Thao luan do an cong nghe che tao may

........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

KHOAN, KHOÉT, DOA, TARÔ

Khoan, khoét, doa đều là các phương pháp gia công lỗ nhưng khả năng công nghệ khác nhau do đó phạm vi sử dụng cũng khác nhau

I Khoan:

1.1 Khái niệm:

Khoan là phương pháp tạo lỗ từ phôi đặc trên các máy khoan, máy tiện và đôi khi cả trên máy phay vạn năng Ngày nay do có những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực thiết bị nên nhiều khi khoan được thực hiện ngay cả ở các trung tâm gia công

để khép kín quy trình công nghệ gia công các lỗ chính xác trên cùng một lần gá

Để gia công các lỗ có 1/d < 10 người ta dùng mũi khoan ruột gà có hai lỗ xoắn theo hai bên để dẫn dung dịch trơn nguội trực tiếp vào vùng cắt (hình 9.40)

Hình 1.1 Mũi khoan ruột gà

Khoan có khả năng tạo lỗ có đường kính  = 0,1  80 mm Đối với lỗ  > 20

mm, trong sản xuất hàng loạt người ta tạo lỗ thô ban đầu bằng đúc hoặc gia công

áp lực, sau đó dùng khoét mở rộng lỗ để đạt kích thước yêu cầu

Khi khoan lỗ có

 > 20 lực cắt dọc trục lớn, công suất máy yêu cầu lớn, các máy khoan không đảm bảo độ cứng vững Để khắc phục người ta áp dụng phương pháp khoan mở rộng lỗ nhiều lần bằng các mũi khoan có đường kính tăng dần hoặc khoét mở rộng

lỗ để thay cho khoan hoặc dùng mũi khoan có kết cấu đặc biệt để khoan lấy lõi.

Khi khoan lỗ nhỏ (

  4 mm) nên dùng tốc độ cắt cao với

bước tiến s nhỏ nhằm giảm dao động

ngang và lực dọc trục để tránh gãy mũi khoan Hình 1.3 Cấu

tạo mũi khoan ruột gà

Hình 1.4 Các nguyên nhân và hiện

lệch khi khoan

Khoan đạt độ chính xác thấp vì mũi

khoan có các nhược điếm sau đây:

cấu của mũi

khoan chưa hoàn thiện, phần lõi giữa của mũi khoan nhỏ nên mũi khoan có độ cứng vững kém (hình 9.42)

-Phần cắt và phần cán của mũi khoan được chế tạo ở hai nguyên công khác nhau do đó giữa chúng có độ lệch tâm, khi khoan lỗ sẽ bị lay rộng

-Do không có đồ gá chuyên dùng nên khi mài lại hai lưỡi cắt không đều nhau, lực cắt tác dụng trên hai lưỡi cắt theo phương dọc trục không đều nên lỗ khoan dễ

bị cong hoặc bị lệch khi vật đứng yên, mũi khoan quay và tịnh tiến (khoan trên máy phay hoặc máy khoan, hình 9.43a) Ngược lại khi vật quay (khoan trên máy tiện) lỗ thường bị loe (hình 9.43b)

Ngoài ra khi khoan còn có thể xuất hiện các sai lệch khác do các nguyên nhân sau:

-Mặt đầu bị nghiêng hoặc không phẳng dẫn tới đường tâm lỗ bị nghiêng làm cho tiết diện ngang của lỗ có dạng ô van (hình 9.43c)

-Khoan tâm hoặc khoan lần 1 với khoan lần 2 thực hiện ở hai lần gá khác nhau tạo ra sai số gá đặt gây ra độ lệch tâm giữa tâm mũi khoan và tâm lỗ mồi dẫn tới sai lệch về vị trí tương quan của lỗ khoan (hình 9.43d)

-Hai lưỡi cắt mài không đối xứng làm cho đường kính lỗ bị lớn lên hoặc lỗ bị côn (hình 9.43e)

-Hai lỗ khoan giao nhau không đúng dẫn tới lượng dư gia công không đều, mũi khoan bị đẩy lệch làm cho lỗ không tròn hoặc bị loe (hình 9.43f)

-Mũi khoan có lưỡi cắt ngang cản trở quá trình cắt nên dễ gây ra sai lệch vị trí lỗ

-Độ cứng vững của mũi khoan kém nên không dùng khoan để mở rộng lỗ đúc

vì lượng dư gia công không đều và đường tâm lỗ không thẳng sẽ gây ra hiện tượng gãy mũi khoan hoặc độ cứng lớp vỏ lớn (phôi đúc trong khuôn kim loại hoặc phôi gia công áp lực) làm mũi khoan mòn nhanh

Do các tồn tại trên đây nên khoan chỉ đạt độ chính xác thấp (cấp 12 13, Ra =

3,2 12,5 m ), lỗ khoan có sai số về hình dạng, kích thước và về vị trí tương quan

Để nâng cao độ chính xác và năng suất khi khoan người ta sử dụng các biện pháp công nghệ sau đây:

Khi khoan lỗ sâu trên chi tiết nhỏ, ngắn và dễ gá đặt nên gá chi tiết trên mâm cặp của máy tiện để chi tiết quay, dao tịnh tiến (hình 9.44a), nếu chi tiết dài nên đỡ bằng luynet tĩnh (hình 9.44b)

tiện.

