Nghiên cứu công nghệ gia công lỗ sâu, áp dụng cho hệ thống thủy lực, khí nén, chế tạo vũ khí

Dụng cụ sử dụng trong sơ đồ gia công dạng này trước hay dùng mũi khoan xoắn có lỗ dẫn dung dịch ở bên trong tạo thành bằng phương pháp cán, hiện nay hay dùng kết cấu mũi khoan có xẻ rãnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TRỊNH MINH TỨ

HÀ NỘI – 2010

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa 1 Lời cam đoan 2 Mục lục 3

Lời nói đầu 7

Chương1 : Tổng quan về lô sâu và một số phương pháp gia

công lỗ sâu 8

1.1 Lỗ sâu và một số đặc điểm của lỗ sâu 8

1.2 Các phương pháp công nghệ dùng trong gia công lỗ sâu 9

1.2.1 Phương pháp cắt gọt 9

1.2.2 Phương pháp gia công áp lực 10

1.2.3 Phương pháp gia công đặc biệt khác 10

1.3 Các phương pháp khắc phục khó khăn khi gia công lỗ sâu 10

1.3.1 Sơ đồ dẫn dung dịch trơn nguội bên trong và thoát phoi bên ngoài lỗ thân dụng cụ 11

1.3.2 Sơ đồ dẫn dung dịch bên ngoài lỗ thân dụng cụ và thoát phoi bên trong 13

1.3.3 Biến thể của sơ đồ dẫn dung dịch bên ngoài và thoát phoi bên trong

15 1.4 Các phương pháp khoan lỗ sâu 17

1.4.1 Các dạng chuyển động của dao, phôi khi gia công lỗ sâu 18

1.4.2 Sự truyền dẫn dung dịch trơn nguội 19

1.4.3 Mũi khoan kiểu cánh quạt 21

1.4.4 Mũi khoan kiểu KK3 22

1.4.5 Mũi khoan có lưỡi cắt được mài theo kiểu chũ M 23

1.5 Khoét các lõ sâu hình trụ 24

1.5.1.Đặc điểm quá trình khoét các lỗ sâu 24

1.5.2.Các phương pháp khoét 25

1.5.3 Các kiểu kết cấu dụng cụ khoét lỗ 25

1.5.3.1 Đầu khoét kiểu Β 26

1.5.3.2 Đầu khoét kiểu Γ 27

1.5.3.3 Đầu khoét với then dẫn hướng quay 28

1.5.3.4 Đầu khoét với then dẫn hướng bằng cao su 30

1.5.3.5 Đầu khoét với then dẫn hướng bằng kim loại và bằng gỗ 31

1.6 Các phương pháp gia công tinh lần cuối 32

1.6.1 Phương pháp lăn ép để gia công bong các lỗ sâu chính xác bằng biến dạng dẻo 32

1.7 Một số nghiên cứu về mài các lưỡi cắt của dao khoan nòng súng 36 Chương 2 : Đặc điểm kỹ thuật và điều kiện làm việc của pháo φ 76,2 mm 43

2.1 Đặc điểm kỹ thuật của pháo 76,2mms 43

2.1.1.Tính năng chung về pháo 76,2mm 43

2.2.Cấu tạo và điều kiện làm việc của pháo 76,2mm và yêu cầu kĩ thuật 45

2.2.1 Cấu tạo nòng pháo 45

2.2.2 Đặc điểm làm việc 47

2.2.3 Yêu cầu kỹ thuật 47

2.3 Vật liệu chế tạo nòng pháo 48

2.4 Hiện tượng ròn ram 50

2.5 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt gia công và chế độ nhiệt luyện đến tuổi thọ nòng 52

2.5.1 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt 52

2.5.2 Ảnh hưởng của nhiệt luyện 53

Chương 3 : Thiết kế dụng cụ gia công nòng pháo φ 76,2 55

4.1 Thiết kế đầu khoét φ 75,4 55

4.1.1 Thân đầu khoét 56

4.1.2 Then dẫn hướng 57

4.1.3 Lưỡi dao 59

3.2.1.Thân đầu cắt 63

3.2.2.Giá gá dao 64

3.2.3.Dao 64

3.2.4 Nêm điều chỉnh 65

3.2.5.Then dẫn hướng 66

3.3 Thiết kế dao doa buồng đạn 68

3.3.1 Thân đầu dao 69

3.3.2 Dao 70

3.3.3 Giá gá dao 71

3.3.4 Bạc dẫn hướng 72

3.4 Thiết kế đầu cắt rãnh xoắn 73

3.4.1 Thân đầu cắt 74

3.4.2 Ống côn điều chỉnh 75

3.4.3 Bạc 76

3.4.4 Lưỡi dao 78

3.4.5 Chổi quét phoi 78

3.4.6 Một số chi tiết khác của đầu cắt rãnh xoắn 79

Chương 4 : Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo đầu dao khoan 80

4.1 Kết cấu mũi khoan sâu 80

4.1.1 Các thành phần của đầu mũi khoan 81

4.1.2 Bản vẽ chế tạo các chi tiết của đầu mũi khoan sâu 83

4.2 Lập qui trình công nghệ gia công thân đầu mũi khoan 86

4.2.1 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết: 86

4.2.2 Xác định dạng sản xuất 86

4.2.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 86

4.2.4 Phương pháp chế tạo phôi 87

4.2.5 Tính toán lượng dư gia công cho mặt ngoài của chi tiết 87

4.3.- Chế độ gia công miếng căn 90

4.3.1 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết 90

4.3.2 Xác định dạng sản xuất 90

4.3.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 90

4.3.4 Phương pháp chế tạo phôi 91

4.3.5.Tính toán lượng dư gia công cho 1 mặt phẳng lớn của chi tiết 91

Kết luận 96

Tài liệu tham khảo 97

Phụ lục 1 Thiết kế quy trình công nghệ gia công nòng pháo 76.2 mm Phụ lục 2 Tính và tra chế độ cắt cho các nguyên công gia công thân đầu mũi khoan Phụ lục 3 Tính , tra chế độ cắt cho các nguyên công gia công miếng căn

