằm nâng cao chất lƣợng và năng suất trong q trình làm việc.
Do thời gian có hạn và hạn chế về mặt kiến thức cũng nhƣ thực nghiệm nên đồ án
khơng tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, góp ý
của thầy cơ để có đƣợc một máy mài hồn thiện hơn.
Chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hồng trong bộ mơn thực hành nghề khoa
cơ khí chế tạo máy trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã ân cần chỉ bảo và
hƣớng dẫn chúng em hoàn thành đồ án.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

2


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy
TĨM TẮT

Máy mài có vai trị rất quan trọng trong ngành cơng nghệ chế tạo máy, đối với một
số chi tiết yêu câu về độ bóng hay độ chính xác nếu khơng có máy mài thì khơng thể
nào gia cơng đạt u cầu kĩ thuật đƣợc, nên mài luôn là phƣơng pháp gia cơng tinh đạt
độ chính xác cao nhất. Mài là phƣơng pháp gia cơng tinh sau cùng có thể sửa sai lệch
hình dạng các chi tiết tốt nhất sau khi đã qua nhiệt luyện, vì sau khi nhiệt luyện thì các
chi tiết cứng hơn nên các phƣơng pháp gia công khác sẽ khơng tốt bằng phƣơng pháp
mài. Mài cịn là phƣơng pháp gia công tốt nhất đối với các chi tiết đòi hỏi dung sai nhỏ
và yêu cầu kĩ thuật cao, các chi tiết để lắp ghép với nhau cần độ chính xác cao nhƣ lỗ
lắp bạc đạn, trục lắp bạc đạn, trục lắp vào lỗ, những bề mặt phẳng cần độ bóng cao…

tùy theo độ phức tạp và hình dáng của chi tiết thì ta lựa chọn phƣơng pháp mài hợp lí.
Với chi tiết dạng trục trơn theo yêu cầu thì ta sử dụng phƣơng pháp mài có tâm và
vơ tâm đều hợp lí nhƣng đề giảm bớt ngun công và thời gian gá đặt chi tiết ta sử
dụng phƣơng pháp mài vơ tâm là hợp lí nhất.
Sau một thời gian nghiên cứu thì nhóm thấy ngun lí hoạt động của máy mài vô
tâm cũng không quá phức tạp. Trên thị trƣờng thì cũng đã có rất nhiều loại máy mài vơ
tâm có thể mài đƣợc nhiều dạng chi tiết khác nhau, nhƣng các máy mài có giá thành
cao. Một xƣởng cơ khí nếu khơng có máy mài thì cũng khó khăn cho việc gia cơng các
chi tiết. Nên nhóm đã tiến hành nghiên cứu chế tạo máy mài vô tâm chuyên dùng cho
một hoặc một vài chi tiết máy có kích thƣớc nhỏ và đơn giản hơn ( theo nhu cầu của
công ty ) nhằm giảm giá thành đầu tƣ cho xƣởng.
Nguyên lí hoặc động của máy mài vô tâm:
Máy gồm 2 cụm bào gồm cụm A là cụm đá mài và cụm B là cụm đá dẫn:

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

3


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

- Cụm A bắt đầu từ động cơ 1 qua bộ truyền đai và truyền tới trục chính đá mài. Làm
cho trục đá mài quay.
- Cụm B bắt đầu từ động cơ 2 qua bộ truyền đai hoặc bộ truyền trục vít bánh vít truyền
tới trục chính đá dẫn. Làm cho đá dẫn quay.
- Đá dẫn và đá mài quay cùng chiều nhau và vận tốc của đá dẫn nhỏ hơn rất nhiều lần
so với đá mài. Ở giữa đá dẫn và đá mài có một dao đỡ gọi là dao đỡ chi tiết trong q
trình gia cơng, dao đỡ có thể đƣợc làm từ nhiều vật liệu khác nhau tùy theo độ cứng