Hình 9.45 Đầu khoan rêvonve và đầu khoan nhiều trục:

a) đầu khoan rêvonve; b) đầu khoan nhiều trục

- Dùng đầu khoan rêvonve để giảm thời gian thay dao khi gia công lỗ bằng nhiều bước liên tục (hình 9.45a)

-Dùng đầu khoan nhiều trục để gia công đồng thời nhiều lỗ trong cùng một lần tiến dao) (hình 9.45b)

-Dùng bạc dẫn hướng để tăng độ cứng vững của mũi khoan đồng thời đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan của tâm lỗ so với các bề mặt khác

-Trước khi khoan nên dùng mũi khoan tâm tạo lỗ mồi để nâng cao độ chính xác về vị trí tương quan của lỗ, dùng bước tiến nhỏ để giảm lực dọc trục tránh gãy mũi khoan

-Dùng đồ gá nhằm bỏ nguyên công lấy dấu và giảm thòi gian gá đặt

Hình 1.5 Mũi khoan sâu.

-Mài thu hẹp lưỡi cắt ngang để giảm lực cản chiều trục (hình 9.46a)

-Mài thay đổi hình dạng của lưỡi cắt chính (hình 9.46b) hoặc thay đổi đồng thời hình dạng của cả lưỡi cắt chính và lưỡi cắt ngang (hình 9.46c) để giảm lực cản chiều trục đồng thời cải thiện điều kiện cắt của lưỡi cắt chính

Mài lưỡi cắt chính thành nhiều đoạn gãy khúc nối tiếp nhau để chia nhỏ phoi tạo

d)

điều kiện thoát phoi dễ dàng Kiểu mài mũi khoan này đặc biệt có hiệu quả khi gia công gang (h.ình 9.46d)

-Mài thay đổi hình dạng lưỡi cắt chính và lưỡi cắt ngang đồng thời thu hẹp mặt sau nhằm giảm lực cản chiều trục, cải thiện điều kiện cắt của lưỡi cắt chính đồng thời giảm ma sát của mặt sau, tạo không gian dẫn dung dịch trơn nguội trực tiếp vào vùng cắt nâng cao hiệu quả của quá trình bôi trơn và làm nguội trong khi khoan (hình 9.46e)

- Mài tạo ra mũi khoan tâm ngay trên đầu mũi khoan đồng thời mài lươi cắt chính có dạng nằm ngang (hình 9.46f) Kiểu mũi khoan này đặc biệt có hiệu quả khi khoan lỗ trên các tấm mỏng

Hình 1.6 Mũi khoan dung gia công lỗ bậc

-Dùng mũi khoan có hai đường dẫn dung dịch trơn nguội từ cán tới mặt sau của phần cắt nhằm đưa dung dịch trực tiếp vào vùng cắt, tăng hiệu quả bôi trơn, làm nguội và tạo điều kiện thoát phoi dễ dàng

-Khi gia công lỗ bậc, để đảm bảo độ đồng tâm giữa các bậc của lỗ và chỉ cần tiến dao 1 lần người ta mài mũi khoan có dạng bậc với chiều dài và các góc vát phù hợp với yêu cầu (hình 9.47)

Trong những năm gần

đây, để nâng cao hiệu quả

kinh tế - kỹ thuật của

nguyên công khoan người

ta dùng mũi khoan có sử

dụng mảnh cắt quay bằng

hợp kim cứng có phủ các

lớp phủ đặc biệt để tăng

khả năng chống mài mòn,

tăng tuổi bền của dao (hình

9.48)

Hình 9.48 Mũi khoan sử dụng tấm cắt quay.

a) mũi khoan có 1 tấm cắt quay; b) mũi khoan có 2 tấm cắt quay hình tứ giác; c) mũi khoan với 2 tấm cắt

quay có nhiều lưỡi cắt.

