Khái niệm về gia công cắt gọt kim loại
Cắt gọt kim loại là quá trình gia công cơ khí nhằm tạo ra các sản phẩm với hình dáng, kích thước và độ bóng bề mặt theo yêu cầu kỹ thuật từ phôi liệu ban đầu Quá trình này thực hiện bằng cách cắt bỏ lớp kim loại dưới dạng phoi, có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy.
Đặc điểm của gia công cắt gọt kim loại
Nghề này đang ngày càng được ưa chuộng và đào tạo tại các trường nghề Sau khi hoàn thành khóa học, học viên sẽ nắm vững các kỹ năng như tiện, phay, bào và doa các chi tiết kỹ thuật Bên cạnh đó, họ cũng sẽ có khả năng sử dụng máy tính để thiết kế khuôn mẫu và chi tiết máy một cách hoàn toàn tự động trên máy CNC.
Nghề này yêu cầu người thợ hiểu rõ các phương pháp thực hiện khác nhau, nắm bắt đặc điểm cơ bản và áp dụng các biện pháp cần thiết để linh hoạt trong sản xuất.
Vị trí, tính chất của nghề cắt gọt kim loại
-Làm việc tại các nhà máy, xí nghiệp, cơ sở ngành cơ khí,…
-Có khả năng đảm nhận chức vụ tổ trưởng của một dây chuyền sản xuất cơ khí.
Chúng tôi có khả năng tự thiết kế và gia công hoàn chỉnh các khuôn mẫu đơn giản cùng các chi tiết trên máy CNC, đáp ứng đầy đủ yêu cầu của các công ty và xí nghiệp.
Yêu cầu đối với người kỹ thuật viên cắt gọt kim loại
- Kiến thức về an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp, phòng chống cháy nổ, các biện pháp làm giảm cường độ lao động, tăng năng suất lao động.
- Kiến thức về kỹ thuật đo lường cơ khí:đọc, phân tích được các bản vẽ cơ khí.
-Trình bày được những kiến thức chung nhất về máy cắt, đồ gá, dao cắt, quy trình công nghệ, chế độ cắt, dung dịch làm nguội …
-Trình bày được đặc tính kỹ thuật, cấu tạo nguyên lý làm việc, phương pháp sử dụng và bảo quản các loại máy cắt kim loại, các dụng cụ.
-Trình bày được các phương pháp gia công trên máy tiện vạn năng, máy phay vạn năng, máy tiện CNC, máy phay CNC
-Trình bày được các kiến thức lập trình trên các phần mềm tiên tiến
-Có khả năng thực hiện một đồ án công nghệ hoàn chỉnh, tự nghiên cứu tài liệu.
-Thực hiện các biện pháp an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
Sử dụng thành thạo dụng cụ đo và cắt cầm tay là cần thiết để thực hiện các công việc nguội, bao gồm đục và giũa các bề mặt phẳng Ngoài ra, khoan lỗ trên máy khoan, cắt ren bằng bàn ren và ta rô, cũng như cưa tay theo dấu mã vạch là những kỹ năng quan trọng cần nắm vững.
- Vẽ được các bản vẽ cơ khí.
Sử dụng thành thạo các loại máy công cụ như máy tiện vạn năng, máy phay, máy bào xọc, máy mài, máy mài phẳng, máy mài hai đá, máy doa, và máy khoan bàn là rất quan trọng trong ngành cơ khí Những kỹ năng này giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm Việc làm quen với các máy móc này không chỉ giúp người lao động nắm vững quy trình làm việc mà còn mở rộng cơ hội nghề nghiệp trong lĩnh vực kỹ thuật.
- Sửa chữa được các hư hỏng thông thường của máy, đồ gá và vật gia công.
Các chi tiết cơ khí như mặt trụ trơn, bậc, mặt côn, và ren tam giác đều có thể được tiện một cách hiệu quả Ngoài ra, quá trình tiện cũng áp dụng cho các chi tiết định hình và các chi tiết có hình dạng không cân xứng, đặc biệt là những chi tiết yêu cầu gá lắp phức tạp.
- Phay được các dạng mặt phẳng, góc, rãnh, bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng trụ răng nghiêng, thanh răng và mặt định hình.
-Lập chương trình gia công, vận hành và điều chỉnh được máy tiện , máy phay CNC.
- Dự đoán được các dạng sai hỏng khi gia công và biện pháp khắc phục.
-Tiếng Anh đạt trình độ cơ bản
-Kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giao tiếp
Tự học và nghiên cứu để nâng cao trình độ chuyên môn là rất quan trọng, giúp cá nhân thích nghi với sự phát triển công nghệ ngày càng cao trong xã hội Điều này cũng tạo điều kiện cho việc theo học ở bậc học cao hơn, mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp và phát triển bản thân.
Đặc trưng các phương pháp gia công cắt gọt kim loại
Lịch sử phát triển của máy cắt kim loại
Hình 1.1 Máy công cụ đầu tiên
Tiện
Tiện là quá trình tạo hình bề mặt thông qua hai chuyển động chính: chuyển động quay tròn do chi tiết thực hiện, được gọi là chuyển động chính, và chuyển động chạy dao do dao thực hiện.
• Tiện được thực hiện trên máy tiện, máy khoan, máy doa ngang, doa đứng, máy phay
• Khi tiện cần căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật và năng suất gia công để chọn máy, chọn dao cho phù hợp
Khả năng công nghệ của tiện
Hình 1.2 trình bày khả năng công nghệ của tiện, bao gồm các phương pháp như tiện ngoài, tiện trong, tiện mặt đầu, cắt đứt, tiện ren ngoài, tiện ren trong, tiện côn ngoài, tiện côn trong, và tiện định hình Những kỹ thuật này đóng vai trò quan trọng trong quy trình gia công, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong sản xuất.
Chuẩn có thể là mặt ngoài, mặt đầu, lỗ tâm, mặt trong
− Gá trên mâm cặp 3,4 chấu
− Gá trên mâm cặp và lỗ tâm
− Gá vào ống kẹp đàn hồi
− Gá trên các loại trục gá
− Gá vào các mũi tâm lớn
− Gá trên các đồ gá chuyên dùng
Dùng luy-nét khi gia công trục dài
Khi gia công trục dài (L/D>12) ta cần dùng Luy-nét để tăng độ cứng vững của chi tiết
Hình 1.3 Luy nét a- Luy-nét tĩnh b- Luy-nét động
Luy-nét tĩnh được gá cố định trên băng máy Loại này có độ cứng vững tốt
• Bề mặt của chi tiết tiếp xúc với các vấu của luynét phải được gia công trước để quay dễ dàng
Các trục yếu còn thô có thể lắp vào chi tiết của một ống đỡ có mặt trụ ngoài đã được gia công tinh Ống này được kẹp chặt vào chi tiết nhờ 3 hoặc 6 vít kẹp.
