- Góc tiếp xúc -
- Chiều dày cắt ứng với góc tiếp xúc tức thời 3.
a& = Sz. sirup. cosO
- Chiều dày cắt trung bình atb.
Hình 8.15. Kích thước lớp cắt khi phay bằng dao phay mặt đầu. 8.4. Lực cắt khi phay.
148
dao phay trụ.
8.4.1. Lực cắt khi phay bằng dao phay trụ.
149
Trong sơ đồ ở hình 8.16 thì Pz (lực cắt chính) được gọi là lực vòng. Phản lực của nó tạo ra mô men xoắn cản lại chuyển động cắt chính làm tiêu hao công suất máy. Khi thiết kế người ta tính toán động lực học máy theo Pz. Phản lực của Pz
làm xoắn và cong trục dao.
Thành phần lực Px là lực hướng tâm, phản lực của nó có xu hướng làm võng trục dao, đẩy dao khỏi bề mặt gia công và gây rung động.
Hình 8.17. Ghép 2 dao phay trụ có hướng xoăn ngược nhau nhằm triệt tiêu lực Py.
8.4.2. Lực cắt khi phay bằng dao phay mặt đầu.
Khi phay bằng dao phay mặt đầu người ta phân biệt ra phay đối xứng và phay không đối xứng. Phay đối xứng khi đường tâm dao trùng với đường trục của chi
tiết.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 8
1. Khái niệm, đặc điểm của phương pháp phay? Phân loại dao phay? 2. Trình bày kết cấu và thông số hình học của dao phay mặt đầu?
150
3. Kết cấu và thông số hình học của dao phay trụ? So sánh ưu điểm trong quá trình gia công giữa dao phay mặt đầu và dao phay trụ?
151
Chương 9: GIA CÔNG REN
Ren là một trong những chi tiết máy phổ biến nhất. Các phương pháp gia công ren khá đa dạng, tiện ren, phay ren, gia công ren bằng bàn ren và mũi ta rô ren... Lựa chọn phương pháp gia công hợp lý cho phép đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của bề mặt ren cần gia công đồng thời phù hợp với điều kiện sản xuất.
Hình 9.1: Bàn ren và mũi ta rô ren. 9.1. Phân loại ren và kết cấu của ren.
9.1.1. Khái niệm và phân loại ren.
Gia công ren là quá trình tạo nên những đường rãnh xoắn ốc trên mặt trụ (trong hoặc ngoài). Ren có nhiều dạng như: ren tam giác, ren vuông, ren hình thang có chiều phải hoặc trái, có một hay nhiều đầu mối ren. Bề mặt ren được chế tạo từ nhiều phương pháp: tiện ren, phay ren, mài ren, cắt ren bằng tarô, bàn ren...
Hình 9.2. Profin và hướng nghiêng của ren.
Hình 9.3. Ren một đầu mối và ren nhiều đầu mối.
9.1.2. Các yếu tố cơ bản của ren.
152 + Đường kính trung bình d2
153
+ Góc ren là góc tạo bởi profin ren, ren hệ mét có góc đỉnh ren là -'-:. ren hệ
Anh là
9.2. Các phương pháp gia công ren.
9.2.1. Tiện ren. - Khái niệm. - Khái niệm.
Tiện ren là phương pháp phổ biến, đơn giản nhất để tạo ren. có thể gia công cả ren trong và ren ngoài. Tiện ren được sử dụng rộng rãi trên các máy tiện vạn năng bằng dao tiện đơn hoặc dao tiện hình lược.
- Các loại dao tiện ren.
về dao tiện ren thì chia làm dao tiện một ren và dao tiện nhiều ren.
Với dao tiện đơn, để đảm bảo độ chính xác của ren thì góc trước = 3, góc mũi
dao ■ bằng góc profin của ren.
+ Bước ren là kho ảng cách giữa hai ren kề nhau.
Hình 9.4. Các thông số cơ bản của ren. Hình 9.5. Tiện ren.
154
Hình 9.6. Dao tiện một ren.
155 - Các sơ đồ cắt khi tiện ren.
Hình 9.8. Các sơ đồ cắt khi tiện ren.
Các sơ đồ cắt ren khác nhau có ảnh hưởng tới độ chính xác, độ bóng của ren và tuổi bền của dao khác nhau.
Với sơ đồ cắt ở hình 9.8a thì sau mỗi lần chuyển dao, dao tiện được dịch chuyển vuông góc với đường tâm chi tiết. Cả hai lưỡi cắt đều tham gia cắt gọt nên lực cắt lớn nhưng độ bóng bề mặt ren cao. Thường dùng cho ren có bước 2 L 2 Smm.
