CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CẮT GỌT là gì ? Câu hỏi Công Nghệ Chế Tạo Máy

CHƯƠNG 7

 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CẮT GỌT

Các phương pháp gia công cắt gọt là gì? Đó là các phương pháp gia công cơ thực hiện cắt gọt chi tiết bằng nhiều phương pháp khác nhau ví dụ như: tiện, phay, bào, mài, xọc …..

Dựa theo tính chất của dụng cụ cắt người ta chia các phương pháp gia công cắt gọt chính thành hai nhóm sau đây:

-         Bằng dụng cụ với lưỡi cắt có hình dạng hình học xác định.

-         Bằng dụng cụ với lưỡi cắt có hình dạng hình học không xác định.

A .  CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CẮT GỌT BẰNG DỤNG CỤ VỚI LƯỠI CẮT CÓ HÌNH DẠNG HÌNH HỌC XÁC ĐỊNH

7.1 -  PHƯƠNG PHÁP TIỆN:

Tiện là phương pháp gia công cắt gọt được thực hiện nhờ chuyển động chính thường là của phôi quay tròn tạo thành chuyển động cắt v_c, kết hợp với chuyển động tịnh tiến của bàn dao ( gồm có tiến dao dọc và tiến dao ngang) hình 7.1

Khi tiện trơn thì dao tiến ngang S_ng = 0, còn dao tiến dọc S_d khác không, khi tiện cắt đứt hoặc tiện mặt đầu thì S_d = 0 còn S_ng khác không.

7.1.1 -  Khả Năng Công Nghệ Của Tiện:

  a)  Khả năng tạo hình:

Tiện có thể gia công được nhiều loại bề mặt khác nhau như các mặt tròn xoay trong và ngoài, các loại ren, các bề mặt côn, các mặt định hình vv …(hình 7.1).

Hình 7.1:  khả năng công nghệ tạo hình của phương pháp tiện.

a) Tiện mặt ngoài. b) Tiện lỗ.  c) Tiện mặt đầu.  d) Tiện cắt đứt.

e) tiện ren ngoài.  f) Tiện ren trong.   g) Tiện côn ngoài.  h) Tiện côn trong

i) Tiện định hình.

 

b)  Khả năng đạt độ chính xác khi tiện:

 Độ chính xác của nguyên công tiện phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau:

-         Độ chính xác của máy bao gồm: Độ đảo trục chính, độ song song của sống trượt với đường tâm trục chính., độ đồng tâm giữa tâm ụ động và tâm trục chính, …

-         Tình trạng của dao cụ cắt.

-         Trình độ tay nghề của công nhân.

Khi gia công trên máy tiện CNC chất lượng nguyên công ít phụ thuộc vào trình độ kỹ năng kỹ xảo của người thợ so với khi gia công trên máy vạn năng.

Độ chính xác khi gia công mặt đầu và mặt trụ trên máy tiện cho ở bảng 7.1

Bảng 7.1 độ chính xác mặt đầu và mặt trụ khi gia công trên máy tiện

 

Dạng bề mặt gia công	độ chính xác kích thước(TCVN)	Chiều cao nhấp nhô()
		Rz	Ra
-Tiện ngoài Thô Bán tinh Tinh Tiện mỏng -Khoan: -Khoét: Thô Bán tinh Tinh -Doa: Thô Tinh Mỏng -Tiện trong: Thô Bán tinh Tinh Mỏng -Xén mặt đầu: Thô Tinh Mỏng	13-12 11-9 8-7 7-6 12-11   12-11 11 9-8   9-8 7-6 6   13-12 11-10 9-7 6   12 11 8-7	80 40-20 - - 40-20   40 20 -   - - -   80-40 40-20 - -   40 20 -	- - 2,5 1,25-0,63 -   - - 2,5   2,5-1,25 0,63-032 0,16   - - 2,5-,063 0,32-0,08   - - 2,5-1,25

Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đồng tâm giữa các bậc trục, độ đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài phụ thuộc vào phương pháp gá đặt phôi, độ chính xác của máy và có thể đạt được đọ chính xác 0,01 mm.

Khi tiện ren độ chính xác có thể đạt cấp 7, R_a = 2,5 – 1,25

7.1.2 -  Năng Suất Và Chi Phí Gia Công Khi Tiện:

Năng suất và chi phí gia công khi tiện phụ thuộc vào các điều kiện gia công cụ thể như độ cứng vững của hệ thống công nghệ, vật liệu phôi, hình dạng kích thước phôi, vật liệu dao, kết cấu của bộ phận cắt của dao, chế độ cắt, công nghệ trơn nguội, trình độ tay nghề của công nhân, yêu cầu kỹ thuật của nguyên công…

Lựa chọn chế độ cắt kinh tế khi tiện.

Nếu gọi Q là thể tích phoi được cắt đi trong một đơn vị thời gian ta có:

Q = A.v = t.s.v ( mm³/ giây hoặc mmm³/ph)

Trong đó: A = s.t là tiết diện ngang của phoi (mm²).

                  v là vận tốc trung bình (mm/ph hoặc mm/giây).

Khi thay đổi chế độ cắt thì lực cắt F_c, lực cắt đơn vị K_c và công suất cắt P_c cũng thay đổi.

- khi tăng chiều sâu cắt dẫn tới lực cắt và công suất cắt tăng mạnh trong khi đó nhiệt độ ở lưỡi cắt, lực cắt đơn vị Kc vá lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt ( ví dụ lượng mài mòn trên một đơn vị chiều dài của lưỡi cắt) không tăng.

- Tăng bước tiến dao dẫn tới lực cắt, công suất cắt, nhiệt độ trên lưỡi cắt tăng do đó lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt và lực cắt đơn vị giảm nhẹ.

- Tăng tốc độ cắt dẫn tới tăng công suất cắt và nhiệt độ ở lưỡi cắt, do đó tăng lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt mặc dù lực cắt và lực cắt đơn vị giảm nhẹ.

Như vậy muốn chọn chế độ cắt kinh tế phải giải bài toán tối ưu khi tiện trong điều kiện gia công cụ thể.

Trong trường hợp chưa có điều kiện giải bài toán tối ưu khi tiện có thể sử dụng các thông tin kinh nghiệm sau đây;

- khi tiện thô  nên chọn t,s lớn để giảm số lần cắt và thời gian cơ bản t₀ và nâng cao năng suất cắt.

-  Khi tiện tinh nên chọn t sao cho nhiệt cắt không quá lớn ảnh hưởng tới chất lượng và độ chính xác gia công, chọn s theo quan điểm đảm bảo độ nhám bề mặt nhưng không quá nhỏ gây ra hiện tượng trượt và rung động ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất gia công.

- Khi tiện tinh mỏng nên dùng dao kim cương và dao hợp kim cứng hoặc dao chế tạo từ vật liệu CBN (cacbit bo nitrit có cấu trúc mạng tinh thể lập phương thể tâm) được mài đúng tiêu chuẩn, chọn bước tiến s và chiều sâu cắt t nhỏ, tốc độ cắt v lớn.

Ví dụ, khi tiện tinh các kim loại đen chọn s = 0,01- 0,02 mm/vòng; t = 0,05 – 0.3 mm; v = 120 – 130 m/ph, với kim loại màu v = 1000 m/ph.

Khi tiện tinh mỏng có thề đật độ chính xác cấp 5, R_z = 1,6.

Muốn đạt độ chính xác cao có thể cắt bằng 2 lần chuyển dao trên cùng một lần gá với 1 dao hoặc cắt bằng một lần chuyển dao nếu dùng 2 dao gá so le sẽ nâng cao năng suất mà vẫn đảm bảo chất lượng với lượng dư:

     Z_b2  = Z_b0

Trong đó: Z_b0 = 0,3 – 0,4 mm.

Khi tiện tinh mỏng cũng như khi gia công thô cần dùng dung dịch trơn nguội để giảm nhiệt độ ở vùng cắt, giảm ma sát, giảm mài mòn của dụng cụ, do đó nâng cao năng xuất và độ chính xác gia công. Thành phần của dung dịch trơn nguội, chế độ công nghệ và phương pháp tưới dung dịch trơn nguội phụ thuộc vào thành phần của vật liệu gia công và vật liệu làm dao.

7.1.3 - Các Biện Pháp Công Nghệ Khi Tiện:

1) Các biện pháp gá đặt chi tiết khi tiện:

Chọn chuẩn và phương pháp gá đặt hợp lý chẳng những góp phần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công mà còn giúp cho việc thiết kế đồ gá đơn giản, dễ thao tác, có thể gia công nhiều bề mặt cùng lúc giảm thời gian gia công cơ bản T₀, giảm thời gian phụT_ph và thời gian chuẩn bị kết thúc T_cbkt góp phần nâng cao năng suất và hạ giá thành.

Việc chọn chuẩn công nghệ khi tiện phụ thuộc vào vị trí mặt cần gia công, hình dạng kích thước chi tiết và độ chính xác yêu cầu.

Khi gia công mặt ngoài thì chuẩn có thể là mặt ngoài, mặt ngoài kết hợp với mặt đầu, 2 lỗ tâm, hoặc lỗ kết hợp với mặt đầu.

Khi gia công mặt trong thì chuẩn là mặt ngoài hoặc mặt ngoài kết hợp với mặt đầu.

Khi gia công chi tiết dạng hộp hoặc dạng càng người ta thường chọn chuẩn là mặt phẳng đáy kết hợp với 2 lỗ vuông góc với mặt phẳng đáy.

Tùy theo chọn chuẩn mà ta có thể có một số cách gá đặt như sau:

Hình 7.2: các phương pháp gá đặt khi tiện.

Mối tương quan giữa đường kính và chiều dài của phôi có ảnh hưởng rất lớn tới sự ổn định của chi tiết khi gá đặt. ( bảng 7.3)

Bảng 7.2:  sự ổn định khi gá đặt chi tiết trên máy tiện.

 

Kiểu gá đặt	ổn định	Kém ổn định	Không ổn định
Gá trên 2 mũi tâm	L6.d với d>60mm	L = (6…12).d với d<60	L 12.d
Gá trên mâm cặp	L d	L = (1…2).d	L> 2.

 

Với các chi tiết có chiều dài L>d sẽ gây ra mất ổn định khi cắt, trong trường hợp đó người ta phải sử dụng luynet để tăng độ cứng vững của chi tiết gia công.

Hình 7.3:  các loại luynet và cách gá chúng.

Các loại luynet;

-  Luynet tĩnh. Được gá cố định trên băng máy có độ cứng vững cao, nhưng phải yêu cầu điều chỉnh các vấu luynet chính xác, phần bề mặt phôi tiếp xúc với vấu luynet phải được gia công sao cho dồng tâm với đường tâm của 2 lỗ tâm của phôi.

-  Luynet động. được lấp cố định trên bàn dao, chuyển động cùng với bàn dao nên độ cứng vững thấp hơn luynet tĩnh nhưng luôn luôn đỡ gần vị trí cắt nên tác dụng đỡ cao hơn so với luynet tĩnh.

-  Mâm cặp bốn chấu. dùng để gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp, hoặc khi gia công các bánh, bạc lệch tâm.

Hình 7.4:  Sơ đồ gá trên mâm cặp 4 chấu.

-   Chấu kẹp đàn hồi, dùng khi đường kính chi tiết nhỏ, phần tiếp xúc với chấu đã qua gia công, gá bằng chấu kẹp đàn hồi đật được độ chính xác định tâm cao.

Hình 7.5 : sơ đồ gá bằng chấu kẹp đàn hồi

Hình 7.6: Sơ đồ gá trên hai mũi tâm và trên trục gá

a) gá trên hai mũi tâm.   b) gá trên trục gá.

2) Gá đặt dao khi tiện:

Thông thường phải gá đặt dao sao cho lưỡi dao cắt nằm trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm của chi tiết, đặc biệt đối với tiện cắt đứt và tiện ren.

Nếu mũi dao cao hơn tâm khi tiện cắt đứt sẽ để lại 1 lõi nhỏ, càng vào gần tâm càng khó cắt và dao rể gãy vỡ.

Nếu mũi dao gá thấp hơn tâm sẽ không cắt hết được khi gần vào tâm mà rễ dẫn đến gãy dao do bị trượt.

Hình 7.7: sơ đồ gá dao khi tiện ren

Hình 7.8 : sơ đồ gá dao khi gia công trục vít

3) Các phương pháp cắt khi tiện.

Phương pháp cắt có ảnh hưởng quyết định tới năng suất và chất lượng nguyên công.

 Khi tiện thô mặt ngoài có thể cắt theo từng lớp, cắt từng đoạn hoặc cắt phối hợp như hình 7.9.

Hình 7.9:  sơ đồ cắt khi tiện thô mặt ngoài

a) cắt từng lớp.  b) cắt từng đoạn. c) cắt phối hợp.

Phương pháp cắt phối hợp ( Hình 7.9c) khắc phục được nhược điểm của 2 phương pháp trên.

Để giảm chiều dài đường cắt (giảm T0) đồng thời giảm hành trình chạy không nhằm nâng cao năng suất người ta có thể dung phương pháp cắt nhiều dao đồng thời.

 Khi tiện lỗ độ cứng vững của hệ thống công nghệ thấp do không gian lỗ bị hạn chế, dao có phần đầu nhô ra khỏi đài dao lớn, nhất là đối với các lỗ có đường kính nhỏ, chiều dài lỗ lớn. do đó tiện lỗ chỉ có hiệu quả khi lỗ có đường kính phi tiêu chuẩn, lỗ to, ngắn lỗ được tạo thô sẵn bằng phương pháp đúc hoặc tiện.

Dao tiện lỗ có góc lớn hơn của dao tiện ngoài và thường được gá cao hơn tâm để giảm ma sát của mặt sau của dao với bề mặt lỗ đã gia công và giảm rung động. Tiện lỗ chủ yếu thực hiện trên máy tiện, máy doa, máy phay, đôi khi cả trên máy khoan.( hình 7.10).

Hình 7.10:  Sơ đồ tiện lỗ trên máy tiện và máy doa

Tiện lỗ trên máy tiện chỉ được dùng để gia cộng lỗ trụ hoặc còn có chiều dài nhỏ hơn (hình 7.10a). Nếu lỗ có chiều dài lớn thì độ cứng của hệ thống công nghệ thấp.

Nếu chi tiết nhỏ,lỗ ngắn nên gia công trên máy tiện (hình 9.10a), nếu lỗ dài độ cứng vững của cả dao và chi tiết đều kém.

Tiện lỗ chi tiết dạng hộp thường được thực hiện trên máy doa vì gá đặt ổn định (chuẩn là mặt đáy và 2 lỗ vuông góc với mặt đáy), khoảng cách giữa 2 gối đỡ của trục dao bé, độ cứng vững của hệ thống công nghệ cao.

Nếu tiện theo sơ đồ hình 7.10b khoảng cách giữa hai gối đỡ trục dao nhỏ, độ cứng vững tốt nhưng thay đổi vị trí dao cắt, do đó có thể gây ra sai số hình học, lỗ có thể bị loe hai đầu.

Nếu tiện theo hình 7.10c thì khoảng cách giữa 2 gối đỡ phải lớn hơn 2 lần chiếu dài lỗ nên độ cứng vững trục dao nhỏ nhưng ít thay đổi trong quá trình tiện vì thế sai số hình học của lỗ nhỏ. Nếu tiện theo sơ đồ hình 7.10d trục dao ngắn, nhưng nếu lỗ xa mặt đầu thị trục dao dài, độ cứng vững của trục dao kém và thay đổi theo vị trí cắt, lỗ có thể bị loe một đầu.

Sơ đồ tiến dao tiện ren

Hình 7.11: Sơ đồ tiện ren

a) Tiện ren theo phương pháp tiến dao hướng kính

b) Tiện ren theo phương pháp tiến dao nghiêng

Tuy năng suất thấp vì phải cắt nhiều lần nhưng tiện ren trong và ren ngoài vẫn được dung phổ biến trong sản xuất. Khi tiện ren thường có 2 cách tiến dao

      -  Khi tiện ren theo phương pháp tiến dao hướng kính, tất cả các lưõi dao đều tham gia cắt nên độ bóng mặt ren cao nhưng khó thoát phoi, lực cắt lớn do đó phải cắt với chế độ cắt thấp, năng suất thấp.

