Ảnh hưởng của chế độ công nghệ khi sửa đá đến chất lượng bề mặt chi tiết khi mài tròn ngoài thép không rỉ SUS 304

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  | 42 
ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ KHI SỬA ĐÁ ĐẾN CHẤT LƯỢNG 
BỀ MẶT CHI TIẾT KHI MÀI TRÒN NGOÀI THÉP KHÔNG RỈ SUS 304 
Trần Minh Đức1*, Đỗ Mạnh Cường1, Ngô Kiên Dương2 
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên, 
 Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội 
TÓM TẮT 
Việc gia công tinh các loại thép không rỉ bằng phương pháp mài là tương đối khó khăn do loại vật 
liệu này độ bền, độ dẻo dai, tính chống mài mòn cao. Biến dạng dẻo bề mặt gia công lớn, sự dính 
bám của phoi lên hạt mài, lên chất dính kết tăng là các nguyên nhân chính làm tăng ma sát trong 
vùng cắt, tăng lực cắt.v.v. do đó làm giảm hiệu quả Kinh tế - Kỹ thuật của nguyên công mài. Bài 
báo này giới thiệu một giải pháp công nghệ nhằm làm hạn chế biến dạng dẻo bề mặt gia công bằng 
cách lựa chọn chế độ công nghệ sửa đá hợp lý. Kết quả nghiên cứu cho thấy để nâng cao chất 
lượng bề mặt khi mài các loại thép này nên chọn chiều sâu cắt tsđ nhỏ hợp lý, lượng chạy dao dọc 
khi sửa đá Ssđ lớn. 
Từ khóa: Mài, Sửa đá mài. 
 MỞ ĐẦU 
Các loại thép không rỉ được sử dụng khá phổ 
biến để chế tạo các chi tiết máy, các thiết bị 
làm việc ở môi trường ăn mòn cao trong các 
ngành công nghiệp như hóa chất, tàu biển, 
dược phẩm, các sản phẩm dân dụng.v.v. Các 
loại thép không rỉ nói chung có hàm lượng C 
thấp, các thành phần hợp kim khác như Cr, 
Ni, Mn.v.v. cao nên các loại thép này thường 
có độ cứng thấp, độ bền, độ dẻo dai và tính 
chống mòn cao. Việc gia công tinh các loại 
thép không rỉ bằng phương pháp mài là tương 
đối khó khăn. Do độ bền, độ dẻo dai cao nên 
trong quá trình mài biến dạng dẻo bề mặt gia 
công lớn, sự dính bám của phoi lên hạt mài, 
chất dính kết tăng do đó sẽ làm tăng ma sát 
trong vùng cắt, tăng lực cắt, nhiệt cắt. Hậu 
quả là làm tăng độ mòn của đá, giảm chất 
lượng bề mặt chi tiết gia công.v.v. [2, 5]. 
Để nâng cao chất lượng bề mặt gia công, 
nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật của quá 
trình mài các loại thép không rỉ thì phải tìm 
được các giải pháp công nghệ nhằm làm giảm 
biến dạng dẻo bề mặt, tạo khả năng thoát phoi 
tốt, hạn chế sự dính bám của phoi lên bề mặt 
đá mài.v.v. Các giải pháp công nghệ có thể là 
lựa chọn thông số đá mài (độ cứng, độ hạt, 
 Tel: 0913386030, Email: phongdaotao.DTK@moet.edu.vn 
cấp cấu trúc .v.v.), chọn chế độ trơn nguội, 
chế độ công nghệ sửa đá, chế độ cắt.v.v. hợp 
lý [2,3,4]. 
Với mục đích trên, nhóm tác giả chọn giải 
pháp công nghệ là nghiên cứu lựa chọn chế 
độ công nghệ sửa đá nhằm tạo nên các thông 
số hình học trên các lưỡi cắt hợp lý, tạo 
không gian chứa phối hợp lý do đó sẽ nâng 
cao được chất lượng bề mặt gia công. 
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM 
Trang thiết bị thí nghiệm 
Máy: 3Б153. 
Đá mài: Cn 40 G - 400.50.203 .35m/s do nhà 
máy đá mài Hải Dương sản xuất. 
Vật liệu gia công: Thép không rỉ SUS 304 
thường hóa. Độ cứng HB = 180 – 220. 
Kích thước phần gia công của phôi: 50 mm; 
L=180 mm. 
Dụng cụ sửa đá: Bút chì kim cương 88-C6- 
8960 do CHLB Nga sản xuất. 
Thiết bị chụp cấu trúc bề mặt: kính hiển vi 
điện tử quét JSM 6490 - Nhật Bản. 
