Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Một Số Thông Số Công Nghệ Đến Độ Nhám, Độ Không Tròn Chi Tiết Khi Mài Vô Tâm Thép 20x Thấm Các Bon.doc

Tải tài liệu tại sividoc.com
Viết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-TEAMLUANVAN.COM
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NGUYỄN THÀNH CHUNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG MỘT SỐ
THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ NHÁM, ĐỘ
KHÔNG TRÒN CHI TIẾT KHI MÀI VÔ TÂM
THÉP 20X THẤM CÁC BON
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Mã số: 62520103
Thái Nguyên - 2015

Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
-1-

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NGUYỄN THÀNH CHUNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG MỘT SỐ THÔNG SỐ
CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ NHÁM, ĐỘ KHÔNG TRÒN CHI
TIẾT KHI MÀI VÔ TÂM THÉP 20X THẤM CÁC BON
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KHOA CHUYÊN MÔN HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TRƢỞNG
KHOA
TS.Ngô Cƣờng
PHÒNG ĐÀO TAỌ
Thái Nguyên - 2015

-2-

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ
các phần tham khảo đã được nêu rõ trong Luận văn.
Tác giả
Nguyễn Thành Chung

-3-

LỜI CẢM ƠN
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Thầy giáo - TS. Ngô Cƣờng, ngƣời đã hƣớng
dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình
viết và hoàn chỉnh Luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trƣờng Cao đẳng công
nghiệp Việt Bắc -Vinacomin, và Khoa Sau đại học của Trƣờng Đại học Kỹ
thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản Luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Đỗ Đức Trung –Giáo viên trƣờng
CĐ Kinh tế kỹ thuật Thái Nguyên, cùng các Cán bộ kỹ thuật của công ty cổ
phẩn Cơ khí Phổ Yên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành thí nghiệm.
Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi
sai sót, tác giả rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo,
các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp.
Tác giả
Nguyễn Thành Chung

-4-

MỤC LỤC
Trang
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP MÀI VÔ TÂM 10
1.1. Đặc điểm của quá trình mài 10
1.2 Mô hình quá trình mài vô tâm 11
1.3 Ƣu điểm phạm vi ứng dụng của phƣơng pháp mài vô tâm 11
1.4. Sơ đồ mài vô tâm chạy dao hƣớng kính 12
1.4.1. Nguyên lý hình thành bề mặt 13
1.4.2. Chiều sâu cắt 14
1.4.3. Chiều dài tiếp xúc 15
1.4.3.1. Chiều dài tiếp xúc hình học 15
1.4.3.2. Chiều dài tiếp xúc động học 15
1.4.4. Đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng 16
1.4.5. Chiều dày phoi tƣơng đƣơng 17
1.4.6. Lƣợng chạy dao hƣớng kính 17
1.4.7. Tốc độ đá mài 17
1.4.8. Tốc độ chi tiết 18
1.4.9. Chiều cao tâm chi tiết 18
1.4.10. Lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết 18
1.5. Động lực học quá trình mài 19
1.5.1. Hệ thống động lực học 19
1.5.2. Công suất 21
1.5.3. Tốc độ bóc vật liệu 21
1.5.4. Năng lƣợng riêng 21
1.6. Một số dạng sai hỏng thƣờng gặp khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính và
22
các nguyên nhân chính
1.6.1. Độ nhám bề mặt 22
1.6.2. Độ không tròn 22
1.6.3. Kích thƣớc đƣờng kính không ổn định 22
1.6.4. Độ ô van 22
1.6.5. Độ đa cạnh 23
1.6.6. Độ côn 23

-5-

1.6.7. Độ tang trống 23
1.6.8. Độ yên ngựa 23
1.6.9. Độ sóng bề mặt 23
1.6.10. Vết cào xƣớc trên bề mặt gia công 23
1.6.11. Vết cháy trên bề mặt gia công 24
1.7. Một số hƣớng nghiên cứu về phƣơng pháp mài vô tâm 24
1.7.1 Một số nghiên cứu về nhám bề mặt của chi tiết khi mài vô tâm 25
1.7.1.1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp mài đến nhám bề mặt 25
1.7.1.2. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sửa đá mài đến nhám bề mặt 25
1.7.1.3. Ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ đến nhám bề mặt 26
1.7.2.Một số nghiên cứu độ không tròn của bề mặt chi tiết 28
1.7.2.1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sửa đá dẫn đến độ không tròn 28
1.7.2.2. Ảnh hƣởng của độ chính xác biên dạng đá dẫn đến độ không tròn 28
1.7.2.3. Ảnh hƣởng của góc cao tâm, góc nghiêng bề mặt thanh tỳ đến độ không 29
tròn
1.7.2.4. Ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ 32
1.7.3 Một số nghiên cứu về mô phỏng 32
1.8. Kết luận chƣơng 1 33
1.9. Xác định hƣớng nghiên cứu 34
CHƢƠNG II : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG
CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI
VÔ TÂM CHẠY DAO HƢỚNG KÍNH ĐẾN ĐỘ NHÁM VÀ ĐỘ
KHÔNG TRÒN CỦA BỀ MẶT CHI TIẾT
2.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm
2.2 Hệ thống thí nghiệm
2.2.1 Máy thí nghiệm
2.2.2 Vật liệu thí nghiệm
2.2.3 Đá mài thí nghiệm
2.2.4 Công nghệ trơn nguội
S
ố
h
o
á
b
ở
i
T
r
u
n
g
t
â
m
H

ọc liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
-6-
37
37
37
37
38
38

2.2.5 Thiết bị đo 38
2.2.5.1. Thiết bị đo độ tròn 39
2.2.5.2. Thiết bị đo độ nhám bề mặt 39
2.2.5.3 Một số điều kiện khác 40
2.3 Nghiên cứu thực nghiệm một số thông số công nghệ ảnh hƣởng đến độ 40
nhám, độ tròn của bề mặt chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính thép
20X, thấm các bon.
2.3.1 Ảnh hƣởng của góc cao tâm của chi tiết 40
2.3.2. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài 42
2.3.3. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy hƣớng kính 44
2.3.4. Ảnh hƣởng của vận tốc đá dẫn 46
2.4. Kết luận chƣơng 2 48
CHƢƠNG III: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ẢNH HƢỞNG CỦA
MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI VÔ
TÂM CHẠY DAO HƢỚNG KÍNH ĐẾN ĐỘ KHÔNG TRÒN CỦA
BỀ MẶT CHI TIẾT
3.1. Mục đích nghiên cứu mô phỏng
3.2. Phƣơng pháp mô phỏng của W. B. Rowe
3.3. Giao diện chƣơng trình mô phỏng
3.3.1 Điều kiện mô phỏng
3.3.2 Tiến hành mô phỏng
3.3.2.1 Mô phỏng với sự thay đổi góc cao tâm
3.3.2.2 Mô phỏng với sự thay đổi lƣợng chạy dao hƣớng kính
3.3.2.3 Mô phỏng với sự thay đổi số vòng quay đá dẫn
3.4 Kết luận chƣơng 3
KẾT LUẬN CHUNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH
S
ố
h
o
á
b
ở
i
T
r
u
n
g
t
â
m
H
ọ
c
l
i
ệ
u
–
Đ

HTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
-7-
49
49
53
53
54
54
55
57
58
59

Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị
Ra Sai lệch prôfin trung bình cộng m
Rz Chiều cao nhấp nhô tế vi m
Vdm Vận tốc cắt của đá mài m/s
ae Chiều sâu khi mài mm
De Đƣờng kính tƣơng đƣơng của đá mài mm
γ Góc nghiêng thanh tỳ Độ
β Góc gá cao tâm Độ
hp Chiều cao tâm chi tiết mm
Δ Sai số độ không tròn m
Δtn Sai số độ không tròn thí nghiệm m
Δmp Sai số độ không tròn chƣơng trình mô phỏng m
ddm Đƣờng kính đá mài mm
dct Đƣờng kính chi tiết mm
ddd Đƣờng kính đá dẫn mm
Ssd Lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài mm/phút
ndd Vận tốc quay của đá dẫn Vòng/phút
Sk Lƣợng chạy dao hƣớng kính m/s
nđ/nct Tỉ lệ tốc độ đá mài /tốc độ chi tiết
nct Tốc độ quay của chi tiết Vòng/phút
t Chiều sâu cắt µm
P Công suất khi mài J
Ec Năng lƣợng riêng khi mài J/mm3
heq Chiều dày phoi tƣơng đƣơng mm
Ci Độ lớn của vấu lồi thứ i trên chi tiết µm
Vct Vận tốc chi tiết m/s
αg
Góc giữa pháp tuyến chung của đá mài - chi tiết và
Độ
pháp tuyến chung của thanh tỳ - chi tiết.
ψ
góc giữa pháp tuyến chung của thanh tỳ - chi tiết và
Độ
pháp tuyển chung của đá dẫn - chi tiết.
vdd Vận tốc đá dẫn m/ph
Rdm Bán kính đá mài mm
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

-8-

Bảng
TT Nội dung số
1 1.1Giá trị góc cao tâm ( 0
)
2 1.2
Giá trị vận tốc đá dẫn vdd (m / ph)
3 1.3 Giá trị lƣợng chạy dao hƣớng kính Sk (mm / s)
4 1.4 Giá trị lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài S sd (mm / ph)
5 1.5Giá trị tối ƣu của góc cao tâm
6 1.6 Một số công thức xác định h ,
7 2.1
Thành phần hóa học của thép 20X sau khi thấm
Cacbon [%]
8 2.2 Giá trị Ra và khi thay đổi
9 2.3 Giá trị Ra và khi thay đổi Ssd
10 2.4 Giá trị Ra và khi thay đổi S k
11 2.5 Giá trị Ra và khi thay đổi vdd
12 3.1
Giá trị hệ số đàn hồi M đƣơc ̣lƣạ choṇ trong môṭsố
nghiên cƣu
́
13 3.2Các thông số có thể sử dụng làm thông số đầu vào của quá
trình mô phỏng theo phƣơng pháp của W. B. Rowe
14 3.3Các thông số thông số đầu vào của chƣơng trình mô
phỏng.
15 3.4Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với
những giá trị khác nhau của.
những giá trị khác nhau của Sk.
những giá trị khác nhau của vdd.
Trang
26
26
27
27
30
31
38
41
43
44
46
52
53
53
54
56
57
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

-9-

TT Hình số Nội dung
1 1.1Mô hình quá trình mài vô tâm
2 1.2Sơ đồ mài vô tâm chạy dao hƣớng kính
Sơ đồ nghiên cứu sự hình thành bề mặt chi tiết khi mài
3 1,3
vô tâm
4 1.4Hệ thống động lực học
5
Độ nhám bề mặt khi mài vô tâm thông thƣờng
1.5
và mài vô tâm điện hóa thép SKD 61
6
Độ nhám bề mặt gia công khi sửa đá bằng hai loại đầu
1.6
sửa đá khác nhau
7 1.7Sửa đá dẫn bằng đĩa kim cƣơng
8 1.8
Ảnh hƣởng của góc cao tâm và góc nghiêng thanh tỳ
 đến độ không tròn ∆ trên chi tiết gia công
9 2.1 Mẫu thí nghiệm
10 2.2 Thƣớc đo nồng độ dầu REF-511
11 2.3 Thiết bị đo độ không tròn
12 2.4Máy đo độ nhám
13 2.5Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của đến Ra
14 2.6Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của đến
15 2.7 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S sd đến Ra
16 2.8Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S sd đến
17 2.9 Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S k đến Ra
19 2.10Kết quả thực nghiệm ảnh hƣởng của S k đến
20 2.11 Kết quả thực nghiêm ảnh hƣởng của vdd đến Ra
21 2.12Kết quả thực nghiêm ảnh hƣởng của vdd đến
Mô hình xây dựng phƣơng trình cơ sở cho chƣơng
22 3.1
trình mô phỏng
23 3.2Sƣ ̣dicḥ chuyển tâm chi tiết do phôi không chinh́ xác
24 3.3Biểu đồ biểu diễn phƣơng pháp mô phỏng của W. B.
Trang
11
13
13
20
25
25
28
29
38
38
39
39
41
42
43
43
45
45
47
47
49
50
52

-10-

Rowe
Giao diện chƣơng trình mô phỏng tính toán độ không
25 3.4 54
tròn khi thay đổi góc cao tâm.
Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với
26 3.5 55
27 3.6
56
những giá trị khác nhau của Sk
28 3.7
57
những giá trị khác nhau của vdd

-11-

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP MÀI VÔ TÂM
1.1. Đặc điểm của quá trình mài
Quá trình mài là quá trình cắt gọt vật liệu bằng các hạt mài có độ cứng cao. Mài
chiếm từ 20 ÷ 25% tổng chi phí trong gia công cơ khí. Mài có nhiều đặc điểm khác
biệt so với các phƣơng pháp gia công cắt gọt khác:
- Đá mài là loại dụng cụ cắt có rất nhiều lƣỡi cắt không liên tục đồng thời tham
gia cắt, các lƣỡi cắt đƣợc tạo ra bởi những hạt mài có kích thƣớc rất nhỏ, có hình
dáng rất khác nhau và phân bố lộn xộn trong chất dính kết. Đa số các hạt mài có nhiều
lƣỡi cắt, có góc lƣợn ở đỉnh và có góc cắt không thuận lợi cho điều kiện cắt gọt: góc
trƣớc thƣờng âm và góc cắt thƣờng lớn hơn 900
.
- Tốc độ cắt khi mài rất cao ( 30 m/s, mài cao tốc có thể tới 120 m/s hoặc cao hơn).
- Do góc cắt không hợp lý, tốc độ cắt cao nên nhiệt độ ở vùng cắt khi mài rất lớn
(1000 15000
C) làm thay đổi cấu trúc tế vi lớp kim loại bề mặt.
- Khi mài, mỗi hạt mài tạo ra một phoi riêng biệt có kích thƣớc rất nhỏ (vàim
đến vài chụcm), số lƣợng phoi đƣợc tạo ra trong một đơn vị thời gian rất lớn (hàng
nghìn phoi trong một phút) vì thế có thể coi quá trình mài là quá trình cào xƣớc tế vi
bề mặt gia công tạo ra độ nhẵn bóng và độ chính xác cao.
- Hạt mài có độ cứng cao, cắt gọt không liên tục nên có thể gia công đƣợc những
vật liệu rất cứng mà các dụng cụ cắt gọt khác khó gia công đƣợc nhƣ: thép tôi, hợp
kim cứng... nhƣng lại khó gia công đƣợc những vật liệu rất mềm.
- Trong quá trình cắt, đá mài có khả năng tự mài sắc: dƣới tác dụng của tải trọng
cơ nhiệt các hạt mài đã mòn bị bật ra khỏi bề mặt đá tạo điều kiện cho những hạt mài
mới tham gia vào quá trình cắt. Ngoài ra một số hạt mài bị vỡ tạo thành những lƣỡi cắt
mới.
- Do hiện tƣợng tự mài sắc cũng nhƣ không thể chủ động thay đổi đƣợc hình dáng
và vị trí của hạt mài trong đá mài cho nên việc nghiên cứu và điều khiển quá trình mài gặp
rất nhiều khó khăn, các quy luật của quá trình mài chƣa đƣợc nghiên cứu hoàn thiện.
1.2. Mô hình quá trình mài vô tâm

