Gia công trên máy phay

gia công trên máy phay Công dụng, khả năng, đặc điểm khi phay Các laoij dao phay Kết cấu và thông số hình học của dao phay Các yếu tố về chế độ cắt Lực cắt khi phay Tốc độ cắt khi phay mài mòn và độ bền của dao phay

Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. Chơng 6: Gia công máy phay 6.1 Công dụng, khả năng, đặc điểm phay 6.1.1 Công dụng Trên máy phay gia công đợc: mặt phẳng (ngang, đứng, xiên), mặt định hình không tròn xoay, rÃnh (thẳng xoắn) có mặt cắt ngang khác nhau, BR trụ (răng thẳng, nghiêng chữ V), BR côn thẳng, then hoa, ren, cắt ®øt Cã thĨ tiÕn hµnh khoan, kht, doa lắp dụng cụ tơng ứng; trang bị thêm đồ gá thích hợp tiện lỗ xác cắt theo phơng pháp lăn 6.1.2 Khả công nghệ máy phay Phay thô đạt độ xác I T13 I T10 độ nhám bề mặt cấp Phay bán tinh đạt độ xác IT11 I T9 độ nhám bề mặt cấp Phay tinh đạt độ xác I T8 I T7 độ nhám bề mặt cấp 78 6.1.3 Đặc điểm phay Chuyển động chuyển động quay trục mang dao thực Chuyển động chạy dao chuyển động tịnh tiến bàn máy mang phôi thực Nếu phôi gá bàn quay (trên máy phay đứng) thực chuyển động chạy dao quay quanh tâm bàn quay Theo phối hợp chuyển động chuyển động chạy dao, có phơng pháp phay: - Phay thn: chun ®éng chÝnh cïng chiỊu chun ®éng chạy dao (hình H.6.1a) - Phay ngợc: chuyển động H.6.1 a) phay thuận b) phay nghịch ngợc chiều chuyển động chạy dao (hình H.6.1b) Đặc điểm hai sơ đồ cắt nh sau: Khi phay thuận, chiều dày cắt dao thay đổi từ amax đến amin = nên dao bị va đập vào cắt, dao dễ bị vỡ, nhng thời điểm lỡi cắt tiếp xúc với bề mặt gia công không xảy trợt, nên dao mòn tuổi bền dao tăng Trái lại, phay nghịch, chiều dày cắt tăng từ đến amax nên tránh đợc va đập, nhng lại bị trợt vào cắt nên dao chóng mòn gia công máy PHAY Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. Khi phay thuận, lực Pđ có chiều ép phôi xuống bàn máy (hình H.6.1a) tăng cờng độ cứng vững, giảm rung động phay, giảm biến cứng, độ nhám bề mặt tăng Khi phay nghịch, lực Pđ có chiều nâng phôi lên khỏi bàn máy (hình H.6.1b) có ảnh hởng ngợc l¹i víi phay thn Khi phay thn, lùc Png tác dụng lên phôi chiều với chiều chuyển động chạy dao (hình H.6.1a), nên không khắc phục đợc khe hở vít me đai ốc dẫn động bàn máy, chuyển động bàn máy bị giật cục dẫn đến rung động, làm giảm độ nhám bề mặt gia công Khi phay nghịch, lực Png ngợc chiều với chiều chuyển động chạy dao (hình H.6.1b), có ảnh hởng ngợc lại với phay thuận Nh vậy, phay tinh (đặc biệt gia công máy có độ cứng vững cao, khử rơ vítme đai ốc bàn máy) nên phay thuận Khi phay thô nên phay nghịch Dao phay có dạng tròn xoay, có nhiều Răng dao bố trí mặt trụ; mặt đầu; đồng thời mặt trụ mặt đầu dao Thân dao lớn Răng dao cắt không liên tục, thời gian tiếp xúc dao phôi nhỏ; mặt khác, thân dao lớn thoát nhiệt tốt, nên giảm nhiệt vùng cắt Song, tốc độ phay cao, có nhiều cắt, thoát phoi kín nên nhiệt cắt tơng đối cao Răng dao làm việc theo chu kỳ, bị va đập (khi phay thuận) dễ bị sứt mẻ bị trợt (khi phay nghịch) làm dao chóng mòn; chiều dày lớp cứng nguội lớn (khi phay nghịch) Diện tích mặt cắt ngang lớp cắt thay đổi (do số đồng thời cắt thông số lớp cắt thay đổi) nên lực phay không ổn định, gây rung động cắt Khi phay, có nhiều dao tham gia cắt nên tổng chiều dài lỡi cắt tham gia cắt đồng thời lớn, suất phay cao Khi phay, hầu nh lẹo dao Quá trình cắt phay kèm theo tợng vật lý nh tiện gia công máy PHAY Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. 6.2 Dao phay (DP) 6.2.1 Các loại DP: a DP trụ (hình H.6.2a) có dao bố trí mặt trụ, phơng có H.6.2 Các loại dao phay thờng đợc sử dụng thể song song với trục dao (răng thẳng), nghiêng với trục dao góc (răng xoắn) DP trụ có loại đuôi liền (hình H.6.2e) hình trụhoặc côn, có loại đuôi rời (hình H.6.2a) Răng dao làm liền chắp DP trụ đuôi rời đợc dùng để gia công mặt phẳng ngang máy phay ngang DP trụ đuôi liền đợc dùng để gia công mặt bậc hẹp, có chiều cao lớn máy phay đứng b DP mặt đầu (hình H.6.2b) có dao bố trí mặt đầu (dao HKC) bố trí mặt đầu mặt trụ (dao thép gió) DP mặt đầu đợc dùng để gia công mặt phẳng ngang, đứng nghiêng máy phay đứng; có lắp máy phay ngang để gia công mặt phẳng đứng DP mặt đầu đợc dùng phổ biến DP trụ, vì: - DP mặt đầu chọn đờng kính dao lớn, chiều sâu phay lớn, dẫn đến suất cao phay DP trụ - DP mặt đầu có độ cứng vững cao DP trụ (do không dùng trục gá dao dài) - Trong điều kiện phay, số đồng thời cắt DP mặt đầu lớn DP trụ nên trình phay rung động, êm có suất cao - Có thể dùng nhiều dao để phay đồng thời nhiều bề mặt máy phay giờng - Dễ chế tạo DP chắp mảnh HKC DP trụ - Quá trình mài dao dễ so với DP trụ gia công máy PHAY Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. c DP đĩa có dao bố trí mặt trụ bố trí mặt trụ hai mặt bên, đợc gọi dao mặt, mặt mặt cắt (hình H.6.2c) DP đĩa đợc dùng để gia công rÃnh sâu, mặt bậc hẹp máy phay ngang d DP cắt (hình H.6.2d) có kết cấu tơng tự DP đĩa nhng có chiều rộng nhỏ, đợc dùng để cắt rÃnh cắt đứt e DP góc (hình H.6.2h) có dao bố trí mặt đầu mặt chu vi DP góc có loại góc, có loại góc (đối xứng không đối xứng), đợc dùng để phay rÃnh góc, rÃnh xoắn lớn, tạo dụng cụ cắt máy phay đứng ngang g DP rÃnh then có dao bố trí mặt đầu mặt trụ, đợc dùng để gia công rÃnh then trục (không cần khoan lỗ mồi) h DP ngón có dao bố trí mặt trụ, đợc dùng để gia công rÃnh Tất loại dao có điểm chung mặt trớc mặt sau dao mặt phẳng, chế tạo đơn giản Loại dao đợc gọi DP nhọn i DP định hình đợc dùng để gia công mặt, rÃnh định hình Biên dạng dao phù hợp với biên dạng bề mặt gia công (hình H.6.2g) DP định hình có mặt trớc mặt phẳng, mặt sau mặt xoắn Acsimet để mài lại dao, góc sau đỉnh dao biên dạng dao không thay đổi Khi mài dao mài mặt trớc Loại dao gọi DP hớt lng 6.2.2 Kết cấu thông số hình học DP Có nhiều loại DP chúng có nét chung kết cấu thông số hình học Dới khảo sát DP trụ xoắn rời DP mặt đầu, loại