11.3.1 Phay mặt phẳng:
Dụng cụ cắt : - Dao phay mặt trụ. - Dao phay mặt đầu. - Dao phay ngón. - Dao phay đĩa. - Dao phay góc.
Ngoài ra còn có các loại dao phay định hình, dao phay rãnh then, dao phay dùng để gia công bánh răng…
80
Hình 11.2 Một số loại dao phay, chiều sâu cắt và chiều rộng cắt
Thiết bị:
- Máy phay vạn năng. - Máy phay giường.:
- Các loại máy phay khác : Máy phay chuyên dùng (dùng để gia công một số bề mặt nhất định, như máy phay bánh răng, máy phay ren, phay chép hình…), máy tổ hợp, máy điều khiển theo chương trình số.
81
Hình 11.3 Máy phay CNC
a) b)
c)
Hình 11.4 Một số dạng máy phay.
a. Máy phay ngang, b. Máy phay đứng c. Máy phay giường
Đồ gá :
Trên máy phay có sử dụng rất nhiều loại đồ gá khác nhau, sau đay là một số đồ gá vạn năng thường dùng :
a. Bích ép:
82 b. Thỏi kê : Hình 13.9 Một số dạng thỏi kê
c. E ke, khối V, ê tô :
Hình 11.6
Các phương pháp phay mặt phẳng
Có thể dùng dao phay hình trụ, dao phay mặt đầu, dao phay ngón hoặc dao phay đĩa để phay
83
Hình 11.7 Một số sơ đồ phay mặt phẳng.
Khi gia công mặt phẳng bằng dao phay hình trụ, tùy theo chiều quay của dao, hướng tiến dao mà người ta chia làm hai loại phay thuận và phay nghịch (hình 11.8):
- Phay thuận (hình 11.8 a) là khi dao quay cùng chiều với phương chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công. Phương pháp này thường dùng khi gia công tinh.
- Phay nghịch (hình 11.8 b) khi dao và chi tiết có chuyển động ngược chiều nhau. Phay nghịch thường dùng khi gia công thô.
Hình 11.8 Phay thuận và phay nghịch.
11.3.2 Phay ren:
84
Phay ren có thể được dùng để gia công ren trong, ren ngoài với năng suất cao, được dùng trong sản xuất hàng loạt. Có thể phay bằng dao phay đĩa hoặc dao phay ren lược.
Hình 11.10 Phay ren bằng dao phay ren lược.
11.3.3 Gia công rãnh then
Rãnh then trên trục được gia công bằng phương pháp phay sau khi trục đã tiện tinh.
Các rãnh then bán nguyệt thường được gia công bằng dao phay đĩa đặc biệt. Các rãnh then hở hoặc có bán kính phía thoát dao được gia công bằng dao phay đĩa ba mặt cắt. Các rãnh then kín được gia công bằng dao phay ngón hoặc dao phay rãnh then chuyên dùng.
Hình 11.11 Các phương pháp phay rãnh then.
11.3.4 Gia công then hoa
Then hoa trên trục được gia công bằng phương pháp phay định hình và phay lăn răng. Các trục then hoa sau khi nhiệt luyện có thể được mài.
85
Hình 11.12 Phay then hoa (a,b) và phay lăn răng then hoa (c).
11.3.5 Phay định hình
Theo phương pháp này, chi tiết được gá trên đầu chia độ, dùng dao phay đĩa môđun hoặc dao phay ngón môđun để cắt từng răng, sau khi cắt xong một răng thì phân độ để quay chi tiết đi 1/z vòng (z là số răng của bánh răng cần gia công) để gia công rãnh tiếp theo cho đến khi gia công xong các rãnh răng.
86
Hình 11.13 Sơ đồ gá chi tiết trên đầu phân độ, phay trên máy phay ngang.
11.3.6 Đầu chia độ:
Đầu chia độ là một đồ gá tiêu chuẩn kèm theo máy, dùng để gia công các chi tiết có quá trình phân độ. Đầu chia độ có thể chia phôi thành những phần đều hay không đều nhau, thường dùng cho những trường hợp sau :
- Phay các rãnh trên một mặt trụ hoặc mặt côn : rãnh bánh răng, dao phay...
- Phay các cạnh của một chi tiết có dạng hình khối đa diện như đầu bu lông, đai ốc, chuôi ta rô... - Gia công các lỗ trên chi tiết dạng đĩa : mặt bích đĩa chia...
