Tìm hiểu vá» thông số Ä‘á mài
Phẩn lá»›n các Ä‘Ä©a mài chứa hạt mài bằng bá»™t mài (coridon) (trắng, hổng) hay silicium cacbit (xanh,Ä‘en). Äá»™ dẻo dai của hạt giảm vá»›i Ä‘á»™
cứng tăng của hạt mài. Hạt mài cứng giòn lúc chịu tải nhá» (mài tinh) có khả năng tá»± làm sắc qua hạt văng tách ra. Má»™t Ä‘á»™ dai đẩy đủ
ở hạt chịu tải lá»›n (mài thô) ngăn chặn sá»± vỡ hạt sá»›m.
Hạt mài nên có Ä‘á»™ cứng cao cÅ©ng nhÆ° Ä‘á»™ dai đủ và sức bá»n nhiệt.
Bảng 1: Các loại váºt liệu mài | ||||
Ký hiệu | Váºt liệu mài | Äá»™ cứng Knoop* N/mm2 |
Äá»™ bểnnhiệt
đến |
Những lĩnh vực ứng dụng |
A | Coridon thÆ°á»ng (Al203) | 18000 | 2000°c | Thép không hợp kim, thép không tôi cứng, thép Ä‘úc, gang dẻo |
Coridon tinh khiết (Al203) | 21000 | Thép hợp kim cao và thép hợp kim thấp, thép tôi cứng, thép thấm than, thép dụng cụ, titan | ||
c | Silicium cacbit (SiC) | 24800 | 1370°c | Váºt liệu cứng: hợp kim cứng, gang, thép gió, gốm, thủy tinh,váºt liệu má»m: đổng, nhôm, chất dẻo |
CBN | Bor nitrít (BN) | 60000 | 1200°c | Thép gió, thép cán nóng và thép cán nguá»™i |
D | Kim cÆ°Æ¡ng (C) | 70000 | 800°c | Hợp kim cứng, gang, thủy tinh, gốm, Ä‘á, kim loại không chứa sắt, không dành cho thép, liếc Ä‘Ä©a Ä‘á mài |
*Theo KOOP chiá»u sâu ăn vào được Ä‘o vá»›i má»™t hình tháp bằng kim cÆ°Æ¡ng vá»›i góc mở 172,5°và 200° |
Mài mòn ở hạt mài (Hình 1)
Lá»±c cắt cao làm tăng trá»™i việc Ä‘áºp vụn và sá»± phá vỡ của hạt khá»i sá»± kết dính, ở lá»±c cắt nhá» khi mòn ma sát nÆ¡i cạnh cắt tăng dần má»›i
làm tải ở hạt cao đến ná»—i làm các hạt nhá» bị tách ra.
Qua việc tách ra và sá»± phá vỡ của hạt tạo thành cạnh cắt má»›i. Do váºy mà Ä‘á mài tá»± mài sắc.
Các loại hạt (Hình 2)
Hạt nhá»n phù hợp vá»›i váºt liệu tạo phoi dài. Hạt dạng khối chống mài mòn ở váºt liệu giòn. Hạt tinh thể Ä‘Æ¡n (má»™t hạt tinh thể) có Ä‘á»™ bá»n
hạt cao, nó phù hợp để mài thủy tinh và gốm. Hạt Ä‘a tinh thể lúc mài kết thành nhiá»u hạt cắt nhá» từ hạt qua sá»± tách vi tế (mikro) trÆ°á»›c
khi vỡ hoàn toàn. Các hạt do Ä‘ó được dùng tốt hÆ¡n khi mài kim loại cứng.
Cỡ hạt (Bảng 1)
Số cỡ hạt tÆ°Æ¡ng ứng vá»›i sổ lá»— của rây trên chiá»u dài 1 inch, hạt nào Ä‘úng cỡ lá»t qua thẳng xuống rây, trong khi má»™t số hạt khác kẹt lại
ở rây hẹp kê’ tiếp. Cỡ hạt tháºt mịn được tách ra bằng phÆ°Æ¡ng pháp lắng bùn. Cỡ hạt kim cÆ°Æ¡ng và hạt borit được xác định theo rây cỡ
sàng bằng um. Cỡ hạt vá»›i ký hiệu D 150 (Hạt kim cÆ°Æ¡ng) cÅ©ng nhÆ° B 150 (Hạt CBN) có Ä‘á»™ lá»›n hạt trong khoảng từ 125nm và 150|xm.
