Bài Giảng Dụng Cụ Cắt Quay

Để hiểu rõ về kết cấu dao, mảnh dao và cách sử dụng của các loại dụng cụ cắt nói trên, sau đây sẽ nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về các loại dao phay, các kiểu mũi khoan và các dụng cụ gia c

PhÇn iv dông cô c¾t quay

H×nh 4.1 : Mét sè lo¹i dông cô c¾t quay tiªu biÓu dïng trªn m¸y CNC

Dụng cụ cắt quay rất đa dạng về chủng loại như : dao phay, mũi khoan, dao khoét, doa, tarô nhưng trong phạm vi của đề tài chỉ đi vào tìm hiểu một số loại dao phay, mũi khoan và dao doa được sử dụng trên các máy CNC Nói chung các loai dao này phần lớn

được chế tạo có kết cấu ghép mảnh hợp kim cứng, một số mũi khoan cỡ nhỏ, mũi tarô, dao phay ngón cỡ nhỏ thì được chế tạo liền khối nhưng cũng được phủ bề mặt để nâng cao hiệu quả cắt gọt Hình 3.1 là một số minh hoạ về các loại dao phay , mũi khoan sử dụng trên máy

điều khiển số CNC

Để hiểu rõ về kết cấu dao, mảnh dao và cách sử dụng của các loại dụng cụ cắt nói trên, sau đây sẽ nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về các loại dao phay, các kiểu mũi khoan và các dụng cụ gia công lỗ sử dụng cho các máy phay và các trung tâm gia công phay CNC

4.1.dao phay

Dao phay là loại dụng cụ cắt quay được dùng để gia công rất nhiều các bề mặt khác nhau, vì vậy mà nó là loại dụng cụ chiếm một tỷ lệ lớn trong số các dụng cụ cắt quay.Dao phay sử dụng trên các máy công cụ thông thường có thể gia công được các mặt phẳng , mặt trụ, rãnh , rãnh then ,các mặt định hình Khi sử dụng trên máy phay CNC, trung tâm gia công CNC thì nó có thể gia công được nhiều bề mặt phức tạp hơn(các bề mặt 3d như cánh tua-bin), với những máy có tốc độ trục chính lớn có thể sử dụng được các dao phay ngón rất bé(tới 0,3mm) để phay được các rãnh rất hẹp Quan trọng hơn là khi sử dụng trên máy CNC kết hợp với hệ thống thay dao tự động đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian phụ dao và có thể gia công được hầu hết các bề mặt trên một máy

Dao phay có rất nhiều kiểu loại khác nhau và cũng có nhiều tiêu chuẩn để phân loại dao phay khác nhau

-Theo kết cấu của răng dao có thể phân ra làm dao phay răng nhọn và dao phay hớt lưng

-Theo cách phân bố răng dao so với trục dao có các loại : dao phay trụ, dao phay mặt

đầu , dao phay định hình

-Theo dạng răng : dao phay răng thẳng, dao phay răng nghiêng, dao phay răng xoắn -Theo kết cấu dao :dao phay răng liền và dao phay răng chắp

-Theo phương pháp kẹp dao : dao phay trụ ngang, dao phay trụ đứng

Nhưng trong đề tài này, với mục đích là sau khi nghiên cứu có thể chọn được dao đẻ gia cong những bề mặt yêu cầu trước nên se phân loại dao phay theo khả năng gia công được những bề mặt của dao, theo cách phân lạoi này có : dao phay mặt phẳng, dao phay mặt trụ, dao phay rãnh, dao phay mặt cong có đường sinh thẳng, dao phay mặt 3d phắc tạp Như vậy

có trường hợp một dao phay vừa có mặt trong nhóm này lại có mặt trong nhóm khác như dao

phay mặt phẳng khi sử dụng trên máy CNC cũng có thể phay được mặt trụ, dao phay đĩa phay rãnh cũng có thể sử dụng phay mặt phẳng Ngoài ra người ta còn chế tạo một nhóm dao phay chuyên dùng trong công nghiệp chế tạo ôtô, máy nổ, nhóm dao này cũng rất được phát triển do sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô

Trong các dao phay ghép mảnh dùng trên máy điều khiển số CNC tuỳ theo số lượng mảnh dao(số răng dao) bố trí trên một chu vi của dao mà người ta lại phân chúng ra làm 3 loại dao phay :

-Dao răng thưa : dùng cho phay thô và trong những trường hợp phần công-xôn của dao lớn

- Dao phay có số răng kín bình thường : sử dụng phổ biến trong các trường hợp gia công thông thường,đây là loại dao được dùng phổ biến nhất

- Dao có số răng rất kín : loại này ưu tiên dùng khi gia công gang và thép chịu nhiệt

