Sự phân bố răng không ựều nhằm mục ựắch ngăn chặn các lỗi mang tắnh chu kỳ. Chẳng hạn xuất hiện một vị trắ không ựồng nhất của vật liệu, sẽ làm mũi doa bị nén lại mang tắnh chu kỳ và làm xuất hiện sự khoét sâu vào bề mặt gia công và ựể lại các vạch dọc.
Sự không ựều của răng mũi doa sẽ giúp loại bỏ các khuyết tật mang tắnh chu kỳ như trên.
Sự không ựồng ựều của răng có thể ựạt ựược bằng cách phân bố mỗi nửa vòng tròn là các bước chia khác nhau, hoặc bằng cách tạo ra các răng có rãnh nghiêng khác nhau, hoặc bằng ựầu phân ựộ.
Hình 8.11 Sơ ựồ phân bố không ựều răng theo vòng tròn 8.2.9. Phần kẹp chặt
Phần kẹp chặt của mũi doa có 3 dạng sau:
- Dạng trụ, chỉ dùng cho mũi doa nhỏ, có ựường kắnh 10-12mm;
- Dạng côn;
- Dạng vuông, dạng này ắt ựược dùng.
để ựạt ựược sự ựồng trục của lỗ cần doa và mũi doa thì có thể dùng cơ cấu trục gá tùy ựộng hoặc trục lắc. Khi ựó, mũi doa ựi vào lỗ và có sự tự lựa.
8.3. Các kiểu mũi doa 8.3.1. Mũi doa tăng 8.3.1. Mũi doa tăng
Trong kết cấu của mũi doa có cơ cấu dùng ựể tăng ựường kắnh mũi doa bằng cách xẻ các rãnh dọc theo răng, trong ựó số răng lấy lớn hơn số rãnh 2 lần. Phần lõi mũi doa có lỗ và có ựộ côn ở phần ựầu mũi doa. Khi cần tăng ựường kắnh mũi doa thì vặn chốt ựẩy viên bi trong phần côn dịch chuyển, sẽ làm nới rộng ựường kắnh mũi doa.
đường kắnh mũi doa, mm
Lượng ựiều chỉnh đường kắnh mũi
doa, mm
Lượng ựiều chỉnh
6-10 +0,15 10-20 +0,25
20-30 +0,40 30-50 +0,50
Hình 8.12 Mũi doa tăng 8.3.2. Mũi doa hợp kim cứng
Mũi doa gắn mảnh hợp kim cứng có chuôi trụ với ựường kắnh 6ọ9mm, chuôi côn với ựường kắnh 10ọ32mm và chuôi lắp với ựường kắnh 34ọ50mm. Các kắch thước chung còn lại ựược qui ựịnh theo tiêu chuẩn.
Số răng của mũi doa từ 4-10 răng trong khoảng ựường kắnh từ 6ọ50mm. đối với mũi doa lắp thì từ 6ọ8 răng trong khoảng ựường kắnh từ 52ọ75mm.
Thông số hình học phần cắt:
- Góc trước bằng 0, trên ựỉnh răng làm cạnh vát nhỏ 0,2-0,3mm và có trị số góc âm
50 ựể tăng ựộ bền lưỡi cắt.
- Góc sau trên cạnh viền ựoạn rộng 0,3-0,5mm lấy góc 50-60, phần còn lại lấy 100-
120. Bề mặt kim loại gắn dao lấy góc 160-200.
- Góc nghiêng chắnh lấy 150, mặt ựầu cạnh vát lấy 450.
- Thân dao cần làm có ựộ chuôi về phắa côn nhằm tránh bị mòn và bị mẻ mũi cắt.
thường là 0,1mm trên chiều dài 15mm.
- Gia công lỗ sâu có ựường kắnh nhỏ 7ọ20mm thì dùng mũi doa gắn hợp kim cứng
có 3 răng.
Về mặt kết cấu, mũi doa có răng liền là không hợp lý vì không có khả năng phục hồi ựường kắnh dao khi bị mòn. Vì vậy nên chuyển sang mũi doa có lắp răng.
Mũi doa có kết cấu ựiều chỉnh ựược, và lượng ựiều chỉnh trong khoảng 1ọ2mm tùy theo ựường kắnh mũi doa.