Luy-nét động có độ cứng vững thấp hơn luy-nét tĩnh, nhưng luôn duy trì gần vị trí g/c Luy-nét được sử dụng để g/c trục trơn và có thể được đặt trước hoặc sau dao Phương pháp đặt trước thích hợp cho gia công tinh, trong khi đặt sau có thể áp dụng cho cả gia công tinh và gia công thô.
Các phương pháp cắt khi tiện
Phương pháp cắt khi tiện bao gồm ba phương pháp chính: a) Cắt từng lớp theo thứ tự từ 1 đến 3, với lực cắt nhỏ và độ cứng vững cao, mang lại độ chính xác cao; b) Cắt từng đoạn, trong đó đoạn C cắt 2 lớp và A, B cắt 1 lớp, có năng suất cao nhưng lượng dư lớn và không đều, dẫn đến độ cứng vững thấp; c) Cắt phối hợp, phương pháp này khắc phục được nhược điểm của hai phương pháp trên, tối ưu hóa hiệu quả cắt.
Biện pháp giảm chiều dài đường cắt
Cắt bằng nhiều dao cùng lúc để giảm hành trình cắt (giảm thời gian cơ bản T0 ), có nghĩa là nâng cao NS
Tiện lỗ có độ cứng vững của dao thấp hơn so với tiện ngoài Phương pháp này được áp dụng cho các lỗ phi tiêu chuẩn, lỗ ngắn, lỗ to, và lỗ đúc hoặc rèn sẵn Để đạt hiệu quả tối ưu, dao tiện cần có góc sau α lớn hơn góc sau α của dao tiện ngoài.
Tiện ren ngoài hay ren trong đều phải thực hiện bằng nhiều đường chuyển dao
• Năng suất tiện ren không cao
• Các phương pháp tiến dao:
− Tiến dao hướng kính (độ bóng bề mặt cao nhưng khó thoát phoi, cho nên chỉ tiện ren với chế độ cắt thấp)
Tiến dao nghiêng có ưu điểm là dễ thoát phoi và năng suất cao, nhưng lại làm giảm độ bóng bề mặt Vì vậy, để đảm bảo độ bóng cho mặt ren, đường tiến dao cuối cùng nên được thực hiện theo hướng kính.
• Có thể g/c được các mặt tròn xoay (tạo nên bởi một đường cong khi quay xung quanh một trục cố định), mặt trụ lệch tâm hoặc cam đĩa
• Có hai PP tiện định hình:
− Dùng dao tiện định hình (profin của dao giống profin của bề mặt gia công,
PP này dùng cho các mặt định hình ngắn)
Sử dụng dao thường kết hợp với cơ cấu chép hình để tạo ra chuyển động chạy dao theo hướng kính, phương pháp này cho phép gia công hiệu quả các bề mặt trụ lệch tâm và mặt cam đĩa.
Dùng dưỡng chép hình (dao được cung cấp thêm chuyển động hướng kính)
Mặt định hình trong gia công cơ khí được xác định là mặt cầu Khi dao quay quanh một tâm cố định, tâm quay này nằm trên trục quay của chi tiết Khoảng cách giữa tâm quay và mũi dao chính là bán kính của mặt cầu.
Phay
Phay là nguyên công gia công phổ biến trong sản xuất hàng loạt và hàng khối
• Phay có năng suất và kinh tế cao
• Dao phay có nhiều lưỡi, mỗi lưỡi như dao tiện
• Dao phay có nhiều loại: dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa, dao phay ngón, dao phay định hình…
Hình 1.10 Khả năng công nghệ của phay
Hình 1.11 Dao phay đĩa Dao phay ngón
Dao phay ngón có thể gia công được rãnh và mặt phẳng bậc trên máy phay đứng
Phay thuận và phay nghịch
Phay nghịch là quá trình cắt mà chiều quay của dao ngược với hướng tiến của dao, giúp tạo ra cắt êm ái và giảm thiểu va đập Trong quá trình này, dao có xu hướng nâng chi tiết lên khỏi bàn máy, mang lại hiệu quả gia công tốt hơn.
Phay thuận là quá trình cắt mà chiều quay của dao cùng hướng với chiều tiến của dao, tạo ra va đập trong quá trình cắt Mặc dù có sự va chạm, nhưng chất lượng bề mặt sản phẩm được cải thiện Trong quá trình này, dao có xu hướng ấn chi tiết xuống bàn máy, góp phần vào độ chính xác của gia công.
Gá đặt chi tiết khi phay
Lấy dấu và cắt thử là quy trình quan trọng trong gia công cơ khí Chi tiết có thể được gá trực tiếp trên bàn máy, rà theo dấu và kê lót để xác định vị trí, sau đó kẹp chặt bằng ren vít hoặc mỏ kẹp Ngoài ra, có thể gá chi tiết trên Êtô để cắt thử và điều chỉnh dần đến kích thước mong muốn Phương pháp này thường được áp dụng trong sản xuất quy mô nhỏ.
Dùng đồ gá có cữ so dao Phương pháp này dùng trong SX lớn
Biện pháp nâng cao năng suất
-Nhiều dao trên một trục dao
-Nhiều dao trên nhiều trục dao
-Phay nhiêu c/tiết bằng một dao
-Phay nhiều c/tiết bằng nhiều dao
-Dùng bàn quay không liên tục Ở vị trí 1: gia công các mặt 1…8 Ở vị trí đã quay 900 : gia công các mặt 9…16
Sau khi gia công xong một chi tiết ta quay bàn máy đi một góc để g/c chi tiết tiếp theo (khi đang g/c ta gá chi tiết khác)
-Phay liên tục trên bàn quay
Phay rãnh then có thể được thực hiện bằng nhiều loại dao phay khác nhau, bao gồm: a) dao phay đĩa ba mặt, b) dao phay đĩa cho rãnh then bán nguyệt với hướng ăn dao kính, c) dao phay ngón, và d) dao phay chuyên dùng Mỗi loại dao phay mang lại hiệu quả và ứng dụng riêng trong quá trình gia công rãnh then.
Trong quy trình gia công, lần đầu tiên sử dụng dao phay đĩa 3 mặt để cắt hai mặt bên, sau đó tiến hành phay phần trụ còn lại Tiếp theo, thực hiện phay một lần bằng dao phay định hình và cuối cùng là phay rãnh then bằng dao phay lăn răng.