Tuỳ từng kiểu dao mà việc đánh giá số lượng răng dao thưa hay kín có khác nhau, nhưng thông thường sự đánh giá đó được tiêu chuẩn hoá và được nhiều nhà sản xuất áp dụng tiêu chuẩn đó Ví dụ cách đánh giá theo tiêu chuẩn ISO đối với dao phay mặt đầu:

Bảng 4.1 : Phân loại dao phay mặt đầu theo số răng dao

Để nâng cao hiệu quả của vật liệu phần cắt thì phần cắt của các loại dao phay đều được phủ

bề mặt bằng các vật liệu như Cácbít Titan, các bít tantan , nhôm ôxít, cácbít bo

Vì đa số dao có kết cấu ghép mảnh nên trước khi tìm hiểu kết cấu của dao phay sẽ tìm hiểu về kết cấu , kí mã hiệu và phạm vi ứng dụng của các mảnh dao phay Sau đó sẽ lần lượt tìm hiểu kĩ về kí mã hiệu ,kết cấu của một số loại dao phay theo cách phân loại đã nêu trên

(mm) Thưa Kín Rất kín

4.1.1 Mảnh dao phay.

Nói chung so với mảnh dao tiện đã nghiên cứu thì mảnh dao phay cũng có cấu tạo về cơ bản giống với các mảnh dao tiện, sự giống nhau thể hiện trên cơ sở thông số hình học của phần cắt và các kí hiệu các thông số đó Nhưng do đặc điểm gia công có khác so với dao tiện : khi cắt có nhiều lưỡi cắt đồng thời tham gia cắt, chiều dày lớp cắt thay đổi gây rung động trong quá trình cắt nên về mặt kêt cấu các mảnh dao phay sẽ có những thay đổi đối với mảnh tiện

Để dễ dàng chọn được loại mảnh dao hợp lý cho từng loại dao khi sử dụng dao phay, các mảnh dao phay cũng được kí hiệu theo tiêu chuẩn Cách kí hiệu đó cũng gần như kí hiệu mảnh tiện, các kí hiệu về giá trị góc sau, kích thước mảnh, hướng làm việc cũng có giá trị như các mảnh dao tiện Cụ thể về kí hiệu mảnh dao phay như sơ đồ hình 4.3

Từ cách kí hiệu mảnh dao ta thấy nếu tổ hợp lại sẽ có rất nhiều mảnh dao với hình dáng và thông số hình học khác nhau và ta có thể chọn bất cứ loại mảnh dao có hình dáng và thông số ình học mong muốn Nhưng thông thường thì với mỗi loại hình dáng mảnh chỉ sử dụng những thông số hình học phù hợp nhất định Các mảnh có lưỡi cắt thẳng sử dụng cho

Hình 4.2 : Các mảnh sử dụng cho dao phay

các dao phay mặt phẳng thì chỉ dùng góc sau >7P

o

P, góc sau =3P

o P

, 5P o

P sử dụng cho các mảnh tròn , góc sau =0P

o

P dùng cho các mảnh dao có lưỡi cắt thẳng ghép vào dao gia công lỗ chuyên dụng

Hình 4.3: Sơ đồ kí hiệu mảnh dao phay

Về hình dáng mảnh dao, mảnh dao phay sử dụng nhiều mảnh có hình dáng phong phú hơn mảnh tiện(như các mảnh 6 cạnh đều, 8 cạnh đều), đặc biệt với các dao phay mũi cầu thì lưỡi cắt của mảnh thường có biên dạng phức tạp Điều này cũng phù hợp với sự đa dạng về kết cấu phần thân của các loại dao khác nhau

Từ cách kí hiệu trên đây cũng cho thấy một điểm khác nữa giữa mản dao phay và mảnh dao tiện là : khi sử dụng mảnh dao tiện thì góc nghiêng chính do dao quy định và một mảnh dao có thể lắp vào những đầu dao khác nhau để tạo ra những góc nghiêng khác nhau, nhưng với mỗi mảnh dao phay lại chỉ dùng cho những dao phay có góc nghiêng chính đã

được xác định khi chế tạo mảnh Ví dụ cùng là mảnh hình vuông nhưng có mảnh được chế tạo cho dao có góc ăn dao là 45P

o

P, có mảnh lại chế tạo cho dao có góc ăn dao là 10P

o

P, 90P o P

Và không thể dùng mảnh này lắp vào dao kia được mặc dù chúng đều là mảnh hình vuông

Về thông số hình học phần cắt mảnh dao phay cũng có cấu tạo như các loại mảnh dao khác, các mảnh dao dùng cho gia công thô thì phần cạnh vát âm trên lưỡi cắt dài và rãnh lõm

bẻ phoi không sâu : cấu tạo này nhằm tăng bền cho lưỡi cắt và phần vát âm này cũng đóng vai trò bẻ phoi do tạo lực nén lên phoi , các mảnh gia công bán tinh phần vát âm nhỏ hơn và rãnh bẻ phoi lớn hơn ,đến mảnh dao dùng gia công tinh thì phần vát âm không có và rãnh bẻ phoi rất lõm(bán kính cung lõm nhỏ) do phoi khi gia công tinh khó bị gãy hơn

