Máy mài là gì? Nguyên lý làm việc của nó là gì?

Máy mài là gì? Câu trả lời trực tiếp

A máy mài là một dụng cụ điện chính xác hoặc máy công nghiệp sử dụng bánh xe mài mòn - hoặc dụng cụ cắt mài mòn khác - để loại bỏ vật liệu khỏi phôi bằng cách mài mòn. Kết quả là một bề mặt được hoàn thiện tinh xảo, kích thước chính xác hoặc cạnh được mài sắc. Trong sản xuất, máy mài được phân loại là một loại máy công cụ phụ và chúng đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động hoàn thiện trong đó dung sai chặt chẽ đến mức ±0,001 mm (1 micron) được yêu cầu.

Không giống như tiện hoặc phay sử dụng các công cụ cắt có hình dạng xác định, quá trình mài phụ thuộc vào các hạt mài mòn - các hạt vật liệu cứng không đều như nhôm oxit, cacbua silic, boron nitrit khối (CBN) hoặc kim cương - liên kết với nhau thành một bánh xe. Mỗi hạt hoạt động như một lưỡi cắt nhỏ, không xác định. Điều này làm cho việc mài trở nên lý tưởng đối với các vật liệu cứng và công việc hoàn thiện siêu chính xác mà các dụng cụ cắt mềm hơn hoặc lớn hơn không thể đạt được.

Máy mài được tìm thấy trong hầu hết mọi môi trường sản xuất và chế tạo kim loại, từ sản xuất linh kiện ô tô đến kỹ thuật hàng không vũ trụ, chế tạo công cụ và khuôn dập, sản xuất vòng bi và chế tạo thiết bị y tế. Thị trường máy mài toàn cầu được định giá xấp xỉ 5,1 tỷ USD vào năm 2023 và tiếp tục phát triển do nhu cầu về các bộ phận chính xác trong các ngành công nghệ cao.

Nguyên lý làm việc của máy mài

Nguyên lý làm việc của máy mài dựa trên gia công mài mòn - loại bỏ vật liệu một cách cơ học thông qua ma sát và cắt vi mô bằng các hạt mài mòn. Hiểu rõ cách thức hoạt động của quy trình này một cách chi tiết giúp người vận hành tối ưu hóa hiệu suất mài và đạt được kết quả nhất quán.

Cơ chế cắt mài mòn

Khi bánh mài quay ở tốc độ cao - thường là giữa 1.500 và 3.000 vòng/phút cho máy mài bàn, hoặc lên đến Tốc độ bề mặt 60 m/s để mài sản xuất tốc độ cao - mỗi hạt mài mòn trên bề mặt bánh xe tiếp xúc ngắn với phôi. Trong quá trình tiếp xúc này, hạt cắt một mảnh nhỏ, cày nát vật liệu (gây biến dạng dẻo) hoặc trượt trên bề mặt (gây ra ma sát và nhiệt).

Tỷ lệ cắt, cày và trượt phụ thuộc vào nhiều yếu tố: kích thước hạt, độ cứng của bánh xe, độ cứng vật liệu phôi, độ sâu cắt và sự hiện diện của chất lỏng cắt (chất làm mát). Thiết lập mài được điều chỉnh tốt giúp tối đa hóa việc cắt và giảm thiểu việc cày và trượt, giúp cải thiện độ bóng bề mặt và giảm sự tích tụ nhiệt.

Tương tác bánh xe và phôi

Bánh mài và phôi di chuyển tương đối với nhau một cách có kiểm soát. Bánh xe quay ở tốc độ ngoại vi cao, trong khi phôi được giữ trong một vật cố định (mâm cặp, giữa các tâm hoặc trên bàn từ tính) và đưa vào bánh xe với tốc độ được kiểm soát. Tốc độ tiến dao này, kết hợp với độ sâu cắt, xác định tốc độ loại bỏ vật liệu (MRR) và chất lượng bề mặt thu được.

Ví dụ, trong quá trình mài bề mặt, phôi (thường là một bộ phận kim loại phẳng) được di chuyển qua lại bên dưới bánh xe quay trên bàn chuyển động tịnh tiến, với bánh xe được hạ thấp dần - thường chỉ bằng 0,005 đến 0,025 mm mỗi lần vượt qua - cho đến khi đạt được kích thước mong muốn. Trong mài hình trụ, phôi quay trên trục của chính nó trong khi bánh xe đồng thời quay và di chuyển dọc theo chiều dài phôi.

