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

TỔNG QUAN 9

Giới thiệu chung về mài 9

- Mài là nguyên công gia công tinh các bề mặt: trụ ngoài, trụ trong, mặt phẳng, mặt định hình …

Mài là quá trình cắt gọt diễn ra đồng thời nhờ nhiều hạt mài với các lưỡi cắt khác nhau, được phân bố ngẫu nhiên trên bề mặt đá mài.

Đá mài được sản xuất từ hạt vật liệu mài kết hợp với chất kết dính, được tạo hình và nung kết lại để tạo thành các viên đá mài lớn.

2.1.2 Đặt điểm của phương pháp mài

Dụng cụ mài có lưỡi cắt không liên tục với các hạt mài tách biệt trên bề mặt làm việc, tạo nên một quá trình mài giống như cào xước liên tục.

Việc điều khiển đá mài trong quá trình mài rất khó khăn do vị trí và hình dạng của nó không thay đổi Phần làm việc của đá mài bao gồm nhiều lưỡi cắt từ các hạt mài riêng biệt, với hình dạng không đồng nhất 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 trò quyết định đối với chất lƣợng sản phẩm, năng suất gia công ngoài vấn đề gá đặt

- Mài thô có khả năng gia công 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 10

Mài phù hợp với những vật liệu cứng, rất cứng không phù hợp với vật liệu quá mềm

Hạt mài được sản xuất từ vật liệu có độ cứng cao, với nhiều lưỡi cắt trên mỗi hạt và góc trước bằng 0 Đặc trưng nổi bật của hạt mài là loại vật liệu sử dụng và kích thước của hạt.

Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại vật liệu mài đa dạng, bao gồm cả vật liệu tự nhiên và nhân tạo Các hạt mài tự nhiên phổ biến như thạch anh, đá granit, oxit nhôm và kim cương, trong khi các hạt mài nhân tạo thường gặp bao gồm cacbit silic, cacbit bo và kim cương nhân tạo.

Kim cương tự nhiên là một dạng biến thể của cacbon, nổi bật với độ cứng vượt trội so với các loại hạt mài khác, cả tự nhiên lẫn nhân tạo Mặc dù có độ cứng cao, kim cương vẫn có tính giòn.

Oxít nhôm là một chất liệu nổi bật với độ cứng cao, màu sắc đa dạng và thành phần hóa học ổn định Nó có khả năng chống nóng và chống ăn mòn tốt, giúp tăng cường độ bền cho sản phẩm Hạt oxít nhôm cắt rất nhanh, tạo ra bề mặt mờ mịn và có thể được sử dụng trong các thiết bị phun kín hiệu quả.

Cacbit silic là hợp chất của silic và cacbon, được sản xuất từ than cốc và thạch anh nung nóng ở nhiệt độ từ 2000 đến 2100 độ C Với khả năng chịu nhiệt cao và hình dáng nhọt sắc, cacbit silic có khả năng cắt rất tốt Đặc biệt, độ cứng của chúng chỉ đứng sau kim cương và cacbit bo, làm cho chúng trở thành vật liệu lý tưởng trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

Cacbit bo là hợp chất giữa bo và BrC, nổi bật với khả năng cắt cao và độ bền vượt trội Chúng có khả năng chịu mài mòn tốt, cho phép thực hiện cắt với tốc độ lớn Hạt mài này phát huy hiệu quả tối ưu khi được sử dụng để mài phôi đúc.

2.1.3.2 Độ hạt Độ hạt của vật liệu mài phụ thuộc vào kích thước hạt thường người ta chia làm 3 loại hạt mài, bột mài và bột mài mịn có nhiều phương pháp phân loại hạt mài trong đó phương pháp sàng là thông dụng nhất

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng 11

Chất kết dính là yếu tố quan trọng giúp liên kết các hạt mài thành một khối đồng nhất, từ đó tạo ra hình dáng theo yêu cầu của các loại đá mài Có hai loại chất kết dính chính là vô cơ và hữu cơ.