-         Tiện ren theo phương pháp tiến dao hướng nghiêng, chỉ có 1 lưỡi dao cắt và cung nối giữa hai lưỡi cắt làm việc nên dễ thoát phoi, lực cắt không lớn có thể làm việc với chế độ cắt lớn để đạt được năng suất cao nhưng độ bóng mặt ren thấp.

 Thông thường khi cắt thô người ta sử dụng phương pháp tiến dao nghiêng, khi cắt sử dụng phương pháp tiến dao hướng kính để tận dụng được ưu điểm của cả hai phương pháp trên.

Để tăng năng suất khi tiện ren người ta thường áp dụng các biện pháp sau:

b)

Hình 7.12 Sơ đồ cơ cấu lùi dao nhanh

a) sơ đồ cơ cấu lùi dao nhanh khi tiện ren ngoài.

b) sơ đồ cơ cấu lùi dao nhanh khi tiện ren trong.

Tăng tốc độ cắt V. Khi tăng tốc độ cắt V phải đảm bảo rút dao nhanh, nhất là trường hợp chiều dài phần ren ngắn hoặc khi tiện ren trong. Muốn an toàn phải có cơ cấu lùi dao nhanh (Hình 7.12).

Dùng phương pháp tiện ren gió lốc (hình 7.13a,b,c). Giả sử chi tiết đứng yên, dao quay cắt đi phần vật liệu có biên dạng hình lưỡi liềm ABCD (hình 9.13c). Nhưng do chi tiết quay nên toàn bộ lớp vật liệu bao quanh chi tiết được lấy đi tạo thành một vòng ren đầy đủ. Khi tiện ren gió lốc người ta giá nhiều dao tiện trên cùng một đài dao quay (hình 9.13d, e), như vậy dao sẽ cắt không liên tục, nhiệt độ của dao thấp do đó có thể tăng tốc độ cắt.

Hình 7.13: Sơ đồ các phương pháp tiện ren năng suất cao.

Các chi tiết nhỏ có kết cấu phức tạp có thể được tiến hành gia công trên máy tiện revonve, máy tiện bán tự động, máy tiện tự động một hoặc nhiều trục nhằm giảm bớt thời gian phụ và phụ và gia công được nhiều bề mặt đồng thời cùng một lúc bằng nhiều dao khác nhau. Khi lập trình tự gia công trên các thiết bị này cần đảm bảo sao cho thời gian chuyển từ bước này sang bước khác là nhỏ nhất, đồng thời đảm bảo được việc hình thành chuỗi kích thước công nghệ hợp lý nhằm giảm sai số gia công.

Các chi tiết gia công trên máy rêvonve có thể được gá trên mâm cặp ba chấu hoặc ống kẹp đàn hồi, đầu rêvonve có thể quay quanh trục thẳng đứng hoặc nằm ngang và có từ 6 đến 16 vị trí gá dao, ngoài ra còn có một bàn gá dao.

Gia công trên máy revonve không phải cắt thử, đo từng chi tiết mà chỉ cần điều chỉnh dao một lần theo cữ, có thể thực hiện các bước công nghệ khoan khoét, doa đạt độ chính xác tương đương với gia công trên máy vạn năng bằng cách chạy dao tự động trong một lần gá phôi.

Độ chính xác khi tiện trên máy tiện rêvonve thấp hơn khi tiện trên máy tiện vạn năng, thường chỉ đạt độ chính xác cấp 8, cấp 9.

Vì thời gian điều chỉnh máy lớn nên gia công trên máy tiện rêvonve chỉ có hiệu quả khi:

                                             n =

Trong đó:

 n- Số chi tiết gia công được trên máy revonve trong một lần điều chỉnh máy.

T^R_CBKT  Thời gian chuẩn bị kết thúc khi gia công trên máy tiện re6vonve.

 T^VN_CBKT  Thời gian chuẩn bị kết thúc khi gia công trên máy tiện vạn năng.

 T^VN_nc  Thời gian nguyên công trên máy tiện vạn năng.

T_nc^R  Thời gian nguyên công trên máy tiện rêvonve.

Gia công trên máy tiện tự động nhiều trục.

 Máy tiện tự động n trục ( thường n = 4 ÷ 6) có n vị trí làm việc trong đó có một vị trí để gá đặt phôi và tháo chi tiết, còn lại là n-1 vị trí cắt tại đó có bố trí một hoặc vài dao. Việc tiến dao vào vị trí cắt hoặc lùi dao sau khi cắt xong được thực hiện nhờ hệ thống cam lắp trên trục phân phối. Như vậy trên máy tiện tự động vó thề cùng một lúc gia công được nhiếu chi tiết, ở mỗi vị trí một phần công việc khác nhau được thực hiện, tổng hợp lại ta được chi tiết hoàn thiện.

Khi gia công trên máy tiện tự động nhiều trục do có thể gia công đồng thời nhiều bề mặt khác nhau nên thời gian gia công các bề mặt trùng nhau, làm giảm thời gian cơ bản T_0, đồng thời thời gian gá phôi và tháo chi tiết trùng với thời gian gia công nên thời gian nguyên công T_nc giảm đi. Ngoài ra máy tiện tự động nhiều trục cũng có các ưu khuyết điểm tương tự như máy tiện rêvonve. 

Tiện các mặt định hình.

Thông thường phôi thực hiện chuyển động quay tròn để tạo nên chuyển động cắt, dao chuyển động thực hiện chuyển động tịnh tiến S để đảm bảo cho quá trình cắt diễn ra liên tục.

Công thức:

                                        S =  S_ng +S_d

Nếu bước tiến dao Sng = 0 thì S =Sd, ta được mặt trụ trơn.

Nếu  S = 0 thì S = S_ng, đó là trường hợp tiện mặt đầu hoặc tiện cắt đứt.

Nếu S_ng ≠ 0, S ≠ 0 thì S =  S_ng + S_d), đó là trường hợp tiện mặt định hình.

Ta có hai phương pháp tiện đình hình.

- Tiện định hình tiến dao ngang ( S_d = 0)

Trong trường hợp này phôi quay tròn, dao chỉ thực hiện chuyển động tiến ngang, lưỡi cắt của dao có dạng đường sinh của chi tiết và phải nằm trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm chi tiết. Phương pháp này chỉ áp dụng khi mặt định hình có chiều dài lớn hơn 60mm lưỡi cắt sẽ dài, khó chế tạo chính xác, lực cắt lớn dẽ gây ra rung động làm giảm độ chính xác chất lượng bề mặt. Để giảm lực cắt và sự rung động người ta thường lấy S_ng = 0.01÷ 0.1 mm/vòng.

Nếu dùng đồ gá tiện định hình tiến dao ngang có thể gia công được chi tiết không tròn xoay (hình 7.16)

Hình 7.14: Sơ đồ tiện chi tiết vuông

- Tiện hình bằng cách phối hợp chuyển động tiến dao ngang và tiến dao dọc:

Phương pháp này chẳng những gia công được mặt định hình tròn xoay mà còn có khả năng gia công các mặt lệch tâm, mặt cam, mặt cầu trong và ngoài, có thể tiện chép hình theo dưỡng (hình 7.14a) hoặc dùng đồ gá (hình 7.15 b, c,).

7.15: Sơ đồ gia công các bề mặt định hình bằng tiện.

7.2 - BÀO VÀ XỌC:

Bào và xọc được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ hoặc hàng loạt. Trong quá trình gia công ít phải dùng đồ gá và các dao cụ phức tạp.

Năng suất của báo và xọc thấp do:

-         Có hành trình chạy không.

-         Đầu dao có chuyển động tịnh tiến khứ hồi do đó không thể làm việc với vận tốc cắt lớn. Để tránh lực quán tính lớn sinh ra khi đảo chiều chuyển động thông thường vận tốc cắt khi bào v = 12 ÷ 22m/ph, vận tốc cắt khi xọc v = 12m/ph.

-         Khi bào hoặc xọc khôn có khả năng gia công bằng nhiều dao cùng một lúc (trừ máy bào giường).

7.2.1-  Khả Năng Công Nghệ Của Bào Và Xọc:

Hình 7.16: Khả năng gia công các mặt định hình có đường sinh thẳng của bào

Bào và xọc là các phương pháp gia công có tính vạn năng cao, chuyển động cắt đơn giản. Bào chủ yếu dùng gia công các mặt phẳng nhưng cũng gia công được các mặt định hình có đường sinh thẳng (hình 9.16)

Bào có các dạng bào thô, bào tinh, bào tinh mỏng và bào tinh rộng bản. Bào tinh rộng bản có khả năng đạt độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao.

Xọc chủ yếu dùng để gia công các rãnh then trong lỗ. Trong sửa chữa đôi khi dùng xọc để gia công rãnh then hoa trong lỗ hoặc xọc răng theo nguyên lý định hình.

Bảng7.4 là độ chính xác và độ nhám bề nặt của một số dạng dao.

Bảng 7.4

Độ chính xác và độ nhám bề mặt khi bào
Các dạng bào	Bào thô	Bào tinh	Bào tinh mỏng
Độ chính xác	Cấp 13÷12	Cấp 8÷7	Cấp 7÷6 Riêng độ thẳng tới 0.02mm/1000mm
Độ nhám                                        Rz(µm)  Ra(µm)	80 -	- 2.5	- 1.25-0.63

7.2.2 - Các Biện Pháp Công Nghệ Khi Bào Và Xọc:

Để tăng năng suất khi bào người ta dùng các biện pháp sau:

-  Giá đặt:

Trong sản xuất đơn chiếc phôi được gá đặt dựa theo dấu, rà gá và cắt thử nên năng suất thấp.Trong sản xuất hàng loạt người ta sử dụng đồ gá cũng như cữ so dao để gá đặt chi tiết và dụng cụ cắt nhằm tăng năng suất.

Hình 7.17: Sơ đồ gia công dùng nhiều đầu dao và nhiều dao trên máy bào giường

- Chọn máy:

Các chi tiết lớn nên gia công trên máy bào giường để có thể gia công đồng thời nhiều đầu dao và nhiếu dao khác nhau (hình 7.17).

Khi dùng nhiều dao có thể gá dao theo 2 cách:

+ Gá dao theo cách phân chia chiều sâu cắt làm nhiều lớp (hình 7.18a) sẽ tránh được hiện tượng mòn dao không đồng đều tới chất lượng bề mặt gia công.

Hình 7.18: Sơ đồ gá dao bào khi gia công dùng nhiều dao

a) Gá nhiều dao theo phương của chiều sâu cắt.

b) Gá nhiều dao theo phương tiến dao.

+  Gá dao theo cách đặt các dao nối tiếp liên tục theo phương tiến dao cho phép gia công với bước tiến dao S lớn (hình 7.18b). Khi đó bước tiến cho 1 dao là s/n với n là số lượng dao và hiện tượng mòn không đều của các dao sẽ ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt gia công.

-  Các chi tiết có bề mặt gia công hẹp nên gá thành háng dọc theo phương chuyển động cắt.

7.2.3 - Các Biện Pháp Nâng Cao Độ Chính Xác Khi Bào:

Để nâng cao độ chính xác gia công khi bào người ta dùng các biện pháp công nghệ sau đây:

-         Khi gia công các chi tiết lớn nên tách thành hai nguyên gia công thô và tinh riêng để giảm ảnh hưởng của hiện tượng phân bố lại ứng suất dư sau khi gia công gây ra biến dạng chi tiết sau khi gia công. Trường hợp nếu gia công thô và tinh trong cùng một lần gá trên máy bào giường thì sau bước gia công thô nên nới lỏng các đòn kẹp để chi tiết biến dạng tự do gây ra hiện tượng phân bố lại ứng suất dư ra sau khi cắt thô, sau đó kẹp nhẹ đẻ tiếp tục cắt tinh.

-         Dùng phương pháp bào tinh mỏng bằng dao rộng bản chế tạo từ hợp kim cứng: dao bào có bề rộng từ 40mm÷120mm, cắt với chiều dài cắt t nhỏ (t1=0,1÷0.2mm, t2 =0.05 ÷ 0.1mm) bằng một hoặc hai lần chạy dao, bước tiến cắt lớn ( S= 0.5 bề rộng dao), Vc= 15÷200m/ph.

Hình 7.19: Kiểm tra gá dao bẳng cách quan sát khe sáng

Bào tinh mỏng bằng dao rộng bản có các yêu cầu sau:

 +  Máy phải đảm bảo chính xác:

 +  Dao đủ cứng vững, phần côngxôn của dao ngắn, lưỡi dao phải thẳng và được đánh bóng đạt Ra = 0.16µm, giá đặt dao phải kiểm tra bằng khe sáng.

 +  Các mặt tỳ của chi tiết phải thẳng và có Ra < 5µm.

Bào tinh mỏng bằng dao rộng bản đạt được độ chính xác kích thước, độ phẳng, độ nhám bề mặt cao, có thề thay thế cho cạo hoặc khi không có phương tiện khác như mài phẳng, chuốt.

7.3 -    PHAY:

Phay là phương pháp gia công cắt gọt trong đó có dụng cụ cắt quay tròn tạo ra chuyển động cắt. Chuyển động tiến dao thông thường do máy, cũng có khi do dao hoặc do cả máy và dao cùng thực hiện theo các hướng khác nhau. Khác với tiện và khoan, các lưỡi cắt của dao phay không tham gia liên tục, phoi ngắn hơn, lưỡi cắt bị nung nóng gián đoạn nên khả năng chịu tải tốt hơn.

Tiết diện ngang của phoi không đồng đều nên lực cắt dao động và lưỡi cắt chịu tải trọng va đập gây ra rung động trong quá trình phay, vì thế máy phay phải được chế tạo sao cho có độ cứng vững cao. Hiện nay có nhiều loại máy phay đứng, máy phay ngang, máy phay giường hoặc máy phay chuyên dùng. Trong những năm gần đây máy phay CNC đã được đưa vào sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Ngoài ra người ta còn chế tạo các trung tâm gia công để có thể thực hiện những công việc khác nhau như phay, khoan, khoét, doa … trong cùng một lần gá.

Dao phay có nhiều loại khác nhau như dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa (một, hai hoặc ba mặt) Dao phay ngón, dao phay lăn răng, dao phay định hình… (hình 7.20). Dao phay có độ cứng vững cao và có nhiều lưỡi cắt hơn máy tiện.

Dao có thể chế tạo liền như dao phay trụ, dao phay lăn răng…, cũng có thề được chế tạo rời phần thân với phần cắt. trong trường hợp này các mảnh dao, còn gọi là mảnh cắt quay, được chế tạo theo tiêu chuẩn và được kẹp chặt vào đầu dao nhờ cơ cấu ẹp chặt bằng vít (hình 7.22b). Mỗi mảnh cắt quay có thể có nhiều lưỡi cắt. Khi lưỡi cắt mòn người ta xoay lại vị trí của mảnh cắt quay để cắt bằng lưỡi cắt mới khác. Khi tất cả các lưỡi cắt đều mòn thì thay mảnh cắt quay mới. Kết cấu dao kiểu này cho phép giãm thời gian gá dao, mài dao, điều chỉnh dao, đồng thời đảm bảo bộ phận cắt luôn có các góc theo tiêu chuẩn.

 

Hình 7.20: các loại dao phay

a) dao phay trụ; b) dao phay đĩa; c) dao phay rãng mang cá; d) dao phay ren ; e) dao phay đĩa modun; f) dao phay ngón

7.3.1 -  Khả Năng Gia Công Các Loại Bề Mặt Của Phay:

Phay có thề gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau bằng các loại dao và các phương pháp phay khác nhau (hình 7.21)

Hình 7.21: Các dạng phay

7.3.1.1 - Phay mặt phẳng:

*  Chọn dao khi phay mặt phẳng có thể dùng các loại dao trụ, dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao phay đĩa.

-  Dao phay mặt đầu. Trong sản xuất hàng loạt lớn thường dùng dao phay mặt đầu vì:

+  Dao phay mặt đầu có độ cứng vững cao hơn độ cứng vững của các loại dao phay khác do trục gá dao ngắn,

+  Có thể sử dụng dao phay mặt đầu có đường kính lớn để gia công được mặt phẳng có bề rộng lớn với tốc độ cắt lớn, nâng cao năng suất cắt.