của chi tiết gia cơng để tránh mịn dao. Chi tiết mài đƣợc đặt vào giữa đá mài và đá
dẫn, để mài suốt chiều dài chi tiết gia công thì cần có chuyển động quay trịn và chuyển
động chạy dao dọc của chi tiết, hai chuyển động trên có đƣợc là nhờ bánh dẫn quay để
tạo cho chi tiết chuyển động quay ngƣợc lại do có lực ma sát giữa chi tiết và đá dẫn
lớn, chi tiết chuyển động tịnh tiến đƣợc là nhờ vào độ nghiên của đá dẫn. Đá dẫn chỉ có
tác dụng tạo chuyển động cho chi tiết và kẹp chặt chi tiết chứ khơng có tác dụng mài
chi tiết. Cụm đá dẫn đƣợc lắp trên mộng mang cá để thực hiện chuyển động ăn dao.
Chi tiết quay ngƣợc chiều so với đá dẫn và đá mài và tốc độ của chi tiết phụ thuộc vào
tốc độ của đá dẫn.
Vì máy mài vơ tâm đƣợc chế tạo để chuyên dùng cho một số chi tiết trụ suốt với
đƣờng kính trong khoảng Ø25 + Ø30 nên đã bị giới hạn một số bộ phận nhƣ cơ cấu
chỉnh góc nghiên của đá dẫn, cơ cấu tăng đƣa thanh đỡ…Nếu có cơ hội thì nhóm sẽ
tiếp tục cải tiến máy mài vơ tâm có thể mài đƣợc trục bậc, chốt côn và những cơ cấu
cấp phôi tự động. Xin cảm ơn.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

4


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

MỤC LỤC
Trang phụ bìa

TRANG

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

1

Lời nói đầu

2

Tóm tắt

3

Mục lục

5

Chƣơng 1. GIỚI THIỆU

8

Chƣơng 2. TỔNG QUAN

9

2.1 Giới thiệu chung về mài

9

2.1.1 Khái niệm chung

9

2.1.2 Đặc điểm phƣơng pháp mài

9

2.1.3 Đá mài

10

2.2 Giới Thiệu về các phƣơng pháp mài

11

2.2.1 Mài trụ ngoài

12

2.2.2 Mài trụ trong

16

2.2.3 Mài mặt phẳng

17

2.2.4 Chọn phƣơng pháp mài cho chi tiết

18

2.2.5 Các chuyên động của mài vơ tâm

19

Chƣơng 3. THIẾT KẾ MÁY MÀI VƠ TÂM
3.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý của máy mài vô tâm