Khi phay các vật liệu khó gia công như nhôm thì kết cấu bẻ phoi cần có cấu tạo đặc biệt hơn, thông thường không sử dụng các rãnh lõm là cung tròn mà sử dụng rãnh gấp khúc

đột ngột hay nhiều rãnh lõm liên tiếp nhau để bẻ phoi được tốt hơn

Hình 4 5 : Kết cấu bẻ phoi cho các mảnh dùng gia công nhôm

Trên các mảnh dao phay bao giờ cũng có một đoạn chuyển tiếp giữa 2 lưỡi cắt kề nhau, đoạn chuyển tiếp này có thể là đoạn vát thẳng hoặc là một cung tròn nối tiếp(trên mảnh dao tiện thì giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ thường là cung tròn chuyển tiếp đó

Hình 4.4 : Cấu tạo phần cắt của các mảnh dao

chính là bán kính mũi dao) Đoạn chuyển tiếp này có tác dụng tăng bền cho lưỡi cắt của mảnh, đôi khi nó cũng đóng vai trò là một lưỡi cắt phụ

4.1.2.Dao phay mặt phẳng

Trong khi phay mặt phẳng bằng các dao cụ cổ điển thì dao phay trụ vẫn hay được sử dụng, thì khi sử dụng dao ghép mảnh trên máy CNC lại chỉ phát triển mạnh các loại dao phay mặt đầu để gia công mặt phẳng Vì việc sử dụng dao mặt đầu có nhiều ưu điểm và thuận lợi ,đặc biệt là khi dùng dao răng ghép mảnh, cụ thể là :

-Việc ghép mảnh trên dao phay trụ sẽ khó khăn hơn việc ghép mảnh trên các dao phay mặt đầu

-Trên các máy CNC vì áp dụng phương pháp thay dao tự động nên các dao chỉ lắp công-xôn trên trục chính ,vì vậy nếu dùng dao phay trụ sẽ làm yếu dao khi phần công-xôn dài

-Khi dùng dao phay mặt đầu cho phép sử dụng dao có đường kính lớn để gia công những mặt có kích thước lớn như vậy sẽ làm tăng năng suất gia công

-Độ cứng vững của dao phay mặt đầu cao tạo điều kiện để nâng cao được chế độ cắt -Số lưỡi cắt đồng thời tham gia cắt lớn nên năng suất gia công cao,

-Dễ dàng thay răng dao,không phải tiến hành quá trình mài lại phức tạp

-Có thể gia công đồng thời nhiều bề mặt bằng nhiều dao ghép với nhau

Có nhiều loại dao phay mặt phẳng khác nhau nhưng 3 loại dao được dùng phổ biến nhất là dao có góc nghiêng chính bằng 0P

P(mảnh dao hình vuông hoặc hình chữ nhật)

Hình 4 6 : Một số kiểu dao phay mặt phẳng

Các dao có góc nghiêng chính 90P

o

P có thể ăn dao theo phương hướng kính hay ăn dao chiều trục hoặc hỗn hợp, khi ăn dao hỗn hợp thì cả 2 lưỡi cắt đều làm việc vì vậy lúc này cần

Hình 4.7 : Kí hiệu dao phay mặt đầu

quan tâm đến lực cắt cho phép.Còn các dao phay có góc nghiêng chính 45P

o

Pvà 0P o

P thì chỉ một lưỡi cắt làm việc, thường là lưỡi cắt phía ngoài

Phần thân dao được thiết kế với độ cứng vững rất cao và thường có 3 kiểu thân dao là : -Kiểu dao với cán dao hình trụ dài, loại này dùng cho các dao phay có đường kính nhỏ Vì vậy dao được nối với chuôi côn(để có thể thay dao nhanh) nhờ ống kẹp đàn hồi

-Kiểu dao không có cán dao liền, có lỗ để lắp trục dao : loại này được

định vị với cán dao nhờ lỗ trụ và mặt đầu, truyền lực nhờ rãnh then bố trí vuông góc với trục dao Lực kẹp nhờ bu_lông bắt từ mặt đầu dao vào trục dao

-Kiểu dao không có cán liền ,không có rãnh then truyền lực : vì không

có rãnh then nên lực truyền từ cán dao đến đầu dao nhờ lực xiết khi lắp đầu dao vào cán dao

Các loại dao phay mạt phẳng đã được tiêu chuẩn hoá và kí hiệu thống nhất để dễ dàng cho việc sử dụng Cụ thể cách kí hiệu của hãng Sanvik như sau : -Chữ cái đầu tiên chỉ hướng làm việc của dao phay : R là dao làm việc hướng phải, L là dao làm việc theo hướng trái