+  Có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên quá trình cắt êm hơn so với cắt bằng dao phay hình trụ.

+  Mỗi mảnh cắt quay có từ 3 tới 4 lưỡi cắt được chế tạo theo tiêu chuẩn rồi được kẹp chặt vào đầu dao. Sau khi lưỡi cắt mòn dễ dàng xoay mảnh cắt quay để sử dụng lưỡi cắt khác, khi tất cả các lưỡi cắt bị mòn có thể thay nhanh mảnh cắt quay mới do đó rút ngắn thời gian phụ.

+ Trong trường hợp sử dụng máy chuyên dùng ó thể gia công đồng thời nhiều bề mặt khác nhau bằng nhiều dao mặt đầu khác nhau.

- Dao phay trụ

Khi phay mặt phẳng bằng dao phay trụ tùy theo chiều dài của dao và hướng tiến dao người ta chia ra phay nghịch (hình 7.25a) và phay thuận (hinh7.25b). Dao nghịch chiều dài phoi biến đổi từ min tới max nên quá trình cắt ít bị va đập nhưng dễ gây nên hiện tượng trượt ở thời điểm dao bắt đầu tiếp xúc với bề mặt chi tiết,làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt.

Hình 7.22:  Sơ đồ gia công mặt phẳng

a)     Phay nghịch

b)     Phay thuận

Ngược lại phay thuận chiều dài phoi thay đổi từ max tới min nên không có hiện tượng trượt, năng suất cắt cao hơn. Với cùng một điều kiện công, cùng chế độ cắt, do không có hiện tượng trượt khi cắt nên phay thuận năng suất hơn so vời phay nghịch 50%. Tuy nhiên phay thuận có va đập, đặc biệt ở thời điểm ban đầu dao có tiếp xúc trực tiếp với bề mặt thô của phôi ( thường gia công áp lực …hoặc có lớp cháy cát, do đúc trong khuôn cát) do đó dao chón mòn. Để giảm va đập cần phải khử bỏ khe hở giữa các bộ phận di  chuyển của bàn máy.

Từ những nhận xét trên cho thấy khi cắt lớp vỏ cứng của phôi thô nên dùng phay nghịch, sau đó nên dùng phay thuận để đạt năng suất cao, đặc biệt khi cắt tinh với lượng dư nhỏ hoặc cắt kim loại mềm nên dùng phay thuận để tránh được hiện tượng trượt là tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt.

-         Gia công mặt phẳng bằng dao phay ngón thường dùng khi gia công rãnh và các mặt bậc dài, hẹp nhưng có khoảng cách giữa hai mặt lớn (hình 7.24).

Hình 7.23: Sơ đồ gia công mặt bậc dài bằng dao phay ngón.

Các biện pháp gá đặt khi phay mặt phẳng

Khi phay mặt phẳng thường sử dụng hai phương pháp gá sau đây.

+  Lấy dấu cắt thử: Chi tiết gá trực tiếp trên bàn máy hoặc ê tô dùng các     đệm để kê chi tiết và thực hiện rà theo dấu do đó năng suất thấp, chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc. Trong trường hợp này chuẩn là các đường vạch dấu   các mặt dùng để rà.

+  Dùng các đồ gá có cữ so dao để gá đặt nhanh chi tiết và dao do đó thời gian gá đặt giảm góp phần nâng cao năng suất, thường dùng trong sản xuất hàng loạt.

• Các biện pháp tăng năng suất khi phay mặt phẳng.

Để nâng cao năng suất khi phay mặt phẳng người ta dùng các biện pháp sau đây:

+  Phay đồng thời nhiều bề mặt cùng một lúc bằng cách dùng nhiều dao trên một trục dao (thường dùng trên máy vạn năng) Hoặc dùng máy phay chuyên dùng có nhiều trục dao nhằm tận dụng hết công suất của máy, giảm thời gian gá đặt, làm cho thời gian gia công các mặt trùng nhau (hình 7.24)

Hình 7.24 Phay đồng thời nhiều bề mặt

a) phay đồng thời nhiều bề mặt bằng nhiều dao trên cùng một trục.

b) phay đồng thời nhiều bề mặt trên máy chuyên dùng có nhiều trục.

+  Phay nhiều chi tiết trên cùng một lần gá theo cách gá tuần tự (hình 7.25a) ,cách gá song song (hình 7.25b), hoặc gá phối hợp (hình 7.25c).

Hình 7.25:  Sơ đồ phay nhiều chi tiết trên cùng một lần gá

a) gá tuần tự   b) gá song song   c) gá phối hợp.

+  Sử dụng các loại gá thích hợp nhằm giảm thời gian phụ (thời gian gá và tháo chi tiết), có thể gia công nhiều bề mặt cùng một lúc (hình 7.26a) hoặc bố trí cho thời gian trùng với thời gian gia công cơ bản (hình7.26b, hình 7.27)

Khi dùng đồ gá phay liên tục (hình 7.27) cần đảm bảo vận tốc quay của đồ gá phải nhỏ hơn hoặc bằng lượng chạy dao cho phép nhằm:

-         Đảm bảo độ nhám bề mặt yêu cầu.

-         Đảm bảo đủ thời gian cho công nhân tháo và gá chi tiết.

Hình 7.26. Sử dụng các đồ gá quay không liên tục

• So sánh phay và bào.

-   Về mặt năng suất: Thời gian phụ của bào lớn hơn phay, nhưng thời gian chuẩn bị kết thúc của phay lớn hơn của bào, do đó trong sản xuất hàng loạt nên dùng phay thay bào, trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ nân dùng bào thay phay, đặc biệt khi gia công các chi tiết dài và hẹp, các chi tiết từ phôi đúc có lượng dư lớn.

Hình 7.27. Sơ đồ gia công dùng đồ gá cơ bản quay liên tục

Tốc độ cắt của phay cao hơn bào, dao phay có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt đồng thời, khi phay có thể dùng nhiều biện pháp công nghệ khác nhau để nâng cao năng suất, vì thế trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phay hầu như hoàn toàn thay thế bào.

-   Về chất lượng: Khi gia công mặt phẳng phay và bào đều có thể đạt chất lượng như nhau. Đối với chi tiết nhỏ và vừa, độ chính xác thấp hơn cấp 9 phay dễ đạt hơn. Ngược lại gia công chi tiết lớn trên máy bào giường dễ đạt chính xác hơn trên máy phay giường.

Khi phay tinh có thể đạt độ chính xác cấp 6 ÷ 7, R_a = 1.25 ÷ 0.63 µm

7.3.1.2 -  Phay các mặt trụ tròn xoay:

Những năm gần đây người ta dùng phay để gia công các mặt trụ ngoài, mặt trụ trong, phay rãnh tròn xoay trên mặt trụ dựa trên nguyên tắc cả dao và phôi cùng quay. Do không có chuyển động tiến dao dọc và có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên năng suất cao hơn tiện, do đó trong nhiều trường hợp các phương pháp này được sử dụng thay tiện.

7.3.1.3 - Phay rãnh then:

Phay rãnh then được sử dụng sau nguyên công tiện tinh, chuẩn là hai cổ trục hợp với vai trục. Nếu yêu cầu chính xác cao phải mài hai cổ làm chuẩn công nghệ trước khi phay để tạo điều kiện đảm bảo hai mặt bên của rãnh đối xứng với nhau qua mặt phẳng qua tâm.

Các phương pháp phay rãnh then:

-   Phay rãnh then bằng dao phay đĩa 3 mặt ( hình 7.28a) trên máy phay ngang bằng một hoặc nhiều đường chuyển dao tùy theo độ chính xác gia công yêu cầu cho năng suất cao khi đường kính dao đủ lớn, nhưng bề mặt rãnh then bị lay rộng do biến dạng đàn hồi của trục gá dao và do dao bị đảo. Ngoài ra nếu mài dao nhiều lần chiều dày dao thay đổi dẫn tới bề mặt rãnh then thay đổi. Muốn đảm bảo độ chính xác nên dùng dao có chiều dày nhỏ hơn bề mặt rãnh để cắt một mặt bên của rãnh sau đó chỉnh máy để cắt mặt còn lại. Phương pháp này cho năng suất thấp, chất lượng phụ thuộc tay nghề công nhân.

-   Phay rãnh then có bàn nguyệt trên máy phay ngang bằng dao phay đĩa ba mặt có đường kính nhỏ, vận tốc cắt hạn chế, chỉ có tiến dao hướng kính do đó có năng suất thấp (hình 7.28b)

Hình 7.28: Các phương pháp phay rãnh then

-   Phay rãnh then chữ nhật trên máy phay đứng bằng dao phay ngón:

+  Đối với rãnh then kín trước khi phay phải khoan mồi sau đó dùng dao phay ngón để thực hiện một hoặc hai đường chuyển dao. Phương pháp này tốn thời gian thay dao nên chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc (hình 7.28c).

+  Dùng dao phay rãnh then chuyên dùng (hình 7.28d) không phải khoan mồi, do đó không phải thay dao nhưng phải tiến dao nhiều lần do chiều sau cắt t giảm (t = 0.05 ÷ 0.25) , tuy vậy năng suất vẫn cao hơn so với dùng dao phay ngón thông thường

Phay trục then thoa.

Hình 7.29: các phương pháp phay trục then thoa

+  Trong sản xuất đơn chiếc dùng dao phay đĩa cắt hai mặt bên (hình 7.29a). Sau đó dùng dao phay định hình cắt mặt đáy trụ của rãnh (hình 7.29b) hoặc dùng dao định hình cắt một lần (hình 7.29c). Các phương pháp này cho năng suất thấp.

+  Trong sản xuất hàng loạt dùng phương pháp bao hình bằng dao phay lăn then hoa trên máy phay lăn răng, phương pháp này cho năng suất cao, chất lượng ổn định (hình 7.29c)

7.3.1.4 - Phay ren:

- Khi phay ren bằng dao phay đĩa trục dao phải tạo với trục chi tiết 1 góc bằng góc nâng của ren.

                 Tgφ = tgß = s/חd_tb

Trong đó:

 S – Bước ren

  D_tb – Đường kính trung bình của ren

  ß – Góc nâng của ren xác định trên đường kính trung bình

Do trục dao đặc nghiêng một góc φ nên ở tất cả các đường kính khác nhau của ren cũng chịu  ảnh hưởng của goc φ, do đó sẽ dẫn tới sai số dạng ren.

Hình 7.30: các phương pháp phay ren

Mặt khác khi phay ren lưỡi cắt không nằm trong mặt phẳng qua tâm, để tránh sai số dạng ren cần phải chế tạo lưỡi cắt thẳng và chấp nhận chịu sai số dạng ren khi phay ren. Vì vậy khi không yêu cầu độ chính xác cao hoặc khi gia công thô người ta dùng phay ren để đạt năng suất cao sau đó tiến hành gia công tinh bằng tiện.

-         Phay ren bằng dao phay răng lược:

 Dao phay răng lược thực chất gồm nhiều dao đĩa có lưỡi cắt thẳng ghép lại do đó bản chất giống tiện ren. Trục dao gá song song với tâm chi tiết, các lưỡi cắt nằm ngang mặt phẳng chứa tâm dao và tâm chi tiết. Dao quay tròn tạo ra chuyển động cắt, chi tiết quay và tịnh tiến dọc trục một khoảng từ 1 đến 2 bước ren. Phương pháp này đạt độ chính xác cao như tiện ren nhưng cho năng suất cao hơn.

7.3.1.5 - Phay các mặt định hình 

Có thể phay mặt định hình bằng các phương pháp sau đây:

-   Phay định hình bằng dao định hình có thể gia công được các rãnh định hình có đường sinh thẳng như gia công các rãnh hình chữ nhật, rãnh hình cung tròn, rãnh then thoa, rãnh mang cá và gia công bánh răng …

Do vận tốc cắt của các điểm trên lưỡi cắt không giống nhau nên dao bị mòn không đều, dao khó chế tạo, vận tốc cắt không cao dẫn đến năng suất thấp. Độ chính xác gia công phụ thuộc vào độ chính xác khi chế tạo dao, phương pháp gá đặt và độ chính xác của bề mặt dùng làm chuẩn.

Hình 7.31: Sơ đồ phay chép hình theo mẫu

Phay chép hình theo mẫu (dưỡng). Bản chất của phay chép hình theo mẫu là ngoài chuyển động cắt dp dao quay tròn còn cần hai chuyển động tiến dao: chuyển động tiến dao dọc Sd do bàn máy thực hiện và chuyển động tiến dao ngang Sng do đầu dao thực hiện bằng các con lăn hoặc đầu dao luôn tiếp xúc với mặt dưỡng nhờ lực ép của lò xo hoặc tải trọng của đối trọng Đường biên của mẫu chép hình được xác định trên cơ sở đường biên mặt định hình cần gia công, bán kính chốt dò và khoảng cách không đổi giữa tâm dao và tâm chốt dò

Khi phay chép hình các cung kín (ví dụ, phay cam đĩa) cũng áp dụng nguyên lý chép hình trên nhưng trong quá trình cắt cả dưỡng và phôi đều quay tròn, con lăn tiếp xúc với mặt dưỡng để thực hiện chuyển động tiến dao hướng kính

Cũng có thể dùng cam mặt đầu hoặc cam mặt rãnh kín làm dưỡng điều khiển chuyển động tiến dao hướng trục để gia công rãnh định hình trên chi tiết dạng trụ tròn xoay (còn gọi là cam thùng, Ngoài ra còn có thể dùng cam đĩa hoặc cam phẳng làm mẫu để gia công cam thùng (cam có rãnh khép kín).

Độ chính xác khi gia công mặt hình trụ phụ thuộc vào độ chính xác của cam mẫu, dộ chính xác của việc thiết kế và chế tạo đồ gá cũng như độ chính xác của việc điều chỉnh máy.

Để giảm ảnh hưởng sai số của dạng cam mẫu tới bề mặt gia công nên làm cam mẫu lớn hơn so với vật gia công, nhưng như vậy cũng có nhược điểm là kết cấu đồ gá cồng kềnh.

7.3.2 - Phay Tốc Độ Cao:

Gia công ở tốc độ cao là gia công với tốc độ cắt lớn gấp 5 ÷ 10 lần tốc độ cắt thông thường hiện nay. Tốc độ cắt được chọn phụ thuộc vào cặp vật liệu gia công – vật liệu dao và các điều kiện gia công cụ thể khác. Sự lựa cho tốc độ cắt hợp lý ứng với tuổi bền thích hợp sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất.

 Lựa chọn tốc độ cắt khi phay ở tốc độ cao ứng với các loại vật liệu khác nhau.

Tại các nước công nghiệp phát triển người ta đang đẩy mạnh nghiên cứu gia công cắt gọt ở tốc độ cao đối với tất cả các phương pháp gia công có phoi. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu về phay với tốc độ cao là rõ ràng hơn cả và được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.

 Các kết quả nghiên cứu lựa chọn tốc độ cắt khi phay ở tốc độ cao bằng thực nghiệm của Schulz và Scherer cho ở Tỷ lệ % phân bố nhiệt cắt vào phoi, phôi và dao khi cắt ở tốc độ cao thay đổi rất mạnh

Phụ thuộc vào tốc độ cắt Nếu tốc độ cắt tăng, % nhiệt cắt truyền vào phoi tăng mạnh rồi được truyền ra môi trường xung quanh, mặt khác % nhiệt cắt truyền vào chi tiết gia công giảm nhanh trong khi đó % nhiệt cắt truyền vào dụng cụ cắt hầu như không thay đổi. Tuy nhiên vì cắt ở tốc độ cao lượng nhiệt sinh ra lớn, nhiệt ở dụng cụ cắt không thoát do đó nhiệt ở lõi cắt tăng nhanh  làm giảm tuổi bền của dụng cụ.

Hình 7.32:  Sự phân bố nhiệt phụ thuộc vào tốc độ cắt khi phay ở tốc độ cao

Phay ở tốc độ cao được phát triển theo hai hướng sau:

-         Phay công suất cao:

Theo hướng này đồng thời với tăng tốc độ cắt người ta còn tăng tốc độ tiến dao, sau khi đạt tới một tốc độ thích hợp người ta giữ nguyên độ tiến dao trong S2. Khi đó thể tích phoi trong một đơn vị thời gian tăng dẫn dẫn tới năng suất tăng.

