Lý thuyết tạo hình bề mặt chi tiết quang

Nôi dụng sách được trình bày trong Š chương: Cú F- Trình bày khái niệm, bán chất quá trình tạo hình bể mát chỉ tiết quang; hệ thống công nghé tao hình bé mặt chỉ tiết quang theo các sỡ đ

TS NGUYÊN TRỌNG HÙNG

TS NGUYEN TRONG HUNG

LY THUYET

TAO HINH BE MAT CHI TIET QUANG

Mã số: 505-2009/CXB/06-77

LOI NOI DAU

Sách chuyên khao Lý thuyết tao hình bề mát chỉ tiết quang được biên soạn

có thể dùng làm là: liều học tập nghiên cứu và tham khảo cho các cán hệ kỳ thuật, học viên trong lĩnh vực cone nghệ øia vòng chỉ tiết quang

Nôi dụng sách được trình bày trong Š chương:

Cú F- Trình bày khái niệm, bán chất quá trình tạo hình bể mát chỉ tiết quang; hệ thống công nghé tao hình bé mặt chỉ tiết quang theo các sỡ đồ khớp đếng học øJa còng khép kín hình học va khép Kín lực; các vều tổ ảnh hường đến quá trình gia công chỉ tiết quang: các theng số hình học và động học dieu chinh may,

Chung 3 Trình bày các nguyên lý cơ câu máy tạo hình bè mặt chí tiết quang bang phương phái) mài nghiền: cơ sở đông học bẹ ohiéu vat ran phang: phương pháp mò phòng số động học lớp co cau khau trên của máy mài nghiền và đánh bóng chỉ tiết quan

Cfnzzng 3: Trình bày các thông số điều chính chương trình động học gồm có

hê so phú, hè số vận tòc hê xô điền đây và ly thuyết vẻ việc xây dựng chương trình động học gia công chỉ tiết quang khi mài nghiền theo phương pháp mõ phòng xế, Chuong 4 Trình bày về phường pháp điều chính chương trình động học trong công nghệ gía công chì trết quang khi mẫu nghiền

Chương Š: Trình bày về các phương pháp đo lường và kiếm tra chật lượng bê mặt chí tiết quang trone quá trình giá công

Sách chuyên Khao nay dude xuâật bản lân đầu, nên khó tránh khỏi môi so thiểu sót Chúng tôi mong nhân được sự gốp Ý của bạn đạc để những lần xuất bản xau được tốt hơn

TÁC GIA

LỜI NÓI ĐẦU

TONG QUAN VE TAO HINH BE MAT CHI TIET QUANG

Các phương pháp tạo hình bề mặt chỉ tiết quang

1.1 Khái niêm về gia công chỉ tiết quang

1.2 Bản chất cắt gọi khi mài nghiễn chỉ tiết thủy tỉnh quang học 1.3 Các phương pháp tạo hinh bể mãi chị tiết quang

Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình gia công chị tiết quang

khi mài nghiền Su

2.1 Ảnh hưởng của áp lực cà, c2 we

2.2 Ảnh hưởng của áp lực và vân tốc 2.3 Ảnh hưởng của chuyển đ đông tương đối giữa phôi và dụng cụ

2.4 Ảnh nưởng của hạt mài

3.1 Sơ đỗ mài nghiền các chỉ tiết quang ¬ betters tents

3.2 Các thông số và chỉ tiêu mài nghiền tự do 3.3 Công mài nghiỀn ‹ à có ê cà HH xu

PHƯƠNG PHÁP MÔ PHÒNG SỐ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU

MAY MAI NGHIEN CHI TIET QUANG S2 SccSScverecee Các nguyên lý làm việc của cơ cấu cụm trên của máy mai nghiền

đănh bóng chì tiết quang bed HH KH hy vn TH kh HE KH kg ykg

2.1 Xây dựng các hệ toa độ, khâu và khớp trong vât rắn ì phẳng bovine

2.2 Ma trận côsin chỉ hướng ¡nhac

2.3 Xác định phương trình chuyển động vận tốc góc,

gia tốc góc của vặi rắn hà

2.4 Xác định vị trí vận tốc, gìa tốc các điểm của hình phang S

bằng phương pháp giải tích

Phương pháp mô phỏng số động học máy mài nghiên đánh bóng

chị tiết quang có cơ cau cum trên sử dụng cơ cấu bổn khâu đòn

có sử dụng cơ cấu bốn khâu đòn bản lề ¬¬ 3.4 Mội số kêt quả mô phỏng sô đông học

41

45

47 47

4 Mơ phỏng số đơng học máy mài nghiền đánh bĩng chỉ tiết quang

Cỏ cơ cấu cụm trên sử dụng cơ cấu tay quay con trượt 67 4.1 Máy mài nghiền CĨ khâu trên sử dụng cơ câu lay quay con trượt 67 4.2 Mơ phỏng SỐ dong |ị ,chểitẦỒẳỒẳ3+.ă 68

4.3 Mưt số kết quả mơ phỏng số quỹ đao chuyển động tương đối của mày mài nghiền đánh bĩng kinh mắt LOH Spherospeed LPS 76

5 Mơ phỏng số động hoc máy mải nghiền đánh bĩng chi tiết quang

cĩ cơ cấu cụm trên sử dụng cơ cấu năm khâu địn bản lề 78

5 1 Máy mài nghiên sử dụng cơ cấu năm khäu địn bản lề 78

5 2 Mơ phỏng số động học máy mài nghiền đánh bĩng CTA— 1500 81

5.3 Một số kết quả mơ phỏng số chuyển động tương đổi

của máy mài nghiền chỉ tiết quang kích thước lớn CA 1500 90

6 Phương pháp đánh giả kết quả mơ phỏng số đơng hoc cơ cấu

máy mại nghiền chị tiết quang c c2 1 v2 nu Han ee 92 6.1 Xây dựng mơ hình thực nghiệm 92 6.2 Đánh giá về kết quả mồ phỏng ¬¬ 94

Chương 3 CHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC GIA CƠNG 96

1 Hê số phủ bề mặt chí tiết gia cơng ¬— attneeees se se se ĐỘ

1.1 Mơ hình bài tốn ` kh n kh ha ¬_ ee 96 1.2 Hé s6 phu bé mat gia cơng " ua tennevaee 97

2 Hệ số vận tỐC 0Q Tnhh detente ee 100

3 Ảnh hưởng của chương trình đồng học gia cong đền độ chính xác

mài nghiền chỉ tiết quang c H HH HH tre 102

4 Hệ số điền đầy dụng cụ ¬ tuee tee ees 104

5 Phuong phap nang cao độ chính xác tạo hinh bề mặt

chỉ tiết quang khi mài nghiễn cu ch ee 106

8 Xây dưng thuật tốn tinh tộn chương trình điều chỉnh động học

gia cĩng chỉ tiết quang khi mài nghiền 107 6.1 Thuật tốn hình động học v: trí tương đối của đĩa gá chỉ tiết

So với đĩa mài trong quá trình gia cơng khi mà! nghiên 107

8.2 Thuật tốn tính tốn hệ số phủ „113

6.3 Thuật giải tính tốn chương trình điều chỉnh động học gia cơng

chỉ tiết quang khi mai nghiên 113

6.4 Chương trình động hoc mài nghiền chì tiết quang trên

máy 4MB 250 ¬ de ete eteeet cee bee teeeeeeteeeees 119 Chương 4 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH CHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC

TRONG CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHÍ TIẾT QUANG 120

1 Càc yêu cầu kỹ thuật đối với chỉ tiết và co tee 120

2 Quy trình cơng nghệ gia cơng SH kg gà - 121 2.1 Các nguyên cơng chính — .Ă HH ._ 121 2.2 Sơ đồ quy trình cong nghệ gia cơng ¬———— E-Ư 124

3_ Điêu chính các thông số hình học và động học máy mài nghiên

chỉ liết qUangQ 2.22 220202 nnynna 125 3.1 Mô phỏng sở chương trinh động học gia công 125 3.2 Phương pháp điều chỉnh chương trình động học

Chương 5 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT

CHÍ TIẾT QUANG, S0 Set 22tr 128

1 Khái niệm về kiểm tra chất lương bề mặit cc có 129

2 Đo sai lệch về độ thẳng - : 2.2.22202222 222121212 128

2.1 Phương phập ởo nhu Hee 129

2.2 Đo sai lệch về độ thẳng àc nen on 131 2.3 Sai số của phép đo sai léch về độ thẳng 133

3 Đo sai lệch về đô phẳng seseee _ 134 3.1 Đo sai lệch về đô phẳng bằng đồng hồ so và dé ga T44 3.2 Đo sai lệch về đô phẳng bằng may đo tọa đô 135 3.3 Đo sai lệch về đô phẳng bằng dưỡng thủy tnh 138

4.1 Cơ sở của phương pháp do ¬ teens 139

4.2 Phương pháp đo bán kinh bể mặt cầu ¬— 140

5, Đo nhám bề mặt chì tiết quang khi ma nghiền ¬ tteeenteenneee es 142 5.1 Phương pháp mái cát ánh sáng „142 5.2 Đo nhám bê mặt chị tiết quang theo phương pháp mat cat

anh sang nà cv KH gà TH HE hy 143

Chương |!