DP khác suy từ a DP trụ xoắn H.6.3 Kết cấu dao phay trụ rời rời: Răng dao có phơng tạo xo¾n víi trơc dao mét gãc  Cã thĨ coi DP nh dao tiện, kết cấu dao (hình H.6.3) gồm: mặt trớc 1, lỡi cắt 5, cạnh viền 2, mặt sau 3, lng dao gia công máy PHAY Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. Khi mài DP ngời ta sử dụng góc đo mặt cắt vuông góc với trục dao (mặt đầu) Quan hệ góc đo mặt cắt N-N đo mặt ®Çu nh sau: tg  tg 1.cos ; tg tg1 cos (6.1) Các thông số khác: - Số dao Z, răng; chiều cao dao h, mm; đờng kính dao D, mm; - Đờng kính lỗ gá dao d, quy chuẩn theo đờng kính trục gá dao máy, mm; - Góc nghiêng lỡi cắt  (gãc xo¾n, thêng chän  = O 10  60O) - Góc tâm hai dao kề nhau: [độ] (6.2) - Bớc vòng hai kề nhau: TV   D Z Ttr   D cotg Z (6.3) - Bớc chiều trục hai kề nhau: (6.4) - Bớc pháp tuyến hai kÒ nhau: 360O Z TN   D cos Z [mm] [mm] [mm] (6.5) b DP mặt đầu: Răng dao làm liền khối chắp mảnh HKC Ngoài thông số kết cấu tơng tự DP trụ xoắn, DP mặt đầu số đặc điểm sau: - DP mặt đầu thép gió: dao có ba lỡi cắt: 1-2, 1-3 24 (hình H.6.4) Khi phay mặt phẳng ngang, 1-2 lỡi cắt chính, 1-3 lỡi cắt phụ, lỡi 2-4 không tham gia cắt Khi phay mặt phẳng đứng, có lỡi 2-4 cắt, DP mặt đầu làm việc nh DP trụ - DP mặt đầu HKC: có lỡi cắt lỡi cắt phụ Để tăng độ bền lỡi cắt làm lỡi nối tiếp có chiều dài fO = (1  1,5)mm víi gãc nghiªng O = 0,5 làm cung tròn r Các định nghĩa góc độ DP nh dao tiện Quá trình cắt góc độ dao thay đổi nhng không H.6.4 Kết cấu dao phay gia công máy PHAY Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. lớn ( Z) mét lỵng ntq nh sau: ntq  �1 � N N   N�  � Z Z td �Z Z td � [vßng tay quay] (6.25) Để khử sai số, phải tăng thêm số vòng tay quay (nếu Ztđ > Z) giảm bớt số vòng tay quay (nếu Ztđ < Z) lợng ntq theo (6.25) Khi ®ã, ®Ĩ chèt cã thĨ cố định đợc vào lỗ hàng (b.m) lỗ theo (6.24c), phân độ, đĩa chia độ phải quay lợng ntq tơng ứng Điều thực cách lắp thêm BRTT có số a, b, c, d nối trục III với trục BR côn IV ĐPĐ nh hình H.6.17 Lợng bù ntq phụ thuộc a c b d vµo tØ sè trun cđa bé BRTT itt  Tính itt phân tích thành số BRTT để bù sai số phôi: Theo sơ đồ động hình H.6.17, tơng quan chuyển động phôi (trục III) đĩa chia độ là: phôi quay chia độ phải quay đợc ntq vòng Phơng trình xích động quan hệ trên: vòng, ®Üa Z �1 � a c Z3 Z5  ntq  N �  � Z b d Z4 Z6 �Z Z td � (6.26) Z Z Thêng Z Z  , tõ (6.26) rót ra: Z Z a c itt   N td b d Z td (6.27) Sau tÝnh itt theo (6-27), tiÕn hành phân tích itt thành số BRTT nh trờng hợp tiện ren gia công máy PHAY H.6.17 Sơ đồ động đầu phân độ phân độ vi sai 28 Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. xác Nh vậy, phân độ vi sai, tay quay đà thực quay đồng thời lợng ntq = ntq1 ntq Ví dụ 2: Tính toán số vòng tay quay ĐPĐ No40 để phân độ gia công BR trụ có Z = 69 máy phay 6M82 Giải: - Tính số vòng quay tay quay: Với Z = 69 không phân độ đơn giản đợc, cần sử dụng phơng pháp phân độ vi sai Chọn Ztd=70 Thay giá