-12-

Quá trình mài vô tâm đƣợc mô tả theo mô hình sau:
Hình 1.1. Mô hình quá trình mài vô tâm [2]
Quan sát mô hình quá trình mài vô tâm (hình 1.1) ta thấy: quá trình mài vô tâm
là một quá trình phức tạp, chịu ảnh hƣởng của nhiều thông số và sự tƣơng tác giữa các
thông số trong mô hình. Việc nghiên cứu quá trình mài với tất cả các thông số nhƣ
trong mô hình là một công việc phức tạp, và thƣờng không thể thực hiện đƣợc trong
phạm vi một nghiên cứu. Do đó, ứng với mỗi trƣờng hợp phải lựa chọn một số thông
số trong mô hình để đánh giá.
1.3. Ƣu điểm, phạm vi ứng dụng của phƣơng pháp mài vô tâm
Trong gia công cơ khí, thời gian điều chỉnh máy và thời gian phụ có thể làm
giảm hiệu quả kinh tế của quá trình. Đối với phƣơng pháp mài vô tâm bề mặt trụ
ngoài, có ƣu điểm là không cần gia công lỗ tâm nhƣ một số phƣơng pháp gia công
khác, mà chi tiết đƣợc định vị bằng chính bề mặt gia công của nó. Điều này làm giảm
thời gian của quá trình, tiết kiệm kinh tế, đồng thời tránh đƣợc sai số gia công do sai
số của lỗ tâm gây ra. Một ƣu điểm khác của phƣơng pháp mài vô tâm là chi tiết không
yêu cầu kẹp chặt khi gia công, tiết kiệm thời gian phụ, dễ tự động hóa quá trình gia
công và độ chính xác gia công đƣợc cải tiến nhờ nâng cao độ chính xác của hệ truyền
động. Mài vô tâm thực sự phát huy hiệu quả bởi những ƣu điểm sau [2]:
Những ƣu điểm của mài vô tâm Lý do

-13-

Thời gian gia công ít Bề rộng đá mài có kích thƣớc lớn
Đá mài có tuổi bền lớn Đƣờng kính đá lớn
Thời gian phụ ít Không cần kẹp chặt chi tiết
Độ chính xác cao Tránh đƣợc sai số do không có lỗ tâm
Gia công đƣợc vật liệu có độ cứng cao Hạt mài có độ cứng rất cao
Phạm vi gia công của phƣơng pháp mài vô tâm về hình dạng chi tiết và vật liệu
gia công là tƣơng đối rộng. Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng để làm sạch bề mặt nhanh
chóng, làm tròn bề mặt gia công và nâng cao chất lƣợng bề mặt. Bề mặt phôi có thể là
hình đa cạnh hoặc hình trụ và có thể tiến hành mài vô tâm bề mặt trong hay bề mặt
ngoài. Quá trình gia công thƣờng đƣợc tự động hóa sản xuất với mục đích giảm tối đa
công lao động.
Mài vô tâm là một phƣơng pháp gia công cho năng suất và độ chính xác cao,
phƣơng pháp này đặc biệt mang lại hiệu quả cao trong sản xuất loạt lớn - hàng khối.
Các dạng sản phẩm thƣờng đƣợc ứng dụng công nghệ mài vô tâm nhƣ: các chi tiết
của ngành công nghệ ô tô, vòng bi, một số chi tiết của động cơ diesel, đồ định vị, một
số chi tiết trong ngành công nghệ dệt,....
1.4. Sơ đồ mài vô tâm chạy dao hƣớng kính
Khi gia công bề mặt trụ ngoài bằng phƣơng pháp mài vô tâm chạy dao hƣớng
kính, vị trí của chi tiết gia công nằm ở giữa đá mài, thanh tỳ, đá dẫn và cữ chặn, những
thành phần này quyết định tốc độ quay của chi tiết gia công. Đối với hầu hết các máy
mài vô tâm: đá dẫn, chi tiết, thanh tỳ và cữ chặn sẽ tiến về phía tâm đá mài trong quá
trình mài chạy dao hƣớng kính. Sơ đồ mài vô tâm chạy dao hƣớng kính bề mặt trụ
ngoài đƣợc trình bày trong hình 1.2.

-14-

Hình 1.2. Sơ đồ mài vô tâm chạy dao hướng kính
1.4.1. Nguyên lý hình thành bề mặt
Đối với phƣơng pháp mài vô tâm, gia công các bề mặt trụ tròn xoay có độ
không tròn nhỏ là mục tiêu của hầu hết các quá trình mài tinh [53]. Để gia công đƣợc
các chi tiết có độ không tròn nhỏ, trƣớc hết phải tiến hành tìm hiểu nguyên lý hình
thành bề mặt chi tiết. Từ đó xác định đƣợc các yếu tố có ảnh hƣởng đến độ không tròn
của chi tiết khi mài vô tâm.
Hình 1.3. Sơ đồ nghiên cứu sự hình thành bề mặt chi tiết khi mài vô tâm [9]
Trong quá trình mài, bán kính của chi tiết (rct) là một hàm của góc φ (hình 1.3).
Trên mặt cắt ngang của profile chi tiết, theo chuỗi Fourier có thể viết nhƣ sau [9]:

-15-

vô cùng
rct () rct (0)Ci cos(idm i ) (1.1)
i2
Từ công thức 1.1, A. Y. Chief [9] đã xây dựng công thức xác định độ không
tròn trên chi tiết ứng với thời điểm chi tiết quay đƣợc một góc φ nhƣ sau:
rct ()rct


sin
g

sin(
g
 )
C
i cos(i i )
(0)1 
sin
 sin  (1.2)
sin g cosi( g ) i sin( g )Ci cosi( g ) i
 Ci
sin sin
Trong đó:
rct (0) - sai số ban đầu của chi tiết.
Ci - độ lớn (biên độ) của vấu lồi thứ i trên chi tiết.
g - góc giữa pháp tuyến chung của đá mài - chi tiết và pháp tuyến chung của
thanh tỳ - chi tiết.
 - góc giữa pháp tuyến chung của thanh tỳ - chi tiết và pháp tuyển chung của
đá dẫn - chi tiết.
 – góc ở tâm của chi tiết, thể hiện vị trí của chi tiết trong hệ tọa độ cực.

i - góc pha của sóng thứ i trên chi tiết.
Qua công thức 1.2 ta thấy độ không tròn của bề mặt chi tiết phụ thuộc vào sai
số ban đầu của chi tiếtrct (0) và các yếu tố hình học g , . Có nghĩa là độ không tròn
của bề mặt chi tiết phụ thuộc vào độ chính xác ban đầu của chi tiết và các thông số
hình học của hệ thống công nghệ (đƣờng kính đá mài, đƣờng kính đá dẫn, góc
nghiêng thanh tỳ, đƣờng kính và chiều cao tâm của chi tiết…).
1.4.2. Chiều sâu cắt
Khi mài vô tâm, chiều sâu cắt thực tế nhỏ hơn chiều sâu cắt điều chỉnh vì có sự
rung động của hệ thống công nghệ. Giả sử hệ thống công nghệ tuyệt đối cứng vững,
chiều sâu cắt thực tế khi mài vô tâm đƣợc xác định theo công thức (1.3)[2].
t
tt 
1
..d ct .
sk
(1.3)
2 vct
Trong đó:

-16-

ttt – chiều sâu cắt thực tế.
S k – lƣợng chạy dao hƣớng kính.
d ct – đƣờng kính chi tiết.
vct – vận tốc chi tiết.
1.4.3. Chiều dài tiếp xúc
Chiều dài tiếp xúc bao gồm chiều dài tiếp xúc hình học và chiều dài tiếp xúc
động học. Chiều dài tiếp xúc xác định theo công thức [2]:
lc
2
 lg
2
 l 2
f (1.4)
Trong đó:
lc - chiều dài tiếp xúc.
lg - chiều dài tiếp xúc hình học.
l f - chiều dài tiếp xúc động học.
1.4.3.1. Chiều dài tiếp xúc hình học
Chiều dài tiếp xúc hình học khi không tính đến sự biến dạng của đá mài phụ
thuộc vào chiều sâu cắt thực tế và đƣợc xác định theo công thức [2]:
lg
t
tt
.d
e (1.5)
Trong đó:
lg - chiều dài tiếp xúc hình học.
de – đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng.
1.4.3.2. Chiều dài tiếp xúc động học
Chiều dài tiếp xúc động học phụ thuộc vào lực tác động giữa đá mài và chi tiết
gia công. Chiều dài tiếp xúc động học xác định theo [2]:
l f  8.R2
.F dm
.d (1.6)
r ne
.b.E*
Trong đó :
Rr - là hệ số độ nhám, nó phụ thuộc vào độ nhám của đá mài. Thông thƣờng, chọn
Rr 10
Fn
dm
- thành phần lực pháp tuyến.

-17-

b - bề rộng tiếp xúc, thông thƣờng bằng bề rộng của đá mài khi mài chạy dao
dọc hoặc bằng chiều dài chi tiết gia công khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính.
E * - mô đun đàn hồi hữu hiệu đánh giá sự đàn hồi của vật liệu đá mài và vật liệu
gia công, giá trị của E * xác định theo:
1

12

1 2
dm ct
(1.7)
E *
E E
2
1
Trong đó:
E1 – mô đun đàn hồi của đá mài.
E2 – mô đun đàn hồi của chi tiết gia công.
vdm - vận tốc của đá mài.
vct - vận tốc của chi tiết gia công.
1.4.4. Đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng
Quá trình mài chịu ảnh hƣởng của đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng de (de là
quan hệ cơ sở của hai bề mặt trong vùng tiếp xúc). Khi mài vô tâm bề mặt trong,
đƣờng kính đá mài nhỏ hơn đối với trƣờng hợp mài vô tâm bề mặt ngoài. Do đó,
đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng ảnh hƣởng đến quá trình mài vô tâm bề mặt trong
lớn hơn ảnh hƣởng đối với quá trình mài vô tâm bề mặt ngoài. Đƣờng kính đá mài
tƣơng đƣơng khi mài vô tâm đƣợc xác định nhƣ đối với trƣờng hợp mài phẳng. Theo
[2] đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng xác định theo công thức:
1  1  1 (1.8)
d
dm
d
ct
de
Trong đó:
de - đƣờng kính đá mài tƣơng đƣơng.
ddm - đƣờng kính đá mài.
d ct - đƣờng kính chi tiết gia công.
Trong công thức trên, dấu cộng (+) sử dụng khi mài vô tâm bề mặt ngoài, dấu
trừ (-) sử dụng khi mài vô tâm bề mặt trong.
1.4.5. Chiều dày phoi tƣơng đƣơng

-18-

Chiều dày phoi tƣơng đƣơng là đại lƣợng xác định chiều sâu của hạt mài cắt
vào bề mặt chi tiết, đồng thời cũng là chiều dày của lớp vật liệu chi tiết gia công đƣợc
bóc đi bởi vận tốc của hạt mài. Chiều dày phoi tƣơng đƣơng xác định theo công thức
[2]:
h
eq  ttt .

ct

1
..dct .
Sk
(1.9)

dm
2 v
dm
Trong đó:
heq - chiều dày phoi tƣơng đƣơng.
ttt - chiều sâu cắt thực tế.
vct - vận tốc chi tiết gia công.
vdm - vận tốc đá mài.
Sk - lƣợng chạy dao hƣớng kính.
Trên thực tế, độ lớn của chiều sâu hạt mài cắt vào bề mặt chi tiết dao động trong
một phạm vi rộng, vì nó phụ thuộc vào khoảng cách giữa các hạt mài, chiều sâu của
hạt mài nằm trong bề mặt đá, và độ nhám bề mặt. Khi chiều sâu cắt là 0,05 mm thì
chiều dày phoi tƣơng đƣơng khoảng 0,5 μm [2]. Chiều dày phoi tƣơng đƣơng là một
thông số quan trọng để so sánh mức độ cắt vào bề mặt chi tiết gia công của các quá
trình mài với cùng một cấu trúc hạt của đá mài.
1.4.6. Lƣợng chạy dao hƣớng kính
Khi tăng lƣợng chạy dao hƣớng kính sẽ làm tăng tốc độ bóc vật liệu. Tuy
nhiên, tăng tốc độ bóc vật liệu sẽ làm tăng chiều dày lớp phoi đƣợc bóc đi, tăng ứng
suất trên mỗi hạt mài, tăng lực cắt và làm tăng hiện tƣợng tự mài sắc. Kết quả là độ
nhám bề mặt tăng và đá nhanh mòn [2].
1.4.7. Tốc độ đá mài
Tăng tốc độ đá mài cho phép tăng lƣợng chạy dao hƣớng kính (xem công thức
1.9). Nếu tăng tốc độ đá mài mà không tăng lƣợng chạy dao hƣớng kính sẽ làm giảm
chiều dày lớp phoi đƣợc bóc đi, trong trƣờng này hợp sẽ làm giảm độ nhám bề mặt và
giảm lực cắt đồng thời giảm hiện tƣợng tự mài sắc, do đó đá có tuổi bền cao hơn. Mục
đích của việc tăng tốc độ đá mài là cho phép tăng lƣợng chạy dao hƣớng kính, nâng
cao năng suất gia công mà vẫn đảm bảo đƣợc chất lƣợng vật mài [2].
1.4.8. Tốc độ chi tiết

-19-

Tốc độ quay của chi tiết đƣợc điều chỉnh thông qua tốc độ quay của đá dẫn.
Khi gia công, nếu chi tiết quay với tốc độ cao sẽ làm tăng mức độ rung động của chi
tiết đặc biệt là đối với những chi tiết có đƣờng kính nhỏ. Ngƣợc lại, nếu tốc độ quay
của chi tiết quá thấp sẽ làm cho thời gian tiếp xúc tại một điểm trên chi tiết với đá mài
quá lâu, gây ra hiện tƣợng cháy bề mặt. Do đó, cần thiết phải xác định tốc độ của chi
tiết trong từng trƣờng hợp cụ thể [2].
1.4.9. Chiều cao tâm chi tiết
Theo [55] hầu hết các quá trình mài vô tâm đều đƣợc thực hiện trong trƣờng
hợp tâm chi tiết cao hơn tâm đá mài và tâm đá dẫn. Giá trị chiều cao tâm chi tiết ảnh
hƣởng rất lớn đến chất lƣợng bề mặt gia công.
- Nếu chiều cao tâm chi tiết quá lớn sẽ làm cho chi tiết bị rung động trong quá
trình mài, chi tiết có xu hƣớng bị nhấc lên theo phƣơng thẳng đứng, giảm điều kiện
tiếp xúc giữa chi tiết với đá mài - đá dẫn và thanh tỳ, đồng thời chi tiết có xu hƣớng bị
bật ra khỏi vùng gia công.
- Tuy nhiên, nếu chiều cao tâm chi tiết quá nhỏ sẽ làm cho áp suất tiếp xúc giữa
chi tiết với đá mài - đá dẫn và thanh tỳ tăng, ảnh hƣởng đến chuyển động quay đều
của chi tiết, gây ra sai số gia công và có thể gây biến dạng vật mài [1].
1.4.10. Lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết
Lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết theo phƣơng ngang (xct ) và theo phƣơng
thẳng đứng (yct ) là một thông số quan trọng trong quá trình mài vô tâm.xct vàyct
đƣợc sử trong việc điều chỉnh máy để gia công hết lƣợng dƣ mài một cách chính xác,
nhanh chóng. Theo [19, 20] mối quan hệ giữa lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết với các
thông số hình học của hệ thống công nghệ và lƣợng dƣ gia công khi mài vô tâm chạy
dao hƣớng kính nhƣ sau:
yct
1
txct tg (1.10)
cos
A.xct
2
 2 B.xct C 0 (1.11)
Trong đó:
A  tg 2
1