TÔNG QUAN

VỀ TẠO HÌNH BỀ MẶT CHI TIẾT QUANG

1 CAC PHUGNG PHAP TAO HINH BE MAT CHI TIET QUANG

1.1 Khái niệm về gia công chỉ tiét quang

Bề mật chí tiết gia còng có các dang như ^au:

- Mạt pháng: khi đó bẻ mặt của đĩa duds va dia tren 14 mat phang

- Mặt cầu: khi đỏ bề mạt của đĩa dưới và đĩa trên là mất cần

‘Tao hink bé mặt chỉ tiết quang theo phương pháp nghiên bang hat mài tr đo

có thế được trình bày như sau:

- Bề mặt chỉ tiết gia công là phẳng: hệ mat đụng cụ là phang

Bẻ mát chỉ tiết gia cong là cần:

+ Nên là cầu lồi: bể mặt dựng cụ lá cầu lồm

+ Nếu là cầu lồm: bè mặt dung cu la cau (Oi

Có thể có hai trường hop sau:

- Đĩa đưới là dụng cụ, tương ứng đĩa trên là chỉ tiết gia công

- Đĩa trên la dưng cụ tương ứng đĩa dưới là chỉ tiết gia công

Vật liễu dụng cụ vừa có khả nang mang hat mai gam hat mai va dong thoi

la vừa chịu mài mòn Vì vậy vặt liệu dung cụ thường được Jam bang gang Bot mat được cấp liên tục hoặc gián đoạn vào bể mật chỉ tiết gìa công và dụng cụ nghiên với

các độ hạt khác nhau tùy theo từng nguyên công mài nghiền thô mài nghiền bán

tình hay mài nghiên tình Quá trình mài nghiên được bắt đầu kế từ lúc truyền cho chị nét và đụng cụ một chuyển động tương dõi và đâm bảo sự tiếp xúc giữa hai bề mặt chỉ tiết giá công và dụng củ dưới tác dụng của áp lực,

Máy mài nghiền có nhiều loại chúng chỉ khác nhau ở phương thức tạo

ra chuyển động tương đỏi giữa khâu mang phôi gia công và khâu mang dụng

cụ nghiền

Một số nguyên lý máy mài nghiên thông dụng:

Nguyên lý † (Hình 1.14):

Theo nguyên lý này, khâu dưới Ì có chuyển động quay tròn với van te os

@¡ và @; là bộ truyền động biển đôi tốc Hệ thống được dẫn động bởi một động cơ chung áp lực nghiền được tạo ra nhờ các quả nặn

„ lò xo hoặc khí nén Nguyên lý này được sử dụng nhiều trong các thiết bị nghiền và đánh bóng của liên

xô cũ có ký hiệu là UIT và ở một sổ cơ sở chế tạo chỉ tiết quang ở nuớc tú

Nguyên lý 3 (Hình †.!c):

Nguyễn lý này về cơ bạn gióng nguyen lý 2: Khảo trên cũng có chuyển động quay lac theo khune 3, lực ép cũng tác dụng hướng tâm Nhưng ở đây Khảu trên

còn có chuyển đông quay léch tàm Điều này làm cho quỹ đạo chuyển đong tương

đối cua hai bề mát nghiền rồi hơn và dài hơn, Đấy là ìm điểm lớn nhất của nguyên

lý này so Với cúc nguyên lý khác

Tạo hình bề mat chị tiết quang bảng phương pháp nghiền cho phép đạt được

độ chính xác hình đang hình học của dung cu va be mat chi wet gia cong «lan dan được nâng cao hơn Khi bất đầu đứa vào giá công, Nhĩ vậy quá trình mài nghiền là

gla tinh gia công bàng dụng cụ định hình, có quá trình sửa chữa lần nhĩ giữa be

mat dung cụ và chỉ tiết gia công, nâng cao dân đo chính xác

1.2 Ban chất cắt gọt khi mài nghiền chỉ tiết thủy tỉnh quang học

Phương pháp mài nghiều chỉ tiết thuẻ tỉnh quang học bằng hạt mài tư do được sử dung khi có các yêu cáu cao vẻ đô chính xác taa hình bề mạt chị tiết ga công Thủy tĩnh trước khi đưa vào mài nghiền và đánh bóng phải qua các nguyên cong gi công sơ bộ (cưa, mai thờ, phay ) hoặc tạo hình bang phường pháp ép

Mai nghiện và đánh bóng là hạt nguyên công dược sử đúng nhiều hơn ca, lai

quá trình nàv chiếm đến 90% khói lượng của toàn bộ quái trình công nghệ Mạc dù

là phương pháp có điền nhưng mài nghiên văn là phương pháp cơ bản thậm chí trong nhiều trường hợp là phương pháp duy nhat cho phep đạt độ chính xác cao hơn nhiều so với các phương pháp khác Ví dụ mài nghiên bang hat mai tur do thee các phương pháp khác nhau và cờ hạt khác nhaàu., nhấm Bê mặt và độ chính chính xác hinh dang bé mat gta công nhữ sau:

Khi nghiên tỉnh bang hạt mài 3/14 : MỊO do nhám có thể đạt:

R,=(0.63 0.12) pum:

Khí nghiền tỉnh bang hạt mài Z5 độ nhàm có thế đạt:

R,=(0,050) 6,025) pum:

Độ chính xác hình dang bể mặt ma công có thể đạt tới: 0.07 0.06 uum,

1.3.1 Cát got bang hat mai tu do khi mai nghien

C6 nhiéu cong trinh nghién citu vé ban chat cua qué trình mài nghiền thus

tình của các nước trên thế giới như Ì.iên xo cũ CHI.B Đức, Anh Nhìn chúng các Kết qnä của các công trình nghiền cứu về bản chất của quá trình mài nghiền đêu có những điểm giống nhau

dưới tác dụng của lực mài thơng

qua các hạt mài (hình 1.2) Sau đĩ

lớp nồi cĩ chiều sâu # nhỏ hơn 2 -

3 lần chiểu sâu vết nứt £ và ban — Hinh 1.2 Thí nghiệm ép bỉ lên bể mặt thủy tính đấu chỉ cĩ Š_ 10% số hạt mài làm

trình tạo nền bể mật mài về cơ bản văn là do các vết nứt

các vết nứt hình nĩn với gĩc œ = L50” 153" Do c6 chuyén động tương đổi ¿

Gĩc ở đính của các vết nứt Khơng phụ thuộc vào kích thước hat mái mà phú thuộc vào thành phần hĩa học và các tính chat cơ học của các loại thủy tình

Chiều sâu lớp nổi # và chiều sâu vết nứt „ cữ quan hệ với đường Kinh hạt theo biểu thức:

Trong đĩ: — ¿— Đường kính hạt lớn nhất thuộc pha cơ bản của hạt mài:

k,£; - Hệ số phụ thuộc tính chất bột mài:

Sơ đư quá trình phá hủy trình bày trên hình (1.3, a) Theo đĩ lực va đập

hướng theo đường nối các đỉnh hạt mài là lực gây ra sự phá vỡ thủy tính làm bién

đạng dụng cụ và nghiền vỡ hat mài Lực /# là tác nhân chính gây ra các vết nứt hình:

` * 2 b4 nĩn phân bố theo các gĩc từ 90”+150” Chiếu cao lớp nổi # chiếm từ ni kích thước hạt Dưới lớp nĩi là lớp nứt cĩ chiều sâu + = (2+ 4)

10

Khi giảm kích thước hạt, chiều sâu lớp nồi và lớp nứt cũng giảm Các dính

nhấp nhô sẽ bị là phẳng dần khi dùng bột min dan

Lực /# được phân tích thành hai thành phản:

Lực Ñ có phương vuông góc với vectơ vận tốc v nham đảm bảo tiếp xúc giữa đụng cụ và chỉ tiết, đồng thời gây biến dạng đàn hồi bề mặt

Lực hướng tiếp tuyến với bể mật gia công gây mòn dụng cụ và tạo thành

ngau lực làm lăn đảo hạt mài

Ché do cong nghé gia cong bang mài hạt tự do tùy thuộc vào việc cấp bột

huyền phù:

+ Áp lực riêng trên bể mát tiếp xúc giữa dia nghiền và chỉ tiết: khi cấp bọt

huyền phù liên tục tứ: (40 10° =50.10"} Pa con khi cap bọt huyền phù không liên

uc — 10° Pa

+ Van tốc mãi khi nghiên thô và bán tỉnh từ (15 : 20)„;/v còn khi nghiền tinh tir (1: 3)n/s

nghien Khi mài nghiền người ta có thé

ding các dụng cụ mà các hạt mài kết

dính với nhau thành những mảnh nhỏ

mảnh kim cương hoặc trẻn giấy mài

Khi dụng cụ chuyển động tương

đối so với thủy tình sẽ tạo ra lực cảt

tác dụng lẻn các hạt liên kết, gây nẻn

các vết xước trên bể mặt thủy tỉnh

ẻ 4 oy Gee tA * Hình 1.3 b) Sơ đồ cắt gọt thủy tinh ban làm bé mặt bị nứt vỡ thành những ) hat mai liên kết 9 y 9