-Phay ren được thực hiện bằng dao phay đĩa hoặc dao phay răng lược
-Phay ren chỉ dùng khi yêu cầu độ chính xác không cao hoặc g/c thô ren, sau đó g/c tinh ren bằng PP tiện
Phay các mặt định hình
• Phay mặt định hình bằng dao phay định hình PP này gia công được các mặt định hình ngắn
Phay chép hình là phương pháp gia công sử dụng dưỡng mẫu đã được chế tạo sẵn, không cần chế tạo dao định hình Phương pháp này thực hiện hai chuyển động chạy dao vuông góc với nhau thông qua dưỡng chép hình Để thực hiện, cần tháo bỏ vít me của bàn máy theo hướng này, trong khi hướng chạy dao S vẫn được giữ nguyên.
Các phương pháp phay chép hình
Hình 1.14 a) Bàn máy chuyển động thẳng (PP dùng để g/c mặt định hình hở) b) Profin của chi tiết và của dưỡng chép hình c,d,e) Bàn máy quay tròn
(phương pháp này được dùng dể g/c các mặt định hình khép kín trên máy phay chép hình hoặc máy phay đứng
X/định profin của dưỡng chép hình
Hình 1.15 profin dưỡng chép hình
Trên profin của chi tiết, các đường thẳng song song được vẽ, từ đó xác định các điểm A1, B1, C1, D1 để tạo các đường tròn với bán kính R = Ddao/2 tiếp xúc với profin Từ các tâm đường tròn, ta lấy các đoạn A1A2, B1B2 với độ dài a = constant Tại các điểm A2, B2, C2, D2, các đường tròn có bán kính r = Dchốt/2 được vẽ Kết nối các điểm ngoài của các đường tròn này sẽ tạo ra profin của dưỡng chép hình, và bán kính của chốt dò không nhất thiết phải bằng bán kính của dao.
Bào - xọc
Bào và xọc là PP gia công có tính vạn năng cao và được dùng trong sản xuất nhỏ, đơn chiếc
• Chuyển động cắt của bào là chuyển động tịnh tiến của bàn dao theo phương ngang, còn xọc thì theo phương thẳng đứng.
-Bào được dùng gia công các mặt phẳng ngoài Còn xọc được dùng gia công các mặt phẳng rãnh hẹp bên trong
Hình 1.17 Bào và xọc các mặt, rãnh
Bào và xọc có khả năng gia công mặt phẳng với độ chính xác đạt cấp 9, 10 và độ nhám bề mặt Rz từ 20 đến 40 um Chính vì vậy, chúng thường được sử dụng trong quá trình gia công thô để loại bỏ một lượng dư lớn.
• Dao bào có kết cấu không khác gì dao tiện về hình dạng hình học cắt.
Khi gia công mặt phẳng bằng PP bào, xọc thì ưu tiên chọn chiều sâu cắt lớn, sau đó mới chọn đến tốc độ cắt.
Phân biệt hai PP bào:
Bào ngang là quá trình gia công trong đó dao thực hiện chuyển động chính, trong khi chuyển động chạy dao được thực hiện bởi phôi hoặc bàn máy Phương pháp này được áp dụng trên máy bào ngang để đạt hiệu quả tối ưu trong việc gia công các chi tiết cơ khí.
Bào dọc là quá trình gia công trong đó chuyển động chính được thực hiện bởi phôi hoặc bàn máy, trong khi chuyển động chạy dao do dao thực hiện Phương pháp này được áp dụng trên máy bào dọc để đạt hiệu quả tối ưu trong việc gia công bề mặt.
Nhược điểm của bào và xọc
Cắt bằng dao một lưỡi nên năng suất thấp Trên máy bào dọc (bào giường) có thể gá nhiều dao nhưng điều chỉnh dao phức tạp
• Trong quá trình gia công có hành trình chạy không nên thời gian gia công tăng
• Tốc độ cắt thấp vì bị hạn chế bởi quán tính của quá trình cắt
Phương pháp gá đặt khi bào & xọc
Trong sản xuất nhỏ, đơn chiếc: chi tiết được gá theo dấu đã vạch sẵn hoặc rà gá Chi tiết được gá trên etô, bàn kẹp
• Trong sản xuất lớn dùng đồ gá hoặc cữ để gá chi tiết
• Các chi tiết nhỏ được gia công trên máy bào ngang
• Các chi tiết lớn được gia công trên máy bào giường (bào dọc)
Biện pháp tăng năng suất khi bào
Hình 1.18 Dùng 3 dao gia công cùng lúc theo 2 cách gá a) Cách gá dao chia theo chiều sâu cắt b) Cách gá dao chia theo lượng chạy dao
Mài
-Là quá trình gia công chi tiết bằng đá mài
-Mài có thể g/c được các bề mặt khác nhau: mặt phẳng, trụ ngoài, trụ trong, mặt định hình
Mài là quá trình cọ sát vi mô giữa bề mặt đá mài và bề mặt chi tiết gia công, sử dụng các hạt mài với vận tốc cao.
Phần làm việc của đá mài bao gồm nhiều lưỡi cắt từ các hạt mài riêng biệt, có hình dáng không đồng nhất và phân bố ngẫu nhiên trong chất kết dính Các hạt mài này có góc cắt trước α âm, và trong quá trình cắt, một số hạt mài sẽ bị gãy, tạo thành các hạt mài mới Tuy nhiên, quá trình mòn vẫn diễn ra nhiều hơn, dẫn đến việc cần phải sửa chữa đá mài sau một thời gian sử dụng.
Hình 1.19 Góc trước tại mỗi lưỡi cắt của hạt mài
Chọn đá mài dựa vào các yếu tố sau:
− Độ cứng của đá mài
− Kết cấu của đá mài
-Cần chọn tốc độ của đá lớn vì tộc đá mài nhỏ sẽ mòn nhanh, tuy nhiên tốc độ quá lớn sẽ vỡ đá
- Tốc độ của chi tiết phụ thuộc vào độ bóng bề mặt, lượng chạy dao dọc, chạy dao ngang và độ bền của đá: Vct = (1~3)%Vđá
Chọn lượng chạy dao ngang
•Phụ thuộc vào độ hạt của đá, độ cứng của chi tiết, công suất máy
• Khi mài thép: Sn = 0,05mm/hành trình kép
• Khi mài gang: Sn = 0,07mm/hành trình kép
Chọn lượng chạy dao dọc
• Phụ thuộc vào đường kính và độ bóng vật mài
• Khi mài thép: Sd = 0.6B (B-bề rộng đá mài)
• Khi mài gang: Sd = 0,8B (B-bề rộng đá mài)
Lượng dư mài phụ thuộc vào kích thước của chi tiết, độ bóng bề mặt, phương pháp xử lý nhiệt hay không, cũng như loại mài (có tâm hay vô tâm) và công suất của máy mài.