22
22

3.1.1 Các dạng chi tiết có thể mài bằng của máy mài vô tâm

22

3.1.2 Nguyên lý hoạt động của máy mài vô tâm

23

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

5


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

3.1.3 Những chuyển động của máy

24

3.1.4 Phƣơng án thiết kế máy

25

3.2 Tính tốn chọn động cơ

28

3.2.1 Tính lực mài

28

3.2.2 Tính tốn chọn động cơ đá mài

29

3.2.3 Tính tốn chọn động cơ đá dẫn

29

3.3 Lựa chọn bộ truyền

30

3.3.1 Bộ truyền đai

30

3.3.2 Bộ truyền xích

31

3.3.3 Bộ truyền bánh răng

32

3.3.4 Bộ truyền trục vít – bánh vít

32

3.4 Tính tốn bộ truyền đai cho trục đá mài

33

3.5 Tính tốn trục đá mài

35

3.6 Tính tốn trục đá dẫn

38

3.7 Tính tốn ổ lăn

41

3.7.1 Chọn ổ lăn trục đá mài

41

3.7.2 Chọn ổ lăn cho trục đá dẫn

43

Chƣơng 4. KIỂM TRA VÀ BẢO DƢỠNG MÁY
4.1 Lắp ráp và hiệu chỉnh đá mài

46
46

4.1.1 Kiểm tra đá mài trƣớc khi lắp

46

4.1.2 Lắp ráp và hiệu chỉnh đá mài

46

4.1.3 Sửa đá

47

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

6


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

4.2 Kỹ thuật mài an toàn

48

4.3 Bảo dƣỡng máy

48

4.3.1 Bảo dƣỡng đá

48

4.3.2 Cộng việc bảo dƣỡng đá mài định kì

49

Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ CẢI TIẾN MÁY

50

5.1 Kết luận

50

5.2 Cải tiến máy

50

TÀI LIỆU KHAM KHẢO

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

51

7


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU
Trong ngành công nghệ chế tạo máy, những chi tiết máy u cầu có độ cứng, độ
chính xác và độ bóng bề mặt cao thƣờng phải qua các nguyên công gia công bán tinh
và gia công tinh là nguyên công mài trên máy mài sau khi đã trải qua các nguyên công
gia công thô hoặc đã nhiệt luyện. Máy mài là máy gia công tinh đƣợc sử dụng rộng rãi
trên mọi lĩnh vực của ngành công nghệ chế tạo máy. Số lƣợng của máy mài trong một
xƣởng cơ khí có thể chiếm tới 30% số lƣợng máy cắt kim loại.
Với yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác của các chi tiết gia cơng thì máy mài
cũng đƣợc phát triển lên rất nhiều và máy mài điều khiển số CNC ra đời và có tầm
quan trọng trong việc nâng cao chất lƣợng của các sản phẩm cơ khí.
Máy mài là máy công cụ thực hiện nguyên công gia cơng tinh chính xác các chi tiết
bằng cách dùng đá mài có chuyển động quay trịn với tốc độ cao để cào sƣớt cắt đi lớp
kim loại mỏng trên bề mặt chi tiết.
Máy mài chỉ dùng để gia công những chi tiết đã trải qua các nguyên công bán tinh ,
hoặc nguyên công sau nhiệt luyện, khi lƣợng dƣ trên bề mặt chi tiết cịn rất ít hoặc
biến dạng sau nhiệt luyện. Nhƣng hiện nay máy mài cịn có thể đƣợc dùng để gia cơng
thơ.
Các bề mặt có thể đƣợc gia công trên máy mài là mặt phẳng, mặt trụ ngồi hoặc trụ

trong, mặt cơn, mặt định hình, các bánh răng…
Có thể căn cứ vào bề mặt gia cơng và căn cứ vào công dụng để phân loại máy mài:
- Căn cứ vào bề mặt gia cơng có thể có các loại máy mài nhƣ: máy mài phẳng, máy
mài tròn ngồi, máy mài bóng…
- Căn cứ vào cơng dụng có thể chia máy mài thành các loại nhƣ: máy mài trịn ngồi,
máy mài trịn trong, máy mài vơ tâm, máy mài phẳng, máy mài chuyên dung, máy mài
sắc, máy mài chính xác cao.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

8


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÀI
2.1.1 Khái niệm chung
- Mài là nguyên công gia công tinh các bề mặt: trụ ngồi, trụ trong, mặt phẳng, mặt
định hình …
- Bản chất của mài là quá trình cắt gọt đƣợc thực hiện đồng thời bởi nhiều hạt mài có
các lƣỡi cắt khác nhau đƣợc phân bố ngẫu nhiên trên bề mặt đá mài.
- Đá mài đƣợc chế tạo từ hạt vật liệu mài kết hợp với chất kết dính đƣợc tạo hình và
thêu kết lại với nhau tạo thành những viên đá mài lớn.
2.1.2 Đặt điểm của phƣơng pháp mài
- Dụng cụ mài có một số lƣỡi cắt khơng liên tục, các hạt mài nằm tách biệt nhau trên
bề mặt làm việc của dụng cụ. Do đó xem q trình mài là q trình cào xƣớc liên tục.
- Do khơng thay đổi đƣợc vị trí và hình dạng hình học của đá mài nên trong quá trình

mài việc điều khiển đá mài rất khó khăn. Phần làm việc của đá mài gồm vô số các lƣỡi
cắt của vô số hạt mài riêng biệt, chúng khơng có hình dạng giống nhau và phân bố lộn
xộn.
- Tốc độ cắt khi mài lớn, tiết diện phoi cắt ra bé.
- Trong quá trình mài đá mài có khả năng tự làm sắc một phần.
- Việc chọn chế độ cắt hợp lý có vai trị quyết định đối với chất lƣợng sản phẩm, năng
suất gia công ngồi vấn đề gá đặt.
Khả năng cơng nghệ
- Mài thơ có khả năng gia cơng cấp chính xác cấp 9 và độ nhám Ra = 2.5-1.25 m.
- Mài bán tinh có thể đạt độ chính xác cấp 8-7,độ nhám bề mặt Ra = 1.25-0.63 m..
- Mài tinh có thể đạt độ chính xác cấp 7-6, độ nhám bế mặt Ra = 0.32-0.16 m.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