II

manh nhỏ Thành phân lực tiếp tuyên #„„ của lực R hướng mọt sóc T80” với tectở vận tốc tương đối (¡làm ttch các mánh thuy tỉnh ra khoi bể mặt (hình T3, hì, Thành phần lực À tác đồng lên thủy tình øây ra các vét nứt hình côn và phá hủy bể mặt như hạt mài tư do là chủ vếu, dòne thời làm hạt mài gám vào bê mai dung cu

Hạt liên két mòn dân theo thời gian, lực cát đặt vào đó tang lên làm chúng bong ra khỏi liên kết, lúc đó sẽ xuất hiện các hat gâm mới

Theo tác pia M.H CeMw6pa7og vận tốc cát từ (5 z 25x ấp hực cat 1.10 Pu,

Trong quá trình g1a công, nếu dụng eq nghiên có tính chất găm hài thì có thế xax ra đồng thời hài quá trình cat gor bang hạt tự đo và bàng hạt hến Két, Miat Khác

tà cũng thây rang Đẻ mật của dụng cu cũng bị hái loại hạt kể trên làn mòn dị, 1,2,3 Đánh bóng chí fiet quang

Muc đích của quá trình đánh bóng là tạo ra bê mãẫt bong suốt của chỉ tiết

quang, cha phép truyền tra sáng qua nó và đạt được các yêu cầu kÈ thuật vé số vàn

N, sarso van cuc bo AN và độ nhan khuyết tái P,

Theo cíc nghiên cứu, quá trình đánh bóng chỉ tiết guang bao sêm tác dụng của các yếu tổ cơ học hóa học và hóa lé, [uy nhiên, đánh bóng chỉ tiết quang banh bòt huyền phù phức tap hơn quá trình mài nghiền về bạn chất lý và hóa học

Sơ đó quá trình đánh bong cũng nưmg tự như mài nghiền, Tuy nhiên, trên bẻ mãi đĩa đánh bóng được gan một lớp nhựa hỗn hợp gom có nhưa đương, nhựa thông

và cánh kiến (có thể thêm mùn cưa gô để tránh sự piần nở nhiệt, hoạc gắn nuốt lớp

ni qua lớp huyền phù bọt đánh bóng tiếp xúc với Để mat chỉ tiết ga cone, Do đó,

quá tình đánh bóng có hạt sâm vào be mat cba đía đánh bóng là chủ veu va có ca

quá tình đánh bónp băng hat tư do,

Val liệu chế tạo đi đănh bổng: Khi đường kính đá đến 250 mm dùng hợp kim UM4C, con khị kích thước lên hơn đùng hợp kim nhôm ÄJ12, ÄJ]19, A7111 Chế đọ công nghề kht đánh bóng từA thuộc vào tiếc cấp bột huven phù: Wan tốc đ«nh bóng, từ (G.6 +1.0)0/4 khí đánh bóng lần cuối (0/2 -0/3)0/4 Áp lin riêng trên bé mặt tiếp khe pitta dia va chi triết từ (25.10 32.10) \Pa khi mài nghiền

tink — (2.10° =3.10°| Pa

Người ta sử dụng phường pháp đanh bóng dé hoan thành qué trinh gia cong

bể mác chỉ tiết quang Nhám bẻ mặt dạt dược sau khi đánh bóng từ (0.03 + 0,05) jun (theo cap độ nhân cũ tương ứng là V3: VỊ] )

12

Bột đánh bóng có đỏ cứng nhỏ hơn so với bột mài nghiển kích thước củat bột

đánh bóng vào khoảng từ (0.2 : 1.0) -

Thời gian đánh bóng lâu hơn so với mài nghiền khoang 20 lan

1.3 Các phương pháp tạo hình bề mặt chỉ tiết quang

Các chỉ tiết quang được chế tạo bàng phương pháp gia công cất gọt lượng dự trên phôi thủy tỉnh

Lượng dư gia công được cát gọt bảng các nguyên công như: tiện, mài bảng dụng cụ có hạt mài dính kết hay hạt mài tự do ở đang huyền phù và đánh bóng Mục đích của các nguyên công: đạt được dộ chỉnh xác vé kích thước hình đạng và độ nhám bẻ mặt của chỉ tiết gia công Để thực hiện được điều đó, người ta chọn hệ thông công nghệ gia công gồm có: "Máy - Gá - Dụng cụ - Chỉ tiết

Để đạt được được độ chính xác của chỉ tiết lam bang thuy tỉnh quang học người ta thường sử dung phương pháp mài nghiền giữa bẻ mật dụng cụ và phỏi, theo phương pháp này trong quá trình gia công hình thành khớp động học loại bà 'Trén hình (1.4) trình bày hệ thống công nghệ gia cong chi tiết quang, gồm có hai dạng là sơ đồ khớp động học gia công có sự khép kín hình học và khép kín lực Trong sơ đổ khớp động học có sự khép Kín hình học, độ chính xác gia công phụ thuộc vào vị trí tương đối của chỉ tiết và dụng cụ và lực cắt, còn trong sơ đồ khớp động học có sự khép kín lực phụ thuộc vào sự tiếp xúc giữa các bẻ mặt của dụng cụ

và chỉ tiết dưới tác dụng của lực trong quá trình gia công

Các phương pháp tao hình bẻ mặt chí tiết quang theo các so đồ khớp đồng học gia công khép kín hình học và khép kín lực gom có:

+ Tin (hình I.4.a) có sự Khcp kứt hình học tiép xúc điểm:

+ Mai tròn ngoài (hình [ 34, b) - có sự khép kín hình học, tiếp xúc đường: + Mài định hình theo luạt chuyển đong cho trược (hình 1.4 c) - có xự khep kín lực tiêp xúc đường: `

+ NIải nghiều mặt đầu bảng hạt mài dính kết (hình I4 đ) có xự khép kín luc, ep suc mat:

+ Phay mat cầu lối hay lõm bằng hạt mài dính kết (hình 1.4.c) có sư khép kín lực tiếp xúc mát, gom hai chuyén dong quay cua dung cu va phoi:

+ Mài nghiền bề mặt cầu lôi hoạc lõm băng hat mài tự do (hình 1.4, 2) 6 su khép kín lực tiến xúc mát, ôm hai chuyển động quay của dụng cụ phôi và chuyên động quay tương đói giữa chúng

Chú ý rane, khi sự đụng phương pháp phay bề lồi hày lỗm bang hát mài đính kết (hình 1.4, e) cần tiến bành điều chính hẹ thong "May Gá - Dụng cu Chì

tiết” để rao thành bề mặt cầu có bạn kính # cho trước theo công thức sau:

d > J2RI7F va sina

Trong đó: H - Chiéu cao cung cua bé mat pia cong:

df ~ Đường kính ngoài của dung cu:

œ - Góc giita ruc quay cua phar} | vadungculZ 2

2 CAC YEU TO ANH HUGNG DEN QUA TRINH GIA CONG CHI TIET QUANG KHI MAI NGHIEN

Qua trình tạo hình bẻ mặt chỉ tiết quang bang phương pháp nghiền chịu tác đồng của nhiều yếu tố công nghệ Trong đó có một se veu tô công nghề cơ bán ánh hưởng đến năng suất và chát lượng mài nghiên chí tiết quang nhí ấp lực, vạn tóc

chuyển đông tương đối giữa các bẻ mát tham gia nghiền, hạt mài (kich thước, tính chất, nóng độ., )

Dưới đây xét ảnh hưởng của các yếu tô đó đến chát lượng và nang suất mài

nghiển:

2.1 Ảnh hưởng của áp lực

Quá trình mài nghiền sẽ khóng xáv ra acu không có áp lực Vì vậy, ảnh hưởng của vếu tổ này đến năng suất và chất lượng bề mặt giá công đã được một số 14

tác giả nghiên cứu Trong tài liệu công bỏ cá

ác giả đã cho thấy môi quan hệ giữa

áp lưc và lượng mài mòn thủy tỉnh cùng với tỷ lẻ huyền phù mài (tý lê giữa bột mài

và nước) Đồng thời cũng đưa ra một sẻ phương pháp tạo áp lực như tạo áp lực bang quả nạng lò xo khí nén

Phân tích các thành phần phản lực khi mai nghién ngudi ta thay rang, néu hai

bể mật cầu tham gia mài nghiền (gia thiết bế mát A là be mat dung cu, bé mat B lit

bể mật chỉ tiết gia công) Lực a) tác dụng lén đầu tốc được phản tích thành hai thành phần @„ và Ó, (hình 1.5):

0-0, +2

Trong dé: Q,, ~ Vectot luc phap tuyén

0, Vecto luc tiép tuyển

Để khảo sát, giả sử chia mặt cầu thành những mật cát song song với mạt

phẳng chứa các vectơ @„ và @; và đối xứng nhau qua mật phẳng nay

Với: Jpn ~ Thanh phan phan luc phap tuy€n: ¢),,, = Gy COS Y

de ~ Thanh phan phan lye tiếp tuyển: gy) = dy 8H Y

y — Gée giita phuong luc phap tuyén ctia diém dang xét va phuong cua phan luc ¢,,

l§

Như vậy, khi góc y càng Lăng, thành phần phan lực pháp tuyến càng stam con thành phân phan lực tiến tuyên càng táng, 1av là điều rất bắt lợi cho quá trình tạo

luc &p gitta hai bé mat tham gia mai nghiền,

Các lực pháp tuyên gây ra lực múi sát giữa hai bè mạt Tại mỗi đơn vị diễn tích tiếp xúc co lực ma sát:

Với: ƑT— Hệ số ma sát giữa hai bê mặt

Người ta thây rằng lực má sát năm bén trái hướng lên trên lam nâng mi AÁ lên côn lực ma xát bén phai hướng xuống ép mát Á xuống Điều này Tao ra một momen ép mot phan của mặt 4 vào phản biên mát Ø Khi thay đối hướng tác dụng luc, momen sé ép mat A theo hướng ngược lại gày ra hiện tượng “bập benh” của 2A

so với 3 Hiện tượng này' càng trợ nên trầm trong hơn khi bán kinh của bẻ mai „1 lớn

hơn bán kính bề mặt 8 nhiều khi gay va đập mạnh làm vỡ mép chỉ tiết

Để hạn chế hiện tượng này người ta tìm cách giảm sự biến đong của mômen

ma sát bảng cách hạ thấp chiêu cao điềm đất lực số với bể mặt eia công hoặc tạo rũ lượng vượt quá của bẻ mặt A so với bẻ mặt 8 để tạng lượng mài mòn ở tảm, giam lượng mài mòn ở bien, Biên pháp hiệu quá nhất để khác phục hiện tượng này là tạo

ra lực phap tuyến ôn đỉnh luôn ép mặt A vào mặt 6 theo hướng xác định Đó la phương pháp tao áp lực hướng tâm

2.2 Ảnh hưởng của áp lực và vận tốc

Để xác định cường độ pia công người ta đã xác định thể tích lượng thủy tính

bị tách khỏi bẻ mặt phói tỷ lệ với cong cơ học:

Trong đó: - Thể tích lượng thủy tỉnh bị tách khỏi phôi:

K - Hệ sö công nghệ thể hiến bàng thé tích rieng của lượng thủy tĩnh tách ra khỏi phói trong mót đơn vì công A co tinh den các vếu tố công nghệ:

A ~ Công cơ học sinh ra để tách lượng thủy tình đó

Ta có:

Trong đó: F ~ Gia trí tung bình của vectơ lực tác đụng của khâu trên với

kháu dưới trong một chủ kỷ

V'— Giá trị trung bình của vectơ vận tốc tương đỏi của chuyển

động khâu trên so với khâu dudi trong mat chu ky ¿:

16

n— SO chu ky gia cong:

t — Thời gian mỏt hành trình lắc của khâu trên: ¢ = 27/0, œ)¡ - Tần số quay của trục (1y quaV

Từ đó có thể tháy răng công cơ học trên môi đơn vị điện tịch là:

Viec phấn đấu để tích số P.\' = cøøus/ sẽ phát huy được hiệu quả khí bề mãi

phôi và dụng cụ đã hoàn toàn tiếp xúc nhau Lúc này việc bảo đam cho tích PS’ =const sẽ làm lượng mài mòn trên bề tát gia công là như nhau, vì váy duy trì được bán kính đã đạt được của phôi

Ngoài ra, người fa còn đưa ra khái niệm về hẻ số phú Ban chất cưa hé số phủ

la thể hiển khả năng đối tiếp của bẻ mát dung cụ số với bẻ mát phôi trong thời gian gia công Những vùng bẻ mát không được phụ thì không thể xay ra mài mòn Như vày, có thể thấy răng quá trình gia công phat thoa man ca ba diéu kién cong nghé én quan chát chẽ với nhau:

Có áp lực giữa hai bẻ mat gia cong:

Có chuyển đỏng tương đối giữa chúng:

Có đốt tiếp giữa hai bể mật

2.3 Ảnh hưởng của chuyển động tương đối giữa phôi và dụng cụ

Đôi với bất Kỳ một thiết bị gia công nào, việc nghiên cứu quy luật chuyển động tương đối giữa đựng cụ và phối đều rất cản thiết Nó cho phép hiểu rõ tính

chất phạm vị phú giữa hại bề mặt tham gia gia cong

Để giải quyết văn để này, người ta thường lập những bài toán xác định quỹ

dao chuyển động tương đối của một điểm đạc trưng trên bề mat phòi so với bề mặt

dung cu thong gua quan hệ giữa các thông số động học của máy

Các yéu cầu đối với cơ cấu dan động:

Vận tóc chuyển động tương đòi ở các điểm trên bề mật phôi số với dụng cụ

có gui trị như nhau

Quỹ đạo chuyển động tương đối nhanh chóng trải đẻu trên khắp bể mát gia công

Dạng quỹ đạo chuyển dộng tương đối giữa phơi và đụng cụ được hình thành

do nguyên lý chuyển động của máy sao cho phức tạp và khơng trùng lập,

2.4 Ảnh hưởng của hạt mài

Khi mài nghiên thủy tình, hat mài đĩng vàt trị như các lưỡi cải, Để cĩ thể cát

gọt bề mặt thủy tình, người ta thường đùng các loai hại cĩ độ cứng cao như hạt cơ ranh dén (AI,0,) cdc bit silte (SiC), cdc bít Ra (B,C), cát thạch anh (SiƠậ), Enbo kim cương trƒ nhiên hoặc nhản tạo v.v

Hạt mài sử dụng trong mài nghiền thủy anh thường ở dạng hỗn hợp với chất lơng được gọi là huyẻn phù Chat long đùng khi mài nghiền thủy tỉnh là nước Vì khi dùng các chất lịng cĩ độ nhớt cao hơn sẽ can trở chuyển động của hạt mài làm

giảm năng suất mài Người ta đã xác đình ràng thừa hoặc thiếu chất lịng déu gay ảnh hưởng xâu đến chất lương bề mặt gia cơng Nếu thừa chát lỏng, xố lượng hat mài giảm, làm tăng áp luc lén moi hạt mài hạn chế chuyến động của nĩ làm cào xước bề mặt thủy tỉnh Nếu thiếu chất lịng số lượng hạt mài tăng, các hạt mài chèn

ép lên nhau, chuyển động tự do của chúng cũng bị hạn chế và vì thế cũng gáy: xước

bé mat chi tiét gta cong

Chat lỏng đĩng vai trị quan trọng trong qua trinh gta cơng thủy tình Chất lỏng khơng những cĩ tác dụng bơi trơn, giảm ma sát phân phối hạt mài, giam nhiệt

độ, mà cịn đảo sâu các vết nin, day nhanh việc tích các mạnh thủy tình ra khỏi Bê

mat gia cong

Đã cĩ một số nghiên cứu về ảnh hưởng của ty lệ giữa khối lượng hat mài và

khơi lượng hơn hợp đến chất lượng và nang suất mài nghiền Tỷ lệ này được gọi là nồng độ huyền phù và được xác đinh theo biểu thức:

T= - 100% = _—m 100% (1.8)

Trong đĩ: t— Nong d6 huyen phi;

T — Khoi lueng bot mat; (G)

H - Khối lượng nước: (G) Khoảng tối ưu của tỷ lệ giữa nước và bột là H:T = 3z 6 Với tý lê này, cường độ gia cơng thủy tỉnh là lớp nhất (hình L.5) Ty lệ này thay đối khi đùng các

kích thước hai khác nhau:

Với kích thước hạt từ 20 : 5Oum thì #:7'=4+ 10:

Với kích thước hat từ 20 + 144m và nhỏ hơn thì #7 = 3z 5

Kích thước hạt mài cũng có

ảnh hưởng lớn đến chất lượng và Q

nảng suất gia công Điều để nhận Cryin | Z

thấy là đô hạt càng lớn thì lượng mài

mòn thủy tĩnh càng nhiều, nhưng Tn

thước của một loại hạt mài không 0U 723$ 9674990 HT

hoàn toàn bằng nhau, nén lúc đầu áp Hình 1.8 Quan hệ giữa tỷ số HT lực từ dụng cụ chỉ truyền qua những vã cường độ gia công

hạt có kích thước lớn Đó chính là

những nơi có sự tiếp xúc giữa dụng cụ và phôi thông qua hạt mài Nếu trong một loại hạt mài các kích thước lớn hơn gấp 4 lấn kích thước hạt cơ bản chiếm nhiều hon 5% thì chúng sẽ gây xước bể mặt, nếu ít hon 5% thì chúng sẽ nhanh chóng bị

nghiền vỡ Sự tiếp xúc lúc này sẽ xảy ra ở những diểm nhô cao nhất trên mỗi

bé mat

3 CO SG QUA TRINH MAI NGHIEN CAC CHI TIET THUY TINH

QUANG HOC

3.1 Sơ đồ mài nghiền các chỉ tiết quang

3.1.1 Hệ thống công nghệ gia công

Các chỉ tiết quang được mài nghiền từ phôi có sự tách lớp lượng dư gia công

Lớp lượng dư được tách sau một số các nguyên công: nghiền thô, nghiền bán tỉnh và nghiền tỉnh bằng huyền phù mài sau đó được đánh bóng bảng bột đánh bóng Nếu nguyên công tạo phôi bảng phương

