các phương pháp gia công

§3.1 Các phương pháp gia công chuẩn ● Phôi có nhiều sai lệch so với yêu cầu của chi tiết: méo, ôvan, độ côn , cong … ● Đối với các loại phôi thanh, dễ bị cong vênh khi vận chuyển, phả

CHƯƠNG 3

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG

1 Các phương pháp gia công chuẩn bị phôi

2 Các phương pháp gia công cắt gọt

3 Các phương pháp gia công bằng điện

vật lý và điện hóa

§3.1 Các phương pháp gia công chuẩn

● Phôi có nhiều sai lệch so với yêu cầu của chi tiết: méo,

ôvan, độ côn , cong …

● Đối với các loại phôi thanh, dễ bị cong vênh khi vận

chuyển, phải nắn thẳng trước khi đưa lên máy để gia công

1 Làm sạch phôi

Đối với phôi đúc hoặc rèn dập ra ta phải tiến hành

● Làm sạch ba via, đậu rót, đậu ngót.

● Làm sạch cát bám.

Tùy theo các chi tiết có kích thước khác nhau và sản

lượng khác nhau mà ta chọn các phương pháp làm sạch thích ứng

Trong sản suất hàng loạt và hàng khối người ta làm

sạch các vật đúc, rèn nhờ các thiết bị chuyên dùng, cơ khí hóa

nắn thẳng trên máy ép bằng 2 cách:

Nắn thẳng trên 2 khối V (hình 3.1a);

Nắn thẳng trên 2 mũi tâm, một mũi cố định, một mũi điều chỉnh được Khi ép, vật và mũi tâm đều di chuyển xuống nhờ lò xo, nắn xong là lại di chuyển

về vị trí ban đầu (hình 3.1b).

Nắn thẳng trên máy chuyên dùng

Máy gồm có một thùng quay Trong thùng có những bộ con lăn hình Hybepolôit đặt chéo nhau (hình 3.2)

Những con lăn 1,2,3 vừa quay theo thùng 7 vừa quay

quanh bản thân nó Chúng làm nhiệm vụ nắn thẳng

phôi và dẫn phôi đi Phôi được đặt vào giữa các bộ con lăn nhờ 2 xe nhỏ 5,9 giữa 2 đầu phôi Khoảng cách giữa

2 con lăn có thể điều chỉnh được để thích ứng với các

loại đường kính khác nhau

Nắn trên máy nắn chuyên dùng

Hình 3.2

Sơ đồ nắn thẳng trên máy nắn chuyên dùng

Nắn thẳng trên máy cán ren phẳng

Khi ta thay bàn cán ren bằng bàn phẳng Máy này có thể nắm từng đoạn ngắn Độ chính xác đạt từ 0,05 đến 0,15 μm đối với mỗi mm đường kính trên chiều dài 1m.

phôi

4 Cắt đứt phôi

Đối với phôi thanh ta phải cắt đứt thành từng đọan ứng với chiều dài chi tiết hoặc bội số của nó

Đối với phôi đúc ta phải cắt đậu ngót đậu rót

Khi chọn phương pháp cắt đứt ta phải xét tới một số yếu tố sau đây:

● Lượng dư ở đầu chi tiết;

● Độ chính xác cắt đứt;

● Bề rộng miệng cắt;

● Năng suất cắt.

Có rất nhiều phương pháp cắt đứt phôi

Cưa tay: năng suất rất thấp , tiết kiệm được vật

liệu , không đòi hỏi thiết bị phức tạp

Cưa máy đi lại :máy cấu tạo đơn giản So với cưa tay thì năng suất cao hơn nhiều

Cưa đĩa

Cưa đai

Cắt đứt trên máy tiện.

 Cắt đứt trên máy mài

 Cắt trên các máy cắt chuyên dùng

 Cắt bằng cưa ma sát

 Cắt đứt bằng tia lửa điện

 Cắt bằng tia Laser, Plasma v.v …

 Cũng có thể dùng bào, xọc, phay để cắt đứt

Cắt đứt phôi bằng dao phay đĩa

Cắt đứt phôi trên máy tiện

a) Cắt bằng một dao hoặc hai dao đồng thời b) Kết cấu dao để tăng độ cứng vững.

Cắt bằng máy cắt chuyên dùng

5 Gia công lỗ tâm

Lỗ tâm là một loại chuẩn tinh phụ dùng để định vị thống nhất đối với chi tiết dạng trục (hình3.7) Nó dùng trong quá trình gia công, kiểm tra , và cả sửa chửa sau này nữa.