 Máy đo nhám bề mặt: SJ 201 - Mitutoyo - 
Nhật Bản. 
Chế độ công nghệ 
Mài tròn ngoài có tâm chạy dao dọc. 
Trần Minh Đức và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 74(12): 42 - 45 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  | 43 
Chế độ cắt: dV =35m/s; ctn =160v/p , dS
=1m/p , nS =0.01mm/htđ . 
Chế độ trơn nguội: Dung dịch dầu Damus 
5%, lưu lượng 25l/ph. 
Chế độ sửa đá: Vd = 35m/s; Thay đổi lượng 
chạy dao khi sửa đá Ssđ và chiều sâu cắt khi 
sửa đá tsđ theo sơ đồ quy hoạch thực nghiệm 
và ma trận thí nghiệm như hình 1. 
Quá trình thí nghiệm 
Tại mỗi điểm thí nghiệm, sau khi sửa đá với 
chế độ công nghệ sửa đá như bảng 1, gá đặt 
chi tiết và mài với chế độ cắt không đổi. Đo 
nhám bề mặt Ra và chụp ảnh SEM bề mặt chi 
tiết gia công. 
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
Kết quả 
Kết quả đo nhám bề mặt Ra trình bày ở bảng 
1; ảnh SEM bề mặt chi tiết gia công trình bày 
ở hình 3. 
Sử dụng phần mền Matlab R11 xử lý số liệu 
thí nghiệm cho kết quả quan hệ giữa nhám bề 
mặt Ra với Ssđ và tsđ theo hàm thực nghiệm Ra 
= 1,778
0,2582 0,0151
sd sds t
(*); đồ thị quan hệ giữa 
nhám bề mặt Ra với Ssđ và tsđ như hình 2. 
Thảo luận kết quả 
Từ hàm (*), ảnh SEM hình 2 và đồ thị hình 3 
cho thấy: 
- Ảnh hưởng chiều sâu cắt khi sửa đá tsđ đến biến 
dạng dẻo và nhám bề mặt là không đáng kể. 
Nguyên nhân: Khi tăng tsđ sẽ làm tăng chiều 
cao nhấp nhô ban đầu của đá mài Rstt, tăng 
chiều cao ban đầu h0 của đá, đặc điểm này 
làm cho kết cấu phần cắt của các hạt mài kém 
bền vững. Trong giai đoạn mòn ban đầu của 
đá, do vật liệu gia công có độ dẻo, độ bền cao 
nên ma sát trong vùng gia công lớn, lực cắt 
lớn. Dưới tác dụng của tải trọng này, các lưỡi 
cắt sẽ tự bị vỡ để trở về trạng thái bền vững 
nhất, tức là trở về trạng thái có Rstt nhỏ; chiều 
cao của lưỡi cắt ha giảm. 
Trạng thái này cũng chính là trạng thái đạt 
được khi sửa đá có tsđ hợp lý [1, 2]. Quan sát 
và so sánh ảnh SEM các cặp điểm P2, P3; cặp 
điểm P1, P4; cặp điểm P5, P6 cho thấy trong 
miền khảo sát nên chọn tsđ có giá trị trung 
bình (tsđ = 0,01 mm/htđ). 
Hình 1. Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm và ma trận thí nghiệm 
Bảng 1. Kết quả đo nhám bề mặt Ra 
Điểm TN P1 P2 P3 P4 P5 P6 P6 P6 
Ra 1,55 1,62 1,70 1,45 1,40 1,35 1,38 1,35 
Trần Minh Đức và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 74(12): 42 - 45 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  | 44 
Hình 2. Ảnh hưởng của chế độ công nghệ sửa đá đến nhám bề mặt khi mài thép SUS 304 
Hình 3. Ảnh SEM bề mặt chi tiết tại các điểm thí nghiệm 
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0.005
0.01
0.015
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
Luong chay dao doc S(m/ph)
Quan he giua Ra voi Ssd,tsd
Chieu sau cat t(mm/htd)
N
h
a
m
 b
e
 m
a
t 
R
a
Trần Minh Đức và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 74(12): 42 - 45 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  | 45 
- Lượng chạy dao dọc khi sửa đá Ssđ ảnh 
hưởng rất lớn đến chất lượng bề mặt gia công. 
+ Tại các điểm P2; P3 (Ssđ = 1 m/p) biến dạng 
dẻo bề mặt và nhám bề mặt Ra lớn nhất. Hiện 
tượng lớp kim loại bề mặt bị biến dạng dẻo, 
bị dồn ép sang hai phía của lưỡi cắt nên đã tạo 
ra các giải kim loại bị vun đống chạy song 
song với phương vận tốc cắt. Ngoài ra hiện 
tượng vật liệu bị “vun đống” trên bề mặt rất 
rõ nét. 