Đặc tính tự mài của bánh mài

Một trong những khía cạnh quan trọng và độc đáo nhất của hành vi của bánh mài là tự mài . Khi các hạt mài mòn trở nên xỉn màu trong quá trình sử dụng, lực mài tác dụng lên chúng sẽ tăng lên. Cuối cùng, các vết nứt của hạt (để lộ ra một cạnh sắc mới) hoặc liên kết giữ hạt bị đứt, giải phóng hạt xỉn màu và để lộ một hạt sắc mới bên dưới. Đây là lý do tại sao "cấp độ" (độ cứng) của đá mài lại quan trọng: bánh quá cứng sẽ giữ lại các hạt xỉn màu quá lâu (gây ra hiện tượng đóng băng và tích nhiệt), trong khi bánh quá mềm sẽ làm rơi các hạt sớm (gây mòn bánh nhanh).

Loại bánh xe chính xác phải phù hợp với vật liệu phôi. Các vật liệu cứng như thép công cụ cứng yêu cầu bánh xe có cấp độ mềm hơn (vì vậy các hạt dễ vỡ hơn), trong khi các vật liệu mềm như nhôm có thể cần bánh xe có cấp độ cứng hơn để tránh bánh xe bị mòn quá nhanh.

Vai trò của chất làm mát và quản lý nhiệt

Quá trình mài tạo ra nhiệt đáng kể do ma sát. Nhiệt độ ở khu vực nghiền có thể đạt tới trong giây lát 800°C đến 1.500°C trong những trường hợp cực đoan. Nếu không được làm mát thích hợp, lượng nhiệt này sẽ gây ra hư hỏng nhiệt cho phôi: cháy, nứt vi mô, ứng suất dư, thay đổi độ cứng bề mặt và độ không chính xác về kích thước. Chất lỏng cắt (chất làm mát) - thường là nhũ tương gốc nước hoặc chất lỏng tổng hợp - được bôi tại vùng mài để hấp thụ nhiệt, bôi trơn vùng tiếp xúc và loại bỏ phoi (kim loại mịn và các hạt mài mòn). Việc sử dụng chất làm mát thích hợp cũng quan trọng đối với chất lượng mài như việc lựa chọn bánh xe hoặc tốc độ tiến dao.

Các loại máy mài chính và ứng dụng của chúng

Không có máy mài phổ quát duy nhất. Các loại khác nhau được thiết kế và tối ưu hóa cho các yêu cầu về hình học, vật liệu và độ chính xác của phôi cụ thể. Dưới đây là bảng phân tích chi tiết về các loại phổ biến nhất:

Máy mài bề mặt

Máy mài bề mặt tạo ra bề mặt phẳng trên phôi. Cấu hình phổ biến nhất sử dụng trục xoay ngang với bánh mài ngoại vi và bàn làm việc chuyển động qua lại. Phôi thường được giữ trên mâm cặp từ tính. Máy mài bề mặt được sử dụng rộng rãi để hoàn thiện các tấm thép dụng cụ, đế khuôn, bàn trượt máy và bất kỳ bộ phận nào cần bề mặt tham chiếu phẳng, mịn. Dung sai độ phẳng của 0,002 đến 0,005 mm thường xuyên có thể đạt được.

Máy mài hình trụ

Máy mài hình trụ được sử dụng để mài các bề mặt bên ngoài hoặc bên trong của phôi hình trụ như trục, chốt, ống bọc và lỗ khoan. Trong mài trụ ngoài, phôi quay giữa các tâm hoặc trong mâm cặp và bánh xe di chuyển dọc theo chiều dài của nó. Mài trụ trong (mài ID) sử dụng một bánh xe nhỏ lắp vào lỗ khoan để mài bề mặt bên trong. Mài hình trụ là cần thiết để sản xuất ổ trục, thanh xi lanh thủy lực và trục chính xác - các bộ phận yêu cầu dung sai độ tròn của 0,001 mm trở xuống .

Máy mài vô tâm

Trong mài không tâm, phôi không được giữ giữa các tâm hoặc trong mâm cặp. Thay vào đó, nó được đỡ trên một lưỡi dao nghỉ và được điều khiển bằng một bánh xe điều chỉnh, trong khi bánh mài loại bỏ vật liệu. Thiết lập này cho phép mài liên tục, tự động các bộ phận hình trụ như thanh, ống và chốt với tốc độ sản xuất rất cao. Máy mài không tâm được sử dụng nhiều trong sản xuất ốc vít, linh kiện thủy lực và phụ tùng ô tô. Một máy mài không tâm duy nhất có thể xử lý hàng trăm bộ phận mỗi giờ với dung sai đường kính nhất quán.