Thân dao có thể làm theo hình trụ hoặc hình ựa diện với số mặt bằng số răng. Tuy nhiên hiện nay thường sử dụng hình trụ hơn vì dễ kiểm tra và dễ chế tạo.
để tăng khoảng không gian chứa phoi, có thể khoét sâu tăng dần về phắa ựầu mũi dao.
Lưỡi cắt có thể lắp ựồng trục hoặc nghiêng góc ω = 120-150. Hướng của dao thường
ngược với hướng cắt. 8.3.4. Mũi doa côn
Mũi doa côn dùng ựể gia công lỗ tròn thành lỗ côn hoặc chắnh lỗ côn cần doa.
Mũi doa côn thường ựược chế tạo theo từng bộ 2 ựến 3 chiếc. Chiếc thứ nhất có dạng mũi khoét, có ren với góc nghiêng bằng góc nghiêng của côn, hướng của ren trùng với hướng cắt. Dạng mũi doa này gia công lỗ hình trụ thành lỗ có bậc, răng mũi doa có hớt lưng, số răng từ 3 ựến 8 răng tùy theo số hiệu của côn, phần làm việc giống mũi dao tiện lỗ.
Hình 8.13 Mũi doa côn thứ nhất
Mũi doa thứ 2 làm ren vuông ựể bẻ phoi và tạo cho lỗ có những bậc nhỏ hơn. Bước răng S chọn trong khoảng 1,5-3mm, chiều rộng rãnh b = 0,4.S, chiều sâu a = 0,2.S. Răng
có cạnh nhọn với cạnh viền nhỏ f = 1ọ2mm. Mặt sau mài theo 2 góc α = 60 và α = 150.
Hình 8.14 Mũi doa côn thứ hai
Mũi doa thứ 3 có kết cấu tương tự mũi doa hình trụ, tuy nhiên không cần làm bước răng không ựều vì lỗ có ựộ côn. Cạnh viền trong khoảng 0,12ọ0,15mm.
Hình 8.15 Mũi doa côn thứ ba
Mũi doa chốt xoắn có hướng xoắn có hướng xoắn ngược với hướng cắt vì vậy mũi doa không kẹt trong lỗ, có không gian chứa phoi lớn, có tuổi bền cao hơn và cho phép tốc ựộ cắt lớn hơn.
VẤN đỀ 9
THIẾT KẾ DAO CHUỐT 9.1. Công dụng và phân loại
Là dụng cụ cắt nhiều răng, thực hiện quá trình cắt ựi lớp kim loại lượng dư nhờ răng tiếp theo rộng hơn hoặc cao hơn răng kế trước mà không dùng ựến chuyển ựộng chạy dao. Trị số lớn hơn này gọi là lượng nâng của dao chuốt.
Hình 9.1 Các bộ phận chủ yếu của dao chuốt kéo
Hình 9.2 Các bộ phận chủ yếu của dao chuốt nén
1. đầu dao; 2. Cổ dao; 3. Côn chuyển tiếp; 4. Phần ựịnh hướng trước; 5. Phần cắt; 6. Phần sửa ựúng; 7. Phần ựịnh hướng sau; 8. Phần ựỡ
Dao chuốt ựược sử dụng rộng rãi nhờ các ựặc ựiểm sau:
- Năng suất cao mặc dù tốc ựộ làm việc thấp, thông thường v=3-8m/ph. điều này vì
tổng chiều dài lưỡi cắt tham gia lớn; trên dao chuốt có thể bố trắ nguyên công cắt thô, cắt tinh và sửa ựúng nhờ ựó mà có thể thay thế các nguyên công khoét, doa thô, doa tinh; trong thời gian cắt, các răng dao liên tục tiếp xúc với bề mặt gia công.
- đạt ựược ựộ chắnh xác và ựộ nhẵn bề mặt cao mà không yêu cầu bậc thợ cao.
- Tuổi bền của dao cao.
Có 2 dạng dao chuốt cơ bản:
- Dao chuốt trong, dùng ựể chuốt các loại lỗ, lưỡi cắt là ựường bao khép kắn;
- Dao chuốt ngoài, dùng ựể chuốt các bề mặt hở, lưỡi cắt là ựường bao không khép
kắn.
