Gia công trên nhóm máy bào, xọc, chuốt

Gia công trên nhóm máy bào, xọc, chuốt Công dụng, khả năng, đặc điểm Kết cấu dao bào, dao xọc Các yếu tố cắt Lực cắt, công suất cắt khi bào, xọc Gia công trên máy chuốt kết cấu dao chuốt Các yếu tố cắt Lực cắt, công suất cắt khi chuốt

Chơng 4: Gia công trên nhóm máy Bào-Xọc-Chuốt

4.1 Gia công trên máy bào, máy xọc

4.1.1 Công dụng, khả năng, đặc điểm

a Công dụng: Trên máy bào có thể gia công các mặt phẳng

(ngang, đứng, nghiêng) các mặt bậc, các rãnh ngoài Trên máy xọc

có thể gia công các mặt phẳng đứng, các lỗ có tiết diện ngang khác nhau, các rãnh trong và ngoài

b Khả năng: Khi gia công trên máy bào, máy xọc có thể đạt

cấp chính xác IT12 IT10, độ nhám bề mặt cấp 5  6; bào láng có thể đạt độ nhám cấp 7 8

Bào có hiệu quả cao khi gia công các bề mặt phẳng dài và hẹp Trong một số trờng hợp có thể dùng bào láng thay cho phơng pháp cạo (bằng tay)

c Đặc điểm:

Chuyển động chính là chuyển

động tịnh tiến khứ hồi do đầu

bào (máy bào ngang), đầu xọc

mang dao hoặc bàn máy mang

phôi (máy bào giờng) thực hiện

(hình H.4.1) Do có hành trình

chạy không, nên năng suất cắt khi

bào, xọc thấp

Chuyển động chạy dao là

chuyển động tịnh tiến, không liên

tục, theo phơng vuông góc với

chuyển động chính và thực hiện ở

cuối

H.4.1 Sơ đồ bào và xọc

hành trình chạy không do bàn máy mang phôi (hoặc đầu bào mang dao) thực hiện Do chuyển động chạy dao không đồng thời với chuyển động chính nên thông số hình học của dao (góc trớc , góc sau ) không đổi trong quá trình cắt

Kết cấu và thông số hình học của dao bào, dao xọc về cơ bản

nh dao tiện Song, vì dao bào, dao xọc làm việc trong điều kiện chịu tải va đập nên chúng cần có tiết diện thân dao lớn Để tăng khả năng chịu va đập của mũi dao, dao đợc chế tạo có góc nâng

l-ỡi cắt chính dơng (  0)

Tốc độ cắt khi bào, xọc không cao và có trị số biến đổi (0Vmax 0), tạo ra lực quán tính không có lợi cho quá trình cắt Quá trình cắt khi bào, xọc không liên tục, có hiện tợng va đập khi

dao vào cắt và ra khỏi bề mặt gia công Nhiệt cắt không lớn do dao tự làm nguội ở hành trình chạy không, do đó không cần phải làm nguội, chỉ bôi trơn trong trờng hợp cần đạt cấp độ nhám cao Các hiện tợng vật lý xảy ra trong quá trình cắt khi bào, xọc

t-ơng tự khi tiện

4.1.2 Kết cấu dao bào, dao xọc

Có hai loại dao bào: dao đầu thẳng (hình H.4.2a) và dao đầu cong (hình H.4.2b)

Dao bào đầu thẳng dễ chế tạo hơn dao bào đầu cong Khi làm việc, dới tác dụng của lực cắt, dao có xu hớng bị uốn cong

quanh tâm O (về phía mặt tỳ của dao với đầu bào) Do đó, dao

bào đầu thẳng khi thực hiện quá trình cắt có xu hớng ăn sâu vào

bề mặt gia công Để bảo vệ bề mặt gia công, cung quay này cần phải tiếp tuyến với bề mặt gia công Muốn vậy, mũi dao phải nằm

trên mặt phẳng đi qua tâm quay O

của thân dao (bề mặt tỳ của dao

với đầu bào) nh đã thể hiện trên

hình H.4.2b Điều này chỉ có đợc

ở dao bào đầu cong Vì vậy, thực

tế thờng sử dụng dao bào đầu

cong

Dao xọc đợc chế tạo ở dạng

thẳng Đầu dao có kết cấu giống

dao tiện cắt đứt

4.1.3 Các yếu tố cắt

a Chiều sâu cắt t khi bào

là khoảng cách giữa bề mặt cha

gia công và bề mặt đã gia công

đo theo phơng vuông góc với

H.4.2 Dao bào đầu thẳng (a)

và dao bào đầu cong (b)

bề mặt đã gia công trong một đờng chuyển dao (hình H.4.1a)

Khi xọc, chiều sâu cắt t bằng chiều rộng của lỡi cắt (hình H.4.1b)

Giá trị chiều sâu cắt khi bào thô và bào bán tinh đợc xác

định tuỳ thuộc vào lợng d gia công và có thể dùng những căn cứ giống nh khi tiện

b Lợng chạy dao S khi bào, xọc là lợng dịch chuyển tơng đối

giữa dao và phôi theo phơng chạy dao sau một hành trình kép của chuyển động chính