Hình 7.33: Nhiệt ở mặt cắt trước của dao tiện khi gia công hợp kim nhôm

-   Phay với tốc độ cắt cao nhưng lượng tiến dao răng S2 nhỏ. Trong trường hợp này lực cắt giảm do đó biến động của dao và chi tiết gia công giảm dẫn tới độ chính xác gia công tăng.

Dao phay dùng gia công ở tốc độ cao có thể được chế tạo liền hoặc dùng đầu dao có lắp các mảnh cắt quay. Trong cả hai trường hợp đầu dao đều phải được chế tạo chính xác, đảm bảo công bằng. Độ lệch tâm cho phép của đầu dao so với đường tâm của trục chính của máy là 0.1 µm. sai số vị trí của các mảnh cắt quay cho phép trong phạm vi vài µm để đảm bảo tải trọng phân bố đều trên các lưỡi cắt.

Vật liệu dao cắt khi gia công ở tốc độ cao thường là hợp kim cứng có phủ các loại cacbit kim loại có độ cứng cao như cacbit bo, cacbit silic, cacbit titan…Ngoài ra người ta còn sử dụng vật liệu CBN (nitrit bo có cấu trúc ở dạng lập phương thể tâm).

Phay tốc độ cao có các đặc điểm sau:

-         Năng suất cao.

-         Lực cắt nhỏ.

Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh được rằng ở phạm vi tốc độ cắt cao, lực cắt tỷ lệ nghịch với tốc độ cắt                  

Do đó tốc độ cắt càng cao lực càng nhỏ, biến dạng của hệ thống công nghệ cũng như biến dạng đàn hồi ở lớp bề mặt của chi tiết gia công nhỏ dẫn tới độ chính xác và chất lượng bề mặt cao

-         Tỷ lệ nhiệt cắt truyền vào phoi lớn

-         Tần suất rung cắt cao.

Hiện nay phay tốc độ cao được áp dụng rộng rãi trong việc chế tạo các chi tiết chính xác từ hộp kim nhôm, thép dùng trong công nghiệp chế tạo máy bay, ô tô, các chi tiết của dụng cụ đo, các chi tiết quang học…

7.4 - KHOAN, KHOÉT, DOA, TARÔ:

7.4.1 -  Khoan:

Khoan là phương pháp tạo lỗ từ phôi đặc trên máy khoan, máy tiện và đôi khi cả trên máy phay vạn nặng. Ngày nay do có những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực thiết bị nên nhiều khi khoan được thự hiện ngay cả ở các trung tâm gia công để khép kín quy trình cộng nghệ gia công các lỗ chính xác trên cùng một lần gá. Để gia công các lỗ có l/d ≤10 người ta dùng mũi khoan ruột gà có hai lỗ xoắn theo hai bên để dẫn dung dịch trơn nguội trực tiếp vào vùng cắt.

Hình 7.34: Mũi khoan ruột gà có lỗ dẫn dung dịch trơn nguội

Khoan có khả năng tạo lỗ có đường kính Ø ≥ 20mm, trong sản xuất hàng loạt người ta tạo lỗ thô ban đầu bằng đúc hoặc gia công áp lực, sau đó dùng khoét mở rộng để đạt kích thước yêu cầu.

Khi khoan lỗ có Ø ≥ 20 lực cắt dọc trục lớn, công suất máy yên cầu lớn, các náy khoan không đảm bảo độ cứng vững. Để khắc phục người ta áp dụng phương pháp khoan mở rộng lỗ nhiều lần bằng các mũi khoan có đường kính tăng dần hoặc khoét mở rộng lỗ để thay cho khoan hoặc dùng mũi khoan có kết cấu đặc biệt để khoan lấy lõi

Hình 7.35:  Mũi khoan có kết cấu đặc biệt để khoan lấy lõi

Khi khoan lỗ nhỏ (Ø ≤ 4mm) nên dùng tốc độ cắt cao với bước tiến s nhỏ nhằm giảm dao động ngang và lực dọc trục để đánh gẫy mũi khoan.

Khoan đạt độ chính xác thấp vì mũi khoan có độ cứng vững kém (hình 7.34).

Phần cắt và phần cán của mũi khoan được chế tạo ở hai nguyên công khác nhau do đó giữa chúng có độ lệch tâm, khi khoan lỗ sẽ bị lay rộng.

Do không có đồ gá chuyên dùng nên khi mài lại hai lưỡi cắt không đều nhau, lực cắt tác dụng trên hai lưỡi cắt theo phương dọc trục không đều nên lỗ khoan dễ bị cong hoặc bị lệch khi vật đứng yên, mũi khoan quay và tịnh tiến (khoan trên máy phay hoặc máy khoan, hình 7.36a). Ngược lại khi vật quay ( khoan trên máy tiện) lỗ thường bị loe (hình 7.36b)

Ngoài ra khi khoan còn có thể xuất hiện các sai lệch khác do các nguyên nhân sau.

-   Mặt đầu bị nghiêng hoặc không phẳng dẫn tới đường tâm lỗ bị nghiêng làm cho tiết diện ngang của lỗ có dạng ô van (hinh 7.36c).

-   Khoan tâm hoặc khoan lần 1 với khoan lần 2 thực hiện ở hai đầu gá khác nhau tạo ra sai số gá đặt gây ra độ lệch giữa tân mũi khoan và tâm lỗ mồi dẫn tới sai lệch về vị trí tương quan của lỗ khoan (hình 7.36d).

-   Hai lưỡi cắt mài không đối xứng làm cho đường kính lỗ bị lớn lên hoặc lỗ bị côn (hình 7.36e).

-   Hai lỗ khoan giao nhau không đúng dẫn tới lượng dư gia công không đều, mũi khoan bị đẩy lệch làm cho lỗ không tròn hoặc bị loe (Hình 7.36f).

-   Mũi khoan có lưỡi cắt ngang cna3 trở quá trình cắt nên dễ gây ra sai lệch vị trí lỗ.

-   Độ cứng vững của mũi khoan kém nên không dùng khoan để mở rộng lỗ đúc vì lượng dư gia công không đều và đường tâm lỗ không thẳng sẽ gây ra hiện tượng gãy mũi khoan hoặc độ cứng lớp vỏ lớn (phôi đúc trong khuôn kim loại hoặc phôi gia công áp lực) làm mũi khoan mòn nhanh.

Do các tồn tại trên đây nên khoan chỉ đạt độ chính xác thấp ( cấp 12 ÷ 13) R_n = 3,2 ÷ 12,5 µm), lỗ khoan có sai số về hình dạng, kích thước về vị trí tương quan.

Hình 9.36 : Các nguyên nhân và các hiện tượng sai lệch xuất hiện khi khoan

Để nâng cao độ chính xác và năng suất khi khoan người ta sử dụng các biện pháp công nghệ sau đây:

Hình 9.37 Khoan trên máy tiện

    -   Khi khoan lỗ sâu trên chi tiết nhỏ, ngắn và dễ gá đặt nên gá chi tiết trên. Mân cặp của máy tiện để chi tiết quay, dao tịnh tiến (hình 9.44a) , nếu chi tiết dài nên đỡ bằng luynet tĩnh.

-   Dùng đầu khoan revonve để giảm thời gian thay dao khi gia công lỗ bằng nhiều bước liên tục Dùng đầu khoan nhiều trục để gia công đồng thời nhiều lỗ trong cùng một lần tiến dao. Dùng bạc dẫn để tăng độ cứng vững của mũi khoan đồng thời đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan của lỗ, dùng bước tiến nhỏ để giảm lực dọc trục tránh gãy mũi khoan.

-   Dùng đồ gá nhằm bỏ nguyên công lấy dấu và giảm thời gian gá đặt.

Hình 9.38:  Các kiểu mài mũi khoan

-    Mài thu hẹp lưỡi cắt ngang để giảm lực cản chiều trục (hình 7.38a)

-    Mài thay đổi hình dạng của lưỡi cắt chính (hình 7.38b) hoặc thay đổi đồng thời hình dạng của cả lưỡi cắt chính và lưỡi cắt ngang (hình 7.38c) để giảm lực cản chiều trục đồng thời cải thiện điều kiện cắt của lưỡi cắt.

-    Mài lưỡi cắt chính thành nhiều đoạn gãy khúc nối tiếp nhau để chia nhỏ phôi tạo điều kiện thoát phôi dễ dàng. Kiểu mài mũi khoan này đặc biệt có hiệu quả khi gia công ngang (hình 7.38d).

-    Mài thay đổi hình dạng lưỡi cắt chính và lưỡi cắt ngang đồng thời thu hẹp mặt sau nhằm giảm lực cản chiều trục, cải thiện điều kiện cắt của lưỡi cắt chính đồng thời giảm ma sát của mặt sau, tạo không gian dẫn dung dịch dịch trơn nguội trực tiếp vào vùng cắt nâng cao hiệu quả của quá trình bôi trơn và làm nguội trong khi khoan (hình 7.38e).

-    Mài tạo ra mũi khoan tâm ngay trên đầu mũi khoan đồng thời mài lưỡi cắt chính có dạng nằm ngang (hình 7.38f). Kiểu mũi khoan này đặc biêt có hiệu quả khi khoan lỗ trên các tấm mỏng.

-    Dùng mũi khoan có hai đường dẫn dung dịch từ cán tới mặt sau của phần cắt nhằm đưa dung dịch trực tiếp vào vùng mắt, tăng hiệu quả bôi trơn, làm nguội và tạo điều kiện thoát phoi dễ dàng.

-    Khi gia công bậc lỗ, để đảm bảo độ đồng tâm giữa các bậc của lỗ và chỉ cần tiền dao 1 lần người ta mài mũi khoan có dạng bậc với chiều dài và các góc vát phù hợp với yêu cầu.

-    Trong những năm gần đây, để nâng cao hiệu quả kinh tế- kỹ thuật của nguyên công khoan người ta dùng mũi khoan có sử dụng mảnh cắt quay bằng hợp kim cứng có phủ các lớp phủ đặc biệt để tăng khả nag8 chống mài mòn, tăng tuổi bền của dao

-    Khi khoan lỗ sâu (l/d>5) bằng mũi khaon ruột gà sẽ gặp phải các khó khăn như độ cứng vững mũi khoan thấp, tính chất dẫn hướng kém, mặt khác khó dẫn dung dịch trơn nguội vào vùng cắt, khó thoát phoi, do đó lỗ dễ bị lệch, sai số hình dạng hình học, sai số vị trí tương quan của lỗ cũng như chiều cao nhấp nhô bề mặt lớn. Trong trường hợp này nên khoan trên máy khoan sâu với mũi khaon sâu chuyên dùng. Cấu tạo mũi khoan sâu gồm: Phần cán, phần thân và phần cắt.

Phần cán hình trụ được lắp vào đầu kẹp mũi khoan và được truyền momen xoắn phờ vít kẹp ngang.

Phần thân dùng để truyền momen xoắn và dẫn dung dịch trơn nguội tới vùng cắt. với chiều sâu lỗ lớn thường phần thân là một ống rỗng có tiết diện đặc biệt được chế tạo từ thép tốt. Với lỗ có chiều dài sâu nhỏ phần thân thường được chế tạo liền với phần cắt.

Bộ phận cắt có thể được chế tạo toàn bộ từ vật liệu dụng cụ cắt hoặc được chế tạo từ thép tốt có ghép các mảnh hợp kim cứng để tạo thành mảnh cắt trên đó có lưỡi cắt và 2 mảnh đóng vai trò dẫn hướng. Lưỡi cắt gồm một đoạn (khi lỗ nhỏ) hoặc nhiều đoạn gẫy khúc nối tiếp (khi lỗ lớn) để dẽ bỏ phoi. Phần hướng dẫn có độ côn ngược khoảng 5/1000 để tránh kẹt và có cung tròn từ 250 ÷ 260 để tỳ vào bạc dẫn.

Kiểu mũi khoan sâu trên đây có độ cứng vững cao, khi khoan cho năng suất, độ chính xác và chất lượng bề mặt cao.

Dugn dịch trơn nguội có áp lực từ 20 ÷ 100 atm được dẫn từ cán qua thân, qua lỗ nhỏ của phần cắt tưới trực tiếp vào khu vực cắt rồi thoát ra ngoài qua mặt trước của dao và rãnh của phần thân cùng với phoi.

Khi khoan sâu cần lưu ý:

-   Trong sản xuất hàng loạt dùng bạc dẫn hướng dẫn phần cắt của dụng cụ vào vị trí khoan, sau kh khoan đủ chiều dài dẫn hướng thì đoạn lỗ vừa gia công sẽ đóng vai trò bạc dẫn cho quá trình khoan tiếp theo. Chính vì vậy độ chính xác của bước gia công đoạn lỗ đầu tiên có ý nghĩa hết sức quan trọng.

-   Trong sản xuất đơn chiếc có thể khoan sâu trên máy tiện bằng cách cho chi tiết quay, mũi khoan tịnh tiến. Ban đầu dùng mũi khoan ngắn có độ chính xác và độ cứng vững cao để khoan mồi một đoạn có đủ chiều dài dẫn hướng, sau đó dùng tiếp mũi khoan sâu khoan tiếp.

Với máy khoan sâu và mũi khoan sâu trên đây người ta khoan sâu được lỗ Ø 5x500 mm

7.4.2 – Khoét:

Hình 7.39 Khả năng gia công các dạng bề mặt khác nhau của khoét

a  Khoét rộng lỗ    b.  Khoét lỗ bậc  c. Khoét lỗ côn   d.  Khoét mặt đầu

Khoét là phương pháp gia công mở rộng lỗ trên máy khoan, máy tiện, máy phay hoặc máy doa nhằm:

-         Nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của lỗ.

-         Chuẩn bị cho doa để đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao hơn.

Khoét có khả năng đạt độ chính xác cấp 10 ÷ 12, R = 2.5 ÷ 10 µm.

Dao khoét có nhiều lưỡi cắt hơn dao khoan do đó có độ cứng vững cao hơn mũi khoan. Vì vậy khoét không những đạt được độ chính xác, độ nhẵn bóng cao hơn khoan mà còn sửa được sai số về vị trí tương quan của lỗ do khoan, đúc hoặc gia công áp lực để lại đồng thời đạt được năng suất cao hơn do có khả năng cắt với lượng chạy dao lớn.

Khoét có thể gia công được lỗ trụ, lỗ bậc, lỗ côn và mặt đầu vuông góc với tâm lỗ tùy theo kết cấu của dao (hình 7.39).

Khi khoét có thể dùng bạc dẫn hướng ở một hoặc hai đầu để nâng cao độ cứng vững, do đó nâng cao độ chính xác và năng suất (hình 7.40).

Hình 7.40. Các kiểu dẫn hướng khi khoét

1. Dẫn hướng phía trước
2. Dẫn hướng phía sau
3. Dẫn hướng cả 2 phía

7.4.3 -  Doa:

Doa là phương pháp gia công tinh các lỗ đã được khoan, khoét hoặc tiện. Doa thường được thực hiện trên máy khoan, máy tiện, máy phay hoặc máy doa. Lượng dư doa thô khoảng 0.25 ÷ 0.5 mm, doa tinh khoảng 0.05 ÷ 0.15 mm. Nếu lượng dư quá nhỏ khi doa dao bị trượt hoặc bị kẹt làm độ nhẵn bóng (hoặc độ nhám bề mặt tăng) bề mặt giảm, nếu lượng dư lớn tải trọng trên dao lớn, dao chóng mòn làm sai lệch kích thước gia công. Do lượng dư khi khoan nhỏ nên doa không sửa được sai lệch về vị trí tương quan hoặc có thể sửa được nhưng rất ít. Vì vậy nên thực hiện khoét và doa trên cùng một lần gá.

 Doa có thể đạt độ chính xác cấp 9 ÷ 7, Ra =0.63 ÷ 1.25 µm, khi chuẩn bị công nghệ và dao tốt, chọn chế độ cắt hợp lý có thể đạt độ chính xác 6,

 Ra = 0.63 µm nhưng chi phí sản xuất cao, năng suất thấp nên ít dùng.