Máy mài dụng cụ và dao cắt

Những máy chuyên dụng này mài các dụng cụ cắt như dao phay ngón, mũi khoan, dao doa, vòi và dao phay. Chúng có các thiết lập đa trục phức tạp và được tìm thấy trong các phòng dụng cụ và xưởng mài. Khả năng mài lại các dụng cụ cắt giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng của chúng một cách đáng kể — một máy nghiền ngón được mài lại đúng cách có thể sánh ngang với hiệu suất của một dụng cụ cắt mới với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ.

Máy mài để bàn

Máy mài bàn là loại máy đơn giản, nhỏ gọn được đặt trên bàn làm việc, có một hoặc hai bánh mài gắn trên một trục quay nằm ngang. Nó được sử dụng để mài thô, mài nhẵn, mài dụng cụ cầm tay và loại bỏ vật liệu nhẹ. Mặc dù không phải là một chiếc máy chính xác nhưng nó là một trong những máy mài phổ biến nhất được tìm thấy trong các xưởng, gara và cơ sở bảo trì trên toàn thế giới. Máy mài để bàn tiêu chuẩn thường chạy ở tốc độ 3.450 vòng/phút và sử dụng đường kính bánh xe từ 6 đến 8 inch.

Máy mài góc (Cầm tay)

Máy mài góc là một dụng cụ điện cầm tay được sử dụng để cắt, mài và đánh bóng kim loại, đá và các vật liệu khác. Đây là một trong những công cụ điện linh hoạt và được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng, chế tạo và gia công kim loại. Máy mài góc sử dụng bánh xe mài mòn dạng đĩa, đĩa cắt, đĩa nắp hoặc bàn chải dây và thường hoạt động ở tốc độ giữa 6.000 và 12.000 vòng/phút . Đường kính đĩa phổ biến là 4,5 inch (115 mm), 5 inch (125 mm) và 9 inch (230 mm).

Các thành phần chính của máy mài

Hiểu các bộ phận chính của máy mài giúp làm sáng tỏ cách thức máy đạt được độ chính xác và khả năng kiểm soát. Mặc dù cấu hình khác nhau tùy theo loại máy nhưng hầu hết các máy mài đều có chung các thành phần cốt lõi sau:

• Chân đế (Giường): Nền bằng gang nặng hoặc thép chế tạo hỗ trợ tất cả các bộ phận khác. Độ cứng và đặc tính giảm rung của nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hoàn thiện bề mặt. Đế cứng giúp giảm thiểu độ lệch dưới lực cắt.
• Bánh mài: Dụng cụ cắt chính, được làm bằng các hạt mài mòn được liên kết trong ma trận. Thông số kỹ thuật của bánh xe bao gồm loại mài mòn, kích thước hạt, cấp độ, cấu trúc và loại liên kết - tất cả đều được mã hóa trong hệ thống đánh dấu tiêu chuẩn hóa (ví dụ: A60-K5-V cho bánh xe oxit nhôm thủy tinh hóa).
• Bảo vệ bánh xe: Vỏ bảo vệ xung quanh bánh mài có chứa các mảnh vỡ trong trường hợp bánh mài bị vỡ. Đây là thành phần an toàn quan trọng và được yêu cầu bởi OSHA và các tiêu chuẩn an toàn khác.
• Trục chính: Trục quay dẫn động bánh mài. Vòng bi trục chính phải có chất lượng cao để giảm thiểu độ đảo, điều này sẽ trực tiếp làm giảm độ bóng bề mặt. Trục quay tốc độ cao trong máy mài CNC thường được dẫn động bằng động cơ tích hợp (tích hợp).
• Bàn làm việc: Bề mặt hoặc vật cố định giữ và nạp phôi. Trong máy mài bề mặt, bàn chuyển động qua lại theo chiều ngang. Trong máy mài hình trụ, bàn có thể di chuyển theo chiều dọc. Trong máy mài CNC, chuyển động của bàn được điều khiển bởi động cơ servo thông qua bộ điều khiển CNC.
• Thiết bị làm việc: Mâm cặp từ tính, tấm kẹp, tâm, mâm cặp hoặc đồ gá giữ phôi gia công chắc chắn trong quá trình mài. Việc lựa chọn gá kẹp phụ thuộc vào hình dạng phôi và vật liệu.
• Hệ thống thay đồ bánh xe: Một thiết bị (máy mài kim cương, máy mài quay hoặc cuộn trang điểm) được sử dụng để chỉnh và mài bánh mài - khôi phục hình dạng của nó, điều chỉnh sự mất cân bằng và để lộ các hạt mài mòn mới. Việc mài giũa thường xuyên là điều cần thiết để duy trì độ chính xác khi mài và ngăn ngừa hiện tượng cháy phôi.
• Hệ thống làm mát: Bể chứa, máy bơm, bộ lọc và vòi phun cung cấp chất làm mát cho vùng mài. Máy mài CNC hiện đại sử dụng hệ thống làm mát áp suất cao cung cấp chất lỏng ở tốc độ 10 đến 70 thanh để xuyên qua lớp không khí biên xung quanh bánh xe quay nhanh và đến vùng tiếp xúc mài thực tế.
• Bộ điều khiển CNC (trong máy mài CNC): Bộ điều khiển số máy tính quản lý tất cả các chuyển động của trục, tốc độ trục chính, tốc độ tiến dao, chu trình mài và đo trong quá trình. Máy mài CNC hiện đại có thể lưu trữ hàng trăm chương trình chi tiết và tích hợp với hệ thống tự động hóa nhà máy.