Theo sơ đồ ở hình 9.8b thì lưỡi cắt bên phải hầu như không làm việc do đó độ bóng bề mặt ren không cao, lưỡi dao chóng mòn. Song lưỡi cắt bên trái lại cắt với lớp phoi có chiều dày lớn do đó lực cắt đơn vị giảm, điều kiện thoát phoi tốt. Thường áp dụng cho gia công thô ren có bước s >2 5 mm
Sơ đồ hình 9.8c,d kết hợp cả hai sơ đồ cắt trên để tận dụng ưu điểm của chúng. - Chế độ cắt khi tiện ren.
Lượng chạy dao ngang Sz : Giá trị Sz quyết định số lần chuyển dao. Thường ở những lần cắt đầu tiên Sz lớn, những hành trình sau lấy Sz nhỏ để tăng độ bóng ren.
+ Khi cắt thô chọn: Sz = 0,4-0,25 mm + Khi cắt tinh chọn: Sz = 0,15-0,1 mm
Tốc độ cắt.
T: Là tuổi bền của dao. S: Là bước gia công.
Sz : Lượng chạy dao ngang sau mỗi hành trình chạy dao.
156
9.2.2. Cắt ren bằng tarô và bàn ren. 9.2.2.I. Cắt ren bằng tarô. 9.2.2.I. Cắt ren bằng tarô.
Thường dùng để gia công lỗ ren có đường kính ren nhỏ hơn M20, được thực hiện bằng tay hoặc trên máy với dụng cụ cắt là mũi tarô.
Về phân loại, ta rô chia làm 2 nhóm:
- Tarô tay: Thường khi cắt phải sử dụng một bộ gồm 2-3 tarô. Tarô cắt trước dùng cắt thô đạt 50%, tarô cắt giữa đạt 30% và tarô cuối dùng để cắt hoàn tất đạt 20%. Như vậy sẽ tránh được lượng dư gia công quá lớn, giảm sức lao động, bề mặt ren tốt hơn.
157
Hình 9.9 Bộ ta rô tay (a) và ta rô máy (b).
Hình 9.10. Các bộ phận và yếu tố cơ bản của ta rô.
1. Tay quay; 2. Gá lắp mũi tám; 3. Thanh tý. Hình 9.11. Sơ đồ cắt ren bằng ta rô trên máy.
Cắt ren trên máy được gá đặt như hình 9.11. Vận tốc cắt từ 2-4 m/ph với thép và gang, kim loại màu thì <10 m/ph. Lượng tiến dao phải phù hợp với bước ren cần gia công.
Khi cắt ren bằng tay. Khi cắt được 1 - 2 vòng ren thì quay tay quay ngược lại 1/2 vòng để bẻ phoi.
158
Bàn ren dùng để cắt ren ngoài có bước tiến -■ < 2 ::<::', cắt ren có đường kính lớn hơn
159 b)
Hình 9.12. Kết cấu của bèn ren.
về cơ bản thì bàn ren được phân thành loại cố định và loại có khả năng điều chỉnh. về kết cấu, bàn ren giống như một đai ốc được khoan từ 3 đến 8 lỗ nhằm biến giao tuyến của các lỗ này với mặt ren thành các lưỡi cắt hình lược.
Lưỡi cắt hình lược được vát 2 đầu để tạo thành côn lắp ghép để bàn ren ngay từ đầu có thể cắt gọt dễ dàng.
Còn phần hình trụ là phần hiệu chỉnh gồm 5 đến 6 vòng ren. Bàn ren được sử dụng cả hai mặt, sau khi 1 mặt bị mòn thì lật mặt còn lại để sử dụng. Bàn ren được kẹp chặt trong tay quay bàn ren hoặc trong trục gá bàn ren.
Khi cắt ren bằng bàn ren, chi tiết được tiện với đường kính nhỏ hơn đường kính của ren cần gia công để bù trừ sự dồn ép kim loại. Tốc độ cắt thì tương tự như khi cắt bằng ta rô.
160
Hình 9.13. Phay ren.
Phay ren là phương pháp gia công cho năng suất cao. Dao và chi tiết có chuyển động quay ngược chiều nhau. Chi tiết có chuyển động tiến thích hợp với bước tiến ren. Thường dùng để gia công các chi tiết lớn hoặc thành mỏng.
161
9.2.4. Mài ren.
Mài ren thực chất là mài định hình có profin đá mài giống hệt profin của ren. Mài ren cho độ chính xác và độ bóng bề mặt ren cao, đặc biệt dùng để chế tạo ren có yêu cầu độ chính xác cao đã qua tôi.