mặt của chỉ tiết gia công Muốn vậy, cần chọn

hệ thống công nghệ gia công: Máy - Đồ gá —

Dung cụ - Chỉ tiết

Hệ thống Máy - Đồ gá - Dụng cụ - Chi

tiết được dùng trong công nghệ mài nghiền các

chỉ tiết quang được đặc trưng băng các thông

Hình 1,7 Hệ thống công nghé mai nghiền chỉ tiết quang

19

số hình học và hình đạng sơ đề động học cơ cấn cụm trên, hình đạng dụng cụ và sự

khép kín khớp động học của dụng cụ và phôi cũng như đó chính xac gia cong

Trong hệ thông cong nghệ mài nghiên chỉ tiệt quang (hình 1.7) dung ch tiền xúc với phôi thco bể mạt bởi sự khép kín lực và chúng được nghiền tương hỏ nhờ huyền phù mài Phối hoặc dụng cụ chuyến động quay còn khâu thứ hai chuyển động quay theo và chuyển động lãc Dụng cụ và phôi tạo thành các phản tử của khớp đông học loại ba Khi đó bể mặt được g1 công có hình đang cầu hoạc phang Trong hệ thống công nghệ Máy - Đề gá - Dụng cụ - Chỉ tiệt thình !.7)

dụng cự có trục quay 2 — 2, còn phôi có trục quay Ì - 1, chúng có thê được khảo sát

như hai phần tử của khớp động học loại ba Các trục { - | va 2 - 2 la các chuẩn

định vị chủ yếu của phôi và dụng cụ tương ứng

Các máy mài nghiền và đánh bóng chí tiết quang có hệ thóng công nghệ gia công chỉ tiết quang phô biên nhật được trình bày như trên hình (1.7) Dei với nguyên công mài nghiền và đánh bóng các chí tiết quang đô chính xác pia công được đánh gìá bằng sế vàn N và sai số cục bộ hình đạng +1, còn độ nhám được đánh giá bàng sai lệch trung bình nhấp nhô theo L0 điểm — R, và sau khi đánh bóng

thường nhám bề mài có giá trị # = 0,051un

4.1.2 Khớp động học Dụng cụ - Phôi

Gia công các chị tiết quang bảng phương pháp nghiên tự đo, phối và dung cụ trong quá trình gia công tạo thành hai phần tử của khớp động học thấp loạt ba có sư khép kín lực

Nhờ tính chất thuận nghịch của khớp rhấp dụng cụ và phôi trong các mấy

mài nghiền chí tiết quang có thể bố trí ở đưới lắp trên trục l, cũng như ơ trên láp

trên trục 2 (hình 1.7)

Trong tất ca các máy ruài nghiền — đánh bóng chí tiết quang tac cua Khâu trén — dung cụ hoặc phôi có két cấu dang khớp ban lẻ cau, cũng là khớp dộng học loại ba Nó truyền áp lực của máy tới khâu trên, nó cũng chính là sự khép kín lực giữa hai phần tử của khớp động học loai ha

Trục quay của khâu trên 1ư định vị vì nó đi qua tâm hình cấu của khâu dưới

và định chỏm cầu của bề mặt làm việc của khâu trên Với quỹ dạo địch chuyên bât

kỳ cúa đĩa trên bản lẻ cầu của đĩa dưới cản bủo đảm độ đồng trục hoác đó song

song của chúng

Khớp bản lẻ cầu cần được bảo đảm điều Kiên tiệp xúc, căn thiết đốt với xf Liếp xúc của cặp bề mặt nghiền dụng cụ và phói.

Các điều kiện tiếp xúc:

1 Hình học: Bề mặt diện tích tiếp xúc có quy cách chung

2 Động học: Vectơ vận tốc chuyển động tương đối của các điểm diện tích tiếp xúc nằm trên mặt phẳng pháp tuyến chung

3 Vật lý: Diện tích tiếp xúc chung chi nam trên bể mật mà không nâm trong

dụng cụ hoặc phôi

4 Khớp động học gia công chỉ tiết quang dụng cụ - phôi khác với tất cả các

khớp động khác, kết quả nghiền các bé mat tương ứng của nó là sự thay đổi nhanh biên dạng hình học của chúng: một phần từ được gia công, còn phần tử khác bị mài

mòn

Phương pháp mài nghiền tự do

Khi mài phôi được nghiền lên bẻ mặt gia công của dụng cụ - bát mài cứng Khi đánh bóng, lớp đêm nhựa mềm hoặc phớt của dụng cụ được mài nghiền lên bẻ

mặt được mài của phôi thủy tỉnh

Hai bề mặt cầu bán kính khác nhau, chồng lên nhau được tiếp xúc với nhau

về mặt lý thuyết là trên đường tròn Vì bán kính bẻ mặt làm việc của dụng cụ và bể mặt được gia công của phôi gần như nhau và có đấu độ cong ngược nhau, nhờ đó

lớp huyền phù mài hoặc biển dang dẻo của lớp nhựa bảo đảm sự tiếp xúc của trên miền vành khán mà điện tích có các kích thước hữu hạn Đường kính và chiều rộng của miền này thay đổi tự phát trong quá trình nghiền tương hỗ bởi các bể mặt cầu hoặc phẳng của thủy tỉnh và dụng cu

Theo thuật ngữ chế tạo dung cụ và

may trong các nguyên công mài và đánh

bóng dụng cụ được gọi là nghiên

Chuẩn định vị đối với bể mặt của

dụng cụ 2 nằm trên bể mật ban đầu của

phôi 1 Trong quá trình tách lượng dư

chuẩn định vị thay đổi vị trí của mình so

à bán kính phôi

Rpua„ được thay đổi đến bán kính R cua

bể mặt được gia công (hình 1.8)

Hinh 1.8 Sơ đổ gia công bằng phương

Đối với bẻ mặt được gia cong | pháp mài nghiền tự do

chuẩn đo là tâm cầu O từ đó xác định

kích thước cầu duy nhất - bán kính R Chuẩn ảo này - điểm O luôn năm trên giao

điểm của trục quay của dung cụ và phôi, nhưng nó có thể thay đổi cục bộ trong quá

trình gia công, ví dụ từ O đến O' và dường như không cố định so với chỉ tiết của máy

Vị trí tâm cầu không thay đổi, nếu lớp lượng dư được tách khỏi phôi có chiều day bang nhau

Sai lệch bể mặt được gia công lồi hoặc lôm làm chuyển dịch vị tri chudn do —

điểm O ~ đọc theo trục quay của phôi,

Chính vì vậy, bể mật quang được gọi là phương pháp nghiền tự do

Phương pháp nghiền tự do được xác định bởi một số đặc điểm sau:

1 Sự tiếp xúc của bề mặt làm việc của dụng cụ với bể mặt được gia công của phôi xảy ra trên diện tích có kích thước hữu hạn

2 Sự tiếp xúc của bể mặt nghiền của dụng cụ và phói như hai phần từ của khớp động học loại ba được thực hiện bằng sự khép kín lực

3 Một trong các bể mặt nghiền tự định vị với nhau nhờ khớp bản lề cầu 3

của tốc khâu trên

4 Chuyển đỏng tương đối của dụng cụ 2 trên bể mặt được gia công của phôi

1 do đồng thời ba chuyển động quay với vận tốc góc: œ;, œ của khâu trên và khâu

dưới và œ4 — chuyển động lắc của đầu tốc quanh tâm cầu Ø (hình 1.8)

5 Trục của một trong những chuyển động quay là pháp tuyển với bể mặt

cầu hoặc phẳng được nghiền

6 Quỹ đạo tương đối hoặc dạng hình học của bẻ mặt dụng cụ được chọn sao cho tất cả các điểm trên bế mặt được nghiền nằm trên quỹ đạo không trùng lắp trên toàn bộ bể mật tiếp xúc của khớp động học

3.1.4 Sơ đồ động học gia công

So đồ động học gia công bể mat

các chỉ tiết quang được biểu diễn bởi

các chuyển động quay và tinh tiến của

dụng cụ và phôi, trong hệ thống công

nghệ Máy - Đồ gá - Dụng cụ - Chỉ

tiết Trong công nghệ gia công các bể

mặt phẳng và cầu thường sử dụng rộng

rãi hệ thống công nghệ Máy - Đồ gá —

Dụng cụ - Chi tiết (hình 1.7) trong các

máy loại MB bằng phương pháp nghiền -

tự do Sơ đồ động học gia công trên các Hình 1.9 Sơ đổ động hoc gia cong bể

máy loại MB, dùng để mài và đánh mặt cầu trên các máy loại MB

bóng bể mật cầu chỉ tiết quang (hinh

1.9)

22

Sơ đỡ động học máy (hình 1.9) gồm có các chuyên động quay quanh rực j - 1,2 —2 Tốc 4 chuyển dong lac quanh trục ‡ cùng với cần lăc S và chuyển dong lac

cing vo gid toc 6 Chuyén động phức hợp nay nhờ sự khép kín lực hởi lực P của

khớp bản lề cảu 7 đẫn chuyển động cho bát mài / quanh tăm của bé mật cầu được gìa công

Phối gia công được bỏ trí ở đưới, láp trên trục quay 7 Trục quay 2 của bát

mài ở trên Trục quay 3 của cản lắc đần động cho tốc 2

3.2 Các thông số và chỉ tiêu mài nghiền tự do

3.2.1 Sơ đỏ phân hố lượng dư

Bê mặt ban dau của phôi gồm có bẻ mãt cầu có bán kính cho trước, bề mặt chi tiết dưới lớp lượng đư, có đạng mật cong trong trường hop tông quát có chiều dày khác nhau