Hình 3.7

Lỗ Tâm thường có 2 loại

a) Loại đơn giản b) Có phần vát côn 120o để

bảo vệ mũi tâm Hình 3.8 Kết cấu lỗ tâm

● Kiểu a (hình 3.8a): là kiểu lỗ tâm đơn giản nhất, góc

côn của mặt tỳ thường bằng 600 Chỉ trong trường hợp chi tiết lớn mới dùng loại có góc côn lớn hơn (750 hoặc

Các yêu cầu của lỗ tâm

Lỗ tâm phải là mặt tựa vững chắc của chi tiết, diện tích tiếp xúc phải đủ, góc côn phải chính xác, độ sâu lỗ tâm phải đảm bảo.

Lỗ tâm phải nhẳn bóng để chống mòn và giảm bớt biến dạng tiếp xúc, tăng cường độ cứng vững

Hai lỗ tâm phải nằm trên một đường tâm để tránh tình trạng mũi dao tiếp xúc không đều

Các phương pháp gia công lỗ tâm:

Trong sản xuất hàng loạt nhỏ, người ta có thể gia công các lỗ tâm trên máy thông thường như máy tiện, máy khoan

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, ta dùng

những máy chuyên dùng để khoan tâm Trên các máy này, chi tiết được định tâm bằng khối V và có thể khoan

cả hai đầu đồng thời Ngoài ra còn dùng loại máy liên hợp vừa phay mặt đầu vừa khoan tâm (hình 3.9).

Hình 3.9 Sơ đồ vạt mặt khoan tâm trên máy

chuyên dùng

Các loại mũi tâm

a

§3.2 Các phương pháp gia công cắt gọt

Tiện thường được thực hiện trên máy tiện Ngoài ra còn

có thể thực hiện trên máy phay (gia công lỗ), máy khoan, máy doa ngang, doa đứng

1 Giới thiệu các loại máy Tiện

1 Giới thiệu các loại máy Tiện

II CÁC LOẠI MÁY TIỆN MÁY TIỆN

1 Giới thiệu các loại máy Tiện

Máy Tiện vạn năng Digital T135

II CÁC LOẠI MÁY TIỆN MÁY TIỆN

Gia công mặt trụ ngoài và trong

Gia công mặt đầu

Gia

công

các loại ren vít trong

hoặc

ngoài

Gia công mặt định hình

Gia công rãnh ngoài, cắt đứt

Gia công rãnh trong lỗ

Gia công

mặt côn ngoài

và trong

b) Phân loại dao tiện

Để gia công tiện,

người ta sử dụng

nhiều loại dao khác

nhau Căn cứ vào vị

Theo hình dáng của đầu dao có dao

thẳng (hình 3.14a), dao cong (hình

3.14b)và dao có đầu vuốt dài ( dao cắt ) (hình 3.14c).

a) b) H 3.14 c)

Theo công dụng, ta có dao tiện ngoài đầu thẳng (hình 3.14a), dao tiện ngoài đầu cong (hình 3.14b, c); dao

tiện mặt đầu (hình 3.11b, d); dao cắt rãnh và cắt đứt ((hình 3.11e, f); dao tiện định hình (hình 3.11g); dao tiện ren (hình 3.11h, k); dao tiện lỗ (hình 3.11i, j).

Dao còn được chia thành dao tiện thô (gia công thô) và dao tiện tinh (gia công tinh)

Theo kết cấu, dao có thể là dao liền và dao chắp

Phần làm việc của dao chắp được gắn vào cán dao bằng phương pháp hàn (hình 3.15a) hoặc bằng vít (hình 3.15b).

Hình 3.15 Cách gắn phần cắt

với thân dao

)

3.2.2 Bào – Xọc

a) Khả năng công nghệ của bào và xọc

Bào và xọc thực hiện bằng các chuyển động:

Chuyển động cắt chính là chuyển động tịnh tiến Đi – Về

do dao thực hiện: bào theo phương nằm ngang (hình

3.16a), còn xọc theo phương thẳng đứng (hình 3.16b)

Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang chi tiết gia công khi dao thực hiện được một hành trình Đi – Về.

