H ồ Th ị Thu Nga - ðHBK 1- BẢN CHẤT 2- ĐẶC ĐIỂM GIA CÔNG TINH BẰNG BIẾN DẠNG DẺO 3- CHẤT LƯỢNG ĐẠT ĐƯỢC SAU GIA CÔNG Tài liệu tham khảo: “Cơng nghệCTM”, Trần Vă ðịch, trang 334 I- BẢN CH
Trang 1GIA CƠNG TINH B Ằ NG BI Ế N
TS H ồ Th ị Thu Nga - ðHBK
1- BẢN CHẤT 2- ĐẶC ĐIỂM GIA CÔNG TINH BẰNG BIẾN DẠNG DẺO
3- CHẤT LƯỢNG ĐẠT ĐƯỢC SAU GIA CÔNG
(Tài liệu tham khảo: “Cơng nghệCTM”, Trần Vă
ðịch, trang 334)
I- BẢN CHẤT
• Lăn ép là một phương pháp gia cơng tinh
(kết thúc) nhằm làm cứng bề mặt chi tiết
gia cơng bằng phương pháp biến dạng
dẻo bề mặt
• Dưới áp lực của dụng cụ có độ cứng cao
hơn độ cứng của vật liệu gia công, các
nhấp nhô của bề mặt gia công bị biến
Trang 2Ớ Biế n d ạ ng d ẻ o b ề m ặ t gia công ựượ c th ự c hi ệ n nh ờ
áp l ự c tác d ụ ng c ủ a d ụ ng c ụ l ă n ép nh ẵ n bóng (burnisher) có b ề m ặ t làm vi ệ c d ạ ng tròn.
Ớ Trong quá trình lă n ép, ựộ nhám b ề m ặ t do nguyên công gia công c ắ t g ọ t tr ướ c ựể l ạ i s ẽ ựượ c làm
ph ẳ ng và cùng ựộ cao (level), b ề m ặ t gia công yêu
c ầ u ph ả i nh ẵ n bóng nh ư g ươ ng
Profile b ề m ặ t ựượ c gia công b ằ ng các
pp khác nhau (Ra = 0.1 ộ m)
1 Mài
2 đánh bóng
3 Mài siêu tinh
4 Lăn ép
Vắ d ụ : Các d ạ ng b ề m ặ t ựượ c l ă n ép
Trang 3Các ph ươ ng pháp l ă n ép
• L ă n ép b ằ ng con l ă n ho ặ c bi v ớ i chuy ể n
độ ng quay c ưỡ ng b ứ c c ủ a phơi
• L ă n ép gi ữ a các con l ă n v ớ i chuy ể n độ ng
quay c ưỡ ng b ứ c c ủ a các con l ă n
• Chà sát b ằ ng m ũ i kim c ươ ng ho ặ c h ợ p
kim c ứ ng.
• Nong l ỗ b ằ ng bi ho ặ c chày nong
• L ă n ép c ứ ng, l ă n ép đ àn h ồ i (LER)
II- ĐẶC ĐIỂM GIA CÔNG TINH BẰNG BIẾN DẠNG DẺO
• Phương pháp gia công được sử dụng rộng rãi và có hiệu qủa nhất khi dùng phương pháp lăn ép bằng con lăn hoặc bi.
• Dùng gia công mặt ngoài, mặt phẳng, mặt lỗ, mặt định hình v.v.
• Các yếu tố ảnh hưởng đến mọi chỉ tiêu cơ bản của chất lượng gia công là ứng suất pháp và ứng suất cắt ở vùng b/dạng cũng như tỷ lệ của chúng.
• Quá trình san phẳng các nhấp nhô xảy ra không phải nhờ hiện tượng xô trượt kim loại theo hướng tiến dao dưới tác dụng của P t mà nhờ hiện tượng dát rộng kim loại dưới tác dụng của P k
• Tỷ lệ P t /P k tuỳ thuộc góc α- góc tiếp xúc của dụng cụ và nhấp nhô ban đầu.
