Tìm hiểu về việc mài bề mặt

Tìm hiểu về mài bề mặt

Mài bề mặt là một quá trình mài rất điển hình và phổ biến được thực hiện trong xưởng máy CNC, một quá trình gia công mài mòn không thể thiếu nhằm loại bỏ vật liệu và mang lại bề mặt mịn cho bề mặt phẳng của các bộ phận và bộ phận. Nó sử dụng một bánh xe mài mòn còn được gọi là bánh mài hoặc bánh mài thực hiện chuyển động quay để tạo ra phôi có bề mặt nhẵn. Bánh xe này được bao phủ bởi các hạt thô để cắt các mảnh kim loại hoặc phi kim loại khỏi phôi, mài một bề mặt gồ ghề và loại bỏ những điểm bất thường để lại một bề mặt phẳng hoặc nhẵn. Thông thường, quy trình này được sử dụng trên các phôi đòi hỏi độ bóng bề mặt cao hoặc kích thước chính xác. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng để loại bỏ rỉ sét hoặc bụi bẩn trên bề mặt thiết bị trước khi sửa chữa hoặc đưa thiết bị trở lại sử dụng. 

Quá trình mài bề mặt bao gồm việc đưa phôi qua một bánh mài quay, mài bề mặt theo các thông số kỹ thuật hoàn thiện cần thiết. Bánh mài quay với tốc độ quay cao, tạo ra tác động cắt bởi các hạt của bánh mài khi chúng tiếp xúc với phôi. Phôi được giữ và thao tác bằng một thiết bị giữ phôi khi nó được đưa qua mặt bánh xe, tạo ra bề mặt hoàn thiện được kiểm soát chính xác. Mài bề mặt được thực hiện rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong các xưởng gia công kim loại nói chung, công nghiệp và xưởng sản xuất. 

Cách hoạt động của quá trình mài bề mặt

Lựa chọn phôi

Vật liệu phôi phổ biến bao gồm gang và thép nhẹ. Trong khi được xử lý, hai vật liệu này không dễ bị kẹt bánh mài. Nhôm, thép không gỉ, đồng thau và một số loại nhựa là một trong những vật liệu khác. Khi mài ở nhiệt độ cao, vật liệu sẽ yếu đi và dễ bị ăn mòn hơn. Điều này cũng có thể dẫn đến mất từ ​​tính trong các vật liệu áp dụng.

Thành phần của máy mài bề mặt

Bánh xe mài mòn, thiết bị gia công và bàn quay là ba thành phần thiết yếu của máy mài bề mặt. Ngoài ra, máy mài là một bộ phận không thể thiếu.

Đá mài: Đá mài được sử dụng để làm mịn và tinh chỉnh bề mặt phôi bằng cách loại bỏ vật liệu dư thừa. Nhôm oxit, cacbua silic, kim cương và boron nitrit khối (CBN) là bốn chất thường được sử dụng làm vật liệu mài mòn trên bề mặt của bánh mài. Trong số các vật liệu này, nhôm oxit là sự lựa chọn phổ biến nhất. Bánh xe kim cương và boron nitrit khối (CBN) có độ cứng vượt trội và có thể nghiền các vật liệu một cách tiết kiệm, như gốm sứ và cacbua, những vật liệu không thể nghiền bằng nhôm oxit hoặc silicon.

Thiết bị kẹp phôi: Thiết bị kẹp phôi, còn được gọi là mâm cặp, giữ phôi ở đúng vị trí khi nó được xử lý. Mâm cặp cố định vật liệu một cách hiệu quả theo hai cách riêng biệt: các mảnh sắt từ được giữ chắc chắn ở vị trí bằng mâm cặp từ tính, còn các mảnh phi sắt từ và phi kim loại được cố định bằng phương pháp chân không hoặc cơ học. Nếu chỉ có mâm cặp từ tính thì có thể sử dụng một êtô máy (làm từ thép sắt từ hoặc gang) đặt trên mâm cặp từ tính để giữ các phôi không sắt từ.

Bàn: Bàn di chuyển phôi xung quanh và ngang qua mặt bánh xe theo yêu cầu để đạt được các thông số kỹ thuật mong muốn. 

Bàn mài: Bàn mài được sử dụng để duy trì tình trạng của bánh xe và chúng có thể được gắn trên bàn hoặc đặt trên đầu bánh xe để sử dụng thuận tiện.

Chất làm mát

Đôi khi, chất bôi trơn được bôi để làm mát phôi và bánh xe, bôi trơn bề mặt tiếp xúc và loại bỏ phoi. Nó phải được đặt trực tiếp vào khu vực cắt để tránh chất lỏng bị bánh mài mang đi. Chất bôi trơn điển hình bao gồm chất lỏng hóa học, dầu hòa tan trong nước, dầu tổng hợp và dầu gốc dầu mỏ. 

Các loại chất bôi trơn dùng để mài thường phụ thuộc vào loại vật liệu phôi:

• Nhôm: Dầu nặng.
• Đồng thau: Dầu nhẹ.
• Gang: Dầu nhũ hóa nặng; dầu hóa học và tổng hợp nhẹ.
• Thép nhẹ: Dầu hòa tan trong nước nặng.
• Thép không gỉ: Dầu nhũ hóa nặng; dầu hóa học và tổng hợp nặng.
• Nhựa: Dầu tan trong nước; dầu nhũ hóa khô, nặng; dầu hóa học và tổng hợp nhẹ.

Mài bề mặt hoạt động như thế nào?

Mài bề mặt là một kỹ thuật hoàn thiện bao gồm việc sử dụng một bánh mài quay để làm phẳng bề mặt phẳng của vật liệu kim loại hoặc phi kim loại nhằm mang lại cho chúng vẻ ngoài tinh tế hơn bằng cách loại bỏ lớp oxit và tạp chất trên bề mặt phôi. Điều này cũng sẽ tạo ra bề mặt cần thiết cho các mục đích sử dụng chức năng.

Đầu tiên, phôi cần cắt hoặc làm phẳng được gắn lên bàn chuyển động qua lại. Ở bước này, cần có mâm cặp để giữ vật liệu ở đúng vị trí. Sau khi phôi được cố định vào bàn chuyển động tịnh tiến, máy sẽ di chuyển từ từ bề mặt phôi qua một bánh mài đang quay nhanh. Khi bánh mài quay, bàn chuyển động tịnh tiến mang phôi qua lại bên dưới bề mặt của nó để loại bỏ vật liệu dư thừa cho đến khi đạt được độ hoàn thiện đồng đều và theo yêu cầu.

Trong quá trình loại bỏ vật liệu, nhiệt độ sẽ được tạo ra quá mức, đặc biệt khi làm việc với các vật liệu cứng như thép. Điều này có thể ảnh hưởng đến bề mặt hoàn thiện nên chất làm mát được sử dụng. Điều này giữ cho bề mặt gia công nguội và mang các hạt kim loại được gia công ra khỏi bề mặt mài để tránh mài mòn bề mặt.

Các loại máy mài bề mặt

Thông thường, máy mài bề mặt được phân làm 3 loại: máy mài trục ngang, máy mài đĩa và máy mài đĩa đôi và máy mài trục đứng.

Máy mài trục đứng (Mặt bánh xe)

Máy mài trục đứng còn được gọi là máy mài mặt bánh xe. Trong loại máy mài này, mặt của bánh xe thường được sử dụng trên bề mặt phẳng. Mặc dù máy mài mặt bánh xe được sử dụng rộng rãi để loại bỏ vật liệu nhanh chóng, một số máy có thể thực hiện công việc có độ chính xác cao. Phôi được cố định trên một bàn chuyển động qua lại, mang lại sự linh hoạt để điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể. Ngoài ra, nó có thể được gắn trên máy bàn quay, cho phép quay liên tục hoặc quay theo chỉ số. Lập chỉ mục cho phép tải và dỡ hàng tại một trạm trong khi nhiệm vụ nghiền được thực hiện ở trạm khác. Các bộ phận điển hình được chế tạo bằng cách sử dụng máy mài trục đứng bao gồm stato, tấm bán dẫn, bánh răng, rôto, điểm dừng và miếng đệm, vòng trong và tấm bên trong.

Máy mài bề mặt trục ngang (ngoại vi)

Trong máy mài bề mặt trục xoay ngang hoặc máy mài bề mặt ngoại vi, ngoại vi (cạnh phẳng) của bánh xe tiếp xúc với phôi để tạo ra bề mặt phẳng. Nói chung, mài ngoại vi hoạt động tốt trong công việc có độ chính xác cao trên bề mặt phẳng, bề mặt côn hoặc bề mặt góc cạnh, bề mặt phẳng cạnh vai và bề mặt lõm. Nó cũng thích hợp cho các khe và hồ sơ. Loại máy mài bề mặt này được sử dụng để mài các bộ phận khác nhau, chẳng hạn như chốt, piston, thanh nối và vòng bi.

Máy mài đĩa và Máy mài đĩa đôi 

Mặc dù mài đĩa tương tự như mài bề mặt nhưng nó có diện tích tiếp xúc lớn hơn giữa đĩa và phôi. Các loại trục đứng và trục ngang đều là những lựa chọn cho máy mài đĩa. Máy mài đĩa đôi có thể hoạt động trên cả hai mặt của phôi cùng một lúc. Máy mài đĩa có thể đạt được dung sai cực kỳ chặt chẽ. Các bộ phận điển hình sử dụng các máy này bao gồm rôto, bánh răng, tấm, miếng đệm và vòng đệm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mài bề mặt

Có nhiều biến số ảnh hưởng đến quá trình mài bề mặt và chất lượng của kết quả thu được. Dưới đây là một số yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình mài bề mặt:

Tốc độ bánh xe – Tốc độ đề cập đến RPM của bánh xe. Nói chung, tốc độ quay của bánh xe thường không đổi khi mài bề mặt. Lưu ý rằng RPM cao hơn cho phép loại bỏ vật liệu nhanh hơn nhưng có thể gây cháy. Tốc độ bánh xe thích hợp phụ thuộc vào vật liệu được nghiền.

Tốc độ tiến dao – Tốc độ di chuyển ngang của phôi vào bánh xe. Bước tiến nhanh hơn làm tăng tỷ lệ loại bỏ vật liệu nhưng có thể gây ra vết kêu. Nguồn cấp dữ liệu chậm hơn tạo ra kết thúc tốt hơn.

Độ sâu cắt – Vết cắt sâu hơn cho phép loại bỏ nhiều vật liệu hơn trên mỗi đường cắt nhưng có thể gây mòn bánh xe, kêu lạch cạch và vết cháy. Vết cắt nhẹ hơn sẽ tốt hơn cho các hoạt động hoàn thiện.

Loại bánh xe – Tùy thuộc vào độ cứng của kim loại được mài và loại bỏ, các bánh xe từ oxit nhôm và cacbua silic đến kim cương và CBN được sử dụng để loại bỏ vật liệu. Các loại bánh xe chuyên dụng khác, chẳng hạn như nút chai, cũng có sẵn, nhưng chúng được dùng để đánh bóng và đánh bóng hơn là loại bỏ vật liệu.

Việc mài mòn bánh xe – Việc mài mòn không đúng cách có thể dẫn đến hiện tượng tráng men, mài mòn bánh xe nhanh, rung và độ hoàn thiện kém. Lịch trình cắt tỉa phù hợp sẽ tối đa hóa hành động cắt.

Sử dụng chất làm mát – Chất lỏng mài làm mát phôi và bánh xe, loại bỏ phoi và tránh tải bánh xe. Nên sử dụng loại, tốc độ dòng chảy và bộ lọc thích hợp.

Giữ phôi – Phôi phải được giữ chắc chắn để tránh rung lắc và hỗ trợ độ chính xác. Nên sử dụng kẹp, mâm cặp, đồ gá hoặc bàn từ tính/chân không thích hợp.

Kỹ năng của người vận hành – Người vận hành có kinh nghiệm sẽ chọn các thông số phù hợp và đảm bảo kết quả chất lượng. Hiểu được sự tương tác của các yếu tố là quan trọng.

Các biện pháp phòng ngừa an toàn khi mài bề mặt

An toàn là điều tối quan trọng khi thực hiện mài bề mặt. Thực hiện theo các biện pháp phòng ngừa cần thiết sau:

• Mang thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) thích hợp, bao gồm kính an toàn, tấm che mặt, găng tay và bảo vệ tai.
• Đảm bảo máy mài ở tình trạng hoạt động tốt và được bảo vệ đúng cách.
• Siết chặt phôi gia công một cách an toàn bằng các thiết bị giữ phôi thích hợp.

• Xác minh rằng bánh mài phù hợp với ứng dụng và được gắn chắc chắn trên trục chính.
• Sử dụng đúng chất làm mát và đảm bảo sử dụng đúng chất làm mát để kiểm soát nhiệt và ngăn ngừa tai nạn.
• Thường xuyên kiểm tra máy, đá mài và các phụ kiện xem có dấu hiệu hư hỏng hoặc mòn không.
• Không xay mà không có thông gió thích hợp.
• Không đập bánh xe vào vật liệu vì hành động này có thể gây ra lỗi cho bánh xe. Nghiêm trọng hơn, điều này dẫn đến mất tính toàn vẹn và có thể bị vỡ tung.

Lời khuyên để mài bề mặt thành công

Để đạt được kết quả tối ưu khi mài bề mặt, hãy xem xét các mẹo sau:

• Chọn bánh mài thích hợp dựa trên vật liệu phôi và độ hoàn thiện mong muốn.
• Không mài vật liệu mà bánh xe không được thiết kế.
• Tối ưu hóa các thông số mài như tốc độ bánh xe, tốc độ tiến dao và độ sâu cắt để loại bỏ vật liệu hiệu quả và chất lượng bề mặt.

• Duy trì áp suất ổn định và đồng đều trên phôi để ngăn chặn tình trạng mài không đều và bề mặt không đều.
• Thường xuyên mài mòn bánh mài để đảm bảo độ sắc nét và hiệu quả của nó.
• Giám sát chặt chẽ quá trình mài, kiểm tra độ hoàn thiện bề mặt định kỳ để có những điều chỉnh cần thiết.
• Giữ khu vực làm việc sạch sẽ và không có mảnh vụn để vận hành an toàn và hiệu quả.