Dao chuốt có thể chuyển ựộng thẳng hoặc chuyển ựộng tròn. Dao chuốt kéo khi lực tác dụng vào ựầu dao ựể kéo dao chuốt, dao chuốt nén khi lực tác dụng vào chuôi dao ựể ựẩy dao ựi.
9.2. Các bộ phận của dao chuốt 9.2.1. Phần ựầu kẹp dao 9.2.1. Phần ựầu kẹp dao
Phần kẹp ựầu dao ựã ựược tiêu chuẩn hóa, mỗi một kiểu ựầu kẹp dao ựều có một tác dụng riêng. Dao chuốt ép cũng như dao chuốt ngoài không có phần ựầu kẹp dao.
đường kắnh ựầu dao thường làm nhỏ hơn ựường kắnh lỗ của chi tiết trước khi chuốt ắt nhất 0,3mm.
Chiều dài phần ựầu dao chuốt phụ thuộc vào kắch thước ựầu kẹp dao. 9.2.2. Phần cổ và phần côn chuyển tiếp
Phần cổ và phần côn chuyển tiếp nối ựầu kẹp dao với phần làm việc của chi tiết. chiều dài của phần cổ và phần côn này phải ựảm bảo nối ựược dao chuốt với ựầu kẹp của máy chuốt. Chiều dài nhỏ nhất của cổ dao ựược tắnh theo công thức:
Hình 9.3 Các kiểu ựầu kẹp dao ) (
min lm lb lct lc lựh
L = + + − +
Trong ựó: lm- chiều dài thành máy;
Lb- chiều dài bạc ựỡ; Lct- chiều dài chi tiết;
Lựh- chiều dài phần ựịnh hướng trước.
Chiều dài cổ dao lmin sau khi tắnh toán thường ựược tăng thêm 5-30mm ựể dễ dàng
thao tác khi kẹp.
đường kắnh cổ dao thường lấy nhỏ hơn ựường kắnh ựầu kẹp 0,3-1mm. Với dung sai
C5 và ựược gia công ựạt ựộ nhẵn Ra=2,5ộm, trên ựó ghi nhãm của dao chuốt.
Phần côn chuyển tiếp lc nhằm giúp cho việc ựưa chi tiết vào phần ựịnh hướng trước
9.2.3. Phần ựịnh hướng trước
Phần ựịnh hướng trước có tác dụng ựịnh vị chi tiết, làm cho chi tiết ựồng tâm với dao chuốt, ngoài ra còn giúp khử ựộ nghiêng của chi tiết ựể tránh gãy răng dao.
Chiều dài phần ựịnh hướng trước ựược tắnh từ cuối côn chuyển tiếp ựến răng ựầu
tiên của dao. Thường lấy lc bằng chiều dài lỗ chuốt nhưng không nhở hơn 40mm. Nếu
chiều dài lỗ chuốt lct lớn thì có thể lấy phần ựịnh hướng bằng 0,75 chiều dài lỗ chuốt. đường kắnh phần ựịnh hướng trước lấy bằng ựường kắnh của lỗ trước khi chuốt với dung sai L.
9.2.4. Phần ựịnh hướng sau
Phần ựịnh hướng sau ựảm bảo cho chi tiết không bị nghiêng ở thời ựiểm các răng cuối cùng của dao chuốt ra khỏi chi tiết, nhằm ựảm bảo ựộ nhẵn bề mặt ựã gia công và tránh gãy các răng dao sửa ựúng.
Bảng chiều dài phần ựịnh hướng sau
Chiều dài lỗ chuốt đến 25 25-30 30-40 40-50 50-70 70-100 >100
Chiều dài phần ựịnh hướng sau 20 25 30 35 45 50-65 70
9.3. Lực cắt khi chuốt và tắnh toán dao chuốt theo ựộ bền Lực cắt tổng sinh ra khi chuốt có thể phân thành các phần lực:
Pz: lực dọc trục dao;
Py: hướng thẳng góc với trục dao chuốt, chuốt trong thì lực Py =0, chuốt ngoài lực Py tác dụng vào thân dao và ựầu chuốt;
Px: chỉ có ựối với dao chuốt ngoài răng nghiêng; Các lực Px, Py nhỏ nên có thể bỏ qua, ta chỉ xét lực Pz.