• Khi lăn ép có P t = 0 – lăn ép không có chạy dao dọc sẽ có độ nhẵn cao nhất khi P t /P k⇒min có thể đạt Ra = 0.02 – 0,01.
Trang 4• Lăn ép bằng các dụng cụ đàn hồi sau lăn ép hình
dáng chi tiết không đổi – không sửa được sai số
hình dáng Khi đó đường kính chi tiết giảm đi một
lượng: (khi trước g/công bề mặt phải đạt Ra <=
2.5):
∆∆∆∆d = k ( R bđ – Rz )
Rbd: chiều cao nhấp nhơ ban đầu
• Lăn ép bằng dụng cụ không đàn hồi – sửa được
hình dáng nhưng phải thỏa mãn theo điều kiện:
• ∆∆∆∆d >= (δδδδ-δδδδ’ ) hoặc (δδδδ-δδδδ’ ) <= k ( R bđ - Rz ).
δ : dung sai phơi trước khi lăn ép (µ m)
δ ’ : dung sai chi tiết sau khi lăn ép (µ m)
III- CHẤT LƯỢNG ĐẠT ĐƯỢC SAU GIA CÔNG
a- Về hình dạng • Lăn ép bằng dụng cụ đàn hồi thì không thay đổi
• Lăn ép bằng dụng cụ không đàn hồi sẽ làm giảm độ
sóng ban đầu và sinh ra sóng mới nguyên nhân là do:
- Độ đảo của con lăn.
- Vật liệu cứng không đều.
- Bán kính cong của con lăn không đều.
- Độ nhẵn ban đầu không đều.
- Bước tiến dọc không đều.
- Hệ thống công nghệ kém cứng vững
• Để giảm độ sóng khi lăn bằng con lăn đĩa ngoài việc
giảm độ đảo hướng trục thì nên chọn đ/kính con lăn và phôi là bội số của nhau.
b- Về độ sóng
c- ðộ nhẵn
• Độ nhẵn theo hướng ngang cao hơn hướng dọc.
• Tỷ lệ chiều dài sóng so với chiều cao sóng lớn hơn khi
gia công bằng các phương pháp gia công cắt gọt.
• Độ nhẵn đạt Ra = 0.63 – 0.32µ m với S >= 0.5
mm/vòng
d- Hình dáng nhấp nhô
Các nhấp nhô có bán kính đỉnh r lớn, còn góc dốcββββ
nhỏ
Trị số của r vàø ββββphụ thuộc đường kính bi, bán kính
con lăn đĩa, bán kính góc lươn con lăn côn.
Tỷ lệ r/Rzmax rất lớn và nó đặc trưng cho diện tích
tiếp xúc thực
Lăn ép rung có thể điều chỉnh số hành trình kép và
biên độ của bi nên sẽ thay đổi được hình dáng nhấp
nhô.
• Nâng cao rất nhiều tính chất cơ lý của bề mặt
(Cấu trúc, độ cứng ứng suất v.v )
• Lực quá lớn dẫn tới biến cứng quá độ làm xấu
tính sử dụng của chi tiết vì vậy cần chọn thông số dụng cụ và chế độ làm việc tối ưu
• Nhìn chung khả năng của phương pháp này có
thể đạt đến cấp chính xác 6 hoặc 7, Ra = 0,1 – 0,05 nếu Ra ban đầu <=0,4
• Lượng chạy dao ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt,
•e- Chiều của vết gia công
• Cũng giống như gia công bằng cắt gọt, trừ khi lăn ép
rung f- Tính cơ lý lớp bề mặt
Trang 5• Lăn ép mặt phẳng: Dùng trên máy phay và có các
chuyển động như khi phay dùng dao phay mặt đầu
• Lăn ép nhiều bi ly tâm: Thường dùng gia công mặt
tròn ngoài
• Lăn ép nhiều bi không ly tâm: thường dùng gia công
mặt tròn trong
• Lăn ép nhiều bi không ly tâm các lỗ có kích thước
lớn
• Bi, con lăn được làm từ thép hợp kim hoặc thép dụng
cụ được tơi đạt độ cứng 60 – 65 HRC, đơi khi bề mặt
con lăn được mạ Crome hoặc thấm N
•IV- DỤNG CỤ DÙNG ĐỂ GIA CÔNG
1- Lăn ép bằng con lăn hoặc bi: có thể gia công được
mặt phẳng, mặt tròn trong và ngoài, các góc lượn…
a- Lăn ép bằng một con lăn
b- Lăn ép bằng bi: con lăn quay tự do trong rãnh và ép lên
mặt gia cơng với lực đàn hồi bằng lị xo hoặc lực cố định
Lăn ép bằng con lăn.
