Dạng mòn và tốc độ cắt cho phép khi khoan

- Dạng mòn của mũi khoan.

Khi gia công thép kết cấu bằng dao thép gió thì mài mòn xuất hiện cả ở mặt trước hi và mặt sau h2 .Khi gia công vật liệu giòn thì mài mòn xuất hiện ở góc h3

124

cắt có chiều dài lớn, mài dao không chính xác thì xuất hiện mài mòn theo luỡi cắt ngang.

- Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ cắt cho phép.

Đuờng kính mũi khoan tăng thì tốc độ cắt cho phép tăng. Do kích thuớc của dao tăng nên thoát phoi, thoát nhiệt tốt hơn. Và độ bền và độ cứng vững cũng cao hơn.

Luợng chạy dao tăng thì tốc độ cắt cho phép giảm. Vì khi tăng S thì chiều dày cắt a tăng, nhiệt độ cắt tăng nên thúc đẩy nhanh quá trình mài mòn. Tốc độ cắt cho phép phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia công, độ cứng (VL giòn), độ bền (VL dẻo) tăng thì tốc độ cắt cho phép giảm.

Chiều sâu lỗ khoan cũng ảnh huởng đến tốc độ cắt cho phép, nếu chiều sâu lỗ khoan lớn hơn 3 lần đuờng kính mũi khoan thì tốc độ cắt cho phép giảm theo hệ số tỷ lệ KỊ: Bảng 7.2. Hệ số khoan lỗ sâu Kl. Chiều sâu lỗ khoan (mm) IV3D 4D 5D 6D 8D 10D Hệ số KỊ 1 0,85 0,75 0,7 0,6 0,5 7.2. Khoét và doa. 7.2.1. Khoét.

Khoét đuợc dùng để gia công các lỗ sau khi khoan, đột hoặc đúc nhằm nâng cao độ chính xác và độ bóng bề mặt gia công.

Độ chính xác đạt đuợc từ cấp 3 đến cấp 2, độ bóng từ Ra 3,2-0,87. Khoét thuờng là nguyên công nằm giữa khoan và doa.

So với mũi khoan thì mũi khoét có nhiều luỡi cắt hơn, dẫn huớng tốt hơn, độ cứng vững cao hơn. Mũi khoét không có luỡi cắt ngang nên khi gia công ít bị lay rộng lỗ. Khi D < 35 (mm) làm 3 răng, D > 35 (mm) làm 4 răng.

125

126 7.2.I.2. Thông số hình học của mũi khoét.

Hình 7.18. Thông số hình học cơ bản của mũi khoét. - Góc nghiêng chính ọ: Khi gia công gang, thép ọ 45:60°

- Góc nghiêng phụ ọ1 có độ côn ngược thường là (0,04-0,1)7100. - Góc Y đo trong tiết diện NN:

+ Gia công thép, thép HK có độ cứng trung bình ta chọn Y = 8:12°. + Gia công gang: Y = 6:10°.

+ Gia công kim loại màu: Y = 25:30°.

- Góc sau a đo trong tiết diện A-A, tại điểm ngoài cùng a 8:10°.

- Góc xoắn ® =0 (rãnh thẳng) dùng để gia công thép cứng, thép đã tôi, còn lại thường

dùng ® 10:25°

- Góc nâng À xác định bởi lưỡi cắt chính so với mặt phẳng đi qua giao điểm của lưỡi cắt chính với lưỡi cắt phụ và song song với đường tâm của mũi khoét. Mũi thép gió À = -5 - 15°.

- Để thoát phoi về đầu dao (khoét lỗ thông) chọn À < 0. Thoát phoi về cán dao chọn À > 0.

7.2.2. Doa.

Doa thường là quá trình gia công lần cuối để các lỗ có độ bóng và độ chính xác cao bằng cách hớt đi một lượng dư rất nhỏ.Khi doa thô lượng dư thường khoảng 3 25-3 5ì':;r/., còn khi doa tinh từ 3 35 - 3 2E-.E;

Độ bóng đạt được từ Ra3,2-0,2, độ chính xác từ cấp 3 đến cấp 1. 7.2.2.1. Cấu tạo mũi doa.

127

128

Tùy theo đường kính gia công mà phân ra mũi doa răng liền và mũi doa răng chắp.

Mũi doa thường gồm 3 phần: - Phần làm việc bao gồm: + Phần cắt li : Đầu phần cắt có phần dẫn hướng có góc - 5 :. + Phần cắt có góc * Gia công thép 2 = = 2 ■-. * Gia công gang

* Mũi doa tay có

+ Phần dẫn hướng: Phần này định hướng mũi doa khi làm việc và gồm hai phần l2 và 13:

* Phần trụ l2 có các lưỡi cắt phụ dọc các răng mũi doa để sửa đúng và định hướng mũi doa trong lỗ.