-Chữ số tiếp theo(2,3,4 ) là chỉ thế hệ dụng cụ cắt được chế tạo ra, thế hệ thứ 3 được phát triển từ thế hệ thứ 2 với những cải tiến cho dao cụ

-2 chữ số tiếp theo chỉ góc nghiêng chính(góc ăn dao của dao cụ)

Ví dụ : R245, R345 đều là dao phay mặt phẳng làm viaệc theo hướng phải, có góc ăn dao là 45P

o

P,nhưng dao R345 là loại được cải tiến từ loại R245.Tương tự sau khi có các kiểu dao phay mặt phẳng R200, R290 , R265 thì chúng đã được cải tiến với các mẫu mới là R300, R390 , R365

Như đã nói ở trên, trong mục này ta nghiên cứu về các dao phay mặt phẳng, nhưng những loại dao này ngoài gia công mặt phẳng chúng còn có thể gia công được nhiều loại bề mặt khác tuỳ từng kiểu dao Ví dụ như dao vai vuông(có góc ăn dao 90P

o

P) ngoài gia công mặt

phẳng chúng còn có thể gia công được bề mặt lỗ trụ, rãnh then Vì vậy sau đây ta sẽ tìm hiểu

kĩ hơn về 3 kiểu dao phay mặt phẳng điển hình là dao vai vuông, dao có góc ăn dao 45P

o

P và dao có lưỡi cắt tròn

-Dao vai vuông-kiểu dao CoroMill 290(hoặc 390) : Loại dao này sử dụng mảnh vuông, ghép mảnh vào thân dao tạo góc nghiêng chính 90P

o

P, vì vậy mục đích chính là dùng gia công các mặt phẳng bậc, mặt trụ bậc.Cũng có thể sử dụng như một dao phay rãnh, phay mặt phẳng khi cần thiết

Dc

ap

dmBkw

Khi chọn dao phay vai vuông để gia công cần chú ý đến các kích thước của chúng, các kích thước này đã được tiêu chuẩn hoá trong kí hiệu, thông thường là các kích thước chính như : đường kính danh nghĩa của dao, đường kính cán dao(dao cán trụ) hay lỗ lắp ghép(dao không có cán trụ), kích thước mảnh dao sử dụng Các thông số cụ thể tra trong bảng của nhà sản xuất như bảng 4.2 trích một số loại dao của hãng Sandvik

Bảng 4.2 : Kí hiệu và thông số của một số loại dao phay mặt phẳng ϕ=90P

o

P

Hình 4.9 : Một số khả năng gia công của dao R290(ϕ=90P

Loại răng kín /số răng

Dc

mm

l1 m

m

l2 m

m R290-125Q40-

15L

6 15M

8 15H

6 15H

R290-100V80-1

0

0 12,7 15

-Dao có ϕϕϕϕ=45P

o

P

chuyên dùng để gia công mặt phẳng và thích hợp ở điều kiện gia công thô hoặc bán tinh.Không nên dùng dao R245 để gia công rãnh hay gia công lỗ trụ như dao R290 bởi vì thông số hình học của dao không thích hợp cho việc gia công những bề mặt đó

Các dao vát mép thường chỉ sử dụng dao cán trụ và có đường kính nhỏ, trên dao chỉ

sử dụng 1 hoặc 3 mảnh dao

Khi sử dụng cần chú ý là : các dao R245 răng thưa dùng khi phần công xôn cần dài hoặc khi công suất máy nhỏ, dao 245 răng vừa dùng cho gia công thông thường và dao răng khít dùng cho gia công gang và hợp kim chịu nhiệt.Dao sử dụng được trên các trung tâm gia công ,các máy phay cỡ nhỏ.Các vật liệu có thể gia công được là : thép, thép không gỉ,gang, nhôm, hợp kim đồng và hợp kim titan

Về mặt kết cấu, loại dao này chỉ có hai kiểu dao thông dụng là kiểu dao cán trụ dài và kiểu dao lắp với cán bằng bulông kẹp,truyền lực bằng then Vì mục đích sử dụng chính là trong các điều kiện gia công khốc liệt hơn so với loại dao vai vuông nên loại này không sử dụng kiểu truyền lực bằng lực kẹp của bu-lông kẹp Các kí mã hiệu của dao cũng như dao R290

p

3 3

d

a

DDc

o

Các kích thước của loại dao này cũng được tiêu chuẩn hoá và các kích thước cơ bản cũng tương đương với dao vai vuông Khi sử dụng cần tra các kích thước theo bảng như trích dẫn trong bảng 4.3

Bảng 4.3 : Kích thước của dao phay mặt đầu R245

Loại răng thưa

/ số răng

Loại răng kín /số răng

Loại răng kín /số răng

m R245-080Q27-

12L

4 12M

6 12H

R245-050A32-12L

3 12M

-Dai mảnh tròn CoroMill200(hoặc 300) : Dao dùng mảnh tròn, phần thân được thiết

kế rất cững vững, sử dụng không chỉ cho gia công mặt phẳng mà còn gia công nhiều bề mặt khác có thể dung dao này như : gia công hốc trụ, hốc chữ nhật, các mặt dốc, mặt

