Bài 5 KHOAN KIM LOẠI I KHÁI NIỆM Trong chế tạo cơ khí gia công lỗ là một nguyên công rất quan trọng đồng thời cũng quyết định đến chất lượng của sản phẩm, việc gia công lỗ thường tốn nhiều thời gian v.
Trang 1Bài 5 KHOAN KIM LOẠI
I KHÁI NIỆM
Trong chế tạo cơ khí gia công lỗ là một nguyên công rất quan trọng đồng thời cũng quyết định đến chất lượng của sản phẩm, việc gia công lỗ thường tốn nhiều thời gian
và công sức nhất là gia công lỗ có đường kính nhỏ, chiều sâu lớn lại yêu cầu độ chính xác cao Gia công lỗ thường khó khăn phức tạp vì:
- Mặt gia công của lỗ là mặt cong lõm, nằm kín phía trong đôi khi chỉ hở một đầu Việc đưa dụng cụ cắt lọt vào phía trong lỗ để cắt gọt khó khăn hơn là cắt ở mặt ngoài
- Kích thước của dụng cụ cắt bị hạn chế bởi kích thước của lỗ, kích thước của dụng
cụ cắt phải nhỏ hơn hoặc bằng kích thước của lỗ định chế tạo, vì vậy cắt gọt lỗ bé và sâu khó khăn hơn nhiều so với cắt gọt lỗ lớn và nông
- Mặt lỗ kín ở phía trong nên khi gia công khó quan sát, khó phát hiện kịp thời những sai hỏng
Để hình thành được lỗ tròn người ta có thể đúc, đột dập nhưng phổ biến nhất vẫn là dùng phương pháp khoan
Khoan kim loại là phương pháp gia công có phoi, để hình thành lỗ trên phôi liệu đặc, bằng một loại dụng cụ cắt là mũi khoan Người ta có thể khoan được các lỗ có đường kính từ 0,25mm đến 80mm, công việc khoan lỗ được thực hiện trên máy khoan
II THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ
1 Máy khoan: (Hình 4-1)
a) Máy khoan bàn
b) Máy khoan cần ngang
c) Máy khoan đứng
a)
b)
Hình 4-1 c)
Trang 2
2 ấtụ khoan: (Hỡnh 4-2)
Cấu tạo gồm: - Trục vớt me (1)
- Đế (2)
- Thõn động (3)
- Mỏ cặp (4)
- Thõn tĩnh (5) Hỡnh 4-2
3 Mũi khoan ruột gà: (Hỡnh 4-3)
Hỡnh 4-3
- Cấu tạo
Phần đuụi: Là phần lắp trực tiếp vào trục mỏy khoan (mũi khoan đuụi cụn) hoặc lắp vào bầu cặp (mũi khoan đuụi trụ), với đường kớnh mũi khoan lớn thường làm đuụi cụn Cổ: Là phần chuyển tiếp từ đuụi đến bộ phận cụng tỏc, phần này người ta ghi ký hiệu đường kớnh mũi khoan
Bộ phận cụng tỏc: Đõy là bộ phận quan trọng nhất của mũi khoan, bộ phận này cú hỡnh trụ trũn, phớa đầu làm nhọn, trờn thõn cú hai rónh xoắn ốc Nhờ phần đầu nhọn và hai rónh xoắn ốc mà hỡnh thành hai bộ phận là đầu cắt và phần định hướng
Đầu cắt gồm hai lưỡi cắt chớnh hợp với nhau một gúc 2φ = 116°118°, một lưỡi cắt ngang, gúc nghiờng Ψ = 55°60°, hai lưỡi cắt cạnh và hai mặt sau
Phần định hướng là hỡnh trụ trũn, cú hai rónh xoắn ốc, gúc xoắn ω = 18°30° và hai
mặt trước
- Vật liệu chế tạo mũi khoan ruột gà thường làm bằng thộp hợp kim dụng cụ làm
dao cắt năng suất cao (thộp giú) như 80W18Cr4VMo, 85W12Cr3V2Mo,
90W9Cr4V2Mo…
- Cỏc yếu tố cắt gọt khi khoan
2
Phần đuôi Cổ