Nguyên nhân: Do sửa đá với Ssđ nhỏ làm tăng 
mật độ lưỡi cắt tĩnh St, độ sắc nhọn của lưỡi 
cắt giảm (bán kính lưỡi cắt tăng), chỉ tiêu 
làm cùn lưỡi cắt t tăng, chiều cao của lưỡi 
cắt ha giảm [1,2,5]. Kết quả là làm cho tính 
cắt của đá giảm, thể tích không gian chứa 
phoi giảm, bề mặt đá bằng phẳng hơn nên làm 
ma sát giữa hạt mài, chất dính kết với bề mặt 
gia công tăng, lực cắt tăng, biến dạng dẻo bề 
mặt tăng. 
+ Tại các điểm P5; P6 (Ssđ = 2 m/p) biến dạng 
dẻo bề mặt và nhám bề mặt Ra đạt được là tốt 
nhất. Bề mặt chi tiết gia công “bằng phẳng” 
hơn, hiện tượng vật liệu bị biến dạng, dồn nén 
và “vón cục” trên bề mặt giảm đi rõ rệt, đặc 
biệt là điểm P6. 
Nguyên nhân: Khi sửa đá với Ssđ lớn sẽ làm 
mật độ lưỡi cắt tĩnh St giảm, độ sắc nhọn của 
lưỡi cắt tăng (bán kính lưỡi cắt giảm), chỉ 
tiêu làm cùn lưỡi cắt t giảm, thể tích không 
giam chứa phoi tăng [1,2,5]. Kết quả là làm 
cho tính cắt của đá tăng, ma sát giữa hạt mài, 
chất dính kết với bề mặt gia công giảm, lực 
cắt giảm, biến dạng dẻo bề mặt giảm. 
KẾT LUẬN CHUNG 
Khi mài các loại thép không rỉ, là loại thép có 
độ cứng không cao nhưng độ bền, độ dẻo và 
tính chống mài mòn cao thì nên chọn chiều 
sâu cắt tsđ nhỏ hợp lý, lượng chạy dao dọc khi 
sửa đá Ssđ lớn. Đây chính là đặc điểm khác 
biệt lớn nhất khi chọn chế độ công nghệ sửa 
đá để mài thép không rỉ so với các loại thép 
thông thường khác [1,2]. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Trần Minh Đức(2010) “Ảnh hưởng của chế độ 
công nghệ sửa đá đến tính cắt của đá mài„; Tạp 
chí Khoa học & Công nghệ Đại học Thái Nguyên. 
Tập 64 Số 2/2010 
[2]. S.Malkin; Grinding Technology - Theory and 
Applications of Machining With Abrasives; First 
published by ELLIS HORWOOD LIMITED, 
West Sussex, England 1989 
[3]. Andrzej Golabczak, Tomasz Koziarski; 
Assessment method of cutting ability of grinding 
wheels; International Journal of Machine Tools & 
Manufacture 45; pp1– 5(2005). 
[4]. T.J.Choi, N.Subrahmanya, H.li, Y.C.Shin; 
Generalized practical models of cylindrical 
plunge grinding processes; International Journal 
of Machine Tools & Manufacture 48; pp 61 – 
27(2008). 
[5]. Rolf Reinhold, Schleifen-Gr.undlagen und 
Intensivierung; Berlin 1998. 
SUMMARY 
EFFECT OF WHEEL DRESSING PARAMETERS ON SURFACE QUALITIES 
WHEN EXTERNAL GRINDING STAILESS STEEL SUS 304 
Tran Minh Duc1 , Do Manh Cuong1, Ngo Kien Duong2
1Thai Nguyen University of Technology, Vocational College of Industry Hanoi 
The processing of grinding stainless steel is relatively difficult because of the material strength, the toughness 
and the high abrasion resistance. Large plastic deformation processing of the machining surfaces, the particles 
stick of the chip to the grinding wheel is the main cause of the increase of the friction force in the cutting area as 
wel as the increse of the cutting power etc. and therefore reducing the economic - technique efficiency. This 
paper introduces a technological solution to limit the surface plastic deformation process by selecting the 
appropriate dressing regime. From the results of the study, it can be noted that for improving the surface quality 
when grinding this steel the grinding depth tsd should be chosen reasonably small and the feed speed when 
dressing grinding wheel ssd shoud be large. 
Trần Minh Đức và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 74(12): 42 - 45 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  | 46