Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt khi phay trên máy phay CNC chuyên dùng

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ máy phay CNC tốc độ cao đến chất lượng bề mặt của chi tiết máy là đề tài luận văn cao học này đã được xác định xuất phát trên nhữ

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội

Khoa cơ khí

…^ ]

Luận văn thạc sĩ khoa học

nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ

đến chất lượng bề mặt khi phay trên

máy phay Cnc chuyên dùng

M∙ Số:………

BUN MY Say Sông Kham

Người hướng dẫn khoa học: TS nguyễn thị phương mai

hà nội 2/2008

10 Hình 2.4 Cờu tạo răng dao phay

11 Hình 2.5 Các dạng răng của dao phay

21 Hình 3.2 Máy phay cao tốc GSFD 3540

22 Hình 3.3 Bộ trục vitme đai ốc bi

23 Hình 3.4 Các đoan dịch chuyển dao

24 Hình 3.5 Hệ tọa độ vuông góc trên máy

25 Hình 3.6 Mộu phôi đã chuẩn bị xong

26 Hình 3.7 Phôi đã đặt trên băn máy

27 Hình 3.8 Đang thiết kế chi tiết trên phần mềm Type3

37 Hình 4.2 Sơ đồ kết cấu máy đo độ nhám SJ – 400

38 Hình 4.3 Sơ đồ khối của máy đo nhám tiếp xúc kiểu điện cảm

39 Hình 4.4 Kết cấu của cuộn dây mắc vi sai đợc chế tạo

40 Hình 4.5 Bộ phận hiển thị

41 Hình 4.6 Bộ phận đầu đo

42 Hình 4.7 Bộ phận di chuyển đầu dò dọc theo phơng đo

43 Hình 4.8 Bộ phận điều chỉnh độ vào và góc nghiêng

44 Hình 4.9 Các chi tiết của bộ phận đầu đo

45 Hình 4.10 Mũi do và cần đo tiêu chuẩn

46 Hình 4.11 Mũi dò đo các lỗ nhỏ và sâu

52 Hình 4.17 Mũi dò-chiều dài cần gấp đôi

53 Hình 4.18 Mũi dò-chiều dài cần gấp ba

54 Hình 4.19 Cần đo khi lắp mũi gá trợt

55 Hình 4.20 Đầu do khi lắp mũi gá không trượt

56 Hình 4.21 Đầu do

57 Hình 4.22 Profin đo được là hình bao của profin thực tế

58 Hình 4.23 ảnh hưởng của bán kính mũi dò tới hình dạng profin

bề mặt đo được

59 Hình 4.24 Đầu dò không thâm nhập được vào những rãnh lõm

trên bề mặt

59 Hình 4.24 Đầu dò không thâm nhập được vào những rãnh lõm

trên bề mặt

60 Hình 4.25 Đo độ nhám

61 Hình 4.26 Đo độ nhám theo phương pháp vuông góc

1.4 Các nguyên nhân quyết định độ nhám bề mặt gia công 20

1.4.1 ảnh hưởng về hình học của quá trình gia công độ nhám bề mặt 21

1.4.2 ảnh hưởng của biến dạng dẻo lớp bề mặt kim loại đến độ nhám

Chương II Tổng quan về cắt gọt trên máy phay 27

2.1 Khái niệm cơ bản về quá trình cắt kim loại 27

2.2 Khái niệm chung và cấu tạo của dao phay 29

2.2 1 Bề mặt lưỡi cắt và các yếu tố khác 30

2.2.2 Hình dạng và căc yếu tố của răng. 31

2.2.3 Các yếu tố và hình dạng của r∙nh 32

2.3 Các yếu tố của chế độ cắt khi phay 34

2.5 Nhiệt cắt, rung động và hiện t−ợng cứng nguội trong quá trình

2.5.2 Hiện t−ợng rung động trong quá trình cắt 39

2.5.3 Hiện t−ợng cứng nguội trong quá trình gia công 41

3.3.2 Những điểm quan trọng trong 1 hệ toạ độ 49

3.4 Thực nghiệm trên máy phay cao tôcGSFD 3540 49

3.6.2 Chi phí gia công và năng suất gia công 58

3.7 ảnh hưởng của vật liệu giao và vật liệu gia công đến lực cắt

trong quá trình phay

4.1 Giới thiệu máy đo độ nhám kiểu tiếp xúc SJ – 400 60

4.5 ý nghĩa và vai trò các thông số của máy đo nhám SJ-400 70

4.6 ảnh hưởng của hình dáng đầu mũi dò đến kết quả mô tả

profin nhám bề mặt

72

4.7 Các thông số đánh giá độ nhám bề mặt mẫu 75

4.8 Kết quả đánh giá đo độ nhám bề mặt mẫu 76

4.8.1 Bảng số liệu và đồ thị khi đo vuông góc với vết gia công 78

4.8.1 Bảng số liệu và đồ thị khi đo song song với vết gia công 89

đầu cho tới lúc kết thúc quá trình sản xuất, giờ đây nhờ có sự phát trển mạnh

mẽ của khoa học công nghệ đã tạo ra được những thế hệ máy công cụ hiện

đại có thể điều khiển tự động theo chương trình thiết lập trước trong suốt quá trình sản xuất ,nhờ đó mà giải phóng được sức lao động của con người sự

ra đời của các thế hệ máy công cụ này đã làm thay đổi toàn bộ các khuynh hướng công nghệ lạc hậu thay vào đó là các định hướng công nghệ mang tính chuyên gia được thiết lập trong máy và điều khiển bởi máy tính

Trong công nghệ chế tạo máy, đặc biệt là các chi tiết gia công bằng nguyên công phay có rất nhiều ứng dụng trong kỹ thuật và các máy móc thiết

bị Chất lượng bề mặt chi tiết sau khi phay góp phần quan trọng vào chất lượng của chi tiết khi lắp ráp sản phẩm, nhất là các thiết bị đòi hỏi chất lượng cao Trong các chỉ tiêu chất lượngbề mặt thì nhám bề mặt (profile bề mặt) có vai trò quan trọng nhất Hiện nay để bảo đảm chất lượng chi tiết, thông thường người ta gia công trên máy phay CNC tốc độ cao, hầu hết các chi tiết

đòi hỏi độ chính xác cao, kích thước nhỏ trong ngành cơ khí chính xác được phay trên các máy phay này

Để có thể đánh giá được độ nhám bề mặt một chi tiết nào đó, trước hết

ta cần có các chỉ tiêu để đánh giá bề mặt đó, tiếp theo là phải có phương pháp

đo và phương tiện đo Những nghiên cứu về độ nhám bề mặt đã được tiến hành từ nhiều thập kỷ trước Tuy nhiên bề mặt có kết cấu rất phức tạp do đó không thể có một hay một vài thông số nào đó đủ khả năng mô tả đầy đủ các