H ình 3.16 Chuyển động tạo hình của

bào và xọc

Bào và xọc là phương pháp gia công có tính vạn năng cao và có khả năng công nghệ cũng khác nhau Tuy nhiên, năng suất của chúng đều thấp vì những lí do sau đây:

Số lưỡi cắt tham gia cắt gọt ít;

Tốn nhiều thời gian cho hành trình chạy dao không;

Vận tốc cắt thấp vì thực hiện chuyển động thẳng khứ hồi với vận tốc lớn sẽ vô cùng khó khăn do lực quán tính sẽ rất lớn khi đổi chiều chuyển động

Bào thường dùng để gia công mặt phẳng và các mặt định hình có đường sinh thẳng Với các rãnh hẹp và dài thì gia công trên máy bào có năng suất hơn phay

Còn xọc thì chủ yếu để gia công các mặt trong lỗ lớn như rãnh then tren bánh răng (hình 3.17).

Hình 3.17

Một số rãnh

mà bào và

xọc thực hiện

Với các chi tiết lớn và phức tạp có thể cắt đồng thời nhiều mặt khác nhau, thường gia công trên máy bào giường

Hình 3.18

Để tăng năng suất khi bào

người ta có thể thực hiện như sau

 Các chi tiết hẹp nên gá nối tiếp thành hàng dọc theo phương chuyển động

cắt.

 Dùng nhiều đầu dao cùng cắt

b) Dao bào, dao xọc và các thông số

cắt gọt

 Kết cấu dao và thông số hình học phần cắt

Về phần cắt dao bào tương tự dao tiện, chế tạo đơn giản,

rẻ tiền so với các dụng cụ khác

 Góc trước γ thường nhỏ hơn góc trước của dao tiện

vì trong quá trình cắt có va đập ban đầu

 Đối với dao xọc, góc nghiêng chính thường bằng 90

độ

Trong quá trình cắt do tác dụng của lực cắt Pz, thân dao thẳng có thể bị biến dạng và bị uốn cong quanh

O (hình 3.19 a)

Hình 3.19 Kết cấu dao bào

a ) Đầu thẳng , b) đầu cong )

Thông số hình học lớp cắt và chế độ cắt

Trên hình 3.16 thể hiện các thông số hình học của lớp cắt: t (mm) – chiều sâu cắt; s (mm/htk) – lượng chạy dao; a (mm) – chiều dày cắt; b (mm) – chiều rộng cắt;

• Đối với bào, xọc do tốc độ hành trình làm việc thay đổi (khi “Đi” thì thực hiện tốc độ cắt, còn khi “Về” thì thực hiện tốc độ chạy không); vì vậy tốc độ được tính là tốc độ cắt trung bình (vtb) theo công thức

(m/ph) )

1

( 1000

Tính gần đúng

(m/ph) 1000

2.KL

Vtb =

Hình 3.21 Chuyển động cắt khi phay

3.2.3 Phương pháp phay

a) Khả năng công nghệ của phay

 Phay là một phương pháp gia công phổ biến

trong ngành cơ khí, cho năng suất cao

 Phay có hai chuyển động:

 Chuyển động cắt chính là chuyển động

quay của dao

 Chuyển động chạy dao là chuyển động

tịnh tiến của chi tiết gia công theo phương dọc hoặc ngang do bàn máy thực hiện

Khả năng công nghệ của phay

Bằng phương pháp phay, có thể gia công mặt phẳng

Phay rãnh then

Phay mặt bậc

hoặc cắt đứt, gia công mặt tròn xoay, then hoa, cắt ren, bánh răng, mặt định hình phức tạp, v.v

 Về độ bóng thì phay thô có thể đạt độ

bóng bề mặt cấp 3 ÷ 4, độ chính xác

13-12 Trong sản xuất hàng loạt lớn và

hàng khối, phay hầu như hoàn toàn

thay thế bào và một phần lớn của xọc

 Khi phay tinh bằng dao có độ chính xác cao, máy phay có độ cứng vững tốt và

khi chọn chế độ cắt hợp lý thì độ bóng

có thể đạt cấp 7,8

b) Dao phay và thông số cắt gọt

 Tùy theo yêu cầu tạo hình bề mặt chi tiết, và điều kiện gia công, cấu tạo dao phay mà ta phân loại dao dựa theo các dạng sau :

 Dựa theo các biên dạng răng cắt

 Dựa theo bố trí răng

 Dựa theo cách gá dao

 Dựa theo dạng bề mặt gia công hoặc hình dạng dao

Dựa theo các biên dạng răng cắt

(bề mặt mài dao) ta phân thành :

Dao phay răng nhọn : răng dao được mài theo mặt sau (hình 3.24a) Giao tuyến giữa mặt sau và mặt phẳng

vuông góc với trục dao là một đường thẳng.