* Phần l3 côn ngược để giảm ma sát, giảm lực cắt và hạn chế làm rộng lỗ. + Chiều dài đoạn l3= (0,25 - 0,3).D. Độ côn ngược thì phụ thuộc là doa tay hay doa máy:

* Mũi doa máy: (0,04 - 0,1)/100. * Mũi doa tay: (0,01 - 0,015)/100.

+ Số răng Z thường để chẵn để dễ đo đướng kính bằng panme hoặc các dụng cụ đo khác.

129 Góc trong tiết diện A-A:

+ Doa tinh: + Doa thô :

Góc -■ trong tiết diện A-A:

+ Doa tinh: - :. 5 - 12 ■■ ■ Gia công vật liệu dẻo, gia công thô lấy trị số lớn, gia công

tinh lấy trị số nhỏ.

Góc sau của bộ phận sửa đúng

Cạnh viền f = (0,05 - 0,3) mm, được bố trí dọc răng dao doa, định hướng mũi doa, sửa đúng và làm nhẵn.

Bước răng: Để tránh lực đẩy ngang xuất hiện đẩy về một phía bước răng nào đó gây méo lỗ, do số bước răng không đều nên người ta chế tạo sao cho:

130

.-_. Đồng thời để dễ kiểm tra đường kính thì làm các răng đối xứng từng đôi một.

Hình 7.21. Phân bố bước răng theo vòng.

7.2.3. Chế độ cắt khi khoan, khoét và doa. - Chiều sâu cắt t (mm) - Chiều sâu cắt t (mm)

+ Khi khoan lỗ từ phôi đặc t = D/2 (mm) . + Khi khoan mở rộng lỗ, khoét và doa ta có: r = —;— - Lượng chạy dao S (mm/vòng). ~

+ Khi khoan tính theo công thức sau: *) Khi khoan thép:

. „

s - 3,88. ơ0 94

*) Khi khoan gang: . D°81 s = 7. 34. ---

+ Khi khoan, khoét bằng dao thép gió: S = Cs .D0,6 (mm/vòng) + Doa bằng dao thép gió: S = Cs .D0,7 (mm/vòng)

+ Lượng chạy dao khi khoan, khoan rộng, khoét bằng dao HKC tra theo bảng trong

STCNCTM.

- Tốc độ cắt v (m/phút).

Khi khoan, khoan rộng lỗ, khoét và doa thì tốc độ cắt được tính theo công thức:

Trong đó: Các hệ số Cv ; zv ; xv ; yv ; m; Kv được trong các bảng trong STCNCTM.

131

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 7

1. Trình bày đặc điểm của phương pháp gia công khoan và cấu tạo của mũi khoan xoắn? Nguyên nhân dẫn đến lỗ khoan bị xiên, bị lệch?

2. Trình bày các thành phần của lực cắt, mô men xoắn khi khoan? 3. Cấu tạo của mũi khoét và mũi doa?

132

Chương 8: PHAY

Phay là một trong những phương pháp gia công thông dụng cho năng suất cao. Khả năng công nghệ của phay khá đa dạng, phương pháp phay có thể được ứng dụng để gia công nhiều dạng bề mặt khác nhau, từ đơn giản như mặt phang đến phúc tạp như mặt răng...

Hiện nay, phay được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong sản xuất với việc phát triển các máy công cụ và dụng cụ cắt.

8.1. Khái niệm, đặc điểm của phay.

- Phay được sử dụng để gia công các mặt phẳng, rãnh thẳng, rãnh xoắn, then

hoa, bánh răng, gia công ren, gia công các mặt tròn xoay, mặt định hình.

- Chuyển động chính khi phay do dao phay thực hiện, còn chuyển động chạy dao do bàn máy mang chi tiết thực hiện. Phay đạt ĐCX từ cấp 2 - 4, độ bóng từ 4

- 7.

Hình 8.2. Các chuyển động cắt trong một số sơ đồ phay.

- Dao phay có nhiều lưỡi cắt tham gia cắt đồng thời, đường kính dao phay lớn, tốc độ phay cao, có nhiều phương án gia công nên phay cho năng suất cao.

- Lưỡi cắt không làm việc liên tục, khối lượng dao lớn nên điều kiện truyền nhiệt tốt. Tuy nhiên, diện tích lớp cắt thay đổi gây rung động, cũng vì vậy mà khả năng tồn tại lẹo dao ít hơn khi tiện.

Hình 8.3. Quá trình cắt không liên tục khi phay. Hình 8.1: Phay rãnh

133

a) Phay bằng dao phay trụ; b) Phay bằng dao phay mặt đầu. Có nhiều chỉ tiêu phân loại dao phay, chẳng hạn như:

+ Theo vật liệu làm dao: Dao HSS, dao HKC.