Các biện pháp công nghệ khi khoan lỗ sâu:

Khi khoan lỗ sâu (l/d>5) bằng mũi khoan ruột gà sẽ gặp phải các khó khăn như độ cứng Vững mũi khoan thấp, tính chất dẫn hướng kẽm, mặt khác khó dẫn dung dịch trơn nguội vào vùng cắt, khó thoát phoi, do đó lỗ dễ bị lệch, sai

số hình dạng hình học, sai số vị trí tương quan của lỗ cũng như chiều cao nhấp nhô bề mặt lớn Trong trường hợp này nên khoan trên máy khoan sâu với mũi khoan sâu chuyên dùng (hình 9.49)

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 mômen xoắn nhờ vít kẹp ngang

Phần thân dùng để truyền mômen 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

Đầu bàng hợp kim cứng

Giao điểm của lưỡi cắt I'ổi đường sinh

Lưỡi cắt phía ngoài Đỉnh mũi khoan

Lưỡi cắt phía trong

Hình 9.49 Mũi khoan sâu

phoi

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 2 mảnh đóng vai trò dẫn hướng Lưỡi cắt gồm một đoạn (khi

lỗ nhỏ) hoặc nhiều 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 

260o để tỳ vào bạc dẫn

Kiểu mũi khoan sâu trên đây có độ cứng vững cao, khi khoan cho năng suất, độ chính xác và chất lượng bể 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 tưói 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 chiều dài dẫn hướrig 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 hướng, 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 mm

9.4.2 Khoét

Hình 9.50 Khả năng gia công các dạng bề mặt khác nhau của khoét a) khoét rộng lỗ; b) khoét lỗ bậc; c) khoét lỗ côn; d) khoét mặt đầu

Khoét là phương pháp gia công mở rộng lỗ trên máy khoan, máy tiện, máy phay hoặc máy doa nhằm:

-Nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của lỗ

-Chuẩn bị cho doa để đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao hơn

Khoét có khả năng đạt độ chính xác cấp 10 12, Ra = 2,5 10 m

cao hơn mũi khoan

Khoét cỏ 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 9.50)

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 siịất (hình 9.51)

Hình 9.51 Các kiểu dẫn hướng khi khoét.

a) dẫn hướng phía trước; b) dẫn hướng phía sau;

Doa là phương pháp gia công tinh các lỗ đã được khoan, khoét hoặc tiên Doa thường được thực hiên 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 nhám 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 |, khi chuẩn bị công nghệ

và dao tốt, chọn chế độ cắt hợp lý có thể đạt cấp chính xác 6, Ra = 0,63 |nhưng chi phí sản xuất cao, năng suất 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 vận tốc cắt nhỏ 8 10 m/ph nhưng bước tiến dao lớn (0,5

Các phương pháp doa:

Hình 9.52 Các kiểu trục doa tuỳ động có và không có bạc dẫn

hướng.

d)

Khi doa trên máy có thể dùng các phương pháp doa sau đây:

-Doa cưỡng bức:

Dao doa được lắp cứng với trục máy, có thể có hoặc không có bạc dẫn Doa cưỡng bức thường xảy ra hiện tượng lay rộng lỗ do:

+ 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 dẻo làm cho biến dạng lớp bề mặt không đều

+ Dao doa bị mòn

-Doa tuỳ động:

Trục doa được nối với trục máy bằng khớp tuỳ động, nghĩa là giữa trục doa và trục máy có chuyển động lắc tương đối đối với nhau theo cả hai phương Khi doa dao được định hướng nhờ bề mặt lỗ của chi tiết do đó khắc phục được ảnh hưởng sai lệch của trục chính và ảnh hưởng của độ không đồng tâm giữa trục dao và trục chính (hình 9.52 a, b) 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 9.52 c, d)

Cũng có thể thực hiện doa tuỳ động bằng

cắt (hình 9.53) Lưỡi dao

doa có khả năng xê

dịch chút ít theo Hjnh 9 53 Dao doa tUỳ động

phương hướng kính để

tự lựa theo lỗ đã gia công, lưỡi dao ít nên dao chóng mòn nhưng dao có kết cấu đơn giản và dễ mài lại, thường dùng gia công các lỗ có đường kính  75 150 Trong sản xuất đơn chiếc hoặc trong sửa chữa có thể dùng phương pháp doa tay Dao doa tay có nhiều lưỡi và có góc  nhỏ hơn so với góc  của dao doa máy, phần dẫn dài Dao doa tay có hai loại:

-Loại đường kính cố định theo tiêu chuẩn có lưỡi cắt thẳng hoặc lưỡi cắt xoắn trái dùng để doa các lỗ theo tiêu chuẩn