 Doa có độ cứng vững cao, lưỡi cắt thường phân bố không đối xứng nên giảm được rung động trong quá trình cắt, góc cắt lớn nên có thể cắt được lớp phoi mỏng. Khi dao doa mòn trước thay đổi, nếu tiếp tục cắt dao sẽ trượt trên bề mặt gia công gây ra hiện tượng biến cứng lớp bề mặt gây khó khăn cho bước gia công tinh tiếp theo. Tuy vận tốc cắt nhỏ 8 ÷ 10 m/ph nhưng bước tiến dao lớn ( 0.5 ÷ 3.5 mm/vòng) nên năng suất doa vẫn cao.

Các phương pháp doa:

Hình 7.41:  các kiểu trục doa tùy động có và không có bạc dẫn hướng.

Khi doa trên máy có thể dùng các phương pháp doa sau đây:

-         Doa cưỡng bức:

Dao doa được lắp cứng với trục máy, có thể có hoặc không có bạc dẫn. Doa cưỡng bức thường xảy ra hiện tượng lay rộng lỗ doa:

+  Có độ lệch tâm giữa trục doa và trục máy

+  Dao mài không tốt nên ở một số lưỡi cắt xuất hiện hiện tượng lẹo dao.

+  Vật liệu trên thành lỗ có độ cứng vững không đều, hoặc khi doa chi tiết chế tạo từ vật liệu dẻo làm cho biến dạng lớp bề mặt không đều.

+  Dao doa bị mòn

-         Doa tùy động:

Trục doa được nối với trục máy bằng khớp tùy động, nghĩa là giữ trục doa và trụ máy có chuyển động lắc tương đối với nhau theo cả hai phương. Khi doa dao được định hướng nhờ bề mặt lỗ của chi tiết do đó khắc phục được ảnh hưởng sai lệch của trục chính (hình7.41a, b). Có thể thực hiện doa tùy động trên máy khoan, khi đó cần kết hợp với việc sử dụng hai bạc dẫn hướng trên trục doa (hình 7.41c, d).

Cũng có thể sử dụng doa tùy động bằng dao doa tùy động đơn giản chỉ có hai lưỡi cắt. Lưỡi dao doa có khả năng xê dịch chút ít theo hướng kính để tự lựa theo lỗ đã gia công, lưỡi dao ít nên dao chóng mòn nhưng dao có kết cấu đơn giản và dễ mài lại, thường dùng gia công các lỗ có đường kính Ø 75 ÷ 150.

- Trong sản xuất đơn chiếc hoặc trong sửa chữa có thể dùng phương pháp doa tay. Dao doa tay (hình 42) có nhiều lưỡi và có góc φ của dao doa máy, phần dẫn dài. Dao doa tay có hai loại:

-   Loại đường kính cố định theo tiêu chuẩn có lưỡi cắt thẳng hoặc lưỡi cắt xoắn trái dùng để doa các lỗ theo tiêu chuẩn.

-   Loại có đường kính thay đổi được trong phạm vi hẹp (còn gọi là dao doa tăng) dùng để doa các lỗ phi tiêu chuẩn.

Khi doa tay dao được định vị vào bề mặt lỗ đã gia công, chi tiết được kẹp chặt trên ê tô hoặc bàn máy. Năng suất doa tay thấp, điều kiện lao động nặng nhọc nhưng phù hợp đối với dạng sản xuất đơn chiếc và công việc sửa chữa.

 Các điều kiện chú ý khi doa:

-   Chỉ nên doa các lỗ có Ø < 80 mm. Không nên doa các lỗ quá lớn và các lỗ có kích thước phi tiêu chuẩn.

-   Không nên doa các lỗ ngắn vì dao doa không được định vị ổn định lỗ sẽ bị lay rộng.

-   Không nên doa các lỗ không thông vì không doa được tới đáy lỗ.

-   Không nên doa vật liệu quá cứng hoặc quá mềm.

-   Nên bố trí khoan – khoét – doa được phối hợp đồng bộ. Trong sản xuất đơn chiếc chỉ nên doa các lỗ có kích thước tương ứng với các dao doa tay thay thế doa bằng tiện lỗ để đảm bảo tính kinh tế.

Hình 7.42:  các loại dao doa tay

a)     Dao doa tay có lưỡi cắt thẳng

b)     Dao doa tay có lưỡi cắt xoắn trái

c)     Dao doa tăng

7.4.4 -  Gia Công Ren Bằng Tarô:

Gia công ren bằng tarô chủ yếu dùng gia công ren lỗ có đường kính trung bình và nhỏ theo tiêu chuẩn. Có thể dùng tarô để gia công ren trụ, ren côn.

Khi tarô nhiều lưỡi dao cùng tham gia cắt nên tỏa nhiệt nhiều và thoát phoi khó, ngoài ra nếu đường kính ren lớn thì momem xoắn lớn, để tránh gãy tarô phải gia công với vận tốc cắt thấp (từ 5 ÷ 15 m/ph). Cắt ren lỗ thông có thể thực hiện bằng tay hoặc máy, cắt ren lỗ không thông phải thực hiện bằng tay. Một bộ tarô tay có 2 hoặc 3 chiếc có đường kính khác nhau để tarô 2 hoặc 3 lần nhằm giảm momen xoắn, tránh gãy tarô, giảm cường độ lao động và nâng cao độ bóng mặt ren.

Độ chính xác và chất lượng bề mặt ren phụ thuộc vào chất lượng tarô và biện pháp công nghệ khi cắt ren. Nếu phần cắt ren của tarô được mài thì độ chính xác của ren có thể đạt được cấp 7.

Khi tarô bằng máy nên tiến hành khoan và tarô trong cùng một lần gá để đảm bảo lượng dư cắt ren đều, đường tâm tarô trùng với tâm lỗ, tránh hiện tượng gãy tarô. Nếu khoan và tarô thực hiện ở hai lần gá khác nhau thì phải dùng đầu tarô tự lựa chọn để tránh ảnh hưởng của độ không đồng tâm giữa lỗ và trục chính của máy.

Dụng cụ tarô bằng tay có phần côn dẫn hướng dài để dẫn hướng đảm bảo đường tâm tarô trùng với đường tâm lỗ, tránh ren bị lệch dẫn tới gãy tarô.

Khi tarô tăng vận tốc cắt nhỏ đồng thời do có hành trình chạy không quay ngược để rút tarô nên năng suất thấp. trong sản xuất hàng loạt và hàng khối người ta dùng tarô tự bóp lại sau khi cắt ren để có thể rút tarô qua lỗ nhằm nâng cao năng suất. Loại tarô này chỉ dùng được khi lỗ ren không quá bé. Để tăng năng suất khi gia công mũ ốc có thể dùng tarô máy đầu cong thực hiện trên máy khoan hoặc máy tiện.

Để  tăng năng suất khi gia công ren trong ngày nay người ta đã sử dụng hai biện pháp sau đây:

-   Sử dụng dụng cụ khoan tarô tổ hợp để kết hợp khoan với tarô trong một hành trình tiến dao (hình 7.43). Phát minh này đã được ứng dụng vào sản xuất từ năm 1982 ở cộng hòa liên bang Đức.

-   Gia công ren trên máy chuyên dùng bằng dụng cụ tổ hợp khoan – phay ren. Trên mặt đầu của dụng cụ có lưỡi cắt khoan lỗ, trên dọc mặt bên các lưỡi cắt định hình để phay ren.

Hình 7.43: Gia công ren bằng khoan tarô kết hợp

Hình7.44: Gia công ren bằng khoan – phay kết hợp

Quá trình khoan – phay ren được tiến hành theo các bước sau đây:

-   Dụng cụ tiến dao dọc, các lưỡi cắt trên mặt đầu thực hiện việc khoan lỗ chuẩn bị cho bước phay ren tiếp theo (hình 7.44a).

-   Dụng cụ lùi ngược trở lại theo phương thẳng đứng tối thiểu một bước ren (hình 7.44b)

-   Điều chỉnh dao dịch chuyển hướng kính đảm bảo đường kính đỉnh ren để chuẩn bị phay ren (hình 7.44c)

-   Tiến hành phay ren (hình7.44c)

-   Lùi dao theo phương hướng kính để tâm dao trùng với tâm lỗ.

-   Dao lùi theo phương thẳng đứng trở về vị trí xuất phát để chuẩn bị cho quá trình gia công chi tiết tiếp thep.

Phương pháp khoan-phay ren tổ hợp đạt được năng suất và chất lượng cao vì vậy hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt.

7.5  - CHUỐT :

Chuốt là phương pháp được sử dụng rộng rãi để gia công lỗ tròn, lỗ có rãnh thẳng, lỗ xoắn, lỗ then hoa, mặt phẳng, mặt rãnh bằng dụng cụ có nhiều lưỡi tham gia cắt cùng một lúc. Chuốt cũng có thể dùng để gia công mặt trụ ngoài, bánh răng nên do kết cấu dao phức tạp nên ít dùng.

Phương pháp chuốt có các ưu điểm sau:

-   Độ chính xác có thể đạt cấp 7, Ra = 0.8 ÷ 0.6 µm, tốc độ cắt thấp nên biến dạng déo ít vì thế chất lượng bề mặt tốt.

-   Chuốt có thể thay cho gia công thô và tinh. Khi gia công lỗ chuốt có thể thay cho cả khoan rộng , khoét và doa.

-   Chuyển động đơn giản

-   Vận tốc cắt thấp nhưng năng suất cao do có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt cùng lúc.

-   Có thể gia công được các lỗ thông suốt có đường tâm thẳng đứng và tiết diện ngang không đổi như lỗ tròn, lỗ vuông… Chuốt có thể gia công được các lỗ trụ có đường kính tới 320 mm, Lỗ có then hoa có đường kính 420mm , rãnh rộng đến 100mm và chiều dài lỗ đến 10m.

 Tuy vậy chuốt có các nhược điểm sau:

-   Dao chuốt khó chế tạo, đắt tiền, nhất là dao dài (hình 9.58)

-   Nhiều lưỡi cắt cùng tham gia nên lực chuốt lớn vì vậy yêu cầu máy phải có công suất lớn, hệ thống công nghệ phải đủ độ cứng vững.

-   Khi chuốt áp lực tác động theo phương vuông góc với thành lỗ rất lớn, nếu chi tiết có thành dài không đều hoặc thành mỏng thì biến dạng đàn hồi và mỏng theo phương hướng kính lớn và khác nhau trong  khi chuốt nên sau khi chuốt biến dạng dư cũng khác nhau tạo ra sai số hình dạng hoặc lỗ bị bé đi.

-   Chuốt không sửa được sai lệch về vị trí không gian do đó trước khi chuốt lỗ cần có bước gia công chuẩn bị nhằm dẳm bảo độ chính xác về vị trí tương quan của lỗ.

Hình 7.45: Sơ đồ gá đặt chuốt có đệm cầu tự lựa.

Trước khi chuốt phải đảm bảo mặt đầu của chi tiết vuông góc với tâm lỗ, mặt đầu là mặt tỳ, mặt định vị chính là mặt lỗ đã qua gia công chuẩn bị. Nếu mặt đầu không vuông góc với lỗ đồ gá sẽ phức tạp hơn, thời gian gá đặt lớn hơn.

Khi chuốt cho phép tỳ trực tiếp vào mặt đầu nếu mặt đầu nhỏ.

 Nếu mặt đầu lớn nhất thiết phải dùng đệm cầu tự lựa (hình 7.45) để khắc phục sai số về độ không vuông góc giữa mặt đầu vớ tâm lỗ.

Chuốt mặt phẳng là dạng chuốt ngoài, lực tác động nên dao và chi tiết không đối xứng như chuốt lỗ, khi chuốt có nhiều lưỡi dao cùng tham gia cắt do đó yêu cầu công suất máy lớn và có độ cứng vững của hệ thống công nghệ lớn.

Khi chuốt mặt phẳng có thể dùng các ặt dao chuốt sau đây:

-   Nếu mặt đã qua gia công thô nên dùng chuốt lớp (hình 7.46a) vì chiều sâu cắt trên từng lưỡi cắt đồng đều, độ chính xác đạt đực độ cao.

Hình 7.46:  Sơ đồ chuốt mặt phẳng

-   Nếu mặt chưa gia công thô nên dùng phương pháp chuốt mảnh (hình 7.46 b, c,). Trong trường hợp này răng của dao có độ cao bằng nhau, chiều rộng của lưỡi cắt được mở rộng từ một phía hoặc mở rộng từ giữa ra cả hai phía. Lượng mở rộng cả hai phía từ 0.1 ÷ 0.4 mm/ răng.htk . Lúc đó hành trình chuốt giống như một hành trình bào có gá nhiếu dao. Phương pháp này chỉ áo dụng khi chuốt thô. Cũng có thể kết hợp cả hai kiểu chuốt mảnh và chuốt lớn để kết hợp gia công thô và tinh.

Để tăng năng suất khi chuốt mặt phẳng ta có thể cho dao đừng yên còn chi tiết gá tên bàn máy thực hiện chuyển động tịnh tiến hoặc quay liên tục.

Ngoài ra trong sản xuất hàng loạt người ta còn có thể chuốt các mặt định hình bằng các dao chuốt định hình.

Chuốt được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt để chế tạo các chi tiết của các ngành chế tạo máy, chế tạo ô tô…

 

B . CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CẮT GỌT BẰNG DỤNG CỤ CẮT VỚI LƯỠI DAO CÓ HÌNH DẠNG HÌNH HỌC KHÔNG XÁC ĐỊNH

7.6 - MÀI

Bản chất của quá trình mài là quá trình cắt gọt được thực hiện đồng thời bởi nhiều hạt mài có các lưỡi cắt khác nhau được phân bố một cách ngẫu nhiên trên bề mặt đá mài.

Đá mài được chế tạo từ vật liệu mài và chất kết dính và được thiêu kết trong những điều kiện xác định:

                             V_{hạt mài} + V_{dính kết} + V_{lỗ rỗng} = 100%

Trong đó: V_{hạt mài} là thể tích hạt mài.

               V_{dính kết} là thể tích chất dính kết.

               V_{lỗ rỗng} là thể tích lỗ rỗng trong toàn viên đá.

7.6.1 - Vật Liệu Hạt Mài

Hạt mài được chế tạo từ  các vật liệu có độ cứng rất cao. Trên mỗi loại hạt mài có nhiều lưỡi cắt với góc trước < 0. số lưỡi cắt trên một hạt mài tham gia trong quá trình cắt luôn luôn biến đổi và phụ thuộc  vào tải trọng cơ nhiệt của vùng tiếp xúc. Hạt mài được đặc trưng  bằng vật liệu hạt và kích thước hạt.

Hình 7.47 : cấu tạo mạng tinh thể của nitrit bo và so sánh độ cứng tế vi của các vật liệu hạt mài

7.6.2 -  Các Phương Pháp Mài:

a) Mài tròn ngoài:

+ Mài tròn ngoài có tâm có tính vạn năng cao. Khi mài có thể gá chi tiết trên hai mũi tâm hoặc trên mâm cặp.

Nên dùng hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất để lượng dư đều và đảm bảo sự đồng tâm giữa các bậc trục.sau khi sử lý nhiệt luyện cần sửa lại lỗ tâm trước khi mài.

Thông thường nên sử dụng phương pháp mài tròn ngoài có tâm tiến dao dọc với S_ng = 0,005 – 0,02 mm/ 1 hành trình kép. Để lực hướng kính nhỏ, chi tiết ít bị biến dạng, nâng cao độ chính xác gia công. Khi mài tinh ở những hành trình cuối không nên tiến dao ngang mà chỉ thược hiện chuyển động  dao doc cho đến khi mài hết hoa lửa.

Hình 7.48:  sơ đồ nguyên lý các phương pháp mài tròn ngoài.

Khi mài chi tiết ngắn có đường kính lớn, độ cứng vũng cao ta dùng phương pháp tiến đá hướng kính để tăng năng suất.

Người ta có thể tiến hành gia công đồng thời mặt trụ và mặt đầu bằng phương pháp tiến đá theo phương tạo với trục nằm ngang một góc

Mài thô;

Nếu gọi Q là thể tích phoi lấy đi trong một đơn vị thời gian thì khi mài tròn ngoài tiến dao dọc (hình 9.48a) ta có:

           Q = t.s_dọc .v_ph (mm³/s)

Trong đó t- chiều sâu cắt,

                s_dọc – bước tiến dọc

                v_ph – vận tốc của phôi.