đặc tính của bề mặt mà chúng chỉ mô tả được một vài đặc tính nào đó tùy

theo yêu cầu sử dụng Mặc dù ngày nay đo lường học kết cấu bề mặt đã được tiêu chuẩn hóa trên toàn thế giới nhưng mỗi nước lại phát triển nó theo một hướng riêng với các định nghĩa về các thông số độ nhám riêng biệt phù hợp với phương pháp đánh giá của nước đó Do hiện nay nền công nghiệp phát triển mạnh mẽ nên việc có ác một tiêu chuẩn mới đầy đủ và cập nhật hơn là rất cần thiết Vì vậy việc hệ thống hóa các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt theo những tiêu chuẩn mới nhất sẽ làm tiền đề cho việc đó

Muốn thực hiện được việc hiệu chỉnh kích thước tự động thay dao và

tiến tới tự động hoá sản xuất thì cần phải có các mô hình về mòn dụng cụ về

nhấp nhô bề mặt lực cắt trong qúa trình gia công

Vì vậy việc nghiên cứu bản chất của phương pháp đo tiếp xúc cũng như các yếu tố liên quan có vai trò rất quan trọng nhắm đảm bảo tính liên kết chuẩn, tính chính xác trong các phép hiệu chuẩn, các phép đo độ nhám

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ máy phay CNC tốc độ cao đến chất lượng bề mặt của chi tiết máy là đề tài luận văn cao học này đã được xác định xuất phát trên những yêu cầu đó

Hà nội, ngày ……tháng……năm……

Chương I

TổNG QUAN Về NHáM Bề MặT

Quá trình gia công cơ khí tạo nên các bề mặt chi tiết ít hay nhiều đều

bị sai lệch so với bề mặt danh nghĩa theo bản vẽ thiết kế Có thể dễ dàng nhận thấy và chứng minh được bất kỳ sai lệch nào của bề mặt đều ảnh hưởng tới chức năng làm việc của chi tiết, đặc biệt là trong các chi tiết lắp ghép Các

đặc tính đó là: sức bền tiếp xúc, tính trơn trượt, độ bền mỏi, tính chống mòn, chức năng đổi lẫn Hơn nữa kinh nghiệm thực tế cho thấy tính

chất bất quy tắc của bề mặt do không được điều khiển trong quá trình gia công có thể ảnh hưởng tới 50% vùng dung sai yêu cầu

Vì những lý do trên, sai lệch bề mặt của chi tiết sau khi gia công đã,

đang và sẽ còn được nghiên cứu trong công nghệ chế tạo cơ khí

1.1.1 Sai lệch hình dạng

Sai lệch hìnnh dạng là độ lệch của bề mặt đã được gia công so với bề

mặt hình học, chúng được cấu thành từ một vài sóng lớn mà chiéu dài bước sóng ít nhất lớn hơn 1000 biên độ sóng

Nguyên nhân gây nên sai lệch hình dạng là do các sóng trượt hay trục chính trong máy gia công, các bộ phận của máy gia công bị biến dạng do nhiệt, cũng có thể do sự mòn không đều của các bộ phận trong máy

Hình 1.1: Nhám về mặt, sóng bề mặt và sai lệch hình dạng

1.1.2 Nhám bề mặt

Nhám là thành phần sai lệch nhỏ nhất vốn có trong quá trình gia công

Đó là dấu vết của quá trình gia công chẳng hạn như là vết của dụng cụ cắt để lại trên bề mặt trong quá trình tiện, là dấu vết để lại do mài nghiền hay đánh bóng Toàn bộ những thành phần bất quy tắc có chiều dài bước sóng trong khoảng 5 ữ 100 lần chiều cao biên độ đều được coi là nhám Tùy từng quá trình gia công mà nhám có thể dạng tuần hoàn hay ngẫu nhiên bất kỳ

1.1.3 Sóng bề mặt

Sóng là tất cả những thành phần có tỷ lệ giữa chiều dài bước sóng và

biên độ sóng trong khoảng 100ữ1000

Như vậy là sóng lớn hơn nhám nhưng nhỏ hơn sai lệch hình dạng Sóng thường có dạng tuần hoàn, đó là kết quả của quá trình gia công không phù hợp Chẳng hạn như phôi hay máy bị võng, uốn, rung động máy bị rơ hay những ảnh hưởng của vật liệu, ảnh hưởng khác từ bên ngoài

Các thành phần độ nhám, sóng hay sai lệch hình dạng thờng không xuất hiện

độc lập với nhau mà hầu hết các bề mặt đểu bị ảnh hưởng đồng thời bởi cả ba yếu tố này Hình 1.2 thể hiện profin bề mặt và các thành phần cấu thành bề

mặt đó Hình này được tham khảo từ Tiêu chuẩn Liên hiệp Anh về đánh giá profin bề mặt ở đó chỉ ra những yếu tố then chốt trong đo lường kết cấu bề

mặt Nó là sơ đồ của một bề mặt được gia công bởi một số phương pháp nào

đó Ta thấy rõ có hai loại kết cấu: nhám với các đặc trưng là chiều cao nhám

và khoảng cách nhám tương ứng với các khoảng cách giữa các đỉnh và rãnh nhấp nhô

Hình 1.2 : Profin bề mặt và các thành phần của nó

1.1.4 Vết gia công.

Bề mặt của chi tiết sau quá trình gia công luôn có các vết do dụng cụ cắt để lại trên nó Thông thường một bề mặt sau khi gia công cơ khí luôn có vết gia công chính vượt trội theo một phương duy nhất trên bề mặt mà khi đo

độ nhám người ta cần đo theo phương vuông góc với tiết gia công chủ yếu

đó Thông thường vết gia công được xác định bởi từng phương pháp gia công riêng biệt Tiện, khoan, phay, nghiền, mài thường để lại trên bề mặt gia công những vết khác nhau một cách rõ rệt Một số phương pháp gia công khác lại không có vết gia công rõ ràng như: đúc cát, rèn, dũa

Dạng của hướng nhấp nhô trên bề mặt có vai trò rất quan trọng đối với các đặc tính quang học của bề mặt Một bề mặt trơn nhẵn hơn trông có vẻ gồ ghề nhấp nhô hơn nếu bề mặt có hướng nhấp nhô rõ rệt Trong khi một bề mặt nhám hơn mà không có hướng nhấp nhô rõ rệt thì trông có cảm giác nhẵn hơn