• Ví dụ: d mm, L0mm thì Z=0,15~0,17mm
• Có hai PP mài tròn ngoài:
− Mài có tâm: có tính vạn năng cao, chi tiết được gá vào hai lỗ tâm hoặc một đầu chống tâm còn đầu kia kẹp vào mâm cặp
− Mài vô tâm: đặc điểm là chuẩn định vị chính là bề mặt gia công
Mài có tâm ăn dao dọc
Hình 1.20 a) Ăn dao dọc: sau mỗi hành trình kép thực hiện ăn dao ngang b) Đá vát mép để nâng cao năng suất mài
Mài có tâm là quá trình sử dụng đá mài có bề rộng lớn hơn chiều dài của chi tiết Đá mài sẽ quay và thực hiện việc ăn dao ngang, trong khi chi tiết sẽ thực hiện chuyển động quay.
Mài có tâm ăn dao xiên
-Mặt trụ có thể bị côn, còn mặt đầu không vuông góc với tâm
Hình 1.21 Mài có tâm ăn dao xiên
-Dùng khi mài trục bậc Năng suất cao nhưng ĐCX không cao vì vận tốc khác nhau ở các điểm trên đá
Mài vô tâm ăn dao dọc
Hình 1.22 Mài vô tâm ăn dao dọc
-Nhược điểm: không mài được trục bậc và trục gián đoạn
Chi tiết gá giữa bánh cắt và bánh dẫn rất quan trọng, trong đó bánh dẫn cung cấp chuyển động quay và tịnh tiến cho chi tiết Bánh dẫn có profin hyperboloid để tiếp xúc với chi tiết theo đường sinh, đảm bảo sự chính xác trong quá trình gia công Để tránh bị méo, chi tiết cần được gá cao hơn tâm đá khoảng (0,5~1)R, với R là bán kính của chi tiết Ngoài ra, chi tiết cũng được tỳ lên thanh đỡ vát nghiêng về phía bánh dẫn để duy trì tiếp xúc liên tục.
Mài vô tâm ăn dao ngang
-Chi tiết được đưa từ trên xuống Bánh dẫn có profin tròn (không cần hypecpoloit)
-Đá mài có bề rộng lớn hơn bề rộng chi tiết
Hình 1.23 Mài vô tâm ăn dao ngang 1- bánh dẫn
4- thanh đỡ Ưu điểm của mài vô tâm
• Giảm thời gian phụ Tp và thời gian gia công mặt chuẩn
• Dễ tự động hóa quá trình công nghệ
• Độ cứng vững gá đặt cao hơn mài có tâm
Nhược điểm của mài vô tâm
• Không có khả năng đảm bảo độ đồng tâm khi mài chi tiết dạng ống, cho nên chỉ mài các trục trơn đặc
• Không mài được các mặt gián đoạn (bánh dẫn không có khả năng cung cấp chuyển động liên tục)
• Mài vô tâm chỉ được dùng trong sản xuất lớn
Mài tròn là phương pháp gia công chính xác lỗ của chi tiết sau quá trình nhiệt luyện, đặc biệt hiệu quả khi các phương pháp khác như tiện kim cương hay mài khôn không thể thực hiện được.
• Mài tròn trong được thực hiện bằng các PP:
− Chi tiết kẹp trên mâm cặp và quay, đá quay, ăn dao dọc, ăn dao ngang
− Chi tiết gá cố định trên mâm cặp, đá quay, ăn dao dọc, ăn dao ngang và c/động hành tinh
Chi tiết gá trên mâm cặp và quay
Hình 1.24 Chi tiết gá trên mâm cặp và quay 1- chuyển động quay của đá
2- ăn dao ngang của đá
3- ăn dao dọc của đá
4- chuyển động quay của chi tiết
Chi tiết gá cố định trên mâm cặp
Hình 1.25 Chi tiết gá cố định trên mâm cặp
1- chuyển động quay của đá
2- ăn dao ngang của đá
3- ăn dao dọc của đá
5- chuyển động hành tinh của đá
Mài tròn trong vô tâm
Hình 1.26 Mài tròn trong vô tâm
5- bánh tỳ phía trên Bánh tỳ 5 luôn luôn ấn chi tiết xuống, làm cho chi tiết tiếp xúc với bánh dẫn 1 Khi mài xong, bánh 5 lùi sang bên trái để lấy chi tiết ra và cho chi tiết khác vào (bằng tay hoặc tự động Sau đó bánh
5 lại dịch về bên phải
Mài vô tâm mặt côn
Hình 1.27 Mài vô tâm mặt côn 1- bánh dẫn
4- bánh đỡ phía dưới Trục đá được gá nghiêng một góc và thực hiện ăn dao theo trục đá Ư/điểm và ứ/dụng của mài tròn trong
• Mài các chi tiết đã qua nhiệt luyện, ít mài vật liệu mềm
• Mài các lỗ có kết cấu không thích hợp cho các phương pháp gia công khác (như tiện kim cương)
• Mài các lỗ phi tiêu chuẩn
• Mài các lỗ có yêu cầu độ chính xác cao
• Mài các lỗ có yêu cầu sửa lại sai lệch vị trí tương quan
Nhược điểm khi mài lỗ nhỏ
• Đường kính đá càng nhỏ càng nhanh mòn (diện tích tiếp xúc giữa đá và mặt gia công càng lớn, sự tỏa nhiệt càng khó khăn)
• Đường kính đá càng nhỏ phải có tốc độ quay càng lớn, nhưng hiện nay vệc chế tạo máy có số vòng quay lớn cần có chi phí lớn
• Kích thước đá càng nhỏ thì trục mang đá càng nhỏ nên độ cứng vững giảm, ảnh hưởng đến chất lượng gia công
• Chú ý: Khi mài tròn trong mà cho chi tiết đứng yên: rất thích hợp mài chi tiết lớn như thân ĐC và chi tiết hộp
• Mài phẳng là PP gia công cả thô và bán tinh để gia công mặt phẳng (có thể thay cho phay, bào trong SX lớn)
• Dùng để g/c các chi tiết khó kẹp chặt như séc măng
• Mài phẳng đạt ĐCX cấp 2, độ bóng cấp 8
• Mài phẳng có thể được thực hiện bằng:
Mài phẳng bằng đá mài trụ a) Mài chi tiết phẳng dạng tấm b) Mài chi tiết dạng vòng
Hình 1.28 trình bày chi tiết về tịnh tiến khứ hối, bao gồm đá quay, ăn dao ngang và ăn dao hướng kính Bên cạnh đó, hình cũng mô tả chi tiết quay, đá quay, ăn dao ngang và ăn dao hướng kính, giúp người đọc hiểu rõ hơn về các thành phần và chức năng của chúng trong quá trình gia công.
Mài phẳng bằng đá mài mặt đầu
Mài chi tiết dạng vòng bao gồm chi tiết và đá quay, trong khi mài nhiều chi tiết gá trên đồ gá quay cũng sử dụng chi tiết và đá quay Ngoài ra, mài chi tiết dạng tấm thực hiện với chi tiết chuyển động thẳng khứ hồi và đá quay.