LỜI NÓI ĐẦU

Trên thế giới, khoan lỗ sâu đã có lịch sử phát triển trong hơn 150 năm qua nó

được bắt nguồn từ ngành công nghiệp quốc phòng và phát triển sang ngành công

nghiệp dân dụng khác.Việc nghiên cứu khoan lỗ sâu đã đạt được những thành tựu to

lớn, được ứng dụng rộng rãi ,và có vai trò không thể thay thế trong các ngành công

nghiệp công nghiệp ôtô: để chế tạo những lỗ sâu trong các động cơ ôtô, công nghiệp

khai thác : nó được sử dụng trong chế tạo các cột chống lò.Và chúng được dùng để

chế tạo các xy lanh thủy lực dài, lớn trong các máy xúc…

Hiện nay việc nghiên cứu về công nghệ gia công lỗ sâu ở nước ta được chú

trọng do vai trò quan trọng của nó không chỉ trong quân sự, quốc phòng mà còn cả

trong nền công nghiệp Do vậy, nghiên cứu về công nghệ gia công lỗ sâu cũng như

nghiên cứu để tìm hướng giải quyết các bài toán phát sinh từ thực tế sản xuất là rất

thiết thực đối với các cơ sở nghiên cứu và ứng dụng công nghệ này

Chất lượng lỗ gia công thường được đánh giá bởi các yếu tố như: Dung sai

đường kính lỗ, độ thẳng đường tâm, độ tròn, độ nhám,… Trong quá trình gia công

lỗ thường xuất hiện các vết gằn, xước hình xoắn ốc làm giảm độ bóng bề mặt và

gây sai số hình dạng lỗ, cả hai hiện tượng này đều do dao động của dụng cụ cắt gây

ra

Với đề tài “Nghiên cứu công nghệ gia công lỗ sâu , áp dụng cho hệ thống

thuỷ lực , khí nén , chế tạo vũ khí ’’ Tác giả rất mong sự đóng góp của các chuyên

gia , các thầy giáo đóng góp những kiến thức chuyên sâu về công nghệ lỗ sâu để

công nghệ này được hoàn thiện tối ưu trong việc ứng dụng và sản xuất tại Việt Nam

CHƯƠNG 1

KHÁI QUÁT LỖ SÂU VÀ CÔNG NGHỆ

GIA CÔNG LỖ SÂU

1.1 Lỗ sâu và một số đặc điểm của lỗ sâu

Lỗ sâu là những lỗ có kích thước φ 0,1 φ÷ 200, có chiều sâu lớn gấp 5÷40 lần đường kính, trường hợp đặc biệt có đến 200 lần

Thường gặp các lỗ sâu đối với sản phẩm vũ khí (từ 10-15 lần với pháo nòng ngắn, 60-70 lần với pháo nòng dài thậm chí có thể tới hàng trăm lần) với yêu cầu độ chính xác cao về hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt

Lỗ sâu thường có hình dáng không quá phức tạp nhưng yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi khá cao, do vậy công nghệ gia công lỗ sâu là một công nghệ khó, có nhiều đặc điểm riêng và khác biệt so với lỗ thông thường, công nghệ gia công lỗ sâu cần trang thiết bị, dụng cụ chuyên dùng và chế độ gia công đặc biệt Quá trình gia công lỗ sâu thường gặp phải những vấn đề khó như sau:

- Khó khăn trong việc đảm bảo độ chính xác gia công: kích thước hình học,

độ nhám, độ tròn lỗ gia công, độ thẳng đường tâm, …

- Khó khăn của việc tạo ra kích thước phoi phù hợp khi cắt gọt

- Khó khăn trong việc thoát phoi ra khỏi vùng cắt và thoát phoi ra khỏi lỗ (vì

lỗ rất sâu và dài, có thể lên tới 5-7m thậm chí 10m)

- Khó khăn trong việc bôi trơn, làm nguội dụng cụ khi cắt gọt

- Khó khăn của việc đảm bảo độ cứng vững và tránh rung động của hệ thống công nghệ (máy, gá, dao, chi tiết) dẫn đến khó khăn trong việc đảm bảo độ thẳng đường tâm và chất lượng lỗ gia công

- Khó khăn trong việc theo dõi chất lượng sản phẩm, bề mặt gia công và sự làm việc của dụng cụ cắt và đặc biệt là đảm bảo độ bền mòn của dụng cụ cắt trong suốt quá trình làm việc của nó

- Khó khăn trong việc đo đạc, kiểm tra chất lượng sản phẩm

Dao động của hệ thống công nghệ, đặc biệt là của dụng cụ cắt là một vấn đề không còn mới mẻ nhưng luôn đóng vai trò quan trọng và được sự quan tâm đặc biệt của các nhà công nghệ do ảnh hưởng của nó tới chất lượng gia công, độ bền của dụng cụ và ảnh hưởng đến khả năng công nghệ của thiết bị Đặc biệt đối với quá trình khoan lỗ sâu do trục công xôn mang dụng cụ thường phải rất dài nên dao động ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng gia công

Bài toán khắc phục dao động cho dụng cụ gia công lỗ sâu đặt ra các vấn đề sau:

- Xác định các chế độ cắt hợp lý để tránh hiện tượng dao động cộng

hưởng của dụng cụ

- Xác định tần số làm việc và chế tạo bộ giảm chấn cho dụng cụ

- Xác định số lượng, vị trí đặt các bộ giảm chấn

- Dự báo và kiểm soát quá trình dao động

Không thể giải quyết các khó khăn này bằng công nghệ gia công lỗ thông thường mà đòi hỏi phải có công nghệ đặc thù với máy và dụng cụ chuyên dùng

1.2 Các phương pháp công nghệ dùng trong gia công lỗ sâu

Hiện nay để gia công lỗ sâu người ta sử dụng một số phương pháp sau:

- Phương pháp gia công cắt gọt

- Phương pháp gia công áp lực

- Các phương pháp gia công đặc biệt khác như: laze, gia công tia lửa điện (EDM)

- Nhược điểm: Năng suất không cao, khó gia công lỗ chính xác, đòi hỏi phải

có hệ thống máy dụng cụ và thiết bị chuyên dùng phức tạp, và đòi hỏi tuổi bền của dụng cụ cắt cao

- ứng dụng: Đây là phương pháp cơ bản dùng gia công lỗ có kích thước không quá nhỏ (lớn hơn φ1)

1.2.2 Phương phỏp gia cụng ỏp lực

- Cỏc nguyờn cụng gia cụng ỏp lực thường dựng khi gia cụng lỗ là: rốn, gia cụng tinh bằng biến dạng dẻo…

- Ưu điểm: Năng suất tương đối cao, chất lượng bề mặt chi tiết tốt

- Nhược điểm: Yêu cầu hệ thống máy có công suất lớn, tính chuyên dùng cao, khó thực hiện khi gia công các chi tiết lớn

- ứng dụng: Phương pháp này dùng nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết (gia công tinh bằng lăn ép…), gia công rèn rãnh xoắn nòng AK…

1.2.3 Phương phỏp gia cụng đặc biệt khỏc

- Ưu điểm: Là các phương pháp cho năng suất khá cao, có khả năng gia công

lỗ có kích thước rất nhỏ mà các phương pháp gia cụng khỏc không thể làm

có thể thấy cắt gọt vẫn là phương pháp cơ bản, vạn năng nhất Tuỳ từng trường hợp, ứng dụng cụ thể một số phương pháp khác cho năng suất chất lượng tốt hơn, khi đó

có thể sử dụng kết hợp với nhau

1.3 Cỏc phương phỏp khắc phục khú khăn khi gia cụng lỗ sõu

Để giải quyết cỏc khú khăn trong khoan sõu người ta sử dụng chất lỏng bụi trơn làm mỏt dưới ỏp suất cao đưa vào vựng gia cụng vừa làm nhiệm vụ đẩy phoi

vừa có tác dụng làm mát, giảm ma sát và lực cắt nâng cao tuổi bền của dụng cụ… Căn cứ vào phương pháp truyền dẫn chất lỏng vào vùng gia công, phân biệt các sơ

đồ gia công lỗ sâu sau:

1.3.1 Sơ đồ dẫn dung dịch bên trong và thoát phoi bên ngoài lỗ thân dụng cụ

Theo sơ đồ này (Hình 1.1) chất lỏng bôi trơn làm mát áp suất cao từ máy bơm

được đưa vào vùng cắt qua rãnh thông bên trong thân dụng cụ Sau đó chất lỏng dưới áp suất cao kéo theo phoi gia công ra ngoài qua khe hở V giữa thân dụng cụ

và phần lỗ đã gia công

Hình 1.1 Sơ đồ thoát phoi ngoài

Phương pháp này thường sử dụng khi khoan các lỗ không lớn lắm (không quá 35mm) và không quá sâu do độ cứng vững của dụng cụ không đảm bảo khi thân mũi khoan quá dài

Hình 1.2 Mũi khoan nòng súng

Hình 1.3 Sơ đồ khoan bằng dụng cụ nòng súng

Dụng cụ sử dụng trong sơ đồ gia công dạng này trước hay dùng mũi khoan xoắn có lỗ dẫn dung dịch ở bên trong tạo thành bằng phương pháp cán, hiện nay hay dùng kết cấu mũi khoan có xẻ rãnh thoát phoi trên thân dụng cụ (trong một số tài liệu ở nước ngoài gọi kiểu khoan này là khoan nòng súng)

Đánh giá ưu nhược điểm:

- Ưu điểm: Kết cấu dụng cụ đơn giản, dễ chế tạo, các dạng dụng cụ đa dạng về chủng loại phù hợp với từng loại vật liệu và kích thước lỗ gia công, giá thành

rẻ, có thể sử dụng trên máy thông thường…

- Nhược điểm: Việc thoát phoi ngoài làm ảnh hưởng chất lượng bề mặt lỗ gia công do có sự cọ xát của phoi, rãnh thoát phoi làm cho dụng cụ bị yếu, kém cứng vững nên không thể gia công lỗ có chiều sâu lớn…

- Ứng dụng: Hiện nay phương pháp này thường được dùng để khoan các lỗ có đường kính nhỏ từ 3 ÷ 35 mm

1.3.2 Sơ đồ dẫn dung dịch bên ngoài lỗ thân dụng cụ và thoát phoi bên trong

Hình 1.4 Sơ đồ thoát phoi trong

Theo sơ đồ này (Hình 1.4) dung dịch dưới áp suất cao được đưa vào qua khe

hở dạng vành giữa thân dụng cụ và vách lỗ đã gia công để đi vào vùng cắt tiến hành bôi trơn và làm mát dẫn hướng, cạnh cắt cũng như vùng gia công Đồng thời dưới

áp suất chất lỏng sẽ đẩy phoi cắt ra ngoài cùng với dòng chất lỏng qua lỗ trong thân dụng cụ

Hình 1.5 Sơ đồ khoan BTA

Ở các tài liệu nước ngoài gọi kiểu khoan theo sơ đồ này là phương pháp khoan BTA (Boring and trepanning association) hay STS (Single tube system)

Hình 1.6 Dụng cụ cắt trong khoan BTA (đầu khoan đặc)

Đánh giá ưu nhược điểm:

- Ưu điểm: Sơ đồ khoan này có ưu điểm là có thể sử dụng chất lỏng áp suất cao để tăng cường khả năng đẩy phoi, đồng thời phoi tạo ra khi di chuyển ra ngoài không cọ xát vào bề mặt của thành lỗ đã được gia công nên không gây

ra các vết cào xước trên bề mặt lỗ Trong sơ đồ dụng cụ có bố trí các thanh dẫn hướng tì ngay trên bề mặt thành lỗ đã gia công có tác dụng dẫn hướng cho mũi khoan trong quá trình làm việc giảm sai số lệch đường tâm lỗ và nâng cao độ cứng vững của mũi khoan, phần cán khoan có bộ phận giảm rung động… Do đó, phương pháp này có thể gia công các lỗ rất sâu với l/d

tới hàng trăm với độ chính xác cao

- Ứng dụng: Phương pháp này thường dùng khi khoan lỗ có đường kính trung bình (từ 20 đến khoảng 80mm) dùng đầu khoan đặc, với lỗ có kích thước lớn

(từ 80 đến 250mm) người ta hay dùng đầu khoan vành hay còn gọi là khoan lấy lõi

Hình 1.7 Dụng cụ cắt trong khoan BTA (đầu khoan vành)

- Nhược điểm: Phương pháp này có nhiều ưu điểm song nhược điểm chính của

nó là đòi hỏi hệ thống máy chuyên dùng Chính vì vậy, trên cơ sở phương pháp này người ta đã đưa ra biến thể khác để có thể sử dụng dễ dàng hơn trên các máy vạn năng thông thường Đó là hệ thống khoan gọi là hệ thống khoan Ejector sẽ được trình bày trong phần tiếp theo

1.3.3 Biến thể của sơ đồ dẫn dung dịch bên ngoài và thoát phoi bên trong

Nguyên lý bơm phụt: Dòng Q1 chảy vào từ mặt cắt b-b qua khe hở vành khuyên (miệng ejector) sẽ đổi hướng phụt về sau như hình vẽ

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý Ejector

Khi đó tạo ra chân không hút dòng chất lỏng Q0 từ mặt cắt a-a chuyển động về sau, hai dòng gặp nhau, pha trộn trong đoạn 1-2 và hợp vào nhau cùng chuyển động

về sau

Dựa trên nguyên lý này đã thiết kế ra sơ đồ khoan thoát phoi trong dạng biến

thể như sau (Hình 1.9):

Hình 1.9 Sơ đồ thoát phoi trong sử dụng hiệu ứng bơm phụt (Ejector)

Chất lỏng áp suất cao bơm vào qua ống dẫn vào khe hở giữa ống trong và ống ngoài Khi tới rãnh của ống trong, dòng chất lỏng phân thành 2 luồng Một phần qua rãnh vào ống trong, đổi chiều và đi ngược trở lại Phần còn lại lần lượt qua các rãnh

Г, Б, А đi vào vùng cắt

Luồng chất lỏng qua rãnh đổi chiều ngược trở lại tạo ra hiệu ứng bơm hút: tạo khoảng chân không ở phần đầu cắt hút phoi và dung dịch quay ngược trở lại đi vào ống trong và đẩy ra ngoài

Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống khoan Ejector

Đánh giá ưu nhược điểm:

- Ưu điểm: Phương pháp này dễ ứng dụng và không đắt dùng cho hệ thống máy có trục chính nằm ngang như máy tiện vạn năng thông thường

- Nhược điểm: Phương pháp này không thể gia công lỗ có chiều dài quá sâu ngoài tác dụng của hiệu ứng bơm phụt (Ejector), nói cách khác chiều sâu lỗ gia công bị giới hạn Ngoài ra, áp suất chất lỏng đưa vào vùng gia công bị giảm đi so với BTA nên hiệu quả sử dụng cũng kém hơn