Giải thích thông số kỹ thuật của bánh mài

Bánh mài là trái tim của bất kỳ máy mài nào. Chọn sai bánh xe là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến kết quả kém - cháy, kêu lạch cạch, bánh xe mòn nhanh hoặc bề mặt hoàn thiện kém. Bánh mài được xác định bởi một hệ thống tiêu chuẩn hóa mã hóa năm đặc điểm chính:

1. Loại mài mòn: "A" = Nhôm oxit (đối với thép và kim loại màu), "C" = Silicon cacbua (đối với gang, kim loại màu, gốm sứ), "B" = CBN (đối với boron nitrit khối, đối với thép cứng), "D" = Kim cương (đối với cacbua và gốm sứ).
2. Kích thước hạt sạn: Một con số chỉ kích thước hạt mài mòn. Hạt thô (8–24) loại bỏ vật liệu nhanh chóng nhưng để lại bề mặt thô ráp. Grit trung bình (30–60) là loại có mục đích chung. Hạt mịn (70–220) tạo ra bề mặt nhẵn. Hạt mài rất mịn (240 ) được sử dụng để hoàn thiện siêu mịn.
3. Lớp (Độ cứng): Một chữ cái từ A (rất mềm) đến Z (rất cứng) biểu thị độ bền của liên kết giữ các hạt. Các loại mềm hơn được sử dụng cho các phôi cứng; cấp độ khó hơn cho phôi mềm.
4. Cấu trúc: Một số (1–15 ) biểu thị khoảng cách giữa các hạt mài mòn. Cấu trúc dày đặc (số lượng thấp) cắt hoàn thiện tốt. Cấu trúc mở (số cao) cho phép loại bỏ phoi và tốt hơn cho các vật liệu mềm hoặc dẻo.
5. Loại trái phiếu: "V" = Vitrified (phổ biến nhất, cứng, dùng để mài chính xác), "R" = Cao su (linh hoạt, dùng để điều chỉnh bánh xe và đánh bóng), "B" = Resinoid (để mài tốc độ cao và gia công thô), "E" = Shellac (để hoàn thiện mịn).

Như một ví dụ thực tế, một bánh xe được đánh dấu A46-L5-V là một bánh xe oxit nhôm, 46 grit (trung bình), loại L (cứng vừa phải), cấu trúc 5 (đặc vừa phải), liên kết thủy tinh hóa - một loại bánh xe đa năng điển hình để mài bề mặt thép.