Äá»™ nhấp nhô yêu cẩu càng nhá» hÆ¡n và tiết diện mài sắc cạnh hÆ¡n thì cỡ hạt phải mịn hÆ¡n.
Sá»± kết dính của hạt mài (Bảng 2)
Bảng 2: Kết dính của bánh mài | ||
Dấuhiệu | Loại kết dính | LÄ©nh vá»±c ứng dụng |
V | Két dính bằng góm | Mài phá và mài tinh thép vá»›i corundum (bá»™t mài gốc oxit nhôm) và silic cacbua |
BBF | Kết dính vá»›i nhá»±a tổng hợp có sợi gia cÆ°á»ng | Mài thô và mài cắt đứt, mài áp lá»±c cao vá»›i corundum ãricon, mài định hình vá»›i kim cÆ°Æ¡ng và bor nitrua |
M | Kểtdính bằng kim loại | Mài định hình và mài dụng cụ vá»›i kim cÆ°Æ¡ng hay bor nitrua (mài Æ°á»›t) |
G | Kết dính bằng ma Ä‘iên | Mài lá»— trong của kim loại cứng, thép gió, mài tay |
RF | Kết dính bằng cao su vá»›i sợi gia cÆ°á»ng | ÄÄ©a mài cắt ÄÄ©a mài dẫn |
Sá»± kết dính có mục Ä‘ích là giữ cho từng hạt chặt cứng vá»›i nhau đến khi nào cùn.
ÄÄ©a mài kết dính bằng gốm có những buổng bá»ng và có thể dá»… sá»a liếc Ä‘á. Kết dính bằng nhá»±a tổng hợp giữ các hạt chặt hÆ¡n, do Ä‘ó
gây ra lá»±c mài cao hÆ¡n.Tuy nhiên những hạt nhá»n nằm tá»± do giúp mài mát hÆ¡n (ít nhiệt hÆ¡n).
Äá»™ cứng của bánh mài (Bảng 1)
Bảng 1: Äá»™ cứng của bánh mài | ||
Cấp Ä‘á»™ cứng | Ký hiệu | Khu vá»±c ứng dụng |
A, B, C,D E,F,G | cá»±c mém rất mém | Mài sâu và mài cạnh các váºt liệu cứng |
H, l,J,K L, M, N, 0 | trung bình má»m | Mài klm loại thông thÆ°á»ng |
p, Q, R, s T, Ù, V, w X,Y,Z | cứng rất cứng cá»±c cứng | Mài tròn ngoài, váºt liệu mém |
NgÆ°á»i ta hiểu Ä‘á»™ cứng của Ä‘Ä©a mài không phải là Ä‘á»™ cứng của hạt mài mà là khả năng đối kháng của sá»± kết dính chống lại sá»± phá vỡ
hạt mài. Trong phÆ°Æ¡ng pháp mài váºt liệu cứng vá»›i mài mòn vì ma sát mạnh nhÆ°ng lá»±c chịu tải của hạt nhá», ta chỉ có thể xác định chắc
chấn “hiệu ứng tá»± tác Ä‘á»™ng mài sắc” qua Ä‘Ä©a mài má»m. Mài váºt liệu má»m Ä‘òi há»i ở phoi dày môt lá»±c giữ hạt iá»›n hÆ¡n, do Ä‘ó Ä‘Ä©a mài
cứng hÆ¡n. ÄÄ©a mài quá mểm luôn luôn không hiệu quả kinh tế vì Ä‘á»™ mài mòn cao. Những hạt vỡ ra, trÆ°á»›c khi bể mặt mài mòn hình
thành. ÄÄ©a mài bị mất hình dạng (prôfin) của nó,”vỡ toàn bá»™”. ÄÄ©a quá cứng thì ngược lại, nó giữchặt hạt rất lâu, trÆ¡n (chai) và bóng,
đổng thá»i làm tăng áp lá»±c mài và nhiệt Ä‘á»™ ở vùng tiếp xúc.