Ngoài ba yếu tố trên, còn có một thành phần nữa tạo nên topography

bề mặt Đó là những khuyết tật không định trước và không mong đợi trên bề mặt Thông thường giới hạn của khuyết tật trên bề mặt mang tính đơn lẻ, không theo quy luật và có những đặc trưng không thông thường Nó có thể bao gồm: vết rạn, nứt; vết rỗ và các vết xước, gờ sắc, gờ ráp

Thuật ngữ “topography” miêu tả tất cả những kết cấu không gian mà

các đỉnh và rãnh nhấp nhô trên bề mặt tạo ra

Như vậy bốn yếu tố chính cấu thành topography kết cấu bề mặt là:

- Sai lệch hình dạng

so với kích thước của các nguyên tử, iôn hay electron trong các quá trình gia công trong các máy sử dụng năng lượng chùm tia

Khống chế độ nhám bề mặt ở các mức độ nhất định có vai trò rất quan trọng trong các máy móc tự động và trong công nghệ gia công kim loại nơi mà thường có các bộ phận trượt hay chuyển động tương đối lên nhau Chúng th-

ường có chiều cao nhám vào khoảng phần lẻ của àm Một ví dụ khác là trong ngành công nghiệp đóng tàu, bề mặt của vỏ thân tàu cao tốc và bề mặt của cánh quạt hay chân vịt có độ nhám bề mặt vào khoảng vài àm

Một ứng dụng đặc biệt là trên các bề mặt của những đường ống khí

động lực học Những thử nghiệm trên các đường ống khí động có hiệu suất cao đòi hỏi độ trơn nhẵn cũng như hình dáng khí động lực phải rất tốt Độ nhám đòi hỏi cỡ 0,1 àm hoặc nhỏ hơn nữa

Trong lĩnh vực quang học hay X quang, về cơ bản thì bề mặt càng trơn nhẵn càng tốt Không có gì khác thường nếu các bề mặt của chi tiết quang có

độ nhám nhỏ hơn 1 nm

Các quá trình gia công bề mặt có giá thành khác nhau tuỳ theo phương pháp gia công Mối quan hệ giữa thời gian gia công là kết quả là bề mặt sau gia công đối với một vài quá trình gia công lần cuối (mài tròn, mài phẳng, doa, phay mặt đầu, tiện, phay mặt ngoài, bào và khoan) được thể hiện trong hình 1.3 Qua biểu đồ ta thấy giá thành của sản phẩm sẽ tăng lên nhanh

chóng khi muốn giảm giá trị độ nhám bề mặt tới một giá trị nào đó theo yêu cầu Do đó người thiết kế cần phải quan tâm tới giá thành sản phẩm bên cạnh chất lượng của bề mặt Lưu ý trên đồ thị này rằng đơn vị theo trục y là bất kỳ nên nó không thể dùng để so sánh giá thành của các quá trình gia công khác nhau

Cả hai đơn vị trong hệ mét là àm và trong hệ Anh àinch đều được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực đo lường học độ nhám bề mặt

1àinch = 0,0254

1 àm ≈ 40 ≈ àinch

Hình 1.3: Mối quan hệ giữa thời gian gia công và giá trị độ nhám trung bình R a qua một số phương pháp gia công khác nhau

Bảng 1.2: Giá trị độ nhám Ra đạt được qua một số phương pháp gia công

Đúc áp lực (Die casting)

Lăn nguội,kéo rút (Cold rolling,drawing)

Đúc ép (Extruding)

Đúc bằng mẫu chảy (Investmant casting)

Đúc trong khuôn (Perm mold casting)

Rèn (Forging)

Lăn nóng (Hot rolling)

Đúc cát (Sand casting)

Gia công siêu tinh (Superfinish)

Mài rà, mài nghiền (Lappin)

Đánh bóng (Polishing)

Mạ điện (Electro polish)

Mài Khôn, mài dao (Honing)

Mài, nghiền (Grinding)

Miết bóng bằng trục lăn(Roller bumishing)

Mài điện phân (Electrolytic grinding)

Barrel Finishing

Khoan, doa, tiện (Boring, Tuming)

Gia công điện hóa (Electro-chemical)

Electro, Diacharge Mach

Nghiền hóa, (chemical millng)

Khoan lỗ, (Drilling)

Bào tạo hình, (planing,shaping)

Cưa (Sa wing)

Bạt mấu đẽo mấu (Snagging)

1.3 ảnh hưởng của chất lượng bề mặt đến tính chất sử dụng của các chi tiết máy

Độ ma sát mài mòn của chi tiết phụ thuộc rất nhiều vào chiều cao, hình dạng độ nhấp nhô bề mặt và phương của các vết gia công, nhất là trong giai đoạn chạy rà

Trong thời kỳ đầu, các bề mặt làm việc chỉ tiếp xúc với nhau ở các

đỉnh cao của các nhấp nhô nên diện tích tiếp xúc thực tế chỉ chiếm phần nhỏ

so với tính toán Do đó áp suất ở các điểm tiếp xúc của bề mặt rất lớn làm cho các nhấp nhô bị đàn lún và biến dạng dẻo, khi các bề mặt tiếp xúc phát sinh dịch chuyển tương đối sẽ dẫn đến làm mòn nhanh ban đầu các chi tiết Trong một số trường hợp, sự mòn nhanh ban đầu làm nảy sinh nhiệt độ cao

và làm vỡ màng ôxit bao phủ kim loại ở các điểm tiếp xúc khiến cho các bề mặt dính vào với nhau Trong thời kỳ mòn ban đầu của các bề mặt làm trong

điều kiện tải trọng vừa và nhẹ, chiều cao nhấp nhô giảm tới 65 ữ 75% Đồng thời tăng diện tích tiếp xúc của chúng lên và giảm thấp tỷ áp thực tế Khi đó chiều cao nhấp nhô sẽ giảm đi tới một giá trị “hợp lý” nào đó Nếu trong quá trình gia công cơ đã tạo được độ cao nhấp nhô hợp lý trong điều kiện ma sát nhất định thì quá trình mài mòn sẽ ít và thời gian chạy rà là nhỏ nhất Khi chiều cao nhấp nhô lớn hơn trị số hợp lý thì sẽ làm tăng mài mòn do kết cấu cơ học cào xước và hớt đứt các nhấp nhô bề mặt Khi chiều cao nhấp nhô bề mặt nhỏ hơn trị số hợp lý cũng làm tăng mài mòn do nảy sinh cấu kết phân

tử, các bề mặt tiếp xúc rất khít làm cho dầu bôi trơn bị chèn ép ra khỏi khu

vực làm việc tạo nên ma sát khô (hình 1.5) Qua đồ thị ta thấy ở độ nhấp nhô

hợp lý (các điểm 01 và 02) các chi tiết tiếp xúc có độ mòn ban đầu nhỏ nhất Trong điều kiện làm việc năng đường cong mài mòn dịch chuyển về bên phải

và lên phía trên còn điểm độ nhám hợp lý dịch về phía tăng chiều cao độ nhấp nhô

Hình 1.4: Quan hệ giữa R a và độ mài mòn

ảnh hưởng của độ nhám đến độ mòn của bề mặt không chỉ liên quan

đến kích thước của các bề mặt tiếp xúc thực tế mà còn phụ thuộc vào hình dạng của nhấp nhô Trên hình 1.6 là hình dạng nhấp nhô của hai mẫu thử có kích thước của các bề mặt tiếp xúc nh nhau và đồ thị biểu diễn độ mòn của hai mẫu thử đó Các số liệu cho thấy các độ nhấp nhô nhỏ có độ chống mòn cao hơn độ nhấp nhô lớn với các bước lớn