Hình 4.10 : Kết cấu ao phay mặt đầu có ϕ=45P

cong(3D).Với nhóm dao này thì có đủ các loại dao với các loại mảnh khác nhau dùng để gia công tất cả các vật liệu, các điều kiện gia công khác nhau và thích hợp với hầu hết các loại máy có trục chính mang dao quay Các dao có đường kính nhỏ(25mm đến 50mm) có cấu tạo thân hình trụ dài(từ 150mm đến 240mm, còn được gọi là dao thân trụ), đoạn đầu côn ít, các dao lớn hơn cấu tạo kiểu đầu dao dùng ghép nối với môđul thân dao bằng bu-lông kẹp và truyền lực nhờ lực kẹp hoặc nhờ then

Bkw dm

az

Dc D3

ap az

dm

Dc D3

ap

Hình 4.11:Dao phay mặt đầu lưỡi cắt tròn

Cũng như dao phay có góc nghiêng 45P

o

P ,đường kính dao phay mảnh tròn được tính trên điểm làm việc xa nhất và gần nhất của lưỡi cắt, kích thước tiêu chuẩn lấy theo kích thước lớn nhất, nhưng kí hiệu thì lại theo kích thước be nhất Các kích thước còn lại được tiêu chuẩn hoá và cho trong sổ tay

Bảng 3.4 : Kích thước của dao phay mặt đầu lưỡi cắt tròn

Loại răng thưa / số

răng

Loại răng kín /số răng

Loại răng kín /số răng

m

az m

m R200-088Q32-

12L

4 12M

R200-034A32-16L

3 16M

Qua hình 4.12 ta thấy được tính đa năng của dao phay mảnh tròn, mặc dù được xếp loại vào nhóm dao phay mặt phẳng nhưng khi gia công các mặt cong có đường sinh thẳng, gia công các cung tròn nối tiếp giữa hai bề mặt thì chúng vẫn là loại dao cho năng suất gia công cao hơn các loại khác và vẫn ưu tiên sử dụng

UKết luận :U Qua những tìm hiểu về một số loại dao gia công mặt phẳng và các khả năng khác của chúng ngoài khả năng gia công mặt phẳng ta thấy rằng :

Hình 4.12 : Một số khả năng gia công của dao phay mặt đầu

- Khi gia công mặt phẳng, điều kiện gia công khó khăn , gia công thô đến gia công bán tinh thì nên chọn dao có mã hiệu R245(R345) hoặc dao R200(R300), nhưng ưu tiên dao R245 hơn cả

-Trong trường hợp gia công thô bề mặt nằm sâu trong lòng chi tiết(như mặt trong của

đáy hộp) thì chọn dao R245 có cán trụ, loại có ít răng nhất có thể

-Khi gia công các mặt phẳng có bậc, các mặt trụ có bậc và trường hợp gia công tinh các măt phẳng thì nên chọn dao R290

-Trường hợp gia công các mặt cong, các bậc có góc lượn là cung tròn thì chỉ được dùng dao có gắn mảnh tròn

4.1.3.Dao phay rãnh, dao phay cắt đứt

Dao phay rãnh và phay cắt đứt sử dung trên các máy CNC bao gồm 2 nhóm dao chính

là :

-Các dao phay đĩa : thường được sử dụng để gia công các rãnh hở, phay then bán nguyệt , gia công các rãnh trụ Cũng có thể sử dụng dao phay đĩa như một dao phay mặt

phẳng để phay các mặt phẳng có bề rộng nhỏ Tất cả các dao phay đĩa đều có kết cấu ghép mảnh răng dao

-Dao phay ngón : Là loại dao phay rãnh chuyên dùng, được sử dụng để gia công các loại hốc kín(như hốc chữ nhật, hốc tròn, rãnh then) các loại rãnh hở, ngoài ra chúng còn có loại dao chuyên dùng để vát mép với các góc độ hay dùng :45P

o

P,60P o P

.Với kích thước nhỏ nên nhiều loại dao phay ngón không có kết cấu ghép mảnh răng dao,tuy nhiên đối những dao này phần cắt của chúng vẫn được phủ bề mặt để cải thiện tính năng cắt của vật liệu nền Sau

đây sẽ nghiên cứu chi tiết về kết cấu hai nhóm dao này

4.1.3.1.Dao phay đĩa

Cũng như các dao phay mặt đầu, các dao phay đĩa đều có kết cấu ghép mảnh răng dao Khi gia công bằng các dao phay đĩa sử dụng phương pháp tiến dao hướng kính nên các mảnh dao dùng cho dao phay đĩa chỉ có một hoặc hai lưỡi cắt, sử dụng hai lưỡi cắt trong trường hợp kết cấu ghép mảnh răng dao không ảnh hưởng đến lưỡi cắt dự phòng