-20-

B cos
t
 tg (rdm rct t)2
 h2
 htg
C
t2

2ht
cos2
 cos
Với:
t - lƣợng dƣ gia công tính theo bán kính;
rdm - bán kính đá mài;
h - chiều cao tâm chi tiết tại thời điểm ban đầu;
 - góc nghiêng của bề mặt thanh tỳ so với phƣơng nằm ngang.
Đồng thời các nghiên cứu [19, 20] cũng đƣa ra một số kết luận:
- Lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết là một hàm số của các thông số hình học của hệ
thống công nghệ ( ddm , d dd , rct , , h ) và lƣợng dƣ gia công ( t ).
- Khi tăng lƣợng dƣ gia công, chiều cao tâm chi tiết, góc nghiêng thanh tỳ thì đều làm
tăng lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết theo phƣơng ngang (xct ) và lƣợng dịch chuyển
tâm chi tiết theo phƣơng thẳng đứng (yct ) .
- Lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết theo phƣơng ngang (xct ) luôn nhỏ hơn lƣợng dƣ gia
công, còn lƣợng dịch chuyển tâm chi tiết theo phƣơng thẳng đứng (yct ) luôn lớn hơn
lƣợng dƣ gia công, ngoại trừ trƣờng hợp khi góc nghiêng của bề mặt thanh tỳ γ = 00
.
1.5. Động lực học quá trình mài
1.5.1. Hệ thống động lực học
Theo [2, 7, 10, 11] hệ thống động lực học của phƣơng pháp mài vô tâm chạy
dao hƣớng kính đƣợc trình bày trên hình 1.5. Trong đó:
Quan hệ hình học:
Quan hệ chiều sâu cắt:
Biến dạng:
Mòn đá:
G (t)
rct (t)

1
g Sk (t) 1 K e
g
s
 Ke( ) s
1 2
H (t)
t
tt
(t)
1 e2s
t rct (t)
1  sk (t)
(t) Fn
dm
(t)
H (t)
rdm (t)

1 .C
s dm
(t) 1 e
2s /dm mdm
Fn
(1.12)
(1.13)
(1.14)
(1.15)

-21-

Hình 1.4. Hệ thống động lực học [2, 7, 10, 11]
Trong các công thức trên:
Gg (t) , Ht (t) ,
1
, H s (t) - lần lƣợt là quan hệ hình học, quan hệ chiều sâu cắt,
(t)
biến dạng và mòn đá tại thời điểm t.
rct (t) , rdm (t) , ttt (t) , sk (t) , S k (t) - lần lƣợt là bán kính chi tiết, bán kính đá mài,
chiều sâu cắt thực tế, lƣợng chạy dao thực tế và tổng lƣợng chạy dao thực tế tại thời điểm
t.
K1 sin / sin(g ) - hệ số xét đến sự dịch chuyển tâm của chi tiết khi sai số
trên chi tiết tiếp xúc với bề mặt thanh tỳ.
K2 sin / sin(g ) - hệ số xét đến sự dịch chuyển tâm của chi tiết khi sai số
trên chi tiết tiếp xúc với bề mặt đá dẫn.
g - góc hợp bởi pháp tuyến chung của đá mài - chi tiết và pháp tuyến chung của
chi tiết - thanh tỳ.
 - góc cao tâm của chi tiết.
- hệ số mòn đá, hệ số này phụ thuộc vào vật liệu, cấu trúc, hình dáng... của mỗi loại đá và trong từng điều kiện gia
công cụ thể.
dm - góc quay của đá mài tính theo radian trong thời gian một giây.
1
s - tần số dao động của các đại lƣợng Gg (t) , Ht (t) ,(t) , H s (t)
- thành phần lực pháp tuyến trên bề mặt đá mài.
Quan sát mô hình 1.4 ta thấy hệ thống động lực học quá trình mài vô tâm rất
phức tạp, chịu ảnh hƣởng của nhiều thông số, những thông số đó thay đổi liên tục và
sự ảnh hƣởng lẫn nhau giữa các thông số đó trong quá trình mài.
Fn
dm
C
mdm

-22-

1.5.2. Công suất
Công suất cắt đƣợc xác định theo công thức [2]:
P Ft
dm
.vdm (1.16)
Trong đó:
F dm
- lực tiếp tuyến.
t
vdm - vận tốc đá mài .
1.5.3. Tốc độ bóc vật liệu
Tốc độ bóc vật liệu đƣợc xác định theo công thức [2]:
Qct ttt .b.vct (1.17)
Tốc độ bóc vật liệu trên một đơn vị bề rộng của đá mài đƣợc xác định nhƣ sau:
Q'

Q
ct
(1.18)
ct
b
Trong đó:
b – bề rộng đá mài.
vct – vận tốc chi tiết.
1.5.4. Năng lƣợng riêng
Năng lƣợng riêng khi mài là thông số phản ánh khả năng bóc vật liệu của nó.
Năng lƣợng riêng đƣợc xác định theo công thức [2]:
ec
P
(1.19)
Q
ct
Trong đó:
Qct - tỷ lệ bóc vật liệu.
P - công suất cắt.
Năng lƣợng riêng khi mài có giá trị thay đổi khi gia công những loại vật liệu
khác nhau. Vật liệu gia công có độ cứng cao sẽ làm tăng năng lƣợng riêng hơn vật liệu
mềm. Thông thƣờng, giá trị năng lƣợng riêng nằm trong khoảng 10 đến 200 J/ mm3
[2].
1.6. Một số dạng sai hỏng thƣờng gặp khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính và các
nguyên nhân chính
Một số dạng sai hỏng thƣờng gặp khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính - các
nguyên nhân chính bao gồm [21]:

-23-

1.6.1. Độ nhám bề mặt
Độ nhám bề mặt chi tiết do các nguyên nhân chính sau gây nên:
- Lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài quá lớn.
- Tuổi bền của đá mài thấp.
- Độ hạt của đá quá lớn.
- Dung dịch bôi trơn làm nguội lẫn phế thải.
- Đầu sửa đá có chất lƣợng kém.
1.6.2. Độ không tròn
Độ không tròn của bề mặt chi tiết gia công do các nguyên nhân chính sau gây
nên:
- Thanh tỳ quá thấp, góc nghiêng của thanh tỳ không phù hợp.
- Vận tốc quay của chi tiết quá thấp.
- Sai số hình dáng và độ không tròn của chi tiết trƣớc khi mài quá lớn.
- Dung dịch bôi trơn làm nguội không đƣợc cung cấp đủ.
Thông thƣờng, sai số của chi tiết theo tiết diện dọc là do vị trí của đá mài có sai
lệch so với đƣờng sinh của chi tiết gia công, máy có độ cứng vững thấp hoặc bị biến
dạng nhiệt.
1.6.3. Kích thƣớc đƣờng kính không ổn định
Kích thƣớc đƣờng kính không ổn định hay độ ổn định hình học do các nguyên
nhân chính sau gây nên:
- Đá dẫn bị đảo.
- Chi tiết bị nóng quá.
- Độ cứng của đá mài quá thấp.
- Lƣợng dƣ gia công không phù hợp.
1.6.4. Độ ô van
Độ ô van phụ thuộc vào các nguyên nhân chính sau:
- Do độ đảo của trục mang đá dẫn.
- Do chi tiết quay không đều.
- Do không cung cấp đủ dung dịch bôi trơn làm nguội vào vùng gia công.
1.6.5. Độ đa cạnh
Độ đa cạnh do các nguyên nhân chính sau:
- Chiều cao của tâm chi tiết so với tâm đá quá bé.

-24-

- Trục mang đá dẫn bị kẹp quá chặt làm cho ổ quay chậm.
- Lƣợng chạy dao hƣớng kính quá lớn.
1.6.6. Độ côn
Độ côn của chi tiết do các nguyên nhân chính sau gây ra:
- Ụ đá dẫn có vị trí không đúng.
- Mặt thanh tỳ có vị trí không đúng và không thẳng theo phƣơng dọc.
- Cơ cấu cấp phôi có vị trí không đúng.
- Lƣợng dƣ cho mài tinh quá bé.
- Đầu sửa kim cƣơng bị cùn và tù.
1.6.7. Độ tang trống
Độ tang trống xuất hiện do đá mài có profin dạng hyperloit khi mài chạy dao
hƣớng kính.
1.6.8. Độ yên ngựa
Độ yên ngựa do các nguyên nhân chính sau:
- Tâm chi tiết bị cong về hƣớng đá mài.
- Tâm của chi tiết và tâm đá mài không song song với nhau.
1.6.9. Độ sóng bề mặt
Độ sóng bề mặt gia công do các nguyên nhân chính sau gây ra:
- Đá mài đƣợc cân bằng không tốt.
- Kẹp thanh tỳ hoặc đá mài trên bích gá chƣa chặt.
- Chiều cao tâm chi tiết so với tâm đá quá lớn.
- Vận tốc đá dẫn quá lớn.
- Lƣợng dƣ mài quá lớn.
- Đá mài quá cứng hoặc có độ hạt quá nhỏ.
1.6.10. Vết cào xƣớc trên bề mặt gia công
Vết cào xƣớc trên bề mặt gia công do các nguyên nhân chính sau gây nên:
- Do các hạt mài, phoi và các phế thải mài chƣa đƣợc rửa thôi khỏi mặt làm
việc của thanh tỳ.
- Đá mài có độ cứng không đều.
- Dung dịch bôi trơn làm nguội lẫn phế thải, lọc chƣa tốt.
1.6.11. Vết cháy trên bề mặt gia công
Vết cháy trên bề mặt gia công do các nguyên nhân chính sau gây ra:

-25-

- Dung dịch bôi trơn làm nguội đƣợc cung cấp không đủ.
- Vận tốc quay của chi tiết thấp.
- Đá có độ cứng quá cao.
- Lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài quá bé.
1.7. Một số hƣớng nghiên cứu về phƣơng pháp mài vô tâm
Cũng nhƣ các phƣơng pháp gia công cắt gọt khác, chất lƣợng gia công tinh các
bề mặt trụ ngoài bằng phƣơng pháp mài đƣợc đánh giá qua nhiều thông số, trong đó
độ nhám bề mặt, độ không tròn của chi tiết có ảnh hƣởng lớn đến khả năng làm việc
của chi tiết nên đƣợc coi là những thông số kỹ thuật quan trọng trong công nghệ mài.
Độ nhám, độ không tròn của chi tiết khi mài vô tâm phụ thuộc nhiều vào các
thông số công nghệ (chế độ cắt, chế độ sửa đá, công nghệ trơn nguội), các đặc tính của
hệ thống công nghệ (thông số hình học, độ cứng vững...)[1, 3, 4, 5, 6, 7]. Do đó, đã có
một số tác giả tiến hành nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm nhằm dự đoán độ
không tròn của chi tiết trong từng điều kiện gia công cụ thể, nhằm tiết kiệm thời gian
phụ, thời gian gia công thử, đồng thời chủ động nâng cao hiệu quả quá trình gia công.
Ngoài ra, đối với những chi tiết có kích thƣớc đƣờng kính nhỏ (cỡ ≤ 100 µm) có yêu
cầu độ chính xác cao sẽ khó thực hiện khi gia công trên máy mài vô tâm. Do đó, một
phƣơng pháp mới đƣợc nghiên cứu để mài vô tâm những chi tiết có đƣờng kính nhỏ
là mài vô tâm trên máy mài phẳng [56-65]. Chính vì thế, nghiên cứu về công nghệ mài
vô tâm thƣờng tập trung vào các hƣớng sau:
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ của quá trình mài đến độ
nhám bề mặt chi tiết gia công.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ của quá trình mài đến độ
không tròn bề mặt chi tiết gia công.
- Nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm.
- Nghiên cứu công nghệ mài vô tâm trên máy mài phẳng.
1.7.1. Một số nghiên cứu về nhám bề mặt của chi tiết khi mài vô tâm
1.7.1.1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp mài đến nhám bề mặt

-26-

H. Ohmori, W. Li, A. Makinouchi, B.P. Bandyopadhyay [24] khảo sát độ nhám
bề mặt gia công bằng hai phƣơng mài: mài vô tâm bằng phƣơng pháp điện hóa và
phƣơng pháp mài vô tâm thƣờng (hình 1.7).
Hình 1.5. Độ nhám bề mặt khi mài vô tâm thông thườngvà mài vô tâm điện
hóa thép SKD 61 [24]
Quan sát hình 1.5 ta thấy: Phƣơng pháp mài điện hóa cho độ nhám bề mặt nhỏ
hơn khá nhiều so với phƣơng pháp mài thông thƣờng.
1.7.1.2. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sửa đá mài đến nhám bề mặt
Các tác giả Loan D. Marinescu, Mike Hitchiner, Eckart Uhlmann và W. Brian
Rowe [2] tiến hành khảo sát độ nhám bề mặt chi tiết mài vô tâm trong hai trƣờng hợp
sửa đá mài bằng hai loại dụng cụ sửa đá khác nhau: dùng đầu sửa đá kim cƣơng một
hạt và dùng đầu sửa đá kim cƣơng nhiều hạt với các giá trị khác nhau của lƣợng chạy
dao dọc khi sửa đá mài (hình 1.8).
Hình 1.6. Độ nhám bề mặt gia công khi sửa đá bằng hai loại đầu sửa đá
khác nhau [2].
Quan sát hình 1.6 ta thấy:

-27-

- Khi sử dụng đầu sửa đá kim cƣơng nhiều hạt cho độ nhám bề mặt nhỏ hơn
khi sửa dụng đầu sửa đá kim cƣơng một hạt.
- Lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài có ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhám bề
mặt.
1.7.1.3. Ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ đến nhám bề mặt
Các nghiên cứu [2, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30] đã chỉ ra rằng:
- Độ hạt của đá mài, vật liệu gia công và các thông số công nghệ (chiều sâu cắt, góc
cao tâm của chi tiết, lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài, lƣợng chạy dao hƣớng kính và vận
tốc đá dẫn) đều có ảnh hƣởng đáng kể đến nhám bề mặt. Trong đó lƣợng chạy dao dọc khi
sửa đá mài có ảnh hƣởng lớn nhất đến nhám bề mặt, sau đó là đến mức ảnh hƣởng của
chiều cao tâm chi tiết, lƣợng chạy dao hƣớng kính khi mài và vận tốc của đá dẫn.
- Qui luật ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ (góc cao tâm của chi tiết,
lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài, lƣợng chạy dao hƣớng kính và vận tốc đá dẫn)
đến độ nhám bề mặt không rõ ràng: tăng giá trị các thông số công nghệ này có khi làm
tăng, có khi làm giảm độ nhám bề mặt.
Giá trị của một số thông số công nghệ đƣợc sử dụng trong một số nghiên cứu
đƣợc trình bày trong bảng 1.1, bảng1. 2, bảng 1.3, bảng 1.4 và phụ lục 2.
Bảng 1.1. Giá trị góc cao tâm ( 0
)
TT (0
) TLTK TT (0
) TLTK
1 5,8 ÷ 9,5 [67] 6 6,6 [76]
2 6,8 ÷ 8,6 [29] 7 1,4 ÷ 8,2 [79]
3 0,8 ÷ 6,4 [70] 8 3 ÷ 9 [80]
4 -5,6 [71] 9 8 [13]
5 6,5 [73]
Bảng 1.2. Giá trị vận tốc đá dẫn vdd (m / ph)
TT vdd (m / ph) TLTK TT vdd (m / ph) TLTK
1 176,2 [67] 12 20,2 [78]
2 25,1 [68] 13 52,2 [79]
3 49,9 [45] 14 12,6 [80]
4 48 ÷ 57,4 [29] 15 12÷48 [81]
5 13,3 [16] 16 18,8 [82]
6 144 [38] 17 100,2 [13]

-28-

7 15 ÷ 40,2 [39] 18 4,9 ÷ 169,8 [84]
8 43,2 ÷ 61,8 [22] 19 19,2 [4]
9 23 [74] 20 9 ÷ 27,6 [41]
10 61,8 [76] 21 24 [85]
11 14,4 [77] 22 9 ÷ 27,6 [86]
Bảng 1.3. Giá trị lƣợng chạy dao hƣớng kính Sk (mm / s)
TT Sk (mm / s) TLTK TT Sk (mm / s) TLTK
1 0,05 ÷ 0,5 [25] 10 0,1 ÷ 0,3 [81]
2 0,2 ÷ 0,4 [29] 11 1,44 [13]
3 0,01 ÷ 0,025 [39] 12 1 [84]
4 0,5÷2 [72] 13 1 ÷ 4 [44]
5 0,6 ÷ 3,0 [22] 14 1,2 [4]
6 0,3 [74] 15 0,6÷3 [41]
7 2÷10 [75] 16 1,2 [85]
8 0,025 [42] 17 1,2 [86]
9 1,2 [77]
Bảng 1.4. Giá trị lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài S sd (mm / ph)
TT S sd (mm / ph) TLTK TT S sd (mm / ph) TLTK
1 100 ÷ 400 [67] 5 5÷10 [75]
2 200 ÷ 400 [29] 6 63,5 [78]
3 38,1 [16] 7 400 [84]
4 100 ÷ 500 [22] 8 100 ÷ 500 [44]
Nhƣ vậy ta thấy khi mài vô tâm có nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến độ nhám bề mặt:
đá mài, vật liệu gia công, phƣơng pháp mài, phƣơng pháp sửa đá và các thông số công
nghệ (vị trí tâm chi tiết, lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá, lƣợng chạy dao hƣớng kính, vận
tốc đá dẫn,..). Ngoài ra, trong một số nghiên cứu: các thông số công nghệ này cũng đƣợc
sử dụng với những giá trị khác nhau (bảng 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 và phụ lục 2). Nhƣ vậy, từ các
công trình đã công bố cho thấy: không thể xây dựng đƣợc một công thức tổng quát để xác
định quan hệ giữa các thông số công nghệ với nhám bề mặt.
1.7.2. Một số nghiên cứu về độ không tròn của bề mặt chi tiết
1.7.2.1. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp sửa đá dẫn đến độ không tròn

-29-

F. Hashimoto, A. Kanai, M. Miyashita, K. Okamura [33] và Albert J. Shih [34]
trong nghiên cứu của mình đã phân tích những hạn chế của phƣơng pháp sửa đá dẫn
thông thƣờng (phƣơng pháp sử dụng bút kim cƣơng) ảnh hƣởng đến độ không tròn
của bề mặt chi tiết gia công. Theo các tác giả : khi sử dụng bút kim cƣơng để sửa đá
dẫn thì gây ra hiện tƣợng "giao thoa" giữa đƣờng tâm của đá dẫn và đƣờng tâm của
chi tiết gia công làm ảnh hƣởng đến độ không tròn của chi tiết. Đồng thời họ cũng đã
đề xuất một phƣơng pháp khác để sửa đá dẫn nhằm giảm độ không tròn của bề mặt chi
tiết gia công. Theo phƣơng pháp này, dụng cụ sửa đá là một chi tiết dạng đĩa bằng kim
cƣơng, có kích thƣớc bằng kích thƣớc của chi tiết gia công, chiều cao gá đĩa sửa đá
bằng chiều cao tâm chi tiết khi gia công và đĩa sửa đá di chuyển trên bề mặt đá dẫn
theo hƣớng song song với đƣờng tâm chi tiết và đƣờng tâm đá mài (hình 1.7).
Hình 1.7. Sửa đá dẫn bằng đĩa kim cương [33, 34]
Kết quả thí nghiệm của họ [33, 34] cho thấy, khi sử dụng dụng cụ sửa đá dẫn
dạng đĩa, giá trị độ không tròn của bề mặt chi tiết giảm từ 1,7μm xuống 0,2 μm.
1.7.2.2. Ảnh hƣởng của độ chính xác biên dạng đá dẫn đến độ không tròn
Khi nghiên cứu về ảnh hƣởng của độ chính xác của biên dạng đá dẫn đến độ
không tròn của chi tiết, P. R. Nakkeeran và V. Radhakrishnan [35] đƣa ra một số kết
luận:
- Mỗi sai số trên bề mặt đá dẫn sẽ gây ra độ không tròn trên bề mặt chi tiết gia
công. Sai số dạng vấu lồi trên bề mặt đá dẫn ảnh hƣởng đến độ không tròn trên bề mặt
chi tiết nhiều hơn ảnh hƣởng của sai số dạng mặt phẳng trên bề mặt đá dẫn;
- Khi số vấu lồi trên bề mặt đá dẫn là bội số của của tỷ lệ đƣờng kính đá
dẫn/đƣờng kính chi tiết (d dd / dct ) sẽ làm cho giá trị độ không tròn trên bề mặt chi tiết
tăng.

-30-

- Vị trí ban đầu của vấu lồi trên bề mặt đá dẫn ảnh hƣởng không đáng kể đến độ
không tròn trên bề mặt chi tiết gia công.
Sở dĩ có hiện tƣợng nhƣ trên là do khi trên bề mặt đá dẫn có vấu lồi, vấu lồi này
khi tiếp xúc với chi tiết sẽ làm cho tâm chi tiết bị đẩy ra phía xa hơn so với tâm đá dẫn.
Khi đó hoặc là đá mài sẽ cắt sâu vào chi tiết hoặc là chi tiết bị đẩy lên phía trên và một
phần trên bề mặt chi tiết không đƣợc mài làm cho độ không tròn tăng.
1.7.2.3. Ảnh hƣởng của góc cao tâm, góc nghiêng bề mặt thanh tỳ đến độ không
tròn
W. Brian Rowe [2] tiến hành xây dựng mối quan hệ giữa độ không tròn của bề
mặt chi tiết gia công với góc nghiêng của thanh tỳ và góc cao tâm (hình 1.11).
Hình 1.8. Ảnh hưởng của góc cao tâm và góc nghiêng thanh tỳ đến độ
không tròn ∆ trên chi tiết gia công [2]
Từ đồ thị hình 1.8 ta thấy: góc nghiêng của thanh tỳ và góc cao tâm của chi tiết
có ảnh hƣởng nhiều đến độ không tròn trên bề mặt chi tiết. Với cùng một giá trị của góc,
khi 300 sẽ cho độ không tròn nhỏ hơn khi 200 .
Giá trị của góc cao tâm , góc nghiêng bề mặt thanh tỳ đã đƣợc công bố bởi một
số tác giả:
- Theo W. Brian Rowe [2] giá trị tối ƣu khi mài vô tâm có thể chọn 60 80 ,
 300;
- Sead Dzebo [52] đƣa ra nhận xét: giá trị tối ƣu của góc cao tâm 50100 ;
- Theo N. G. Subramanya Udupa, M. S. Shubnmugam và V. Radhakristinan
[37] và C. Guo, S.Malkin, J.A.Kovach và M.Laurich [38]: nên chọn 60100 ;

-31-

- Theo Yuji Furukawa, Masakazu Miyashita, và Susumu Shiozakij [36]: nên
chọn góc cao tâm 70
;
- Theo Yongbo Wu, Katsuo Syoji, Tsunemoto Kuriyagawa và Toru Tachibana
[41] giá trị tối ƣu của góc cao tâm 60
;
- Theo S.S. Pande, A.R. Naik và S.Somasundaram [39]: Giá trị của góc cao tâm
nên chọn trong khoảng 160
 200
.
Bảng 5 trình bày giá trị tối ƣu của góc cao tâm đƣợc nghiên cứu bởi một số
tác giả.
Bảng 1.5. Giá trị tối ƣu của góc cao tâm
TT Góc cao tâm Tài liệu tham khảo
1 680
[2, 37, 38]
2 50
100
[52]
3 70 [36]
4 60 [41]
5 16200
[39]
Với mục đích khi gia công chi tiết có độ không tròn nhỏ, một số tác giả đã xây
dựng các công thức gần đúng xác định chiều cao tâm chi tiết và góc cao tâm nhƣ sau:
- Loan D. Marinescu, Mike Hitchiner, Eckart Uhlmann và W. Brian Rowe và
Ichoro Inasaki [2] xây dựng công thức 1.30.
h 1 1
16 1

1  (1.30)
 
 d
ct
d
dd

d
dm
 d
ct
- W. Brian Rowe [2, 11] đề xuất công thức 1.31
h
 / 2
 1

1 
 
d
dd

d
dm  d ct
 d
ct
- Zhou và cộng sự [66] đề xuất công thức 1.32.
 
2h  2h  2h  2h 
 Arc sin 1  1 
 d d  d d  d d  d
d
dm ct  dd ct dd ct  dm

 ct
- Nguyễn Văn Tính [1] giới thiệu công thức 1.33
h
d
10ct
 5
(1.31)
(1.32)
(1.33)

-32-

Bảng 1.6 trình bày một số công thức xác định chiều cao tâm chi tiết (góc cao
tâm) đƣợc nghiên cứu bởi một số tác giả.
Bảng 1.6. Một số công thức xác định h ,
TT Công thức xác định h ,
Tài liệu
tham khảo
h 1 1
1 16 1

1 
 
 dct
d
dd

d
dm
 d
ct
[2]
h
 / 2
2  1

1 
 
d
dd

d
dm  d ct
 d
ct
 
2h  2h  2h  2h 
3  Arc sin 1  1  [66]
 d 
d  d  d  d 
d  d 
d
dm ct dd ct dd ct dm

    ct

4 h
d
ct
 5 [1]
10
Trong đó:
h - chiều cao tâm chi tiết so với tâm đá mài, tâm đá dẫn.
 – góc cao tâm (radial).
ddm – đƣờng kính đá mài.
d ct – đƣờng kính chi tiết gia công.
d dd – đƣờng kính đá dẫn.
Sở dĩ các công thức 1.30, 1.31, 1.32 và 1.33 chỉ là công thức gần đúng để xác
định h vì bản thân các công thức này cho kết quả khác nhau ứng với những trƣờng hợp
cụ thể của đƣờng kính đá mài, đƣờng kính đá dẫn và đƣờng kính chi tiết gia công.
Mặt khác, theo A. H. Dall [40] độ không tròn của bề mặt chi tiết phụ thuộc nhiều vào
hai thông số g và . Mà giá trị của hai góc này lại phụ thuộc vào h và góc nghiêng
của bề mặt thanh tỳ . Do đó, các công thức 1.30, 1.31, 1.32 và 1.33 chỉ nên dùng để
tham khảo khi điều chỉnh chiều cao tâm chi tiết trong hệ thống công nghệ.
1.7.2.4. Ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ
Các nghiên cứu [26, 27, 28, 39, 41, 42] chỉ ra rằng:

-33-

- Các thông số công nghệ: góc cao tâm của chi tiết () , lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá
mài (S sd ) , lƣợng chạy dao hƣớng kính (Sk ) và vận tốc đá dẫn (vdd ) đều có ảnh hƣởng
đáng kể đến độ không tròn bề mặt chi tiết
- Qui luật ảnh hƣởng của các thông số , S sd , S k , vdd đến độ không tròn là
không rõ ràng: khi tăng giá trị các thông số , S sd , S k , vdd có khi làm tăng, có khi
giảm độ không tròn bề mặt chi tiết.
Từ kết quả của các công trình đã công bố, ta thấy có nhiều yếu tố ảnh hƣởng
đến độ không tròn của bề mặt chi tiết: phƣơng pháp sửa đá dẫn, độ chính xác của biên
dạng đá dẫn và nhiều thông số công nghệ (chiều cao tâm chi tiết h , lƣợng chạy dao
hƣớng kính khi mài S k , góc cao tâm , góc nghiêng của thanh tỳ , lƣợng chạy dao dọc
khi sửa đá mài S sd ,...), các công thức xác định chiều cao tâm chi tiết h (công thức 1.30;
1.31; 1.32; 1.33) cũng cho kết quả khác nhau. Đồng thời các nghiên cứu đã công bố cũng
đƣa ra những lời khuyên khác nhau về giá trị của các thông số h , , S k , , S sd ... Ngoài
ra, các thông số này cũng đƣợc sử dụng trong các nghiên cứu với giá trị khác nhau (bảng
1, 2, 3, 4 và phụ lục 2). Điều đó cho thấy rằng không thể xây dựng đƣợc một công thức
tổng quát để xác định giá trị tối ƣu của các thông số công nghệ nhằm đạt đƣợc độ không
tròn của bề mặt chi tiết là nhỏ nhất trong mọi trƣờng hợp.
1.7.3 Một số nghiên cứu về mô phỏng
Mài vô tâm là một quá trình gia công phức tạp, chất lƣợng gia công chịu ảnh
hƣởng của nhiều yếu tố và việc điều khiển quá trình mài vô tâm gặp nhiều khó khăn.
Chính vì thế đã có một số tác giả tiến hành nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm
để dự đoán độ không tròn của bề mặt chi tiết trong những điều kiện gia công nhất định,
hạn chế thời gian gia công thử và định hƣớng cho việc lựa chọn điều kiện mài tối ƣu.
Nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính đã đƣợc thực
hiện bởi một số tác giả:
- Rowe và các cộng sự [16] là nhóm tác giả đầu tiên nghiên cứu mô phỏng quá
trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính, các công thức mà Rowe và cộng sự đƣa ra
đƣợc coi là công thức cơ sở cho quá trình mô phỏng và sau đó đƣợc nhiều tác giả áp
dụng.

-34-

- P. R. Nakkeeran, V. Radhakrishnan [3] và S.S. Pande, A.R. Naik, S.
Somasundaram [39]: mô phỏng ảnh hƣởng của sai số của biên dạng đá dẫn đến độ
không tròn của chi tiết gia công.
- N. G. Subramanya Udupa, M. S. Shunmugam và V. Radhakristinan [37]: mô
phỏng ảnh hƣởng của góc cao tâm của chi tiết đến độ không tròn của chi tiết gia công.
- Phan Bùi Khôi và cộng sự [51]: mô phỏng ảnh hƣởng của vận tốc cắt và
lƣợng chạy dao hƣớng kính đến độ không tròn của bề mặt chi tiết.
Từ một số nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính đã
công bố, ta thấy: mỗi tác giả có một cách tiếp cận khác nhau đến đối tƣợng nghiên
cứu. Đồng thời trong mỗi nghiên cứu mới chỉ khảo sát đến một số lƣợng ít các thông
số ảnh hƣởng, làm cho kết quả mô phỏng chƣa sát với kết quả thực nghiệm. Bên cạnh
đó, nếu nhƣ các thông số đầu vào có sự ràng buộc nhau sẽ gây khó khăn cho việc thực
hiện quá trình mô phỏng.Nhƣ vậy, cần thiết phải nghiên cứu mô phỏng quá trình mài
vô tâm khi xét đến nhiều thông số đầu vào, đồng thời các thông số đầu vào phải là các
thông số độc lập và không có sự ràng buộc nhau.
1.8. Kết luận chƣơng 1
Từ những kết quả nghiên cứu tổng quan có thể rút ra một số kết luận mang
tính định hƣớng nghiên cứu nhƣ sau:
1. Việc nghiên cứu và điều khiển quá trình mài vô tâm gặp nhiều khó khăn do
tính phức tạp của quá trình với một số lƣợng lớn các yếu tố ảnh hƣởng và chỉ tiêu
đánh giá. Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của nguyên công mài vô tâm chƣa cao do còn tồn
tại nhiều vấn đề chƣa đƣợc nghiên cứu hoàn thiện nhƣ: ảnh hƣởng của các thông số
công nghệ cơ bản của quá trình mài đến đồng thời hai thông số đặc trƣng cho chất
lƣợng vật mài là độ nhám và độ không tròn của bề mặt chi tiết gia công.
2. Dựa vào các kết quả nghiên cứu đã đƣợc công bố để khái quát hoá bản chất
của quá trình mài vô tâm, nắm bắt đƣợc hƣớng nghiên cứu về mài vô tâm đang đƣợc
các nhà khoa học quan tâm là mô phỏng quá trình, mô hình hoá và điều khiển quá
trình mài, từ đó xác định đƣợc hƣớng nghiên cứu của đề tài.
3. Đã đánh giá sơ bộ ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ (lƣợng chạy dao
hƣớng kính , chiều sâu cắt , tốc độ đá dẫn, lƣợng chạy dao khi sửa đá, chiều cao hay
góc cao tâm của chi tiết, góc nghiêng thanh tỳ),… đến độ không tròn, độ nhám bề mặt.
Tuy nhiên để nâng cao hiệu quả quá trình mài vô tâm cần đánh giá chính xác mức độ

-35-

ảnh hƣởng dựa trên các mô hình thực nghiệm với các điều kiện gia công cụ thể nhƣ đá
mài, đá dẫn, thanh tỳ, vật liệu phôi, thông số hình học của hệ thống công nghệ, công
nghệ trơn nguội,…
1.9. Xác định hƣớng nghiên cứu
Cũng nhƣ các phƣơng pháp gia công cắt gọt khác, chất lƣợng gia công tinh các
bề mặt trụ ngoài bằng phƣơng pháp mài đƣợc đánh giá qua nhiều thông số, trong đó
độ nhám, độ không tròn của bề mặt chi tiết có ảnh hƣởng lớn đến khả năng làm việc
của chi tiết nên đƣợc coi là những thông số kỹ thuật quan trọng trong công nghệ mài.
Độ nhám và độ không tròn của bề mặt chi tiết khi mài vô tâm thƣờng phức tạp
và phụ thuộc nhiều vào các thông số công nghệ (chế độ cắt, chế độ sửa đá, công nghệ
trơn nguội), các đặc tính của hệ thống công nghệ (thông số hình học, độ cứng
vững...)[1, 3, 4, 5, 6, 7].
Phƣơng pháp mài vô tâm đƣợc áp dụng nhiều trong thực tế sản xuất, đặc biệt là
đối với dạng sản xuất loạt lớn – hàng khối. Kết quả khảo sát 3 đơn vị trên địa bàn tỉnh
Thái Nguyên tháng 6/2013 bao gồm:Công ty TNHH MTV Diesel Sông Công Thái
Nguyên, Công ty CP Cơ khí Phổ Yên và Công ty Cổ phần Phụ tùng máy số I cho thấy:
các mặt hàng gia công bằng phƣơng pháp mài vô tâm rất đa dạng, chi phí cho nguyên
công mài vô tâm hàng tỷ đồng mỗi năm .
Hiện nay, hầu hết các cơ sở áp dụng phƣơng pháp mài vô tâm trong sản xuất
vẫn điều chỉnh các thông số cho quá trình mài theo các số liệu trong sổ tay hoặc theo
kinh nghiệm của ngƣời thợ [52]. Việc điều chỉnh máy để gia công đạt chất lƣợng chi
tiết theo yêu cầu thƣờng gặp nhiều khó khăn và tốn nhiều thời gian ngay cả đối với
ngƣời thợ có tay nghề cao. Những lý do trên làm cho hiệu quả của phƣơng pháp mài
vô tâm đạt đƣợc không cao.
Thép 20X thuộc loại thép hợp kim thấp đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành chế
tạo máy, loại thép này hiện đang đƣợc dùng phổ biến (ở trạng thái thấm Cacbon và
tôi) để chế tạo một số chi tiết của động cơ diesel, đồ định vị,… với phƣơng pháp mài
vô tâm đƣợc chọn để gia công các bề mặt trụ yêu cầu độ chính xác cao. Chỉ tính riêng
đối với sản phẩm con đội xupap của động cơ Diesel đƣợc chế tạo từ loại thép 20X
thấm cacbon, mỗi năm cần tới 1500 ÷ 2000 chiếc đối với mỗi loại động cơ và là các
sản phẩm đang đƣợc xuất khẩu đi

-36-

nhiều nƣớc nhƣ Indonesia, Srilanka, Hàn Quốc, Nhật Bản,… (Nguồn: Viện Công
nghệ - 2011).
Những kết quả nghiên cứu khi mài tinh thép 20X thấm Cacbon, ngoà i việc
đƣợc sử dụng trực tiếp để áp dụng khi gia công tinh thép 20X thấm Cacbon thì còn có
thể dùng để tham khảo khi gia công tinh các loại thép thấm Cacbon khác.
Hiện nay những công trình nghiên cứu thuộc loại này chƣa nhiều. Đặc biệt, đối
với Việt Nam thì chƣa thấy nghiên cứu nào về phƣơng pháp mài vô tâm đƣợc công
bố. Xuất phát từ những đặc điểm và tình hình nếu trên tác giả chọn đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ đến độ nhám, độ
không tròn của chi tiết khi mài vô tâm thép 20X thấm cacbon”
* Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài: là độ nhám và độ không tròn của bề mặt chi tiết
khi gia công tinh loại thép 20X thấm cacbon bằng phƣơng pháp mài vô tâm chạy dao
hƣớng kính.
* Mục đích nghiên cứu
- Khảo sát mức độ ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ của quá trình mài vô tâm
chạy dao hƣớng kính đến độ nhám và độ không tròn của bề mặt chi tiết thép 20X thấm cacbon
- Tìm ra đƣợc khoảng giá trị của một số thông số công nghệ đảm bảo khi gia
công bề mặt chi tiết máy có độ nhám và độ không tròn nhỏ.
- Dự đoán độ không tròn của bề mặt gia công trong điều kiện gia công cụ thể.
* Nội dung nghiên cứu
Thông qua việc tổng hợp tài liệu tham khảo cho thấy: để giảm độ không tròn và
độ nhám bề mặt, các tác giả thƣờng tập trung nghiên cứu điều chỉnh các thông số công
nghệ của quá trình mài, bao gồm: chiều cao tâm chi tiết (góc cao tâm), lƣợng chạy dao
dọc khi sửa đá mài, lƣợng chạy dao hƣớng kính và vận tốc đá dẫn. Tuy nhiên, kết quả
khảo sát cho thấy giá trị giá trị của các thông số này đƣợc chọn trong mỗi nghiên cứu
là khác nhau .
Do đó, nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ cơ bản của quá trình
gia công đến độ nhám bề mặt của chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính.

-37-

- Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ cơ bản của quá trình
gia công đến độ không tròn của bề mặt chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính.
- Nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính.
- Ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất.
* Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết.
- Nghiên cứu mô phỏng.
- Nghiên cứu thực nghiệm.
* Ý nghĩa của đề tài
- Những nghiên cứu về mài vô tâm đƣợc công bố gần đây tập trung vào việc mô
hình hóa và điều khiển quá trình mài. Đề tài đã đóng góp một số kết quả vào hƣớng
nghiên cứu này.
- Thông số công nghệ của quá trình gia công có ảnh hƣởng nhiều đến độ nhám,
độ không tròn của bề mặt chi tiết khi mài vô tâm. Điều khiển quá trình mài vô tâm
thông qua điều khiển các thông số công nghệ của quá trình gia công có ƣu điểm là đơn
giản và chính xác. Việc xây dựng mô hình độ nhám, độ không tròn của bề mặt chi tiết
gia công làm cơ sở cho việc điều khiển này.
- Mài vô tâm là một quá trình phức tạp, đặc biệt trong trƣờng hợp yêu cầu độ
nhám và độ không tròn của bề mặt chi tiết có giá trị nhỏ. Phƣơng pháp nghiên cứu lý
thuyết kết hợp với nghiên cứu mô phỏng, nghiên cứu thực nghiệm đƣợc trình bày
trong luận văn không chỉ phù hợp với đối tƣợng nghiên cứu của đề tài mà còn có thể
sử dụng khi nghiên cứu quá trình mài ứng với các điều kiện mài khác nhau.
- Kết quả nghiên cứu ngoài việc đƣợc áp dụng trực tiếp khi mài tinh thép 20X
thấm cacbon thì có thể dùng để tham khảo khi gia công tinh các loại thép thấm cacbon
khác.

-38-

CHƢƠNG II : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA
MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI VÔ TÂM
CHẠY DAO HƢỚNG KÍNH ĐẾN ĐỘ NHÁM VÀ ĐỘ KHÔNG TRÒN
CỦA BỀ MẶT CHI TIẾT
2.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm
Mục đích nghiên cứu thực nghiệm là khảo sát mức độ ảnh hƣởng của các
thông số công nghệ nhƣ chiều cao tâm chi tiết, vận tốc hƣớng kính, vận tốc sửa đá,
số vòng quay đá dẫn đến độ nhám, độ không tròn của bề mặt chi tiết, đồng thời đƣa
ra giá trị hợp lý của các thông số đó khi mài tinh thép 20X thấm các bon.
2.2 Hệ thống thí nghiệm
2.2.1 Máy thí nghiệm
Các thí nghiệm đƣợc tiến hành trên máy mài vô tâm M1080B do Trung Quốc
sản xuất năm 2011 tại Cty Cổ phần Cơ khí Phổ Yên – Thái Nguyên (FOMECO). Máy
có một số thông số kĩ thuật chính nhƣ sau:
- Đƣờng kính lớn nhất của chi tiết khi mài chạy dao hƣớng kính: 80 (mm)
- Chiều dài lớn nhất của chi tiết khi mài chạy dao hƣớng kính: 140 (mm)
- Tốc độ đá mài: 1300 (v/ph)
- Tốc độ đá dẫn (điều chỉnh vô cấp): 13 ÷ 94 (v/ph)
- Góc xoay của ụ đá dẫn trong mặt phẳng thẳng đứng: -20
÷ 50
- Góc xoay của ụ đá dẫn trong mặt phẳng nằm ngang: 0 ÷ 30
- Khoảng cách từ tâm đá mài, tâm đá dẫn đến đáy của thanh tỳ: 210 (mm)
- Tổng công suất: 17,04 (KW).
- Kích thƣớc bao: 1940x1670x1500 (mm)
- Trọng lƣợng máy: 4250 (kg).
2.2.2 Vật liệu thí nghiệm
Để có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế - kĩ
thuật của nguyên công mài vô tâm chạy dao hƣớng kính cần chọn vật liệu thí nghiệm
là loại vật liệu đang đƣợc sử dụng phổ biến để chế tạo các chi tiết bằng phƣơng pháp
mài vô tâm. Do đó tác giả chọn loại vật liệu là thép 20X thấm Cacbon nhiệt luyện đạt
độ cứng (60 ÷ 62) HRC, thành phần hóa học chính của mẫu thí nghiệm đƣợc trình bày
trong bảng 2.1 (Phụ lục 2). Hình dáng mẫu thí nghiệm đƣợc trình bày trong hình 2.1.

-39-

Hình 2.1. Mẫu thí nghiệm
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của thép 20X sau khi thấm Cacbon [%]
C Si Mn P S Cr Ni Cu
1,02 0,212 0,51 0,018 0,017 0,78 0,017 0,021
2.2.3 Đá mài thí nghiệm
Nhằm ứng dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất, tác giả đã chọn loại đá mài do
Nhà máy đá mài Hải Dƣơng sản xuất đang đƣợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam, đá mài
có các thông số phù hợp với điều kiện mài tinh loại vật liệu trên. Đá dẫn đƣợc sử dụng
trong thí nghiệm là loại đá đƣợc sử dụng phổ biến trong phƣơng pháp mài vô tâm, đây
cũng là loại đá thƣờng đƣợc lắp trên các máy mài vô tâm khi xuất xƣởng.
- Kí hiệu đá mài: Cn80.TB1.G.V1.500.150.305x35m/s
- Kí hiệu đá dẫn: R273x150x127
2.2.4 Công nghệ trơn nguội
Dung dịch trơn nguội: UNIMET AS 192 (hãng Oemeta - Đức), nồng độ 4%
đƣợc kiểm tra bằng thƣớc đo nồng độ REF-511 (hình 2.2) với phƣơng pháp tƣới tràn.
Hình 2.2. Thước đo nồng độ dầu REF-511
2.2.5 Thiết bị đo
Hệ thống đo lƣờng cần đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:
- Cho phép đo độ không tròn và độ nhám bề mặt.
- Hệ thống làm việc ổn định. Kết quả đo đảm bảo độ chính xác và tin cậy.
2.2.5.1. Thiết bị đo độ tròn

-40-

Độ không tròn của chi tiết đƣợc kiểm tra bằng đồng hồ so 5/10.000 (Hãng HJ -
Đài Loan), việc điều chỉnh vị trí khối V đỡ chi tiết đƣợc tiến hành bằng đồng hồ so
1/1.000 (Hãng Mitutoyo - Nhật Bản) trên máy đo độ thẳng (hình 2.3).
Hình 2.3. Thiết bị đo độ không
tròn 2.2.5.2. Thiết bị đo độ nhám bề mặt
Độ nhám bề mặt đƣợc đo bằng máy Surftest SJ-401 (hình 2.4), có một số đặc
tính sau:
- Model: MITUTOYO Surftest SJ-401;
- Kiểu đo trƣc ̣tiếp bằng đầu dòcác thông sốRa, Rz, …;
- Tiêu chuẩn: ISO, DIN, JIS, ANSI;
- Hiển thi:̣LCD và in đƣợc kết quả ra giấy.
Hình 2.4. Máy đo độ nhám
2.2.5.3 Một số điều kiện khác

-41-

Tiến hành thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của các thông số: Góc cao tâm của
chi tiết (), lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài (Ssd), lƣợng chạy dao hƣớng kính (Sk)
và vận tốc đá dẫn (vdd) trong điều kiện một số thông số công nghệ có giá trị không đổi,
bao gồm:
- Vận tốc đá mài: 34 m/s.
- Lƣợng dƣ gia công tính theo bán kính: 0,05 mm.
- Đá dẫn đƣợc xoay trong mặt phẳng thẳng đứng một góc 0,50
; xoay trong mặt
phẳng nằm ngang 00
.
- Sửa đá dẫn:
+ Chiều sâu sửa đá: 0,01 mm.
+ Lƣợng chạy dao dọc sửa đá: 30 mm/ph.
+ Vận tốc đá dẫn khi sửa đá: 257,3 m/ph.
- Sửa đá mài:
+ Chiều sâu sửa đá: 0,01 mm.
+ Vận tốc đá mài khi sửa đá: 34 m/s.
2.3 Nghiên cứu thực nghiệm một số thông số công nghệ ảnh hƣởng đến độ nhám,
độ không tròn của bề mặt chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hƣớng kính thép 20X,
thấm các bon.
2.3.1 Ảnh hƣởng của góc cao tâm của chi tiết
Tiến hành mài với 11 giá trị khác nhau của góc cao tâm  2,40
140
khi
Ssd 300(mm / ph) , Sk 10(m / s) , vdd 30,85(m / ph) . Mỗi điểm thí nghiệm đƣợc
thực hiện trên 3 mẫu, độ nhám bề mặt đƣợc đo 3 lần trên mỗi mẫu, độ không tròn
đƣợc đo trên một tiết diện thống nhất. Giá trị độ nhám và độ không tròn đƣợc lấy
bằng giá trị trung bình của các lần đo liên tiếp. Kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện trong
bảng 2.2. và đồ thị hình 2.5; hình 2.6 .
Bảng 2.2. Giá trị Ra và khi thay đổi

-42-

TT  (0
) Ra (μm)  (μm)
1 2,4 0,72 7,00
2 3,6 0,71 6,17
3 4,8 0,60 2,33
4 6,0 0,57 2,17
5 7,2 0,56 2,33
6 8,4 0,57 1,33
7 9,6 0,57 1,67
8 10,8 0,81 2,83
9 12,0 0,81 3,33
10 13,2 0,91 4,17
11 14,4 0,90 9,67

Hình 2.5. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của đến Ra


-43-

Hình 2.6 Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của đến 
Từ kết quả trên bảng 2.2 và đồ thị hình 2.5 và hình 2.6 ta có nhận xét:
- Góc cao tâm của chi tiết () có ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhám và độ không tròn
trên bề mặt chi tiết.
- Khi tăng từ 2,40
đến 4,80
: độ nhám và độ không tròn có xu hƣớng giảm; khi
  4,80
 9,60
độ nhám và độ không tròn có giá trị nhỏ và tƣơng đối ổn định. Tiếp tục
tăng giá trị của thì độ nhám và độ không tròn lại tăng.
2.3.2. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài
Tiến hành mài với 11 giá trị khác nhau của lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài
Ssd 50 550(mm / ph) khi 7,140
, Sk 10(m / s) , vdd 30,85(m / ph) . Mỗi điểm thí
nghiệm đƣợc thực hiện trên 3 mẫu, độ nhám bề mặt đƣợc đo 3 lần trên mỗi mẫu, độ
không tròn đƣợc đo trên một tiết diện thống nhất. Giá trị độ nhám và độ không tròn đƣợc
lấy bằng giá trị trung bình của các lần đo liên tiếp. Kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện trong
bảng 2.3 và đồ thị hình 2.7; hinh 2.8.
Bảng 2.3. Giá trị Ra và khi thay đổi Ssd
TT Ssd (mm/ph) Ra (μm)  (μm)
1 50 1,08 3,08
2 100 0,45 1,67
3 150 0,32 1,17
4 200 0,47 1,17
5 250 0,53 1,00
6 300 0,47 1,17
7 350 0,47 1,50
8 400 0,41 1,00
9 450 0,45 1,17
10 500 0,44 1,17
11 550 1,34 3,67

-44-

Ssd
Hình 2.7.Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của S sd đến Ra
Ssd
Hình 2.8. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của S sd đến 
Từ kết quả trên bảng 2.3, hình 2.7 và hình 2.8 ta có nhận xét:
- Lƣợng chạy dao dọc khi sửa đá mài (Ssd ) có ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhám và
độ không tròn trên bề mặt chi tiết.
- Khi Ssd tăng từ 50(mm / ph) đến 100(mm / ph) : độ nhám và độ không tròn có xu
hƣớng giảm; khi Ssd100500(mm / ph) độ nhám và độ không tròn có giá trị nhỏ và
tƣơng đối ổn định. Tiếp tục tăng giá trị của Ssd thì độ nhám và độ không tròn lại tăng.
2.3.3. Ảnh hƣởng của lƣợng chạy hƣớng kính

-45-

Tiến hành mài với 11 giá trị khác nhau của lƣợng chạy dao hƣớng kính
Sk 1 21(m / s) khi 7,140
,
S
sd  300(mm / ph) ,
v
dd  30,85(m / ph) . Mỗi điểm thí
nghiệm đƣợc thực hiện trên 3 mẫu, độ nhám bề mặt đƣợc đo 3 lần trên mỗi mẫu, độ
không tròn đƣợc đo trên một tiết diện thống nhất. Giá trị độ nhám và độ không tròn
đƣợc lấy bằng giá trị trung bình của các lần đo liên tiếp Kết quả thí nghiệm đƣợc thể
hiện trong bảng 2.4 và đồ thị hình 2.9 và hình 2.10.
Bảng 2.4. Giá trị Ra và khi thay đổi S k
TT S k (μm/s) Ra (μm)  (μm)
1 1 0,70 11,67
2 3 0,51 1,83
3 5 0,46 2,17
4 7 0,44 1,83
5 9 0,56 1,50
6 11 0,46 1,17
7 13 0,59 2,17
8 15 0,53 2,00
9 17 0,59 1,67
10 19 0,61 2,17
11 21 0,72 3,67

-46-

Sk
Hình 2.9. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của S k đến Ra
Sk
Hình 2.10.Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của S k đến
Từ kết quả trên bảng 2.4, hình 2.9, hình 2.10 ta có nhận xét:
- Lƣợng chạy dao hƣớng kính (Sk ) có ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhám và độ
không tròn trên bề mặt chi tiết.
- Ban đầu, khi tăng S k : độ nhám và độ không tròn có xu hƣớng giảm; khi
Sk 18(m / s) độ nhám và độ không tròn tăng. Ứng với Sk  218(m / s) độ nhám và
độ không tròn có giá trị nhỏ và tƣơng đối ổn định.

-47-

2.3.4. Ảnh hƣởng của vận tốc đá dẫn
Tiến hành mài với 11 giá trị khác nhau của vận tốc đá
dẫn Sdd 10,3 53,2(m / ph) khi  7,140
,
S
sd  300(mm / ph) , Sk 10(m / s) . Mỗi
điểm thí nghiệm đƣợc thực hiện trên 3 mẫu, độ nhám bề mặt đƣợc đo 3 lần trên mỗi
mẫu, độ không tròn đƣợc đo trên một tiết diện thống nhất. Giá trị độ nhám và độ
không tròn đƣợc lấy bằng giá trị trung bình của các lần đo liên tiếp Kết quả thí nghiệm
đƣợc thể hiện trong bảng 2.5 và đồ thị hình 2.11 và hình 2.12.
Bảng 2.5. Giá trị Ra và khi thay đổi vdd
TT vdd (m/ph) Ra (μm)  (μm)
1 10,3 0,64 2,33
2 14,6 0,42 1,83
3 18,9 0,40 1,50
4 23,2 0,42 1,33
5 27,4 0,43 1,50
6 31,7 0,45 1,33
7 36,0 0,48 1,67
8 40,3 0,49 1,67
9 44,6 0,50 2,33
10 48,9 0,64 3,17
11 53,2 0,73 3,17

-48-

Vdd
Hình 2.11.Kết quả thực nghiêm ảnh hưởng của vdd đến Ra
Vdd
Hình 2.12.Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của vdd đến
Từ kết quả trên bảng 2.5, hình 2.11, hình 2.12 ta có nhận xét:
- Vận tốc đá dẫn (vdd ) có ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhám và độ không tròn trên bề
mặt chi tiết.
- Ban đầu, khi tăng vdd giá trị độ nhám và độ không tròn có xu hƣớng giảm; khi
vdd 40,3(m / ph) độ nhám và độ không tròn tăng. Ứng với vdd18,9 40,3(m / ph) độ
nhám và độ không tròn có giá trị nhỏ và tƣơng đối ổn định.

-49-

2.4. Kết luận chƣơng 2
Từ kết quả khảo sát ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ của quá trình
mài vô tâm chạy dao hƣớng kính đến độ nhám và độ không tròn của bề mặt chi tiết, có
thể rút ra một số kết luận khi gia công tinh thép 20X thấm cacbon bằng phƣơng pháp
mài vô tâm chạy dao hƣớng kính:
- Bốn thông số công nghệ cơ bản của quá trình mài là , Ssd , S k và vdd đều có
ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhám và độ không tròn trên bề mặt chi tiết.
- Ứng với khoảng giá trị của các thông số 4,80
 9,60
, , Sk 218(m / s) ,
vdd 18,9 40,3(m / ph) , Ssd 100 500(mm / ph) : độ nhám và độ không tròn sẽ có giá
trị nhỏ và tƣơng đối ổn định. Khoảng giá trị này của các thông số công nghệ là cơ sở
cho việc nghiên cứu tối ƣu quá trình mài

-50-

CHƢƠNG III: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ
THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH MÀI VÔ TÂM CHẠY
DAO HƢỚNG KÍNH ĐẾN ĐỘ ĐỘ KHÔNG TRÒN CỦA BỀ MẶT CHI
TIẾT
3.1. Mục đích nghiên cứu mô phỏng
Mài vô tâm là một quá trình gia công phức tạp, chất lƣợng gia công chịu ảnh
hƣởng của nhiều yếu tố và việc điều khiển quá trình mài vô tâm gặp nhiều khó khăn.
Vì vậy nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm để dự đoán độ chính xác, chất
lƣợng bề mặt chi tiết đang là một xu hƣớng nghiên cứu mới , ngày càng đƣợc quan
tâm.
Nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm giúp giảm chi phí , nâng cao độ
chính xác gia công, rút ngắn thời gian chế tạo thử chi tiết. Trong chƣơng này tác giả
trình bày kết quả nghiên cứu mô phỏng ảnh hƣởng của một số thông số công nghệ của
quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính đến độ nhám và độ không tròn của bề mặt
chi tiết, để đánh giá chƣơng trình mô phỏng thì kết quả nghiên cứu mô phỏng cũng sẽ
đƣợc so sánh với kết quả nghiên cứu thực nghiệm.
3.2. Phƣơng pháp mô phỏng của W. B. Rowe
W. B. Rowe và các cộng sự [16] tiến hành xây dựng phƣơng pháp mô phỏng
quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính dựa trên mối quan hệ giữa một số thông số
của quá trình mài với sự thay đổi bán kính của chi tiết, từ đó đƣa ra một phƣơng trình
gọi là phƣơng trình cơ sở (BASIC EQUATION) cho chƣơng trình mô phỏng quá
trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính.
Hình 3.1. Mô hình xây dựng phương trình cơ sở cho chương trình mô phỏng [16]
Trên hình 3.1 trình bày mô hình để xây dựng phƣơng trình cơ sở cho chƣơng
trình mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính theo phƣơng pháp của W. B.
Rowe. Trong mô hình này, chi tiết gia công tiếp xúc với đá mài, thanh tỳ và đá dẫn tại

-51-

các điểm tƣơng ứng A, B và C. Đƣờng thẳng OX nằm trên mặt cắt ngang của chi tiết và
quay cùng với chi tiết trong quá trình mài. Góc hợp bởi OA và OX xác định vị trí tức
thời của chi tiết gia công. Nhƣ thế, vị trí tức thời của điểm B đƣợc xác đinh bởi góc
  g , vị trí tức thời của điểm C đƣợc xác định bởi góc .
Trong đó:
 2 h   2h 
 arcsin   arcsin 

d
dm d
ct 
d
dd
 d
ct
g
2
1
 1
d
dm d
ct
 d dd d ct
Theo W. B. Rowe và cộng sự [16] nếu trên bề mặt phôi có những sai số với độ lớn
b ,r . Khi những sai số này tiếp xúc với bề mặt thanh tỳ và bề mặt đá dẫn sẽ làm cho
tâmchi tiết dịch chuyển theo phƣơng vuông góc với bề mặt đá mài tại điểm tiếp xúc với chi
tiết
những lƣợng tƣơng ứng:
sin
.b và
sing
.r (hình 3.2).
sin(g ) sin(g )
Hình 3.2. Sư ̣dicḥ chuyển tâm chi tiết do phôi không chính xác [16]

-52-

Gọi là quãng đƣờng chạy dao hƣớng kính tính đến thời điểm chi tiết quay
đƣợc góc . Nhƣ vậy lƣợng giảm bán kính lý thuyết tại thời điểm chi tiết quay đƣợc
góc xác định theo công thức:
R() Sk ()
sin
.b
sing
.r (3.1)
sin(g ) sin(g)
Nếu gọi r() là lƣợng giảm bán kính thực tế của chi tiết tại thời điểm góc quay
 , thì các đại lƣợngb , r đƣợc định nghĩa nhƣ sau:
br( g )
rr()
Do đó:
R() Sk ()
sin
.r(g )
sing
r()
sin(g ) sin(g)
Gọi M là hệ số đàn hồi của máy, M đƣợc xác định nhƣ sau:
M 
t
tt
t
dc
Trong đó:
tdc R( ) r( 2 ) - chiều sâu cắt điều chỉnh
ttt r( ) r( 2 ) - chiều sâu cắt thực tế
Do đó:
r() MR() r( 2 ) r( 2 )
(3.2)
(3.3)
(3.4)
(3.5)
(3.6)
Hệ số đàn hồi M phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu gia công, độ cứng của đá
mài, chiều rộng cắt, hệ số ma sát của đá mài – chi tiết – đá dẫn – thanh tỳ, chiều sâu
cắt và kết cấu máy,… [2, 16, 54].
Phƣơng phap mô phong cua W. B. Rowe đƣơc ̣nhiều tac gia sƣ dung̣trong
́ ̉ ̉ ́ ̉ ̉
nghiên cƣu cua minh [2, 16, 10, 37, 39, 41, 51, 82, 39, …]. Tuy nhiên, xác định chính
́ ̉ ̀
xác giá trị của M trong tƣng trƣơng hơp ̣thƣơng găp ̣nhiều kho khăn . Chính vì thế ,
̀ ̀ ̀ ́
một số tác giả thƣờng chọn gia tri ̣cua M là một số cụ thể va đƣơc ̣tổng hơp ̣trong
́ ̉ ̀
bảng 3.1.
Bảng3.1. Giá trị hệ số đàn hồi M đươc̣lưạ choṇ trong môṭ sốnghiên cứu
Sk ( )

-53-

TT Hê ̣sốđan hồi M Tài liệu tham khao
̀ ̉
1 0,23
[1]
2 0,44
3 0,3 [5]
4 0,3 [6]
5 0,3 [7]
6 0,3 [8]
7 0,3 [3]
8 0,3 [9]
Kết hợp các phƣơng trình (1), (2), (3), (4) và (6) đƣợc phƣơng trình sau:
 sin
r( ) MS k () .r( g )
sin( g )
 sin( g

 r( 2 )

 )
.r( ) r( 2 )


(3.7)
W. B. Rowe và cộng sự [16] gọi (3.7) là phƣơng trình cơ sở (BASIC
EQUATION) cho phƣơng pháp mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính.
Phƣơng trình này đƣợc thể hiện dƣới dạng biểu đồ nhƣ trên hình 3.3.
Hình 3.3. Biểu đồ biểu diễn phương pháp mô phỏng của W. B. Rowe [3]
Quan sát công thức 7 và biểu đồ trên hình 3 ta thấy: Phƣơng pháp mô phỏng
của W. B. Rowe có ƣu điểm là đơn giản, dễ áp dụng. Các thông số có thể sử dụng làm
thông số đầu vào khi thực hiện quá trình mô phỏng theo phƣơng pháp của W. B. Rowe
đƣợc trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Các thông số có thể sử dụng làm thông số đầu vào của quá trình mô phỏng
theo phương pháp của W. B. Rowe
sin g

-54-

TT Thông số Ký hiệu
1 Hệ số đàn hồi (*) M
2 Lƣợng chạy dao hƣớng kính S K
3 Đƣờng kính đá mài
d
dm
4 Đƣờng kính đá dẫn
d
dd
5 Đƣờng kính chi tiết
d
ct
6 Chiều cao hay góc cao tâm của chi tiết h ,
7 Góc nghiêng bề mặt thanh tỳ 
8 Sai số trên bề mặt chi tiết, bề mặt đá dẫn b ,r
9 Vận tốc đá dẫn hay vận tốc chi tiết
v
dm
10 Lƣợng dƣ gia công a
Tuy nhiên theo W. B. Rowe [16], hệ số đàn hồi M có ảnh hƣởng lớn đến độ
không tròn trên bề mặt chi tiết, việc xác định chính xác giá trị của hệ số M trong từng
trƣờng hợp thƣờng gặp nhiều khó khăn.
3.3. Giao diện chƣơng trình mô phỏng
3.3.1 Điều kiện mô phỏng
Mô phỏng máy mài vô tâm M1080B với các thông số đầu vào nhƣ sau:
Bảng 3.3. Các thông số thông số đầu vào của chương trình mô phỏng
TT Thông số Ký hiệu Giá trị đầu vào
1 Hệ số đàn hồi (*) M 0.3
2 Lƣợng chạy dao hƣớng kính S K 1÷21 µm/s
3 Đƣờng kính đá mài
d
dm 500mm
4 Đƣờng kính đá dẫn
d
dd 273mm
5 Đƣờng kính chi tiết
d
ct 30mm
6 Chiều cao hay góc cao tâm của chi tiết  2,4÷14.4
7 Góc nghiêng bề mặt thanh tỳ  300
8 Sai số trên bề mặt chi tiết, bề mặt đá dẫn b ,r 0
9 Vận tốc đá dẫn hay vận tốc chi tiết
v
dm 10.3÷53.2(m/ph)
10 Lƣợng dƣ gia công a 0.05 mm
11 Tốc độ đá mài nđ 1300 vòng/phút
3.3.2 Tiến hành mô phỏng
3.3.2.1 Mô phỏng với sự thay đổi góc cao tâm

-55-

Giao diện chƣơng trình mô phỏng thể hiện hình 3.4, kết quả thể hiện bảng 3.4,
đồ thị hình 3.5.
Hình 3.4. Giao diện chương trình mô phỏng tính toán độ không tròn
khi thay đổi góc cao tâm.
TT  (0
) TN (μm) MP (μm)
1 2,4 7,00 3,16
2 3,6 6,17 2,69
3 4,8 2,33 2,53
4 6,0 2,17 2,29
5 7,2 2,33 2,21
6 8,4 1,33 2.18
7 9,6 1,67 2,2
8 10,8 2,83 2,79
9 12,0 3,33 2.97
10 13,2 4,17 3,35
11 14,4 9,67 3,36
Bảng 3.4. Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với

-56-


Hình 3.5. Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với
Từ bảng 3.4 và hình 3.5 ta thấy:
- Trong khoảng 50
÷12 0
, giá trị độ không tròn khi mô phỏng rất sát với độ
không tròn khi thí nghiệm. Ở ngoài khoảng giá trị này của, giá trị độ không tròn
khi mô phỏng chênh lệch tƣơng đối nhiều so với độ không tròn khi thí nghiệm.
- Ảnh hƣởng của góc cao tâm đến độ không tròn khi thực nghiệm và khi
mô phỏng theo quy luật tƣơng đối giống nhau.
- Ứng với 50
÷12 0
: độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng đều
có giá trị nhỏ và tƣơng đối ổn định.
3.3.2.2 Mô phỏng với sự thay đổi lƣợng chạy dao hƣớng kính
Chạy chƣơng trình mô phỏng với thông số thay đổi lƣợng chạy dao hƣớng kính ta
thu đƣợc Kết quả thể hiện bảng 3.5, đồ thị hình 3.7.

-57-

Bảng 3.5. Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với những giá trị khác
nhau của Sk.
TT S k (μm/s) tn(μm) mp(μm)
1 1 11,67 5,54
2 3 1,83 3,9
3 5 2,17 2,9
4 7 1,83 3,17
5 9 1,50 3,4
6 11 1,17 2,14
7 13 2,17 1,5
8 15 2,00 1,27
9 17 1,67 3,14
10 19 2,17 5
11 21 3,67 8
Sk
Hình 3.6. Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với những giá trị khác
nhau của Sk..
- Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao hƣớng kính Sk đến độ không tròn khi
thực nghiệm và khi mô phỏng theo quy luật tƣơng đối giống nhau.
- Ứng với Sk 2 ÷18 µm/s : độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng đều
có giá trị nhỏ và tƣơng đối ổn định. Đồng thời trong khoảng giá trị này của Sk độ
không tròn khi mô phỏng khá sát với độ không tròn khi thí nghiệm.

-58-

3.3.2.3 Mô phỏng với sự thay đổi số vòng quay đá dẫn
Mô phỏng với sự thay đổi số vòng quay đá dẫn. Kết quả thể hiện bảng 3.6, đồ
thị hình 3.7
Bảng 3.6. Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với
những giá trị khác nhau của vdd.
TT vdd (m/ph)  (μm)  (μm)
tn mp
1 10,3 2,33 11,7
2 14,6 1,83 11,6
3 18,9 1,50 10,2
4 23,2 1,33 9,4
5 27,4 1,50 8,5
6 31,7 1,33 8,1
7 36,0 1,67 7,8
8 40,3 1,67 8,15
9 44,6 2,33 8,5
10 48,9 3,17 8,9
11 53,2 3,17 9,3
Vdd
Hình 3.7. Độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô phỏng ứng với
những giá trị khác nhau của vdd .

-59-

- Với những giá trị khác nhau của vdd: Độ không tròn khi mô phỏng luôn có giá
trị nhỏ hơn khi thí nghiệm. Đồng thời sự chênh lệch giữa kết quả mô phỏng và kết quả
thí nghiệm là khá lớn.
- Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao hƣớng kính vdd đến độ không tròn khi
thực nghiệm và khi mô phỏng theo quy luật tƣơng đối giống nhau.
- Ứng với vdd 20 ÷40 mm/ph : độ không tròn khi thí nghiệm và khi mô
phỏng đều có giá trị nhỏ và tƣơng đối ổn định.
3.4.Kết luận chƣơng 3
- Đã áp dụng đƣợc phƣơng pháp mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao
hƣớng kính của W.B.Rowe.
- Ảnh hƣởng của các thông số công nghệ cơ bản đến độ không tròn trên bề mặt
chi tiết khi mô phỏng có qui luật tƣơng tự khi thực nghiệm.
- Tuy nhiên :Trong nghiên cứu này mới chỉ tiến hành mô phỏng ảnh hƣởng của
đơn thông số đến độ không tròn trên bề mặt chi tiết. Đồng thời hệ số đàn hồi M
có ảnh hƣởng lớn đến độ không tròn trên bề mặt chi tiết. Hệ số M là một đại
lƣợng rất khó để xác định trong từng trƣờng hợp cụ thể. Giá trị M=0,3 đã đƣợc
chọn khi mô phỏng trong nghiên cứu này, chƣa sát với điều kiện công nghệ cụ
thể khi thí nghiệm làm ảnh hƣởng đến độ chính xác mô phỏng so với thực tế.
- Để nâng cao độ chính xác của kết quả mô phỏng so với thực tế: cần thiết phải
nghiên cứu mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao hƣớng kính với nhiều
thông số đầu vào.

-60-

KẾT LUẬN CHUNG
- Bốn thông số công nghệ cơ bản của quá trình mài là , Ssd , S
ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhám và độ không tròn trên bề mặt chi tiết.
- Khi gia công với bộ thông số công nghệ có giá trị
  4,80
 9,60
, Ssd 100 500(mm / ph) , Sk 218(m / s) , vdd 18,9
nhám và độ không tròn sẽ có giá trị nhỏ và tƣơng đối ổn định.
k và vdd đều có
trong khoảng
40,3(m / ph) : độ
- Đã áp dụng đƣợc phƣơng pháp mô phỏng quá trình mài vô tâm chạy dao
hƣớng kính. Tuy nhiên, phƣơng pháp mô phỏng vẫn còn nhiều hạn chế: số tham số
đầu vào của chƣơng trình mô phỏng chƣa nhiều; đặc biệt hệ số đàn hồi M có ảnh
hƣởng lớn đến độ không tròn trên bề mặt chi tiết nhƣng việc xác định M gặp nhiều
khó khăn. Giá trị của M đƣợc chọn trong nghiên cứu này chƣa sát với điều kiện thí
nghiệm cụ thể làm ảnh hƣởng đến độ chính xác của kết quả mô phỏng so với thực tế.
- Để nâng cao hiệu quả của phƣơng pháp mài vô tâm: cần thiết phải nghiên cứu
tối ƣu quá trình mài trong từng điều kiện cụ thể. Đồng thời, cần thiết phải xây dựng
thuật toán mô phỏng quá trình mài với nhiều tham số đầu vào hơn nữa. Đây cũng
chính là hƣớng phát triển tiếp theo của đề tài.
TÀI LIỆU THAM KHẢO

-61-

[1]. Nguyễn Văn Tính , Kỹ thuật mài, NXB Công nhân kỹ thuật, Hà Nội (1978).
[2]. Loan D. Marinescu, Mike Hitchiner, Eckart Uhlmann and W. Brian Rowe,
Handbook of machining with grinding wheels, CRC Press Taylor & Francis Group
(2006).
[3]. P. R. Nakkeeran and V. Radhakrishnan, A study on the effect of regulating
wheel on the roundness of workpiece in centerless grinding by computer simulation,
Int. J. Math. Tools Manufact. Vol, 30, No. 2, pp. 191-201 (1990).
[4]. Yongbo Wu, Masana Kato, Katsuo Syoji and Tsunemoto Kuriyagawa,
Determination of waviness decrease rate by measuring the frequency characteristics
of the grinding force in centerless grinding, Journal of Materials Processing
Technology 170 (2005).
[5] C.P. Bhateja, Current state of the art of workpiece roundness control in precision
centerless grinding, Annals of the CIRP 33 (1) (1984).
[6] F. Klocke, W. K o nig, Fertigungsverfahren 2, Schleifen, Honen, L a ppen,
Springer, Berlin/Heidelberg (2005).
[7]. W. Brian Rowe, Rounding and stability in centerless grinding, International
Journal of Machine Tool & Manufacture 82-83 (2014) 1-10.
[8]. Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp,
Trần Xuân Việt, Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, (2003).
[9]. A. Y. Chief, The rounding off theory of centerless grinding, Int. J Mach Tool Des
Res Vol 21. No I. pp 49-55 (1981).
[10]. W. B. Rowe and F. Koenigsberger, The “Work-Regenerative” effect in
centerless grinding, Int. J. Mach, Tool Des. Res. Vol. 4, pp. 175-187 (1965).
[11]. W. Brian Rowe, Principles of Modern Grinding Technology (2009).
[12]. Hashimoto, Suzuki, M. Ozu and M. Miyashita, Kinetic Analysis of Workpiece
in Centerless Grinding, Proc 1978 JSPE Spring Conf., (1978) (in Japanese).
[13]. P. Krajnik, R. Drazumeric, B. Meyer, J. Kopac, C. Zeppenfeld, Simulation of
workpiece forming and centre displacement in plunge centreless grinding,
International Journal of Machine Tools & Manufacture 48 (2008).
[14]. W. B. Rowe and F. Koenigsberger, The work regenerative effect in centreless
grinding. Int. J. Mach. Tool Des. Res. 4, 175-187.

-62-

[15]. Phan Bùi Khôi, Ngô Cƣờng , Đỗ Đức Trung, Nguyễn Đình Mãn, Một nghiên
cứu về lực cắt khi mài vô tâm chạy dao hướng kính, Hội nghị Cơ học kỹ thuật toàn
quốc- Kỷ niệm 35 năm thành lập Viện Cơ học, Hà Nội, 09/04/2014
[16]. W. B. Rowe, M. M. Barash, Computer Method for Investigating the Inherent
Accuracy of Centerless Grinding, Int. J. Mach. Tool Des. Res. Vol. 4, pp. 91-116.
(1964).
[17]. Rowe, W. B., Miyashita M., and Koenig W, Centerless Grinding Research and
its Application in Advanced Manufacturing Technology, Annals of CIRP, Vol. 38, pp.
617-625, (1989)
[18]. Kang Kim, 2 Dimesioanl medeling of centerless grinding - interference
phenomena, International Journal of the Korean Society of Precision Engineerng, Vol.
2, No. 1, March 2001.
[19]. Do Duc Trung, Ngo Cuong, Phan Bui Khoi, A study on cinematics of
workpiece in plunge centerless grinding process, International Conference on
Engineering Mechanics and Automation (ICEMA 3), Hanoi, October 15-16, 2014.
[20]. Đỗ Đức Trung, Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến lượng dịch
chuyển tâm chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hướng kính, Hội nghị Khoa học trẻ Đại
học Thái Nguyên - lần thứ II, 2014 (Bài đạt giải C lĩnh vực Khoa học kỹ thuật và công
nghệ).
[21].Lƣu Văn Nhang, Kỹ thuật Mài kim loại, Nhà xuất bản KH&KT, Hà Nội (2003).
[22]. P. Krajnik, J. Kopac and A. Sluga, Design of grinding factors based on
response surface methodology, Journal of Materials Processing Technology 162–163
(2005).
[23]. E.S. Gadelmawla, M.M. Koura, T.M.A. Maksoud, I.M. Elewa, H.H.Soliman,
Roughness parameters, J. Mater. Process. Technol. 123 (2002) 133–145.
[24]. H. Ohmori, W. Li, A. Makinouchi and B.P. Bandyopadhyay, Efficient and
precision grinding of small hard and brittle cylindrical parts by the centerless
grinding process combined with electro-discharge truing and electrolytic in-process
dressing, Journal of Materials Processing Technology 98 (2000)
[25]. Loan D. Marinescu, Handbook of Advances Ceramics Machining,
http://www.taylorandfrancis.com.

-63-

[26]. Đỗ Đức Trung, Ngô Cƣờng, Phan Bùi Khôi, Phan Thanh Chƣơng, Nguyễn
Thành Chung, Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chất lượng bề mặt gia
công thép 20X thấm Cacbon khi mài vô tâm chạy dao hướng kính, Tạp chí KHCN Đại
học Thái Nguyên tập 127 số 13 (2014).
[27]. Phan Bùi Khôi, Ngô Cƣờng, Đỗ Đức Trung, Nguyễn Thành Chung, Nghiên
cứu ảnh hưởng của lượng chạy dao khi sửa đá mài đến độ nhám và độ không tròn của
chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hướng kính thep 20X thấm Cacbon, Tạp chí KHCN
Đại học Công nghiệp Hà Nội, Sô 25 tháng 12 (2014).
[28]. Ngô Cƣờng, Phan Bùi Khôi, Đỗ Đức Trung, Ảnh hƣởng của vận tốc đá dẫn và
góc cao tâm của chi tiết đến độ nhám và độ không tròn của chi tiết khi mài vô tâm
chạy dao hƣớng kính, Tạp chí KHCN Đại học Đà Nẵng, số 86(1), 2015.
[29]. J. Kopac, P. Krajnik and J.M. d’Aniceto, Grinding analysis based on the
matrix experiment, 13th
International scientific conference on achievements in
mechanical and materials engineering (2005).
[30]. P. Krajnik, A. Sluga, J. Kopac, Radial basis function simulation and
metamodelling of surface roughness in centreless grinding, Faculty of Mechanical
Engineering, University of Ljubljana, Askerceva 6, SI-1000 Ljubljana, Slovenia
(2005).
[31]. Pat Nugent, Form Measurements Fundamentals, Metrology Center - Part to
Print Solutions (April 2008).
[32]. Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghép, Nhà xuất bản Giáo dục, (2000).
[33]. F. Hashimoto, A. Kanai, M. Miyashita, K. Okamura, High Precision Trueing
Method of Regulating Wheel and Effect on Grinding Accuracy, Annals of the C/RP
Vol. (1983).
[34]. Albert J. Shih, A New Regulating Wheel Truing Method for Through-
FeedCenterless Grinding, Contributed by the Manufacturing Engineering Division for
publication in the journal of Anufacturing science and engineering (2000).
[35]. P. R. Nakkeeran and V. Radhakrishnan, A study on the effect of regulating
wheel on the roundness of workpiece in centerless grinding by computer simulation,
Int. J. Math. Tools Manufact. Vol, 30, No. 2, pp. 191-201 (1990).

-64-

[36]. Yuji Furukawa, Masakazu Miyashita and Susumu Shiozakij, Vibration
Analysis and Work-Rounding Mechanism in Centerless Grinding, Int. J. Mach. Tool
Des. Res. Vol. 11,(1971).
[37]. N. G. Subramanya Udupa, M. S. Shubnmugam and V. Radhakristinan,
Influence of workpiece position on roundness error and surface finish in centerless
grinding, Int. I. Mach. Tools Manufact. Vol. 27. No. 1. p. 77-89 (1987).
[38]. C. Guo, S.Malkin, J.A.Kovach and M.Laurich, Computer Simulation of
Below-Center and Above-Center Centerless Grinding, Machining Science and
Technology, 1(2), 253-249 (1997).
[39]. S.S. Pande, A.R. Naik and S.Somasundaram, Computer simulation of the
plunge centreless grinding process, Journal of Materials Processing Technology, 39
(1993).
[40]. A. H. Dall, Rounding Effect in Centerless Grinding, Mech. Eng (1946).
[41]. Yongbo Wu, Katsuo Syoji, Tsunemoto Kuriyagawa and Toru Tachibana,
Studies on Centerless Grinding (2nd
Report) Optimum Grinding Condition, (Written in
Japanese).
[42]. W. B. Rowe, S. Spraggett, R. GiII and B. J. Davies, Improvements in
Centreless Grinding Machine Design, Annals of the CIRP Vol (1987).
[43]. Khan, Z. A, Siddiquee and Kamaruddin, Optimization of In-feed Centreless
Cylindrical Grinding Process Parameters Using Grey Relational Analysis, Pertanika J.
Sci. & Technol. 20 (2): 257 - 268 (2012).
[44]. Zahid A. Khan, Arshad Noor Siddiquee and Manzoor Hussain Sheikh,
Selection of optimal condition for finishing of centreless-cylindrical ground parts
using grey relational and principal component analyses, Int. J. Machining and
Machinability of Materials (…).
[45]. F. Klocke, D. Friedrich, B. Linke, Z. Nachmani, Basics for in-process
roundness error improvement by a functional workrest blade, Annals of the CIRP 53
(1) (2004)
[46]. Reeka. D, Zusammenhang zwischen Schleifspaltgeomtrie,
Bearbeitungsbedingungen und Rundheitsfehlern beim spitzenlosen Schleifen,
Dissertation, RWTH-Aachen (1967).