9


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

Mài phù hợp với những vật liệu cứng, rất cứng không phù hợp với vật liệu quá mềm.
2.1.3 Đá mài
2.1.3.1 Vật liệu hạt mài
Hạt mài đƣợc chế tạo từ vật liệu có độ cứng rất cao trên mỗi hạt có rất nhiều lƣỡi cắt
với góc trƣớc bằng 0. Đặt trƣng của hạt mài là vật liệu làm hạt và kích thƣớc hạt.
Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều vật liệu mài khác nhau. Hạt mài là một loại vật
liệu nhân tạo hoặc tự nhiên vật liệu hạt mài tự nhiên có một số loại nhƣ thạch anh, đá
granit, oxit nhôm, kim cƣơng. Các hạt mài nhân tạo thông dụng là cacbit silic, cacbit
bo, kim cƣơng nhân tạo…

- Kim cƣơng tự nhiên: là một biến thể của cacbon. Nó có độ cứng rất cao trong các loại
hạt mài tự nhiên và nhân tạo. Tuy nhiên kim cƣơng giịn..
- Oxít Nhơm: có đặc điểm là rất cứng ,sắc, thành phần hoá học ổn định, chống nóng và
chống ăn mịn cao. Loại hạt này cắt rất nhanh, nó làm bề mặt mờ và có thể sử dụng
trong các thiết bị phun kín.
- Cacbit silic: là một hợp chất của silic và cacbon nhận đƣợc từ than cốc và các thạch
anh nung nóng tới nhiệt độ 2000  2100o C . Chúng có khả năng chịu đƣợc nhiệt độ cao,
có hình dáng nhọt sắc nên khả năng cắt của chúng rất cao, có độ cứng cao chỉ dƣớng
sau kim cƣơng và cacbit bo.
- Cacbit bo: là một hợp chất của bo và BrC. Nó có khả năng cắt cao, chịu đƣợc sự mài
mịn, có độ bền rất cao, cho phép cắt với vận tốc lớn. Các hạt mài này sử dụng hiệu quả
nhất khi mài phôi đúc.
2.1.3.2 Độ hạt
Độ hạt của vật liệu mài phụ thuộc vào kích thƣớc hạt. thƣờng ngƣời ta chia làm 3
loại hạt mài, bột mài và bột mài mịn có nhiều phƣơng pháp phân loại hạt mài trong đó
phƣơng pháp sàng là thông dụng nhất.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

10


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

2.1.3.3 Chất kết dính
Chất kết dính sẽ liên kết các hạt mài lại với nhau tạo thành một khối, tạo ra hình
dáng theo yêu cầu của các loại đá mài, chất kết dính bao gồm có chất kết dính vơ cơ và
hữu cơ.