Quá trình mài: Từng bước

Hiểu trình tự của hoạt động mài - không chỉ bản thân máy - là điều cần thiết để đạt được kết quả chất lượng cao, nhất quán. Đây là một trình tự điển hình để mài bề mặt chính xác:

1. Chuẩn bị phôi: Làm sạch bề mặt phôi và kiểm tra kích thước cho phép (lượng vật liệu còn lại để mài, thường là 0,1 đến 0,5 mm). Các gờ và các vết bất thường lớn cần được loại bỏ trước khi mài.
2. Lựa chọn và lắp đặt bánh xe: Chọn loại bánh xe, độ nhám và cấp độ thích hợp cho vật liệu và độ hoàn thiện được yêu cầu. Lắp bánh xe vào trục chính, tuân theo các thông số kỹ thuật về mặt bích và mô-men xoắn của nhà sản xuất. Không bao giờ vượt quá tốc độ vận hành tối đa được đánh dấu của bánh xe.
3. Cân bằng bánh xe: Cân bằng tĩnh hoặc động bánh xe được gắn để giảm độ rung, nếu không sẽ gây ra vết kêu trên bề mặt phôi.
4. Trang trí bánh xe: Chỉnh và mài bánh xe bằng máy mài kim cương hoặc dụng cụ mài quay để đảm bảo mặt bánh xe phẳng, tròn và có các hạt mài mòn sắc nét, hở.
5. Thiết lập phôi: Gắn phôi vào mâm cặp từ tính hoặc vật cố định. Đối với mâm cặp từ tính, đảm bảo phôi được khử từ hoặc được định hướng phù hợp so với từ trường để có lực giữ tối đa.
6. Cài đặt thông số: Đặt tốc độ tiến dao của bàn (thường là 5–25 m/phút để mài bề mặt), tiến dao chéo (0,5–3 mm mỗi lần vượt qua bàn) và tiến dao xuống (độ sâu cắt, 0,005–0,025 mm mỗi lần vượt qua để hoàn thiện, lên đến 0,1 mm đối với gia công thô).
7. Mài thô: Loại bỏ vật liệu rời với bước tiến nặng hơn và độ sâu cắt. Để lại 0,02–0,05 mm cho đường hoàn thiện.
8. Kết thúc quá trình mài: Giảm đáng kể độ sâu cắt, tăng lưu lượng chất làm mát và thực hiện một số đường chuyền "tia lửa" (các đường cắt không có bước tiến xuống) cho đến khi hết tia lửa điện. Điều này đảm bảo bánh xe đã phục hồi hoàn toàn khỏi độ lệch đàn hồi và bề mặt ở kích thước mong muốn.
9. Đo lường và kiểm tra: Tháo phôi và đo kích thước bằng micromet, thước đo chiều cao hoặc CMM. Kiểm tra độ nhám bề mặt bằng máy đo biên dạng nếu cần.

Các thông số hoàn thiện bề mặt trong mài

Một trong những lý do chính để chọn mài thay vì các quy trình gia công khác là bề mặt hoàn thiện đặc biệt mà nó có thể tạo ra. Độ hoàn thiện bề mặt được đo bằng các thông số như Ra (độ nhám trung bình số học), Rz (độ sâu độ nhám trung bình) và Rmax (chiều cao độ nhám tối đa). Đây là những gì mài có thể đạt được một cách thực tế:

• Mài thô: Ra 3,2–6,3 µm (tương đương với phay)
• Mài chính xác chung: Ra 0,8–1,6 µm
• Nghiền mịn: Ra 0,2–0,4 µm
• Quá trình hoàn thiện siêu mịn (mài/vát sau khi mài): Ra 0,025–0,1 µm

Để tham khảo, bề mặt trục quay tiêu chuẩn có Ra 1,6–3,2 µm. Một cuộc đua mang đất đến Ra 0,2 µm mịn hơn nhiều - mức độ hoàn thiện này rất quan trọng đối với vòng bi lăn, trục xoay chính xác và bề mặt bịt kín thủy lực. Hạt càng mịn và đường hoàn thiện càng nhẹ thì giá trị Ra có thể đạt được càng thấp.

Ưu điểm và hạn chế của máy mài

Ưu điểm

• Độ chính xác đặc biệt: Quá trình mài thường xuyên đạt được dung sai ±0,001 mm hoặc cao hơn, vượt xa những gì mà hầu hết các quy trình gia công khác có thể tạo ra một cách nhất quán.
• Khả năng gia công vật liệu cứng: Thép cứng (60 HRC), cacbua, gốm sứ và thủy tinh có thể được nghiền một cách hiệu quả. Hầu hết các dụng cụ cắt không thể gia công các vật liệu này.
• Bề mặt hoàn thiện vượt trội: Quá trình mài tạo ra các bề mặt mịn nhất so với bất kỳ quy trình gia công thông thường nào, giúp giảm ma sát, mài mòn và tiếng ồn trong các bộ phận tiếp xúc.
• Tính linh hoạt: Với bánh xe và thiết lập phù hợp, máy mài có thể tạo ra các bề mặt phẳng, hình trụ, hình nón, ren và phức tạp.
• Năng suất cao (mài vô tâm): Mài vô tâm có thể mài hàng trăm bộ phận mỗi giờ với độ chính xác ổn định, lý tưởng cho việc sản xuất khối lượng lớn.