Mài bằng hai đá mài
Hình 1.30Mài bằng hai đá mài
-Trên máy mài có hai trục mang đá Phương pháp này cho năng suất cao
Mài hai mặt phẳng bằng hai đá mặt đầu
Sơ đồ mặt phẳng bằng đá mài mặt đầu gặp khó khăn trong việc thoát phoi, thoát nhiệt và tưới dung dịch trơn nguội, dẫn đến độ chính xác và độ bóng thấp hơn so với đá mài trụ.
Khi nghiêng đá mài một góc từ 2 đến 4 độ, quá trình thoát phoi và thoát nhiệt diễn ra hiệu quả, đồng thời dung dịch trơn nguội được tưới đều Tuy nhiên, bề mặt vật liệu sẽ xuất hiện các vết gia công.
Mài định hình vô tâm
Hình 1.34 Mài định hình Nâng cao năng suất khi mài
• Chế tạo đá mài có vận tốc cao
• Hoàn thiện phương pháp làm nguội qua khe rỗng của đá
• Tăng độ chính xác và độ cứng vững của máy
• Dùng phương pháp kiểm tra tích cực
• Tự động hóa quá trình sửa đá
• Tự động hóa điều chỉnh máy để bù lại độ mòn của đá
• Tự động hóa cấp phôi
• Chế tạo đường dây tự động
Gia công tinh là phương pháp sử dụng bột mài hạt nhỏ hoặc bột kim cương kết hợp với dầu nhờn để xử lý các bề mặt đã qua mài Bột mài được bôi lên bề mặt dụng cụ nhằm cải thiện độ chính xác và độ bóng, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.
• Nghiền có thể g/c được mặt trụ trong, mặt trụ ngoài, mặt phẳng đạt ĐCX cấp 1,2 và độ bóng cấp 12, 13
• Bột nghiền làm bằng korun, ôxit crom, ôxit sắt
• Dụng cụ nghiền làm bằng gang, đồng
• Tốc độ nghiền nhỏ, áp lực nhỏ
• Nghiền được chia ra hai loại:
− Nghiền bán cơ khí (chuyển động của chi tiết hoặc dụng cụ được thực hiện bằng tay)
− Nghiền cơ khí (các chuyển động đều được thực hiện bằng máy)
*Các dạng bề mặt nghiền
Hình 1.35 a) Nghiền mặt phẳng; b) Nghiền hai mặt song song; c) Nghiền mặt trụ ngoài bằng hai đĩa nghiền; d) Nghiền mặt trụ ngoài bằng bạc nghiền; đ) Nghiền lỗ; e) Nghiền mặt cầu
Sơđồ nghiền mặt trụ trong
Hình 1.36Sơđồ nghiền mặt trụ trong
2- Bạc nghiền Dụng cụ nghiền thực hiện chuyển động quay và tịnh tiến khứ hồi và có khả năng điều chỉnh kích thước đường kính (vì dụng cụ được lắp vào trục côn)
3- Sơ đồ nghiền mặt trụ ngoài
Hình1.37 Sơ đồ nghiền mặt trụ ngoài Đĩa 1 quay tròn Đĩa 2 có thể đứng yên hoặc quay ngược chiều với đĩa
1 Giữa đĩa 1 và 2 có đĩa ngăn cách 3 để giữ cho chi tiết g/c không tụt ra ngoài Khi đĩa 1 quay thì đĩa ngăn cách 3 chuyển động song phẳng như sàng lắc Do đó, khi đặt chi tiết không hướng tâm vào đĩa 3, nó quay và chuyển động tịnh tiến dọc trục của nó Đĩa 1 và 3 đặt lệch nhau để tạo chuyển động quay và trượt (tịnh tiến) Khi nghền thô cần đặt chi tiết lệch góc α = 15 độ , khi nghiền tinh: α = 6 độ (so với đường tâm đĩa 3) Nhờ đó mà quĩ đạo của chi tiết phức tạp
Quĩ đạo chuyển động của chi tiết
Hình 1.38 Quĩ đạo chuyển động của chi tiết
I,II,III- Qũi đạo chuyển động của chi tiết (đường cong) Khi nghiền xong bánh trên được nâng lên để lấy chi tiết Phương pháp này được dùng đẻ nghiền Piston Khi hai đĩa nghiền 1,2 là đá mài thi không cần bột nghiền mà chỉ cần dung dịch trơn nguội Khi hai đĩa nghiền là gang thi cần bột nghiền Áp lực nghiền do đĩa trên tạo ra ( có cơ cấu điều chỉnh) Nghiền có năng suất thấp vì đĩa nghiền nhỏ và vận tốc thấp
• Là phương pháp gia công tinh sau mài, sau tiện tinh, sau doa, sau chuốt
• Mài khôn so với mài nghiền có thay đổi sau:
− Thay dụng cụ nghiền và bột nghiền bằng dụng cụ gồm các thỏi đá, gọi là đá khôn
Khoan, tarô
-Là phương pháp gia công lỗ trên vật liệu đặc
-Khoan được thực hiện trên máy khoan, máy tiện, máy phay, các máy tự/đ và bán tự động
Mũi khoan có nhiều loại: khi g/c lỗ có L/D 1800
-Có loại mũi khoan với phần dẫn hướng khoảng 250…2600
Hai trường hợp cần chú ý khi khoan
-Mặt trong và ngoài không trùng tâm Biện pháp khắc phục: dùng mặt trong làm chuẩn để tiện lại mặt ngoài
Hình 1.44 Mặt trong và ngoài không trùng tâm
-Khi khoan từ hai đầu trở lại gây ra hiện tượng không trùng tâm Biện pháp khắc phục: dùng mặt ngoài làm chuẩn để tiện lại mặt trong
Hình 1.45 Hiện tượng không trùng tâm
Gia công ren bằng tarô
-Dùng để gia công ren tiêu chuẩn với đường kính trung bình và nhỏ
-Gia công ren trụ, ren côn, ren thông suốt và không thông suốt
-Tarô tay (một bộ gồm 2 chiếc)
-Tarô máy (có thể chỉ có 1 chiếc)
Khoan và tarô cần được thực hiện trong một lần gá đặt để tránh tình trạng lỗ bị nghiêng Nếu gia công phải chia thành hai lần gá, cần sử dụng đầu tự lựa để định vị tarô trên lỗ đã khoan.