Dao phay răng hớt lưng : răng dao chỉ được mài theo mặt trước (hình 3.24b –Trong đó h – chiều cao hớt

lưng) Giao tuyến giữa mặt sau và mặt phẳng vuông

góc với trục dao là một đường cong Acsimet

Dựa theo biên dạng răng

Dựa theo bố trí răng cắt ta phân

Dựa theo cách bố trí răng

Dựa theo cách gá dao mà ta phân thành 2 loại:

Dự a theo dạng bề mặt gia công hoặc

hình dạng dao, có thể phân ra các loại

sau

 Dao phay mặt phẳng

 Dao phay ngón

 Dao phay vai vuông

 Dao phay đĩa

 Dao phay định hình

 Dao phay góc

 Dao phay rãnh T

 Dao phay lăn răng

 Dao phay rãnh then

Những đặc điểm riêng so với tiện

Do có một số lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên năng suất khi phay cao hơn bào nhiều lần

Diện tích cắt khi phay luôn thay đổi, do đó lực cắt thay đổi gây rung động trong quá trình cắt

Lúc dao ăn vào chi tiết gia công sẽ xảy ra hiện

tượng va đập và rung động, chính vì vậy khả năng tồn tại lẹo dao ít.

Thông số hình học phần cắt của

dao phay

Dao phay trụ thép gió γ = 5÷25 độ

Dao phay mặt đầu hợp kim cứng γ = -10 đến +10 độ

Góc sau chính α = 6 ÷ 12 độ cho cả hai loại dao.

Góc nâng của lưỡi cắt chính λ =0 ÷ 5 độ cho cả hai loại dao Đối với dao phay trụ răng nghiêng, góc λ

chính bằng góc xoắn ω của răng dao

Các yếu tố của chế độ cắt và lớp

cắt

Tốc độ cắt V (m/phút);

Lượng chạy dao phút S f (mm/phút)

Lượng chạy dao vòng S (mm/vòng)

Lượng chạy dao răng S z (mm/răng)

Chiều sâu cắt t

Chiều sâu phay B

Góc tiếp xúc ψ:

chiều dày cắt khi phay bằng dao

phay trụ

Tại điểm C nằm trên cung tiếp xúc ứng với góc tiếp xúc θi , chiều dày cắt được ký hiệu là a i có chiều dài bằng đoạn CM

Nếu θi biến thiên từ OA đến OB, có nghĩa tại vị trí

OA góc θi = 0 và tại vị trí OB góc θi = ψ thì chiều dày cắt a thay đổi từ giá trị min a min = 0 đến giá trị max a max = Sz sinψ Do đó diện tích lớp cắt và lực cắt cũng thay đổi theo.

Phay bằng dao phay mặt đầu

Khi bàn máy dịch chuyển 1 lượng S, một răng cắt thứ i sẽ dịch chuyển được một

cắt chuyển dịch từ vị trí 1 đến vị trí 2 và

lưỡi dao cắt một lớp kim loại có chiều dày

ai thay đổi phụ thuộc vào vị trí điểm M

(nghĩa là phụ thuộc giá trị góc θi , lấy góc

θi biến thiên từ I-I: θi = 0 và tăng dần về hai phía

Tiết diện phoi khi phay dao mặt đầu (ϕ = 90 độ)

Tiết diện phoi khi phay dao mặt đầu (ϕ ≠ 90 độ)

Lực cắt khi phay

R tác dụng lên răng cắt được phân như

sau :