- Chất kết dính vơ cơ bào gồm các loại nhƣ ceramic, silicat, mache.
- Chất kết dính hữu cơ bao gồm bakelit và vucanit.
Trong cơng nghiệp thì thơng dụng nhất là chất kết dính bakelit, vucanit và keramit.
2.1.3.4 Độ cứng của đá mài
Độ cứng của đá mài là khả năng của chất kết dính chống lại sự bóc tách hạt mài ra
khỏi bề mặt làm việc dƣới tác dụng của ngoại lực. Khái niệm độ cứng của đá mài
không giống nhƣ độ cứng của hạt mài. Độ cứng của hạt mài là khả năng ăn sâu vào vật
liệu khác của bản thân hạt mài. Nên có thể chế tạo đá mài có độ cứng thấp từ những hạt
mài có độ cứng cao và ngƣợc lại từ vật liệu mài có độ cứng thấp thành những đá mài
có độ cứng cao…
Việc chọn đá mài, chế độ mài đóng vai trị quyết định chất lƣợng sản phẩm. Chọn
đá mài: chọn đá mài hợp lý chất lƣợng và năng suất cao. Chọn đá mài chú ý các yếu tố
vật liệu mài, chất kết dính, độ cứng, kết cấu, độ hạt của đá mài, …
Chọn chế độ mài: chọn vận tốc đá mài, vận tốc chi tiết, lƣợng chạy dao ngang và
chiều sâu cắt.
2.2 GIỚI THIỆU CÁC PHƢƠNG PHÁP MÀI
Mài có thể gia cơng đƣợc nhiều dạng bề mặt khác nhau nhƣ mặt phẳng, mặt trụ
trong, mặt trụ ngồi, các mặt cơn, các bề mặt định hình … tuỳ theo hình dạng bề mặt
gia công mà ta chia thành các phƣơng pháp sau: Mài mặt trụ ngoài, mài mặt trụ trong,
mài mặt phẳng, mài bề mặt dịnh hình.
Chi tiết gia cơng có dạng trụ suốt khơng có bậc:

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

11


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

Đƣờng kính chi tiết (Φ25 ÷ Φ30) mm và L=250mm, vật liệu thép C45, độ cứng của
chi tiết: 40 ÷ 45 HRC
Trong q trình gia cơng bằng phƣơng pháp mài vơ tâm thì có các chuyển động có
thể có là:
Chuyển động quay tròn của đá mài, chuyển động quay tròn của chi tiết gia công,
chuyển động tịnh tiến của chi tiết gia cơng, chuyển động quay trịn của đá dẫn
2.2.1.Mài mặt trụ ngồi
Khi mài mặt trụ ngồi ta có thể thực hiện bằng một trong hai phƣơng pháp là mài
có tâm và mài khơng tâm..
2.2.1.1 Mài có tâm
Là chi tiết đƣợc gá vào hai lỗ tâm hoặc một đầu vào mâm cặp và một đầu kia vào
mũi chơng tâm. Mài có tâm gia công đƣợc trục trơn, trục bậc, bề mặt côn, rãnh trên các
bề mặt trụ ngồi, góc lƣợn (hình 2.1). Khi mài có tâm, chi tiết và đá quay ngƣợc chiều
nhau. tốc độ quay của đá rất lớn gấp khoảng 100 lần so với tốc độ của chi tiết. Mài có
tâm thƣờng thực hiện chay dao dọc, chiều sâu bé rất bé từ 0,005 đến 0,2 mm. Muốn có
chiều sâu cắt đƣợc lớn hơn thì đá mài cần đƣợc vát cơn một phần với góc cơn   2  3o
Đối với trục ngắn có đƣờng kính lớn thì nên thực hiện chạy dao ngang. Phƣơng
pháp này đòi hỏi độ cứng vững của chi tiết tốt, chiều rộng của đá lớn và đặc biệt là phải
sửa đá thật chính xác. Phƣơng pháp chạy dao ngang còn sử dụng khi mài bề mặt định
hình trịn xoay.
Khi gia cơng mặt đầu và mặt trụ ngồi của trục bậc bằng một đá cịn có thể thực
hiện ăn dao xiên. Trong trƣờng hợp này ta thấy tốc độ cắt ở các điểm tiếp xúc giữa đá
và chi tiết khơng đều nhau, do dó đá mịn khơng đều vì vậy mặt trụ dễ bị cơn và mặt
đầu khơng đƣợc thẳng góc với mặt trụ.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