Mục đích của mài thô là lấy đi được thể tích của phoi Q lớn nhất với chi phí gia công thấp nhất.

Hình 7.49:  Sự phụ thuộc giữa chi phí gia công và thể tích phoi Q (mm/s):

a)     Sơ đồ mài tròn ngoài tiến dao dọc:

b)     Sự phụ thuộc giữa chi phí gia công và thể tích phoi Q (mm/s)

Tuy vậy để tăng chiều sâu cắt t, bước tiến s_dọc hoặc tốc độ phôi v_ph Tuy nhiên khi tăng Q sẽ dẫn tới:

-         Lực pháp tuyến tăng do đó có thể gây ra sai số hình dạng ở phôi mà nguyên công mài tinh không thể sửa hết được. Để khắc phục người ta dùng đá có kích thước hạt lớn, tiến hành sửa đá thô và kẹp chặt chi tiết ổn định.

-         Công suất cắt tăng, vì vậy khi tăng Q cần phải đảm bảo công suất cắt nhỏ hơn công suất của động cơ mang đá hoặc chọn máy mài có công suất lớn.

-         Nhiệt độ lớp bề mặt phôi tăng dẫn tới xuất hiện các vết cháy hoặc nứt tên bề mặt chi tiết mà khi mài tinh không xóa hết được. Để khắc phục người ta sử dụng đá có kích thước hạt lớn, sửa chữa thô và nên tăng tốc độ phôi v_ph hơn là tăng chiều sâu cắt t.

-         Lượng mòn của đá tăng alm32 tăng chi phí sửa đá và chi phí đá, điều đó lại dẫn tới tăng chi phí gia công. Điều đó khắc phục là sử dụng đá có độ cứng lớn và chủ yếu là phải giải bài toán tối ưu hóa nhằm xác định giá trị Q ứng với chi phí gia công thấp nhất (hình 9.46b).

-         Rung động tăng làm tăng tốc độ mài mòn của đá cũng như làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt và tăng sai lệch hình dạng của chi tiết. trong trường hợp này nên kẹp phôi ổn định, sửa đá nhô và chọn bước tiến dọc s_dọc nhỏ.

• Mài tinh

Mục đích của mài tinh là đảm bảo độ chính xác về hình dạng và độ chính xác về kích thước cũng như chất lượng bề mặt của chi tiết. Muốn vậy người ta thực hiện các biện pháp sau đây.

-         Mài với thể tích phoi Q lấy đi trong một đơn vị thời gian nhỏ (hình 9.65) muốn vậy có thể sử dụng một trong các biện pháp sau đây:

  +  Chọn chiều sâu cắt t nhỏ, lần tiến dọc cuối không thực hiện tiến đá ngang mà mài cho đến hết hoa lửa.

  +  Chọn bước tiến dao dọc s_{dọc99999999999999999999999999999999999999999999999}  nhỏ.

  +  Chọn tốc độ phôi v_ph nhỏ.

-         CHọn chế độ sửa đá tinh.

-         Dùng dầu làm dung dịch trơn nguội thay thế cho e6muxi.

-         Tăng tốc độ cắt v_c.

s

Hình 9.50:  ảnh hưởng của thể tích phôi lấy đi trong một đơn vị thời gian Q tới nhấp nhô bề mặt kho mài tròn dài tiến dao dọc.

Chọn chế độ cắt kinh tế khi mài tròn tiến dao dọc.

Chế độ cắt khi mài bao gồm vận tốc cắt v_c, tốc độ phôi v_ph, bước tiến dọc s_d và chiều sâu cắt t ( chính là lượng tiến dao ngang sau mỗi hành trình kép của bàn máy s_ngang).

-         Vận tốc cắt v:

Vận tốc cắt v_c phụ thuộc chủ yếu vào độ bền cơ học của đá, ật liệu hạt mài và vào việc kẹp chặt chi tiết sao cho ổn định:

                        V_c = v_đá = л.D_đá.n_đá  (m/s)

Nếu vận tốc cắt bé thời gian chịu tải của hạt mài trong vùng cắt lớn, tải trọng trên mỗi hạt lớn, hạt mài mau mòn và dẽ bị tách khỏi đá dẫn tới đá mòn nhanh.

Nếu vận tốc cắt lớn, lực cắt nhỏ, biến dạng hệ thống và biến dạng lớp bề mặt nhỏ do đó độ chính xác và chất lượng bề mặt tăng, nhưng nếu vận tốc cắt quá lớn, lực ly tâm lớn gây nguy hiểm cho người và thiết bị.

Hiện nay ở nước ta vận tốc cắt khi mài được lấy theo kinh nghiệm như sau: đá mài có chất dính kết gồm (ke6ramit) mài ngang v_c = 18 ÷ 25 m/s, mài thép

               v_c = 25 ÷ 30 m/s, mài tinh v_c = 30 ÷ 35 m/s.

Tại các nước công nghiệp tiên tiến hiện nay người ta sử dụng phổ biến đá mài có vật liệu hạt mài là CBN làm việc với vận tốc cắt 150 m/s. Trong tương lai họ hướng tới vận tốc cắt từ 200 ÷ 300 m/s để nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công.

-         Vận tốc phôi v:

Vận tốc phôi v_ph có ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt của chi tiết gia công, độ mòn của đá và năng suất cắt khi mài.

                      V_ph = л.d_ph.n_ph  (m/s)

Khi mài tòn ngoài, theo kinh nghiệm người ta chọn v_ph = 1 ÷ 3%v_đá,

-         Tỷ số tốc độ mài q được định nghĩa bằng biểu thức:

                     q = v_c/v_ph

Tỷ số tốc độ mài q là một đại lượng quan trọng của quá trình mài, nó có ảnh hưởng rất lớn tới lực cắt, độ chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết gia công. Độ lớn của q phụ thuộc vào vật liệu gia công và chất lượng bề mặt yêu cầu, thông thường mài thép chọn q = 60 ÷ 100, mài kim loại màu lấy giá trị q nhỏ,khi mài thô lấy q nhỏ hơn khi mài tinh.

Với tốc độ cắt V_c không đổi nếu tăng tốc độ phôi v_ph có nghĩa là giảm q, điều đó dẫn tới:

+  Ứng với 1 vòng quay của đá phải tiếp xúc với một đoạn đường tên bề mặt phôi dài hơn,tải trọng trên mỗi hạt mài lớn hơn dẫn tới độ mòn đơn vị của đá tăng lên.

+  Lực cắt tăng lên do đó sai số hình dạng cũng như chiều cao nhấp nhô nhỏ bé mặt tăng.

+  Thể tích phoi lấy đi trong một đơn vị thời gian Q tăng, năng suất cắt tăng.

 

-   Lượng tiến dao dọc s_dọc phụ thuộc vào độ nhám bề mặt yêu cầu và lấy theo bề rộng của đá. Nếu gọi a là chiều rộng của đá thì:

+  Mài thô thép s_dọc= (0.3 ÷ 0.7)a, mài thô gang s_dọc= (0.05 ÷ 0.95)a

+  Mài tinh thép s_dọc= (0.2 ÷ 0.3)a, mài tinh gang s_dọc= 0.4a.

-   Lượng tiến dao ngang s_ngang sau mỗi hành trình kép của bàn máy (hay còn gọi là chiều sâu cắt t) phụ thuộc vào độ hạt của đá, độ nhám bề mặt yêu cầu và độ cứng vững của chi tiết.

Mài thô thép s_ngang= (0.01 ÷ 0.06) mm/1 hành trình kép

Mài thô gang s_ngang= (0.02 ÷ 0.08) mm/1 hành trình kép.

Mài tinh s_ngang= (0.005 ÷0.015) mm/1 hành trình kép.

Khả năng công nghệ của mài

Mài thô có khả năng đạt độ chính xác kinh tế cấp 9, R_a= 3.2 µm.

Mài tinh đạt độ chính xác kinh tế cấp 7, R_a= 1.6 ÷ 0.4 µm.

Mài siêu tinh có khả năng đạt độ chính xác cấp 6 R_a= 0.2 ÷ 0.1 µm.

  Mài tròn ngoài không tâm

Khi mài không tâm chuẩn định vị chính là mặt đang gia công do đó không mài được chi tiết có rãnh trêm bề mặt.

Có hai phương pháp mài tròn ngoài không tâm:

-         Mài khôn tâm chạy dao dọc (hình 7.51a):

Chi tiết quay và tịnh tiến dọc trục nhờ bánh dẫn có dạng hypecbo6loit tròn xoay có trục đặt lệch với trục chi tiết 1 góc = 1”12’ ÷ 3⁰30’. Chi tiết được gá cao hơn tâm đá mài một khoảng từ (0.05 ÷ 1)R nhờ thanh đỡ ở dưới đặt song song với tâm chi tiết R là bán kính chi tiết, còn đá mài thực hiện chuyển động cắt.

Hình 7.51: Sơ đồ mài tròn ngoài không tâm

a)     mài không tâm tiến dao dọc

b)     mài không tâm tiến dao ngang

-   Mài tròn ngoài không tâm tiến dao ngang (hình 7.51) tương tự mài có tâm tiến dao ngang, bánh dẫn không cần có dạng hypecboloit và được bố trí sao cho đường tâm song song với trục đá. Khi sửa đá chính xác có thể mài được mặt côn và mặt định hình.

Mài không tâm có các ưu điểm sau:

-         Giảm thời gian gá đặt và thời gian gia công ặt chuẩn.

-         Dễ tự động hóa quá trình mài

-         Độ cứng vững của hệ thống công nghệ cao hơn mài có tâm.

-         Có thể mài được các trục dài mà mài có tâm không thể thực hiện được

Tuy nhiên mài không tâm cũng có các nhược điểm sau:

-   Không có khả năng đảm bảo độ đồng tâm giữa các bậc trục do đó chỉ dùng để mài chi tiết dạng trục trơn.

-   Không mài được các bề mặt gián đoạn vì bánh dẫn không truyền được chuyển động quay đều và tịnh tiến cho chi tiết.

Mài không tâm được dùng nhiều trong sản xuất hàng loạt và hàng khối, đặc biệt dùng chế tạo các chi tiết dùng trong công nghiệp dệt-sợi như các cọc sợi, các trục con lăn…

b)  Mài tròn trong (mài lỗ):

Mài lỗ có khả năng gia công lỗ trụ, lỗ côn, lỗ định hình. Có hai phương pháp mài lổ: mài lỗ không tâm và mài lỗ có tâm.

Mài lỗ có tâm:

-   Mài lỗ có tâm thường thực hiện trên các máy mài lỗ chuyên dùng, máy mài vạn năng có đầu mài lỗ hoặc đôi khi trong máy tiện vạn năng có trang bị đồ gá mài lỗ (hình 7.52)

Hình 7.52:  Sơ đồ các phương pháp mài lỗ:

a)     chi tiết quay, đá quay quanh trục đá và tịnh tiến dọc; b) chi tiết cố định, đá quay quanh trục đá và thực hiện chuyển động hành tinh; c) mài không tâm lỗ côn

Mài lỗ có tâm có thể thực hiện theo 2 cách sau:

-   Cách thứ nhất: lấy chuẩn là mặt ngoài kết hợp với mặt đầu gá chi tiết trên mâm cặp 3 chấu. Khi hình dạng bên ngoài của chi tiết phức tạp phải sử dụng mâm cặp 4 chấu và rà theo mặt lỗ, chuẩn là mặt lỗ hoặc mặt lỗ kết hợp với mặt đầu. Chi tiết quay tròn, đá quay tròn và thực hiện chuyển động tiến dao dọc S_d để mài hết chiều dài của lỗ và tiến dao ngang S_ngang để cắt hết lượng dư gia công (hình 7.52a). Phương pháp này thường dùng gia công chi tiết nhỏ để gá trên mâm cặp 3 chấu hoặc 4 chấu của máy mài vạn năng hoặc máy tiện vạn năng có đồ gá chuyên dùng.

-   Cách thứ hai (hình 7.52b): chi tiết gá cố định trên bàn máy nhờ chuẩn al2 mặt đầu kết hợp với mặt ngoài hoặc mặt lỗ. Trục mang đá thực hiện tất cả các chuyển động: chuyển động quay tròn quanh tâm đá để tạo ra chuyển động cắt, chuyển động hành tinh của trục đá quanh tâm lỗ, chuyển động chạy dao dọc S_d để mài hết chiều dài lỗ và chuyển động S_ng sau một hành trình mài để mài hết lượng dư gia công. Phương pháp này thuận lợi hi gia công lỗ các chi tiết lớn vá có hình dạng phức tạp như lỗ tên trên thân máy báu, thân động cơ…

Mài lỗ không tâm:

Mài lỗ không tâm là một trong các phương pháp gia công tinh lỗ có năng suất, độ chính xác và độ đồng tâm cao. Chuẩn gia công là mặt ngoài do đó mặt ngoài của chi tiết phải được gia công tinh hoặc bán tinh trước khi mài lỗ. khi mài lỗ không tâm ngoài đá mài, bánh dẫn còn phải có các con lăn đỡ và ép chi tiết tiếp xúc liên tục với bánh dẫn.

Mài tâm không lỗ côn được thực hiện bằng cách điều chỉnh trục đá nghiêng một góc côn so với trục chi tiết. Trục đá thực hiện chuyển động quay tròn và chuyển động tiến dao dọc S_d (hình 7.52c).

 Mài lỗ có các ưu điểm sau đây:

-   Mài được lỗ của các chi tiết có kết cấu phức tạp mà không thuận tiện đối với các phương pháp gia công khác.

-   Mài được lỗ phi tiêu chuẩn

-   Mài lỗ sửa được sai lệch về vị trí tương quan của tâm lỗ so với các bề mặt khác do các nguyên công trước để lại.

-   Mài lỗ có khả năng đạt được độ chính xác cao (cấp 6).

-   Mài được các rãnh định hình sau khi nhiệt luyện mà các phương pháp khác không gia công được.

-   Trong sản xuất hàng loạt mài lỗ dễ cơ khí hóa và tự động hóa, ví dụ mài rãnh trong của ca bi ngoài.

Tuy vậy mài lộ củng có những nhược điểm sau:

-   Cung tiếp xúc giữa đá và chi tiết khi mài lỗ lớn hơn lỗ ngoài, khò tưới dung dịch trơn nguội vào vùng cắt, điều kiện thoát phôi và thoát nhiệt khó khăn do đó đá mòn nhanh hơn so với mài ngoài.

-   Đường kính lỗ càng bé trục đá càng bé nên độ cứng vững của trục đá kém, điều đó ảnh hưởng tới độ chính xác và năng suất nguyên công, đặc biệt khi mài lỗ nhỏ có chiều dài lớn (hình 9.68).

-   Để đảm bảo tốc độ mài nhằm giảm tốc độ mòn của đá, khi lỗ càng nhỏ yêu cầu số vòng quay của trục đá càng lớn, điều đó dẫn khó khăn trong việc thiết kế và chế tạo máy mài.

Mặc dù có những nhược điểm như trên nhưng do tính ưu việt của nó mà mài lỗ

vẫn được áp dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt như công nghệ chế tạo ổ bi.

Hình 7.53:  Sự mòn đá và sai số hình dạng xuất hiện khi mài lỗ.

c)     Mài phẳng:

Mài phẳng là phương pháp gia công tinh các mặt phẳng sau khi qua phay hoặc bào, đã hoặc chưa qua nhiệt luyện.

Ngày nay do trình độ công nghệ đucợ nâng cao, xu hướng chung là người ta tập truing nghiên cứu thực hiện tối ưu hóa quá trình tạo phôi, giảm lượng dư gia công cắt gọt, nâng cao độ chính xác hình dạng, độ chính xác kích thước cũng như chất lượng bề mặt của phôi, sau đó dùng mài thô thay thế các phương pháp gia công cắt gọt khác nhằm tiết kiệm vật liệu, giảm chi phí gia công cơ và rút ngắn quy trình công nghệ, đặc biệt  đối với các chi tiết khó gá đặt ( ví dụ. sec măng).

