TRNG I HC KINH T K THUT CễNG NGHIP BI GING Cắt kim loại GING VIấN: NGUYN ICH THễNG KHOA C KH Chơng 11 MàI kim loại Mục đích: Mài kim loại đợc dùng phổ biến từ lâu để gia công vật liệu có độ cứng cao Chơng 11 trình bày đặc điểm trình cắt mài kim loại Yêu cầu: Nắm đợc đặc điểm trình cắt mài kim loại, thông số kỹ thuật đá mài chế độ cắt mài kim loại SLIDE 11.1 Đặc điểm trình cắt mài - Mài kim loại đợc dùng phổ biến từ lâu đời cần gia công vật liệu có độ cứng cao Mài thờng dùng gia công bàn tinh gia công tinh vật liệu Ngày kỹ thuật ngày sử dụng nhiều vật liệu có độ bền, độ cứng cao mài cang phát triển m rộng Máy mài chiếm khoảng 30 % tổng số máy cắt kim loại, ngành đặc biệt nh chế tạo vòng bi máy mài chiếm đến 60% - Hiện áp dụng thành tựu kỹ thuật mài đợc dùng để gia công thô cho suất hiệu kinh tế cao - Tốc độ cắt mài lớn khoảng (20 ữ 30) m/s Khi mài cao tốc tới(60 ữ 80) m/s, chí tới 120 m/s cao Vì phải ý đến an toàn mài - Dụng cụ mài bao gồm hạt mài có kích thớc nhỏ liên kết với chất dính kết Mỗi hạt lỡi cắt có hình dạng hình học với góc trớc thờng âm nên biến dạng mài lớn, lực cắt Py lớn nhiệt cắt mài cao  - Dụng cụ mài có nhiều loại: đá mài, băng mài, phiến mài, bột mài, giấy ráp Thông dụng loại đá mài - Trong trình mài hạt mài cùn có khả bong nhờng chỗ cho hạt sắc vào cắt Đó tợng tự mài sắc đá mài - Mài có khả công nghệ lớn Mài gia công đợc mặt tròn ngoài, mặt tròn trong, mài phẳng, mài ren, mài bánh răng, mài định hình, cắt đứt, xẻ rãnh - Ngày ngời ta áp dụng nhiều kỹ thuật vào mài kim loại nh mài gián đoạn, mài rung, mài môi trờng đặc biệt khiến cho khả công nghệ mài lớn  11.2 Các thông số kỹ thuật đá mài Đá mài bao gồm thông số kỹ thuật sau đây: 11.2.1 Vật liệu hạt mài: a, Vật liệu siêu cứng: Nh kim cơng, el-bo có độ cứng độ bền mòn cao nhng giá thành cao nên dùng gia công tinh, siêu tinh b, Các-bít Bo: Là loại vật liệu mài thông dụng Có độ cứng khoảng, độ chịu nhiệt (7000 ữ 8000C ) có độ dòn cao Chủ yếu dùng để đánh bóng H.K.C c, Các bít si lic: Có hai loại Các-bít si-lic xanh Các-bít si-lic đen Các-bít si-lic xanh tạp chất, tính cắt cao thờng dùng để gia công tinh Các-bít si-lic đen thờng dùng để gia công thô d, Co- run: Thành phần ô - xyt nhôm Al2O3 Gọi ô - xyt nhôm điện chúng đợc tổng hợp từ quặng bô-xit lò điện Có ba loại - Ô - xyt nhôm điện thờng: Có mầu từ da cam đến hồng, dó lợng Al2O3 chiếm khoảng (93 ữ 95) %, chịu đợc nhiệt độ (12500 ữ 13000 C) Chuyên dùng để mài thô mài bán tinh kim loại đen, mài sắc dao từ thép dụng cụ - Ô - xyt nhôm điện trắng: Có mầu trắng, chứa (98 ữ 99) % Al2O3, tự mài sắc tốt hơn, chịu đợc nhiệt độ ( 17000 ữ 18000 C) Thờng dùng chế tạo đá mài kim loại đen, thép dụng cụ - Ô-xýt nhôm đơn tinh thể có tính cắt tính cao, chịu đợc nhiệt độ cao, thờng dùng mài thép hợp kim