Kết luận: Qua tìm hiểu về các phương pháp khoan sâu ở trên nhận thấy đối

với việc khoan lỗ nòng pháo nên chọn phương pháp BTA do các ưu điểm của nó có thể đáp ứng tốt các yêu cầu chất lượng Tuy nhiên để có thể khoan theo phương pháp BTA ngoài dụng cụ còn đòi hỏi phải có máy và các trang bị chuyên dùng Đối với thực tiễn hiện nay ở các nhà máy quốc phòng, vấn đề máy giải quyết chủ yếu theo hướng cải tiến máy tiện băng dài thành máy khoan lỗ sâu Đây là hướng đã được nhiều đề tài nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế Tuy nhiên, các trang bị chuyên dụng đi kèm đặc biệt là hệ thống truyền dẫn chất lỏng trơn nguội khi khoan lỗ sâu vẫn chưa được nghiên cứu một cách hoàn chỉnh có hệ thống Mặt khác, phải thấy rằng việc sử dụng chất lỏng trong khoan lỗ sâu là một trong những vấn đề cốt yếu để giải quyết những khó khăn khi khoan sâu Vì vậy, trong đồ án tập trung nghiên cứu về hệ thống truyền dẫn chất lỏng khi khoan sâu, đưa ra một số sơ đồ thường dùng, cơ sở tính toán và lựa chọn các thiết bị cũng như các thông số công nghệ một cách hợp lý khi gia công

Với những lỗ có đường kính lớn hơn 100mm, người ta sử dụng phương pháp khoan vòng (hay cũn gọi là khoan lấy lừi) bởi việc biến đổi toàn bộ kim loại bị tách

ra thành phoi dẫn đến việc giảm năng suất trong quá trình khoan Với phương pháp khoan vòng thì chỉ có phần kim loại nằm trong hình vành khăn tạo nên khi các lưỡi cắt chuyển động tương đối với phôi là bị biến đổi thành phoi, còn những “lõi” kim loại của nó tùy theo kết cấu của dụng cụ khoan, có thể là một thanh liền theo toàn

bộ chiều dài hoặc bị cắt ngang thành từng đoạn bởi các bộ phận chuyên dùng và

được sử dụng để gia công các chi tiết thích hợp Những giới hạn về kích thước kể trên của việc sử dụng công nghệ khoan đặc và khoan vòng chỉ mang tính chất tương

đối

1.4.1 Các dạng chuyển động của dao và phôi khi gia công lỗ sâu

- Dạng 1: Sản phẩm chuyển động quay, còn dụng cụ cắt có chuyển động tịnh tiến Loại này thường được dùng khi khoan các lỗ sâu có đường kính nhỏ hơn 50mm

- Dạng 2: Sản phẩm chuyển động quay còn dụng cụ cắt có đồng thời hai chuyển động quay và tịnh tiến Loại này hay được dùng để khoan với tốc độ cao các lỗ có đường kính lớn hơn 55mm

- Dạng 3: Sản phẩm đứng yên còn dụng cụ cắt có đồng thời hai chuyển động quay và tịnh tiến

Trong 3 loại trên thì loại 1 và 2 có độ lệch trục tâm của sản phẩm ít hơn so với loại thứ 3 nhờ có chuyển động quay của sản phẩm Dạng 3 vì có độ lệch trục lớn nên chỉ sử dụng khoan những lỗ có tỉ lệ chiều sâu không lớn (L/d o <20), ở những chi tiết to, không tròn mà chuyển động quay của nó gặp phức tạp và không an toàn

- Với mục đích đạt được giá trị của độ lệch trục ít nhất, tùy theo lỗ được khoan

mà người ta sử dụng phương pháp khoan từ một đầu hoặc 2 đầu trở lại Người

ta sử dụng phương pháp khoan 2 đầu trở lại với lỗ sâu có chiều dài lớn (l>8m) Còn với những lỗ có chiều dài nhỏ hơn thỡ dựng phương phỏp khoan

từ 1 đầu

1.4.2 Sự truyền dẫn dung dịch bôi trơn làm nguội

Tùy thuộc vào kích thước lỗ, kết cấu dụng cụ và phương pháp khoan, mà người

ta sử dụng các phương pháp khác nhau để đưa dung dịch bôi trơn, làm nguội vào và

dần thoát phoi ra như sau:

- Dẫn dung dịch vào ở bên ngoài và thoát phoi ở bên trong mũi khoan và cán khoan Phương pháp này được sử dụng trong nhiều trường hợp khoan đặc các

lỗ có đường kính từ 20-100mm (hình vẽ)

I

I II

Hình 1.11 Phương pháp dẫn dung dịch trơn nguội từ bên ngoài và thoát phoi ở

bên trong mũi khoan

I: Chỉ chiều của dung dich trơn nguội II: Chỉ chiều của phoi

- Dung dịch bôi trơn, làm nguội được dẫn qua mặt lỗ trong của cán và mũi khoan, còn dung dịch và phoi được thoát ra ngoài qua khe hở giữa mặt ngoài của cán dao và thành trong của lỗ được khoan ra ngoài

- Phương pháp này được sử dụng để khoan những lỗ có đường kính > 100mm

và khoan những lỗ sâu có đường kính < 20mm (hình vẽ)

I

II

Hình 1.12 Phương pháp dẫn dung dịch từ bên trong và thoát phoi ở bên ngoài

II: Chỉ chiều của dung dich trơn nguội I: Chỉ chiều của phoi

So với phương pháp dẫn dung dịch từ bên trong và thoát phoi ra bên ngoài thì phương pháp dẫn dung dịch từ bên ngoài và thoát phoi ra từ bên trong mũi khoan và

cán khoan có những ưu điểm sau:

- Kết cấu cán và mũi khoan có độ cứng vững cao hơn bởi vì việc đưa dung dịch bôi trơn làm nguội vào yêu cầu khe hở hình vành khuyên nhỏ hơn khe hở để thoát phoi ra Điều đó cho phép tăng đường kính của cán dao và như vậy nâng cao được độ cứng vững của cán dao và cũng cho phép nâng cao chế độ cắt gọt nhằm nâng cao năng suất của quá trình khoan

- Sự thoát phoi qua lỗ của cán và mũi khoan sẽ nhẹ nhàng và đáng tin cậy hơn nhờ đú độ nhẵn và kích thước tiết diện ngang của lỗ được đảm bảo

- Nhược điểm của phương pháp này là phải sử dụng thiết bị chuyên dùng để

đưa dung dịch bôi trơn, làm nguội và thoát phoi ra Vì vậy khi khoan các lỗ sâu có đường kính > 100mm, khi mà độ cứng vững của cán dao có đủ độ tin cậy thì người ta sử dụng phương pháp khoan thứ 2 nghĩa là phương pháp dẫn dung dịch bôi trơn làm nguội vào ở bên trong và thoát phoi ra ở bên ngoài mũi khoan và cán dao

Dụng cụ để khoan các lỗ sâu

Với mục đích hoàn thiện công nghệ và dụng cụ khoan các lỗ sâu, bằng các công trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học, cho tới nay rất nhiều kiểu kết cấu mũi khoan và đầu khoan được sử dụng Không một nguyên công gia công nào lại có nhiều kiểu kết cấu dụng cụ khác nhau và phong phú như nguyên công khoan Những yêu cầu cơ bản của bất kỳ một kết cấu dụng cụ khoan sâu nào là:

- Có khả năng dẫn vào đủ khối lượng dung dịch bôi trơn và làm nguội

- Thoát được phoi tốt bằng cách bẻ vụn phoi và tạo đường cho phoi thoát ra

- Loại trừ khả năng lệch lỗ khoan

- Có năng suất cao

- Giá thành chế tạo thấp

- Đơn giản và đảm bảo đủ độ tin cậy trong quá trình sử dụng

1.4.3 Mũi khoan kiểu cánh quạt

Việc sử dụng mũi khoan kiểu cánh quạt để khoan các lỗ sâu đã được biết từ lâu trong công nghiệp Nhưng những mũi khoan kiểu cánh quạt đầu tiên, do kết cấu phần cắt của mũi khoan chưa hoàn thiện nên có năng suất thấp, độ lệch tâm và độ cong của lỗ sâu được khoan ra lớn Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu sự làm việc của mũi khoan cánh quạt, kết cấu của mũi khoan cánh quạt có hình dáng hình học mới của cạnh cắt đã được hoàn thiện Việc sử dụng những mũi khoan kiểu cánh quạt

đã được hoàn thiện này cho phép nâng cao năng suất của quá trình khoan các lỗ sâu, giảm được độ lệch trục tâm và nâng cao chất lượng bề mặt lỗ được gia công so với

mũi khoan loại này trước đó (Hình vẽ 4.1)

Hình 1.13 Mũi khoan kiểu cánh quạt

Những mũi khoan kiểu cánh quạt làm việc theo nguyên tắc chia chiều rộng cắt

và được dùng để khoan các lỗ sâu có đường kính từ 20-85mm Mũi khoan kiểu cánh quạt làm việc theo nguyên tắc dẫn dung dịch bôi trơn và làm nguội từ bên ngoài vào

và thoát phoi ra ở bên trong mũi khoan và cán khoan

1.4.4 Mũi khoan KK3

- Xu hướng nâng cao năng suất của nguyên công khoan đặc dẫn đến việc tạo nên kết cấu của những mũi khoan với sự phân bố các cạnh cắt làm việc theo phương pháp phân chia chiều dài cắt

- Mũi khoan KK3 về hình thức có kết cấu gần giống mũi khoan xoắn ốc (mũi khoan ruột gà) được dùng để khoan các lỗ sâu với sự thoát phoi ở bên trong

và truyền dẫn dung dịch bôi trơn, làm nguội vào từ bên ngoài của mũi khoan

và cán khoan

Hình 1.14 Mũi khoan kiểu KK3

- Mũi khoan KK3 khác với những mũi khoan xoắn ốc thông thường ở chỗ nó

có bốn cạnh viền để tạo nên những lỗ dẫn dung dịch bôi trơn, làm nguội vào vùng cắt và đồng thời cũng là bộ phận dẫn hướng của mũi khoan

- Với cùng một tuổi bền như nhau của cạnh cắt thì mũi khoan KK3 có thể tăng năng suất gấp 2 lần (theo thời gian máy) so với mũi khoan kiểu cánh quạt Song mặc dù có được khả năng tăng năng suất so với mũi khoan kiểu cánh quạt, mũi khoan KK3 với kết cấu ban đầu cũng không được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp Đó là vì mũi khoan KK3 có lưỡi cắt ngang, điều đó làm cho độ lệch trục tâm của lỗ khi khoan tăng lên Khi khoan các lỗ sâu bằng

mũi khoan KK3 có kết cấu như trên, độ lệch trục của lỗ có thể 1-2mm/1m chiều dài khoan, điều đó sẽ làm hỏng sản phẩm

1.4.5 Mũi khoan có lưỡi cắt được mài theo kiểu chữ M

- Với mục đích làm giảm độ lệch trục tâm của lỗ và do đó mở rộng khả năng

sử dụng mũi khoan KK3, người ta đã sửa lại kết cấu của mũi khoan KK3 và tạo được kết cấu mới có lưỡi cắt được mài theo kiểu chữ M Khác với mũi khoan KK3, ở mũi khoan này, mỗi lưỡi cắt chính của nó được mài 2 đoạn N

và T Nhờ có kết cấu như thế của cạnh cắt mà lưỡi cắt ngang ở đỉnh mũi khoan được khắc phục và tạo nên điều kiện làm việc tốt hơn của mũi khoan

N

T

Hình 1.15 Mũi khoan có lưỡi cắt mài theo kiểu chữ M

- Khi khoan các lỗ sâu bằng mũi khoan KK3 có cạnh cắt được mài theo kiểu chữ M, vẫn xảy ra sự lệch trục tâm của lỗ mặc dù ở mức độ nhỏ hơn khi khoan bằng mũi khoan KK3 có lưỡi cắt ngang ở tâm Mũi khoan KK3 có lưỡi

được mài theo kiểu chữ M được sử dụng để khoan đặc những lỗ sâu có đường kính từ 20-90mm

- Để tiết kiệm thép gió mũi khoan KK3 cũng như mũi khoan kiểu cánh quạt thường được chế tạo bằng cách hàn nối Phần làm việc ở phía dưới của mũi khoan được chế tạo từ thép gió P18 còn phần chuôi phía sau của mũi khoan được chế tạo từ thép C50 So sánh năng suất (tính bằng giờ) của quá trình khoan lỗ sâu của mũi khoan KK3 với năng suất (tính bằng giờ) của mũi khoan kiểu cánh quạt cho thấy rằng: mũi khoan KK3 với lưỡi cắt được mài theo kiểu chữ M đảm bảo năng suất gấp 2 lần (theo thời gian máy)

1.5 Khoét các lỗ sâu hình trụ

1.5.1 Đặc điểm của quá trình khoét lỗ sâu

Tùy theo mức độ phức tạp, công nghệ chế tạo các lỗ sâu có yêu cầu về độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt được khoét (ở các trục và ống) khác nhau

mà những lỗ sâu hình trụ được chia thành 2 nhóm:

- Nhóm thứ nhất: Gồm những lỗ sâu hình trụ được chế tạo với cấp chính xác

2-3 và độ nhám bề mặt lỗ tương ứng cấp 9 (Ra≤0,32àm), không có bậc trên suốt chiều dài và tỉ lệ giữa chiều dài và đường kính lỗ lớn ( > 40

Ngoài ra trong quá trình nhiệt luyện ống bị biến dạng do đó trục của lỗ bị cong Mặc dù có nguyên công nắn thẳng sau nhiệt luyện nhưng cũng không thể khắc phục hết được hiện tượng cong lệch trục tâm của lỗ Vì vậy, khi đưa vào phân xưởng cơ khí để tiếp tục gia công lỗ thì lỗ vẫn còn độ cong vênh nhất định Nguyên công khoét các lỗ sâu được dùng để sửa thẳng trục tâm của lỗ, khoét đi một phần lớn lớp kim loại còn lại sau khi khoan, tạo cho lỗ có độ chính xác kích thước, độ chính xác hình dáng hình học và độ nhám bề mặt theo yêu cầu

Tùy theo công dụng của nguyên công khoét mà người ta chia nguyên công khoét thành hai dạng:

- Nguyên công khoét thô: Được dùng để sửa chữa lại trục tâm và khoét đi một phần lớn lượng dư còn lại sau khi lỗ được gia công qua nguyên công khoan trước đó Đối với khoét thô thì vấn đề độ chính xác kích thước đường kính và

độ nhám bề mặt của lỗ là vấn đề thứ yếu Khi khoét thô độ chính xác kích thước đường kính nằm trong khoảng cấp chính xác 5-7, còn độ nhám sau

khoét thô, tùy theo kết cấu của đầu khoét được sử dụng và vật liệu của các then dẫn hướng mà dao động trong khoảng cấp 3-5

- Nguyên công khoét tinh: Nguyên công khoét tinh đảm bảo đạt được hình dáng hình học chính xác, độ chính xác kích thước cho trước và độ bóng bề mặt lỗ yêu cầu với điều kiện giữ lại độ thẳng của lỗ nhận được sau khi khoét thô Khi khoét tinh thường đạt độ chính xác kích thước cấp 2-3 và độ nhám

bề mặt cấp 6-7

1.5.2 Các phương pháp khoét

Khi khoét các lỗ sâu, tùy theo hướng tác dụng của lực chạy dao, người ta phân chia thành hai phương pháp khoét cơ bản là:

- Phương pháp khoét đẩy: Cán được lắp dụng cụ dưới tác dụng của thành phần

bị cắt theo theo chiều trục sẽ bị nén Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì việc sử dụng phương pháp khoét kéo yêu cầu phải có những máy có trục rỗng, mà những máy này được sử dụng rất ít

- Phương pháp khoét kéo: Phương pháp khoét kéo có thể thực hiện trên những máy có trục chính thông thường sử dụng mâm cặp chuyên dụng

- Khi khoét các lỗ sâu có tỉ lệ L/d>80, người ta sử dụng khoét kéo đảm bảo độ cứng vững của dụng cụ hơn và do đó đảm bảo được chất lượng của lỗ và năng suất cao hơn

1.5.3 Các kiểu kết cấu dụng cụ khoét lỗ

Dụng cụ dùng để khoét lỗ sâu được gọi là đầu khoét, nói chung các đầu khoét gồm: Một thân bằng thép trong đó có kẹp các con dao hoặc lắp các tấm tùy động hoặc then dẫn hướng Tùy theo sự phân bố các cạnh của các dao tương ứng với thân của đầu khoét và phương pháp kẹp các con dao ở thân dao, những đầu khoét được dùng trong chế tạo máy có thể phân thành các nhóm sau đây:

- Đầu khoét với sự phân bố các con dao ở một phía

- Đầu khoét với sự phân bố các con dao ở hai phía

- Đầu khoét với sự phân bố các con dao theo vòng tròn

- Đầu khoét với các tấm dao tùy động

- Đầu khoét tổng hợp

1.5.3.1 Đầu khoét kiểu Б

Đầu khoét kiểu Б là kiểu kết cấu đầu khoét với sự phân bố các dao về một phía Cấu tạo:

- Thân thép số 3 phần đầu của nó có giá kẹp dao số 1 để kẹp các con dao Để tạo điều kiện thoát phoi tốt, giá lắp dao số 1 được tiện với đường kính nhỏ hơn đường kính của thân đầu khoét còn ở mặt của nó được phay những mặt phẳng số 10 và 11

- Khi xác định vị trí và kích thước của giá kẹp dao cần phải chú ý phần công xôn của dao là nhỏ nhất (không vượt quá 10-20mm)

- Ở phần kẹp dao của đầu khoét có 2 hoặc 3 lỗ hình chữ nhật để lắp các con dao số 2 và được kẹp chặt bằng các vít đồng chìm số 9 Ở mặt ngoài của thân

đầu khoét người ta phay 4 rãnh số 8 để kẹp các then dẫn hướng số 4

Vật liệu các then dẫn hướng của đầu khoét kiểu Б như: gỗ sồi, gỗ dẻ, gỗ bạch

dương… Việc lựa chon loại gỗ được quyết định bởi đường kính và chiều dài của lỗ

được khoét Lỗ càng lớn càng cần loại gỗ cứng và chịu mài mòn cao hơn vì gỗ dẫn hướng bị mài mòn nhanh sẽ dẫn đến tình trạng lỗ bị côn nhiều

1

2

3

4 10

11

9

Hình 1.16 Đầu khoét kiểu Б

Nhược điểm:

Nhược điểm cơ bản nhất của đầu khoét kiểu Б là: Năng suất thấp do việc sử dụng

then dẫn hướng bằng gỗ không cho phép nhận được tiết diện lớn của phoi sau một hành trình làm việc

- Do việc phân bố các cạnh cắt của dao về một phía của đầu khoét mà tải trọng

do lực cắt sinh ra trong quá trình khoét là không đều trên các thanh dẫn hướng

- Thanh dẫn hướng nằm ở dưới các con dao và chịu thành phần lực cắt tiếp tuyến, thanh dẫn hướng nằm ở vị trí 180o so với cạnh cắt của dao chịu thành phần lực hướng kính chính là những thanh dẫn hướng chịu tải trọng lớn nhất

và như vậy chúng chịu biến dạng đàn hồi và sự mài mòn nhiều nhất của quá trình khoét

- Sự biến dạng đàn hồi và mài mòn của các then dẫn hướng bằng gỗ khi sự phân bố lượng dư theo đường tròn không đều sẽ làm cho độ lệch trục tâm của

lỗ tăng lên và độ côn của lỗ khoan ra quá lớn và phải tiến hành khoét nhiều lần

Ưu điểm:

- Ưu điểm của đầu khoét kiểu B là dễ chế tạo, giá thành rẻ

- Nó được dùng trong sản xuất đơn chiếc với việc chế tạo các mẫu thí nghiệm khi mà việc chế tạo những dụng cụ đắt tiền không có lợi

1.5.3.2 Đầu khoét kiểu Γ

Khi khoan thô các lỗ sâu bằng đầu khoét kiểu Γ(h1-17) đã cho kết quả tốt cả

về phương diện nâng cao năng suất cũng như sửa thẳng trục tâm của lỗ so với đầu khoét kiểu Б

- Cấu tạo đầu khoét kiểu Γ: Thân thép số 7 mà phần trước của nó được thay một cái khoang trống và trên được phay một rãnh hình đuôi én để kẹp các con dao số 3 nhờ có nêm số 4 và vít số 5 Dao số 3 được điều chỉnh nhờ có vít

số 1

Hình1.17 Đầu khoét kiểu Γ

- Đặc điểm của đầu khoét kiểu Γ là chỉ có hai then dẫn hướng số 9 và một con dao số 3 Một trong hai then dẫn hướng được phân bố dưới 1 góc 180o so với dao và chịu thành phần lực hướng kính Py của lực cắt Then còn lại nằm ở góc