 Pz : lực tiếp tuyến, có phương tiếp

tuyến với vòng quay của dao

 Py : Lực hướng kính, có phương theo bán kính

 Hình 3.31a là trường hợp phay nghịch

 Chiều quay của dao và chiều tịnh tiến của bàn máy ngược chiều nhau

 Trường hợp này, thành phần lực thẳng

đứng P v có xu hướng bốc chi tiết lên

 Thành phần lực nằm ngang P h tác dụng với cơ cấu chạy dao của bàn máy

 Lực P h ngược chiều với chuyển động chạy dao S sẽ khử được khe hở giữa vít me và

đai ốc trong truyền động

 Răng cắt của dao sẽ cắt từ chiều dày cắt

amin = 0 đến amax = Sz sin ψ , do đó dễ bị

trượt nếu như cắt quá mỏng, gây biến

dạng bề mặt chi tiết gia công làm cho

chất lưlợng bề mặt bị ảnh hưởng

 Hình 3.31b là trường hợp phay thuận

bàn máy cùng chiều nhau

Pv có xu hướng đè chi tiết xuống

S sẽ không khử được khe hở giữa vít me và

đai ốc trong truyền động

• Trường hợp dao phay trụ răng nghiêng, còn có thêm lực dọc trục P x Lực P x có xu thế đẩy dao dọc theo trục gá Gia công bằng dao phay răng phải là phương

án tối ưu, bởi vì trong trường hợp này lực P x hướng vào ổ trục chính, tức là phía có gối đỡ cứng

Trường hợp dao phay mặt đầu, các thành phần lực tác dụng cũng giống như dao phay trụ răng thẳng

 Phay bằng dao phay mặt đầu cũng có thuận

và nghịch Vị trí và tư thế cắt của dao chọn

lưỡi cắt chính

tư thế cắt của dao phay mặt đầu Trong đó dấu (+) thể hiện cho phay thuận và dấu (-) thể

hiện cho phay nghịch.

3.2.4 Khoan –Khoét – Doa

gia công lỗ có thể đạt chất lượng gia công khác nhau

vật liệu, loại phôi và chất lượng yêu cầu

mà việc ứng dụng có khác nhau như : có thể chỉ cần khoan; hoặc khoan, khoét, rồi doa; hoặc khoét rồi doa (trường hợp lỗ có sẵn).

khoan lại rất yếu, dễ gãy

 Khoan không những thực hiện trên nhóm

máy khoan, máy phay, mà còn thực hiện trên các loại máy tiện vạn năng, tự động và bán

tự động.

bóng Ra = 3,2 ÷ 12,5 µ m ( ∇ 3 - ∇ 4) Đối với các lỗ có yêu cầu độ chính xác cao thì khoan chỉ là bước gia công thô

Kết cấu và thông số hình học

phần cắt mũi khoan

Mũi khoan có nhiều loại khác nhau như mũi khoan ruột gà, mũi khoan nòng súng, mũi khoan đặc biệt gia công lỗ sâu

Kết cấu chung mũi khoan ruột gà chia làm 3 phần

Kết cấu và thông số hình học

phần cắt mũi khoan

 Lưỡi cắt phụ là đường xoắn chạy dọc

cạnh viền của mũi khoan Nó chỉ tham gia cắt trên một đoạn ngắn chừng một nửa

lượng chạy dao.

còn cản trở quá trình cắt, thường góc

trước γ của nó có giá trị âm (hình 3.36) Vì vậy trong quá trình cắt người ta tìm cách giảm chiều dài của lưỡi cắt ngang

Thông số chế độ cắt và hình học

lớp cắt

tịnh tiến của mũi khoan ứng với một vòng quay của dao hoặc chi tiết

 Đối với chi tiết đặc :

Thơng số hình học lớp cắt

Một số biện pháp công nghệ khi

khoan

Khoan đạt độ chính xác thấp vì :

 Kết cấu của mũi khoan chưa hoàn thiện

 Sai số do chế tạo và mài mũi khoan sinh ra

 Độ cứng vững của mũi khoan yếu, lại

thêm có lưỡi cắt ngang nên khi ăn vào chi tiết gia công, mũi khoan dể bị lệch khỏi

tâm quay

Để khắc phục những sai số đó, ngoài các yêu cầu đảm bảo về máy, dao … còn có các biện pháp công nghệ sau đây :

 Thực hiện khoan bằng cách cho vật

quay, dao tịnh tiến như khi khoan trên máy tiện Biện pháp này có hiệu quả khi khoan lỗ sâu

 Dùng bạc dẫn khoan, đây là biện pháp tích cực, vừa có thể nâng cao độ cứng vững của mũi khoan vừa đảm bảo chính xác vị trí tâm của mũi khoan

Dùng lượng chạy dao nhỏ để ít chịu ảnh hưởng của lực cắt

Khi khoan lỗ nhỏ, có thể dùng mũi khoan to, ngắn,

có độ cứng vững cao để khoan mồi trước, định tâm cho mũi khoan sau