12

Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

Các dạng bề mặt mài trịn ngồi

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

13


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

Hình 2.1: Chi tiết mài trịn ngồi
2.2.1.2 Mài khơng tâm
Mài khơng tâm là sử dụng bề mặt đang gia công để làm chuẩn định vị cho chi tiết
gia công. Sơ đồ của mài khơng tâm đƣợc mơ tả trên hình 2.2 trong đó chi tiết đƣợc đặt
giữa hai đá mài và đá dẫn. Đá mài làm nhiệm vụ mài chi tiết và đá dẫn có nhiệm vụ
truyền chuyển động cho chi tiết vửa quay vừa tịnh tiến. Đá mài có tốc độ quay lớn hơn
nhiều lần so với đá dẫn. Chi tiết cịn đƣợc đỡ nhờ thanh đỡ. Thanh đỡ ln giữ cho chi
tiết có tâm cao hơn tâm của hai đá mài một khoảng là:
h  0,1.d  5

trong đó d là đƣờng kính chi tiết.
Nhƣng h khơng đƣợc phép vƣợt quá 10 – 15mm. Thanh dẫn thƣờng đƣợc vát để tạo
điều kiện cho chi tiết đƣợc áp sát vào bánh dẫn. Khi mài không tâm, chi tiết thực hiện

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

14


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

chuyển động dọc tự động nhờ góc nghiêng giữa trục bánh dẫn và trục chi tiết. Góc này
có giá trị là   1  3o .
- Ƣu điểm
Giảm thời gian gá đặt và gia cơng mặt chuẩn.
Dễ tự động hóa q trình mài.
Độ cứng vững của hệ thống cơng nghệ cao hơn mài có tâm.
Có thể gia cơng các trục dài mà mài có tâm khơng thực hiện đƣợc.
- Nhƣợc điểm
Khơng có khả năng đảm bảo sự đồng tâm giữa các trục bậc do đó chỉ dùng để mài các
trục trơn.
Khơng mài đƣợc các bề mặt gián đoạn vì bánh dẫn không truyền đƣợc chuyển động
quay đều và tịnh tiến cho chi tiết.

Hình 2.2: Mài vơ tâm

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

15


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

2.2.2 Mài trụ trong
Khi mài trụ trong thì đƣờng kính của đá mài phải nhỏ hơn đƣờng kính của lỗ mài.
Thƣờng chọn đƣờng kính đá bằng (0,7  0,9).d d là đƣờng kính lỗ cần mài.
Mài mặt trụ trong cũng đƣợc tiến hành bằng hai phƣơng pháp đó là mài trụ trong có
tâm (hình2.3) và mài trụ trong khơng tâm (hình 2.4).
2.2.2.1 Mài có tâm
Mài lỗ có tâm có hai cách gá đặt chi tiết.
- Cách thứ nhất là: chi tiết đƣợc kẹp chặt trên mâm cặp và quay tròn. Trục đá cũng
quay trịn là chuyển động chính và thực hiện cả chuyển động chạy dao dọc hoặc
chuyển động chạy dao ngang. Phƣơng pháp gá đặt này thƣờng dùng để mài chi tiết
nhỏ, các mặt tròn xoay các vật dễ gá trên mâm cặp.
- Phƣơng pháp thứ hai là chi tiết đƣợc gá cố định trên bàn máy. Trục mang đá thực
hiện tất cả các chuyển động gồm : chuyển động quay tròn của đá, chuyển động chạy
dao dọc hoặc ngang và chuyển động hành trình của đá xung qunh tâm lỗ gia công để
cắt hết bề nặt chu vi lỗ. Phƣơng pháp thứ hai này thuận tiện khi gia công các chi tiết
lớn nhƣ: thân động cơ, các loại hộp, các chi tiết cồng kềnh.

Hình 2.3: Mài trụ trong có tâm

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

16


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

2.2.2.2 Mài lỗ không tâm
Chi tiết đƣợc giữ và tạo chuyển động quay nhờ hai bánh đỡ 4 và 5 và bánh đá dẫn 2.
Bánh đá dẫn có đƣờng kính lớn hơn nhiều so với bánh đỡ. Đá mài 1 chuyển động quay
trịn và các chuyển động chạy dao. Khi mài khơng tâm, bề mặt ngoài của chi tiết là mặt
chuẩn định vị (hình 2.4) nên trƣớc khi mài phải gia cơng tinh hoặc bán tinh bề mặt
này.
Phƣơng pháp này cho năng suất cao, khả năng đạt độ chính xác và độ đồng tâm cao,
chủ yếu để gia cơng các bạc có thành mỏng. Phƣơng pháp này có thể gia cơng đƣợc lỗ
côn khi ta nghiêng trục đá so với trục của lỗ một góc nhất định. Góc này phụ thuộc vào
độ cơn của lỗ.