18o so với trục thẳng đứng và chịu thành phần lực tiếp tuyến Pz của lực cắt Các then dẫn hướng bằng kim loại được phân bố như vậy đảm bảo cho việc sửa thẳng trục tâm của lỗ được khoét ra Việc lựa chọn vật liệu của các then dẫn hướng chịu được độ mòn cao là đặc biệt quan trọng Những then dẫn hướng làm bằng thép kết cấu có hàn phủ lên trên một lớp hợp kim được sử dụng tốt trong điều kiện sản xuất

- Có thể trục tâm của lỗ được khoét bằng một hành trình của đầu khoét kiểu B Việc giảm bớt số lượt hành trình khoét làm cho năng suất của nguyên công khoét thô bằng đầu khoét kiểu Γ tăng 70-80% so với việc sử dụng đầu khoét kiểu B Vì vậy khi khoét thô, người ta thường dùng đầu khoét kiểu Γ Tuy vậy đầu khoét kiểu Γ có nhược điểm là không sử dụng được chế độ cắt cao bởi vì nó chỉ có một dao

1.5.3 3 Đầu khoét với các then dẫn hướng quay

Cấu tạo: Hình 1.18 thể hiện kết cấu của đầu khoét có then dẫn hướng quay

- Giá kẹp dao số 1, thân dao số 2 và áo quay số 3

- Để giảm tổn thất do ma sát và tránh bị sây sát bên trong của áo quay số 3

được tráng lớp Bácbít Có thể thay thế lớp Bácbít bằng bạc đồng thanh trong thực tế sản xuất mà vẫn đạt được kết quả tốt

- Giá dao số 1 được kẹp hai dao số 9 Tùy theo sự phân bố các cạnh cắt của dao

ở hướng kính hay hướng trục mà sự phân bố tải trọng giữa các lưỡi cắt có thể phân bố theo nguyên tắc phân chia chiều sâu cắt hay chiều dày cắt

- Các con dao số 9 được kẹp bằng các vít số 7, có thể điều chỉnh các con dao theo hướng chính bằng vít, ở mặt ngoài của áo số 3 người ta phay bốn rãnh để

ép chặt các then dẫn hướng số 8 vào

- Vật liệu then dẫn hướng có thể là gỗ sồi, gỗ dẻ, hoặc những loại gỗ có độ bền mòn cao Vít số 4 dùng để kẹp chặt áo số 3 vào thân khoét khi cắt sửa đường kính của các then dẫn hướng theo kích thước phù hợp đối với lỗ gia công

- Khi khoét thì vít số 4 được nới ra để áo có thể quay dễ dàng quanh thân của

đầu khoét Nhờ có sự quay của các then dẫn hướng cùng với áo số 3 khi khoét mà chiều dài quãng đường dịch chuyển của then dẫn hướng tương ứng với bề mặt lỗ gia công được giảm đi rõ rệt (chỉ bằng chiều dài của lỗ gia công) so với dẫn hướng không quay Vì vậy nó đảm bảo cho then dẫn hướng

bị mòn ít nhất và đầu khoét dẫn hướng tốt hơn trong quá trình khoét

- Để tiếp nhận áp lực chiều trục sinh ra khi làm việc gữa mặt tì của thân khoét

số 2 và mặt đầu áo số 3 người ta lắp một ổ bi tì vào hai vòng đệm số 5 và 6 Vòng đệm 5 được làm bằng đồng thanh, còn vòng đệm 6 được làm bằng thép nhiệt luyện đạt độ cứng 45-50HRC

1.5.3.4 Đầu khoét với các dẫn hướng bằng cao su

Cấu tạo:

- Trên mặt ngoài của thân khoét 2 người ta phay những bề mặt tương ứng để lắp 6 khối cao su 1 Những khối cao su này được kẹp trên thân 2 của đầu khoét nhờ các vít số 3 và các chốt định vị 4 Những khối cao su dẫn hướng

được lắp trên những tấm thép 5 này được chế tạo từ hỗn hợp cao su chịu dầu Hỗn hợp được tạo hình (đúc) và lưu hóa ở nhiệt đô 143o±1oC trong thời gian

30 phút, làm tăng tính chịu mài mòn và tính chịu dầu và có khả năng dập tắt những rung động

- Ở phần trước của đầu khoét có hai lỗ hình chữ nhật để kẹp ba con dao bằng các vít, kết cấu này của đầu khoét được dùng để làm việc theo phương pháp phân chia chiều sâu cắt Những đầu khoét dẫn hướng bằng cao su cũng có thể

được sử dụng với kết quả tốt khi làm việc theo phương pháp phân chia chiều dày cắt (lượng chạy dao)

- Trong trường hợp chỉ cần thay đổi kết cấu phần trước của đầu khoét để đảm bảo phân bố các cạnh cắt của dao đối xứng về hai phía của đầu khoét Với

đầu khoét có dẫn hướng bằng cao su người ta sử dụng dung dịch trơn nguội bằng sunfôfơrêzôn

- Việc lựa chọn một cách đúng đắn độ dôi của các then dẫn hướng khi khoét các lỗ sâu bằng đầu khoét có các then dẫn hướng bằng cao su là đặc biệt quan trọng

- Khi không lựa chọn đúng độ dôi thì những lực cắt gây nên sự nung nóng rất cao đối với sản phẩm và các then dẫn hướng, làm gián đoạn sự chạy dao của

đầu khoét và làm cho các then dẫn hướng mòn nhanh

- Khi xác định độ dôi hợp lý này cho thấy rằng khi khoét lỗ sâu có các đường kính từ 30-150mm, cần phải chọn trị số độ dôi của các then dẫn hướng một cách tương ứng trong giới hạn 0,05-0,15mm

- Với giá trị độ dôi hợp lí quá trình khoét được tiến hành một cách bình thường thì với một bộ then dẫn hướng có thể khoét được đến 5 ống có đường kính từ 125-130mm và chiều dài mỗi ống tới 6m

- Việc gia công các then dẫn hướng được tiến hành trên máy tiện hoặc máy mài sau khi lắp các then dẫn hướng và kẹp chặt chúng trên thân của đầu khoét

1.5.3.5 Đầu khoét với các then dẫn hướng bằng kim loại và bằng gỗ

- Đầu khoét với hai then dẫn hướng bằng kim loại và hai then dẫn hướng bằng

- Để tăng tính bền mòn ở phần trước của then dẫn hướng người ta hàn những tấm hợp kim cứng BK8 Bề mặt làm việc còn lại của then dẫn hướng bằng kim loại được phủ một lớp hợp kim, đôi khi người ta hàn các tấm hợp kim BK8 trên suốt chiều dài thanh dẫn hướng thay cho hợp kim compozit

- Khi khoét thô những lỗ sâu ở những chi tiết có lượng dư không đều theo

đường tròn, việc sửa thẳng trục tâm của lỗ đạt được kết quả tốt khi làm việc bằng đầu khoét cắt gọt ở một phía và có hai then dẫn hướng bằng kim loại

Đó là do khi khoét lỗ sâu bằng đầu khoét cắt gọt ở một phía, sự biến dạng

đàn hồi của các then dẫn hướng chịu thành phần lực hướng kính Py của lực cắt ảnh hưởng đến độ sai lệch trục tâm của lỗ là chủ yếu

