2- Chọn chế độ cắt và phương pháp cắt
(HSS) Hợp kim cứng
dùng dao hợp kim cứng cao hơn khi sử dụng dao hợp kim tốc độ cao.
- Điều kiện bôi trơn
- Độ cứng vững của máy, dao, đồ gá
Tốc độ cắt thông thường khi gia công các loại vật liệu khác nhau được giới thiệu trên bảng 6.3.
Bảng 6.3 Giới thiệu các tốc độ cắt khác nhau khi tiện [5]
Vật liệu dụng cụ cắt Vật liệu gia công Thép hợp kim tốc độ cao
(HSS) Hợp kim cứng Hợp kim cứng (WC) Hợp kim nhôm 3 - 4 5 - 7 Hợp kim manhê 4 10 Hợp kim đồng đỏ 0.5 - 2 1 - 5 Thép 0,5 - 1 1 - 3 Thép không gỉ 0,15 - 0,5 1 - 2
Hợp kim chịu nhiệt cao 0,05 - 0,1 0,15 - 0,3
Hợp kim titan 0,15 - 1 0,5 - 2
Lượng chạy dao (s, mm
vòng) và chiều sâu cắt (t, mm) b) Các phương pháp cắt khi tiện
° Tiện mặt trụ
Phương pháp cắt ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chất lượng. Khi tiện thơ các mặt trụ ngồi có thể cắt theo lớp, cắt từng đoạn và cắt phối hợp (H.6.18).
- Cắt từng lớp bằng một dao theo thứ tự từ lớp 1 đến lớp 3 (H.6.18a). Phương pháp này có độ cứng vững tốt, lực cắt
nhỏ nên có thể đạt độ chính xác cao nhưng năng suất tương đối thấp.
- Cắt từng đoạn như hình 6.18b. Ở đoạn trục có lượng dư lớn, do đó phải cắt làm hai lớp 1 và 2. Phương pháp này có năng suất cao nhưng lượng dư lớn và không đều nhau, lực cắt lớn.
- Cắt phối hợp (H.6.18c) có thể khắc
phục được các nhược điểm của hai phương pháp trên.
Sơ đồ cắt nói trên thường sử dụng khi gia công thô. Nếu gia công tinh,
hành trình cắt cịn phụ thuộc cách ghi kích thước, chuẩn gá đặt và độ chính xác yêu cầu.
Để tăng năng suất (giảm thời gian cơ bản to) ta có thể cắt đồng thời nhiều dao (H.6.18).
Hình 6.18 Sơ đồ cắt nhiều dao cùng một lúc
Hình 6.17 a) Cắt từng lớp
Khi tiện lỗ, phương pháp cắt hồn tồn giống như khi tiện ngồi nhưng nó bị hạn chế bởi kích thước lỗ gia cơng, do đó độ cứng vững kém hơn, nhất là lỗ nhỏ và dài. Vì vậy tiện lỗ thích hợp nhất khi lỗ phi tiêu chuẩn, lỗ to và ngắn, lỗ đúc, rèn sẵn. Tiện lỗ thường thực hiện trên máy tiện, máy doa hoặc máy khoan cần. Tiện lỗ trên máy tiện (H.6.19a) thường áp dụng đối với các chi tiết gá đặt thuận lợi trên mâm cặp, các chi tiết nhỏ, ngắn.
Khi tiện các chi tiết dạng hộp thường tiến hành trên máy doa. Có hai phương pháp tùy thuộc vào trục dao thực hiện chuyển động chạy dao hay bàn máy mang chi tiết chuyển động chạy dao. Hình 6.19b trục mang dao chuyển động, độ cứng vững của trục dao được đảm bảo vì khoảng cách giữa hai gối đỡ trục dao nhỏ. Tuy nhiên, độ cứng của trục dao thay đổi tùy theo vị trí cắt, do đó có thể gây ra sai số hình dạng hình học của lỗ theo mặt cắt dọc. Khi tiện theo sơ đồ 6.19c thì độ cứng vững của trục dao nhỏ hơn vì chiều dài của trục dao phải lớn hơn hai lần so với chiều dài lỗ, yêu cầu băng máy phải dài, nhưng có ưu điểm là độ cứng vững của trục dao khơng đổi trong q trình tiện.
Hình 6.19 Sơ đồ tiện lỗ
a) Tiện lỗ trên máy tiện; b) Tiện lỗ các chi tiết dạng hộp trên máy doa
i Tiện ren
Tiện ren trong hoặc ngoài là một phương pháp phổ biến trong sản xuất loạt nhỏ và đơn chiếc, mặc dù khi tiện ren phải thực hiện nhiều đường chuyển giao, do vậy năng suất thấp. Tiện ren có thể gia cơng được các loại ren khác nhau như ren lắp chặt, ren lắp kín, hoặc ren truyền động. Khi tiện ren ta có thể tiến dao theo nhiều cách khác nhau:
- Tiến dao hướng kính (H.6.20a) Phương pháp này đạt được độ nhẵn bóng mặt ren cao, nhưng khó thốt phoi do vậy chế độ cắt thấp và dẫn đến năng suất thấp.
