Giáo trình Công nghệ chế tạo máy (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng nghề): Phần 2 - Tổng cục Dạy nghề

Giáo trình Công nghệ chế tạo máy (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng nghề) cung cấp những phần lý thuyết cơ bản nhất trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy, những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khi gia công cơ khí. Phần 2 của giáo trình gồm những nội dung về: gia công mặt phẳng; gia công mặt ngoài tròn xoay; gia công mặt trong tròn xoay; gia công ren; gia công then và then hoa; gia công mặt định hình;... Mời các bạn cùng tham khảo!

CHƯƠNG 6: GIA CÔNG MẶT PHẲNG

Mã chương: MH 21 - 6 Giới thiệu:

“Gia công mặt phẳng”chủ yếu giới thiệu các phương pháp gia công

mặt phẳng khi gia công cơ khí và cách kiểm tra mặt phẳng

Mục tiêu:

- Nêu lên được YCKT và phương pháp kiểm tra các YCKT đối với mặt phẳng;

- Trình bày được các phương pháp gia công mặt phẳng;

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập

Nội dung :

1 Khái niệm và các yêu cầu kĩ thuật khi gia công bề mặt

Mục tiêu:

- Nhận biết được các loại mặt phẳng thông thường;

- Biết yêu cầu kỹ thuật lắp ráp mặt phẳng;

- Có tính hứng thú trong học tập

Trong chế tạo máy có rất nhiều chi tiết có bề mặt phẳng Mặt phẳng có loại kết cấu đơn giản hay phức hợp : Đế hộp, một đầu chi tiết dạng đĩa, càng, mặt quy lát, sống trượt, băng máy Thông thường các mặt phẳng sau gia công cần bảo đảm lắp ráp chính xác để máy móc làm việc ổn định

Tuỳ theo chức năng sử dụng mà các mặt phẳng sau khi gia công cần đảm bảo độ nhẵn bóng bề mặt Độ phẳng, độ song song và độ vuông góc so với các

bề mặt làm việc khác của chi tiết

2 Các phương pháp gia công mặt phẳng

Mục tiêu:

- Nhận biết được các phương pháp gia công mặt phẳng;

- Trình bầy các phương pháp gia công mặt phẳng thông dụng;

- Có tính thực tiễn trong học tập

Các phương pháp gia công mặt phẳng thường bao gổm: Bào, xọc, phay, chuốt, tiện mặt đầu, cạo, mài, màỉ nghiền, đánh bóng mặt phẳng Việc chọn

phương pháp gia công tuỳ chuộc vào điều kiện sản xuất, hình dáng và kích thước

chi tiết, độ chính xác và độ nhám bề mặt yêu cầu

Hình 6- 1

2.1 Bào và xọc mặt phẳng

Bào mặt phẳng trên máy ngang là một phương pháp thông dụng đế gia công mặt phẳng.Chuyển động cát gọt chính trên máy bào ngang là chuyến động đi lại của đầu dao tính bằng số hành trình kép/phút, (mm/htk), các chuyển động tiến dao gồm chuyển động lên xuống (Sđ), chuyển động ra vào (sn) Để gia công đạt chiều cao và chiều rộng chi tiết (h 6.1) Máy bào có kết cấu đơn giản, độ cứng

vững cao có thể cắt được chiều sâu cắt lớn, chiều sâu cắt thường được lấy >

3mm

Bào và xọc được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc, loại nhỏ và loạt vừa Trong quá trình gia công ít phải dùng đồ gá và các dao cụ phức tạp Năng suất của bào và xọc thấp, do có hành trình chạy không

Đầu dao có chuyển động tịnh tiến khứ hồi do đó không thể làm việc với vận tốc cắt lớn Để tránh lực quán tính lớn sinh ra khi đảo chiều chuyển động thông thường vận tốc cắt khi bào v = 12- 22m/ph, vận tốc cắt khi xọc v = 12 m/ph

Khi bào hoặc sọc không có khả năng gia công băng nhiều dao cùng một lúc( trừ máy bào giường)

Bào và xọc là các phương pháp gia công có tính vạn năng cao , chuyển

động cắt đơn giản Bào chủ yếu dùng gia công các mặt phẳng nhưng cũng gia công được các mặt định hình có đường sinh thẳng

Bào có các dạng bào thô, bào tinh, bào tinh mỏng và bào tinh rộng bản Bào tinh rộng bản có khả năng đat độ chính xác và độ nhẳn bề mặt cao

Xọc chủ yếu dùng để gia công các rãnh then trong lỗ Trong sửa chữa đôi khi dùng cọc để gia công rãnh then hoa trong lỗ hoặc xọc răng theo nguyên lý định hình

- Máy phải chính xác đổi chiều êm ;

- Dao có lưỡi cắt mài thẳng, độ nhẵn bóng bề mặt dao cao (Ra= 0,16Mm)

- Gá đăt dao cẩn thận, không để dao thò ra ngoài nhiều, kiểm tra độ phẳng của dao theo khe hở sáng ;

- Chi tiết gá đặt với lực kẹp vừa phải và đều các bề mặt tỳ của chi tiết phải nhẵn và phẳng (Ra < 5 Mm)

Khi bào tỉnh mỏng,thường cắt với chiều sâu cắt nhỏ và chia làm hai lẩn : lần thứ nhất có t = 0,3 - 0.5 mm; lần thứ hai t= 0.1 mm, nhưng với lượng tiến dao lớn s = (0,2 - 0,5) B (B là chiều rộng lưỡi cắt), vận tốc cắt V = 6 - 12 m/ph với dao thép gió và 15 - 20 m/ph với dao gắn mảnh hợp kim cứng

Xọc cũng là một phương pháp tương tự như bào dùng cho sản xuất hàng loạt nhỏ, đơn chiếc Ở bào chuyến động cất là chuyển động đi lại theo phương ngang, còn xọc thì theo phương thẳng đứng Trên máy xọc (h 6.3) dao được gá trên đẩu dao 3 thực hiện chuyển động cắt khi lên xuống, chi tiết gia công được

gá trên bàn quay 4 thực hiên chuyển động tiến dao dọc và ngang Hình 6.4 giới thiệu các sơ đồ khi xọc

Xọc chủ yếu dùng gia công các mặt phẳng bên trong, rãnh mà các phương pháp, gia công mặc phẳng khác có năng suất cao hơn không thực hiện được Dao xọc có các góc cắt tương tự như bào còn hình dáng của dao được chế tạo thích ứng với chuyến động theo phương thẳng đứng Độ chính xác khi xọc thấp (0,1- 0,25 mm) độ nhám bề mặt (25- 100 Mm)

Hình 6-3 Máy xọc vạn năng

nhiều biện pháp công nghệ để nâng cao năng suất

Phay được thực hiện trên các kiểu máy phay như máy phay vạn năng nằm ngang hoặc đứng v.v Trong sản xuất hàng loạt lớn còn thực hiện trên các máy phay nhiều trục, máy phay có bàn quay, máy phay chuyên dùng v.v Khi gia công các chi tiết lớn như thân máy, các chi tiết dạng

hộp V.V còn dùng máy phay giường

Dao phay có nhièu loại: dao phay mặt đầu, dao phay trụ, dao phay

đĩa (một, hai hoặc ba mặt), dao phay ngón, dao phay định hình v.v

Tùy theo kết cấu của dao phay, kiểu máy phay sử dụng, người công nghệ có thể gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau bằng các phương

pháp phay như: Khi phay mặt phẳng có thể dùng các loại dao phay trụ, dao

phay mặt dầu, dao phay ngón, dao phay đĩa

( a ) ( b )

Hình 6- 5 dao phay mặt đầu (a- Dao phay trụ; b- Dao phay mặt đầu )

Trong sản xuất hàng loạt lớn thường dùng dao phay mặt dầu vì:

+ Dao phay mặt dầu có độ cứng vững cao hơn độ cứng vững của các loại dao phay khác, do trục gá dao ngắn

+ Có thể sử dụng dao phay mặt dầu có đường kính lớn để gia công được

mặt phẳng có bề rộng lớn, với tốc độ cắt lớn, nâng cao năng suất cắt

+ Có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên quá trình cắt êm hơn so với cắt bằng dao phay hình trụ