Mài phẳng thông thường đạt độ chính xác cấp 7, R_a = 1.6 µm, nếu chuẩn bị công nghệ tốt có thể đạt độ chính xác cấp 6, R_a = 0.4 µm.  

Tuy nhiên, do diện tích tiếp xúc giữa đá và chi tiết nhỏ nên năng suất thấp. Để khắc phục nhược điểm này người ta có thể sử dụng đá có bề lớn hơn bề mặt rộng chi tiết. Trong trường hợp này đầu đá chỉ được thực hiện tiến dao đứng S_đứng sau và phải sửa đá cẩn thận để tránh mặt đá bị côn hoặc đường sinh đá không thẳng dễ gây ra sao số in đập trên bề mặt chi tiết gia công.

Hình 9.54-Sơ đồ các phương pháp mài phẳng bằng đá mài hình trụ

- Mài phẳng bằng đá mài mặt đầu: mài phẳng bằng mặt đầu cảu đá chậu nguyên hoặc ghép (hình 9.55a,b, c) cho năng suất cao, tiết kiệm đá và mở rộng được khả năng công nghệ của mài do:

Hình 9.55:  Sơ đố các phương pháp mài phẳng bằng đá mài mặt đầu.

Hình 7.56:   Sơ đồ mài phẳng đá mài mặt đầu trên máy mài chuyên dùng có nhiều trục đá.

+  Có thể mài đồng thời nhiều bề mặt trên máy mài chuyên dùng có nhiều trục đá khác nhau (hình 7.57).

+  Có thể mài đồng thời hai mặt của một chi tiết bằng hai mặt đầu của hai viên đá khác nhau (hình 7.57)

Nhược điểm của mài mặt đầu là khó thoát phôi, khó dẫn dung dịch trơn nguội vào vùng cắt do đó khó thoát nhiệt, vì vậy độ chính xác và độ nhẵn bề mặt thấp hơn so với mài bằng đá mài hình trụ.

Hình 7.57:  Sơ đồ mài đồng thời hai mặt phẳng song song của chi tiết bằng hai mặt đầu của hai vên đá khác nhau

 

Hình 7.58:  Sơ đồ mài phẳng bằng đá mài mặt đầu với trục đá nghiêng

a)     Trục đá thẳng góc với bề mặt gia công

b)     Trục đá nghiêng với bề mặt gia công (không nên)

c)     Trục đá nghiêng với bề mặt gia công (nên)

Muốn đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng cao phải dùng chế đô cắt thấp. Để nâng cao năng suất người ta bố trí trục đá nghiêng một góc 2⁰ ÷ 4⁰ so với phương thẳng đứng nhưng do mặt đầu cảu đá không tiếp xúc toàn bộ với mặt gia công nên các vết mài không xóa lên nhau do đó nhẵn bóng bề mặt kém, bề mặt gia công không bằng phẳng (hình 7.58)

d)     Mài định hình:

Mài có thể gia công được các bề mặt định hình có đường sinh thẳng, ví dụ, mà các mặt định hình có tiết diện không thay đổi theo phươn tiến dao dọc trên máy mài phẳng, các bề mặt định hình tròn xoay ngoài và tong (hình 9.74) như các rãnh của ca bi ngoài và trong. Mài định hình được thực hiện bằng cáh sửa đá có hình dạng và kích thước theo âm bản của chi tiết. Khi mài rãnh định hình tên máy mài phẳng đầu đá chỉ thực hiện tiến dao thẳng đứng S_d sau mỗi hành trình kép để cắt hết chiều sâu rãnh. Khi mài các mặt định hình tròn xoay ngoài hoặc trong đầu đá chỉ thực hiện tiến dao ngang S_ng.

Hình 7.59:  sơ đồ mài định hình

Khi mài cam cần phải có cơ cấu chép hình giống như phay chép hình.

7.7 -  MÀI NGHIỀN:

Bản chất của mài nghiền là quá trình cắt của các hạt mài tự do chuyển động cưỡng bức (còn gọi là bột nghiền) dưới một áp lực xác định giữa dụng cụ nghiền và bề mặt chi tiết được gia công.

Bột nghiền gồm bột mài trộn với duầ nhờn, parafin, mỡ bò và axit hữu cơ theo một tỷ lệ nhất định. Khi nghiền thô cần bột mài có kích thước hạt lớn, khi nghiền tinh sử dụng bột mài có kích thước hạt nhỏ.

Dụng cụ nghiền (bạc nghiền, tấm nghiền) làm bằng gang để có chức năng giữ được hạt mài trên bề mặt của dụng cụ.

Nghiền gốm 2 quá trình: quá trình hóa học diễn ra rất nhanh (trong vài phần trăm giây) tạo thành trên bề mặt gia công lớp màng axit và lớp hấp thụ rất mỏng, sau đó nhờ tác dụng cơ học các hạt mài phá vỡ màng axit và lấy đi lớp hấp phụ dưới dạng phôi rồi đẩy ra ngoài.

Quá trình nghiền có các đặc điểm sau đây:

-   Mặc dù có nhiều loại hạt mài cùng tham gia cắt nhưng vì lớp kim loại được cắt đi rất mỏng, lực và vận tốc cắt không lớn nên nhiệt cắt không cao.

-   Quá trình động học của các hạt mài phức tạp do quỹ đạo chuyển động của chúng trên bề mặt gia công khó lặp lại vết cũ, các vết xóa nhau nhều lần dẫn tới độ nhẵn bóng bề mặt gia công cao.

-   Nghiền chỉ cắt được lớp lượng dư rất nhỏ ( 0.02 mm) nên không sửa được sai lệch về vị trí tương quan. Do đó trước khi mài nghiền chi tiết phảo đạt độ chính xác cấp 7, sai số hình dạng hình học không quá 0.005 ÷ 0.1 mm  R_a = 1.6 ÷ 0.4 µm.

Hình 7.60 Sơ đồ các dạng mài nghiền:

1. chi tiết gia công; 2. dụng cụ nghiền

a) Nghiền mặt phẳng; b) nghiền hai mặt phẳng song song; c) nghiền mặt trụ ngoài bằng hai đĩa nghiền; d) nghiền trụ mặt ngoài bằng bạc; d) nghiền lỗ;        e) nghiền mặt cầu

Mài nghiền có thể gia công được các mặt phẳng, mặt trụ ngoài và trong, các mặt định hình đạt độ chính xác cấp 6, R_a = 0.2 ÷ 0.01 µm, sai lệch về kích thước sau mài nghiền có thể nhỏ hơn hoặc bằng 0.6 µm.. Do đó mặt nghiền được sử dụng rộng rãi để gia công các bộ xilanh bơm cao áp, các chi tiết trong thiết bị thủy lực, các bộ truyền bánh răng đòi hỏi độ chính xác cao, mặt phân khuôn trong công nghệ chế tạo khuôn.

Tùy theo hình dạng bề mặt gia công ta có các phương pháp nghiền sau:

-   Nghiền mặt phẳng (hình 7.60a): dụng cụ nghiền là hai tấm phẳng bằng gang đã qua gia công tinh. Bột nghiền xoa lên mặt dụng cụ, chi tiết một được tiếp xúc với mặt dụng cụ và có chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ tay hoặc máy. Lực tác dụng P để tạo ra áp lực nghiền. Đôi khi không cần lực P mà khối lượng bản thân chi tiết cũng tạo ra được áp lực nghiền đủ lớn. Phương pháp nghiền mặt phẳng hay dùng nghiền phân khuôn tong công nghệ chế tạo khuôn nhựa để nâng cao độ kín khít của khuôn.

Hình 7.61: Sơ đồ nghiền mặt trụ:

a)     nghiền bạc trụ bằng mặt nghiền chữ C; b) nghiền mặt trụ bằng máy nghiền đĩa.

-   Nghiền mặt trụ: Nghiền mặt trụ có thể thực hiện bằng bạc nghiền hay đãi nghiền.

-   Khi nghiền mặt trụ ngoài dùng bạc nghiền chữ C bằng gang và xẻ rãnh để điều chỉnh được áp lực trong quá trình nghiền (hình 9.76a), mặt trong của bạc có rãnh xoắn để chứa bột nghiền, bề mặt chi tiết chính là chỉnh định vị, vì vậy chiều dài phần tiếp xúc của bạc với chi tiết phải đủ lớn để sự tiếp xúc giữa bạc và chi tiết trong quá trình nghiền được ổn định.Theo kinh nghiệm thực tế nên lấy l_bạc = (2 ÷ 4)d_lô.

Nghiền mặt trụ bằng bạc chủ yếu dùng trong công nghệ sửa chữa,sản xuất đơn chiếc và thường thực hiện trên máy tiện hoặc máy khoan.

 Ngoài ra có thể thực hiện nghiền mặt trụ ngoài bằng máy nghiền đĩa có hai đĩa nghiền phẳng 1 và 2 ở giữa có đĩa ngăn cách 3 bố trí, lệch tâm so với đĩa 1 để giữ chi tiết gia công (hình 7.61b).

Hình 7.62:  Sơ đồ nghiền lỗ.

a)      Bạc nghiền chữ C có lỗ côn; b) bạc nghiền chử C có hai đầu lỗ vát côn; c)chày nghiền đàn hồi dùng gia công các lỗ có đường kính nhỏ.

Tâm đối xứng của rãnh giữ chi tiết đi qua tung điểm bán kính của đĩa 3 đồng thời tạo với bán kính một góc α =6 khi nghiền tinh. Đĩa 1 quay chủ động, đĩa 2 có thể đứng yên hoặc quay ngược chiều đĩa 1. Khi đĩa 1 quay đĩa ngăn cách 3 sẽ chuyển động song phẳng làm cho chi tiết tự quayquanh tâm của nó, đồng thời tịnh tiến khứ hồi dọc theo đường tâm của rãnh giữ chi tiết.

Nghiềm mặt trụ ngoài bằng máy nghiền đĩa thường được sử dụng tong sản xuất hàng loạt để gia công chi tiết piston trong bộ đôi bơm cao áp.

Khi nghiền mặt trụ trong (nghiền lỗ) dùng bạc chữ C bằng gang, trên mặt ngoài cảu bạc có rãnh xoắn để chứa bột nghiền. Để điều chỉnh áp lực nghiền người ta có thể dùng các kết cấu khác nhau (hình 9.77a, b, c). Khi nghiền lỗ chi tiết có thể quay tròn, trục mang bạc nghiền tịnh tiến (nghiền trên máy tiện) hoặc chi tiết tịnh tiến còn trục mang bạc nghiền quay tròn (nếu chi tiết nhỏ) hay chi tiết đứng yên (nếu chi tiết lớn) còn trục mang bạc vừa quay tròn vừa tịnh tiến (khi nghiền trên máy khoan)

 Tỷ lệ vận tốc dài do bạc nghiền quay tròn tạo ra V_q với vận tốc tịnh tiến V_tt được đặc trưng bằng biểu thức:

                  tgα =V/V = 0.6 ÷1 hay α = 35 ÷ 45.

 Góc α càng lớn năng suất nghiền càng cao nhưng chiều cao nhấp nhô bề mặt càng tăng, vì thế trị số α nhỏ dùng cho nghiền tinh, trị số α lớn dùng cho nghiền thô.

Chất lượng nguyên công phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ cắt V_c, áp lực nghiền p, vật liệu và kích thước hạt mài.

Khi nghiền thô lấy V_c = 15 ÷ 40 m/ph, nghiền tinh V_c = 25 ÷ 30 m/ph, nghiền siêu tinh V_c = 15 ÷ 20 m/ph, áp lực nghiền p ≤ 0.2 ÷ 0.4 MN/m² (0.2 ÷ 4 kG/cm²)

Lượng dư nghiền phụ thuộc vào yêu cuầ kỹ thuật gia công. Nếu yêu cầu độ chính xác và độ nhám bề mặt càng cao thì trước khi nghiền bề mặt cũng phải đạt độ chính các và độ nhám cao và lượng dư nghiền phải nhỏ. Lượng dư nghiền thông thường nằm trong khoảng 0.002 ÷ 0.05 mm (bảng 7.3). Nếu lượng dư nghiền tinh lớn thì năng suất nguyên công thấp, không những khó đạt được độ chính xác yêu cầu mà còn có thể tạo ra sai số hình dáng hình học của bề mặt cần gia công.

Nghiền không sửa được sai số về vị trí tương quan, đồng thời có năng suất thấp do tốc độ cắt thấp, bột nghiền có kích thước hạt nhỏ và áp lực nghiền thấp.

     Bảng7.3. Cách chọn lượng dư nghiền

Độ nhám		Độ chính xác kích thước (µm)	Số lần nghiền	Lượng dư (µm)
Ra (µm)	Rz (µm)
0.16	0.8	3.0 ÷ 5.0	1	0.03 ÷ 0.05
0.08	0.4	1.0 ÷02.1	1 2	0.03 ÷ 0.05 0.005 ÷ 0.01
0.04	0.2	0.2 ÷ 0.5	1 2 3	0.03 ÷ 0.05 0.005 ÷ 0.01 0.002 ÷ 0.003
0.02 ÷ 0.01	0.1 ÷ 0.05	0.1 ÷ 0.3	1 2 3 4	0.03 ÷ 0.05 0.005 ÷ 0.01 0.002 ÷ 0.003 0.005 ÷ 0.001

7.8 -  MÀI KHÔN:

Mài khôn dùng để gia công tinh lỗ nhờ đầu khôn quay tròn và tịnh tiến dọc trục.Đầu khôn gồm 2, 4 hoặc 6 thỏi đá được giữ bằng các thanh kẹp lắp trong các rãnh xẻ hướng kính dọc theo thân, ở bên trong có một hoặc hai ống côn dùng để điều chỉnh vành ngoài của đá, tạo ra áp lực hướng kính của đá tác dụng nên mặt lỗ gia công. Các thỏi đá được giữ bằng hai lò xò vòng ở trên và dưới. Việc điều chỉnh áp lực đá được thực hiện  nhờ ren vít ở hai đầu côn. Sau khi đưa đầu khôn vào lỗ, tăng đai ốc 1 đẩy piston 2 đi xuống, chất dẻo bị nén tác động lên đá làm tăng áp lực của đá nên bề mặt lỗ gia công. Sau khi gia công xong vặn đai ốc theo chiều hướng ngược lại để giảm áp lực của tác dụng lên bề mặt lỗ và lấy đầu khôn ra khỏi lỗ.

Trong quá trình khôn mỗi thanh đá tạo nên một lưới quỹ đạo của các hạt mài đan chéo nhau (hình 7.63). Do có nhiều thanh đá nên vết các hạt mài xóa nhau nhiều lần vì vậy khôn thông thường đạt độ chính xác cấp 7, đôi khi cấp 6, R_a = 0.4 ÷ 0.05 µm.

Trong quá trình mài khôn cần chú ý:

-   Phải cấp dung dịch trơn nguội đều đặn và liên tục

-   Có thể gá đầu khôn và chi tiết theo 2 cách:

+  Đầu khôn lắp cứng với đầu máy, chi tiết lắp cố định trên bàn máy. Trong trường hợp này phải dùng đồ gá hoặc rà gá sao cho đảm bảo được độ đồng tâm giữa tâm lỗ gia công và tâm trục chính của máy.

 

Hình 7.63 Vết gia công khi mài khôn

+  Đầu khôn lắp tùy động với trục chính của máy, như vậy việc gá đặt chi tiết đơn giản hơn và không yêu cầu độ đồng tâm giữa lỗ của chi tiết và trục chính cao.

-   Phải chọn khoảng nhô ra của đá so với hai đầu của lỗ thích hợp để tránh lỗ bị loe ở hai đầu hoặc bị phình ở giữa (hình 9.80) đồng thời phải chọn được tỷ số giữa tốc độ quay với tốc độ tịnh tiến, áp lực khôn hợp lý để nâng cao độ chính xác và năng suất khi khôn.

-   Khi khôn các hạt mài tách ra khỏi đầu khôn có thể găm vào bề mặt gia công làm tăng tốc độ mài mòn của chi tiết đối tiếp khi giữa chúng có chuyển động tương đối với nhau. Vì vậy sau khi mài khôn nhất thiết phải làm sạch bề mặt lỗ cẩn thận.

-   Mài khôn không sửa được sai số về hình dạng và sai lệch về vị trí không gian của lỗ. Do đó trước khi khôn phải khắc phục các sai lệch đó bằng tiện tinh, chuốt hoặc mài.