Hình 3.13 : Mảnh dao dùng cho dao phay đĩa với 2 lưỡi cắt

C1

Hình 4.14 : Kết cấu dao phay đĩa với cách ghép mảnh so le

Tuỳ theo cách bố trí mảnh dao trên toàn bộ chu vi của dao mà các dao phay rãnh có thể phay đạt kích thước theo 2 hoặc 3 mặt.Đa số mảnh dao được bố trí so le theo chu vi của dao,mỗi răng dao chỉ bố trí một mảnh dao ,2 mảnh liên tiếp nhau đặt lệch nhau theo phương dọc trục(dao có bề rộng bé) hoặc bố trí 2 mảnh dao nằm về 2 phía (đối với dao có bề rộng đủ

lớn).Phần lớn các dao phay rãnh đều thích hợp gia công tất cả các loại vật liệu(thép,thép tôi,inôx,hợp kim chịu nhiệt ,gang đúc và hợp kim nhôm)

Các dao phay đĩa được sử dụng chủ yếu để phay rãnh, khi phay rãnh bằng dao phay

đĩa cho năng suất cao hơn sử dụng dao phay ngón và độ cứng vững của dao cũng cao hơn

Đối với các rãnh hẹp và sâu việc sử dụng dao phay ngón rất khó khăn hoặc không thể được

mà chỉ có thể sử dụng dao phay đĩa có đường kính lớn để gia công

Dao phay đĩa cũng là loại dao được dùng để cắt phôi liệu với độ chính xác và chất lượng mặt cắt cao Khi sử dụng dao phay đĩa ghép mảnh HKC có phủ để cắt thì có thể không cần gia công lại bề mặt cắt

Ngoài khả năng phay rãnh và cắt đứt các dao phay đĩa còn được dùng gia công mặt phẳng và gia công bề mặt trụ trong những trường hợp nhất định Khi phay mặt phẳng bằng dao phay đĩa thì chiều dày cắt và bề rộng mặt phẳng được gia công bị hạn chế do đọ cứng vững của dao theo phương hướng trục kém và dao dễ bị đảo mặt đầu

Các kết cấu ghép mảnh, kết cấu thân dao và khả nanưg gia công của dao được thể hiện đầy đủ trong hình 3.14

Hình 4.15 : Các loại dao phay đĩa và khả năng gia công của chúng

Từ hình trên ta thấy kết cấu dao phay đĩa có 2 loại chính là loại liền trục và loại không liền trục Loại liền trục thường sử dụng cho các máy và trung tâm gia công đứng, còn dao phay không liền trục thường được sử dụng cho các máy và trung tâm gia công nằm ngang Khi sử dụng dao không liền trục cũng có thể ghép nhiều dao để gia công nhiều bề mặt đồng thời nhằm tăng năng suất gia công

Về kí mã hiệu theo cách kí hiệu của Sanvik thì dao phay đĩa có mã hiệu 331, trước

mã hiệu dao phay đĩa là kí hiệu chỉ chiều quay của dao.Trong các dao phay đĩa thì có loại R/N331.32 là dao phay rãnh 3 mặt có mảnh dao bố trí so le.Ngoài ra còn có các dao phay 3 mặt khác như R/N331.52,dao phay 2 mặt R/L331.52,dao phay cắt đứt 330.20(Q-cutter) R331.91 là loại dao gia công rãnh trong và ngoài với 2 kiểu dao là kiểu lưỡi cắt đơn và kiểu nhiều lưỡi cắt

*U Lưu ý :U Dao phay ren cũng được coi là một loại dao phay rãnh,ở đây rãnh gia công

là rãnh ren.Cũng dùng mảnh tiện ren với một mảnh duy nhất, nhưng chuyển động cắt chính lại là chuyển động quay của dao ,dao vừa thực hiện chuyển động cắt vừa chuyển động theo

đường xoắn của ren gia công

Hình 3.16 : Dao phay ren sử dụng gia công các lỗ ren lớn

4.1.3.2.Dao phay ngón

Trên các máy CNC dao phay ngón cũng chiếm một vai trò quan trọng đặc biệt là trong trường hợp gia công những bề mặt phức tạp Khi gia công các khuôn mẫu với hình dáng phức tạp chỉ có thể sử dụng các dao phay ngón đầu tròn kết hợp với các máy CNC nhiều trục điều khiển

Đa số các dao phay ngón trụ kích thước nhỏ mảnh do sự hạn chế về kích thước của dao, kết cấu ghép mảnh có thể không làm giảm chi phí mà đôi khi còn phức tạp Những dao phay ngón trụ lớn hơn và các dao phay ngón đầu tròn đợc thiết kế với kết cấu ghép mảnh