- Chất kết dính vô cơ bào gồm các loại nhƣ ceramic, silicat, mache

- Chất kết dính hữu cơ bao gồm bakelit và vucanit

Trong công nghiệp thì thông 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 dưới 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 lựa chọn đá mài và chế độ mài là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm Để đạt được hiệu suất cao, cần chọn đá mài phù hợp với chất lượng tốt Khi chọn đá mài, cần chú ý đến các yếu tố như vật liệu mài, chất kết dính, độ cứng, kết cấu và 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 PHƯƠNG PHÁP MÀI

Mài là quá trình gia công có khả năng xử lý nhiều dạng bề mặt khác nhau như mặt phẳng, mặt trụ trong, mặt trụ ngoài, bề mặt côn và các bề mặt định hình Tùy thuộc vào hình dạng bề mặt cần gia công, các phương pháp mài được phân loại thành mài mặt trụ ngoài, mài mặt trụ trong, mài mặt phẳng và mài bề mặt định hình.

Chi tiết gia công có dạng trụ suốt không có bậc:

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng 12 Đường kính chi tiết (Φ25 ÷ Φ30) mm và L%0mm, vật liệu thép C45, độ cứng của chi tiết: 40 ÷ 45 HRC

Trong quá trình gia công bằng phương pháp mài vô tâm thì có các chuyển động có thể có là:

THIẾT KẾ MÁY MÀI VÔ TÂM 22

Tính toán chọn động cơ 28

Phân tích lực của quá trình mài(hình 3.8):

Hình 3.8: Sơ đồ phân tích lực

P z : lực có phương tiếp tuyến với đá mài, và là lực cắt chính dùng để tính công suất động cơ

P y : lực có phương trùng với phương hướng kính của chi tiết P y   (1 3) P z

P x : là lực dọc trục, hay còn goi là lực chạy dao của chi tiết: P x (0,1 0, 2)

V ct là vận tốc của chi tiết

S doc là lƣợng chạy dao dọc t là chiều sâu cắt

C pz là hệ số đặt trƣng vật liệu chi tiết gia công

Chi tiết mài đạt cấp chình xác là cấp 7

Thép chƣa nhiệt luyện: C pz =2,1 [8,35]

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng 29

Khi mài tinh: S doc  0,2 0,4 B  trong đó B là bề rộng của đá mài B  100 mm

Trong thực tế vận tốc của đá mài: V da (30 35) / m s chọn V da 35 m/s

Tốc độ quay của đá mài:

Trong thực tế vận tốc của chi tiết: V ct (40 120) m/phút chọn V ct 40 m/phút

3.2.2 Tính chọn động cơ đá mài

Công suất động cơ quay đá mài:

N dc1công suất của động cơ (kW)

 là hiệu suất truyền dẫn tới trục chính    1 2  0,94.0,995 2  0,93

1là hiệu suất của bộ truyền đai

2là hiệu suất truyền của ổ lăn

Chọn động cơ có N dc 1 3kW tương đương 4HP có số vòng quay n  1450 vòng/phút

3.2.3 Tính chọn động cơ đá dẫn

Công suất của động cơ cần để quay chi tiết gia công:

Tốc độ quay của chi tiết:

Tốc độ quay của đá dẫn:

GVHD: Thầy Nguyễn Văn Hồng 30

N dc2công suất của động cơ (kW)

 là hiệu suất truyền dẫn tới trục chính    1 3 2  0,94.0,995 2  0,93

1là hiệu suất của bộ truyền trục vít

2là hiệu suất truyền của ổ lăn

Chọn động cơ có N dc 2 0,37kWtương đương 0,5HP có số vòng quay n  1400 vòng/phút

Lựa chọn bộ truyền 30

Cấu trúc máy rất đơn giản, bao gồm động cơ kết hợp với các bộ truyền để điều chỉnh số vòng quay Các loại bộ truyền có thể sử dụng bao gồm bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít bánh vít và bộ truyền xích.

Có thể truyền chuyển động cho 2 trục song song nhau cùng chiều quay, có thể tăng hoặc giảm tỉ số truyền dựa vào đường kính đai Ƣu điểm:

- Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (