Đề tài Lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo, công nghệ bề mặt để nâng cao chất lượng các loại đầu ép đá cắt ba via cỡ nhỏ, cỡ vừa và cỡ lớn cho công ty cổ phần đá mài Hải Dương

Đầu ép đá ba via là một là một dạng phụtùng cơ khí thay thếthường xuyên trong quá trình sản xuất đá mài tại Công ty cổphần đá mài Hải Dương. Đây là chi tiết làm nhiệm vụcủa chầy ép ghép lỏng với khuôn ép đã có sẵn trên máy, làm việc trong điều kiện ma sát - mòn rất khốc liệt, lại yêu cầu độchính xác tương quan rất chặt chẽ. Hiện nay đã có một sốdoanh nghiệp trong nước thiết kếchếtạo loại sản phẩm này, thửnghiệm tại công ty nhưng chưa thành công. Tỷlệphếphẩm do sai số tương quan còn cao, khảnăng chịu mài mòn còn kém nên tuổi bền không đáp ứng yêu cầu. Hiện nay Công ty cổphần đá mài Hải Dương phải chi một khoản ngoại tệkhá lớn cho việc nhập sản phẩm này làm phụtùng thay thếtrong quá trình sản xuất. Để chủđộng sản suất, tiết kiệm chi phí, Công ty đã đặt hàng một sốdoanh nghiệp cơ khí trong nước chếtạo nhưng chất lượng còn thấp, chất lượng sản phẩm chưa ổn định. Bởi vậy việc nghiên cứu đềtài “Nghiên cứu xác định các cơ chếmòn, nguyên nhân và biện pháp khắc phục; đồng thời lựa chọn giải pháp công nghệchếtạo, công nghệbềmặt đểnâng cao chất lượng các loại đầu ép đá cắt ba via cỡnhỏ, cỡ vừa và cỡlớn cho Công ty cổphần Đá mài Hải Dương” đã góp phần chủ động chế tạo phụtùng thay thế, nâng cao chất lượng và giảm giá thành chi tiết đầu ép cho Công ty cổphần đá mài Hải Dương. Trong quá trình làm luận văn, với sựhướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS. TS VũQuý Đạc - Trưởng Khoa Cơ khí Trường Đại học Kỹthuật Công nghiệp Thái Nguyên Tôi đã hoàn thành bản luận văn này. Mặc dù bản thân có rất nhiều cốgắng và đềtài thực hiện trong một thời gian ngắn, nên bản luận văn này không tránh khỏi những khiếm khuyết. Tôi rất mong được tiếp thu những ý kiến đóng góp phê bình của các thầy cô giáo, đồng nghiệp đểbản luận văn này được hoàn thiện hơn và khắc phục trong nghiên cứu tiếp theo.

pdf96 trang | Chia sẻ: ttlbattu | Lượt xem: 2057 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo, công nghệ bề mặt để nâng cao chất lượng các loại đầu ép đá cắt ba via cỡ nhỏ, cỡ vừa và cỡ lớn cho công ty cổ phần đá mài Hải Dương, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận văn Lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo, công nghệ bề mặt để nâng cao chất lượng các loại đầu ép đá cắt ba via cỡ nhỏ, cỡ vừa và cỡ lớn cho Công ty cổ phần Đá mài Hải Dương Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 LỜI MỞ ĐẦU Đầu ép đá ba via là một là một dạng phụ tùng cơ khí thay thế thường xuyên trong quá trình sản xuất đá mài tại Công ty cổ phần đá mài Hải Dương. Đây là chi tiết làm nhiệm vụ của chầy ép ghép lỏng với khuôn ép đã có sẵn trên máy, làm việc trong điều kiện ma sát - mòn rất khốc liệt, lại yêu cầu độ chính xác tương quan rất chặt chẽ. Hiện nay đã có một số doanh nghiệp trong nước thiết kế chế tạo loại sản phẩm này, thử nghiệm tại công ty nhưng chưa thành công. Tỷ lệ phế phẩm do sai số tương quan còn cao, khả năng chịu mài mòn còn kém nên tuổi bền không đáp ứng yêu cầu. Hiện nay Công ty cổ phần đá mài Hải Dương phải chi một khoản ngoại tệ khá lớn cho việc nhập sản phẩm này làm phụ tùng thay thế trong quá trình sản xuất. Để chủ động sản suất, tiết kiệm chi phí, Công ty đã đặt hàng một số doanh nghiệp cơ khí trong nước chế tạo nhưng chất lượng còn thấp, chất lượng sản phẩm chưa ổn định. Bởi vậy việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xác định các cơ chế mòn, nguyên nhân và biện pháp khắc phục; đồng thời lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo, công nghệ bề mặt để nâng cao chất lượng các loại đầu ép đá cắt ba via cỡ nhỏ, cỡ vừa và cỡ lớn cho Công ty cổ phần Đá mài Hải Dương” đã góp phần chủ động chế tạo phụ tùng thay thế, nâng cao chất lượng và giảm giá thành chi tiết đầu ép cho Công ty cổ phần đá mài Hải Dương. Trong quá trình làm luận văn, với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS. TS Vũ Quý Đạc - Trưởng Khoa Cơ khí Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Tôi đã hoàn thành bản luận văn này. Mặc dù bản thân có rất nhiều cố gắng và đề tài thực hiện trong một thời gian ngắn, nên bản luận văn này không tránh khỏi những khiếm khuyết. Tôi rất mong được tiếp thu những ý kiến đóng góp phê bình của các thầy cô giáo, đồng nghiệp để bản luận văn này được hoàn thiện hơn và khắc phục trong nghiên cứu tiếp theo. Nhân dịp này Tôi xin bầy tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến thầy giáo: PGS.TS Vũ Quý Đạc, ThS Phạm Thành Long - Bộ môn Máy và Tự động hoá Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tận tình hướng dẫn để bản luận văn này đạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 được mục tiêu và hoàn thành đúng thời gian quy định. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Công ty cổ phần đá mài Hải Dương đã tận tình phối hợp, trao đổi, tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài này. Tôi xin trân trọng cám ơn. Đinh Xuân Ngọc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 MỤC LỤC Lời mở đầu ……………………………………………………………………... 3 Mục lục…………………………………………………………………………. 5 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÁ MÀI BA VIA TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN ĐÁ MÀI HẢI DƯƠNG....................................... 8 1.1. Tổng quan về quá trình sản xuất đá mài ba via…………………… 8 1.1.1. Tình hình sử dụng và sản xuất đá mài ba via……………… ……. 1.1.2. Cấu trúc cơ học vật liệu đá mài…………………………………… 1.1.3. Các bước sản xuất đá mài ba via………………………………….. 1.2. Đặc điểm lớp vật liệu tiếp xúc với bề mặt làm việc của đầu ép….. 12 1.3. Một số dạng mòn hỏng đầu ép…………………………………… 15 1.4. Một vài nét về sản xuất đầu ép đá ba via trong nước……............. 16 Chương 2. NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ MÒN VÀ NGUYÊN NHÂN DẪN ĐẾN MÒN BỀ MẶT LÀM VIỆC ĐẦU ÉP ĐÁ BA VIA………………….. 18 2.1. Mòn do dính………………………………………………............ 23 2.1.1. Hiện tượng………………………………………………………… 23 2.1.2. Cơ chế mòn……………………………………………………….. 23 2.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến mòn do dính………………………… 23 2.2. Mòn do cào xước…………………………………………………. 26 2.2.1. Mòn do cào xước bằng biến dạng dẻo……………………………. 26 2.2.2. Mòn do cào xước bằng nứt tách…………………………………... 30 2.3. Mòn hoá học……………………………………………………… 31 2.3.1. Hiện tượng………………………………………………………… 31 2.3.2. Cơ chế mòn……………………………………………………….. 31 2.2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến mòn hoá học………………………… 32 2.4. Mòn do mỏi……………………………………………………….. 32 2.4.1. Hiện tượng………………………………………………………… 32 2.4.2. Cơ chế mòn……………………………………………………….. 33 2.4.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến mòn do mỏi…………………………. 34 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 2.5. Mòn fretting………………………………………………………. 35 2.5.1. Hiện tượng………………………………………………………… 35 2.5.2. Cơ chế mòn fretting………………………………………………. 35 2.5.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến mòn fretting…………………………. 36 2.6. Mòn do va chạm………………………………………………….. 36 2.6.1. Mòn do va chạm của hạt cứng (erosion)…………………………. 36 2.6.2. Mòn do va chạm của các vật rắn…………………………………. 36 2.7. Đánh giá ảnh hưởng của các dạng hao mòn ở chi tiết đầu ép…… 38 Chương 3. MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG MÀI MÒN ĐẦU ÉP…………. 40 3.1. Một số biện pháp kết cấu…………………………………………. 40 3.1.1. Nguyên tắc……………………………………………………....... 40 3.1.2. Chọn vật liệu chế tạo đầu ép……………………………………… 40 3.1.3. Phân tích kết cấu và tính công nghệ của đầu ép………………….. 45 3.2. Nhiệt luỵện chi tiết đầu ép………………………………………… 46 3.2.1. Yêu cầu chiều dầy lớp thấm tôi bề mặt đầu ép…………………… 46 3.2.2. Thời gian nung chi tiết đầu ép……………………………………. 46 3.2.3. Tôi chi tiết đầu ép………………………………………………… 48 3.3. Một giải pháp hỗ trợ tính ổn định khả năng làm việc của đầu ép… 50 3.4. Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn để kiểm tra bền và biến dạng của chi tiết đầu ép…………………………………………… 50 3.4.1. Giới thiệu phương pháp PTHH…………………………………… 50 3.4.2 Ứng dụng phần mềm Cosmos kiểm tra bền và biến dạng củe đầu ép….. 51 3.4.3 Một số kết luận và đề suất nghiên cứu chế tạo loại đầu ép cỡ lớn……… 52 Chương 4. LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐẦU ÉP 66 4.1. Xác định dạng sản xuất…………………………………………… 66 4.1.1. Xác định sản lượng cơ khí hàng năm Ni…………………………. 66 4.1.2. Xác định dạng sản xuất…………………………………………… 66 4.2. Xác định phương pháp chế tạo phôi………………………………. 66 4.3 Chọn chuẩn……………………………………………………….. 69 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 4.3.1. Chọn chuẩn thô ………………………………………………...... 69 4.3.2. Chọn chuẩn tinh………………………………………………....... 69 4.4. Trình tự nguyên công…………………………………………….. 70 4.4.1. Phương án gia công trên máy công cụ truyền thống……………… 70 4.4.2. Phương án gia công trên máy CNC………………………………. 72 4.4.3. Chọn phương án gia công và xác định trình tự nguyên công…...... 73 4.5. Sơ đồ nguyên công……………………………………………...... 74 4.6. Tính toán lượng dư………………………………………………. 76 4.7. Xác định chế độ cắt cho các nguyên công………………………… 81 4.8. Tính giá thành chi tiết đầu ép……………………………………... 87 Chương 5. THỰC NGHIỆM ĐỀ TÀI……………………………………………… 89 5.1. Chế tạo đầu ép……………………………………………………. 89 5.2. Đưa mẫu vào sản xuất thử………………………………………… 89 5.3. Đánh giá kết quả và kết luận hướng phát triển của đề tài………… 89 Phụ lục 1, Phụ lục 2, Phụ lục 3, Phụ lục 4,………………………. 91 Tài liệu tham khảo………………………………………………… 91 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÁ MÀI BA VIA VÀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÁ MÀI TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN ĐÁ MÀI HẢI DƯƠNG 1.1. Tổng quan về quá trình sản xuất đá mài ba via. 1.1.1. Tình hình sử dụng và sản xuất đá mài ba via. Trong ngành cơ khí kết cấu và chế tạo, đá mài ba via thường được sử dụng để mài phá các chi tiết, hạn chế cháy và nóng gây thay đổi hình dạng, kích thước của kết cấu - chi tiết gia công, ngoài ra còn được sử dụng để mài thô, bán tinh, các loại vật liệu có độ bền cao như thép các bon, thép hợp kim (thép không gỉ), gang cầu, đồng vàng... Đá mài đá ba via ngày nay càng được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, ngành sản xuất kết cấu thép, đóng tầu, ... Hiện nay nước ta mới sản xuất đáp ứng được 2,6 triệu sản phẩm/năm, đáp ứng được 47% nhu cầu thị trường tại Việt Nam, số còn lại nhập khẩu từ Hàn Quốc, Trung Quốc ... Để đáp ứng nhu cầu trong nước, năm 2002 Công ty CP đá mài Hải Dương đã nhập một dây truyền đồng bộ sản xuất loại sản phẩm này. Ngày nay, ngành sản xuất kết cấu thép, đóng tầu, ngành chế tạo máy đang phát triển, nhu cầu sử dụng đá mài ba via là rất lớn không những về số lượng, chủng loại mà còn là nhu cầu lớn đá mài có chất lượng cao. Việc đầu tư nhập khẩu những dây truyền sản xuất đá mài ba via hiện đại là cần thiết không những đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước mà còn hạ được giá thành đá. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất nảy sinh vần đề có một số phụ tùng phải thay thế thường xuyên và hiện nay Công ty phải chi một khoản ngoại tệ khá lớn cho việc nhập sản phẩm này. Hiện nay tại Công ty Cổ phần Đá mài Hải Dương, một đầu ép đá mài ba via cỡ f100 nhập khẩu từ Hàn Quốc ép được khoảng 11000 viên đá. Trong năm 2006 Công ty đã phải nhập khẩu 320 đầu ép của Hàn Quốc trị giá 21000USD (khoảng 65,5 USD ~ 1 050 000,đ/ 1 đầu ép). Các phụ tùng phải thay thế thường xuyên trong quá trình sản xuất đá mài ba via là chi tiết đầu ép và lõi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 1.1.2. Cấu trúc cơ học của vật liệu đá mài. Hình 1.4 giới thiệu thành phần, cấu trúc đá mài ba via, gồm: - A60+BF; A24+BF : Hỗn hợp hạt mài và chẩt kết dính. - Lưới thuỷ tinh. a. Hạt mài A: được ký hiệu theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB2476~83-83, A là ký hiệu loại hạt mài Corindon nâu (Brown fused Alumina). Đây là loại vật liệu kết tinh dạng AL2O3, trong đó có 89 ¸ 95% AL2O3, còn lại là các tạp chất có dạng Fe2O3, SiO2, TiO2 ..., độ cứng tế vi là 2100kG/mm2 đến 2350 kG/mm2. Đá mài dùng hạt mài Corindon nâu thường được dùng để mài thô, bán tinh, mài sắc các loại dụng cụ cắt và mài tinh các loại vật liệu có độ bền cao như thép các bon hợp kim (thép không gỉ), gang cầu, đồng vàng... trừ các loại thép cao tốc đã tôi, gang dẻo có tổ chức peclit, đồng thanh cứng. Hình 1.1. Đá mài ba via 100x6x16 do Công ty Cổ phần đá mài Hải Dương sản xuất + Độ hạt của hạt mài: là kích thước của hạt mài, ký hiệu 24, là loại hạt mài có kích thước hạt mài từ 0,63mm ¸ 0,8mm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 + Độ hạt của hạt nền: ký hiệu 60, hạt nền có kích thước hạt mài thường từ 0,25mm ¸ 0,315mm. Độ hạt của đá mài được biểu thị bằng kích thước thực tế của hạt mài. Tính năng cắt gọt của đá mài phụ thuộc vào kích thước hạt mài. Khi mài thô dùng loại hạt mài có kích thước lớn và ngược lại khi mài tinh dùng loại hạt mài có kích thước nhỏ. Với kích thước hạt mài 0,63mm ¸ 0,8mm thường được sử dụng để mài thô hoặc bán tinh các chi tiết máy. + Độ cứng của đá mài: Độ cứng của đá mài là khả năng chống lại sự bứt hạt mài ra khỏi bề mặt làm việc của đá dưới tác dụng của ngoại lực. Độ cứng của đá mài ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng của sản phẩm mài. Nếu chọn độ cứng không đúng, khả năng cắt gọt của đá bị hạn chế, nếu mềm quá thì mòn nhanh, hao phí đá nhiều, ngược lại nếu cứng quá dễ sinh ra cháy nứt ở bề mặt mài. Độ cứng của đá mài phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như phương pháp chế tạo (lực ép khi chế tạo đá mài, chế độ nung), mật độ của đá mài, kích thước hạt mài và thành phần chất dính kết quyết định. + Chất dính kết BF: là chất dính kết Bakelit – nhựa Fenol, bao gồm các thành phần sau: - Nhựa Fênol lỏng PF2550: 5% - Nhựa Fênol bột PF2893A: 18% - Chất độn Na3AlF6 : 6% Chất dính kết trong đá mài được dùng để giữ chặt hạt mài và chất độn trong dụng cụ. Chất độn tạo cho dụng cụ có cơ lý tính, tính công nghệ, yêu cầu sử dụng cần thiết. Chất dính kết ảnh hưởng đến phần nổi bề mặt làm việc của dụng cụ, độ mòn dụng cụ và độ nhám bề mặt gia công. Đá mài chất dính kết Bakelit có sức bền của trắc diện làm việc lớn, khi mài ít phát nhiệt, có độ bóng cao, lực mài lớn, tốc độ mài cao. Nhược điểm là không dùng nước làm nguội có tính kiềm hay axit, nếu sử dụng nước làm nguội có tính kiềm hay axit đá mòn nhanh và không để được lâu. + Mật độ của đá mài: là kết cấu bên trong của đá, tức là tỉ lệ giữa thể tích hạt mài với chất dính kết, khoảng trống (độ xốp). Mật độ của đá mài càng lớn thì khoảng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 cách giữa các hạt mài càng tăng. Vì vậy mật độ của đá mài càng lớn thì độ cứng đá mài càng lớn và ngược lại mật độ của đá mài càng bé thì độ cứng của đá mài càng nhỏ. + Lưới thuỷ tinh: giữa đá mài có lớp nhựa dạng sợi thuỷ tinh Phenol Fomandehit C6H5OH-(CH2- C6H5)n-CH2- C6H5OH, có tác dụng chống vỡ đá trong quá trình mài. 1.1.3. Các bước sản xuất đá mài ba via. QuÆng Broxit LuyÖn hå quang ®iÖn Lµm l¹nh Corindon côc NghiÒn vµ c¸n Sµng ph©n lo¹i Ng©m H2SO4 röa s¹ch SÊy H¹t mµi A24 H¹t nÒn A60 ChÊt dÝnh kÕt BF Hçn hîp A24 + BF Hçn hîp A24 + BF Khu«n Ðp Lø¬i thuû tinh Khu«n Ðp Khu«n Ðp B¹c lç 16 Nung Söa ®¸ KiÓm tra, d¸n m¸c, ®ãng gãi s¶n phÈm Hình 1.2. Sơ đồ quy trình sản xuất đá mài ba via Trên hình 1.2, mô tả quy trình sản xuất đá mài ba via từ khâu chế tạo hạt mài từ qụăng Boxit trong thiên nhiên. Quy trình sản xuất đá mài ba via được bắt đầu từ việc khai thác quặng Broxit tại mỏ Kinh Môn, quặng Broxit được đưa vào lò luyện hồ quang ở nhiệt độ 1450°C làm chảy quặng Boxit, sau đó làm lạnh, cho ra phôi Corindon cục. Corindon cục được nghiền nhỏ và phân cấp thành cỡ hạt của hạt nền và hạt mài và được sàng phân loại để được cỡ hạt đúng kích thước, sau đó rửa sạch bằng axit H2SO4 và nước, rồi sấy khô, được hạt Corindon nâu A24 và A60. Chất dính kết của đá mài ba via (có cả chất độn) là hỗn hợp nhựa Fênol lỏng PF2550 (5%), nhựa Fênol bột PF2893A (18%), và chất độn Nu3AlF6 (6%). Chất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 dính kết, chất độn và hạt mài (hoặc hạt nền) được trộn với nhau theo một tỷ lệ nhất định, là phần trăm khối lượng của chất dính kết và hạt mài (hoặc hạt nền) trong đá mài, thu được các hỗn hợp hạt mài A24+BF và hỗn hợp hạt nền A60+BF. Sau đó các hỗn hợp hạt mài và hỗn hợp hạt nền được đưa nên máy ép đá mài ba via, để tự động thực hiện quá trình ép tạo biên dạng của viên đá. Quá trình ép tạo biên dạng viên đá mài ba via được thực hiện tự động trên máy ép đá mài ba via với trình tự như sau: + Hỗn hợp hạt nền A60+BF được tự động đưa vào khuôn ép với tỷ lệ 32% khối lượng của viên đá, được gạt phẳng đều sau đó cho lưới thuỷ tinh (nhựa Phenol Fomandehit C6H5OH-(CH2- C6H5)n-CH2- C6H5OH.) chống vỡ đá vào khuôn và thực hiện quá trình ép lần đầu với áp lực ép 5 kG/cm2. + Hỗn hợp hạt mài A24+BF được đưa vào khuôn ép với tỷ lệ 33% khối lượng của viên đá, được gạt phẳng đều sau đó cho lưới thuỷ tinh (nhựa Phenol Fomandehit C6H5OH-(CH2- C6H5)n-CH2- C6H5OH.) chống vỡ đá vào khuôn và thực hiện quá trình ép lần thứ hai với áp lực ép 7 kG/cm2. + Hỗn hợp hạt mài A24+BF được đưa vào khuôn ép với tỷ lệ 35% khối lượng của viên đá, gạt phẳng đều sau đó cho bạc lỗ f16 vào khuôn và thực hiện quá trình ép lần cuối, bằng đầu ép đá mài ba via để tạo biên dạng đá, với áp lực ép 80 kG/cm2. Đá mài sau khi ép được kiểm tra các kích thước hình học bề mặt, được ép chặt trong khuôn nung và được nung thiêu kết trong lò điện, sau đó sửa đá, kiểm tra các thông số như: kích thước hình học, độ xốp, độ cháy đá…, rồi được dán mác sản phẩm, sau đó đóng gói và nhập kho kết thúc quy trình sản xuất đá. 1.2. Đặc điểm lớp vật liệu tiếp xúc với bề mặt làm việc của đầu ép. Quan sát trên hình 1.3 ta có thể hình dung ra được vị trí làm việc, điều kiện làm việc của chi tiết đầu ép, lõi và khuôn ép. Đầu ép đá mài ba via được lắp với một piston thuỷ lực, đường kính 100 mm để thực hiện quá trình ép từ trên xuống nhằm tạo ra biên dạng của đá mài và biên dạng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 của lỗ lắp đá mài. Thực tế tại Công ty đá mài Hải Dương đầu ép đá mài ba via làm việc trong một số các điều kiện đặc thù sau: - Đầu ép làm việc trong phòng kín có lắp điều hoà duy trì nhiệt độ ở 27°C, môi trường không khí tự nhiên, có ôxy là thành phần hoá học chủ yếu gây ăn mòn hoá học. Không có dòng điện trên bề mặt đầu ép và không có các chất gây điện phân. - Áp lực lớn nhất tác dụng lên bề mặt của đầu ép là 80 kG/cm2. - Bề mặt làm việc của đầu ép tác dụng trực tiếp lên lớp giấy bóng ninol, hạt mài, chất dính kết, chất độn, do hạt mài đã trộn với hỗn hợp chất dính kết và chất độn xuyên thủng qua lớp giấy ninol, tiếp xúc với bề mặt chi tiết đầu ép. Hình1.3. Ảnh chụp điều kiện làm việc của đầu ép Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 - Lớp giấy ninol: được sản xuất từ một loại nhựa Pôlivinyl clorua PVC (-CH2-CHCl-)n . Đây là loại nhựa nhiệt dẻo, có tính ổn định hoá học tốt, bền với các axit loãng và kiềm nồng độ 20%. Lớp giấy bóng nilol này ở nhiệt độ bình thường không phản ứng hoá học với kim loại và các ôxit kim loại. Do đó nó không gây biến dạng, ăn mòn hoá học hoặc ăn mòn điện phân với bề mặt chi tiết đầu ép. - Chất dính kết Bakelit: thành phần gồm nhựa lỏng PF2550 5% và nhựa bột PF2893A 18%. Hai loại nhựa này đều thuộc loại nhựa Phenol Fomandehit được trùng ngưng từ Phenol C6H5OH và Fomandehit CH2O, có cấu trúc mạng không gian C6H5OH-(CH2- C6H5)n-CH2- C6H5OH. Đây là loại nhựa nhiệt dẻo, có tính ổn định hoá học tốt, bền với các axit loãng và kiềm nồng độ 20%. Nhựa Phenol Fomandehit ở nhiệt độ bình thường không phản ứng hoá học với kim loại và ôxit kim loại. Do đó nó không gây biến dạng, ăn mòn hoá học hoặc ăn mòn điện phân với bề mặt chi tiết đầu ép. Líp giÊy bãng §Çu Ðp Hçn hîp A60+BF Hçn hîp A24+BF Lø¬i thuû tinh P Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 Hình 1.4. Sơ đồ ép - cấu trúc đá mài ba via - Chất độn Na3AlF6 (6%): Đây là một loại quặng criolit, tồn tại trong tự nhiên không cần điều chế, nóng chảy ở nhiệt độ 8000C. Ở nhiệt độ bình thường nó trơ về mặt hoá học, nó có độ cứng nhỏ. Trong đá mài, chất độn Na3AlF6 được sử dụng để hạ nhiệt độ nóng chảy trên bề mặt tế vi của hạt Corindun, làm cho trong quá trình mài các ôxit nhôm bật ra và điền đầy vào các vết xước trên bề mặt mài. - Hạt mài Corindun nâu (Brown fused Alumina). Đây là loại vật liệu kết tinh dạng AL2O3, trong đó có 95% AL2O3-a, còn lại là các tạp chất có dạng Fe2O3, SiO2, TiO2 ..., hạt mài có kích thước hạt nhỏ 0,63mm, và có độ cứng rất cao 2350kG/mm2. AL2O3-a là những tinh thể bao gồm những ion O2- gói ghém sít sao kiểu lục phương, trong đó hai phần ba lỗ trống bát diện được ion AL3+ chiếm. Nó không có màu và không tan trong nước. Nó tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng khoáng vật Corindun, vì thường chứa tạp chất Fe2O3, SiO2, TiO2 ..., nên Corindun có màu đục hoặc màu bẩn. Corindun nóng chảy ở 20720C, sôi ở 35000C. ở nhiệt độ thường Corindun rất trơ về mặt hoá học, nó không tan trong nước, dung dịch axit và dung dịch kiềm. Các hạt Corindun vỡ ra theo các mặt trượt của mạng tinh thể, chủ yếu tạo thành các mảnh vỡ hình lục phương với các góc giữa các mặt lớn hơn hoặc bằng 600. 1.3. Một số dạng mòn hỏng đầu ép. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 Hình1.5. Ảnh chụp dạng hỏng bề mặt đầu ép đá mài ba via Hình 1.6 - Ảnh chụp (mặt cắt ngang rãnh đồng tâm) bề mặt làm việc của đầu ép mòn tỷ lệ 1:50 Từ điều kiện làm việc của đầu ép ta có thể thấy, nguyên nhân chủ yếu gây hỏng đầu ép là do các cạnh sắc của hạt mài với áp lực lớn tác dụng trực tiếp lên bề mặt đầu ép, gây biến dạng dẻo bề mặt. Sau nhiều lần ép, sẽ gây ra quá trình dồn ép vật liệu tạo ra các mảnh mòn tách rời bề mặt đầu ép do cơ chế dính, cào xước hoặc nứt tách. Ngoài ra đầu ép có thể bị mòn do ô xy trong môi trường tự nhiên tiếp xúc với bề mặt của đầu ép gây ăn mòn hoá học. Do vậy, để nghiên cứu chế tạo, nâng cao chất lượng và tuổi thọ của đầu ép, cần phải ứng dụng lý thuyết về ma sát và mòn trong điều kiện làm việc của đầu ép, nhằm xác định nguyên nhân các dạng hỏng của đầu ép để đưa ra một quy trình công nghệ chế tạo hợp lý, kết hợp với các biện pháp công nghệ bề mặt là rất cần thiết. Nhằm nâng cao độ tin
Tài liệu liên quan