Khi gia công bé mặt cầu bằng phương pháp nghiền tự do lớp lượng dự được giới hạn bởi hai bẻ mặt cầu — bể mặt ban đầu và chỉ tiết được gia còng Có ba sơ đồ

phân bö lượng đư gia công:

Lớp lượng dit gia cong có chiều dày nhỏ nhất ở biền phôi

Lớp lượng đư ga công có chiển dày bàng nhau

Lớp lượng dư gia công có chiều đày nhỏ nhất ở định phòi

Sự phân bở lớp lượng du Z = ƒ (2) đỏi với ba trường hợp (hinh 1.10):

Z= Zau„ khi 2 = 0 Z=Z m1 khi A =0

Z, = Lyyq = CONSE Chiều day lớp lượng du gia công luôn Judn lon hou chiéu day Z, aha nhat, được xác định bởi do nhám R, Thể tích lớp lương dư ¿, được tách khỏi bề mặt phỏi cũng lớn hơn thể tích nhỏ nhất

Sơ đô phân bố lượng dư dùng làm cơ sở để lựa chọn chương trình gia công

Hàm số Z2; = #À) và ở = f min Ö) được xác định ở dưới với:

0°<9<90°và0”<E£<xw

Tức là, đối với chi tiêt có bề mật bán cầu có bán kính nhỏ và bề mật phẳng

Tâm hình học của bề mặt gia công bị địch chuyền trong khoảng thời gian gia công nhưng (Ñ u¿, - R) => Ö và khoảng cách Ô 0 <‹ (hình l.8)

Thể tích lớp lượng dư q = f(Z„¡„ Ô) được giới hạn giữa các bể mật cầu Ry va

R3 (Rpnoi Va R) duge tinh khác nhau đối với mỗi một trong ba sơ đồ theo công thức gần đúng Nếu Z; = Z„„„ khi À = 8 (hình 1.10, a) thì thể tích lớp lượng dư gần đúng

được xác định như sau:

ane Re Za sin? @-(R, - Ry) (I ~cos0)' | cos8 -

Khi 6 > 85":

q= wn -R, ~ [Re ~(R; — Ẩn } + Lua |

Nếu Z; = Z„¡„ khi 2 = 0 (hình 1.11, c) thi:

đ; xRỆ Znsinˆ6 + (Re R;)(I =cosĐ)` |

Khi gia công bẻ mặt phẳng # = ~ va 6 = 0

Nếu phỏi lồi thì:

{=TUY mạ + NT C Nếu phôi lõm thì:

Trong đó: zˆ ~ Chiều cao chỏm cầu có diện tích cơ sở là tr ? (hình 1.10, d)

Các công thức ở trên và cả hình (1.10) được trình bày với tất cả các kha nang

và thực tế thường gập trong sơ đồ phân bố lương dư z(2 r)

Theo sơ đồ phân bố lượng dư người ta chọn các thông số hình học của dụng

cụ và điều chỉnh mầy

24

Phụ thuộc vào sơ đồ phân bố lượng dư z(, ?) người ta xác định số lần chuyển dao và chương trình gia công tương ứng nhảm đạt độ chính xác gia công của chỉ tiết

'Trên bề mật cầu trong vùng r, 2:

Hình 1.10 Sơ đổ phân bổ lượng dư gia công

a~Z„„ ở biên; b ~- Lượng dư bằng nhau; c - Z„„ ở tâm;

Lượng dư trên bể mật phẳng Z„ hoặc Z, ở tâm

Khi 0 > 30” sai s6 tinh toan AZ, < 5% con khi 0 < 30" sai số AZ„ < 0,5%

nN a

Chú ÿ:

Khi R, - R; =Z,co Z, = const

Khi R, > R, + Z,c6 Zi Zaks Livia Cina

Khi R;:< R, + 2š Ly = Zon Zonas

Sơ đồ phân bố phối trên bé mặt của blốc gia cong được lựa chọn trước Theo

xơ đồ đó chọn các kích thước và dang hình học phản bỏ của các phán từ làm việc cua bé mat gia cong cua dung cu

Cân phản biết dạng hình học của điện tích bê mát nghiên và hình dạng prôphin trên blốc phôi và bê mật của đụng cụ gia công

Phoi trên blốc và diện tích làm việc của dung cũ được phản bố và khảo sát trên các vùng đối xứng đổi với trục quav [Dạng hình học diện tích lâm viếc của dụng cụ va blée được xác đình hơi hè số điện đây miền vành, nam trên bản kính từ

trục quay

Dạng hình học điển tích phỏi và các phản tử làm việc của dụng cụ được khảo

sát trên các miền vành bán kính r hoặc góc ^ có chiếu rộng Ar hoặc A2

Hệ số điển đầy n;, = /(2.z) được tính khí thiết kế quá trình công nghệ

cũng như khi thiết kế dạng hình học của dụng cụ và blốc phôi

Ký hiệu: n„- Hệ số điển đầy miễn vành pháng có bán kinh trung bình r

Khi đó:

xs

‹

Trong đó; ø và ồ, - Số và điện tích phần làm việc năm trên miền vành (hình

1.112)

r và Ar = Bán kính trung bình và chiều rộng của miền vành

Đổi với bề mật cầu (hình I.L1, b) với z = Rsin 2 tương tự ta có:

Hình 1.11 Hệ số điển đấy bể mặt nghiền vắt liệu

Hệ số điển đây - Đại lượng

không thứ nguyên

Đối với các vùng bể mật phôi

và dụng cụ gia công được tiếp xúc

hoàn toàn rị = l

Đối với các vùng khác n < l

Nếu trong các vùng hoàn toàn

không có sự tiếp xúc giữa phôi và

= Hình 1.12 Sơ đồ phân bố phôi trên các vùng

Ar=0.1

Phương pháp tính hệ số điển đầy:

1/ Chia toàn bộ bé mát thành các miễn vành đồng tâm chiều rộng như nhau

2/ Bảng phương pháp đồ họa và đo diện tích xác định điện tích tổng Mã

1 3/ Tính hệ số điển đầy n

Để thuận tiện lấy z = 0; 0,1: 0.2: ; 1 và chia bể mật thành 10 miền vành

điều đó cho phép thành làp bảng sau khi tính giá trì n(r)

Phương pháp này tính giá trị nị(r) với sai số 2 - 4%

Các diện tích thường có kích thước nhỏ có hình dạng đéu và được phản bổ theo quy luật xác định Ví dụ blốc được điển đấy bởi các phỏi tròn, còn dụng cụ được đán bởi các guốc hình vuông hoặc các miếng hình tròn

Để tính hệ số điển đấy n cản phải:

1/ Theo các bán kính trung bình + của các miền vành lấy khoảng cách giữa

các tâm đối xứng của điện tích và trục quay:

2/ Tính tổng diện tích của tât cả các diện tích, được phán bố bởi các tảm đổi

vành được điển đấy có bán kính trong +;,„„„ =z ~ > va bên ngoài 17,,,,, = 7+ a Đến đây dạng hình học của blốc phôi hoặc các guốc của dụng cụ được đặc

trưng bởi các miền vành được điển đẩy có chiều rông Az nhưng đối với tất cả các

miền vành 1 =1 Sai số xác định n không lớn hơn 2“, nếu Az< 0,1

Ví dụ, thường phân bố phỏi trên blốc khi tính thay thể được biểu thị bảng các vòng tròn có bán kính trung bình ;¡.:;.rị và cùng chiều rộng A/j.As,¿My với các

khoảng bảng nhau giữa chúng (hình 1.12)

Giữa dạng hình học điện tích của bể mặt gia công của dụng cụ và dạng hình

học của prôphin của bể mặt được gia công của phôi (blốc) trong quá trình nghiền

với nhau thực hiện quan hệ hàm số thuận và nghịch

Quan hệ thuận — sự thay đổi bán kính của bề mật được gia công, còn quan hẻ

ngược - sự mài mòn bẻ mặt được điển đấy của dụng cụ đặc trưng bởi su phan bo 28

lại của diện tích các phần tử làm việc, nằm trong đoạn nghiền, và bởi sự thay đổi bán kính bể mạt gia công chung Quan hệ tương hồ của các quá trình này luôn xảy

ra đối với phương pháp nghiền tự do Sự thay đối độ cong của bề mặt được nghiền xay ra theo miễn vành, đối xứng so với trục quay

Sự thay đổi quan hệ tương hỏ của đường kính khâu trên và dưới, khi ở vùng biến 1 =0 và trên bể mặt của dụng cụ rị < ] và nó ảnh hưởng hiệu quả nhất đến sự thay đổi độ cong bề mặt gia công và dùng làm một trong những phương tiện hiệu

quả nhất được dùng để điều chính quá trình gia cong bé mat cầu và bề mặt phang 3.2.3 Cac thong sé doc lap của quá trình điều chính gia công

Quá trình thay đổi bán kính bề mát được gia công của phôi Ronen bang cach thay đổi dang hinh hoc cua dung cu va diéu chỉnh máy, là các thông số độc lập của quá trình này

Giá trị của các thông sổ độc lập của quá trình điều chỉnh độ cong bẻ mật gia công được chọn trước khi bat đầu thực hiện hiện mỗi lần chuyển nguyên công mài

Giá trị bản kính độ cong của bể mặt cầu chỉ tiết R,u„¡¿; cho trước và là thông

sổ độc lập nó không thể thay đổi và cần phải nhận được trong quá trình nghiền

Cúc thông sổ điển chỉnh máy:

@).@),@ — Tần sô quay của khâu dưới khâu trên và tay quay:

L - Hành trình lãc của khâu trên

Các thông số vì điểu chính máy:

©mavefosemi, — khoảng lệch tám lớn nhất của trục tâm khâu trên và khảu dưới, giá trị độ không đối xứng và dịch chuyển hướng trục (hình 1.13)

Khí quay cưỡng bức khâu trên w, = comar Khi quay tự do 6 được chon trực

tiếp theo giá trị các thông số độc lập và khi mài nghiên lầy œ; = 0,96, khi đánh bóng m, = 0,70.