- Tiến dao nghiêng (H.6.20b)
Dễ thoát phoi, điều kiện cắt tốt hơn, năng suất cắt cao hơn nhưng độ nhẵn bóng bề mặt ren lại thấp. Để đạt được độ nhẵn bóng mặt ren cao, thơng thường ở bước cuối cùng ta
tiến dao hướng kính. Cần lưu ý là độ chính xác khi gia cơng ren, ngồi phụ thuộc phương pháp gá đặt chi tiết ra, cịn phụ thuộc rất nhiều vào q trình gá đặt dao. Dao phải gá vng góc đường tâm chi tiết và ngang tâm. Nếu chúng ta gá cao hoặc thấp tâm sẽ gây sai số profin ren (H.6.21b).
Hình 6.21 a) Gá dao đúng; b) Gá dao cao hoặc thấp tâm
Để tăng năng suất tiện ren có thể nâng cao chế độ cắt (v và t), tuy nhiên việc này sẽ dẫn đến khó khăn khi thao tác, công nhân cần phải rút dao nhanh để tránh va đập.
Trong thực tế, công nhân thường sử dụng cơ cấu rút dao nhanh (H.6.22).
Hình 6.20 Sơ đồ tiện ren
Hình 6.22 Các kết cấu rút dao nhanh khi tiện ren
Ngoài ra, để tăng năng suất, người ta dùng phương pháp tiện ren gió lốc và tiện ren răng lược (H.6.23a, b, c, d).
° Tiện mặt định hình
Tiện định hình có thể gia cơng được các mặt trịn xoay, mặt trụ lệch tâm hoặc các loại cam đĩa. Có ba phương pháp tiện các mặt định hình:
- Dùng dao tiện định hình
- Dùng dao tiện thường và dưỡng chép hình hoặc đồ gá đặc biệt - Dùng máy tiện CNC
Tiện định hình bằng dao định hình chỉ thực hiện với lượng chạy dao ngang. Phương pháp này chủ yếu để gia cơng bề mặt định hình ngắn (trong khoảng 40÷60mm), lượng chạy dao nhỏ S = 0,01÷0,1 mm/vịng. Phương pháp này chỉ gia
cơng được mặt định hình trịn xoay.
Phương pháp thứ hai có khả năng cơng nghệ rộng hơn, ngồi mặt định hình trịn xoay cịn gia cơng được mặt trụ lệch tâm, các mặt cam đĩa.
Máy tiện điều khiển số CNC sử dụng rất phổ biến để gia cơng các mặt định hình trịn xoay. Dao chuyển động theo quĩ đạo mong muốn nhờ lập trình sẵn.
Ví dụ minh họa gia cơng bằng phương pháp tiện:
Chế tạo trục như hình 6.24
Hình 6.24 Bản vẽ chế tạo chi tiết trục
(nguồn: All about machine tools-Heinrich Gerling) [8]
- Phân tích điều kiện kỹ thuật của chi tiết
Đường kính φ24mm và φ32mm có dung sai theo j6 và h6 và độ nhám 0 32, sẽ được mài ở nguyên công cuối. Các rãnh ở các bậc trục là cần thiết để thoát đá khi mài. Các rãnh này được tiêu chuẩn hóa theo B2×0,2 (ISO 3428).
- Chuẩn bị phơi
Tùy theo máy sử dụng mà kích thước của phơi được chuẩn bị khác nhau. Nếu trục được tiện trên máy tiện ren vít vạn năng thì phơi được cắt đứt theo chiều dài chi tiết. Để đủ lượng dư cho vạt mặt hai đầu, phơi thường được cắt có chiều dài lớn
hơn 5mm so với chiều dài danh nghĩa của trục. Trục gia cơng có l
d ≥ 10, do vậy khi
thiết kế trục, hai lỗ tâm được thể hiện trên bản vẽ. Lỗ tâm được khoan trên máy tiện hoặc trên máy vạt mặt khoan tâm chuyên dùng.
- Tiện trục
Trục được tiện thô và tiện tinh theo trình tự sau: 1- Tiện thơ mặt a, b, c
2- Đổi đầu tiện thô mặt d 3- Tiện tinh mặt d và c 4- Tiện rãnh f
5- Đổi đầu tiện tinh mặt a, b 6- Tiện rãnh f
- Đo và kiểm tra trục
Sau khi gia cơng xong, ngồi sai số về kích thước đường kính và chiều dài. Chi tiết cịn có các dạng sai lệch như hình 6.25.
Hình 6.25 Các sai lệch của chi tiết dạng trục
Để kiểm tra kích thước đường kính, và chiều dài trục ta có thể dùng các loại dụng cụ khác nhau:
Đối với các đường kính với dung sai tự do (khơng ghi dung sai trên bản vẽ) được đo bằng các dụng cụ thông thường như thước cặp (H.6.26a). Đối với các đường kính có u cầu độ chính xác cao như kích thước φ32h6 ta có thể dùng panme hoặc calip để kiểm tra tùy thuộc vào dạng sản xuất (H.6.26b). Đối với các loại sai số như hình 6.25 ta dùng sơ đồ như hình 6.27.
Hình 6.27 Kiểm tra các sai số chi tiết dạng trục