ảnh hưởng của phương các vết gia công đến độ chống mòn trong các

điều kiện ma sát và ở các kích thước khác nhau của các nhấp nhô sẽ khác nhau Các nghiên cứu cho thấy rằng khi ma sát ướt và chiều cao độ nhấp nhô nhỏ, phương của các vết gia công không còn ý nghĩa Nhưng khi tăng độ nhám bề mặt thì phương của các vết gia công song song với chuyển động ma sát là hợp lý nhất Khi ma sát ở khu vực độ nhấp nhô nhỏ, phương của các vết gia công song song với chuyển động của chi tiết sẽ gây nên sự cấu kết cơ học nên mài mòn sẽ lớn hơn trong phương thẳng góc ở khu vực độ nhám lớn khi không xảy ra sự cấu kết cơ học thì phương song song của các vết gia công sẽ cho độ mòn nhỏ nhất

Hình 1.5: ảnh hưởng của hình dạng và bước nhấp nhô đến độ mòn bề mặt

Độ chính xác lắp ghép do người thiết kế quy định trên bản vẽ và được xác định bởi trị số độ hở trong lắp ghép, phụ thuộc rất nhiều vào độ nhẵn của các bề mặt lắp ghép với nhau Như đã nói ở trên, trong thời kỳ mòn ban đầu chiều cao nhấp nhô có thể giảm đi 65 ữ 75% và trong các chi tiết có kích thư-

ớc nhỏ, độ nhẵn nằm trong khoảng Ra = (1,25 ữ 2,5)àm thì do mòn ban đầu

mà độ hở bổ sung trong mối lắp ghép có thể đạt tới trị số dung sai chế tạo của

chi tiết và độ chính xác lắp ghép bị hoàn toàn phá vỡ theo hướng tăng khe hở

của lắp ghép lên hai lần

Để tránh hiện tượng đó ta phải tiến hành gia công cắt gọt sao cho độ nhám bề mặt làm việc của các chi tiết trong các lắp ghép quan trọng là nhỏ nhất để giữ cho độ chính xác lắp ghép đúng quy định trên bản vẽ thiết kế

được lâu nhất Muốn vậy phải quy định quan hệ chiều cao độ nhám bề mặt và

độ chính xác lắp ghép theo kích thước của các chi tiết bằng các công thức tính toán như sau:

Trong các công thức này thì khoảng dung sai δ và chiều cao nhấp nhô

Rz của chi tiết được tính bằng àm

Quan hệ giữa độ nhám bề mặt và tính chất lắp ghép xác định bằng các chi tiết sau:

đến độ bền lâu và sức bền của các mối lắp ghép

Việc lựa chọn độ nhẵn bề mặt cho các chi tiết lắp ghép cố định cũng

t-ương tự như các lắp ghép động phải tính đến điều kiện làm việc, đường kính

và cấp chính xác của chúng Các mối lắp ghép cố định có thể chia ra làm hai nhóm:

1 Các mối lắp ghép chịu phụ tải tương đối lớn như rung động, va đập, xoắn, tốc độ quay lớn đòi hỏi cao trong việc chọn độ nhẵn bề mặt,

cho phép lặp lại sự tháo lắp mà ít làm thay đổi tính chất lắp ghép Đối với trường hợp đó ta chọn cấp chính xác và độ nhẵn bề mặt không được thấp hơn cấp c.hính xác

2 Các mối lắp ghép không chịu tải lớn hoặc chiụ cố định vị trí tương

đối thì ta chọn cấp chính xác độ nhẵn không thấp hơn cấp 6

1.4 Các nguyên nhân quyết định độ nhám bề mặt gia công

Độ nhẵn bề mặt của chi tiết gia công cắt gọt phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân khác nhau liên quan tới các điều kiện chế tạo cụ thể Ta có thề phân ra ba nhóm cơ bản như sau :

* Những nguyên nhân liên quan tới hình học của quá trình gia công

* Những nguyên nhân liên quan đến biến dạng dẻo của vật liệu gia công

* Những nguyên nhân liên quan đến rung động của dụng cụ cắt

1.4.1 ảnh hưởng về hình học của quá trình gia công tới độ nhám bề mặt

Khi nghiên cứu các nguyên nhân hình học tới độ nhấp nhô bề mặt

ngư-ời ta cho rằng quỹ tích chuyển động của lưỡi cắt sẽ phản ánh trên bề mặt gia công Do đó về quan điểm hình học thì độ lớn, hình dạng và vị trí tương quan của nhấp nhô được xác định bởi hình dạng của lỡi cắt và các yếu tố cắt gọt có thể ảnh hưởng đến việc làm thay đổi quỹ tích chuyển động của lưỡi cắt đối với bề mặt được gia công

R.2S.Z2

R Sπ+

2 2

.

R S

Z

R S Z

S

Z Z 2

Trong đó:

Z : số răng dao phay

e : độ lệch tâm (mm) Khi phay bằng dao phay mặt mút, chiều cao và hình dạng nhấp nhô cũng giống khi tiện và được xác định bằng trị số bước tiến S bán kính góc lượn đỉnh răng dao R và góc nghiêng ϕ và ϕ1 độ đảo trên mặt mút hoặc một răng cá biệt nào nhô ra sẽ làm tăng độ nhấp nhô lên nhiều lần so với tính toán

Trạng thái của dao cắt cũng ảnh hưởng tới độ nhấp nhô bề mặt Các dữ liệu thực tế cho thấy khi dao chế tạo không nhẵn hoặc lưỡi mài không sắc thì

độ nhám bề mặt tăng lên Đối với dao tiện thì khi cùn độ nhấp nhô tăng 50 ữ 60%, dao phay hình trụ 100 ữ 115 %, dao phay mặt mút 35 ữ 45%, mũi khoan 30%, mũi doa 20% Do đó dao cần có độ nhẵn bề mặt cao hơn bề mặt

được gia công từ 2 tới 3 cấp

- Tốc độ quay của đá và tốc độ quay của chi tiết

- Trị số bước tiến dọc của chi tiết và số hành trình chạy không có bước tiến ngang (mài tia lửa)

Khi mài mỗi hạt mài tham gia cắt gọt tạo nên rãnh trên bề mặt chi tiết tương ứng với hình dạng và kích thước của nó Vì vậy chiều cao và hình dạng của độ nhám có quan hệ mật thiết với bán kính góc lượn ở đỉnh hạt mài và góc kẹp giữa các mặt của nó Hạt mài có dạng dài với tỷ lệ giữa chiều dài và rộng trong phạm vi 1,3 ữ 1,83 tùy theo độ hạt và loại vật liệu mài, góc kẹp giữa các mặt hạt mài trong khoảng 400 ữ 1500 trong đó các góc nhọn chiếm

20 ữ 25% Khi giảm kích thước các hạt mài thì số lượng các góc nhọn tăng

lên Trị số các góc đỉnh hạt mài nằm trong khoảng 91.50 ữ 1100, trong chế độ sửa đá thường dùng độ nhấp nhô xoắn của đá do kim cương tạo nên trong quá trình sửa đá có ảnh hưởng nhiều đến độ nhẵn bề mặt gia công hơn là độ hạt

của nó Khi giảm bước tiến từ 0,1 ữ 0,4 mm/vòng xuống 0,01 ữ 0,02 mm/vòng

thì ảnh hưởng độ nhấp nhô của đá do sửa đá tạo nên sẽ rất nhỏ

Tốc độ đá mài cũng ảnh hưởng đến sự hình thành độ nhám bề mặt Do các hạt mài sắp xếp không trật tự nên trong lát ăn dao thứ 2 của đá trên bề mặt gia công các hạt mài phần lớn rơi vào khoảng kim loại chưa được cắt gọt

để tạo các rãnh mới và giảm thấp chiều cao độ nhám Nếu profin của các rãnh do hạt mài tạo nên quy ước là hình tam giác thì ở mỗi lần tiếp xúc mới của đá với bề mặt gia công, chiều cao độ nhấp nhô ở lát ăn dao thứ nhất sẽ giảm theo quy luật:

Trong đó:

- Rz là chiều cao độ nhấp nhô sau n lát ăn dao của đá

- N là số lần tiếp xúc của đá với khoảng bề mặt nào đó

- R0z là chiều cao độ nhấp nhô tạo nên sau lát ăn dao thứ nhất

Trên hình 1.8 nêu ảnh hưởng của tốc độ đá và độ hạt tới chiều cao độ nhấp nhô của bề mặt được mài Ta thấy khi tốc đó đá tăng từ S tới 30m/s chiều cao độ nhấp nhô giảm đi 4 lần khi độ hạt là 40, khi giảm kích thước các hạt mài và tốc độ đá không lớn thì chiều cao độ nhấp nhô phản ánh trên

bề mặt mài giảm rõ rệt, ảnh hưởng của tốc độ chi tiết đối với độ nhẵn bề mặt hoàn toàn ngược với ảnh hưởng của tốc độ đá Tốc độ chi tiết tăng cao làm chiều cao độ nhấp nhô tăng lên, bước tiến dọc trong một vòng quay của chi tiết là yếu tố quan trọng hình thành bề mặt mài, khi giảm bước tiến dọc của

đá trong một vòng quay của chi tiết thì độ nhám bề mặt giảm thấp Mài không có bước tiến ngang cũng có tác dụng như khi giảm bước tiến dọc của

đá

Khi tăng tốc độ của đá cũng như khi giảm tốc độ của chi tiết sẽ làm tăng số hạt cắt ngang bề mặt mài và chiều cao độ nhám dọc sẽ giảm thấp

Hình 1.6: ảnh hưởng của độ hạt và tốc độ đá mài đến độ nhẵn bề mặt mài

+ ∆Rzd: Số gia của chiều cao độ nhấp nhô do chảy dẻo kim loại về phía

đỉnh nhấp nhô rớt lại

+ ∆Rzad : số gia liên quan tới sự đàn hồi của lớp bề mặt

+ ∆Rms: Số gia do ma sát giữa mặt sau dụng cụ với bề mặt cắt gọt

Qua tính toán và thực nghiệm với các vật liệu khác nhau như thép 45, nhôm, thép XΓC trị số ∆Rzdh xê dịch trong khoảng 3% tổng số ∆Rzd +

∆Rzms Trong nhiều trường hợp ma sát của mặt sau dụng cụ không gây nên những thay đổi lớn về hình dạng hình học tế vi dọc Khi gia công với các bước tiến rất nhỏ thì ảnh hưởng do ma sát của mặt sau thường lớn hơn độ đàn

hồ của lớp bề mặt

Vì biến dạng dẻo trong khu vực hình thành phoi và tiếp xúc của dụng

cụ với vật liệu gia công phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ cắt gọt và bước tiến nên các yếu tố này có ảnh hưởng rõ rệt đến sai lệch của độ nhấp nhô tính toán so với thực tế

1.4.2.1 Phay

Khi phay biến dạng dẻo của làm loại do răng dao phay trụ sẽ tăng dần lên theo chiều sâu cắt Nhưng sự thay đổi mức độ biến dạng dẻo của kim loại khi phay khác với tiện là không phản ánh lên trạng thái bề mặt đã gia công Trạng thái này liên quan với quá trình tách kim loại cũng như biến dạng dẻo chỉ ở lúc răng bắt đầu ăn vào chi tiết (khi phay nghịch), khi đó sẽ hình thành

"phoi chảy" Trong giai đoạn hình thành "phoi vẩy" kể từ lúc răng dao ăn vào lớp kim loại đến lúc rời khỏivật gia công biến dạng dẻo của kim loại tách ra không phản ánh độ nhám của bề mặt gia công mà chỉ ảnh hưởng đến trạng thái của bể mặt cắt gọt Khi phay thép cacbon ở tốc độ thấp v < 10 m/ph, phoi chảy chỉ hình thành lúc răng dao phay ăn vào kim loại sau đó thì chuyển rất nhanh thành phoi vẩy Cho nên mức độ biến dạng dẻo của lớp bề mặt rất lớn thậm chí ngay lúc răng dao phay ăn vào kim loại độ nhấp nhô của bề mặt đã gia công không có hình dạng theo một quy luật nào mà sắp xếp tự do Trị số chiều cao của chúng vượt quá các trị số tính toán Khi tăng tốc độ cắt phoi vẩy bị xuất hiện ở các giai đoạn biến dạng dẻo của nó và thời kỳ hình thành phoi chảy kéo dài hơn Khi xảy ra phoi chảy, chiều cao của độ nhám bề mặt

đã gia công nhỏ hơn khi phoi vẩy Cho nên khi tăng tốc độ cắt mức độ biến dạng dẻo của vật liệu gia công và độ nhám bề mặt đã gia công giảm xuống theo quy luật và tiến tới trị số tính toán, ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chiều cao độ nhám khi phay mặt mút cũng tương tự khi tiện

1.4.2 2 Mài

Đặc điểm quá trình mài là áp suất cắt gọt rất lớn và nhiệt nung cục bộ rất cao trong khu vực cắt gọt ở lớp mỏng trên bề mặt vật gia công Điều đó tạo nên biến dạng dẻo rất lớn ở lớp kim loại bề mặt Qua nghiên cứu

profirlograph và dạng ngoài của các bề mặt gia công ta thấy:

- Profin thực của các nhấp nhô bề mặt sau khi mài không có hình dáng hình học cụ thể

- Các nhấp nhô bề mặt sau khi mài cũng nh các vệt mài không có bước lặp lại đều đặn mà sắp xếp tự do

- Đường viền profin của các nhấp nhô trơn đều chứng tỏ biến dạng dẻo kim loại là rất lớn

1.4.3 ảnh hưởng do rung động của hệ thống công nghệ đến độ nhám bề mặt.

Trong quá trình cắt gọt thường xảy ra rung động cưỡng bức của hệ thống do tác dụng của ngoại lực và tự rung động của hệ thống do tác động của sự biến đổi theo chu kỳ của hiện tượng chai cứng của lớp kim loại bị hớt

đi và sự thay đổi điều kiện ma sát khi cắt gọt Rung động sẽ làm tăng độ nhám bề mặt gia công Độ cứng vững động học của hệ thống có ảnh hưởng quyết định đến độ nhám bề mặt, đồng thời độ cứng vững tĩnh học của hệ thống cũng có ảnh hưởng Nhưng trong thực tế độ cứng của các máy rất khác nhau trong đó trạng thái của máy có quan hệ lớn đến độ nhám bề mặt Do đó không có quan hệ tuyến tính giữa trị số Rz và độ cứng vững của máy, ở các máy mới được điều chỉnh tốt và được đặt trên nền móng vững sẽ đảm bảo rung động ít và có thể đạt được độ nhám bề mặt cao

Chương II TổNG QUAN Vê CắT GọT TRêN MáY PHAY

2.1 Khái niệm cơ bản về quá trình cắt kim loại

Quá trình cắt kim loại là một quá trình hớt đi một lớp phoi trên bề mặt gia công để chi tiết đạt hình dạng, kích thước và độ bóng bề mặt theo yêu cầu

Các dạng gia công cơ chủ yếu là: tiện, bào, khoan, phay, mài, v.v… Tất cả các dạng gia công này đều được thực hiện trên các máy cắt kim loại bằng các dụng cụ cắt khác nhau: dao tiện, mũi khoan, dao phay, v.v Cơ sở của tất cả các quá trình cắt khác nhau là quá trình tiện, còn cơ sở của tất cả các loại dụng cụ cắt là dao tiện

Để thực hiện một quá trình cắt nào đó, cần thiết phải có hai chuyển

động truyền động chính (chuyển động làm việc) và chuyển động chạy dao Chuyền động chính trong quá trình tiện là chuyền động quay của chi tiết (hình 1.1.a) Còn khi phay, chuyền động chính là chuyển động quay của dao phay (hình 1.1.b) Tốc độ của chuyển động chính là tốc độ cắt

a Qúa trình tiện b Qúa trình phay

Hình 2.1 Quá trình cắt gọt kim loại

Chuyển động tịnh tiến của dao theo phương dọc hoặc phương ngang chuyển động chạy dao khi tiện Còn khi phay chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của vật gia công (chi tiết) theo phương dọc trục, ngang, hoặc thẳng đứng Tốc độ của chuyển động chính luôn luôn lớn hơn tốc độ của chuyển độ chạy dao Trong quá trình cắt kim loại các bề mặt mới được hình thành do các bề mặt biến dạng và được hớt dần với sự tạo thành phoi Trên

hình 2.2 biểu thị sở đồ quá trình hình thành phoi khi cắt kim loại Phôi và dao

được kẹp chặt trên máy Dao được gá ở một độ sâu cắt nhất định và chuyển

động nhờ lực tác dụng của máy

Khi cắt vật liệu dẻo, người ta phân biệt các giai đoạn hình thành phoi như sau (theo I.A.Timê): Khi mới bắt đầu cắt, dao và chi tiết tiếp xúc với nhau (hình 2.2, a)

Sau đó lưỡi dao ăn sâu vào kim loại làm kim loại bị dồn (hình 2.2, b) Sự lún sâu của lưỡi dao vào kim loại sẽ thắng lực liên kết giữa lớp kim loại bị hớt

đi và phần kim lọại còn lại (kim loại chính), hiện tượng này dẫn đến sự trượt phân tử phoi đầu tiên (hình 2.2, c) Sau đó dao tiếp tục chuyền động và tách những phần tử phoi tiếp theo khỏi kim loại chính (thứ 2, thứ 3, v v ) Các số l,

2, 3, 10 (trên hình 2.2, c, d) biểu thị trình tự hình thành phoi

Hình 2.2: Sơ đồ quá trình hình thành phoi

Phoi: là lớp kim loại bị biến dạng và bị tách ra khỏi chi tiết gia công Tuỳ vào điều kiện cắt, vật liệu gia công, và các yếu tố khác mà phoi có hình dạng khác nhau

Người ta phân biệt các dạng phoi sau đây (hình 1.3)

Hình 2.3 Các dạng phoi

Phoi vụn (hình 2.3, a) thu được khi gia công vật liệu giòn (gang, đồng thau, ) Các phấn tử của phoi rời nhau Nếu gia công thép có lượng chạy dao lớn và tốc độ cắt nhỏ, ta cũng được phoi vụn

Phoi xếp (hình 2.3,b) thu được khi gia công thép với tốc độ cắt trung bình Mặt phoi tiếp xúc với mặt trước của dao rất bóng, còn mặt kia có nhiều gợn nẻ

Nhìn chung, phoi có dạng từng đốt xếp lại gần nhau

Phoi dây (hình 2.3, c) thu được khi gia công các vật liệu dẻo (đồng, nhôm, thép, v.v .)

Với tốc độ cắt lớn, phoi có dạng như một tấm băng cuốn lại thành lò

xo phẳng hoặc lò xo dạng ren vít (khi tiện), hoặc những phoi riêng biệt (khi phay) không có gợn nẻ nh phoi xếp

2.2 Khái niệm chung và cấu tạo của dao phay

Quá trình phay được thực hiện bằng một loại dao cắt mà người ta gọi

là dao phay Các răng của dao phay có thể xếp đặt trên bề mặt hình trụ, và cũng có thể nằm ở mặt đầu Mỗi một răng của dao phay là một lưỡi dao đơn giản (hình 2.4)

Hình 2.4: Cấu tạo răng dao phay

Thông thường thì dao phay là dụng cụ cắt có nhiều răng Nhưng đôi khi người ta sử dụng dao phay có một răng duy nhất, phần cắt của dao phay

được chế tạo bằng các loại vật liệu như thép các bon, thép gió, hợp kim cứng

và vật liệu gốm sứ

2.2.1 Bề mặt lưỡi cắt và các yếu tố khác

Các bề mặt, lưỡi cắt của răng dao phay có những tên gọi sau đây (hình 2.4):

Mặt trước của răng 1, là bề mặt theo đó phoi thoát ra

Mặt sau của răng 4, là bề mặt hướng vào mặt cắt trong quá trình gia công Lưng của răng 5, là bề mặt tiếp giáp với mặt trước của một răng và mặt sau của răng cạnh đó Nó có thể là mặt phẳng vuông góc, gãy khúc hoặc mặt cong

Mặt phẳng đầu, là mặt phẳng vuông góc với trục của dao phay

Mặt phẳng tâm, là mặt phẳng đi qua trục của của dao và một điểm quan sát trên lưỡi cắt của nó

Lưỡi cắt 2, là một đường tạo bởi giao tuyến của hai mặt trước và mặt sau của răng

Lưỡi cắt chính là lưỡi cắt thực hiện công việc chính trong lúc gia công, dao phay hình trụ, lưỡi cắt có thể là thẳng (theo đường sinh của hình trụ) nghiêng so với đường sinh và có dạng đường xoắn ốc ở dao phay hình trụ không có lưỡi cắt phụ

§èi víi dao phay mÆt ®Çu còng gièng nh− dao tiÖn, ng−êi ta ph©n biÖt: L−ìi c¾t chÝnh, lµ l−ìi c¾t nghiªng mét gãc so víi trôc cña dao phay; L−ìi c¾t phô, lµ l−ìi c¾t n»m ë mÆt ®Çu cña dao phay

L−ìi c¾t chuyÓn tiÕp, lµ l−ìi c¾t nèi c¸c l−ìi c¾t chÝnh vµ l−ìi c¾t phô víi nhau

Chiều cao h là khoảng cách giữa lưỡi cắt và đáy của rãnh, đo trong diện hướng kính vuông góc với đường tâm của dao

Bề rộng mặt sau của răng (mép 3, hình 2.4), là khoảng cách giữa lưỡi cắt và đường giao nhau của mặt sau với lưng của răng, đo theo phương vuông góc với lưỡi cắt

Bước vòng của răng là khoảng cách giữa các điểm tương ứng trên lưỡi cắt và đường của hai răng liền nhau được đo theo cung tròn với tâm nằm trên trục dao và trong mặt phẳng vuông góc với trục này

Bước vòng của dao phay có thề bằng nhau và cũng có thề không bằng nhau

Lượng hớt lưng k ( hình 2.5.b), là khoảng cách hạ thấp của đường cong hớt lưng giữa hai lưỡi cắt của hai răng kề nhau

2.2.3 Các yếu tố và hình dạng của rãnh

Hình 2.7 Sơ đồ hình thành

Rãnh (hình 2.4) là đường lõm xuống để thoát phoi Rãnh được tạo thành giữa mặt trước của một răng với mặt sau và lưng của răng bên cạnh Rãnh chia ra làm hai loại rãnh thẳng và rãnh xoắn ốc

Rãnh thẳng là rãnh song song với đường tâm dao phay (Hình 2.7) Nếu có một tam giác vuông mềm ABC quay vòng theo hình trụ để cho cạnh góc vuông AB = nD trùng với đáy hình trụ có đường kính D, khi đó cạnh huyền AC sẽ tạo thành đường xoắn ốc trái (hình 2.7.a) hoặc phải (hình 2.7 b)

Bước của đường xoắn ốc P là lượng nâng của nó sau khi hình trụ quay

được một vòng Góc β gọi là góc nghiêng của đờng xoắn ốc, còn góc ω là góc nâng của nó Các góc này có quan hệ với nhau bằng hệ thức sau (hình 2.7.a,b)

ω = 900 - β

Các góc đó được xác định bằng công thức:

Tgω - ΠD/p; tgβ = p/ΠD, (Π = 3,14)

Rãnh xoắn ốc phải (hình 2.8.a), là rãnh mà hướng của đường xoắn ốc

đi lên từ phải sang trái

Hình 2.8: Hướng các rãnh xoắn ốc

Rãnh xoắn ốc phải (hình 2.8.b), là rãnh mà hướng của đường xoắn ốc

đi lên từ trái sang phải

Bước của rãnh xoắn ốc p, là khoảng cách giữa hai điểm kề nhau của

l-ưỡi cắt nằm trên cùng một đường sinh của hình trụ

Profin của rãnh tại tiết diện vuông góc là đường giao nhau của bề mặt rãnh và mặt vuông góc với lưỡi cắt

Profin của tiết diện ngang là đường giao nhau của bề mặt rãnh và mặt phẳng vuông góc với đường tâm dao phay (mặt đầu)

Bán kính rãnh, là bán kính cung ở đáy rãnh

2.3 Các yếu tố của chế độ cắt khi phay

Chuyển động chính: là chuyển động tương đối đơn giản của dụng cụ cắt và chi tiết gia công, thường được thực hiện với tốc độ lớn nhất và gây nên quá trình cắt gọt

Chuyển động chạy dao: là chuyển động tương đối của dụng cụ và chi tiết gia công được thêm vào chuyển động chính và tạo điều kiện đưa vùng gia công lan ra bề mặt gia công Chuyển động chạy dao có thể liên tục hoặc có thể gián đoạn

Tốc độ cắt v : là quãng đường (đo bằng mét) mà một điểm trên lưỡi cắt chính ở cách trục quay xa nhất đi được trong một phút

Sau một vòng quay của dao phay, điểm của lưỡi cắt nằm trên đường tròn của dao có đường kính D sẽ đi được quãng đường mà chiều dài là chu vi

đường tròn đó, tức là bằng ΠD

Để xác định quãng đường mà điểm đó đi được trong một phút, cần phải nhân quãng đường đi được sau một vòng với số vòng quay của dao trong một phút: ΠD mm/phút Nếu tốc độ cắt biểu thị bằng m/ph, thì công thức tính tốc độ cắt có dạng:

Hình2.9: Các dạng dao chạy

v = ΠD.n/1000 (2.1) Khi cần xác định số vòng quay của dao phay trong một phút ta có công thức:

- Khi phay người ta phân biệt các dạng lượng chạy dao như sau (hình 2.9): lượng chạy dao một răng, lượng chạy dao vòng và lượng chạy dao trong một phút Theo phương, người ta còn phân biệt lượng chạy dao thẳng đứng

Lượng chạy dao răng (Sz, mm/răng), là lượng dịch chuyển của bàn máy với chi tiết hoặc dao khi dao quay được một răng

Lượng chạy dao một vòng quay của dao phay (S0 mm/vòng), là lượng chuyển dịch của bàn máy với chi tiết hoặc của dao sau một vòng quay của dao phay Lượng chạy dao một vòng bằng lượng chạy dao răng nhân với số răng của dao phay

Lượng chạy dao phút(SM, mm/phút): là lượng dịch chuyển tương đối của bàn máy với chi tiết hoặc dao phay trong một phút Lượng chạy dao phút bằng lượng chạy dao một vòng nhân với số vòng quay trong một phút:

SM = S0 n = Sz.z.n (2.4) Trên hình 2.9, chúng ta thấy mỗi răng hớt một lượng phoi như nhau, và phoi này giống như hình dấu phảy Lớp phoi do một răng cắt ra và được xác

định bằng hai cung tiếp xúc của hai răng liền nhau Khoảng cách giữa hai cung tròn này đo theo bán kính dao phay sẽ biến đổi trên toàn bộ tiết diện phoi Khoảng cách đó xác định chiều dày cắt Trên hình 2 8 chúng ta thấy chiều dày cắt biến đổi từ 0 cho đến cực đại

Khi phay người ta phân biệt các bề mặt: chưa gia công, đã gia công và

đang gia công (hình 2 10)

Hình 2.10 Các bề mặt khi phay

Đối với tất cả các dạng phay, người ta phân biệt chiều sâu cắt và chiều rộng phay Chiều sâu cắt là khoảng cách giữa các bề mặt chưa gia công và đã gia công (xem hình 2 10) Còn chiều rộng phay là chiều rộng mặt gia công sau một lần chuyển dao Thường người ta ký hiệu chiều sâu cắt là T Còn chiều rộng phay là B Điều này phù hợp khi các thông số trên được xem như các thông số công nghệ Thông số (chiều sâu hay chiều rộng phay), ảnh hưởng đến chiều dài tiếp xúc giữa lỡi cắt chính và chi tiết được ký hiệu bằng chữ B, còn thông số không ảnh hưởng đến chiều dài tiếp xúc đó được ký hiệu bằng chữ T Trên hình 2 11, ta thấy thông số B ảnh hưởng đến chiều dài tiếp xúc giữa lưỡi cắt và chi tiết là chiều rộng khi phay mặt phẳng bằng dao phay hình trụ (hình 2 11.a) phay rãnh hoặc phay bậc bằng dao phay đa (hình 2.11.b,c) Còn trên hình 2.11,d, đ là chiều sâu cắt khi phay rãnh và phay bậc bằng dao phay ngón ( dao phay trụ đứng), phay bậc bằng dao phay mặt đầu (hình 2 11.e), bằng dao phay mặt đầu có lưỡi dao góc (hình 2 11.g) phay

đối xứng bằng dao phay mặt đầu (hình 2.10.h) , và phay không đốì xứng bằng dao phay mặt đầu (hình 2 11.i)

Lớp kim loại cần lấy đi trong khi phay gọi là lượng dư Lượng dư, tuỳ theo độ dày có thể lấy đi bằng một hay nhiều lần dao chạy Người ta phân biệt hai loại phay: phay thô và phay tinh Khi phay thô, chiều sâu cắt và lượng chạy dao răng lấy theo giới hạn lớn nhất cho phép của điều kiện cắt phay tinh dùng

để gia công tinh chi tiết có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao

Hình 2.11: Chiều sâu cắt và chiều rộng phay

2.4 Phay thuận và phay nghịch

Khi phay bằng dao phay hình trụ, dao phay đĩa, người ta phân biệt hai loại: phay ngược (phay ngược chiều chuyển động chạy dao) và phay thuận (cùng chiều chuyển động chạy dao)

Phay ngược là quá trình phay khi chiều chuyển động của dao phay và của chi tiết ngược nhau (hình 2 12, a,b)

ra của răng, do đó tải trọng của máy cũng tăng dần Khi phay thuận xảy ra hiện tượng va đập lúc răng bắt đầu tiếp xúc với chi tiết, phay thuận chỉ có thể tiến hành trên các máy có độ cứng vững tốt, và chủ yếu ở các máy không có khe hở tiếp xúc giữa trục vitme-đai ốc dẫn Nhưng phay thuận lại cho ta độ chính xác cao hơn pha nghịch

Góc nghiêng của lưỡi cắt khi phay thuận có trị số dương, còn phay nghịch có trị số âm (không phụ thuộc vào hướng của rãnh xoắn ốc)

Trong những điều kiện gia công như nhau thì tuổi thọ của dao phay khi phay thuận cao hơn phay nghịch (tuổi thọ của dao là thời gian làm việc liên tục của dao giữa hai lần sửa dao) Nhược điểm chính của phương pháp phay nghịch là ở chỗ dao phay luôn luôn có xu hướng nâng chi tiết lên khỏi bàn máy

2.5 Nhiệt cắt, rung động và hiện tượng cứng nguội trong quá trình phay

›Trong quá trình cắt nhiệt cắt được sinh ra bởi các nguyên nhân sau:

œHiện tượng nội ma sát sát xuất hiện trong qúa trình biến dạng của vật liệu gia công

œ Ma sát giữa phoi với mặt trước của dụng cụ gia công

œ Ma sát giữa mặt sau của dao và bề mặt chi tiết gia công

› Các yếu tố chính ảnh hưởng hiện tượng nhiệt cắt:

Khi phay, đặc biệt là đối với dao phay mặt đầu thì các yếu tố ảnh hưởng bao gồm:

Khi tăng tốc độ cắt, nhiệt cắt sinh ra do biến dạng giảm, nhưng nhiệt cắt do ma sát tăng, dẫn tới nhiệt cắt tăng với mức độ chậm hơn tăng tốc độ cắt

Khi tăng nhiệt độ dao, áp lực của phoi lên dao tăng Tuy nhiên tăng lượng chạy dao lên hệ số có rút phoi giảm, tổng cộng biến dạng tính cho một