khó gia công 11.2.2 Vật liệu chất dính kết: Chất dính kết có nhiệm vụ liên kết hạt mài thành khối ép chúng thành hình dạng định sau đem thiêu kết Có loại chất dính kết sau: a, Chất dính kết vô cơ: Gồm loại sau: - Chất dính kết Kê-ra-mit đợc dùng phổ biến (gồm đất sét chịu nóng, trờng thạch có thêm thạch anh ) có u điểm sau: Chịu nớc, chịu ẩm, chịu lửa có độ bền hoá học cao Tuỳ theo yêu cầu mà chế tạo đợc loại đá có tính đàn hồi tính dòn khác - Chất dính kết: Si-li-cát có Si-li-cát Nat-ri số chất phụ gia (ô-xít chì, phấn, thạch cao) Nói chung tính chất dính kết Si-li-cát thua Kê-ra-mit trừ khả tự mài sắc b, Chất dính kết hữu : Ba-kê-lit vun-ga-nhit - Chất dính kết hữu Ba-kê-lít đợc dùng phổ biến sau Kê-ramit Đá mài dùng chất dính kết Ba-kê-lit có độ bền, độ đàn hồi cao nung nóng chi tiết nên thờng dùng để cắt đứt mài thô, mài tinh, mài sắc dao hợp kim cứng Đá mài Ba-kê-mit có nhợc điểm sức bền Cơ học lực giữ hạt mài giảm nhanh nhiệt độ ( 2000 ữ 2500 C ) dung dịch có độ kiềm cao 1,5 %  - Chất dính kết Vun - ga nhít có thành phần cao su tổng hợp có độ bền cao ba-kê-lit làm việc tốc độ cắt cao đá mài cắt đứt Nhợc điểm loại độ xốp kém, chịu nhiệt thấp nên gia công bắt buộc phải dùng dung dịch trơn nguội Đá mài Vun ga- nhít thờng dùng làm đá mài cắt, đá mài gia công tinh, đánh bóng c, Chất dính kết kim loại: Thờng dùng loại hợp kim đồng, nhôm để chế tạo đá mài có độ bền, tuổi thọ cao nh đá mài kim cơng 11.2.3 Độ hạt đá mài: Đợc quy ớc ký hiệu trị số kích thớc lỗ rây theo cỡ tiêu chuẩn- xem bảng 11-2 11.2.4 Độ cứng đá mài: a, Định nghĩa: Độ cứng đá mài khả chống lại khuynh hớng rứt hạt mài khỏi bề mặt làm việc đá dới tác dụng ngoại lực b, Phân loại: Tiêu chuẩn Việt Nam quy định thang độ cứng đá mài nh sau: Bang 11.3 độ cứng đá mài Chú ý: Trong loại theo thứ tự độ cứng tăng dần Ví dụ độ cứng tăng theo chiều từ : CV1, CV2, CV3 11.2.5 Cấu trúc đá mài: Cấu trúc đá mài tơng quan mặt số lợng thể tích hạt mài, thể tích chất dính kết thể tích khoảng trống đá: Vhm + Vcdk + Vkt = 100% Cấu trúc đá có ký hiệu từ (0 ữ12) Số hiệu lớn đá mài xốp, nghĩa hạt mài giảm khoảng trống tăng Cụ thể: Cấu trúc từ (1 ữ 4) đợc gọi cấu trúc chặt, cấu trúc từ (5 ữ 8) cấu trúc trung bình, cấu trúc từ (9 ữ 12) cấu trúc xốp Bảng dới cho ta lợng phần trăm hạt mài cấu trúc khác nhau: Bảng 11.4 Cấu trúc đá 11.2.7 Ký hiệu đá mài: Mọi thông số đá phải đợc ghi bề mặt đá để ngời dùng lựa chọn theo yêu cầu gồm thông số sau: - Vật liệu hạt; Vật liệu chất dính kết; Độ hạt; Độ cứng - Kích thớc đá mài : D x B x d - Tốc độ cho phép đá v ( m/ s ) Hinh 11.13 Một số loại đá mài 11.4 Lực cắt mài: Lực cắt mài thờng không lớn khoảng (300 ữ 400) N tiết diện phoi cắt bé.Tuy nhiên công suất tiêu hao mài lại lớn tốc độ cắt mài cao Có thể phân tích lực mài ba thành phần nh sau: P = Px + Py + Pz Py= ( 1,5 ữ ) Pz Trong lực Py lớn nhất, thờng Trong thực tế thờng tính Pz theo kinh nghiệm Công suất động làm quay đá mài đợc tính: Pz v d Ndc = 10 2. ( kW ) Công suất động làm quay chi tiết gia công đợc tính : Pz vct Ndc = 60.10 3. ( kW ) Trong 1và hiệu suất truyền động từ động điện đến đá mài chi tiết gia công 11.5 Sự mài mòn tuổi bền đá mài Sự mài mòn bề mặt làm việc đá mài trình Cơ lý hoá phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh đặc tính kỹ thuật đá, vật liệu gia công, chế độ cắt có dạng mòn sau đây: - Hạt mài mòn, khả cắt - Hạt mài bị cào xớc, vỡ vụn khả cắt - Khoảng không gian hạt mài bị lấp đầy Tuỳ theo điều kiện mài cụ thể tất dạng mòn xảy đồng thời dạng chiếm u Đá mài bị mòn phải đợc sửa để phục hồi tính cắt Thời gian làm việc hai lần sửa đá tuổi bền đá mài Đá mài có khả tự mài sắc Nhng điều khó xảy hoàn toàn nên thờng phải sửa đá sau thời gian làm việc  Có thể tính tuổi bền đá mài tròn ngoài, chạy dao dọc theo công thức sau 0,6 CT d v = 1,82 1,1 1,82 vct t S Trong đó: CT hệ số phụ thuộc vật liệu gia công: + Thép : CT = 2260 + Thép thờng : CT = 2550 CT = 2870 + Gang : d đờng kính chi tiết gia công ( mm ) v tốc độ chi tiết ( m/ ph ) t chiều sâu cắt sau hành trình kép S lợng chạy dao ( mm/ vg) 11.6 Chọn chế độ cắt hợp lý mài Chế độ cắt hợp lý mài đợc chọn theo trình tự sau: Bớc 1: Chọn đá mài: Căn vào chi tiết gia công, điều kiện cụ thể chọn đá mài nh sau: - Gia công thép dùng đá mài ô- xýt nhôm, mài gang hợp kim cứng nên dùng đá mài Các-bít Si lic - Chon cấu trúc xốp mài vật liệu mềm dẻo Độ hạt nhỏ gia công tinh - Vật liệu cứng nên dùng đá mềm đá chóng mòn cần dùng đá mềm để tăng khả tự mài sắc đá Khi mài vật liệu mềm, dẻo đấ dễ bị lấp đầy khoảng trống nên dùng đá mềm - Gia công tinh nên dùng đá mài kim cơng, gia công thép hợp kim có độ bền cao nên dùng đá mài el bo - Để đạt suất cao tiết kiệm nên tận lợng chọn đá có đờng kính chiều rộng lớn  Bớc 2: Chọn chiều sâu cắt t = (0,005 ữ 0,09) mm Bớc 3: Định tốc độ quay chi tiết gia công: Chọn tốc độ quay chi tiết gia công cần lu ý điểm sau: + Vật liêu gia công có độ cứng cao mài dễ cháy, nứt chọn tốc độ quay chi tiết gia công lớn + Chi tiết gia công có độ xác cao tốc độ quay chi tiết gia công thấp + Đá mài có độ cứng cao cang cần nâng cao tốc độ quay chi tiết gia công + Tăng tốc độ quay chi tiết gia công điều kiện thoát nhiệt tốt nhng tăng mài mòn tâm quay , tăng lực ly tâm , tăng biên độ dao động Bớc 4: Định lợng chạy dao dọc lợng chạy dao phút Bớc 5: Định tốc độ quay đá mài Bớc 6: Xác định lực P z công suất tiêu tốn mài Bớc 7: Tính thời gian gia công bản: L.i K m n.S TO Trong đó: i = h , với h lợng d mài, t chiều sâu mài = t S lợng chạy dao dọc Km hệ số tính đến số lần chạy rà lần cuối Km = (1,5ữ 2,5)