-65-

[47]. Gente. A,, Michel. S, Nutzung der Optimierung der Dreipunktabtastung von
Kreisgeometrien in der Fertigung, Universitat H a nnover (1996).
[48]. F. Hashimotol, S. S. Zhou, G. D. Lahoti, M. Miyashita, Stability Diagram for
Chatter Free Centerless Grinding and its Application in Machine Development,
Annals of the ClRP Vol (2000).
[49]. I. Garitaonandia, M.H. Fernandes, J. Albizuri, Dynamic model of a centerless
grinding machine based on an updated FE model, International Journal of Machine
Tool & Manufacture 48 (2008) 832-840.
[50]. Phan Bùi Khôi, Ngô Cƣờng, Đỗ Đức Trung, Nguyễn Đình Mãn, Nghiên cứu
độ ổn định hình học của chi tiết khi mài vô tâm chạy dao hướng kính, Tuyển tập công
trình hội nghị cơ học kỹ thuật toàn quốc kỷ niệm 35 năm thành lập viện cơ học,
10/4/1979 -10/4/2014, Tập 1 – Cơ học máy, cơ học thủy khí và động lực học và điều
khiển, tr 109-112.
[51]. Phan Bùi Khôi , Ngô Cƣờng, Đỗ Đức Trung, Mô phỏng quá trình mài vô tâm
chạy dao hướng kính, Tạp chí Khoa học công nghệ 52 (5) (2014) 619-626.
[52]. Sead Dzebo, Investigation of methods to improve process performance in
centerless grinding of inconel 718 and TI-6AL-4V superalloys, In Partial Fulfillment of
the Reguiements for the Degree of Master of Science in the George W. Woodruff
School of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, December
(2009).
[53]. C Brecher, S Hannig, Simulation of plunge centerless grinding process, Prof.
Eng. Res. Devel. 2: 91-95 (2008).
[54]. Zhang Xue-Ming, Zhang Qiu-Ju, Ressearch on the simulation of centerless
grinding process, Proceedings of the 29th Chinese control conference, July 29-31,
Beijing - China (2010).
[55]. Cincinnati Milacron Marketing Company, Centerless grinding ... Theory...
Principle... Applications (1988),
[56]. Yongbo Wu, Yufeng Fan, Masana Kato, Jun Wang, Katsuo Syoji and
Tsunemoto Kuriyagawa, A new centerless grinding technique without employing
regulating wheel, Key engineering material, Vol 238-239, 355-360, (2003).

-66-

[57]. Y. Wu, F. Fan, M. Kato, T. Kuriyagawa, K. syoji, T. Tachibana,
Development of an ultrasonic elliptic-vibration shoe centerless grinding technique,
Journal of materials processing technology 155-156, 1780-1787, (2004).
[58]. Yufeng FAN, Yongbo WU, Masana KATO, Toru TACHIBANA, katsuo
SYOJI and Tsunemoto KURIYAGAWA, design of an ultrasonic elliptic - vibration
shoe and its performance in ultrasonic elliptic – vibration – shoe centerless grinding,
JEME International journal, Vol. 47, No. 1, (2004).
[59]. Y. Wu, T. Kondo, M. Kato, A new centerless grinding technique using a
surface ginder, Journal of materials processing technology 162-163, 709-717, (2005).
[60]. Yongbo Wu, Yufeng Fan, masana Kato, A feasibility study of microscale
fabrication by ultrasonic – shoe centerless grinding, Precision Engineering 30, 201–
210, (2006).
[61]. Yufeng Fan, Fabrication of microscale tungsten carbide workpiece by new
centerless grinding method, http://dx.doi.org/10.5772/51405.
[62]. Yongbo Wu and Weixing Xu, Development of tangential-feed centerless
grinding method using a surface grinder – Shortening of grinding cycle by changing
the worktable feed rate during grinding, Journal of the Japan society for abrasive
technology Vol.54, No.6, 353-358, Jun (2010).
[63]. W.Xu, Y. Wu, T. sato, W. Lin, Effects of process parameters on workpiece
roundness in tangential-feed centerless grinding using a surface grinder, Journal of
materials processing technology 210, 759-766, (2010).
[64]. W. Xu, Y. Wu, A new in-feed centerless grinding technique using a surface
grinder, Journal of materials processing technology 211, 141-149, (2011).
[65]. Weixing Xu, Yongbo Wu, Simulation investigation of through-feed centerless
grinding process performed on a surface grinder, Journal of materials processing
technology 212, 927-935, (2012).
[66]. Shiping Steven Zhou, Joseph R. Garner and Trevor D. Howes, A practical
Method To Reduce The Workpiece Surface Waiviness In Centerless Grinding, Society
of manufacturing Engineering, Jul, (1997).
[67]. I. garitaonandia, M.H. Fernandes, J. Albizuri, J.M. Hernandez, D.
Barrenetxea, A new perspective on the stability study of centerless grinding process,
International journal of machine tool & manufucture 50, 165-173, (2010).

-67-

[68]. V. Radhakrishnan, M. Ravishankar, R.S. Hari, N. Ramesh Babu, A Study on
centerless grinding with variable stiffness regulating wheel, Transactions of
NAMRI/SME, Volume XXIX, (2001).
[69]. Fukuo Hashimoto, Ivan Gallego, Joao F.G. Oliveira, David Barrenetxea,
Mitsuaki Takahashi, kenji Sakakibara, Hans-Olof stalfelt, gerd Staadt, Koji
Ogawa, Advances in centerless grinding technology, CIRP Annals – Manufacturing
technology 61, 747-770, (2012).
[70]. P. Priarone, S. Rizzuti, L. Settineri, Cinematic and dynamic modeling of
centerless grinding, Deparment of Production Systems and Business Economics,
Politecnico di Torino, http:// porto.polito.it/2460384
[71]. M.N. Dhavlikar, M.S. Kulkarni, V. Mariappan, Combined Taguchi and dual
response method for optimization of a centerless grinding operation, Journal of
materials processing technology 132, 90-94, (2003).
[72]. D. Barrenetxea, J.I. Marquinez, I. Bediaga, L. Uriarte, Continuous workpiece
speed variation (CWSV): Model based practical application to avoid chatter in
grinding, CIRP Anals – Manufacturing technology 58, 319-322, (2009).
[73]. J. Alvarez, D. Barrenetxea, J.I. marquinez, I. Bediaga, I. Gallego,
Effectiveness of continuous workpiece speed variation (CWSV) for chatter avoidance
in throughfeed centerless grinding, International journal of machine tools &
manufacture 51, 911-917, (2011).
[74]. Yongbo Wu, Masana Kato, Katsuo Syoji, Tsunemoto Kuriyagawa, Toru
Tachinana, Evaliution of grinding conditions using dynamic components of grinding
force in centerless grinding,
http://aspe.net/publications/Annual_2001/PDF/POSTERS/PROCESS/GRIND/1144.P
DF
[75]. Arshad Noor siddiquee, Zahid A. Khan, Zulquernain Mallick, Grey
relational analysis coupled with principal component analysis for optimisation design
of the process parameters in in-feed centreless cylindrical grinding, Int J Adv Manuf
Technol 46, 983-992, (2010).
[76]. S. Takasu, M. Masuda, Heavy-Duty Centerless Grinding for Multi-Diameter
Shafts, Annals of the CIRP Vol 37/1, (1988).

-68-

[77]. I. Gallego, Intelligent Centerless Grinding: Global Solution for Process
Instabilities and Optimal Cycle Design, Annals of the CIRP Vol 56/1, (2007).
[78]. Kang Kim, 2 Dimensional Modeling of Centerless Grinding - Interference
Phenomena, International journal of the Korean Society of precision engineering, Vol
2, No 1, March (2001).
[79]. R. Drazumeric, P. Krajnik, R. Vrabic, B. Meyer, P. Butala, F. Kosel, J.
Kopac, Modelling of grinding gap macro geometry and workpiece kinematics in
throughfeed centreless grinding, Journal of Materials Processing Technology 210
(2010) 104 – 109.
[80]. F. Hashimoto, G.D. Lahoti, Optimization of Set-up Conditions for Stability of
The Centerless Grinding Process, Timken Research – The Timken Company – Canton
– OH, USA.
[81]. W.B. Rowe, W.F. Bell and D. Brough, Optimization Studies in High Removal
Rate Centreless Grinding, Annals of the CIRP, Vol 35/1, (1986).
[82]. N.G. Subramanya Udupa, M. S. Shunmugam and V. Radhakrishnan,
Optimizing workpiece position in centerless grinding by roundness profile analysis,
Precision engineering, Vol 9, No1, January (1987).
[83]. H.Y. Kim, S. R. Kim, J. H. Ahn, S. H. Kim, Process monitoring of centerless
grinding using acoustic emission, Journal of materials processing technology 111, 273
– 278, (2001).
[84]. I. Gatitaonandia, J. Albizuri, J. M. Hernandez – Vazquez, M. H. Fernandes,
I. Olabarrieta, D. Barrenetxea, Redesign of an active system of vibration control in a
centerless grinding machine: Numerical simulation and practical implementation,
Precision Engineering xxx (2013) xxx-xxx.
[85]. Yongbo Wu, Katsuo Syoji, Tsunemoto Kuritagawa, Toru Tachibana, Studies
on centerless grinding (3rd report) - Evaluation function of grinding conditions,
Transactions of the Japan Society of mechanical engineering, Vol 65, No 6, (1999).
[86]. Yongbo Wu, Katsuo Syoji, Tsunemoto Kuritagawa, Toru Tachibana, Studies
on Centerless Grinding - Influence of Grinding Wheel Irregularity on Workpiece
Roundness, Transactions of the Japan Society of mechanical engineering, Vol 66, No
649, (2000).

-69-

PHỤ LỤC
1.Mã code chƣơng trình mô phỏng
Sub tinh()
Dim uw, anpha, beta As Integer
Dim dw As Integer
Dim r(0 To 360) As Single ' mang luu gia tri ban kinh tai
i Dim bb, bb1, bb2 As Single
Dim tg As Integer ' gia tri trung gian de khoi gan trong vong quay i
Dim k1, k2, k3, x As Single ' he so tinh toan cua k trong phuong trinh
Dim anpha1, beta1 As Integer ' goc thay the trong qua trinh tinh toan
Dim du1 As Single ' luong du gia cong
Dim min, max As Single ' gia tri luu do lon ve do tron cua chi tiet gia cong.
Dim Luu(0 To 360) As Single ' mang luu gia tri ban kinh ket thuc qua trinh mai
' tinh toan do tron thong qua gia tri
h 'o luu ket qua
Sheets("1").Range("b29") = "" ' khoi gan lai cac bang ket qua
Sheets("1").Range("b30") = "" ' khoi gan lai bang ket qua
Sheets("1").Range("c30") = "" 'khoi gan lai bang ket qua
' nhap du lieu tu bang tinh excel
uw = Sheets("1").Range("E18") ' so vong quay chi tiet
anpha = Sheets("1").Range("E23") ' thong so anpha
beta = Sheets("1").Range("E22") ' thong so beta
k1 = Sheets("1").Range("E4") ' tinh toan he so k1
x = Sheets("1").Range("E16") 'he so tien dao dan deu x
dw = Sheets("1").Range("E8") 'dung kinh da dan
du1 = Sheets("1").Range("E11") 'luong du gia cong
' he so sai so xich ma 1 va xich ma 2 tren diem tiep xuc b va c trong qua trinh mai
'quy doi sang radius de tinh toan sin va cos
k2 = Sin(3.14 * beta / 180) / Sin(3.14 * (anpha + beta) / 180)
k3 = Sin(3.14 * anpha / 180) / Sin(3.14 * (anpha + beta) / 180)
' thay doi doi vi
'k2 = Sin(beta) / Sin(anpha + beta)
'k3 = Sin(anpha) / Sin(anpha + beta)
'khoi tao gia tri ban dau
For i = 0 To 360 Step 1
r(i) = 0
Luu(i) = dw / 2
Next i
' vong lap xac dinh tung diem chia tren vog chia
bb = x
For i = 1 To uw Step 1
' xac dinh gia tri buoc tien trong vong quay thu i
' vong lap xac dinh tung diem tren vong chia
bb1 = x
For j = 1 To 360 Step 1
bb2 = j * bb1 ' buoc tien cua da mai theo huong kinh

-70-

'thay doi thong so buoc cat
'bb2 = bb1
'khoi gan gia tri bien goc trong phuong trinh co ban 'khoi
gan gia tri bien trung gian goc trong phuong trinh
If (j < anpha) Then
anpha1 = 360 - anpha
beta1 = 180 + beta
End If
If (anpha < j) And (j < (180 - beta)) Then
anpha1 = j - anpha
beta1 = 180 + beta
End If
If (j > (180 - beta)) Then
anpha1 = j - anpha
beta1 = j - 180 + beta
End If
If j = anpha Then
anpha1 = 360
End If
If j = 180 - beta Then
beta1 = 360
End If
r(j) = k1 * (bb2 + k2 * r(anpha1) - k3 * r(beta1) - r(360 - j)) + r(360 - j)
Sheets("Sheet3").Cells(j, i).Value = r(j)
Next j
Next i
' tinn toan do tron cua chi tiet sau qua trinh mai tien dao deu
' tri lon nhat va nho nhat cua ban kinh r khi ket thuc qua trinh gia cong
min = dw
max = 0
For i = 1 To 360 Step 1
Luu(i) = Luu(i) - r(i) / 1000
Next i
For j = 1 To 360 Step 1
If Luu(j) > max Then
max =
Luu(j) End If
If Luu(j) < min
Then min = Luu(j)
End If
Next j
'For i = 53 To 412 Step 1
'Sheets("1").Cells(i, 1).Value = Luu(i -
52) 'Next i

-71-

' tinh toan do tron thong qua gia tri h
Sheets("1").Range("b29") = " Do tron cua chi tiet sau khi gia cong la : "
Sheets("1").Range("b30").Value = (max - min) * 1000
Sheets("1").Range("c30") = " µm "
' " µm" cho them tham so vao sau
' cong them duoi don vi micro
End Sub
2. Thành phần hóa học của thép 20X sau khi thấm Cacbon [%]
C Si Mn P S Cr Ni Cu
1,02 0,212 0,51 0,018 0,017 0,78 0,017 0,021

-72-

Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Một Số Thông Số Công Nghệ Đến Độ Nhám, Độ Không Tròn Chi Tiết Khi Mài Vô Tâm Thép 20x Thấm Các Bon.doc

More Related Content

Similar to Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Một Số Thông Số Công Nghệ Đến Độ Nhám, Độ Không Tròn Chi Tiết Khi Mài Vô Tâm Thép 20x Thấm Các Bon.doc (20)

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149 (20)

Recently uploaded (20)

Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Một Số Thông Số Công Nghệ Đến Độ Nhám, Độ Không Tròn Chi Tiết Khi Mài Vô Tâm Thép 20x Thấm Các Bon.doc