+ Theo kết cấu bên trong có: Dao phay liền, dao phay ghép, dao phay răng chắp bằng hàn hay bằng kẹp cơ khí.

134

+ Theo hình dạng răng: Răng thẳng, răng nghiêng, răng xoắn, răng nhọn, răng hớt lưng...

+ Theo phương pháp kẹp có: Dao phay đuôi trụ, dao đuôi côn.

+ Theo khả năng công nghệ: Gia công mặt phẳng như dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa, dao phay ngón.Gia công rãnh có dao phay ngón, dao phay đĩa. Gia công bánh răng có dao phay mô đun, dao phay lăn răng.

8.2. Phân loại dao phay và thông số hình học của dao phay.

135

Hình 8.4. Các loại dao phay.

Dao phay trụ (răng thảng, răng xoắn) Dao phay định hình

Dao phay hai mặt cắt Dao phay ba mặt cắt Dao phay căt đứt

Các loại dao phay một góc Các loại dao phay hai góc

Các loại dao phay mặt đầu răng lắp ghép cơ khí

Các loại dao phay ngón

136

8.2.2. Kết cấu và thông số hình học của dao phay trụ. 8.2.2.1. Kết cấu của dao phay trụ. 8.2.2.1. Kết cấu của dao phay trụ.

về cơ bản dao phay trụ có hai loại: Dao phay trụ răng thẳng và dao phay trụ răng xoắn. Dao phay trụ răng thẳng (hiện nay ít dùng) khác dao phay răng xoắn ở chỗ góc xoắn của răng ... = -.

Hình 8.5. Dao phay trụ răng xoăn và răng thăng. Trên mỗi răng có mặt trước 1, mặt sau 2, mặt lưng răng 3.

Góc giữa các răng kề nhau £ = :32 :/Z. Góc xoắn ■-! là góc nghiêng giữa các răng với trục dao. Khi ■-! tăng thì rung động giảm, độ bóng tăng nhưng khả năng

chịu uốn giảm, thường dùng -.J - .: c - 32 ■■ ■

Hình 8.6. Kết cấu trên mỗi rang của dao phay trụ.

Đường kính D: Khi D tăng thì tốc độ cắt tăng, chiều dày cắt tăng, góc tiếp xúc tăng. Thời gian máy Tm giảm, tản nhiệt tốt. Tuy nhiên lực cắt tăng, công suất cắt tăng nên máy cững vững thì chọn D lớn.

Số răng Z: Theo kinh nghiệm ĩ - ■■■-. . 2, thường chọn 2 = 3 - 1- cho mọi đường kính dao. Răng lớn chọn m = 1,05, m = 2 cho kiểu răng nhỏ. Điều kiện cứng vững: Dao thép gió chọn m lớn, dao hợp kim cứng chọn m nhỏ.

8.2.2.2. Thông số hình học của dao phay trụ răng xoắn.

2. Mặt sau 1. Mặt trước

137

Hình 8.7. Thông sô hình học của dao phay trụ răng xoăn. - Góc độ của dao phay trụ răng xoắn được khảo sát trong tiết diện N-N và tiết diện B- B.

138

- Thông số trong tiết diện N-N là thông số vật lý, ảnh hưởng trực tiếp đến các hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình cắt như thoát phoi, ma sát, biến dạng... - Thông số trong tiết diện B-B có thể gọi là thông số công nghệ, khi tính toán, thiết kế và đo kiểm, điều chỉnh để mài sắc đều sử dụng những thông số trong tiết diện này.

- Quan hệ giữa các góc trong tiết diện N-N và B-B: tga tgaN = COSM tgvN = tgy.cosú) Dao thép gió có: = :. - - - 2 3 ■■ ■;; :■ = :. 5 - 2 5 ■■ ■ Dao HKC có : 22:j; -15 - !5:j Dao cắt, phay rãnh: = 5 2: Phay tinh : :: = 5 - õ:

Trị số nhỏ khi cắt VL cứng, giòn, trị số lớn khi cắt VL dẻo.

- Bước vòng của dao mm: - Bước chiều trục của dao mm: t0 = ——.cotgứ)

- Bước pháp tuyến của dao mm:

8.2.3. Kết cấu và thông số hình học của dao phay mặt đầu. 8.2.3.1. Kết cấu của dao phay mặt đầu. 8.2.3.1. Kết cấu của dao phay mặt đầu.

Dao phay mặt đầu dùng để gia công các mặt phẳng trên máy phay đứng hoặc máy phay nằm vạn năng.

- Ưu điểm:

+ Có thể dùng dao đường kính lớn mà không bị hạn chế bởi không gian đầu máy, nâng cao năng suất.

+ Trục gá dao ngắn nên cứng vững hơn, có thể nâng cao chế độ cắt.