Chính vì vậy động học gia công được xác định bởi các thông số độc lập

RB) 083.7461 Dy Dy.00,.009.00

Để diéu chỉnh quá trình thay đổi độ cong bán kính phoi trong thời gian gia

Cong Ropo,(t) trong thực tế sản xuất sử dụng 10 thóng số độc lập của hình dạng diện

tích dung cu và điều chính máy: z.ö.—* KH vết oe 3 Lee, Cy-?,

Công mài nghiền là kết quả

đồng thời tác dụng của một số thông

số độc lập Để đánh giá việc điểu

chỉnh và sự thay đổi nhanh độ cong

biên dạng trên vùng bẻ mặt được gia

công, cần phải sử dụng giá trị các chỉ

tiêu động học tương đối

Các chỉ tiêu động học là các

hệ số tương đối không thứ nguyên,

biểu thị tác dụng của các thông số

động học đến cường độ nghiẻn trên

các vùng bể mật tiếp xúc của dụng

cụ và phối Các hệ số này biếu thị /

chuong trinh dong hoc gia cong bang

phương pháp nghiền tự do

Hai chỉ tiêu như vậy là hệ số

phủ và hệ số vận tốc, được dùng để

tính toán điểu chính sự thay đổi độ

cong bề mật gia công và được tính Hình 1.13 Các thông sổ điều chỉnh máy loạt

toán trước khi gia công MB theo hành trình lắc

3.2.4 Hệ số phủ

Khả nang và cường độ tác dung lên các miễn vành phôi của dụng cu trong

chu ky gia công bảng phương, pháp nghiền tự do được biểu thị nhờ hệ số phủ Trên hình (1.15) cung AM, của miền vành bán kính z của phói được phủ

bởi miền vành của dụng cụ có chiều rông A# = Ñ; ~ Ñ,

Trong trường hợp đơn giản nhất nếu tay quay của máy loại MB cố định

«=0 thì tốc của khâu trên cố định và tâm Ø2; cách tâm của khâu dưới (một khoảng không đổi 0,0, = ¢ = const , bang độ lệch của các tâm O, va 0,

30

Miền vành của phòi bán kính z được phú bởi dụng cụ chỉ trên phản

MM, =or

Tỷ số chiều đài đoạn này với

chiểu dài nửa cung œ được gọi là

hệ số phủ Š, khi khâu trên dịch

thì ở các máy loại MB, gia công hơn 90% các chỉ tiết quang có dịch chuyển lắc

tương đối nhịp nhàng của tâm @; so với tâm Ø, Độ lệch tâm e và hệ số phú S, là

đại lượng biến đổi theo thời gian e = ƒ(r) và = f(t) Trong 90% trường hợp gia

công các chỉ tiết quang sử dụng đường đối xứng O;@, của hành trình lắc khâu trên

(hình 1.14)

e=e Pmmax COS = COS

Chiéu dai cung M,M, thay đổi trong một chủ kỳ theo thời gian t Hệ số phủ 3$,, khi khâu trên địch chuyển được gọi là giá trị tích phân trung bình

"Theo lý thuyết giá trị trung bình của hàm số:

Trong đó: 7 - Thời gian một vòng quay của tay quay (chu kỳ)

Giá trị S, và , cho thấy quan hệ thời gian gia công phôi trong các miễn vành bán kính z khác nhau

Khái niệm (Hệ sô phủ) chỉ được sử dụng đối với gia công bảng phương pháp

nghiền tự do

Khi c<5 Sa Ñ,<z< R;miền vành khăn bán kính z hoàn toàn dược phủ

bởi miền vành của dụng cụ AR = 8 - Ñ, và S, = Ấ% -1.T rong các trường hợp khác

0<%,<l hay 0<, <1 Nếu trên phôi vòng tròn bán kính + và miền vành của dụng cụ AR =8; - Rị không tiếp xúc thì Š, = Š, =0 và tác dụng của dụng cụ lèn phôi không xảy ra

Đầu tiên chọn gid ti AR = 8; -Ñ, của miền vành hay hình quạt, dạng hình

học điện tích làm việc của dụng cụ có thể có dạng miền vành hình quat (hoặc miền

đặc) sau đó coi tác dựng của nó lên toàn bộ miền vành trên bán kính z của bẻ mát được giả công

Sự quay phôi và dụng cụ xung quanh các tâm Ø, và Ø; của chúng không làm

thay đổi giá trị các hệ số phủ S, va S, (hình 1.14)

Để lập bảng giá trị S, va S, bidu dién giá trị độ lệch tâm e và e„„ của các

miền vành tròn của phôi bán kính z và của các miễn vành của dụng cụ AR,›.R, ở

các đại lượng tương đối khòng thứ nguyên nếu lấy theo đơn vị tỷ lệ của kích thước Ngoài „ tức là một nửa đường kính phỏi (dụng cu) được lấy theo khâu ở dưới mà nó

có đường kính lớn nhat

Theo tỷ lệ nay bang sự lấy tích phan bang số cho bảng các giá trị $; (xem phụ

lục 1) va S, (xem phụ lục 2) [1], ding dé tinh toan chương trình động học tách

lương dư và thay đổi độ cong bẻ mặt được gia cng

Trong các ô gạch ngang của bảng giá trị của S, và 3, bằng khong Giá trị đỏ

lệch tâm được chọn theo điều kiện cong nghé (0,1 +0, i :

Trong biểu thức đối với tô; và @, giá trị e và z đối xứng Bảng S, duoc xay dựng đối với dãy các giá trị z khi giá trị của e cổ định, nhưng có thể coi râng + được

cế định và chọn giá trị S, doi với đãy các giá trị ơ

tà si

Nhờ tính chất này của bảng có thể sư đụng để nói suy các giá trị bảng không

chia hết cho r cũng như e

Khi gia cong thông thương người ta điều chỉnh máy sao cho hành trình lắc

của tốc khâu trên đối xứng khi đó ra =0,e„„ min = O0 và chiếu đài hành trình lắc của tếc được chịa bởi đường ©;@, thành hai phân bảng nhau (hình 1.13)

Người ta cũng điều chính máy theo cách khác: có sự không dõi xứng của đô lắc, thông thường được gọi là dịch chuyển hành trình lắc theo bành trình lắc, khi đo

ey #9 tình I.(3), hoặc nếu ¿„„¿ £Ô tức là có sự dịch chuyên của hành trình lác vuông góc vớt hành trình lắc

Khi do lac khong doi xting ¢ =e, +e, sino Gid tr 5 nam trong khoang

e=0,1+ 9.4 néu st dung bang giá trị S, và công thức gần đúng của sư lấy tích

phân bang so

S, = - =| 5, (fa ~ max ) + S, (e& + Oman )] + S, (su qT Cmax +0 L) +

2 max 2

Tổ, (eo † Cmax ~ 0.2) + 5, (°o + max =0.1)}

KHÍ đmx¿v > eo có thế giá trị e <Ó Trong các trường hợp này Š được chon tir

bang theo gia trị tuyệt đối của c

Trong các trường hợp khác có thẻ e—0 khi đó $„ - ngvới điều kiện răng

es 2 Và Rj 2 <8 2

Bẻ mặt làm việc của đụng cụ có dạng hình vành khán qưạt Đối với mỗi miền

vành khăn chiều rộng AR=Ñ; £¿ người ta tính giá trị hệ số điển đầy miền vành của dụng cụ rị„ cần phải nhân giá trị của Š, hay 5, với nó, tìm được đối với miễn vành đặc, để tính sự làm giảm cường độ tác dụng của dụng cụ lên vùng của phôi bán kính r ,

Sự thay đối dạng hình học của dụng cụ đo đó làm thay đổi giá trị S, va S) tác dụng mạnh và đữ đội nhất đến sự phân bô lại cường d6 gia cong trên các miền vành của phôi Khử tính S, va S$, Giá trí Np không cần tính gid Wi Np vì chung được tính tương đốt so với chủ ví đường tròn

Khi gia cóng tỉnh chế độ công nghệ cần tính đến sự mài mòn dụng cụ trên miền vành A# - 8; — R, nếu xác đính được hệ số phủ S,hay Sr cua mién bin

kính # của blốc phối Khi đó cần tính anh hưởng của hệ số điện đấy n, của blốc

phôi

Đề tính các gid tri S hay Sk người ta cũng sử đụng các công thức và các

hang, duoc ding dé tinh S, va S, nhumg thay chỉ xố r thành Ñ và AR - Ry ~ R,

thanh Ar =1 ~ 1

3.2.5 Hé sé van téc

Hệ số ván tốc biểu thị ảnh hưởng vận tộc chuyên động tương đối của dung cu

(phö¡) đến cường đô gia còng miền vành cua phoi (dung cụ)