- Khi làm việc bằng đầu khoét có then dẫn hướng bằng kim loại bề mặt lỗ được khoét không nhẵn và bị biến cứng, chiều dày lớp biến cứng có thể tới 0,5mm chính vì vậy mà đầu khoét kiểu này không dùng được trong nguyên công khoét tinh

-

1.6 Các phương pháp gia công tinh lần cuối các lỗ sâu chính xác

Gia công tinh bóng lần cuối là nguyên công quan trọng nhất quyết định chất lượng làm việc của các lỗ sâu chính xác Để gia công tinh bóng lần cuối, người ta sử dụng các phương pháp như: tiện (khoét) mỏng, mài khôn, đánh bóng, trượt ép, lăn

ép (nong ống)… Nhưng các phương pháp như tiện (khoét) mỏng, trượt ép, đánh bóng, thường chỉ được sử dụng có hiệu quả đối với những lỗ có chiều dài không lớn

và tỉ lệ giữa chiều sâu lỗ với đường kính lỗ nhỏ Nhất là phương pháp đánh bóng bằng vải nháp là phương pháp có năng suất thấp và không đảm bảo độ chính xác và

độ bóng theo yêu cầu của lỗ, việc tuốt ép bằng các quả cầu và các đầu cong không

được sử dụng rộng rãi vì nó gây ra ở chi tiết gia công đặc biệt là các chi tiết có thành mỏng những biến dạng đáng kể và không đảm bảo được hình dạng và độ thẳng của trục lỗ… Người ta thấy sử dụng phương pháp mài khôn và phương pháp lăn ép để gia công tinh bóng lần cuối các lỗ sâu chính xác

1.6.1 Phương pháp lăn ép để gia công tinh bóng các lỗ sâu chính xác bằng

- Bản chất của phương pháp gia công bằng biến dạng dẻo dựa trên cơ sở làm biến dạng dẻo kim loại ở trạng thái nguội là: Dưới áp lực của các dụng cụ như (con lăn bi, chày…) có độ cứng cao hơn kim loại bị gia công, các nhấp nhô giảm và tạo thành các vết nhăn tế vi mới

Nguyên lý làm việc của đầu lăn ép :Điều chỉnh kÝch thước dïng bạc c«n và

khớp nối 9 Nắp 4 lắp trượt trªn trục 1 để điều chỉnh độ quay của bi 7 dễ dàng (

bi này được nhiệt luyện đạt 58-61 HRC )

Toàn bộ hệ thống di trượt gồm : nắp 4 , đai ốc 2 , vßng đệm 3 , khớp nối 9 ; ổ

bi chặn 5 ; ¸o bi 6 ( cã t¸c dụng làm cho bi được ph©n bố đều ) và bi 7 di trượt theo toµn bộ däc trục của nã , viªn bi 7 chuyển động nhờ bạc côn và phụ thuộc

vào đường kính muốn lăn ép Để di chuyển bạc 8 trên trục 11 , trong quá trình gia công thì có đai ốc 12 ( đai ốc 12 làm việc nhờ vít hãm 13 )

Dung dịch bôi trơn được bơm qua lưới lọc 15

ChuôI trục 11 có ren để lắp vào ụ động của máy tiện Để đưa đầu lăn ra khỏi vùng gia công thì trên bề mặt của nó có then dẫn hướng 17 , then dẫn hướng 17

được kẹp vào vít 18 và vòng đệm 16 Hành trình chạy không để đầu lăn thoát khỏi vùng gia công

- Phương pháp gia công tinh bằng biến dạng dẻo này có thể đạt tới

ắ Độ nhẵn bóng bề mặt cấp 10-11 có khi là cấp 12 tùy thuộc vào độ bóng bề mặt của phôi ở các nguyên công trước đó

ắ Độ chính xác cấp 2 có khi là cấp 1

- Phương pháp gia công đang được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả là

phương pháp lăn ép bằng con lăn hoặc bi

ắ Kim loại của các đỉnh nhấp nhô cao di chuyển theo cả hai phương ở chỗ tiếp xúc Chiều cao nhấp nhô ban đầu Rbd giảm xuống còn R tạo nên các nếp nhăn tế vi mới

ắ Hình dáng, kích thước và sự phân bố nhấp nhô của chúng phụ thuộc vào hình dáng kích thước của bộ phận lăn ép, dụng cụ và chế độ lăn ép

ắ Các yếu tố ảnh hưởng đến mọi chỉ tiêu cơ bản của chất lượng gia cụng là: ứng suất pháp và ứng suất cắt lớn nhất ở vùng biến dạng và tỉ lệ giữa 2 ứng suất đó; tỷ lệ này quyết định hướng biến dạng và dịch chuyển kim loại ở vùng tiếp xúc

ắ Để đạt được độ nhẵn bóng cao, lực tác dụng ở bộ phận biến dạng phải đủ để làm biến dạng dẻo các đỉnh nhấp nhô ban đầu của bề mặt đồng thời lực đó phải nhỏ nhất

Hình 1.20 Sơ đồ biến dạng các nhấp nhô tế vi khi lăn ép bằng con lăn

1.7 Một số nghiên cứu về mài các lưỡi cắt của dao khoan nòng súng

Để đảm bảo cho quá trình làm việc mũi khoan nòng súng chỉ có thể mài lại với độ chính xác thường yêu cầu đến khoảng 0.2 – 0.4 mm với mũi khoan có đường kính đến 15mm và 0.4- 0.6 mm cho mũi khoan có kích thước lớn hơn Phụ thuộc vào yêu cầu dung sai lỗ và vật liệu cắt , các mũi khoan có thể được mài khoang 15 –

20 lần

Quá trình mài lại có thể dùng trên một dụng cụ thích hợp và đồ gá đá mài lưỡi cắt Quá trình mài lại cũng có thể dùng trên máy mài mũi khoan nòng súng chuyên dụng Đồ gá và máy mài phải tuân theo các tiêu chí sau :

- Độ chính xác sau khi mài lại

- Đúng yêu cầu và hình dáng của lưỡi cắt gốc

- Đơn giản và dễ vận hành

Dưới đây là một số đồ gá và máy mài chuyên dùng

Máy mài TBSM 2-32

Chuyên dùng cho mài mũi khoan nòng súng

Với đường kính từ 2 – 32 mm Cũng có thể dùng cho mài mũi có gắn mảnh hợp kim

Thông số kĩ thuật của máy :

- Khoảng dịch chuyển ngang : 250mm

Máy mài TBSM 2,5-32

Chuyên dùng cho mài lại mũi khoan nòng súng đơn

Máy mài ZLBSG

Chuyên dùng cho mài lại mũi khoan nòng súng lưỡi kép

Quá trình mài lại mũi khoan nòng súng dùng lưỡi đơn

* Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan đơn có đường kính đến 5 mm

* Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan đơn có đường kính từ 5 - 20 mm

* Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan đơn có đường kính lớn hơn 20 mm

Quá trình mài lại mũi khoan nòng súng dùng lưỡi kép

Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan kép có đường kính từ 5 – 26.5mm

Mài lưỡi cắt kép có gắn mảnh hợp kim