Äá»™ cứng tác Ä‘á»™ng của má»™t Ä‘Ä©a mài trong quá trình gia công không chỉ tùy thuá»™c vào Ä‘á»™ cứng mà còn ở cỡ hạt, khoảng trống
(lá»— bá»ng xốp) và bá» dày phoi (Hình 1).
Quy tắc làm việc
Ta chá»n Ä‘Ä©a mài mém cho váºt liệu cứng và Ä‘Ä©a mài cứng cho váºt liệu má»m.
ở hạt mịn và phoi má»ng nên dùng Ä‘Ä©a mài má»m vì Ä‘á»™ cứng tác Ä‘á»™ng lá»›n hÆ¡n bởi qua Ä‘ó các hạt này dá»… vỡ hÆ¡n.
Tinh thể (cấu trúc)
Ta gá»i tinh thể là quan hệ giữa hạt mài, chất kết dính và khoảng trống trong bánh mài (Hình 2). Các lá»— bá»ng cấu thành buổng chứa
phoi và thúc đẩy sá»± làm mát khi mài. Các khoảng trống quá nhá» sẽ làm tăng áp lá»±c và nhiệt lúc mài.
Mã số của tinh thể càng lá»›n thì Ä‘Ä©a mài sẽ xốp hÆ¡n.
Các tinh thể phải thoáng hÆ¡n khi phoi trong vùng tiếp xúc phải được tiếp nháºn vào trong các khoảng trống nhiá»u hÆ¡n.
Ký hiệu của hạt mài được trình bày theo thứ tá»± của sÆ¡ đổ dÆ°á»›i Ä‘ây. Con số chỉ hình dạng có thể được thêm vào chữ hoa chỉ dạng
(ngoài) biên (Bảng 2).
Cân bằng Ä‘Ä©a mài
Việc phân bổ hạt và chất kết dính không Ä‘á»…u ở Ä‘Ä©a mài không cân bằng làm hình thành các lá»±c ly tâm. Việc cân bằng Ä‘Ä©a mài cá»±c kỳ
quan trá»ng ở Ä‘Ä©a mài lá»›n, bản rá»™ng và đặc biệt vá»›i tốc Ä‘á»™ chu vi cao. Äể cân bằng tÄ©nh Ä‘Ä©a mài được để lên má»™t cái cân để Ä‘iểu chỉnh
Ä‘úng hay má»™t bợ đỡ lăn (giá đỡ lăn) (Hình 1).
Äối trá»ng cân bằng được di chuyển trong vòng rãnh, đến khi nào Ä‘Ä©a mài đứng yên ở má»i vị trí.
Liếc Ä‘á (Hình 2)
Liếc bánh mài có hai mục Ä‘ích:
Sá»a tiết diện (sá»a prôíin) để tiết diện, các bán kính và kích thÆ°á»›c đạt được trong vòng dung sai. Các Ä‘Ä©a mài má»›i kẹp cÅ©ng phải
được chỉnh sá»a Ä‘á»™ đổng tâm và Ä‘á»™ đảo mặt đẩu.
Mài sắc để mở rá»™ng buổng chứa phoi qua việc loại bá» các kết dính và Ä‘á»… cải thiện sá»± tiếp xúc cắt của hạt mài.
Sau khi sá»a tiết diện, Ä‘Ä©a mài bằng coridon và silicium cacbít được mài đủ sắc vá»›i dụng cụ liếc Ä‘á bằng kim cÆ°Æ¡ng hay thép
(Hình3]
ÄÄ©a mài kim cÆ°Æ¡ng hay Ä‘Ä©a mài CBN được sá»a tiết diện vá»›i Ä‘Ä©a sá»a Ä‘á bằng silicium cacbit hay bánh xe liếc tiết diện bằng kim cÆ°Æ¡ng.
Khi làm sắc vá»›i Ä‘á liếc bằng coridon các chất kết dính được loại bá» cho đến khi đạt được phẩn hạt nổi lên đạt mức tối Æ°u vào khoảng
một phẩn ba của hạt.