Hình 4.17 : Các loại dao phay ngón không có kết cấu ghép mảnh

Với các dao phay ngón không ghép mảnh, để tiết kiệm vật liệu thì phần cắt và cán dao được làm từ hai loại vật liệu khác nhau và ghép với nhau bằng phương pháp hàn Phần cắt cũng được phun phủ bề mặt để nâng cao khả năng cắt gọc của dao

o

P,60P o

P

Hình 4.18: Các loại dao phay ngón sử dụng kết cấu ghép mảnh

Với các dao phay ngón sử dụgn trên máy CNC phần lớn chúng đều có lưỡi cắt trên mặt đầu, vì vậy khi gia công các hốc, rãnh then không cần phải sử dụng đến mũi khoan Khi

sử dụng dao phay ngón gia công các hốc kín tren các máy CNC, có nhiều phương pháp ăn dao khác nhau :

-Thực hiện ăn dao hết chiều sâu của hốc(chạy dao hướng trục), sau đó chạy dao hướng kính để cắt hết lượng dư Khi ăn dao hướng trục do không gian thoát phoi hạn chế nên

đối với các hốc sâu thì cần phải chạy dao khứ hồi, tức chạy dao nhiều lần để cắt hêt chiều sâu Trong phương pháp này chú ý là khi chạy dao ngang,tại những chỗ dao đổi hướng cần phải gia công trước, vì tại trước vùng này dao bắt dầu giảm tốc độ chạy dao và khi đi qua dao tăng tốc độ chạy dao, do đó trong vùgn này dao ccần được chạy không

-Chạy dao theo đường zíc-zắc : khi phay các rãnh có bề rộng bằng đường kính dao có thể ăn dao theo đường dốc đến hết chiều sâu rãnh rồi mới chạy dao ngang để cắt hết lượng dư Có thể chạy thành nhiều đường zíc-zắc để giảm nhẹ lực cắt đảm bảo được tuổi bền cho dao

Trong nhóm dao phay ngón cũng có nhiều loại dao được thiết kế đặc biệt, đó là các dao dùng khắc lên bề mặt chi tiết gai công những kí hiệu riêng, những dao phay ngón với kích thước rất nhỏ mà chỉ có thể sử dụng trên các máy CNC có tốc độ trục chính cao, khả năng chống rung động tốt Người ta đã chế tạo được những dao phay ngón có đường kính nhỏ tới 0,3mm-0,5mm và chiều sâu của rãnh có thể gia công được là 10mm Để đảm bảo độ

cứng vững cần thiết các dao loại này có phần cắt côn với góc côn 2P

o

P-3P o

P Khi sử dụng dao loại này trục chính của máy cần quay với tốc độ 20000vg/ph hoặc cao hơn để tạo ra vận tốc cắt cần thiết

4.1.4 Dao gia công lỗ

Để gia công lỗ thông thường ta vẫn qua các bước khoan-khoét-doa ,tuỳ theo yêu cầu của từng lỗ gia công mà có thể thêm hoặc bớt các bước công nghệ cần thiết Trên các trugn tâm gia công, các máy phay CNC có thể sử dụng nhiều loại dao để gia công lỗ như : mũi khoan , dao phay và các loại dao chuyên dùng có một hoặc hai lưỡi cắt

Sử dụng dao phay thông thường gia công lỗ thì ngoài chuyển động cắt chính, để cắt hết lượng dư các dao phải chuyển động chạy dao theo vòng tròn Phương pháp này cho phép dùng một dao có thể gia công được nhiều lỗ có kích thước khác nhau Nhược điểm của phương pháp này là năng suất gia công không cao

Hình 4.18 : Sử dụng dao phay mặt phẳng gia công lỗ, chạy dao vòng

Trên các máy công cụ thường người ta vấn dùng phương pháp khoét để gia công thô

bề mặt lỗ và sử dụng dao doa trên máy doa hay dùng dao 1 lưỡi cắt(tiện trên máy doa) để gia công lần cuối bề mặt lỗ Trên máy CNC sử dụgn dao cắt một lưỡi gai công bề mặt lỗ cho phép sử dụng một dao có kích thước điều chỉnh được để gai công nhiều lỗ có kích thưcớ khác nhau Khi sử dụng các loại dao một lưỡi cắt hoặc hai lưỡi cắt gai công lỗ,năng suất cắt

sẽ cao hơn và giá thành dao sẽ rẻ hơn dấn đến giảm được giá thành của sản phẩm

Hình 4.19 : Sử dụng các dao 1 lưỡi cắt và 2 lưỡi cắt để gia công lỗ

Trong mục này ta sẽ tìm hiểu 2 nhóm dụng cuk gia công lỗ là mũi khoan và các dao gia công lỗ chuyên dùng