Hình 8.8. Dao phay mặt đầu răng chắp.

139

+ Có nhiều lưỡi cắt tham gia cắt nên cắt êm hơn dao phay trụ. + Có thể gia công đồng thời nhiều bề mặt khác nhau.

+ Dễ chế tạo dao răng chắp cơ khí. + Dễ mài sắc dao.

Dao phay mặt đầu từ thép gió làm răng liền. Dao phay mặt đầu HKC thì có dạng răng chắp, thân dao làm bằng thép kết cấu.

140

về số răng dao Z: Thường ở dao phay mặt đầu số răng dao ít hơn ở dao phay trụ, z 24- 3 26; J, khi D < 200mm thì dao phay mặt đầu làm việc với tốc độ cắt cao

hơn dao phay trụ, nhất là dao gắn mảnh HKC.

Neu Z lớn có thể công suất cắt lớn hơn công suất máy. Máy phay đứng và nằm có N = 10 - 12 kW.

Số răng ít dẫn đến nhược điểm là số răng đồng thời tham gia cắt sẽ giảm, ảnh hưởng đến khả năng làm việc và dễ gây rung động. Để khắc phục hiện tượng này người ta gắn lên đầu trục chính máy 1 bánh đà có trọng lượng Q = 20-30 kG. Một răng được coi như 1 con dao tiện

gắn trên thân tròn quay quanh trục dao. 8.2.3.2. Thông số hình học của dao phay mặt đầu.

Góc nghiêng chính _•> = 62 - ? 2:, góc nghiêng phụ = 2 - 5: xác định như dao tiện đơn. Khi _•> nhỏ thì chiều dài tiếp xúc giữa lưỡi cắt và phôi tăng, dẫn đến phoi

- Dao HKC có lưỡi cắt chuyển tiếp T. - Phay tinh chọn e- = 2 hoặc e- = 33:. - Góc đo trong tiết diện B-B - Góc .. . đo trong tiết diện chính N-N.

- Góc :là góc trước chiều trục, vai trò như góc xoắn :■■■ trên dao phay trụ. - Góc ở dao phay mặt đầu được chọn nhỏ hơn dao phay trụ vì nó ít ảnh hưởng đến độ bóng mà chủ yếu làm tăng độ bền lưỡi cắt, - - 25 - 3 5:.

- Góc -■ đo trong tiết diện A-A.

d฀i v฀ m฀ng, t฀ng tu฀i b฀n c฀a dao, t฀ng ฀฀ bóng b฀ m฀t chi ti฀t.

Hình 8.9. Góc nghiêng chính và phụ của một răng trên dao phay mặt đầu.

141

- Góc nâng của lưỡi cắt chính xác định như dao tiện. 8.2.3.3. Chọn dao phay mặt đầu.

Theo tiêu chuẩn, chọn chiều dài dao phay L, đuờng kính lỗ d, số răng dao Z ứng với giá trị đuờng kính dao phay D.

Đuờng kính dao phay D phụ thuộc vào chiều rộng phay B và đuợc xác định bằng công thức thực nghiệm sau: J = :.! 2 - 1 íjS.

Khi gia công thô chọn dao phay răng chắp kiểu răng lớn, khi gia công tinh chọn phay răng chắp kiểu răng nhỏ.

8.3. Các yếu tố của lớp cắt và chế độ cắt khi phay.

8.3.1. Kích thước lớp cắt khi phay.

142

Hình 8.11. Chiều sâu phay t và chiều rộng phay B a) Phay bằng dao phay trụ, b) Phay bằng dao phay đĩa, c) Phay bằng dao phay ngón, d) Phay bằng dao phay mặt đầu. - Chiều sâu phay t (mm).

Chiều sâu phay t là kích thuớc lớp vật liệu đo theo phuơng vuông góc với trục dao phay. Khi phay bằng dao phay trụ và dao phay đĩa thì chiều sâu phay trùng với chiều sâu cắt.

- Chiều rộng phay B (mm).

Kích thuớc lớp vật liệu đo theo phuơng song song với trục dao. Khi phay bằng dao phay ngón và dao phay mặt đầu thì chiều rộng phay trùng với chiều sâu cắt.

- Lượng chạy dao răng Sz (mm/răng).

Là luợng dịch chuyển của bàn máy khi dao quay đuợc một góc răng £ £ = 5 63 z. Luợng chạy dao S do bàn máy thực hiện, do dao phay có nhiều răng nên nên còn phân biệt hai loại luợng chạy dao sau:

Luợng chạy dao vòng Sv là luợng dịch chuyển của bàn máy sau 1 vòng quay của dao, Sv = Sz .Z (mm/vòng). Đây là thông số công nghệ của quá trình cắt gọt.

Luợng chạy dao phút là luợng dịch chuyển của bàn máy sau 1 phút, Sph =