Dao phay trụ.(hình 6- 5b)

Khi phay mặt phẳng bằng dao phay trụ tuỳ theo chiều quay của dao và hướng tiến dao người ta chia ra phay nghịch và phay thuận Phay nghịch chiều dày phoi biến đổi từ min tới max nên quá trình cắt ít bị va đập, nhưng dễ gây nên hiện tượng trượt ở thời điểm dao bắt đầu tiếp xúc với bề mặt chi tiết, làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt

Ngược lại, dao phay thuận chiều dày phoi thay đổi từ max tới min nên sẽ không có hiện tượng trượt, năng suất cắt cao hơn Với cùng một điều kiện gia công, cùng chế độ cắt, do không có hiện tượng trượt khi cắt nên phay thuận có năng suất cao hơn phay nghịch tới 50% Tuy nhiên phay thuận có va đập, đặc biệt ở thơì điểm ban đầu dao tiếp xúc trực tiếp với bề mặt thô của phôi( thường

có độ cứng cao do nguyên công tạo phôi để lại như đúc trong khuôn kim loại, gia công áp lực hoặc có lớp cháy cắt do đúc trong khuôn cắt) do đó dao chóng mòn Để giảm va đập cần phải khử bỏ khe hở giữa các bộ phận dịch chuyển của

bàn máy

Từ những nhận xét trên cho thấy khi cắt lớp vỏ cứng của phôi thô nên dùng phay thuận để đạt năng suất cao, đặc biệt khi cắt tinh với lượng dư nhỏ hoặc cắt kim loại mềm nên dùng phay thuận để tráng được hiện tượng trượt làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt

Gia công mặt phẳng bằng dao phay ngón (hình 6-6 a;b;c;d)

Thường dùng khi gia công rãnh và các mặt bậc dài , hẹp nhưng có khoảng cách giữa 2 mặt lớn

Hình 6-6 dao phay ngón (a;b;c;d)

Các biện pháp gá đặt khi phay mặt phẳng

Khi phay mặt phẳng thường sử dụng 2 phương pháp gá đặt sau đây:

+ Lấy dấu cắt thử : Chi tiết gá trực tiếp trên bàn máy hoặc ê tô, dùng các căn đệm để kê chi tiết và thực hiện rà theo dấu do đó năng suất thấp , chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc Trong trường hợp này chuẩn là các đường vạch dấu hoặc các mặt dùng để rà

+ Dùng các đồ gá có cữ so dao để gá đặt nhiền chi tiết và dao do đó thời gian gá đặt giảm góp phần nâng cao năng suất, thường dùng trong sản xuất hàng loạt

*Các biện pháp tăng năng suất khi phay mặt phẳng

Để nâng cao năng suất khi phay mặt phẳng người ta dùng các biện pháp sau đây:

+ Phay đồng thời nhiều bề mặt cùng một lúc bằng cách dùng nhiều dao

trên một trục dao ( thường dùng trên máy vạn năng) hoặc dùng máy phay chuyên dùng có nhiều trục dao nhằm tận dụng hết công suất của máy, giảm thời gian gá đặt, làm cho thời gian gia công các mặt trùng nhau

+ Phay nhiều chi tiết trên cùng một lần gá theo cách gá tuần tự hoặc cách gá phối hợp

+ Sử dụng các loại đồ gá thích hợp nhằm giảm thời gian phụ (thời gian

gá và tháo chi tiết) Khi dùng đồ gá quay liên tục cần đảm bảo vận tốc quay của

đồ gá phải nhỏ hơn hoặc bằng lượng chạy dao cho phép nhằm:

Đảm bảo độ nhám bề mặt yêu cầu

Đảm bảo đủ thời gian cho công nhân tháo và gá chi tiết

*So sánh phay và bào

Về mặt năng suất:

Thờì gian phụ của bào lớn hơn phay , nhưng thời gian chuẩn bị kết thúc của phay lớn hơn của bào, do đó trong sản xuất hàng loạt nên dùng phay thay bào, trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ nên dùng bào thay phay, đăc biệt khi gia công các chi tiết dài và hẹp, các chi tiết từ phôi đúc có lượng dư lớn

Tốc độ cắt của phay cao hơn bào , dao phay có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt đồng thời , khi phay có thể sử dụng nhiều biện pháp công nghệ khác nhau để nâng cao năng suất , vì thế trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phay hầu như hoàn toàn thay thế bào

Về chất lượng :

Khi gia công mặt phẳng phay và bào đều có thể đạt chất lượng như nhau Đối với chi tiết nhỏ và vừa, độ chính xác thấp hơn cấp 9 phay dễ đạt hơn khi gia công trên máy phay giường

Khi phay tinh có thể đạt độ chính xác cấp 6 -7, Ra =1,25 - 0,63 mm

2.3 Mài mặt phẳng

Mài mặt phẳng bằng đá mài hình trụ (Hình 6-7)

Thực hiện trên máy mài phẳng có bàn máy chuyển động tịnh tiến khứ hồi thực hiện chuyển động tiến dao dọc Sdọc, đầu mang đá thực hiện chuyển động tiến dao ngang Sng, để mài hết chiều rộng chi tiết và tiến dao đứng Sd sau một

lượt mài để mài hết lượng dư gia công( hình 6-7) hoặc thực hiện trên máy có bàn máy quay tròn quanh tâm của nó còn đầu đá thực hiện chuyển động tiến dao ngang Sng và chuyển động tiến dao đứng Sđứng sau mỗi lượt mài

Hình 6-7 Mài mặt phẳng bằng đá mài rộng bản

Phương pháp mài phẳng bằng đá mài hình trụ có ưu điểm dễ thoát phoi, dễ thoát nhiệt do dễ đưa dung dịch trơn nguội vào vùng cắt , do đó đảm bảo được độ chính xác cấp 7 và ch iều cao nhấp nhô bề mặt Ra = 1,6 mm

Tuy nhiên , do diện tích tiếp xúc giữa đá và chi tiết nhỏ nên năng suất thấp Để khắc phục nhược điểm này người ta có thể sử dụng đá có bề rộng lớn hơn bề rộng chi tiết.Trong trường hợp này đầu đá chỉ thực hiện tiến dao đứng Sđứng sau mỗi hành trình kép của bàn máy, tuy nhiên máy phải đảm bảo đủ độ cứng vững và phải sửa đá cẩn thận để tránh mặt đá bị côn hoặc đường sinh đá không thẳng dễ gây ra sai số in đập trên bề mặt chi tiết gia công

Mài phẳng bằng đá mài mặt đầu (Hình 6-8): Mài phẳng bằng đá mài mặt đầu dùng đá chắp nguyên hoặc đá ghép nhiều mảnh cho năng suất cao, tiết kiện

đá và mỡ rộng được khả năng công nghệ của mài

Hình 6-8 mài mặt phẳng bằng đá mài mặt đầu

Muốn đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng cao phải dùng chế độ cắt thấp

Để nâng cao năng suất người ta bố trí trục đá nghiêng một góc 20 - 40 so với phương thẳng đứng nhưng do mặt đầu của đá không tiếp xúc toàn bộ với bề mặt gia công nên các vết mài không xoá lên nhau, do đó độ nhẵn bóng bề mặt kém,

bề mặt gia công không phẳng

Mài có thể gia công được các bề mặt định hình có đường sinh thẳng , ví

dụ, mài các mặt định hình có tiết diện không thay đổi theo phương tiến dao dọc trên máy mài phẳng , các bề mặt định hình tròn xoay ngoài và trong như các rãnh của ca bi ngoài và trong Mài định hình được thực hiện bằng cách sửa đá có hình dạng và kích thước theo âm bản của chi tiết.Khi mài rãnh định hình trên máy mài phẳng đầu đá chỉ thực hiện tiến dao thẳng đứng Sd sau mỗi hành trình kép để cắt hết chiều sâu rãnh Khi mài các mặt định hình tròn xoay ngoài hoặc trong đầu đá chỉ thực hiện tiến dao ngang Sng

Khi mài cần phải có cơ cấu chép hình (giống như phay chép hình)

2.4 Chuốt mặt phẳng

Chuốt mặt phẳng là mội phương pháp gia công cắt gọt bằng đụng cụ có nhiều lưỡi cắt, cắt cùng một lúc có nâng suất cao Chuốt thường dược dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối (h 6- 9) Chuốt có thế đạt độ chính xác cấp 7, sai lệch độ phẳng: < 0,05/500 mm

Chuyển động cắt của chuốt rất dơn giản, thường chỉ có chuyển động thẳng, vận tốc cắt nhỏ (2 - 12 m/ph) Chuối mặt phẳng có thể chuốt đứng (h 6.10 a) Chuốt ngang (h 6.10 b d), khi đó chi tiết (bề mặt gia công là rãnh, bậc) được gá trên giá đỡ 8, dao chuốt kẹp trên đầu dao 7 thực hiện chuyển động cắt bằng xilanh thuỷ lực 5, lùi dao bằng xilanh thuỷ lực 6 Dầu được cung cấp nhờ bơm thấp áp 3 và bơm cao áp 4

Hình 6- 9 Sơ đồ chuốt và các lưỡi cắt của dao chuốt (a- sơ đồ chuốt; b- các lưỡi cắt của dao chuốt)

Nhược điểm của phương pháp chuốt là dao chuốt khó chế tạo, giá thành cao, các răng dao chuốt cùng tham gia vào quá trình cắt nên lực chuốt rất lớn (10- 50 tấn) đòi hỏi máy, dụng cụ chi tiết phải đủ cứng vững, không dùng chuốt

để gia công các chi tiết có độ cững vững thấp vì rất dễ biến dạng

Chuốt mặt phẳng có thể dùng nhiều kiểu dao khác nhau :

Hình 6.11 a b là kiểu chuốt mảnh, các răng dao chuối có độ cao bằng

nhau và chiểu rộng răng sẽ mở dần ra từ hai phía vào giữa (h 6.11 a), hoặc mở ra

cả hai phía (h 6.11b) Phương pháp này thường dùng đế chuốt bề mặt thô

Hình 6- 10 Sơ đồ làm việc trên bàn máy

(a- chuốt đứng; b- chuốt ngang; c-chuốt bàn quay) 1- dao; 2- đồ gá; 3- chi

tiết; 4- bàn quay d- Sơ đồ chuốt ngang.( 1- động cơ; 2- bộ truyền động; 3; 4- bơm thủy lực; 5;6-

xi lanh; 7- đầu gá dao; 8- giá đỡ chi tiết)

Hình 6.11c là kiếu chuốt lớp dao có bề rộng như nhau, từ răng trước đến răng sau có một lượng nâng Sn = 0,05 - 0.15 mm/răng, ngoài các răng cắt thô còn có các răng cắt tinh, răng sửa đúng Phương pháp này dùng để gia công bề mặt đã qua gia công thô

Hình 6.11 Các kiểu dao chuốt mặt phẳng

Để tăng năng suất khi chuốt măt phẳng người ta thay chuyến động tịnh tiến của dao bằng chuyến động tịnh tiến hoặc chuyển động quay liên tục của băng tải xích trên đồ gá đặt chi tiết.(hình 6-10)

2.5 Cạo mặt phẳng

Cạo mặt phẳng là phương pháp gia công tinh mà không yêu cầu những thiết bị đặc biệt Cạo có thể thực hiện bằng tay hoặc cơ khí Khi cạo bằng tay thường dừng dao cạo bằng thép dụng cụ (h.6-12) Để giảm nhẹ sức lao động và thời gian gia công có thể dùng các gá lắp cơ khí để cạo

Hình 6- 12 Dao cạo bằng tay

Để cạo mặt phẳng trước đó ta phải dùng bản mẫu (có độ phẳng cao), phủ

lên đó một lớp sơn đỏ rất mỏng rồi áp lên chi tiết để kiếm tra độ phẳng, sau đó

tìm những điểm cao có dính sơn dể cạo Bề mặt phẳng được đánh giá qua số điểm dính sơn phân bố trên mặt phẳng:

Cạo thổ: Từ 1 2 - 1 8 điểm, trên diện tích 25x 25 mm2

Cạo tinh: 20 - 25 điểm trên diện tích 25x25 mm2

Lượng dư khi cạo tuỳ thuộc vào kích thuớc bề mặc phẳng cần cạo

thường lấy từ 0,14-0,15 mm

Khi cạo chi tiếc tạo nên từ nhiều măt phẳng (sống trượt, băng máy) người

ta thường cạo bề mặt có kích thước lớn truớc Bề mặt kích thước nhỏ sau

Cạo mặt phẳng có những ưu điểm sau :

Có thể đạt độ phẳng của bề mặt cao (0,01/100 mm) bằng những dụng cụ đơn giản

Có thể gia công tinh những mặt phẳng có kết cấu phức tạp ở những vị trí

mà các phương pháp khác không gia công được

Có thể gia công tinh lần cuối các mặt phẳng lớn

Mặt phẳng được gia công lần cuối bằng cạo có thể giữ được lớp dầu bảo đảm bôi trơn tốt trong quá trlnh làm việc Tuy nhiên khi cạo bằng tay thường tốn sức và không cạo được bề mặt quá cứng

3 Kiểm tra mặt phẳng

Mục tiêu:

- Nhận biết được phương pháp kiểm tra mặt phẳng;

- Biết cách kiểm tra mặt phẳng bằng dụng đo thông dụng

Hình dạng, độ chính xác vị trí của các mặt phẳng có thể kiểm tra đánh giá theo dưỡng mẫu bằng cách đặt và dịch chuyển dưỡng trên bề mặt cần kiểm (h 6.13) hoặc kiểm tra bằng đổng hổ so (h 6.14)

Hình 6 13.Kiểm tra mặt phẳng bằng dưỡng

Hình 6 14 Kiểm tra mặt phẳng đồng hồ so

Kiểm tra độ không phẳng của mặt phẳng có thế dùng dưỡng kiểm, đổng

hổ so phương pháp thuỷ tĩnh, phương pháp quang học

Kiếm tra theo dưỡng được thực hiện bằng cách phủ mội lớp son đều mỏng lên mặt phẳng bàn rà, thước rà dùng làm dưỡng mẫu để rà lên bề mặt cẩn kiếm (h.6-15), sau khi dẩy các mặt trượt di lại những chỗ lồi trên bề mặt cẩn kiểm sẽ dính lớp son Phương pháp này chỉ phát hiện được độ không phẳng, nhưng không xác định được giá trị của các đại lượng đó

Kiểm tra bằng đổng hổ so, dùng để đánh giá độ song song của hai mặt phẳng trên một chi tiếl bằng cách đạt một mặt phẳng lên bàn máp (có độ phảng cao) và dùng đổng hồ so di chuyển trên mặt phẳng kia, trị số thể hiện trên đổng

hổ, đánh giá độ không song song của hai mặt phẳng

Hình 6- 15 Kiểm tra độ phẳng bằng vết son

Kiếm tra độ phẳng của mặt phẳng bằng phương pháp thuỷ tĩnh là phương pháp dựa thco nguyên lắc bình thông nhau- Phương pháp này dùng đế kiểm tra mặt phẳng (băng máy) dài 10 - 100 m hoặc những bề mặt cẩn kiểm cách nhau

xa Khi đó người ta dùng các bình có vạch chỉ thị (có các tiếp điểm điện khi đóng sẽ làm đèn sáng) đặt ở các vị trí cần kiểm, những bình này nối vói nhau bằng những ống chứa nước hoặc thuỷ ngân Phương pháp này cũng dùng để cân chỉnh máy khi gá dạt trên sàn nhà xưởng

Kiếm tra bằng phương pháp quang học có thể thực hiện bằng nhiều cách, hình 6.16 là phương pháp dùng để kiếm tra bằng cách di chuyển ống kính 2 trên

bề mặt cần kiểm, nếu bề mặt không phẳng tia sáng được chiếu từ nguổn sáng 3

sẽ lệch đi so với mặt chuẩn trên vật kính của ống ngắm 4

Hình 6- 16 Kiếm tra bằng phương pháp quang học

(1- ống gá kiểm; 2- ống kính; 3- nguồn sáng; 4- ống ngắm)

Câu hỏi

Câu 1.Nêu đặc điểm Khả năng công nghệ và phạm vi sử dụng của các phương pháp gía công mặt phẳng : phay mặt phẳng, bào, xọc mặt phẳng, chuốt mặt phẳng, mài mặt phẳng,

Câu 2 Hãy so sánh các phương pháp gia công bào và xọc mặt phẳng,

Câu 3.Trình bầy phương pháp kiểm tra mặt phẳng bằng dưỡng và đồng hồ so ?

CHƯƠNG 7: GIA CÔNG MẶT NGOÀI TRÒN XOAY

Mã chương: MH 21 - 7 Giới thiệu:

“Gia công mặt ngoài tròn xoay”chủ yếu giới thiệu các phương pháp gia công mặt ngoài tròn xoay và cách kiểm tra mặt ngoài

Mục tiêu:

- Phân biệt được các loại trục, yêu cầu kỹ thuật của trục;

- Trình bầy các phương pháp gia công, phân tích đặc điểm, ưu khuyết và phạm vi sử dụng của từng phương pháp đó;

- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, , chủ động và tích cực trong học tập

Nội dung:

1 Khái niệm và các yêu cầu kỹ thuật

Mục tiêu:

- Nhận biết được các loại mặt ngoài tròn xoay;

- Biết yêu cầu kỹ thuật khi gia công mặt ngoài tròn xoay;

- Có tính hứng thú trong học tập

Trục là loại chi tiết có các bề mặt cơ bản cần gia công là các bề mặt trụ ngoài, với các bậc có nhiều kích thước khác nhau.Trục được sử dụng rộng rãi trong các ngành chế tạo máy với nhiều mục đích, trục có thế được dùng để truyền mômen xoắn Truyền chuyển động qua các chi tiết khác lẳp trên nó như bánh răng, bánh đai, bánh ma sát… Trục có thể bao gồm các loại trục trơn, trục bậc trục đặc, trục rỗng, trục có một hoặc nhiều đường tâm Trục có thể có đường kính và chiều dài lớn, vừa hay nhỏ

Để đảm bảo tính năng sử dụng, khi chế tạo trục cần bảo đảm những yêu cẩu kỹ thuật chủ yếu sau :

Độ chính xác kích thước dường kính các cổ trục đế lắp ghép yêu cầu cấp chính xác 7 - 8 có thế tới cấp 6 ; các sai số hình dáng hình học như độ côn, độ ô van nằm trong giới hạn dung sai đường kính

Độ chính xác kích thước chỉều dài mỗi bậc trục trong khoảng 0.05- 0,2mm

Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đảo các cổ trục, độ không thẳng góc giữa đường tâm và mật đầu vai trục, sai lệch giới hạn trong khoảng 0,01- 0,05

mm

Độ nhám bề mặt của các cổ trục lắp ghép Ra < 1.25- 0.16, tuỳ theo yêu cẩu làm việc cụ thể

Việc chọn phương pháp gia công trục phụ thuộc vào điều kiện sản xuất, kích thước, hình dạng kết cấu yêu cầu kỹ thuật, vật liệu làm trục và phương pháp chế tạo phôi

Phôi cho chi tiết dang trục có thể là phôi cán theo tiêu chuẩn dùng gia công các trục trơn, trục bậc có chênh lệch đường kính các bậc không lớn Phôi rèn khuôn, dập khuôn thường dùng cho các trục có yêu cầu cơ tính cao Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối Phôi đúc bằng gang có độ bền cao dùng cho các trục lớn để giảm nhẹ trọng lượng, giảm lượng dư và thời gian 1 gia công

Trước khi đưa vào gia công thường các chi tiếi dạng trục được gia công chuẩn bị để tạo chuẩn Viêc chọn phương pháp gia công chuẩn bị tuỳ thuộc vào hình dạng, kích thước trục, phương pháp chế tạo phôi Ví dụ phôi cán thường bao gổm các việc: Cắt đứt tương ứng theo chiều dài trục nắn thẳng khoả mặt và khoan lỗ tâm hai đầu.

2 Các phương pháp gia công mặt trụ ngoài

Mục tiêu:

- Nhận biết được các phương pháp gia công mặt trụ ngoài;

- Trình bầy các phương pháp gia công mặ mặt trụ ngoài;

- Có tính thực tiễn trong học tập

2.1 Tiện mặt trụ ngoài

Tiện là phương pháp gia công cắt gọt được thực hiện nhờ chuyển động chính thông thường do phôi quay tròn tạo thành chuyển động cắt (Vc) kết hợp với chuyển động tiến dao là tổng hợp của hai chuyển động tiến dao dọc Sd và tiến dao ngang Sng do dao thực hiện

Khi tiện trục trơn chuyển động tiến dao ngang Sng =0, chuyển động tiến dao dọc Sd khác 0 Khi tiện mặt dầu hoặc cắt đứt chuyển động tiến dao dọc Sd

=0 chuyển động tiến dao ngang Sng khác 0

Tiện là phương pháp gia công cắt gọt thông dụng nhất Máy tiện chiếm khoảng 25% đến 35% tổng số thiết bị trong phân xưởng gia công cắt gọt

Tiện có thể gia công được nhiều loaị bề mặt khác nhau như các mặt tròn xoay trong và ngoài, các loại ren, các bề mặt côn, các mặt định hình v.v

Khả năng đạt độ chính xác gia công khi tiện Độ chính xác của nguyên

công tiện phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau đây:

Độ chính xác của máy bao gồm: độ đảo trục chính, dộ song song của sóng trượt với đường tâm trục chính , độ đồng tâm giữa tâm ụ động và tâm trục chính , v.v

Tình trạng dao cụ

Trình độ tay nghề của công nhân

Khi gia công trên máy tiện CNC chất lượng nguyên công ít phụ thuộc vào

kỹ năng và kỹ xảo của người thợ so với khi gia công trên máy vạn năng

Bảng 7.1 Độ chính xác mặt dầu và mặt trụ khi gia công trên máy tiện

Dạng bề mặt gia

công

Độ chính xác kích thước(TCVN)

Chiều cao nhấp nhô

Ghi chú: Các số liệu trong bảng ghi theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đồng tâm giữa các bậc trục, độ đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài phụ thuộc vào phương pháp gá đặt phôi ,

độ chính xác của máy và có thể đạt được 0,01 mm

Năng suất và chi phí gia công khi tiện phụ thuộc vào các điều kiện gia công cụ thể như độ cứng vững của hệ thống công nghệ, vật liệu phôi, hình dạng kích thước phôi, vật liệu dao, kết cấu của bộ phận cắt của dao, chế độ cắt, công nghệ trơn nguội ( thành phần, phương pháp, chế độ bôi trơn và làm nguội, trình

độ tay nghề của công nhân , yêu cầu kỹ thuật của nguyên công )

Lựa chọn chế độ cắt kinh tế khi tiện

Nếu gọi Q là thể tích phôi được cắt đi trong một đơn vị thời gian ta có:

Q= A.v = t.s.v( mm3/ giây hoặc mm3/ phút) Trong đó:

A = s.t là tiết diện ngang của phoi (mm2)

V là vận tốc trung bình (mm/ phút hoặc mm/ giây)

Tăng chiều sâu cắt dẫn tới lực cắt và công suất cắt tăng mạnh, trong khi

đó nhiệt độ ở lưỡi cắt , lực cắt đơn vị Kc và lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt (

ví vụ, lượng mài mòn trên một đơn vị chiều dài của lưỡi cắt ) không tăng

Tăng bước tiến dao dẫn tới lực cắt , công suất cắt , nhiệt độ trên lưõi cắt tăng do đó lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt và lực cắt đơn vị giảm nhẹ

Tăng tốc độ cắt, dẫn tới tăng công suất cắt và nhiệt độ ở lưỡi cắt, do đó

tăng lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt mặc dù lực cắt đơn vị giảm nhẹ

Như vậy muốn chọn chế độ cắt kinh tế phải giải bài toán tối ưu khi tiện trong điều kiện gia công cụ thể (xem chương “ tối ưu hoá trình cắt gọt”)

Trong trường hợp chưa có điều kiện giải bài tóan xác định chế độ cắt tối

ưu có thể sử dụng các thông tin kinh nghiệm sau đây:

Khi tiện thô nên chọn t,s lớn để giảm số lần cắt và thời gian cơ bản , nâng cao năng suất cắt

Khi tiện tinh nên chọn t sao cho nhiệt cắt không quá lớn ảnh hưởng tới chất lượng và độ chính xác gia công , chọn s theo quan điểm bảo đảm dộ nhám

bề mặt nhưng không quá nhỏ gây ra hiện tượng trượt và rung động ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất

Khi tiện tinh mỏng nên dùng dao kim cương và dao hợp kim cứng hoặc dao chế tạo từ vật liệu CBN( carbit bonitric có cấu trúc mạng tinh thể lập phương thể tâm) được mài đúng tiêu chuẩn, chọn bước tiến s và chiều sân cắt t nhỏ, tốc

độ cắt v lớn

Ví dụ, khi tiện tinh các kim loại đen chọn s = 0,01- 0,02 mm/vg: t= 0,05 -

3 mm; V = 120 - 130m / phút, với kim loại mẫu v = 1000 m/ phút

Khi tiện tinh mỏng có thể đạt độ chín xác cấp 5; Ra = 1,6 Mm

Muốn đạt độ chính xác cao có thể cắt bằng hai lần chuyển dao trên cùng một lần gá với 1 dao hoặc cắt bằng một lần chuyển dao nếu dùng 2 dao gá so le

sẽ nâng cao năng suất mà vân đảm bảo chất lượng với lượng dư:

Khi tiện tinh mỏng cũng như khi gia công thô cần dùng dung dịch trơn nguội để giảm nhiệt độ ở vùng cắt, giảm ma sát, giảm mài mòn của dụng cụ, do

đó nâng cao năng suất và độ chính xác gia công Thành phần của dung dịch trơn nguội, chế độ công nghệ và phương pháp tưới dung dịch trơn nguội phụ thuộc vào thành phần vật liệu gia công và vật liệu làm dao

Các biện pháp công nghệ khi tiện

Các phương pháp gá đặt chi tiết khi tiện

Chọn chuẩn và phương pháp gá đặt hợp lý chẳng những góp phần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công mà còn giúp cho việc thiết kế đồ gá đơn

giản, dễ thao tác, có thể gia công nhiều bề mặt cùng một lúc làm giảm thời gian gia công cơ bản , giảm thời gian phụ và thời gian chuẩn bị kết thúc, góp phần nâng cao năng suất và hạ giá thành

Việc chọn chuẩn công nghệ khi tiện phụ thuộc vào vị trí mặt cần gia công (mặt trong, mặt ngoài hay mặt dầu), hình dạng kích thước chi tiết và độ chính xác yêu cầu

Khi gia công mặt ngoài thì chuẩn có thể là mặt ngoài , mặt ngoài kết hợp với mặt dầu , 2 lỗ tâm , mặt lỗ(nếu chi tiết có lỗ đã qua gia công ) hoặc mặt lỗ kết hợp với mặt đầu

Khi gia công mặt trong chuẩn là mặt ngoài hoặc mặt ngoài kết hợp với mặt đầu Mối tương quan giữa đường kính và chiều dài của phôi ảnh hưởng rất lớn tới sự ổn định của chi tiết khi gá đặt (bảng 7-2)

Bảng 7-2 Sư ổn đinh khi gá đăt chi tiết trên máy tiên

Gá trên mâm cặp L < d L= (1 2).d L > 2.d

Với các chi tiết dạng trục có chiều dài L> d sẽ gây ra mất ổn định khi cắt Trong trường hợp đó người ta phải sử dụng lunet để tăng độ cứng cũng của chi tiết gia công

Gá đặt dao khi tiện

Thông thường phải gá dao sao cho lưỡi dao cắt nằm trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm của chi tiết, đặc biệt đối với tiện cắt đứt và tiện ren

Nếu mũi dao cao hơn tâm khi tiện cắt đứt sẽ để lại 1 lõi nhỏ, càng vào gần tâm càng khó cắt và dao dễ bị gãy

Các phương pháp cắt khi tiện

Phương pháp cắt có ảnh hưởng quyết định tới năng suất và chất lượng

nguyên công

Khi tiện mạt trụ ngoài,, tuỳ theo yêu cẩu chất lượng có thế chỉa thành các bước (nguyên công) : Tiện thồ tiện bán tinh và tiện tinh

Tiện thô : Khi tiện thô tạo hình cần năng suất cao, cắt gọt với lượng dư

lớn do dó phải chọn máy có công suất lớn, dao có hình dáng góc cắt thích hợp

Tiện thô các mặt trụ ngoài có thế dùng một dao hoặc nbiều dao

Tiện thồ bằng một dao có thể cắt theo các cách: Cắt từng lớp, cắt từng đoạn và cắt phối hợp Cắt từng lớp (h 7.3 a), dao tiện bóc đi từng lớp theo thứ tự

từ lớp 1 đến lóp 3 Cắt theo cách này lực cắt nhỏ có thể đạt độ chính xác cao nhưng năng suất thấp Cắt từng đoạn (h.7.3 c) khi đó chia các bậc trục ra thành các đoạn và cắt theo từng đoạn Phương pháp này có năng suất cao hơn nhưng

do lượng dư lớn, lực cắt lớn biến dạng nhiều dễ ảnh hưởng tới độ chính xác gia công Để tận dụng ưu điếm của hai cách trên nên dùng cách cắt phối hợp (h.7.3b) lúc đầu bóc bỏ lớp 1 sau đó cắt các đoạn 2, 3

Tiện thô dùng nhỉều dao (h.7.4 và 7 5) với mục đích đế nâng cao năng suất, khi đó các dao được bố trí trên một bàn dao bằng cách chia theo chiều dài cắt (h 7.4) hoặc chia theo lượng dư gia công (h 7.5)

Hình 7- 3 Các cách tiện thô bằng một dao

(a cắt từng lớp; b cắt phối hợp; c cắt từng đoạn)

Hình 7- 4 Tiện nhiều dao

(chia theo chiều dài cắt)

Hình 7- 5 Tiện nhiều dao ( chia theo lượng dư gia công)

2.2 Mài tròn ngoài

* Mài tròn ngoài có tâm: (hình 7-6),có tính vạn năng cao Khi mài có thể

gá chi tiết trên hai mũi tâm hoặc một đầu trên mâm cặp, một đầu trên mũi tâm Nên dùng hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất để lượng dư đều và đảm bảo đồng tâm giữa các bâc trục: Sau khi nhiệt luyện cần nắn thẳng và sữa lại lỗ tâm trước khi mài

Hình 7-5 Mài tròn ngoài có tâm

Thông thường nên sử dụng phương pháp mài tròn ngoài có tâm tiến dao dọc với Sng = 0,005 - 0,02 mm/l hành trình kép, để lực hướng kính bé, chi tiết ít biến dạng, nâng cao độ chính xác gia công Để nâng cao năng suất bóc phoi, người ta sửa đá vát góc 2- 30 Khi mài tinh ở những hành trình cuối không thực hiện tiến dao ngang mà chỉ thực hiện tiến dao dọc cho tới khi mài hết hoa lửa

Khi chi tiết ngắn, đường kính lớn, độ cứng vững cao, người ta dùng phương pháp tiến đá hướng kính ( Sdọc = 0; Sngang > 0) để tăng năng suất Với

phương pháp này có thể mài định hình bằng cách sửa đá có hình dạng là âm bản của chi tiết cần gia công

Người ta có thể tiến hành gia công đồng thời mặt trụ và mặt dầu bằng phương pháp tiến đá theo phương tạo với trục nằm ngang một góc 45độ Phương pháp này cho năng suất cao nhưng độ chính xác không cao vì tốc độ cắt của các điểm trên đá khác nhau dẫn tới đá mòn không đều

có kích thước hạt lớn, tiến hành sửa đá thô và kẹp chặt chi tiết ổn định

Khi tăng Q cần phải đảm bảo công suất cắt nhỏ hơn công suất của động

cơ mang đá hoặc chọn máy mài có công suất lớn

Nhiệt độ ở lớp bề mặt phôi tăng dẫn tới xuất hiện các vết cháy hoặc nứt trên bề mặt chi tiết mà khi mài tinh không xoá hết được Để khắc phục người ta

sử dụng đá có kích thước hạt lớn, sửa đá thô và nên tăng tốc độ phôi Vph hơn là tăng chiều sâu cắt

Lượng mòn của đá tăng làm tăng chi phí gia công Biện pháp khắc phục là

sử dụng đá có độ cứng lớn và chủ yếu lá phải giải bài toán tối ưu hoá nhằm xác định giá trị Q ứng với chi phí gia công thấp nhất

Rung động tăng làm tăng tốc độ mài mòn của đá cũng như làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt và tăng sai lệch hình dạng của chi tiết Trong trường hợp này nên kẹp phôi ổn định , sửa đá thô và chọn bước tiến dọc Sdọc nhỏ

*Mài tinh

Mục đích của mài tinh là đảm bảo được độ chính xác về hình dạng và độ chính xác về kích thước cũng như chất lượng bề mặt của chi tiết Muốn vậy người ta thực hiện các biện pháp sau đây:

+ Chọn chiều sâu cắt t nhỏ , lần tiến dọc cuối không thực hiện tiến đá ngang mà mài cho đến hết hoa lửa

+ Chọn bước tiến dao dọc Sdọc nhỏ

+Chọn chế độ cắt kinh tế khi mài mòn

Chế độ cắt khi mài bao gồm vận tốc cắt Vc , tốc độ phôi Vph bước tiến dọc Sd và chiều sâu cắt t ( chính là lượng tiến dao ngang sau mỗi hành trình kép của bàn máy Sngang)

Nếu vận tốc cắt lớn , lục cắt nhỏ,biến dạng hệ thống và biến dạng lớp bề mặt nhỏ do đó độ chính xác và chất lượng bề mặt tăng , nhưng nếu vận tốc cắt quá lớn, lực ly tâm lớn gây ra nguy hiểm cho người và thiết bị

Hiện nay ở nước ta vận tốc cắt khi mài được lấy theo kinh nghiệm như: Mài gang vc =18 - 25m/s , mài thép vc = 25- 30 m/s, mài tinh vc = 30 - 35 m/s

Tại các nước công nghiệp tiên tiến hiện nay người ta sử dụng phổ biến đá mài có vật liệu hạt mài là CBN làm việc cới vận tốc cắt 150m/s Trong tương lai họ hướng tới tốc độ cắt từ 200- 300 m/s để nâng cao độ chính xác và chất

lượng bề mặt của chi tiết gia công

Vận tốc phôi v:

Vận tốc phôi Vph có ảnh hường tới độ nhám bề mặt của chi tiết gia công , độ mòn của đá và năng suất khi mài :

Vph = p.dph.nph (m/s)

Khi mài tròn ngoài , theo kinh nghiệm người ta chọn Vph = l+Vđá :

Tỷ số độ mài q được định nghĩa bằng biểu thức:

Với tốc độ cắt Vc không đổi nếu tăng tốc độ phôi Vph có nghĩa là giảm q, điều

đó dẫn tới:

+ Ứng với 1 vòng quay của đá phải tiếp xúc với một đoạn đường trên bề mặt phôi dài hơn, tải trọng trên mỗi hạt mài lớn hơn dẫn tới độ mòn đơn vị của đá tăng lên

+ Lực cắt tăng lên do đó sai số hình dạng cũng như chiều cao nhấp nhô bề mặt tăng + Thể tích phôi lấy đi trong một đơn vị thời gian q tăng , năng suất cắt tăng Lượng tiến dao dọc Sdọc phụ thuộc vào độ nhám bề mặt yêu cầu và lấy theo bề rộng của đá Nếu gọi a là chiều rộng của đá thì:

+ Mài thô thép Sdọc =( 0,3 - 0,7)a, mài thô gang Sdọc =(0, 05- 0,95)a

+ Mài tinh thép Sdọc = (0,2- 0,3)a, mài tinh gang Sdọc =0,4a

Lượng tiến dao ngang Sngang sau mỗi hành trình kép của bàn máy ( hay còn gọi

là chiếu sâu cắt t ( phụ thuộc vào độ hạt của đá , độ nhám bề mặt yêu cầu và độ cứng vững của chi tiết.)

Mài thô thép Sngang = ( 0,01- 0,06) mm/ 1 hành trình kép Mài thô gang Sngang

=( 0,02- 0,08)mm/ 1 hành trình kép

Mài tinh Sngang = ( 0,005- 0,015) mm/ 1 hành trình kép

Khả năng công nghệ của mài:

Mài thô có khả năng đạt độ chính xác kinh tế cấp 9, Ra = 3,2 mm

Mài tinh đạt độ chính xác kinh tế cấp 7, R a =1,6- 0,1mm

Mài siêu tinh có khả năng đạt độ chính xác cấp 6, Ra = 0,2- 0,1 mm

* Mài tròn ngoài không tâm (hình 7-6)

Khi mài không tâm chuẩn định vị chính là mặt đang gia công do đó không mài được chi tiết có rãnh trên bề mặt

Hình 7-6 Mài tròn ngoài không tâm

*Mài siêu tinh

Là phương pháp gia công tinh có thể đạt độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao Thanh đá bằng vật liệu cacbit silic xanh có chiều rộng b= d khi đường kính d của chi tiết nhỏ, được kẹp chặt trên cán của piston Khi đường kính của chi tiết lớn phải dùng 2 thanh đá , mỗi thanh có b < 20 mm để dễ phun dầu trơn nguội vào vị trí cắt Góc ôm = 600 Chiều dài l của thanh đá phụ thuộc chiều dài của bề mặt gia công nhưng lmax = 60 mm Bộ truyền xi lanh piston để tạo ra áp lực cần thiết giữa đá với bề mặt của chi tiết cần gia công

Mài siêu tinh có các chuyển động sau đây:

Chi tiết quay tròn tạo ra tốc độ tiếp tuyến: Vtr = p.d.n

Trong đó:

d - đường kính của chi tiết gia công n - số vòng quay của chi tiết trong một phút

Dụng cụ gia công thực hiện chuyển động dao động điều hoà dọc trục chi tiết:

Trong quá trình mài phải cấp dung dịch trơn nguội liên tục theo tỷ lệ 9%

là dầu máy bay hay dầu thực vật , còn lại là dầu hoả

Mài siêu tinh được sử dụng trong công nghiệp chế tạo ô tô và máy bay

2.3 Lăn ép mặt ngoài

Lăn ép là phương pháp gia công tinh không phoi dựa trên nguyên lý biến dạng dẻo kim loại Để gia công, người ta dùng dụng cụ : Con lăn, bi có độ cứng cao, khi dụng cụ tiếp xúc với bề mặt chi tiết dưới áp lực thì các nhấp nhô bề mặt

bị biến dạng dẻo, nén xuống làm giảm chiểu cao nhấp nhô ban đầu và tạothành

các vết nhấp nhô mới, nâng cao độ bền chắc, độ cứng lớp bề mặt

Hình 7- 7 là sơ đổ lăn ép mặt trụ ngoài nhờ lực li tâm của các viên bi Khi

đó đĩa chứa các viên bi quay với tốc độ 12 - 40 m/s Tốc độ quay của chi tiết 6 -

90 m/ph, khe hở giữa chúng 0.05 - 0.8 mm, lượng liến dao dọc Sd= 0,06- 1,6mm/ vòng Sau khi gia công độ nhám bề mặt giảm 1- 2 cấp, độ cứng bề mặt tăng 20- 60%

có tbế dùng hai hoặc ba con lăn bố Irí đối xúng qua tâm chi tiết đế giảm bớt biến dạng do lực ép

Khi phun bi, nhờ một dòng khí nép áp suất 5 - 6 kG/cm2 đẩy một dòng bi nhỏ đường kính 0,6 - 1 , 2 mm bằng thép hoặc gang có độ cứng cao vào bề mặt chỉ tiết khi quay Chiều sâu và độ biến cứng trên bề mặt chi tiết phụ thuộc vào trong lượng và tốc độ phun bi Vận tốc phun bi cố thể dạt 90 m/s với bi gang và

50 - 180 m/s với bi thép

Độ chính xác gia công khi lăn ép phụ thuộc vào biến dạng dẻo kim loại nghĩa là phụ thuộc vào tính chất vật liệu, lực tác dụng, thời gian tác dụng và độ chính xác gia công ở nguyên công trước đó

Hình 7- 8 Hình dạng bề mặt làm việc của con lăn

2.4 Phay thô mặt ngoài

Phay thô mặt trụ ngoài : Gia công thô mặt trụ ngoài cũng có thể thực

hiện bằng dao phay trụ trên máy chuyên dùng Máy loại này có hai trục dao trên hai trục đó lắp các dao phay và một trục để gá lắp chi tiết

Khi gia công có thế thực hiện theo hai cách:

- Cách thứ nhất dùng khi gia công các trục có kết cấu đơn giản, khi đó mỗi bậc trục được gia công cùng lúc bởi hai dao phay lắp trên hai trục dao (h 7.9a);

- Cách thứ hai dùng khi gia công trục có kết cấu phức tạp hơn khi đó mỗi

bể mặt được gia công bởi một dao riêng (h 7.9b)

- Nhận biết được phương pháp kiểm tra mặt ngoài tròn xoay;

- Biết cách kiểm tra mặt ngoài tròn xoay bằng dụng đo thông dụng;

- Có tính chính xác trong học tập

Đối với các bề mặt trụ ngoài thường phải kiểm tra kích thước, độ nhám bề mặt hình dáng hình học các bề mặt, độ không đồng tâm của các bậc trục, độ đảo mặt đầu vai trục

Kiếm tra kích thước bao gổm kích thước đường kính và chiều dài các bậc trục, kích thước then, then hoa trên trục Trong sản xuất dơn chiếc và loạt nhỏ

có thế dùng thước cặp hoặc pan me, tuỳ theo dung sai các kích thước này So với vạch chia trên dụng cụ đo Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối thường dùng calip hoặc các đổ gá kiểm tra chuyên dùng

Đối với các trục bậc phải kiểm tra độ đồng tâm gịữạ các bậc trục, độ đảồ mặt đầu vai

Hình 7-10 Gá đặt trên khối V khi kiểm tra trục (1,2 khối V; 2 chi tiết 4,5,6 đồng hồ so)

trục, độ đổng tâm giữa lỗ và đường kính ngoài (đối với trục có lỗ) Gá đặt khi kiểm tra có thế thực hiện theo hai cách :

Cách thứ nhất là chi tiết được gá đặt trên hai khối V ngắn vào hai cổ trục, đổng hồ so tỳ vào cổ trục cần đo (h 7- 10) Chuẩn đế kiểm tra là hai cổ trục (khi

đó sai số hlnh dáng như độ ồvan của hai cổ trục trong phạm vi dung sai cho phép) Khi quay chi tiết một vòng, trị số chênh lệch trên đồng hổ so thể hiện đô không đổng tâm của các bề mặt so với các cổ trục Khi kiểm tra độ đảo mặt đầu vai trục (đổng hổ so 6) cần tỳ thêm vai trục vào mặt đầu khối V (3) trước khi quay để kiểm tra

Cách thứ hai là gá đặt chi tiết trên hai mũi tâm của một đổ gá chuyên dùng, khi đó đồng hồ so được gá đặt trên tất cả các cổ trục để khi đo có thể đánh giá độ không đồng tâm của các bậc trục so với cổ trục (h 7.11)

Hình 7-11.Gá đặt trên 2 mũi tâm khi kiểm tra trục

(1 mũi tâm; 2 chi tiết; 3 đồng hồ so)

Câu hỏi

Câu 1.Nêu các bước tiện thô - Tinh mặt trụ ngoài ?

Câu 2.Nêu phương pháp lăn ép mặt trụ ngoài ?

Câu 3.Nêu phương pháp mài mặt trụ ngoài (nội dung, ưu nhược điểm phạm vi

sử dụng của từng phương pháp)?

Câu 4 Nêu các phươmg pháp kiểm tra trục sau khi gia công?

9[07 AM

CHƯƠNG 8: GIA CÔNG MẶT TRONG TRÒN XOAY

Mã chương: MH 21 - 8 Giới thiệu:

“Gia công mặt trong tròn xoay” chủ yếu giới thiệu các phương pháp gia

công và cách kiểm tra thông dụng nhất

Mục tiêu:

- Phân biệt được các loại trục, yêu cầu kỹ thuật của trục;

- Trình bày được các phương pháp gia công, phân tích đặc điểm, ưu

khuyết và phạm vi sử dụng khi gia công mặt trong tròn xoay;

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích

Trong chế tạo máy đa số các loại chi tiết đều có lỗ cần gia công Việc chọn

công nghệ gia công lỗ phụ thuộc vào đặc điếm hình dạng, kích thước, độ chính

xác và yêu cầu về chất lượng bề mặt của lỗ so với gia công mặt trụ ngoài thì gia

công lỗ gặp nhiều khó khăn hơn vì dụng cụ gia công phải chọn theo lỗ, do đó

dụng cụ thường có độ cứng vững thấp hơn, vị trí làm việc và dẫn hướng dụng cụ

khó khăn hơn Không thể quan sát được quá trình cắt gọt đang xảy ra

Để thuận tiện hơn trong việc xác định giải pháp công nghệ khí gia công lỗ

Thường người ta tiến hành phân loại lỗ theo đường kính (d) chiều sâu lỗ độ

chính xác và chất lượng bề mặt gia công Theo tỉ lệ giữa (l/d) có thể chia ra: lỗ

ngắn khi l/d < 0.5 lỗ thường khi 0,5 < l/d< 3, lỗ dài khi 3< l/d < 10 và lỗ sâu

khi 1/d > 10

Độ chính xác của các lỗ gia công bao gồm độ chính xác kích thước đường

kính, chiều dài hinh dáng của lỗ, độ thẳng của đường tâm lỗ Độ vuông góc của

dường tâm lỗ và mặt đầu Vị trí của lổ so với mặt ngoài hoặc so với các 1ỗ khác

Tuỳ theo yêu cẩu sử dụng, đường kính các lỗ có thể đạt cấp chính xác từ cấp 10

- 6 sai số hình dáng nhỏ hơn dung sai đường kính lỗ

Độ nhám bề mặt lỗ chính xác Ra = 2.5- 0,63 đôi khi cần đạt Ra = 0,32 -

0,16

Thông thường các lỗ bắt bu lông, lỗ ren có độ chính xác không cao Chỉ cần khoan là đủ với các lỗ có sẵn (đúc dập sấn) thường dùng khoét lỗ, tiện lỗ để sửa những sai lệch vị trí của lỗ; với những lỗ chính xác cao, chưa có lỗ sẵn sau

khi khoan tụỳ theo yêu cầu chất lượng có thể khoét, doa tiện

2 Các phương pháp gia công mặt trong tròn xoay

Dao tiện lỗ có góc lớn hơn góc của dao tiện ngoài và thường được gá cao hơn tâm để giảm ma sát mặt sau của dao với bề mặt lỗ đã gia công và giảm rung động Tiện lỗ chủ yếu được thực hiện trên máy tiện, máy doa, máy phay, đôi khi

cả trên máy khoan (hình 8- 1)

Tiện lỗ trên máy tiện chỉ dùng để gia công lỗ trụ hoặc côn có chiều dài nhỏ (hình 8- 1a) Nếu lỗ có chiều dài lớn thì độ cứng vững của hệ thống công nghệ thấp tiện lỗ và máy doa

Hình 8- 1

Tiện lỗ chi tiết dạng hộp thường được thực hiện trên máy doa vì gá đặt ổn định ( chuẩn là mặt đáy và 2 lỗ vuông góc với mặt đáy), khoảng cách giữa 2 gối

đỡ của trục dao bé, độ cứng vững của hệ thống công nghệ cao (hình 8- 1 b;c;d)

Tiện lỗ tuỳ thuộc vào hình dạng và kích thước chi tiết có thế thực hiện theo một trong hai cách :

+ Cách thứ nhất là chi tiết quay, dao thực hiện chuyển động tiến cách này thường dùng trên các máy tiện vạn năng, tiện đứng, tiện rơ-vôn-ve…

+ Cách thứ hai là chi tiết đứng yên dao quay kết hợp với tiến dao thường dùng trên các máy doa

Hỉnh 8- 2 Cơ cấu dẫn hướng trên đồ gá khi tiện lỗ

Để nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt khi tiện lỗ Người ta thường dùng bạc dẫn hướng để nâng cao độ cứng vững của trục dao.Trên máy tiện, bạc dẫn hướng có thể gá dặt trên đổ gá (h 8.2) hoặc trên máy (h 8.3) và điều chỉnh để đường tâm trục dao trùng với tâm quay của chi tiết

Hình 8- 3 Cơ cấu dẫn hướng lắp trên máy khi tiện lỗ

2.2 Khoan lỗ

Cấu tạo mũi khoan sâu gồm 3 phần : phần cán, phần thân và phần cắt Phần cán hình trụ được lắp vào đầu kẹp mũi khoan và được truyền mô men xoắn nhờ vit kẹp ngang

Hình 8- 4

Phần thân dùng để truyền mô men xoắn và dẫn dung dịch trơn nguội tới vùng cắt Với chiều sâu lỗ lớn thường phần thân là một ống rỗng có tiết diện đặc

biệt được chế tạo từ thép tốt Với lỗ có chiều sâu nhỏ phần thân thường được chế tạo liền với phần cắt Bộ phận cắt có thể được chế tạo toàn bộ từ vật liệu dụng cụ cắt hoặc được chế tạo từ thép tốt có ghép các mảnh hợp kim cứng để tạo thành mảnh cắt trên đó có lưỡi cắt và mảnh đóng vai trò dẫn hướng Lưỡi cắt gồm một đoạn (khi lỗ nhỏ) hoặc nhìều đoạn gãy khúc nối tiếp (khi lỗ lớn) để

dễ bẻ phoi Phần dẫn hướng có độ côn ngược khoảng 5/1000 để tránh kẹt và có cung tròn từ 250 - 2600 để tỳ vào bạc dẫn

Kiểu mũi khoan sâu trên đầu có độ cứng vững cao, khi khoan cho năng suất, độ chính xác và chất lượng bề mặt cao

Dung dịch trơn nguội có áp lực từ 20 - 100 atm được dẫn từ cán qua thân, qua lỗ nhỏ của phần cắt tưới trực tiếp vào khu vực cắt rồi thoát ra ngoài qua mặt trước của dao và rãnh của phần thân cùng với phoi

Khi khoan sâu cần lưu ý:

Trong sản xuất hàng loạt dùng bạc dẫn hướng dẫn phần cắt của dụng cụ vào

vị trí khoan, sau khi khoan đủ chiếu dài dẫn hướng thì đoạn lỗ vừa gia công sẽ đóng vai trò bạc dẫn cho quá trình khoan tiếp theo Chính vì vậy độ chính xác của bước gia công đoạn lỗ đầu tiên có ý nghĩa hết sức quan trọng

Trong sản xuất đơn chiếc có thể khoan sâu trên máy tiện bằng cách cho chi tiết quay, mũi khoan tịnh tiến Ban đầu dùng mũi khoan ngắn có độ chính xác và

có độ cứng vững cao để khoan mồi một đoạn có đủ chiều dài dẫn hứơng, sau đó dùng mũi khoan sâu khoan tiếp

Với máy khoan sâu và mũi khoan sâu trên đây người ta khoan được lỗ 5 x 500

Khoét có khả năng đạt độ chính xác cấp 10 - 12 Ra = 2,5 - 10 mm

Dao khoét có nhiều lưỡi cắt hơn dao khoan do đó có độ cứng vững cao

hơn mũi khoan Vì vậy mũi khoét không những đạt độ chính xác, độ nhẵn bóng cao hơn khoan mà còn sửa được sai số về vị trí tương quan cuả lỗ do khoan, đúc hoặc gia công áp lực để lại đồng thời đạt được năng suất cao hơn do có khả năng cắt với lượng chạy dao lớn

Khoét có thể gia công được lỗ trụ, lỗ bậc, lỗ côn và mặt đầu vuông góc với tâm lỗ tuỳ theo kết cấu của dao( hình 8-5)

Hình 8-5 Các loại mũi khoét (Khoét bậc a, khoét côn b, khoét mặt đầu c )

Khi khoét có thể dùng bạc dẫn hướng ở một hoặc hai đầu để nâng cao độ cứng vững , do đó nâng cao độ chính xác và năng suất

2.4 Doa lỗ

Doa là phương pháp gia công tinh các lỗ đã được khoan , khoét hoặc tiện Doa thường được thực hiện trên máy khoan, máy tiện máy phay hoặc máy doa Lượng dư doa thô khoảng 0,25 - 0,5 mm Doa tinh khoảng 0,05 - 0,15 mm Nếu lượng dư quá nhỏ khi doa dao bị trượt hoặc bị kẹt làm độ nhẵn bóng (hoặc độ nhẵn bề mặt tăng ) bề mặt giảm, nếu lượng dư lớn tải trọng trên dao lớn, dao chóng mòn làm sai lệch kích thước gia công Do lượng dư khi doa nhỏ nên doa không sửa được sai lệch về vị trí tương quan hoặc có thể sửa được nhưng rất ít

Vì vậy nên thực hiện khoét và doa trên cùng một lần gá

Doa có thể đạt độ chính xác cấp 9- 7, Ra = 0,63 - 1,25m , khi chuẩn bị công nghệ và dao tốt, chọn chế độ cắt hợp lý có thể đạt cấp chính xác 6, Ra = 0,63m

nhưng chi phí sản xuất cao, năng súât thấp nên ít dùng

Doa có độ cứng vững cao, lưỡi cắt thường phân bố không đối xứng nên

giảm được rung động trong quá trình cắt, góc trước lớn nên có thể cắt được lớp phoi mỏng Khi dao doa mòn góc trước thay đổi, nếu tiếp tục cắt dao sẽ trượt trên bề mặt gia công gây ra hiện tượng biến cứng lớp bề mặt gây khó khăn cho bước gia công tinh tiếp theo Tuy vậy vận tốc cắt nhỏ 8- 10 m/ph, nhưng bước tiến dao lớn (0,5- 3,5 mm/vòng) nên năng suất doa vẫn cao hơn

+ Có độ lệch tâm giữa trục dao và trục máy

+ Dao mài không tốt nên ở một số lưỡi cắt xuất hiện hiện tượng lẹo dao + Vật liệu trên thành lỗ có độ cứng không đều, hoặc khi doa chi tiết chế tạo từ vật liệu làm cho biến dạng lớp bề mặt không đều

+Dao doa bị mòn

Doa tuỳ động

Hình 8- 6 bạc dẫn hướng khi doa lắp tùy động

Trục doa được nối với trục máy bằng khớp tùy động, nghĩa là giữa trục doa và trục máy có chuyển động lắc tương đối đối với nhau theo cả hai phương Khi dao dao được định hứơng nhờ bề mặt lỗ của chi tiết do đó khi khắc phục được ảnh hưởng sai lệch của trục chính và ảnh hưởng của độ không đồng tâm giữa trục dao và trục chính Có thể thực hiện doa tuỳ động trên máy khoan, khi

đó cần kết hợp với việc sử dụng hai bạc dẫn hướng trên trục doa (hình 8- 6)

Trong sản xuất đơn chiếc hoặc trong sửa chữa có thể dùng phương pháp doa tay Dao doa tay (hình 8-7) có nhiều lưỡi và có góc i nhỏ hơn so với góc i