3.1.4.1.Khoan

Với các mũi khoan có đường kính nhỏ vẫn có kết cấu liền khối như mũi khoan thông thường, với loại dùng khoan lỗ sâu được gia công thêm đường dẫn dung dịch bôi trơn làm nguội Đa phần các mũi khoan có đường kính ≥ 9,5mm đều được chế tạo dưới công nghệ ghép mảnh và trên phần thân cũng như trên mảnh đều được gia công rãnh dẫn dung dịch trơn nguội Thông thường chiều sâu khoan được khuyến cáo đối với các dụng cụ ghép mảnh khi gia công lỗ nông là nằm trong phạm vi 2ữ5D (D là đường kính mũi khoan)

Còn đối với các dụng cụ dùng khoan lỗ sâu(deep hole drilling) thì chiều sâu khoan có thể đạt tới 100D (Các tài liệu mới hiện nay còn cho biết khả năng này đã lên đến 150D)

Cũng như công nghệ cổ điển,khi khoan nông thì dao thực hiện chuyển động quay còn khi khoan lỗ sâu thì dao đứng chỉ tiến dọc trục còn phôi thực hiện chuyển động quay Dao khoan lỗ sâu,đầu dao được ghép nối môđun với nhiều đoạn thân và ở cuối là hệ thống bơm dung dịch trơn nguội và đường thoát phoi

*Khoan nông

Với công nghệ ghép mảnh tiết kiệm rất nhiều trong việc chế tạo thân mũi khoan, vốn tốn rất nhiều thời gian và khó khăn Khi mũi khoan đã mòn không cần phải mài lại mà chỉ

vài thao tác đơn giản để thay một mảnh mũi khoan mới , mũi khoan lại được sử dụng như mới ngay lập tức Cùng với công nghệ ghép mảnh, việc gia công 2 lỗ dẫn dung dịch trơn nguội sang hai phía đối xứng của đường tâm xoắn tạo điều kiện mở rộng rãnh thoát phoi làm phoi thoát ra dễ dàng hơn tránh hiện tượng kẹt phoi của mũi khoan có kích thước nhỏ

Các mũi khoan chế tạo với cấp chính xác js7, lỗ sau khi gia công sẽ đạt cấp chính xác 8-9 và bề mặt lỗ đạt độ nhám Ra1-2àm hay Ra2-4àm tuỳ vào từng kiểu mũi khoan Trong

hệ thống dao cụ khoan nông phân chia ra làm 2 nhóm chính là nhóm sử dụng ghép cả đầu mũi khoan, mũi khoan không ghép mảnh (với mũi khoan nhỏ và vừa) và nhóm sử dụng mảnh dao(với các mũi khoan có kích thước lớn) Trong nhóm sử dụng đầu dao thì vật liệu thân thường là thép cao tốc(HSS-high speed steel) hoặc cacbit và được phủ bề mặt bởi nitrit titan Nhóm sử dụng mảnh dao chiều sâu khoan kém hơn nhóm sử dụng đầu dao(nhóm sử dụng đầu có chiều sâu khoan 5-6D,nhóm sử dụng mảnh thường chỉ là 2,5D)

Với các vật liệu khó gia công và các lỗ ren trước khi tarô người ta sử dụng một loịa mũi khoan đặc biệt chỉ có một lưỡi cắt và một rãnh thoát phoi Kết cấu kiểu này làm cho thân dao cứng vững hơn rất nhiều nên thích hợp với các lỗ có kích thước nhỏ, cũng vì vậy

mà loại này chỉ ứng dụng cho các lỗ tarô đến M12 Tuy nhiên đường kính mũi khoan chỉ có

từ 2-6mm, do đó khi tarô các ren M8-M10 dùng mũi Φ5, M10-M12 dùng mũi Φ6

*Khoan sâu

Công nghệ khoan lỗ sâu dùng đầu khoan lắp mảnh dao cho phép thực hiện được các

lỗ khoan có đường kính lên tới 250mm và chiều sâu cho phép là 50D(khi khoan theo phương ngang) đến 100D(khi khoan theo phương đứng)

Tất cả các trường hợp khoan lỗ sâu đều phải dẫn dung dịch trơn nguội vừa là để làm mát vừa là tác dụng đẩy phoi ra ngoài Dung dịch đó có thể là dầu nguyên chất hoặc nhũ tương với chất phụ gia EP Đường dẫn vào của dung dịch thường đi theo rãnh bên ngoài dụng cụ và đường thoát phoi là lỗ trong lòng dụng cụ, một số loại cả 2 rãnh đều bố trí ở trong

Khi khoan các lỗ thông có thể dùng loại mĩ khoan cắt để lại lõi giữa, loại này lưỡi cắt không quét hết tiết diện lỗ mà chỉ cắt theo một đường vành khăn để lại lõi ở giữa Như vậy vừa tiết kiệm mảnh dao, vừa giảm công suất cắt, tăng hiệu quả gia công

Cấp chính xác đạt được khi khoan bằng các mũi khoan sâu thường là cấp chính xác

9-10, độ nhám đạt được là Ra=3àm-1àm