-Dùng tarô tự bóp để rút tarô ra mà không cần quay ngược tarô
Gia công trên máy CNC
2.7.1Khái quát chung về kỹ thuật CNC
2.7.1.1 Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC
• Các hoạt động được điều khiển bằng cách nhập trực tiếp dữ liệu số
• Một dạng tự động hoá lập trình vạn năng
• Máy công cụ được điều khiển bằng hàng loạt các lệnh được mã hoá
1 1725 – Phiếu đục lỗ được dùng để tạo mẫu quần áo
2 1808 – Phiếu đục lỗ trên lá kim loại được dùng để điều khiển tự động máy thêu
3 1863 – Tự động điều khiển chơi nhạc trên piano nhờ băng lỗ
4 1940 – John Parsons đã sáng chế ra phương pháp dùng phiếu đục lỗ để ghi các dữ liệu về vị trí tọa độ để điều khiển máy công cụ
5 1952 – Máy công cụ NC điều khiển số đầu tiên
6 1959 - Ngôn ngữ APT được đưa vào sử dụng
7 1960s – Điều khiển số trực tiếp (DNC)
9 1970s - Máy CNC được đưa vào sử dụng
10.1980s – Điều khiển số phân phối được đưa vào sử dụng
Máy điều khiển số cổ điển được phát triển dựa trên công trình của John Parsons vào những năm 1940 Ông đã sáng chế ra phương pháp sử dụng phiếu đục lỗ để ghi lại dữ liệu về vị trí tọa độ, từ đó điều khiển máy công cụ Nhờ vào việc điều khiển chuyển động theo từng tọa độ, máy đã giúp tạo ra bề mặt cần thiết cho cánh máy bay.
Năm 1948, J Parson đã giới thiệu hiểu biết của mình cho không lực Hoa Kỳ, dẫn đến việc cơ quan này tài trợ cho nhiều nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Servomechanism của MIT Công trình đầu tiên tại MIT là phát triển một mẫu máy phay NC, điều khiển chuyển động của đầu dao theo 3 trụ tọa độ, với mẫu máy NC đầu tiên được trình diễn vào năm 1952 Đến năm 1953, khả năng của máy NC đã được chứng minh rõ ràng.
Chỉ sau một thời gian ngắn, các nhà chế tạo máy đã bắt đầu sản xuất máy NC để cung cấp cho thị trường Các nhà công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực chế tạo máy bay, đã áp dụng công nghệ máy NC để sản xuất các chi tiết quan trọng cho quy trình sản xuất của họ.
Hoa Kỳ tiếp tục nỗ lực phát triển công nghệ điều khiển máy NC thông qua việc tài trợ cho Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) nghiên cứu về ngôn ngữ lập trình Kết quả của những nỗ lực này là sự ra đời của ngôn ngữ APT (Automatically Programmed Tools) vào năm
Mục tiêu nghiên cứu APT là cung cấp một phương tiện cho lập trình viên nhập lệnh vào máy NC Dù bị chỉ trích là ngôn ngữ phức tạp cho nhiều máy tính, APT vẫn là công cụ chính và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hiện nay, với nhiều ngôn ngữ lập trình mới phát triển dựa trên APT.
- So sánh Cấu trúc máy công cụ thông thường và máy CNC
Máy công cụ CNC có thiết kế cơ bản tương tự như máy công cụ vạn năng, nhưng điểm khác biệt chính là các bộ phận liên quan đến quá trình gia công được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính.
+ Các hướng chuyển động của các bộ phận máy công cụ CNC được xác định bởi một hệ trục tọa độ
Mỗi chuyển động của các bộ phận máy được trang bị một hệ thống đo lường riêng biệt, nhằm tính toán các vị trí tương ứng và phản hồi thông tin này về hệ điều khiển.
+ Nhập dữ liệu: Dùng chương trình NC
Máy tính tích hợp trong hệ điều khiển CNC cùng với phần mềm tương ứng đảm nhận vai trò kiểm soát toàn bộ các chức năng điều khiển của máy công cụ.
Trên máy công cụ CNC, kích thước chi tiết gia công được đảm bảo liên tục nhờ vào hệ thống đo phản hồi Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC rất đa dạng và phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau trong ngành công nghiệp.
Ngày nay các máy sử dụng kỹ thuật NC và CNC được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau như:
- Các ứng dụng của điều khiển số Được ứng dụng rộng rãi hiện nay đặc biệt là trong gia công kim loại:
- Khoan và các nguyên công tương tự
- Hệ thống điều khiển NC cũng được dùng trong các lĩnh khác:
+ In bản vẽ tự động
+ Máy đan tự động (thêu)
+ Máy tán định tự động
2.7.1.3 Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay
Hiện tại, chưa có tài liệu hay khảo sát nào đầy đủ và chính xác về tình hình ứng dụng kỹ thuật CNC tại Việt Nam Dưới đây là bảng thống kê một số máy CNC đã được sử dụng tại các cơ sở sản xuất và trường học trong nước Trong quá trình giảng dạy, giáo viên cần cập nhật thông tin và tìm kiếm tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau để làm phong phú và chính xác nội dung bài giảng.
Bảng 1.1Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay
2.7.2 Hệ thống điều khiển và dạng điều khiển của máy CNC
Điều khiển điểm - điểm là phương pháp được sử dụng cho các nhiệm vụ định vị đơn giản, với mục tiêu chính là đảm bảo các kích thước a, b, c, d, e, f phải chính xác Trong phương pháp này, quỹ đạo chạy dao của bàn máy, dù nhanh hay chậm, không ảnh hưởng đến kết quả Ứng dụng của điều khiển điểm - điểm chủ yếu trong gia công các lỗ thông qua các phương pháp như khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ.
Hình 1.47 Điều khiển điểm – điểm
Vị trí của các lỗ có thể được điều khiển đồng thời theo hai trục hoặc theo cách kế tiếp nhau Khi chạy dao đồng thời trên hai trục X và Y, quỹ đạo chuyển động sẽ tạo thành một góc α so với một trục nhất định Ngược lại, trong trường hợp chạy dao độc lập, dao sẽ di chuyển song song với trục Y đến điểm 1’ mà không thay đổi tọa độ X, rồi sau đó tiếp tục di chuyển theo trục X để đến điểm đích 2.
Hình 1.48 Các dạng chạy dao trong điều khiển điểm – điểm a) điều khiển đồng thời theo hai trục; b) Điều khiển kế tiếp.
Điều khiển đường thẳng là phương pháp điều khiển trong gia công, trong đó dụng cụ cắt di chuyển độc lập theo một đường thẳng cụ thể Trên máy tiện, dụng cụ cắt thực hiện chuyển động song song hoặc vuông góc với chi tiết, thường theo trục Z.
2.3a ) Trên máy phay dụng cụ cắt chuyển động song song với trục Y hoặc song song với trục X
Hình 1.47 Điều khiển đường thẳng a) Trên máy tiện; b) trên máy phay Điều khiển đường thẳng ứng dụng cho máy phay, tiện, cắt dây đon giản.