9.2.5. Cán ren.
Cán ren thực chất là phuơng pháp gia công ren bằng áp lực. Kim loại trên phôi đuọc ép thành các vòng ren.
Nó có uu điểm là do các lớp kim loại bị chèn ép nên ren có độ bền và tính chống mài mòn cao, tiết kiệm đuọc kim loại. Năng suất cao, độ chính xác tốt.
Hình 9.14. Các phương pháp cán ren.
a) Cán ren bằng bàn cán ren; b) Cán ren bằng con lăn cán ren; c) Cán ren trên máy tiện
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 9
1. Trình bày kết cấu và thông số hình học cơ bản của dao tiện ren? Phân tích các sơ đồ cắt ren?
2. Trình bày kết cấu và thông số hình học của bàn ren và mũi ta rô ren? Hình 9.14. Mài ren.
162
3. Trình tự tính toán và lựa chọn chế độ cắt khi tiện ren? 4. Phân tích sơ đồ cắt ren bằng ta rô và bàn ren?
163
Chương 10: MÀI
Mài là phương pháp gia công lần cuối, nhằm đảm bảo kích thước và độ bóng bề mặt của chi tiết sau nguyên công nhiệt luyện. Mài có khả năng công nghệ tốt, gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau từ đơn giản đến phức tạp. Dụng cụ cắt được sử dụng trong quá trình mài được gọi là đá mài. Đá mài là một dụng cụ cắt hết sức đặc biệt. Để nghiên cứu đặc điểm của phương pháp mài cũng như cấu trúc của đá mài, chế độ cắt và lực cắt khi mài ta đi vào tìm hiểu nội dung Chương 10: Mài. 10.1. Mài và đặc điểm cơ bản của mài.
Mài là phương pháp gia công cắt gọt tốc độ cao. Quá trình cắt được thực hiện bởi 1 số lượng lớn các hạt mài được gắn cứng trong đá mài. Đá mài có kết cấu như hình dưới.
1. Đá mài; 2. Chiều quay của đá mài; 3. Bề mặt cõng tác của đà mài; 4. Chiều chuyển
động của chi tết; 5. Lỗ trống; 6. Chất dính kết; 7. Hạt mài; 8. Chi tiết. Hình 10.2. Mài phẳng bằng đá mài trụ.
Mài thường được dùng để gia công tinh các chi tiết, do đó nó có vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình gia công. Đặc điểm cơ bản của mài như sau:
+ Có thể cắt được chiều sâu cắt rất nhỏ 0,05-0,09 mm.
+ Vận tốc cắt lớn 30-50 m/s. Máy mài cao tốc cho v trên 100 m/s. + Các hạt mài có khả năng tự mài sắc.
+ Các hạt mài có thường có hình dạng không xác định, góc trước âm.
+ Độ nhẵn bóng và độ chính xác cao (ĐCX cấp 1 đến 2, nhám BM 0,2 - 3,2 “r;) + Gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau, mặt phẳng, mặt trụ, mặt ren, mặt răng...
164
+ Trong nhiều trường hợp mài được dùng để gia công bóc vỏ phôi đúc, dập có bề mặt bị biến cứng, ngoài ra còn dùng để cắt đứt, làm sạch.
+ Phương pháp chế tạo phôi ngày càng chính xác nên hiệu quả của mài ngày càng cao. + Tốc độ cắt cao, góc trước âm nên nhiệt cắt sinh ra trong quá trình mài là rất lớn khoảng 800M000°C, làm biến đổi tính chất cơ lý lớp bề mặt, gây ra các hiện tượng như cháy, nứt, cong vênh.
+ Khi đá mài bị mòn cần căn chỉnh và sửa lại đá để đảm bảo độ chính xác gia công.
10.2. Đá mài và thông số cơ bản của đá mài.
10.2.1. Cấu trúc chung của đá mài.
Đá mài được hình thành từ các hạt mài với chất dính kết và các lỗ trống. - Vật liệu hạt mài: Các hạt mài đóng vai trò của lưỡi cắt.
- Chất dính kết: Có chức năng liên kết các hạt mài, tạo thành hình dáng và độ cứng yêu cầu của đá.
- Các lỗ trống: Là khe hở giữa các hạt mài và chất dính kết. Có chức năng để chứa phoi và thoát phoi khi mài.
10.2.1.1. Vật liệu hạt mài.
Các hạt mài có kích thước nhỏ từ 1:2um, một số loại vật liệu hạt mài thường được sử dụng như sau:
+ Ôxít nhôm Al2O3 nhân tạo là loại vật liệu có độ cứng cao, tính năng cắt gọt tốt, chủ yếu để chế tạo đá mài. Thường dùng hai loại như sau:
+ Ôxít nhôm Al2O3 thường chứa 89-95% Al2O3, màu nâu xám đến hung đỏ. Dùng để mài vật liệu dẻo và bền như thép.