Pz=p.f.Zmax
Trong ựó: p- lực cắt ựơn vị, N/mm2.
f- diện tắch lớp cắt của 1 răng dao chuốt, f=b.a (mm2). b- chiều rộng lớp cắt bằng
a- lượng nâng một răng
L- chiều dài chuốt không có rãnh khoét t- bước răng dao chuốt, mm
Zmax- số răng dao chuốt lớn nhất có thể tiếp xúc với chi tiết gia công (là
số nguyên), ựược xác ựịnh theo công thức:
Ta có biểu ựồ giữa lực cắt ựơn vị p và chiều dày cắt a, trên biểu ựồ cho thấy nếu chọn chiều dày cắt a càng nhỏ thì lực cắt ựơn vị càng lớn. Trong xu hướng hiện tại nên chọn chiều dày cắt a lớn.
Hình 9.4 Biểu ựồ lực cắt ựơn vị tắnh bằng kG/mm2 khi chuốt tùy theo trị số lượng nâng cho một răng ựối với các vật liệu khác nhau
1. HB ≤ 197; 2. HB198-229; 3. HB > 229 (ựối với thép cacbon) 4. HB ≤ 197; 5. HB198-229; 6. HB > 229 (ựối với thép hợp kim)
7. HB ≤ 180; 8. HB > 180; 9. Gang rèn (ựối với gang xám) 9.4. Sơ ựồ cắt và các dạng dao chuốt
Hiện nay, khi chuốt thường có 2 sơ ựồ cắt chủ yếu sau:
1. Sơ ựồ cắt ựơn: lượng nâng của răng sau cao hơn răng trước.
2. Sơ ựồ cắt nhóm: có 2 hay nhiều răng làm thành một nhóm có cùng ựường
kắnh, trong ựó chiều rộng răng sau lớn hơn răng trước trong cùng một nhóm.
Hình 9.5 Sơ ựồ làm việc của dao chuốt cắt ựơn 9.4.1.Dao chuốt cắt ựơn
Khi chuốt, nếu không thực hiện rãnh chia phoi trên lưỡi cắt thì phoi sẽ liền khối và ở dạng hình trụ nên rất khó thoát phoi. Nếu thực hiện rãnh chia phoi trên lưỡi cắt thì phoi lúc này ở dạng lát mỏng có chiều rộng b, nên việc thoát phoi ựược dễ dàng hơn.
Vì có rãnh chia phoi nên các răng của dao chuốt hình thành lưỡi cắt phụ f-e tham gia vào quá trình cắt. Rãnh chia phoi sinh ra các hiện tượng không tốt cho dao như sau:
- Lớp kim loại lấy ựi tại chỗ có rãnh thoát phoi sẽ cao hơn chỗ khác, do ựó làm cho
phoi có cạnh gờ cứng nên khó cuộn lại.
- độ mòn lớn nhất của dao tại chỗ chuyển tiếp giữa lưỡi cắt chắnh và lưỡi cắt phụ.
để nâng tuổi thọ của dao chuốt, trị số góc ψ tại chỗ chuyển tiếp không ựược nhỏ
hơn 1000. Không nên dùng rãnh chia phoi có dạng bán nguyệt hay chữ nhật vì như vậy
thì góc sau của lưỡi cắt phụ bằng 0 và góc ψ bị giảm hẳn.
Hình 9.6 Kết cấu rãnh chia phoi
Dao chuốt có ựường kắnh nhỏ hơn 100mm thì chiều rộng lưỡi cắt nên là
b=(1ọ3) d . đối với dao chuốt có ựường kắnh lớn hơn 100mm thì b=10ọ12mm. Chiều
rộng lớp cắt có thể ựến b=1,5 d nhưng không quá 12ọ14mm. Số rãnh chia phoi phải là
số chẵn ựể có thể ựo ựược ựường kắnh ngoài.