An toàn khi mài
Äá mài kết dính bằng gốm rất dá»… vỡ. vét nứt nhá» hay việc kẹp không Ä‘úng quy cách sẽ dẫn đến Ä‘á bị vỡ văng ra. ở tốc Ä‘á»™ chu vi của
Ä‘Ä©a bằng 80 m/giây (tÆ°Æ¡ng Ä‘Æ°Æ¡ng 288 km/giá») các mảng vỡ văng bay ra trở thành nguy hiểm chết ngÆ°á»i. Chỉ khi nào giữ được quy tắc
an toàn thì mài má»›i là má»™t phÆ°Æ¡ng pháp gia công Ä‘áng tin cáºy.
Quytắc an toàn
TrÆ°á»›c má»—i lần kẹp má»™t Ä‘Ä©a mài bằng gốm phải thá»±c hiện việc thá»âm. Dùng ngón tay hay trục cho vào lá»— giữa Ä‘Ä©a mài giữ lại và dùng
má»™t thanh không phải kim loại gõ vào các vị trí khác nhau. ÄÄ©a không có vết nứt sẽ cho tiếng kêu thanh.
ÄÄ©a mài phải được đẩy vào trục nhẹ nhàng, không dùng lá»±c mạnh để cưỡng ép.
ÄÆ°á»ng kính tối thiểu của mặt bích kẹp ở Ä‘Ä©a mài thẳng là 1/3. D, ở Ä‘Ä©a mài côn là 1/2 . D (Hình 4)
Äể đảm bảo cho Ä‘Ä©a chạy phẳng tốt, chỉ được phép sá» dụng mặt bích kẹp cùng cỡ, cùng hình dạng được tiện mặt sau vá»›i các đệm
má»m, co giãn Ä‘úng kích thÆ°á»›c.
Bánh mài vá»›i D > 80 mm sau khi lắp vào phải vượt qua thành công được việc chạy thá» không tải ít nhất 5 phút vá»›i số vòng quay cao
nhất cho phép trong vùng nguy hiểm được bảo đảm an toàn.
Chỉ được phép Ä‘iểu chỉnh các bệ chi tiết hay nắp Ä‘áºy bảo vệ khi máy ngừng (Hình 5).
Lúc mài phải mang kính bảo há»™.3ệ6.6.3 Ảnh hưởng vào kết quả mài
Các yêu cầu vỠđặc tính chất iượng của chi tiết mài chỉ có thể đạt được, khi Ä‘Ä©a mài và Ä‘iá»u kiện cắt của máy mài được Ä‘iểu chỉnh
cẩn tháºn trên chi tiết mài (Hình 1).
Thông số cắt gá»t (Biến cắt gá»t, Ä‘á»™ lá»›n gia công)
Má»—i phÆ°Æ¡ng pháp mài được phân biệt qua chuyển Ä‘á»™ng tiêu biểu và thông số cắt gá»t (thông số Ä‘iá»u chỉnh máy) (Hình 2 và Bảng 1).
Tốc Ä‘á»™ làm việc của Ä‘Ä©a mài V tÆ°Æ¡ng ứng vá»›i tốc
Ä‘á»™ chu vi. Ngoài tốc Ä‘á»™ làm việc cao nhất trên nhãn cÅ©ng có ghi số vòng quay cho phép.
Quy tắc an toàn
Trong má»i trÆ°á»ng hợp tốc Ä‘á»™ làm việc không được phép vượt quá tốc Ä‘á»™ làm việc cao nhất ghi ở nhãn Ä‘Ä©a mài.
ÄÄ©a mài và máy cho tốc Ä‘á»™ làm việc gia tăng phải tuân thủ các quy định quốc gia vá» an toàn.
Thông thÆ°á»ng tốc Ä‘á»™ làm việc cao nhất khi mài lên tá»›i 35m/giây trên những máy mài cố định. Tốc Ä‘á»™ làm việc có thể tăng đến
160m/phút. Những Ä‘Ä©a mài này được Ä‘ánh dấu bằng màu (Bảng 2).
Thí dụ: số vòng quay nào được Ä‘iá»u chỉnh để má»™t Ä‘Ä©a mài vối Ä‘Æ°á»ng kính D =450mm cÅ©ng còn chạy vá»›i D= 250 m/phút ở tốc Ä‘á»™
V, = 35m/giây.
Tá»C Ä‘á»™ bÆ°á»›c dẫn tiến vf (tốc Ä‘á»™ phoi) tÆ°Æ¡ng ứng vá»›i tốc Ä‘á»™ bÆ°á»›c dẫn tiến bàn mài ở mài phẳng, ở mài tròn là tốc Ä‘á»™ chu vi của chi tiết.
BÆ°á»›c dẫn tiến ngang f bằng mm cho má»—i hành trình cÅ©ng nhÆ° bÆ°á»›c dẫn tiến dài f bằng mm cho má»—i vòng quay ở mài tròn của chi tiết
tùy thuá»™c theo bá» ngang bs của Ä‘Ä©a mài.
Lượng ăn dao a (a ) là chiểu sâu cắt thẳng góc vá»›i chiểu dẫn tiến chính. Mài hoàn chỉnh không có lượng ăn dao gá»i là “nẹt lá»a” hay
“có lá»a
NgÆ°á»i ta chá»n lượng ăn dao lá»›n khi mài phá (mài thô), chá»n lượng ăn dao nhỠđể mài tinh.
Thí dụ: Má»™t trục thép được mài vá»›i má»™t tốc Ä‘á»™ làm việc là 35m/phút (q = 125). Váºn tốc chu vi vf của trục là bao nhiêu?
Sá»± tăng tốc Ä‘á»™ dẫn tiến ở váºn tốc làm việc không thay đổi làm tăng thêm sá»± mài mòn Ä‘Ä©a mài và Ä‘á»™ nhấp nhô cÅ©ng nhÆ° giảm
nhiệt Ä‘á»™ ở vùng biên.
Nhiệt Ä‘á»™ mài và làm nguá»™i bôi trÆ¡n
Lúc mài phát sinh nhiểu nhiệt qua sá»± cá» sát của hạt mài lúc cấu thành phoi, ở vùng biên của phoi nhiệt có thể lên đến trên 1000°c.
Nhiệt lúc mài là nguyên nhân làm tổn hại nhÆ° kích thÆ°á»›c sai lệch, ứng suất và hình thành vết nứt bởi nhiệt Ä‘á»™ thay đổi ở vùng mài
(Hình 2).
Äốm cháy là má»™t dấu hiệu, tinh thể váºt liệu ở vùng biên chi tiết bị tổn hại bởi sá»± quá nhiệt. Háºu quả của nhiệt Ä‘á»™ mài cao cÅ©ng
có thể là má»™t lá»›p da má»m và sau Ä‘ó hình thành má»™t lá»›p cứng má»›i ở bể mặt nhá» tác dụng của dung dịch làm nguá»™i.
Nhiệt Ä‘á»™ thấp ở vùng biên đạt được qua:
BÆ°á»›c tiến ngang nhá» và bá» dài tiếp xúc nhá».
Tá»· số tốc Ä‘á»™ q nhá».
Bánh mài vá»›i Ä‘á»™ bám cao, lá»±cgiữhạtthấp và hạt giòn.
Bôi trÆ¡n làm nguá»™i mãnh liệt. Qua bôi trÆ¡n làm nguá»™i ta giảm thiểu nhiệt ma sát, làm sạch buổng chứa phoi và làm nguá»™i chi tiết.
Dung dịch mài (chất bôi trÆ¡n làm nguá»™i) hiệu quả nhất là dầu mài, nó làm giảm mạnh nhiệt ma sát hÆ¡n dầu mài hòa tan emulsi.
Dùng dẩu mài emulsi khiến cho vùng biên nóng hÆ¡n và sau Ä‘ó làm nguá»™i Ä‘á»™t ngá»™t, do Ä‘ó thÆ°á»ng xuyên xảy ra vết nứt mài.
ở váºn tốc Ä‘Ä©a mài cao phải dùng dung dịch cắt (dung dịch bôi trÆ¡n làm nguá»™i) dÆ°á»›i áp suất cao. Tốc Ä‘á»™ bÆ°á»›c dẫn tiến càng
thấp và càng phát sinh nhiá»u nhiệt hình thành thì lÆ°u lượng dòng chảy (tốc Ä‘á»™ dòng chảy) của dung dịch cắt càng lá»›n hÆ¡n.