^

Trên cùng 3⁄,Ä2› (hình 1.14) được phủ bởi miền vành của dụng cụ khao sat B 7a ỐC Dp UNE CU điểm M tùy ý, tìm vectơ vận tốc tương đối (làm việc) Là là tảng các vectơ vận tốc

uay của dụng cụ m,MO, , vận tốc quay của phôi m,MO, va van 16c lac cua phoi

quay UNA CU O, ! 4 1uAÿ P 2 › : b

Nếu phdi khong dịch chuyển van tốc le;2/+Ì=Ó thì giá trị của Vectơ và

Ty số mỏ dun giá trị trung bình vectơ vận tộc tương đối v trên đoạn vùng r

của phôi được phú bởi đựng cụ với giá trị cực dại của vận tốc đài ta trên vùng biên của đụng cụ gọi là hệ số vận tốc khi đô lèch tam ¢ ~ const, tie là khi khâu

trên không dịch chuyển:

Trong đó:

14

SỐ vận tốc Vo =v" cũng được biểu điền theo dơn vị tương dối

Nếu khâu trên dịch chuyển thì chiều đài cung M@,M, trong chu ky T thay doi

theo thời pian Khi đó theo lý thuyết trung bình:

Hệ số vận tốc khi khâu trên dịch chuyển với độ lệch tâm ¢ = f(t) sẽ là:

VO )= a)

yy, Nar

35

Các giá trí V(r) va V(r) phụ thuộc vào hệ số phủ $ và Š, của miễn vành

Các giá tị \; và \, được tính đối với tât cả các miền vùng của phôi (bốc),

được chọn để tính toán gia công khi xử đụng dụng cụ có đạng bình học điền tích

làm việc miền vành quạt hay dây đặc

Khi tính toán giá trị hệ số vận tốc Ì, và V, cũng tính các hệ số phú $, hay

S, , cũng như các hệ số điền đây n, hay nụ

Nếu cần tính toán hệ số vân tếc đối với miền vành R cua dung cụ chỉ cần

thay các chi số r thành Ñ và AR = R; - RỊ thành Är=y —n Giá trị vận tốc tương

Phương pháp sử dụng các thông số đê tính toán chưmg trình động học gia

công bảng phương pháp nghiền tự do cũng được sử dụng đôi với nguyên công đánh

bóng

3.3 Công mài nghiền

4.3.1 Cường đọ gia cong

Thể tích của lớp lượng dư thủy tình bị tách khơi phỏi khi gia cong:

q=KA Trong đó: A~ Cong mai nghién

K- Hệ số công nghệ Khi gia công chi tiết quang trên máy mài nghiền đánh bóng chu kỳ quay:

rook œ@)

Trong đó: 7 ~- Thời gian mót vòng tay quay

í — Vân tốc góc trục tay quaV

46

Khi đó công ca hoc được xác định theo phương trình:

A=Faunt

Trong đó: F -Giá trị truns bình của lực tác dụng tương hỗ của khâu trên

với khâu dưới

v — Gia trị muìng bình trong một chủ kỳ 7 của vectơ vận tốc

chuyển động tương đổi giữa khâu trên và khâu đưới — vận tốc

làm việc trung bình

„ — SỐ chu kỳ gia công

3.3.2 Điều chính qua trình gia còng

Sự phân bố lại cường độ gia công trên vùng bề mật được thực hiện nhờ v tệc điều chỉnh cơ cấu

Điều chính quá trình tạo hình bê mặt chỉ tiết quang và chương trình gìa công được thực biên bảng việc thày đổi các thông sö hình học bề mặt của dụng cụ r,d,D,,D,, hành trình chuyển động lắc / của khảu trén hay đ„„v tần số quay 64.6 Quy luật chuyển động của khâu trên được thực hiện trên các máy mai

nghiền và đánh bóng

Điều chính gia công trong sản xuất được thực hiện bằng việc thay đối dạng

hình học điển đầy bé mat đụng cụ nhờ việc khoét Khoét để thay đổi sự phân bò

miền vành làm việc của dung cụ, đo đó làm thay đổi sự tiếp xúc của các miền vành

của dụng cụ và chị tiế! gia công

Các dụng cụ được sử dung để mài nghiền, có các miền vành được phân bố

theo quy luật nhất định nhằm nâng cao độ chính xác và náng suất gia công

Việc điều chính máy liên quan tới việc thiết kế đạng hình học của đụng cụ cần thiết đề thực hiện chương trình tách lượng du gia cong Diéu chinh theo e, va

#>a không làm thay đòi chế độ giá công, nhưng cho Kha nang giam sai số hình dạng cục bộ AM trên bẻ mát gia công Điều chính lại máy làm thay đổi chương trình và chế độ gia công

3.3.3 Hàm phân bố cường độ gia còng

Công mài nghiền 4, trong vùng bán kính r của phôi:

A= nF vi! Wt, Trong đó: 2, — Thời gián gia công trung bình, tức là thời gian trung bình

gia cong vùng ban kinh r trong chủ kỳ T

v“ — Vận tốc làm việc trung bình trong vùng bán kính ¡ sau chu kỳ 7

* - Lực tác dụng tương hỏ trung bình của dụng cụ với phỏi thủy tình được gia công

¡ - Số chu kỳ tác dụng tương hỗ của thùy tỉnh với đụng cụ Chương trình động bac gia công:

Z{r}=—` =congt\, ( ) K J 1

Nếu cho trước chế độ gia công

bằng các giá trị 4, và K theo sơ đồ ar} P(z)-ŠŸ(z) phân bố lượng dư z(z) (đường cong 1), A 3

có thể xây dựng chương trình xác định

công của máy trong vùng bẻ mặt được

gla công vor Cong A, trén vùng bán

kinh r duoc xac dinh bet dung cu gia

công phụ thuộc vào việc chinh may Chương trình mài lớp lượng dư 0 " r gia công z(r) được biểu điễn báng tích

Hình 1.15 Chương trinh đông học tách của các hệ số đỏng học V(r).S(r) lương đư

được bến hành nhờ hình dạng hình

bọc của dung cụ và chính máy theo các thông số vác định khi lưa chọn chế độ gia

công Hình dạng của dụng cụ và chính máy là các thông số độc lập của quá trình điều khiển gia công được thiết kế sao cho tích ‡ ().Š(} la hàm số đều hồa, đô thì của nó phù hợp với dang cua hàm số z(7)

Cũng một chương trình V(r) Sứ) = ƒ(r} có thế xây dưng các hình dạng hình học của dung cụ và chính máy khác nhau Khí chương trình hợp lý giá trị bán

kính & cho trước sẽ nhàn được trong thời gian gia công ngắn nhật, số văn Ñ và sai

số vản <1 sẽ nhỏ nhất

Nếu chương trình V(r).S(r) = ƒ{r) được lựa chọn không đúng và Không phù

hợp với dang hàm số z(r) thì kbi theo đối điều kiện nghiền tự đo bề mật gia công có hình dang cầu nhưng số văn N va sai s6 AN sé tang và năng suất sẻ giảm

Trong vùng r, ở đó chương trình V(r).S(r) (đường cong 3) cd bac xuat

hiện sai số cúc bê hình dang (N

38

Chương 2

PHUGNG PHAP MO PHONG SO DONG HOC

CƠ CAU MAY MAI NGHIEN CHI TIẾT QUANG

1 CAC NGUYEN LY LAM VIEC CUA CO CAU CUM TREN CUA

MAY MAI NGHIEN DANH BONG CHI TIET QUANG

Cơ cấu khâu trén ding dé tao thanh chuyén dong lac cua khau trén va tao

thanh tmg luc pia cong

Cơ cấu khâu trên có nhiều đang khác nhau (hinh 2.1)

Trong cơ cấu khâu trên tay đón dùng đế biến đối chuyển động quay nụ, thành ty

chuyển động lắc của trúc công tác yy

Cac dang và quy luật chuyên động lắc nạ, phụ thuộc vào đạng sơ đồ cáu trúc, các kích thước hình học r, R 1 k, e, đ, các đặc tính động học nụ của khâu trẻn cũng như phụ thuộc vao các khoảng cách a b, c của nó so với trong tâm O, cha khâu dưới Sơ đồ cấu trúc cơ câu, các thòng số kích thước đài và các khoảng cách của chúng so với khâu dưới được chỉ đản trên hình (hình 2 |)

Để thực hiên chuyển động quay 2„¡ sử dụng cơ cấu dạng ta va 1b c6 co cau đồn hai khàu

Để thực hiện chuyển dong lac n,, su dụng các cơ cấu:

1) Các đạng 2a, 2b, 2c là cơ cấu đòn bốn kháu bản lề, trọng đó tốc duoc gan trên giá tốc hoặc trên đòn:

2) Dạng 3 là cơ cấu đồn bốn khâu bản lề trong đó tộc được găn trên thanh truyền hoặc nối với thưnh truyền và đòn;

3) Đang 4 là cơ câu đồn ban lễ năm khàu, trong đó tốc được gắn trên thanh truyền;

4) Đạng 5 là cơ cấu đòn thanh truyền tay quay, trong đó tốc được gắn trên thanh truyền;