Hình 2.4: Mài trụ trong vơ tâm
2.2.3 Mài mặt phẳng
Khi mài mặt phẳng có thể sử dụng đá mài mặt trụ hay đá mài mặt đầu. Mài bằng đá
mài mặt trụ cho độ chính xác và độ bóng bề mặt cao vì thốt phoi, thốt nhiệt và tƣới
dung dịch trơn nguội vào khu vực gia công đƣợc dễ dàng. Đá mài chuyển động quay
tròn, bàn máy mang chi tiết chuyển động thẳng theo chiều dọc để cắt hết chiều dài chi

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

17


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

tiết sau đó chuyển động ngang để cắt hết chiều rộng chi tiết (hình 2.5). Bàn máy cũng
có thể chuyển động quay trịn. Phƣơng pháp này có năng suất khơng cao vì diện tích

tiếp xúc giữa đá mài và chi tiết khơng lớn.

Hình 2.5: Mài phẳng
2.2.4 Chọn phƣơng pháp mài cho chi tiết
Mài chi tiết trụ trịn ngồi thì có nhiều cách để mài nhƣ mài trịn ngồi có tâm và
mài trịn ngồi vơ tâm nhƣng tùy theo u cầu của chi tiết mà ta áp dụng những cách
mài cho hợp lí đảm bảo năng suất và về phần kinh tế.
Chi tiết đƣợc mài có Φ25÷Φ30mm và chiều dài là L=250mm u cầu của chi tiết là
mài suốt chiều dài, với yêu cầu này thì ta có thể mài bằng cách mài trịn ngồi có tâm
và mài trịn ngồi vơ tâm.
- Để mài trịn ngồi có tâm thì chi tiết phải có 2 lỗ tâm 2 đầu để gá đặt có thể gá lên
mâm cặp và mũi chống tâm hoặc có thể gá lên 2 mũi chống tâm và sử đụng tốc kẹp để
truyền moment quay cho chi tiết. Nhƣng khi mài nhƣ vậy thì ta sẽ khơng áp dụng cho
các chi tiết mài suốt đƣợc vì một phần đầu chi tiết đã đƣợc gá đặt nếu mài một đầu
xong rồi trở đầu cịn lại mài tiế thì chi tiết sẽ khơng đồng tâm với nhau nên phƣơng
pháp này áp dụng nhiều cho các chi tiết mài một phần trụ. Khi mài trịn ngồi có tâm
thì ta sẽ tốn nhiều thời gian gá đặt chi tiết và nếu có mở rộng cơng nghệ thiết kế một hệ
thống cấp phơi tự động thì cũng rất phức tạp và khó đạt đƣợc độ chính xác cao.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

18


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

- Để mài chi tiết bằng phƣơng pháp mài trịn ngồi vơ tâm thì khơng cần phải có
ngun cơng tao ra lỗ tâm của chi tiết, đây là phƣơng pháp có thể mài suốt đƣợc phần