a Lăn ép mặt phẳng
b ng nhiều bi
b Lăn ép mặt trụngồi
b ng nhiều bi
D ụ ng c ụ l ă n ép b ằ ng con l ă n
D ụ ng c ụ l ă n ép l ỗ cơn
Trang 62- Lăn ép giữa các con lăn.
• Lăn ép bằng một con lăn được dùng khá phổ biến nhưng có nhược điểm là lực tác dụng hướng kính từ một phía, nên hệ thống công nghệ – nhất là chi tiết gia công cần phải có độ cứng vững Để khắc phục người ta dùng p/pháp lăn ép nhiều con lăn ( lăn ép giữa các con lăn)
•
3- Chà bằng mũi kim cương hoặc hợp kim cứng:
Được dùng khi các phương pháp lăn ép nêu trên khó thực hiện Phương pháp này thường dùng gia công mặt trụ và mặt đầu
•
Sơ đồ lực tác dụng khi lăn ép bằng nhiều
con lăn.
Lăn ép bằng hai con lăn.
1- Vít đ/chỉnh áp lực 2- Oáng bọc
3- Đồng hồ so 4- Mũi kim cương 5- Chi tiết gia công 6- Oáng giữ dụng cụ 7- Thân.
Chà sát bằng mũi kim cương
Cĩ th ể th ự c hi ệ n trên máy
ti ệ n
Trang 7• Thường dùng gia công lỗ có đường kính
nhỏ, khi gia công có thể đạt CCX7-8, Ra =
0,8 – 0,4 tuỳ thuộc việc chọn kết cấu chày,
lượng dư và chế độ ép
•4- Nong lỗ bằng bi hoặc chày nong.
a- Nong lỗ bằng bi:
b- Nong lỗ bằng chày nong một nấc
Nong lỗ bằng bi
Gia công lỗ thông.
Có thể thực hiện bằng tay hoặc máy khá đơn giản.
Độ thẳng tâm của lỗ sau khi gia công kém nên thường dùng gia công lỗ ngắn.
Lỗ sau khi gia công đạt CCX7, Ra = 0,2 – 0,1khi bi có độ chính xác cấp 6
Thường có ba loại :
• Chày nong nhiều nấc tổ hợp cả lưỡi cắt và vòng nong.
• Chày nong nhiều nấc liền khối.
• Chày nong ghép các vòng nong: đượ c chia làm 3 lo ạ i
– - vịng nong ép, vịng nong s ử a ch ỉ nh và vịng nong
k t thúc
• Chày nong kéo cũng tương tự như chày nong đẩy
nhưng ít chịu lực uốn hơn
c- Nong lỗ bằng chày nong nhiều nấc
Trang 8Các loại chày nong.
a Chày nong nhi ề u n ấ c t ổ
h ợ p
b Chày nong nhi ề u n ấ c
li ề n kh ố i
c Chày nong nhi ề u n ấ c
ghép t ừ các vịng nong
1,2,….9, 10: các vịng
nong
Ví d ụ l ă n ép l ỗ
3 l ỗ Φ 60.35 mm sau khi
l ă n ép đạ t dung sai ± 0,02mm, Ra = 0,38 µ m