trị tơng ứng vào (6.24c), ta có: ntq1  N 40 4 �7 28     Ztd 70 7 �7 49 Nh vËy, sau phay xong mét r·nh, ®Ĩ phay r·nh tiÕp theo, cần quay tay quay cung ứng với 28 lỗ vòng 49 lỗ đĩa chia phôi quay đợc 1 ) vòng (sai số 69 70 � 70 - TÝnh bï sai sè: Thay c¸c gi¸ trị tơng ứng vào công thức (6.27) ta có: Z Z a c 70  69 40 40 20 a c itt   N td  40   �  � b d Z td 70 70 20 70 b d Víi a = 40, b = 20, c = 20, d = 70 đà thoả mÃn điều kiện a c b d phân tích itt Vậy: Để phân độ gia công BR có Z = 69 máy 6M82 với ĐPĐ kiểu No40, cần lắp thêm BRTT có số a = 40, b = 20, c = 20, d = 70 vào ĐPĐ theo sơ đồ hình H.617 sau phay mét r·nh, ®Ĩ phay r·nh tiÕp theo phải quay tay quay cung ứng với 28 lỗ vòng 49 lỗ đĩa chia Tính toán điều chỉnh ĐPĐ để phay rÃnh xoắn mặt trụ - Để chia phôi thành Z phần nhau, tiến hành phân độ nh phay rÃnh thẳng - Để tạo rÃnh xoắn trình cắt (phôi phải vừa quay vừa tịnh tiến theo đờng tâm nó) cần lắp BRTT (a1, b1, c1, d1) vào ĐPĐ nh sơ đồ động hình H.6.18 Số a1, b1, c1, d1 phải bảo đảm quan hệ: trục III mang phôi quay 1vòng bàn máy mang phôi tịnh tiến lợng bớc xoắn px cần gia công gia công máy PHAY 29 Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. Phơng trình Z bv Z Z Z d1 b1 K v pv  px Ktv Z1 Z Z c1 a1 xích động nh sau: 1vòngphôi (6.28) Chuyển vế viết gọn lại ta có: itt K p a1 c1  N v v b1 d1 px (6.29) đó: N- đặc tính đầu phân độ; px- bớc xoắn cần gia công; Kv, pv- số mèi, bíc vÝt me däc cđa MP, mm TiÕn hµnh phân tích itt thành số a1, b1, c1, d1 BRTT nh trờng hợp tiện ren xác H.6.18 Sơ đồ động phay Phay rÃnh xoắn phay MP rÃnh xoắn đứng DP ngón, MP ngang DP đĩa Khi phay DP đĩa MP ngang, để véctơ tốc độ cắt trùng với phơng rÃnh xoắn cần xoay bàn máy mặt phẳng ngang góc ( = )so với phơng chuyển động chạy dao ban đầu Khi trục dao nằm H.6.19 Sơ đồ xoay bàn máy mặt phẳng vuông góc với đờng xoắn rÃnh cần gia công (hình H.6.19) NÕu cha biÕt gãc xo¾n cđa r·nh cã thĨ tÝnh gãc  nh sau:  D tan   (6.28) px đây: px- bớc xoắn rÃnh cần gia công, mm; D- ®êng kÝnh danh nghÜa cđa r·nh, mm Khi phay dao phay ngón máy phay đứng không cần phải xoay bàn máy Ví dụ 3: Tính toán điều chỉnh để phay rÃnh xoắn (d = 45mm, = 45O) máy 6M82 (Kv.pv= mm) với ĐPĐ No40 Giải: - Tính số vòng tay quay để gia công rÃnh xoắn: Thay số vào (6.24a) ta có: gia công máy PHAY ntq N 40 1.7   13   13   13  Z 3 3.7 21 30 Bg Công nghệ kim loại 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .. Vậy sau gia công xong rÃnh, để gia công rÃnh tiếp theo, cần quay tay quay đầu phân độ 13vòng 7lỗ vòng 21lỗ đĩa chia độ - Tính BRTT để tạo rÃnh xoắn: Bớc rÃnh xoắn cần phay là: px Thay itt N sè liÖu  D  45   157 [mm] tan tan 45o tơng ứng vào (6 29): K v pv 80 60 a c  40  �  �1 px 157 20 157 b1 d1 Các BR có số a1 = 80; b1 = 20; c1 = 60 d1 = 157 đà thoả mÃn điều kiện phân tích itt thành số a1, b1, c1, d1 BRTT - Phay máy 6M82 nên phải dùng DP đĩa Góc xoay bàn máy ; = = 45O gia công máy PHAY 31