trụ ngồi của chi tiết vì khơng cần phải gá đặt chi tiết vì khi mài vơ tâm thì phần định
vị cũng chính là phần lƣng ngồi của chi tiết, mài vô tâm sẽ giúp giảm bớt thời gian gá
đặt chi tiết, khi ta đặt chi tiết vào vị trí giữa đá mài và đá dẫn thì chi tiết sẽ đƣợc đá dẫn
tạo chuyển động quay nhờ chuyển động quay của đá dẫn và chuyển động tịnh tiến nhờ
đá dẫn nghiên 1 góc Φ.
Từ những phân tích trên thì để mài theo yêu cầu của chi tiết ta chọn phƣơng pháp
mài trịn ngồi vơ tâm là hợp lí nhất.
2.2.5 Các chuyển động của mài vơ tâm
Trong q trình gia cơng mài vơ tâm thì có 2 chuyển động quan trọng là chuyển
động tịnh tiến của chi tiết và chuyển động qua của chi tiết 2 chuyển động này không
đƣợc truyền trực tiếp từ động cơ hay bàn máy mang phơi tịnh tiến mà nó đƣợc truyền
thơng qua 1 bánh dẫn hƣớng vừa tạo chuyển động quay cho chi tiết vừa tạo chuyển
động tịnh tiến của chi tiết:
2.2.5.1 Về chuyển động tịnh tiến của chi tiết
- Ta sử dụng bánh dẫn để dẫn hƣớng cho chi tiết bánh dẫn vừa quay và vừa nghiêng
một góc Φ (hình 2.6) tạo ra ma sát dẫn chi tiết chuyển động tịnh tiến suốt chiều dài của
chi tiết.

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

19


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

Hình 2.6: Chuyển động quay dựa vào đá dẫn
2.2.5.2 Chuyển động quay của chi tiết
Cũng có nhiều cách tạo ra chuyển động quay của chi tiết

- Sử dụng băng nhám để tạo chuyển động quay cho chi tiết(hình 2.7). Phƣơng pháp này
sử dụng cho máy mài vơ tâm, cũng có thể tạo chuyển động quay cho chi tiết nhƣng cơ
cấu phức tạp.

Hình 2.7: Chuyển động quay của chi tiết dựa vào băng nhám

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

20


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

- Sử dụng bánh dẫn để làm quay chi tiết theo chiều ngƣợc lại (hình 2.8). Phƣơng pháp
này dùng cho mài ngồi vô tâm không cần phải tốn thời gian gá đặt, khi bánh dẫn quay
sẽ tạo moment cho chi tiết quay theo chiều ngƣợc lại. Rất dễ dàng khi mở rông công
nghệ việc thiết kế hệ thống cấp phôi tự động rất đơn giản và nhiều cách. Dùng đề mài
các chi tiết yêu cầu phải mài suốt.

Hình 2.8: Chuyển động tịnh tiến dựa vào đá dẫn

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

21


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MÁY MÀI VÔ TÂM
3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUN LÍ CỦA MÁY MÀI VƠ TÂM
3.1.1 Các dạng chi tiết có thể mài bằng mái máy mài vơ tâm
Các chi tiết có dạng trục trơn (hình 3.1)

Hình 3.1: Trụ trơn
Các chi tiết có dạng trục bậc(hình 3.2)

Hình 3.2: Trụ bậc

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

22


Đồ Án Tốt Nghiệp

Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

3.1.2 Nguyên lí hoạt động của máy mài vơ tâm

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lí
Máy gồm 2 cụm bào gồm cụm A là cụm đá mài và cụm B là cụm đá dẫn(hình 3.3):
- Cụm A bắt đầu từ động cơ 1 qua bộ truyền đai và truyền tới trục chính là trục gắn đá
mài. Làm cho trục đá mài quay.
- Cụm B bắt đầu từ động cơ 2 qua bộ truyền đai hoặc bộ truyền trục vít bánh vít truyền
tới trục gắn đá dẫn làm cho đá dẫn quay.
- Đá dẫn và đá mài quay cùng chiều nhau và vận tốc của đá dẫn nhỏ hơn rất nhiều lần

so với đá mài. Ở giữa đá dẫn và đá mài có một thanh gọi là thanh đỡ để đỡ chi tiết
trong quá trình gia cơng, thanh đỡ có thể đƣợc làm từ nhiều vật liệu khác nhau tùy theo
độ cứng của chi tiết gia cơng để tránh mịn thanh đỡ. Chi tiết đƣợc đặt vào giữa đá mài
và đá dẫn ở phía dƣới có thanh đỡ, để mài suốt chiều dài chi tiết gia cơng thì cần có
chuyển động quay trịn và chuyển động chạy dao dọc của chi tiết 2 chuyển động có
đƣợc là nhờ bánh dẫn quay để tạo cho chi tiết chuyển động quay ngƣợc lại do lực ma

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng

23