Điều khiển biên dạng cho phép dụng cụ cắt di chuyển theo cả hai trục, tạo ra các biên dạng phức tạp với các chuyển động trục có mối quan hệ hàm số ràng buộc Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong các máy tiện, máy phay và trung tâm gia công.
Điều khiển theo contour được sử dụng trên máy tiện và máy phay, với các hệ thống điều khiển được phân loại theo số trục chuyển động đồng thời Các loại điều khiển biên dạng này bao gồm 2D, 2.5D, 3D, 4D và 5D.
*Các hệ thống điều khiển
-Hệ thống điều khiển NC
Công nghệ chế tạo máy
Khái niệm cơ bản
2.1.1 Quá trình sản xuất, quá trình công nghệ, quy trình công nghệ.
Quá trình sản xuất là hoạt động mà con người can thiệp vào tài nguyên thiên nhiên nhằm chuyển đổi chúng thành các sản phẩm phục vụ cho lợi ích của con người.
Để sản xuất một sản phẩm cơ khí, con người cần thực hiện nhiều quy trình quan trọng, bao gồm khai thác quặng, luyện kim, gia công cơ khí, gia công nhiệt, hóa, lắp ráp và kiểm tra chất lượng.
Trong một nhà máy cơ khí, quá trình sản xuất được hiểu là sự tổng hợp các hoạt động có ích của con người nhằm biến nguyên liệu và thành phẩm thành sản phẩm cuối cùng Quá trình này bao gồm nhiều bước quan trọng như chế tạo phôi, gia công cắt gọt, gia công nhiệt, kiểm tra, lắp ráp, cùng với các hoạt động phụ trợ khác như chế tạo dụng cụ, vận chuyển, sửa chữa máy, và bảo quản sản phẩm trong kho.
Quá trình công nghệ đóng vai trò quan trọng trong sản xuất trực tiếp, giúp thay đổi trạng thái và tính chất của đối tượng sản xuất Những thay đổi này bao gồm việc biến đổi hình dạng, kích thước, tính chất cơ lý của vật liệu, cũng như điều chỉnh vị trí tương quan giữa các bộ phận của chi tiết.
Quá trình công nghệ gia công cơ là quá trình cắt gọt phôi để làm thay đổi kích thước và hình dạng của nó.
Quá trình công nghệ nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất vật lý và hoá học của vật liệu chi tiết.
Quá trình công nghệ lắp ráp là quá trình tạo thành những quan hệ tươngquan giữa các chi tiết thông qua các loại liên kết mối lắpghép.
Ngoài ra còn có các quá trình công nghệ chế tạo phôi như quá trình đúc(công nghệ đúc), quá trình gia công áplực,……
Xác định quá trình công nghệ hợp lý rồi ghi thành văn kiện công nghệ thì các văn kiện công nghệ đó được gọi là quy trình công nghệ.
Quá trình công nghệ hợp lý là quá trình công nghệ đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của chi tiết, bao gồm độ chính xác gia công, độ nhám bề mặt, vị trí tương quan giữa các bề mặt và độ chính xác hình dáng học.
Quá trình công nghệ được thực hiện tại các chỗ làm việc.
*Quy trình công nghệ là thiết kế các quá trình công nghệ rồi ghi thành văn bản
2.1.2 Các thành phần của quy trình công nghệ.
Nguyên công trong quá trình gia công là một phần QTCN liên tục tại nơi làm việc, do một hoặc nhóm công nhân thực hiện để gia công nhiều chi tiết cùng lúc Nếu không có công nhân tham gia, quá trình này được gọi là nguyên công tự động hóa Chẳng hạn, khi kẹp A để gia công B và C, sau đó quay kẹp C để gia công A, ta có một nguyên công Ngược lại, nếu kẹp A để gia công cả loạt chi tiết rồi quay để gia công loạt khác, sẽ có hai nguyên công Tương tự, nếu kẹp A để gia công B và C trên một máy, sau đó chuyển sang máy khác để gia công A, cũng sẽ tạo thành hai nguyên công Ví dụ, việc tiện đường kính ngoài và phay rãnh then được xem là hai nguyên công riêng biệt.
Hình 2.1 Chi tiết gia công
Trong quá trình gia công, QTCN cho phép thực hiện một lần gá đặt cho một hoặc nhiều chi tiết cùng lúc Chẳng hạn, việc tiện đầu B và C, sau đó quay đầu để tiện đầu A sẽ yêu cầu hai lần gá đặt Một nguyên công có thể bao gồm một hoặc nhiều lần gá đặt, tùy thuộc vào yêu cầu của chi tiết cần gia công.
Vị trí trong nguyên công được xác định bởi mối quan hệ giữa chi tiết và máy hoặc giữa chi tiết và đồ gá Chẳng hạn, việc tiện B, C và sau đó quay đầu tiện A là hai vị trí khác nhau Một nguyên công có thể bao gồm một hoặc nhiều vị trí khác nhau.
Chi tiết được gá trên đồ gá quay có 4 vị trí khác nhau
Hình 2.2 Chi tiết được gá trên đồ gá quay có 4 vị trí
Gia công bề mặt là một phần quan trọng trong quy trình chế tạo, thực hiện bằng một hoặc nhiều dao với chế độ cắt không thay đổi Khi thay đổi bề mặt gia công hoặc chế độ cắt, quy trình sẽ chuyển sang bước khác Chẳng hạn, tiện ba đoạn A, B, C được xem là ba bước khi sử dụng một dao, trong khi tiện bốn mặt đầu D, E, F, G sẽ là bốn bước Sau khi hoàn tất quá trình tiện, việc thay đổi chế độ cắt sẽ dẫn đến bước gia công tiếp theo.
Là một phần của bước để hớt đi một lượng kim loại có cùng chế độ cắt và bằng cùng một dao
Ví dụ: để tiện các đoạn A,B,C ta phải dùng một dao với cùng chế độ cắt để cắt nhiều lần, mỗi lần cắt là một đường chuyển dao
*Động tác Động tác là hành động của người công nhân để ĐK máy khi gia công hoặc khi lắp ráp
Để thực hiện quy trình lắp ráp, cần bấm nút, quay ụ dao, đẩy ụ động và thay đổi chế độ cắt Đối với việc lắp táp, trước tiên cần lấy chi tiết, lau sạch và bôi mỡ lên chi tiết, sau đó cầm clê và siết đai ốc.
Việc phân chia thành các động tác là cần thiết để xác định thời gian gia công và lắp ráp, đồng thời giúp nghiên cứu năng suất lao động và tự động hóa các nguyên công.