-Loại có đường kính thay đổi được trong

phạm vi hẹp (còn gọi là dao doa tăng) dùng để

doa các lỗ phi tiêu chuẩn

-Khi doa tay dao được định vị vào bề mặt

lỗ đã gia công, chi tiết được kẹp chặt trên ê tô

hoặc bàn máy

Năng suất doa tay thấp, điều kiện lao động nặng

nhọc nhưng phù hợp đối với dạng sản xuất đơn

chiếc và công việc sửa chữa

Các điều cần chú ý khi doa:

-Chỉ nên doa các lỗ có  < 80 mm Không

nên doa các lỗ quá lớn và các lỗ có kích thước

phi tiêu chuẩn

lỗ sẽ bị lay rộng

không doa được tới đáy lỗ

dao không được định hướng tốt lỗ sẽ bị méo

-Không nên doa vật liệu quá cứng hoặc quá mềm

-Nên bố trí khoan-khoét-doa hoặc ít nhất khoét - doa trên cùng một lần gá để tránh sai số gá đặt, đảm bảo lượng dư gia công đồng đều, nâng cao độ chính xác gia công

Doa đạt độ chính xác cấp 7, Ra = 0,8 m và chỉ đạt hiệu quả kinh tế trong sản xuất hàng loạt khi khoan-khoét-doa được phối hợp đồng bộ Trong sản xuất đơn chiếc chỉ nên doa các lỗ có kích thước tương ứng với các dao doa tay đã có theo tiêu chuẩn Nếu không chọn được loại dao doa tay đã có sẵn thì nên thay thế doa bằng tiện lỗ để đảm bảo tính kinh tế

Gia công ren bằng tarô chủ yếu dùng gia công ren lỗ có đường kính trung bình

Hinh 9.54 Các loại dao dổa tay:

a) dao doa tay có lưỡi cắt thẳng; b) dao doa tay có lưỡi cắt xoắn trái; c)

dao doa tăng.

a)

và nhỏ theo tiêu chuẩn Có thể dùng tarô để gia công ren trụ , ren côn.

Khi tarô nhiều lưỡi dao cùng tham gia cắt nên toả nhiệt nhiều và thoát phoi khó, ngoài ra nếu đường kính ren lớn thì mômen xoắn lớn, để tránh gãy tarô

phải gia công với vận tốc cắt thấp (từ 5 15 m/ph) cắt ren lỗ thông có thể thực hiện bằng tay hoặc máy, cắt ren lỗ không thông phải thực hiện bằng tay Một bộ tarô tay có 2 hoặc 3 chiếc có đường kính khác nhau để tarô 2 hoặc 3 lần nhằm giảm mômen xoắn, tránh gãy tarô, giảm cường độ lao động và nâng cao độ bóng mặt ren

Đô chính xác và chất lượng bề mặt ren phụ thuộc vào chất lượng tarô và biện pháp công nghệ khi cắt ren Nếu phần cắt ren của tarô được mài thì độ chính xác của ren có thể đạt được cấp 7

Khi tarô bằng máy nên tiến hành khoan và tarô trong cùng một lần gá để đảm bảo lượng dư cắt ren đều, đường tâm tarô trùng với tâm lỗ, tránh hiện

tượng gãy tarô Nếu khoan và tarô thực hiện ở hai lần gá khác nhau thì phải

dùng đầu tarô tự lựa để tránh ảnh hưởng của độ không đồng tâm giữa lỗ và trục chính của máy

Dụng cụ tarô bằng tay có phần côn dẫn hướng dài để dễ dẫn hướng đảm bảo đường tâm tarô trùng với đường tâm lỗ, tránh ren bị lệch dẫn tới gãy tarô (hình 9.55)

Khi tarô vận tốc cắt nhỏ đồng thời do có hành trình chạy không quay ngược để rút tarô nên năng suất thấp Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối người ta dùng tarô tự bóp lại sau khi cắt ren để có thể rút tarô qua lỗ nhằm nâng cao năng suất Loại tarô này chỉ dùng được khi lỗ ren không quá bé Để tăng năng suất khi gia công mũ ốc có thể dùng tarô máy đầu cong thực hiện trên máy khoan hoặc máy tiện (hình 9.55 b,c)

Để tăng năng suất khi gia công ren trong ngày nay

người ta đã sử dụng 2 biện pháp sau đây:

- Sử dụng dụng cụ khoan tarô tổ hợp để kết hợp khoan với tarô trong 1 hành trình tiến dao (hình 9.56) Phát minh này đã được ứng dụng vào sản xuất từ năm 1982 ở Cộng hoà liên bang Đức

Hình 9.55 Gia công ren bằng tarô

a) gãy tarô do lệch; b) bộ tarô tay; c) tarô trên máy tiện; d) tarô trên máy khoan