Đầu chia độ có các loại sau :
* Loại có đĩa chia độ : đầu chia trực tiếp, đầu chia giản đơn, đầu chia vạn năng. * Loại không có đĩa chia với cơ cấu bánh răng hành tinh và bộ bánh răng thay đổi.
* Đầu chia độ quang học : dùng để chia các chi tiết chính xác và các nguyên công kiểm tra. 1. Đầu chia độ trực tiếp (hình 11.14) : tùy theo phần chia trên đĩa mà chia các phần trên phôi. Ví dụ đĩa chia có 12 khoảng chia thì có thể chia phôi ra 2, 4, 6 và 12 phần bằng nhau. Loại này thì sai số của đĩa chính là sai số của phôi gia công.
Hình 11.14 Đầu chia độ trực tiếp
2. Đầu chia độ đơn giản (hình 11.15) : loại này đĩa chia có định, tay quay nối với trục chính qua bộ truyền trục vít bánh vít. Thường số răng của bánh vít là 40. Vậy muốn cho trục chính quay 1 vòng thì phải quay tay quay 40 vòng.
Hình 11.15. Đầu chia độ đơn giản.
Số vòng quay của tay quay cần để cho trục chính quay 1 vòng được gọi là đặc tính của đầu phân độ, kí hiệu N.
87
Nếu gọi n là số vòng quay cần thiết của tay quay để chia chi tiết thành Z khoảng thì n = N/Z, thường N = 40. N và Z đều là các số nguyên, có nghĩa là nếu tìm trên hàng lỗ nào trên đĩa chia có số lỗ là Z thì mỗi lần phân độ ta chỉ việc quay tay quay đi một cung chứa N lỗ trên vòng có Z lỗ.
Trường hợp tổng quát ta có :
(1) Trong đó : - A : số nguyên vòng quay của tay quay.
- a/b : phân số không chia hết của N/Z
- m : số nguyên tố tự chọn sao cho tích b.m bằng số lỗ trên đường tròn đồng tâm trên đĩa chia.
Như vậy nghĩa là sau khi phay xong một rãnh (một răng) ta quay tay quay đi A vòng và a.m
khoảng trên hàng lỗ có b.m lỗ.
Ví dụ : Để chia vòng tròn thành 9 phần bằng nhau, biết N = 40, trên đĩa chia có các hàng lỗ : 17,
18, …, 34 : thì tính như sau : Ta có :
Vì trên đĩa chia không có hàng 9 lỗ nên ta biến đổi :
Có nghĩa là : để chốt cắm vào hàng lỗ 18, mỗi lần phân độ ta quay tay quay đi 4 vòng chẵn cộng thêm với 8 khoảng (trên hàng lỗ 18).
Để tránh nhầm lẫn mỗi khi phân độ ngưòi ta sử dụng phụ tùng nan quạt, nó có tác dụng chắn một cung với số khoảng a để tránh nhầm lẫn.
3. Đầu chia độ vạn năng có đĩa chia : trên đầu phân độ này có thể thực hiện bốn cách phân độ : phân độ đơn giản, phân độ trực tiếp, phân độ vi sai, phân độ vi sai rãnh xoắn.
* Phân độ trực tiếp : trục vít không ăn khớp với bánh vít, sau đó lắp đĩa phân độ lên trục chính và dùng tay quay đầu phân độ.
* Phân độ đơn giản : trục vít và bánh vít vẫn ăn khớp nhau, nhưng các bánh răng thay thế vẫn không dùng đến. Như thế truyền động phân độ được thực hiện từ tay quay 1 trên đĩa phân độ, qua tỉ số truyền i = 1 và tỉ số truyền trục vít - bánh vít k/Zbv đến trục chính (hình 11.16 a). Ta có phương trình xích động :
88
Hình 11.16. Đầu chia độ vạn năng.
Đặt thì :
Vậy nếu trục chính quay 1 vòng thì tay quay quay N vòng. Mỗi lần phân độ 1/Z vòng thì : n = N/Z
Quá trình tính toán giống như trường hợp đầu chia độ đơn giản.
Đĩa phân độ là một đĩa tròn, hai mặt có khoan các hàng lỗ chia đều trên những vòng tròn đồng tâm. Đĩa lắp lồng không trên trục tay quay. Số lỗ trên mỗi vòng tròn đồng tâm theo tiêu chuẩn. Đầu phân độ Y 135 có N = 40, mặt thứ nhất của đĩa chia có các hàng lỗ : 24, 25, 28, 30, 34,37, 38, 39, 41, 42, 43. Mặt kia có các hàng lỗ : 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66.