Bộ phận công tác
Lữơi cắt chính Lữơi cắt ngang
Mặt trứơc
Lữơi cắt cạnh Mặt sau
Đ ầu cắt Phần định hứơng
ψ
ε
2
1 3
4 5
Trang 35 4 2
Đuôi côn
3 4
2 1
6
Trục máy Bạc côn
Trục máy
Tốc độ cắt là độ dài của một điểm ngoài cùng đường kính mũi khoan, ký hiệu là V Nếu số vòng quay của mũi khoan là vòng/ phút, đường kính mũi khoan là D thì công thức tính như sau:
( / )
1000
D n
V =π m ph 1000
( / )
V
D
π
=
⇒
Lượng chạy dao là khoảng dịch chuyển của mũi khoan sâu vào vật khoan sau một vòng quay của mũi khoan, ký hiệu là S, đơn vị mm/vg Vì mũi khoan có hai lưỡi cắt chính nên lượng chạy dao của một lưỡi cắt là:
2
S
Trong đó Sz là lượng chạy dao của một lưỡi cắt chính
Chiều sâu cắt là khoảng cách đo từ mặt chưa gia công tới mặt đã gia công trong
một lần cắt, khi khoan ta coi mặt chưa gia công là đường tâm lỗ hay tâm mũi khoan
2
D d
2
D
Ký hiệu là t, đơn vị mm
Khoan lỗ đặc: ; Khoan lỗ mở rộng:
4 Bầu cặp ba vấu: (Hình 4- 4)
Bầu cặp ba vấu dùng cặp mũi khoan, dao khoét, dao doa đuôi trụ khi khoan, khoét, doa vì trục chính của máy khoan người ta chế tạo lỗ côn Muốn lắp được bầu cặp vào trục chính của máy khoan người ta phải lắp thông qua đuôi côn (6)
Xoay vỏ (5) quanh thân (2) làm đai ốc (4) quay theo, ba vấu cặp (1) trượt trong rãnh côn của thân (2) tịnh tiến lên xuống vì trên thân mỗi vấu cặp có răng ăn khớp với đai
ốc (4) Nếu xoay vỏ (5) làm đai ốc (4) theo chiều kim đồng hồ thì ba vấu cặp (1) tịnh tiến xuống để giữa chặt mũi khoan và ngược lại Để tăng độ kẹp chặt của ba vấu cặp người ta dùng chìa khóa bầu cặp lắp đầu trụ của chìa khóa vào lỗ (3), cho các răng của chìa khóa ăn khớp với các răng của đai ốc (4) sau đó quay theo chiều kim đồng hồ làm đai ốc (4), vỏ (5) quay theo, ba vấu cặp (1) tiến xuống giữ chặt mũi khoan hoặc dao khoét, dao doa
5 Bạc côn: (Hình 4-5)
Bạc côn là thiết bị phụ dùng lắp trung gian giữa đuôi côn của bầu cặp hoặc đuôi côn
mũi khoan với trục chính máy khoan
Trang 4
Bạc côn (hình 4-4) được chế tạo theo tiêu chuẩn quốc tế và theo bộ từ côn moóc số 0
đến côn moóc số 6, mỗi bạc côn cấu tạo gồm mặt côn trong (1), mặt côn ngoài (2), đầu bẹt (3) và lỗ ngang (4)
Khi phần đuôi côn của mũi khoan hoặc của bầu cặp và phần lỗ côn của trục chính máy khoan cùng số côn moóc thì ta lắp trực tiếp đuôi côn của mũi khoan hoặc đuôi
côn của bầu cặp vào lỗ côn của trục chính máy khoa (hình 4-4b)
Khi phần đuôi côn của mũi khoan và phần lỗ côn của trục chính máy khoan khác số côn moóc thì ta lắp đuôi côn của mũi khoan vào lỗ côn của trục chính máy khoan
thông qua bạc côn (hình 4-4c)
III THAO TÁC SỬ DỤNG MÁY KHOAN
1 Nâng hạ bàn máy
2 Tháo lắp mũi khoan
a Lắp mũi khoan đuôi trụ vào bầu
cặp
b Lắp bầu cặp vào trục chính máy
khoan
Nâng mũi khoan lên vị trí cao nhất nếu đầu mũi khoan thấp hơn hoặc bằng mặt trên của phôi thì hạ thấp bàn máy Hạ mũi khoan xuống vị trí thấp nhất nếu đầu của mũi khoan cao hơn hoặc bằng mặt dưới của phôi thì nâng cao bàn máy
Trước khi nâng hoặc hạ bàn máy phải nới lỏng vít hãm và ngược lại
Kiểm tra đường kính mũi khoan, kích thước cho phép của bầu cặp và lau sạch đuôi mũi khoan trước khi lắp
Lắp phần đuôi trụ mũi khoan vào bầu cặp, quay thuận chìa khoá bầu cặp để kẹp chặt mũi khoan
Kiểm tra số côn moóc của bầu cặp hoặc đuôi côn mũi khoan phải phù hợp với lỗ côn của trục chính máy khoan, nếu nhỏ thì phải dùng bạc côn trung gian
Lau đuôi côn bầu cặp hoặc đuôi côn mũi khoan và lỗ côn của trục chính máy khoan
4
Trang 5TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN
Lắp đuôi côn vào trục chính máy khoan phải lựa cho đầu bẹt của đuôi côn trùng với rãnh ngang của trục chính máy khoan, sau đó đẩy mạnh lên trên để đuôi côn lắp chặt vào lỗ côn của trục máy khoan
c Tháo mũi khoan đuôi côn ra khỏi
trục chính máy khoan
3 Vận hành máy khoan
a Điều chỉnh tốc độ máy khoan
b Sử dụng hệ thống điện
c Điều khiển bước tiến
Lắp con nêm vào lỗ ngang của trục chính máy khoan
Tay trái giữ bầu cặp hoặc mũi khoan, song đẩy con nêm lên trên hoặc dùng búa đóng vào đầu con nêm để đẩy đuôi côn của bầu cặp hoặc đuôi côn của mũi khoan
ra khỏi lỗ côn của trục máy khoan
Trên máy khoan bàn thì thay đổi vị trí của dây đai sang bậc tương ứng của puly Trên máy khoan đứng có hộp tốc độ thì điều chỉnh tay gạt sang vị trí tương ứng theo bảng chỉ dẫn có sẵn trên máy
- Mở máy: Với máy khoan đứng ta đóng cầu dao điện 3 pha, bật công tắc áptômát và bấm nút đen trên bảng nút bấm
- Tắt máy: Bấm nút đỏ trên bảng nút bấm, ngắt công tắc áptômát và ngắt cầu dao điện 3 pha
Trục chính của máy khoan có chuyển động quay nhờ động cơ điện, chuyển động tiến xuống để thực hiện cắt gọt kim loại bằng tay nhờ tay quay
Trên máy khoan đứng còn có chuyển động tiến xuống tự động
Trang 6VI KHOAN LỖ THEO VẠCH DẤU
1 Vạch dấu
2 Gá kẹp phôi
3 Trình tự khoan lỗ
3.1 Khoan lỗ mồi φ6
Dùng thước lá, mũi vạch kẻ 3 đường chéo để xác định tâm
Quay hai vòng tròn kiểm tra là φ6 và
φ14
Chấm dấu hai vòng tròn φ6, φ14 và đóng dấu tâm lỗ khoan
Gá phôi giữa êtô, mặt đầu của phôi cao hơn mặt êtô từ 1mm đến 2mm và song song với bàn máy sau đó đặt êtô khoan lên bàn máy
Lực kẹp chắc chắn tránh để phôi thay đổi vị trí trong quá trình khoan
Chọn tốc độ vòng quay của trục chính n
= 500v/p
Điều chỉnh tâm lỗ định khoan đúng với đầu nhọn mũi khoan φ6
Mở máy khoan thử cho mũi khoan cắt sâu vào kim loại từ 0,5 đến 1mm
Tắt máy kiểm tra vòng tròn vừa khoan thử với vòng tròn vạch dấu φ6, nếu vòng tròn vừa khoan thử nằm cân xứng với vòng tròn vạch dấu φ6 thì vị trí tâm mũi khoan đúng với tâm lỗ cần khoan
Mở máy tiến hành khoan sâu đến khi hết chiều dày phôi
Quá trình khoan phải thường xuyên tưới nước làm nguội
3.2 Khoan lỗ mở rộng φ13,6 Chọn tốc độ vòng quay của trục chính n
= 250v/p
6
s n A
s n
Trang 7TRÌNH TỰ THỰC HIỆN HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN
Điều chỉnh tâm lỗ khoan φ6 đúng với tâm mũi khoan φ13,6
Phương pháp khoan, kiểm tra lỗ mở rộng φ13,6 tương tự như khoan lỗ mồi φ6 Quá trình khoan phải thường xuyên tưới nước làm nguội
4 Kiểm tra
Tháo phôi ra khỏi êtô, lau sạch phôi
và dụng cụ kiểm tra
Dùng thước cặp đo kích thước từ mép lỗ khoan đến các mặt xung quanh để xác định độ lệch của lỗ khoan
Lắp lỗ vừa khoan vào trục kiểm đặt lên khối D, dùng êke 90° kiểm tra xác định
độ vuông góc của lỗ khoan so với mặt đầu của phôi
Quan sát xác định độ nhẵn bóng thành
lỗ khoan
V MỘT SỐ DẠNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH PHÒNG NGỪA
1 Lỗ khoan xiên hoặc lệch
Nguyên nhân: Gá phôi mặt 2 không song song với bàn máy, điều chỉnh tâm lỗ khoan
không trùng với tâm mũi khoan hoặc vạch dấu xác định tâm lỗ khoan sai, đóng dấu tâm nhỏ hoặc không chính xác
Cách phòng ngừa: Vạch dấu tâm xong phải kiểm tra lại, rà gá phôi cẩn thận và
khoan thử kiểm tra chính xác mới tiến hành khoan lỗ suốt
2 Độ nhám thành lỗ không đạt
Nguyên nhân: Không tưới nước làm nguội, lực ấn mạnh trong quá trình khoan và
lưỡi cắt chính mũi khoan mẻ
Cách phòng ngừa: Thường xuyên tưới nước làm nguội, lực ấn nhẹ trong quá trình
khoan và kiểm tra mũi khoan trước khi khoan
VI QUY TẮC AN TOÀN KHI KHOAN KIM LOẠI
1 Trước khi vận hành máy khoan phải kiểm tra tiếp địa, cách điện của máy và dầu
mỡ bôi trơn
2 Khi khoan phải có trang bị bảo hộ lao động đầy đủ, tay áo cài khuy cẩn thận và
nữ tóc dài phải quấn gọn trong mũ
3 Phôi phải được kẹp chặt trước khi khoan và không khoan khi lưỡi cắt của mũi khoan cùn hoặc mẻ
Trôc kiÓm tra
Ph«i ®ai èc
Khèi D
£ke 90°
Trang 84 Quá trình khoan không cúi sát đầu gần mũi khoan để tránh phoi bắn vào mắt, không thổi phoi, không dùng tay gạt phoi
5 Khi máy khoan đang chạy không thay đổi tốc độ, không dùng tay giữ bầu cặp và giữ trục chính máy khoan
6 Khi làm việc trên máy khoan không đeo gang tay, không dùng giẻ bọc để giữ phôi khi khoan
Câu hỏi
1 Mục đích của công việc khoan kim loại là gì? Nêu cấu tạo, phân loại và vật liệu chế tạo mũi khoan ruột gà?
2 Nêu các yếu tố cắt gọt khi khoan?
3 Trình bày thao tác sử dụng máy khoan? Quy tắc an toàn khi khoan?
4 Hãy nêu trình tự các bước khoan lỗ theo vạch dấu? Cho biết các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng ngừa?
8