-   Về lý thuyết khôn gia công được các chi tiết từ thép, gang, kim loại màu, nhưng khi gia công kim loại màu phoi bịt nhanh các lỗ trên bề mặt đá nên khả năng cắt của đá bị giảm rất nhanh.

Hình 7.64:  Các dạng sai lệch khi mài khôn

Mài khôn có các ưu điểm cơ bản sau đây:

-   Các hạt mài có quỹ đạo xác định, có nhiều hạt mài cùng tham gia cắt cho nên lượng dư gia công có thể lớn (bảng 7.4) và đạt được năng suất cao hơn nghiền.

          Bảng 7.4. Lượng dư mài khuôn

 

Đường kính lỗ (mm)	Vật liệu gia công
	Gang	Thép
30 ÷ 130	0.02 ÷ 0.10	0.01 ÷ 0.04
150 ÷ 280	0.08 ÷ 0.16	0.02 ÷ 0.005
300 ÷ 500	0.12 ÷ 0.20	0.04 ÷ 0.06

-   Vận tải cắt thấp (gia công thép V_c = 40 ÷ 60 m/ph, gia công gang, đóng thau V_c = 60 ÷ 75 m/ph), nhiệt cắt thấp (nhiệt độ vùng gia công t = 50÷150⁰C) cho nên không làm thay đổi cấu trúc mạng tinh thể lớp bề mặt, do đó giữ được cơ tính đồng thời giảm được ứng suất dư lớp bề mặt của chi tiết gia công.

-   Độ cứng vững của đầu khôn cao, trục gá không bị biến dạng do lực tác dụng nên trục cân bằng lẫn nhau do đó đảm bảo lỗ gia công tròn.

-   Quá trình cắt êm do ít rung động vì vậy có thể đạt độ chính xác cao.

Tuy vậy, mài khôn cũng có những nhược điểm như sau:

-   Khi khôn các hạt mài tách ra khỏi đầu khôn có thể găm vào bề mặt gia công làm tăng tốc độ mài mòn của chi tiết đối tiếp khi giữa chúng có chuyển động tương đối đối với nhau. Vì vậy sau khi mài khôn nhất thiết phải làm sạch bề mặt lỗ cẩn thận.

-   Mài khôn không sửa được sai số về hình dạng và sai lệch về vị trí không gian của lỗ. Do đó trước khi khôn phải khắc phục các sai lệch đó bằng tiện tinh, chuốt hoặc mài.

-   Về lý thuyết khôn gia công được các chi tiết từ thép, gang, kim loại màu, nhưng khi gia công kim loại màu phoi bịt nhanh các lỗ trên bề mặt đá nên khả năng cắt của đá bị giảm rất nhanh.

Không gia công được các lỗ có đường kính từ ø6 tới ø1500, chiều dài lỗ từ 10 mm tới 20 mm, khả năng đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao, năng suất của khôn cao hơn nghiền do quỹ đạo các hạt mài hoàn toàn xác định và số hạt mài tham gia cắt cùng một lúc nhiều, vì vậy khôn được dùng rộng rãi trong công nghệ sửa chữa cũng như trong sản xuất hàng loạt để gia công các xilanh thủy lực.

7.9 - MÀI SIÊU TINH XÁC:

Hình 7.65:  Sơ đồ mài siêu tinh xác

a)  đường kính chi tiết nhỏ    b)   đường kính chi tiết lớn

Mài siêu tinh xác là phương pháp gia công có thể đạt độ chính xác cao và độ nhẵn bề mặt cao (hình 7.65).

Thanh đá bằng vật liệu cacbit silic xanh có chiều rộng b =1/2.d (khi đường kính d của chi tiết nhỏ, hình 7.65 a) được kẹp chặt trên cán của piston. Khi đường kính của chi tiết lớn phải dùng hai thanh đá, mỗi thanh có b ≤ 20mm, để dễ phun dầu trơn nguội vào vị trí cắt (hình 7.65 b). Góc ôm γ =60⁰. Chiều dài l của thanh đá phụ thuộc vào chiều dài của bề mặt gia công nhưng l_max = 60 mm. Độ truyền xilanh-piston để tạo áp lực cần thiết giữa đá với bề mặt của chi tiết cần gia công.

Mài siêu tinh xác có các chuyển động sau đây (hình 7.65):

-         Chi tiết quay tròn tạo ra tốc độ tiếp tuyến:

                                V_tt = ח.d.n

Trong đó : d – Đường kính của chi tiết gia công

                     n – Số vòng quay của chi tiết trng một phút.

-  Dụng cụ gia công thực hiện chuyển động dao động điều hòa a dọc trục chi tiết:

                                a = A₀.sinωt

Trong đó biên độ A_0­ = 1.5 ÷ 5 mm, ω là tốc độ góc của dao động cực đại V_ddmax là:

                                V_ddmax = A₀ . ω  = 2.ח.A₀.f

Với f - là tần số của dao động, f = 500 ÷ 1200 h.t.k/1ph.

Do cos ωt biến đổi giữa 0 và 1 nên tốc độ cắt cũng biến đổi từ 0 đến V_ddmax và đổi hướng.

Như vậy tốc độ cắt V_c là tổng hợp của 2 vectơ tốc độ tiếp tuyến V_n và tốc độ dao động V_dd sẽ là một đại lượng biền đổi.

                                V_cmin = V_tt = ח.d.n

                                 V_cmax =

Thông thường V_c = 1 ÷ 1.5 m/ph

 

Hình 7.66: Sơ đồ chuyển động của mài siêu tinh xác.

Hình 7.67:  Sơ đồ gia công các chi tiết bằng mài siêu tinh xác.

-         Chi tiết thực hiện chuyển động dọc với bước tiến dọc:

                    S_dọc = 0.1 mm/ 1 vòng quay của chi tiết.

Do đó chuyển động phức tạp như vậy nên quỹ đạo các hạt mài xóa nhau nhiều lần dẫn tới thời gian gia công giảm đi và độ nhẵn bóng bề mặt tăng lên.

Áp lực đá tác dụng nên bề mặt gia công nhỏ (0.005 ÷ 0.25 MN/m² hay 0.05 ÷ 2.5 kG/m²) nên không sửa được sai lệch hình dạng (méo, ô van) và sai số về vị trí tương quan, do đó trước khi mài siêu tinh chi tiết phải được mài (đối với vật liệu gia công là kim loại đen) để đạt được giới hạn trên cả kích thước và đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan hoặc tiện tinh (đối với vật liệu gia công là kim loại màu), do đó lượng dư ài siêu tinh nhỏ (5 ÷ 7µm).

Trong quá trình mài phải cấp dung dịch trơn nguội liên tục theo tỷ lệ 9% là dầu máy bay hay dầu thực vật, còn lại là dầu hỏa.

Mài siêu tinh đucợ sử dụng trong cộng nghiệp chế tạo ô tô và máy bay (hình 7.67).

7.10 -  ĐÁNH BÓNG:

Đánh bóng là phương pháp gia công tinh nhằm nâng cao độ nhẵn bóng bề mặt bằng cách dùng bàn đánh bóng kết hợp với bột mài chà xát nên bề mặt gia công với tốc độ cao.

Bánh đánh bóng gồm các loại sau:

-   Bánh đánh bóng bằng gỗ có độ bền nhỏ dễ bị cong vênh thường dùng đánh bóng sơ bộ.

-   Bánh đánh bóng bằng vải thô dùng hạt mài có kích thước lớn để gia công thô các chi tiết lớn.

-   Bánh đánh bóng bằng vải mềm dùng hạt mài có kích thước nhỏ dùng để đánh bóng tinh.

-   Bánh đánh bóng bằng vải ép dùng để đánh bóng rất tinh.

Tốc độ đánh bóng khoảng 20 ÷ 40 m/s, trên mặt bánh có bôi bột đánh bóng bằng hạt mài rất mịn, đôi khi cho thêm bột grafit để đạt R_a ≤ 0.02 µm. Có thể đánh bóng 2 hoặc 3 lần bằng các bột có kích thước nhỏ dần.

Đánh bóng không sửa chữa được sai lệch về hình dạng, sai lệch về vị trí tương quan và khuyết điểm trên bề mặt gia công. Vì vậy trước khi đánh bóng chi tiết phải được gia công tinh và chỉ để lại lượng dư khoảng 5 µm.

Khi đánh bóng có thể áp chi tiết vào bánh đánh bóng bằng tay hoặc bằng máy. Trong sản xuất hàng loạt đánh bóng thường được thực hiện bằng dây đai có đính hạt mài.

7.11 -  CẠO:

Cạo là phương pháp gia công tinh thực hiện bằng tay với các dụng cụ đơn giản được chế tạo từ thép dụng cụ hoặc thép gió.

Chất lượng cạo chủ yếu phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân. Trước khi cạo cần kiểm tra độ phẳng của mặt gia công bằng cách dùng bản mẫu bôi lớp bột màu rất mỏng rồi áp và xoa đều nên bề mặt chi tiết, sao đó cạo những điểm cao (những điểm có dính bột màu). Sau khi cạo xong cần kiểm tra độ phẳng theo tiêu chuẩn sau:

  Trên diện tích 25.4 x 25.4 mm² có 12 ÷ 18 điểm đối với cạo thô và 20 ÷ 25 điểm đối với cạo tinh:

 Khi cạo cần lưu ý:

-         Phải gá đặt chi tiết ổn định

-         Bản mẫu phải có độ chính xác và độ cứng vững cao

-         Bề mặt trước khi cạo phải được gia công tinh bằng phay, bào, doa … và để lại lượng dư thừa vừa phải (bảng 7.5)

Bảng 9.5: Lượng dư cạo

 

Chiều dài mặt         phẳng (mm) Chiều rộng mặt phẳng (mm)	100 ÷500	500 ÷1000	1000 ÷2000	2000 ÷4000	4000 ÷6000
<100	0.1	0.15	0.20	0.20	0.30
100 ÷ 500	0.15	0.20	0.25	0.30	0.40
500 ÷ 1500	0.18	0.25	0.35	0.45	0.50

Cạo có các ưu điểm sau:

-   Cạo có thể đạt được độ chính xác về kích thước, độ nhẵn bề mặt, độ chính xác về vị trí tương quan cao bằng các dụng cụ đơn giản (ví dụ, cạo có thể đạt được độ phẳng 0.01/1000mm), do đó cạo rất phù hợp với sản xuất đơn chiếc.

-   Có thể gia công tinh các mặt phẳng có kết cấu và hình dạng phức tạp (rãnh mang cá, mặt lỗ của bạc…) mà các phương pháp khác không thể gia công được.

-   Có thể dùng cạo để gia công tinh lần cuối các mặt phẳng có kích thước lớn.

-   Bề mặt khi cạo có khả năng giữ duầ bôi trơn tốt trong quá trình làm việc.

Tuy vậy cạo cũng có các nhược điểm sau:

-   Năng suất thấp, thực hiện bằng tay nên chất lượng gia công phụ thuộc vào tay nghề của công nhân, cường độ lao động nặng nhọc.

-   Không cạo được vật liệu quá cứng.

Do các nhược điểm trên nên xu hướn hiện nay muốn thay thế cạo bằng các nguyên công gia công tinh khác như mài, mài điện hóa…

 7.12 - CÔNG NGHỆ BÔI TRƠN – LÀM NGUỘI TỐI THIỂU TRONG QUÁ TRÌNH CẮT :

Để giảm nhiệt cắt và ma sát người ta tưới trực tiếp vào dung dịch trơn nguội vào vùng cắt trong quá trình gia công.

Phương pháp tưới tràn hiện nay đang dùng ở nước ta có những ưu điểm sau:

-   Giúp đỡ quá trình gia công cắt gọt bằng chức năng làm nguội, bôi trơn, dội rửa.

-   Bảo vệ dụng cụ cắt, giảm tác dụng xấu của nhiệt cắt.

-   Đảm bảo nhiệt độ môi trường làm thấp và ổn định.

-   Góp phần đảm bảo chất lượng của chi tiết ổn định.

-   Tạo điều kiện vận chuyển phoi ra khỏi vùng cắt dễ dàng.

Tuy nhiên phương pháp tưới tràn có các nhược điểm sau:

-   Tốn chi phí cho việc sản xuất, tái chế và thải các chất bôi trơn làm lạnh. Tại Cộng hòa Liên Bang Đức, theo luật bảo vệ môi trường, trước khi thải dung dịch trơn nguội đã loại bỏ vào môi trường người ta phải làm sạch. Chi phí cho làm sạch 1 tấn  dung dịch trơn nguội phế thải là 1.500 Euro (tương đương 21.000.000 VN đồng).

-   Gây ô nhiễm môi trường làm việc cũng như ô nhiễm đất đai, nguồn nước…

Để khắc phục những tồn tại trên người ta khắc phục theo các hướng sau:

-   Nghiên cứu chế tạo các bôi trơn làm nguội ít độc hại và có độ tuổi thọ cao

-   Nghiên cứu áp dụng công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu

-   Nghiên cứu áp dụng công nghệ gia công thô.

7.12.1 - Công Nghệ Bôi Trơn – Làm Nguội Tối Thiểu:

 Bản chất của công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu là dùng một thể tíchdung dịch trơn nguội nhỏ nhất tưới vào vùng cắt sao cho vẫn đảm bảo được chức năng bôi trơn – làm nguội.

Muốn vậy người ta trộn dung dịch trơn – nguội với khí nén áp suất cao để phun trực tiếp vào vùng cắt. Dưới tác dụng cùa áp lực cao dung dịch trơn nguội được chuyển thành vô số hạt hình cầu do đó sẽ tăng diện tích tiếp xúc của dung dịch trơn nguội với với dao, chi tiết gia công và phôi dẫn tới tăng khả năng tải nhiệt khỏi vùng cắt, phát huy được chức năng bôi trơn và làm nguội tới mức tối đa với một thể tích dung dịch trơn nguội tối thiểu.

So với gia công ướt (bôi trơn theo phương pháp tưới tràn), Phương pháp bôi trơn- làm nguội tối thiểu có những ưu điểm sau:

-   Làm giảm lượng tiêu hao dung dịch trơn nguội góp phần giảm chi phí gia công

-   Không gian làm việc sạch

Tuy nhiên bôi trơn làm nguội tối thiểu vẫn còn các nhược điểm sau:

-   Tác dụng làm nguội bị hạn chế so với phương pháp tưới tràn do đó nhiệt độ chi tiết gia công cao hơn so với gia công có sử dụng phương pháp tưới tràn.

-   Chức năng dội rửa bị hạn chế do đó vận chuyển phôi khỏi vùng cắt khó khăn hơn.

 Mặc dù còn có những tồn tại như tồn tại như trên nhưng do hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao, đặc biệt là góp phần bảo vệ môi trường nên công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu đang được áp dụng rộng rãi trong gia công cắt gọt ở các nước công nghiệp tiên tiến.

7.12.2 -công  Nghệ Gia Công Khô:

Trong những năm gần đây để hạn chế ô nhiễm môi trường và giảm chi phí gia công người ta đã tiến hành nghiên cứu gia công khô bằng cách phun một dòng khí lạnh với áp suất cao trực tiếp vào vùng cắt để giảm nhiệt cắt ở dao, chi tiết gia công và phôi.

So với công nghệ bôi trơn – làm nguội tối thiểu, công nghệ gia công thô có những hạn chế như sau:

-   Không thực hiện được việc bôi trơn, không giảm ma sát trong quá trình cắt.

-   Khả năng tải nhiệt ra khỏi vùng cắt tốt hơn, do đó nhiệt độ ở cùng cắt co hơn.

-   Tuổi bền của dụng cụ cắt thấp hơn, do đó nhiệt độ ở vùng cắt cao hơn.

-   Dễ lùa những phoi có kích thước nhỏ (bụi kim loại) vào các khe hẹp của cac bộ phận của thiết bị.Các bụi kim loại này là tác nhân làm tăng tốc độ mài mòn của các bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết có chuyển động tương đối đối với nhau.

Do những tồn tại trên đây nên công nghệ gia công khô đang còn được nghiên cứu thử nghiệm và việc triển khai áp dụng còn rất hạn chế.