Hạn chế

• Tốc độ loại bỏ vật liệu chậm: So với phay hoặc tiện, mài loại bỏ vật liệu chậm hơn. Nó không thích hợp làm quy trình gia công thô sơ cấp để loại bỏ vật liệu lớn.
• Sinh nhiệt: Nguy cơ hư hỏng phôi do nhiệt (cháy, mềm, ứng suất dư) đòi hỏi phải kiểm soát quá trình cẩn thận và đủ chất làm mát.
• Độ mòn và mài mòn của bánh xe: Bánh mài cần được mài mòn định kỳ để duy trì độ chính xác, điều này làm tăng thời gian chu trình và chi phí bánh mài.
• Những lo ngại về an toàn: Bánh mài bị vỡ ở tốc độ cao là mối nguy hiểm nghiêm trọng về an toàn. Việc kiểm tra, bảo vệ và tuân thủ tốc độ bánh xe đúng cách là bắt buộc.
• Chi phí: Máy mài chính xác, đặc biệt là máy mài trụ và mài bề mặt CNC có giá thành đắt tiền. Chi phí máy móc, dụng cụ (CBN và bánh xe kim cương) và quản lý chất làm mát làm tăng thêm chi phí vận hành.

Máy mài CNC: Tiêu chuẩn hiện đại

Sự chuyển đổi từ máy mài thủ công sang máy mài CNC (Điều khiển số máy tính) đã thay đổi hoạt động sản xuất chính xác trong ba thập kỷ qua. Ví dụ, một máy mài hình trụ CNC hiện đại có thể hoạt động với 5 đến 7 trục CNC đồng thời , tự động mài mòn bánh xe, thực hiện đo trong quá trình (đo kích thước phôi trong khi mài) và bù độ mòn của bánh xe trong thời gian thực - tất cả đều không có sự can thiệp của người vận hành.

Ưu điểm chính của máy mài CNC so với máy thủ công bao gồm:

• Độ lặp lại: Máy CNC có thể giữ cùng dung sai trên hàng nghìn bộ phận trong quá trình sản xuất mà không cần người vận hành điều chỉnh.
• Biên dạng phức tạp: Mài CNC có thể tạo ra các mặt cắt không tròn phức tạp (trục cam, trục khuỷu), mài ren và mài bánh răng mà không thể thực hiện được hoặc không thực tế bằng tay.
• Tích hợp tự động hóa: Máy mài CNC có thể được tích hợp với việc tải và dỡ các bộ phận bằng robot, giúp cho việc sản xuất không cần đèn (không cần người điều khiển) trở nên khả thi.
• Thu thập dữ liệu: Máy mài CNC hiện đại sẵn sàng cho Công nghiệp 4.0, thu thập dữ liệu quy trình (lực, nhiệt độ, tình trạng bánh xe) và kết nối với hệ thống thực hiện sản xuất (MES).

Các nhà sản xuất máy mài CNC lớn bao gồm STUDER (Thụy Sĩ), JUNKER (Đức), Okuma (Nhật Bản), ANCA (Úc) và United mài Group. Máy mài trụ CNC cao cấp của các nhà sản xuất này có thể có giá từ 150.000 USD đến trên 1.000.000 USD tùy thuộc vào quy mô, khả năng và mức độ tự động hóa.

Thực hành an toàn khi vận hành máy mài

Máy mài rất mạnh và có các bánh xe mài mòn quay nhanh, nếu sử dụng sai có thể gây thương tích nghiêm trọng. Tiêu chuẩn 29 CFR 1910.215 của Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Hoa Kỳ (OSHA) đặc biệt quản lý an toàn máy móc bánh xe mài mòn. Các biện pháp an toàn chính bao gồm:

• Kiểm tra vòng trước khi lắp: Chạm vào đá mài bằng một vật phi kim loại trước khi lắp. Một tiếng chuông rõ ràng cho biết bánh xe đang hoạt động tốt; một tiếng uỵch buồn tẻ gợi ý những vết nứt. Không bao giờ sử dụng bánh xe bị nứt.
• Không bao giờ vượt quá RPM tối đa: Mỗi bánh mài đều được đánh dấu tốc độ vận hành tối đa. Vượt quá nó có thể gây ra sự tan rã bánh xe thảm khốc. Luôn kiểm tra tốc độ trục chính trước khi lắp bánh xe.
• Luôn sử dụng tấm chắn bánh xe: Các tấm chắn phải được lắp đặt và điều chỉnh đúng cách. Tiêu chuẩn OSHA yêu cầu tấm chắn phải bao bọc ít nhất 270 độ chu vi bánh xe.
• Thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE): Kính an toàn hoặc tấm che mặt, thiết bị bảo vệ thính giác (tiếng ồn mài thường vượt quá 85 dB) và găng tay thích hợp (để xử lý bánh xe, không phải khi vận hành trên các bộ phận quay).
• Quản lý nước làm mát: Giữ hệ thống làm mát sạch sẽ để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn. Có thể cần phải hút sương để tránh hít phải các sol khí làm mát có chứa các hạt kim loại mịn.
• Bảo quản bánh xe đúng cách: Bảo quản đá mài ở môi trường khô ráo, ổn định nhiệt độ trên giá đỡ có đệm. Bánh xe thủy tinh dễ vỡ và không được phép rơi hoặc bị sốc nhiệt.

Mài so với các quy trình gia công khác: Khi nào nên chọn mài

Mài không phải lúc nào cũng là lựa chọn đúng đắn. Biết khi nào nên xay và khi nào nên sử dụng các quy trình khác là một phần của việc lập kế hoạch quy trình sản xuất tốt.

Chọn mài khi phôi đã cứng (HRC 50), khi yêu cầu về độ bóng bề mặt là Ra 0,8 µm hoặc cao hơn, khi dung sai kích thước nhỏ hơn ±0,01 mm hoặc khi vật liệu (cacbua, gốm) không thể gia công bằng các dụng cụ cắt thông thường. Đối với các vật liệu mềm có dung sai thoải mái, tiện hoặc phay sẽ tiết kiệm chi phí hơn.

Ứng dụng công nghiệp của máy mài

Máy mài được nhúng sâu vào việc sản xuất các bộ phận chính xác trong hầu hết mọi ngành công nghệ cao. Dưới đây là một cái nhìn về nơi mài quan trọng nhất:

• Công nghiệp ô tô: Trục cam, trục khuỷu, trục truyền động, chốt piston, đĩa phanh và đế van đều được nối đất với dung sai chặt chẽ. Một chiếc ô tô hiện đại có chứa hàng trăm bộ phận kim loại được mài.
• Hàng không vũ trụ: Các dạng gốc cánh tuabin, các bộ phận của thiết bị hạ cánh, trục động cơ máy bay và giá đỡ kết cấu thường yêu cầu mài để đạt được sự kết hợp giữa dung sai chặt chẽ và bề mặt nhẵn cần thiết để chống mỏi và chứng nhận an toàn.
• Sản xuất vòng bi: Vòng bi lăn — bộ phận được sản xuất hàng loạt có độ chính xác cao nhất trong công nghiệp — gần như phụ thuộc hoàn toàn vào quá trình mài cho các vòng đua bên trong, vòng đua bên ngoài và các con lăn. Độ tròn và độ hoàn thiện bề mặt của các rãnh vòng bi phải được giữ ở mức dưới micron.
• Thiết bị y tế: Cấy ghép chỉnh hình (thay khớp háng và đầu gối), dụng cụ phẫu thuật và dụng cụ nha khoa được mài để đạt được độ hoàn thiện bề mặt tương thích sinh học và kích thước chính xác.
• Sản xuất thiết bị điện tử và chất bán dẫn: Nghiền nền tấm bán dẫn silicon (làm mỏng tấm bán dẫn từ ~750 µm xuống còn 50–150 µm) và mài chính xác các chất nền linh kiện điện tử là những ứng dụng mài chuyên dụng quan trọng đối với sản xuất chất bán dẫn.
• Chế tạo dụng cụ và khuôn dập: Đục lỗ, khuôn dập, khuôn và dụng cụ cắt được mài để tạo hình và mài sắc bằng cách mài. Máy mài phòng dụng cụ là một trong những máy quan trọng nhất trong bất kỳ cửa hàng dụng cụ chính xác nào.