Trị số lượng nâng nên dùng ựối với dao chuốt cắt ựơn
Kim loại gia công Tên dao chuốt
Thép Gang
Chuốt tròn 0,015ọ0,04 0,03ọ0,1
Chuốt lỗ then hoa, lỗ thân khai, lỗ khắa tam giác, chuốt rãnh ngoài
0,03ọ0,01 0,05ọ0,12
Chuốt lỗ vuông và lỗ 6 cạnh 0,03ọ0,15 0,05ọ0,2
Chuốt rãnh then 0,05ọ0,12 0,05ọ0,2
để nâng cao ựộ chắnh xác và chất lượng bề mặt thì trên dao chuốt thường bố trắ một hoặc hai dao cắt tinh cuối cùng có lượng nâng nhỏ hơn, khoảng 0,01ọ0,005mm và không có rãnh chia phoi.
Dao chuốt cắt nhóm có răng phân chia theo từng nhóm hai ựến ba răng hoặc nhiều hơn. đường kắnh trục của răng thứ 2 nhỏ hơn răng thứ 1 khoảng 0,02ọ0,04mm nhằm trong trường hợp vật liệu biến dạng ựàn hồi thì không thực hiện cắt toàn bộ ựể sinh ra phoi liền.
Với cùng một lực chuốt Pz thì dao chuốt cắt nhóm có thể cắt một diện tắch lớn hơn
dao chuốt cắt ựơn. Vì vậy lượng nâng của dao chuốt cắt ựơn tối ựa là 0,04mm thì lượng nâng của dao chuốt cắt nhóm có thể ựến 0,15ọ0,25mm.
Hình 9.7 Sơ ựồ làm việc của dao chuốt cắt nhóm
Dạng nhóm 1: răng thứ 1 có vát rãnh và cắt một phần chu vi lỗ, răng thứ 2 không có lượng nâng, lưỡi cắt dạng liền và cắt phần còn lại của phoi. Nếu trong nhóm có nhiều hơn 2 răng thì răng cuối cùng vẫn là liền và các răng trước ựó ựược bố trắ so le.
Dạng nhóm 2: cũng tương tự như vậy, nhưng các răng có vát rãnh thì răng sau có chiều rộng răng lớn hơn răng trước ựó.
Dạng nhóm 3: việc vát lõm theo hình tròn bằng ựá mài, khi ựó ựường sinh của mặt
côn làm với trục dao chuốt góc α = 4ọ60, kết cấu này có ưu ựiểm sau:
- Loại trừ ựược khả năng làm hỏng các răng bên cạnh khi gia công các rãnh chia phoi.
- Trên các lưỡi cắt phụ của răng có góc sau ựạt yêu cầu.
- Lưỡi cắt phụ nối tiếp với lưỡi cắt chắnh dưới một góc ψ lớn giúp thoát nhiệt nhanh
hơn, tăng tuổi bền dao.
- Phoi có dạng hợp lý nên cuốn chặt hơn và yêu cầu không gian chứa phoi tương ựối
Ngày nay, dao chuốt cắt nhóm có rãnh lõm tròn và có nhiều cạnh ựược xem là những kết cấu phù hợp nhất cho gia công lỗ tròn. Việc sử dụng dao chuốt cắt ựơn ngày càng hạn chế.
Hình 9.8 Kết cấu răng dao chuốt cắt nhóm
Hình 9.9 Sự phân chia chưa tốt phoi bằng lõm cắt tròn 9.5. Phương pháp chủ yếu tạo bề mặt bằng dao chuốt
Kết cấu dao chuốt ựược xác ựịnh bằng sơ ựồ cắt lớp phoi và phương pháp chế tạo bề mặt khi chuốt, bao gồm: phương pháp theo lớp ựồng dạng, phương pháp ăn dần, phương pháp tổ hợp.
Hình 9.10 Các phương pháp tạo bề mặt bằng nguyên công chuốt
Phương pháp theo lớp ựồng dạng: các răng dao chuốt có hình dạng giống prôfil bề mặt chuốt, trong ựó các răng thô tham gia bóc tách phoi và các răng sửa ựúng thực hiện việc hình thành bề mặt chuốt cuối cùng. Tuy vậy, phương pháp này trở nên khó khăn khi lỗ chuốt có hình dáng phức tạp khác nhau.
Phương pháp ăn dần: các răng dao chuốt có hình dáng giống như prôfil của từng ựoạn chi tiết ựược gia công xong. Việc chế tạo dao lúc này trở nên ựơn giảm hơn. Tuy nhiên có nguy cơ hình thành các vết dọc theo bề mặt chuốt là do việc chế tạo dao không