* Phân độ vi sai :
Lý luận như trên, nhưng khi đã tính ntheo công thức (1) vẫn không tìm được hàng lỗ có b.m lỗ
trên đĩa thì phải dùng phương pháp phân độ vi sai . Để thực hiện cách phân độ này ta nối một xích truyền động từ trục chính của đầu chia độ đến trục bánh răng côn. Các bánh răng thay thế này được
89 tính như sau :
- Đầu tiên chọn Zx Z sao cho : n’ = N/Z = A/B1, B1 có trên đĩa chia. Như vậy mỗi lần phân độ có sai số :
- Sai số n’’ được khử bằng cách lắp thêm bánh răng thay thế a, b, c, d từ trục chính tới đầu phân độ. Khi quay tay quay thì tùy giá trị n’’ âm hay dương mà đĩa chia phải quay ngược lại hoặc quay thêm một lượng n’’.
Xích phân độ bù sai số :
Hay :
-Nếu Zx > Z thì x > 0 : khi phân độ đĩa quay cùng chiều với tay quay.
-Nếu Zx < Z thì x < 0 : khi phân độ đĩa quay ngược chiều với tay quay, nên phải lắp thêm bánh răng trung gian.
Ví dụ : Tính tóan phân độ để phay bánh răng có số răng Z = 67, biết máy phay được trang bị đầu
chia độ Y 135, các bánh răng thay thế có số răng là bội số của 5 : 20, 20, 25,30,…,120.
Giải :
Ta có :
:
với kết quả này thì không thể phân độ đơn giản được mà phải phân độ vi sai. Chọn ZX = 70, khi đó :
Kiểm tra điều kiện lắp : a + b > c + 15; c + d > b + 15
Với a = 60, b = 20, c= 40, d = 70 thì điều kiện lắp nêu trên thỏa mãn.
Ta có :
Vậy : để chốt cắm vào hàng lỗ 28 lỗ, mỗi lần phân độ ta quay tay quay đi 16 khoảng.
* Phân độ phay rãnh xoắn :
Để tiến hành phay rãnh xoắn, ngoài phân độ đơn giản để chia vòng tròn thành nhiều phần bằng nhau, còn phải thêm một chuyển động phối hợp giữa dao và phôi để hình thành rãnh xoắn có bước S. Trường hợp này không dùng phương pháp phân độ vi sai được, mà ta nối các bánh răng thay thế từ trục bánh răng côn của đầu chia độ đến trục vít me chạy dao dọc của bàn máy sao cho khi bàn máy phay tịnh tiến một đoạn S thì trục chính của đầu chia độ mang phôi quay đúng một vòng (hình
90 11.16c). Các bước điều chỉnh như sau :
- Phân độ đơn giản để xác định số vòng quay của tay quay mỗi khi phân độ. - Tính tỷ số truyền của các bánh răng thay thế :
Với tx là bước của trục vít me bàn máy.
Nếu biết trước góc nghiêng của rãnh xoắn thì bước của rãnh xoắn được tính như sau :
S = .D. cotg;
Trong đó : mn , mS là mô đun pháp và mô đun ngang của bánh răng có số răng Z cần gia công. Để gia công rãnh xoắn thì ta phải quay bàn máy đi một góc để phương chuyển động của dao trùng với phương của rãnh xoắn.
91
Chủ đề 12: Mài
12.1 Đặc điểm
Mài là phương pháp gia công cắt gọt mà dụng cụ cắt là đá mài, thanh mài, hạt mài…
Chyển động chính khi mài thường là chuyển động quay tròn của đá với vận tốc lớn 30-50 m/s. Mài có thể dùng để gia công thô hoặc gia công tinh. Mài có thể gia công các mặt tròn xoay, mặt phẳng, mặt định hình. Mài thích hợp để gia công các vật liệu cứng nhưng không dùng để gia công các loại vật liệu mềm như đồng hoặc gang.
Mài có thể đạt độ chính xác cấp 5-6, cấp nhám Ra = 0.16-0.32 (cấp nhám 9-10) 12.2 Đá mài: Các dạng chính của đá mài : Hình 12.1 Một số dạng đá mài. Vật liệu hạt mài :
- Kim cương nhân tạo. - Nitric Bo lập phương. - Al2O3 điện.
- Các bít Silic. - Các bit Bo B4C.
3. Chất dính kết: dùng để liên kết các hạt mài, thường dùng là: ceramic, silicat, bakelit, vuncanic, cao su, kim loại…
4. Cấu trúc của đá mài:
Vhạt mài + Vkhoảng không + Vchất dính kết = 100 %.