2.1.3 Thành phần sản xuất của nhà máy chế tạo.
Chất lượng bề mặt chi tiết máy
-Phân xưởng gia công (gia công cơ, nhiệt luyện, dập nguội, mạ, lắp ráp, sơn…)
- Các phân xưởng phụ (phân xưởng dụng cụ, sửa chữa điện, chế tạo khuôn mẫu, phân xưởng thí nghiệm, chế thử…)
- Các kho chứa (vật liệu, dụng cụ, khuôn mẫu, nhiên liệu, sản phẩm…)
-Các trạm cung cấp năng lượng (điện, nhiệt, khí nén, trạm cung cấp nước)
-Các cơ cấu vận chuyển (xe nâng hạ, cần cẩu, đường ray vận chuyển trong nội bộ nhà máy)
-Các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật (t/b sưởi ấm, thông gió, đường ống cấp nước, hệ thống cống rãnh)
-Các bộ phận chung của nhà máy (phòng CN, phòng TK, đo lường, các văn phòng, nhà ăn, trạm xá, hệ thống thông tin liên lạc…)
2.2.Chất lượng bề mặt chi tiết máy.
Chất lượng sản phẩm trong ngành chế tạo máy được xác định bởi chất lượng chế tạo các chi tiết máy và quy trình lắp ráp chúng thành sản phẩm hoàn chỉnh Để đánh giá chất lượng chế tạo chi tiết máy, có bốn yếu tố cơ bản cần xem xét.
− Độ chính xác về kích thước các bề mặt
− Độ chính xác về hình dạng các bề mặt
− Độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt
Chất lượng bề mặt gia công được đánh giá bằng 2 yếu tố đặc trưng:
− Tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt (mức độ biến cứng, chiều sâu biến cứng và ứng suất dư)
*Các dạng bề mặt gia công
-Tính chất hình học của bề mặt gia công được đánh giá bằng độ nhám bề mặt và độ sóng bề mặt.
Trong quá trình cắt, lưỡi cắt của dụng cụ sẽ trượt trên bề mặt phôi, loại bỏ một lượng phoi nhất định Sự tiếp xúc và ma sát giữa lưỡi cắt và phôi sẽ tạo ra những vết xước nhỏ trên bề mặt gia công, dẫn đến việc bề mặt này có độ nhám.
1 - Độ sóng và độ nhám
2 - Độ sóng và nhám vừa phải
3 - Bề mặt phẳng, độ nhám cao
4 - Bề mặt phẳng và độ nhám thấp
*Độ nhám dọc và độ nhám ngang
Độ nhám dọc và độ nhám ngang là hai khái niệm quan trọng trong quá trình gia công Độ nhám dọc, trùng với phương tốc độ cắt, thường xuất hiện do lực cắt biến đổi gây ra rung động Ngược lại, độ nhám ngang, vuông góc với phương tốc độ cắt, cũng có thể phát sinh từ hiện tượng lẹo dao.
Hiện tượng lẹo dao xảy ra khi một phần nhỏ vật liệu trong quá trình biến dạng dẻo bị nóng chảy cục bộ dưới áp suất và nhiệt độ cao, sau đó thoát khỏi phôi Sự truyền nhiệt ra các thành phần xung quanh dẫn đến sự giảm nhiệt độ đột ngột, khiến vật liệu đông cứng và tự tôi cứng, bám chặt vào mặt trước của dao (khu vực gần lưỡi cắt) Hiện tượng này tạo ra một lớp bảo vệ giống như cái nêm, làm thay đổi các thông số của dao, dẫn đến giảm độ sắc của lưỡi cắt, giảm độ nhẵn của bề mặt gia công, và có thể làm hỏng lưỡi cắt.
*Các yếu tố ảnh hưởng CL bề mặt
-Tính chất của vật liệu gia công
- PP gia công (tiện, bào, phay, mài…)
-Độ cứng vững của hệ thống công nghệ
-Thông số hình học của dao
2.2.2 Các yếu tố đặc trưng của chất lượng bề mặt.
-Độ nhám bề mặt (độ nhấp nhô tế vi) là tập hợp tất cả những bề lồi, lõm với bước cực nhỏ
-Để đánh giá độ nhám ta vẽ đường trung bình Đường trung bình được vẽ sao cho tổng diện tích (phần gạch đứng) từ hai phía bằng nhau
Chiều dài chuẩn l là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá các thông số độ nhám bề mặt Ra được định nghĩa là sai lệch bình phương trung bình cộng của các giá trị chiều cao h so với đường trung bình trong khoảng chiều dài chuẩn l.
Ra được xác định: l- chiều dài chuẩn, h- tung độ profin đo được từ đường trung bình
Rz được xác định theo công thức:
Sm- bước nhấp nhô theo đường trung bình (giá trị trung bình cộng của các bước nhấp nhô)
S – bước nhấp nhô theo đỉnh (giá trị trung bình cộng của các bước nhấp nhô theo đỉnh)
*Đường cong của phần vật liệu
Chiều dài của phần vật liệu ở vị trí nào đó là tổng chiều dài của phần kim loại đi qua các điểm của độ nhám
Hình 2.7 Chiều dài của phần vật liệu
-Tiêu chuẩn nhà nước qui định: độ nhám chia ra 14 cấp Cấp 1 có độ nhám cao nhất, cấp 14 có độ nhám thấp nhất
-Trị số Ra được cho khi yêu cầu độ nhám bề mặt từ cấp 6 đến cấp 12
-Trị số RZ được ghi trên bản vẽ nếu yêu cầu độ nhám trong phạm vi từ cấp
1 đến cấp 5 hoặc cấp 13 và 14 (RZ = 0,08~0,05 m)
Cấp độ nhám Ra(m) Rz(m) Chiều dài chuẩn (mm)
Ghi trên bản vẽ Không lớn hơn
2.2.3 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy.
* Ảnh hưởng của độ nhám đến tính chất sử dụng của chi tiết Độ nhám có ảnh hưởng đến:
1 Độ mòn U của chi tiết
2 Quá trình ăn mòn hóa học trên bề mặt
Hình 2.8 Ảnh hưởng của độ nhám -Ảnh hưởng của Ra đến độ mòn U của chi tiết
Ma sát và mòn của chi tiết máy phụ thuộc và chiều cao và hình dáng của độ nhám bề mặt và phương của vết g/c
Các điểm 01 và 02 ứng với độ mòn ban đầu nhỏ nhất của các bề mặt tiếp xúc
Trong điều kiện làm việc nặng, đường cong 2 dịch chuyển lên phía trên và bên phải với độ nhám tối ưu, trong khi đường cong 1 thể hiện điều kiện làm việc nhẹ.
+Độ mòn ban đầu có thể san phẳng 70% chiều cao độ nhám
+Độ nhám được chọn trên cơ sở dung sai δ:
Khi đường kính lắp ghép >50mm:
Khi đường kính lắp ghép trong khoảng 18~50mm:
Khi đường kính lắp ghép