+ Ôxít nhôm Al2O3 trắng, chứa 96-99% Al2O3, màu hồng đến trắng. Cứng hơn, giòn hơn, dùng để mài thép gió, đạt độ nhẵn bề mặt cao.
+ Silicon các bít: Có độ bền và cứng cao hơn Al2O3. Silicon các bít có màu xanh lục dùng để mài các bít thiêu kết và các vật liệu cứng khác. Loại đen dùng mài gang và các kim loại màu.
+ Boron các bít: Có độ cứng cao hơn Silicon các bít gần bằng kim cương, tuy nhiên chỉ dùng để làm bột mài.
+ Elbo (Nitrit bo lập phương) là loại hạt mài tổng hợp có độ cứng nằm giữa Silicon các bít và kim cương tinh thể, mảnh cắt vật liệu thường gọi là mảnh CBN. Elbo có khả năng mài thép dễ dàng , chính xác., chịu được nhiệt cắt cao đến 1371 :c.
+ Kim cương nhân tạo: Có độ cứng cao hơn các loại vật liệu khác rất nhiều, tính năng cắt gọt tốt. Nhiệt độ mài thấp, chất lượng bề mặt tốt.
10.2.1.2. Chất dính kết.
Các hạt mài được liên kết với nhau bằng chất dính kết. Một số loại chất dính kết được dùng như:
165 - Chất kết dính nhựa dẻo.
- Chất kết dính cao su. - Chất kết dính silicat.
10.2.1.3. Độ cứng của đá mài.
Là khả năng giữ chặt hạt mài bởi chất kết dính. Độ cứng của đá mài phụ thuộc vào tỷ lệ khoảng trống trong đá: Vđá = Vd.kết + Vh.mài + Vl.trống
Độ cứng của đá mài được ký hiệu bằng các chữ cái từ A đến Z. Với cùng lượng hạt mài, đá cứng hơn là đá có nhiều chất dính kết hơn và ít lỗ trống hơn.
10.2.1.4. Chọn đá mài.
Chọn đá mài là công việc hết sức quan trọng, nó ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng, độ bóng, và độ chính xác bề mặt gia công. Chọn đá mài phải căn cứ vào nhiều yếu tố như vật liệu gia công, yêu cầu kỹ thuật.
- Đá mài phải có tính năng cắt gọt tốt, đảm bảo năng suất chất lượng.
- Đá mài có cấu trúc xốp thường kém bền hơn đá có cấu trúc chặt nhưng lại có khoảng trống lớn thích hợp mài vật liệu dẻo.
- Khi mài thô nên chọn độ hạt lớn, khi mài tinh chọn ngược lại.
- Khi vật liệu cứng nên chọn đá mềm để làm tăng khả năng mài lại của đá. - Khi mài vật liệu rất mềm nên chọn đá mềm.
- Khi mài định hình nên chọn đá mài có độ cứng cao. 10.3. Các phương pháp mài.
10.3.1. Mài tròn ngoài.
Dùng để gia công các mặt trụ ngoài, phôi được gá trên hai mũi tâm hoặc mâm cặp với mũi tâm...
d)
166
a) Mài chi tiết dài lán; b) Mài chi tiết ngắn; c) Mài chạy dao hưởng kính;
d) Mài chạy dao dọc giãn đoạn; 1. Đá mài, 2. Chi tiết. Hình 10.4. Các phương pháp mài tròn ngoài.
Chiều dài chi tiết lớn, thực hiện mài tròn ngoài chạy dao dọc, hình 10.4a. + Đá và chi tiết chuyển động ngược chiều nhau.
+ Tiến hướng kính để lấy chiều sâu cắt.
+ Chuyển động dọc để cắt hết chiều dài chi tiết.
- Mài với chiều sâu lớn (0,4 mm trên 1 hành trình), chi tiết ngắn, hình 10.4b. Quá trình cắt do phần côn thực hiện là chính, phần trụ của đá sẽ làm sạch bề mặt chi tiết.
- Mài tròn ngoài chạy dao hướng kính, hình 10.4c. Dùng khi chiều dài chi tiết mài nhỏ hơn bề rộng đá.
- Mài chạy dao gián đoạn, hình 10.4d là hình thức kết hợp giữa chạy dao dọc và chạy dao hướng kính khi gia công chi tiết dài. Đầu tiên mài từng đoạn riêng rẽ