Khi thể tích khoảng không càng lớn thì đá càng xốp, khi thể tích hạt mài và chất dính kết càng lớn thì đá càng sít chặt.
92
Hình 12.2 Cấu trúc đá mài.
5. Độ cứng của đá mài: là khả năng đá chịu tác dụng của ngoại lực mà các hạt mài không bị bứt ra khỏi viên đá. Chất dính kết càng tốt thì lực liên kết giữa các hạt mài càng cao.
6. Sự tự mài sắc của đá mài : trong quá trình mài các hạt mài ở lớp bề mặt mòn dần, khi đó tính cắt gọt kém đi, lực cắt sinh ra lớn. Đến một lúc nào đó lực liên kết giữa các hạt mài không còn giữ được các hạt mài, các hạt mài ở lớp bề mặt sẽ bị tróc ra, khi đó sẽ xuất hiện lớp hạt mài mới, lớp hạt mài này tiếp tục nhiệm vụ cắt gọt.
Chọn đá mài:
Mài có thể gia công được các chi tiết là vật liệu cứng nhưng lại không thể gia công được các chi tiết là nhưng vật liệu mềm. Vì phôi của vật liệu quá mềm sẽ bám vào nhưng khe hở giữa nhưng hạt đá làm cho đá không mài được. Vì vậy việc chọn đá mài hợp lý có liên quan đến chất lượng của chi tiết gia công và năng suất lao động. Do đó khi chọn đá mài ta cần chú ý đến những vấn đề sau.
+Vật liệu mài
+Chất kết dính đá mài + Mật độ hạt của đá mài
Đá mài có kết cấu xốp thường kém bền hơn đá mài có kết cấu chặt tuy nhiên ít bị mài mòn hơn. Vì vậy thích ứng với việc mài cắt vật liệu dẻo. Cấu trúc của đá mài có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng gia công. Đá có số hạt nhiều cho năng suất lao động cao. Độ lớn của hạt càng bé thì độ bóng của chi tiết càng cao. Loại đá chứa nhiều hạt và độ cứng thấp khi mài tròn nó có khả năng tróc, ngay cả lúc ở tải trọng nhỏ nên thích ứng với trường hợp mài tinh. Khi tăng tiếp xúc giữa đá và chi tiết, do nhiệt cắt thi vậy khi vật liệu gia công cứng thì ta dùng đá mềm. Khi mài vật liệu cạnh sắc như trục, then hoa đá mài sẽ vỡ thì ta dùng đá mài có độ cứng cao.
12.3 Chọn chế độ mài
Chọn chế độ mài có nghĩa là phải chọn tốc độ của đá mài và tốc độ quay của chi tiết, lượng chạy dao, lượng ăn dao. Chế độ mài ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và năng suất lao động
Nếu tốc độ của đá mài quá bé thì trong những điều kiện khác nhau tạo nên áp lực cắt tăng vì vậy mà hạt mài rơi ra nhanh làm cho đá chóng mòn. Còn nếu tốc độ mài cao quá thì lực li tâm rất lớn có thể vỡ đá gây nguy hiểm. Do đó tốc độ của đá mài phụ thuộc vào phương pháp mài, kết cấu đá mài, cụ thể là chất kết dính của đá mài. Thông thường tốc độ của đá mài là 30- 50m/s.
Tốc độ quay của chi tiết phụ thuộc vào yêu cầu độ bóng, nhẵn của bề mặt gia công, đường kính vật mài , lượng chạy dao dọc, lượng chạy dao ngang, độ cứng vững của đá. Tốc độ của chi tiết gia công có một ý nghĩa rất lớn về phương diện và chất lượng khác của quá trình mài
Nếu tốc độ quay của chi tiết quá lớn thì đá mài sẽ bị mài mòn nhanh. Thông thường tốc độ quay của chi tiết vào khoảng 1-5% tốc độ quay của đá .
Lượng chạy dao ngang phụ thuộc vào độ nhẵn trong bề mặt, mật độ mài và công suất của máy. Thông thường lượng chạy dao ngang theo một hành trình khép kín của bàn máy vào khoảng Sn = 0.06 - 0.15 (mm)
Lượng chạy dao dự tính theo một vòng quay chi tiết, nó phụ thuộc vào đường kính gia công, độ nhẵn bóng của bề mặt khi tiện thô. Đối với thép thì Sd= 0.3-0.7 bề rộng. Đối với gang thì Sd= 0.05- 0.95 bề rộng. Khi mài tinh thì Sd =0.5 bề rộng đá.