Khi gia công trên máy bào ngang, máy xọc, thì S là lợng dịch

chuyển của phôi sau một hành trình kép của đầu dao Khi gia

R R

công trên máy bào giờng, S là lợng dịch chuyển của dao sau một

hành trình kép của bàn máy mang phôi

Chọn lợng chạy dao khi bào, xọc căn cứ vào tính chất gia công Khi gia công thô chọn s theo độ bền thân dao, độ cứng vững của chi tiết gia công, độ bền cơ cấu chạy dao Khi gia công tinh, chọn S theo độ nhám bề mặt gia công Có thể dùng những chỉ dẫn và các bảng chọn S khi tiện để xác định lợng chạy dao cho bào, xọc

c Tốc độ cắt V khi bào, xọc là tốc độ trung bình ở hành

trình cắt của đầu dao (bào ngang và xọc) hoặc của bàn máy mang chi tiết gia công (bào giờng)

Tốc độ cắt khi bào, xọc có thể xác định nh tính tốc độ cắt khi tiện, sau đó nhân thêm với hệ số xét tới tính chất va đập của

quá trình cắt KV (gia công trên máy bào ngang: KV= 0,8; trên máy

bào giờng: KV= 1,0; trên máy xọc: KV= 0,6)

Số hành trình kép của đầu bào, xọc (hoặc bàn máy mang phôi khi bào giờng) đợc tính nh sau:

1000.

( 1)

ct

V m

L k



 [h.tr.k/ph]

(4.1)

trong đó: L- chiều dài hành

trình đầu bào, mm,

L = l + l1+ l2; l- chiều dài bề

mặt gia công, mm; l1, l2- lợng ăn

vào, khoảng vợt quá của dao,

mm; k- tỷ số giữa tốc độ hành

trình cắt và tốc độ hành trình

chạy không của dao hoặc phôi

H.4.3 Sơ đồ xác định hành

trình đầu bào

d Thời gian máy khi bào đợc xác định theo công thức:

( 1 2 )

.

O ph

b b b

B h

 

  [ph] (4.2)

trong đó: b- chiều rộng bề mặt gia công, mm (hình H.4.3); b1-

l-ợng ăn tới, mm; b1=t.cotg; b2- lợng vợt quá của dao, b2= (2 5)mm;

m- số hành trình kép của dao hoặc phôi trong một phút; i- số

đ-ờng chuyển dao trong quá trình gia công

e Các yếu tố hình học lớp cắt khi bào, xọc đợc thể hiện

trên hình H.4.1a,b

4.1.5 Lực cắt, công suất cắt khi bào, xọc

Có thể áp dụng công thức tính lực cắt khi tiện để xác định lực cắt khi bào, xọc

L

l

1

l

l 2

v

B

b

2

1

Sn

Công suất cắt khi bào đợc tính theo công thức: . 3

60.10

Z C

P V

[kW] (4.3)

Công suất cắt tính đợc phải thỏa mãn điều kiện: N C  Nđc. (4.4)

trong các công thức trên: PZ- lực cắt, N; V- tốc độ cắt, m/ph; -hiệu suất của máy

4.1.5 Máy bào, máy xọc

a Máy bào ngang (hình

H.4.5)

Máy bào ngang có chuyển

động chính do đầu bào mang dao

thực hiện, chuyển động chạy dao

do bàn máy mang phôi thực hiện

Máy bào ngang đợc dùng trong

sản xuất loạt nhỏ Trên máy bào

ngang có thể gia công các mặt

phẳng ngang, mặt phẳng đứng,

mặt phẳng nghiêng và gia công

các rãnh

Đặc tính cơ bản của máy bào

ngang là hành trình công tác lớn

nhất của đầu bào

H.4.5 Máy bào ngang

1- Bệmáy; 2- Thân máy; 3- Xà

ngang;

4- Bàn máy; 5- Đài dao; 6- Bàn dao đứng; 7- Đầu trợt; 8- Động cơ

điện.

b Máy bào giờng (hình 4-6):

Trên máy bào giờng, chuyển

động chính do bàn máy mang phôi

thực hiện, chuyển động chạy dao

do đài dao thực hiện Máy bào

gi-ờng có loại một trụ đứng và loại hai

trụ đứng Các đài dao đợc lắp trên

các trụ đứng và xà ngang của máy,

có thể gia công đồng thời nhiều

bề mặt trên một chi tiết Đặc tính

quan trọng nhất của máy bào giờng

là chiều dài hành trình lớn nhất

của bàn máy, Lmax= (1,5 12)m Máy

bào giờng đợc dùng để gia công

các chi tiết lớn có trọng lợng lớn,

chiều dài lớn, có nhiều bề mặt

phẳng cần gia công

H.4.6 Máy bào gờng hai trụ 1- Thân máy; 2- Bàn máy; 3,8- Trụ đứng; 4,11- Bàn dao

bên;

5- Xà ngang; 6,9- Bàn dao trên; 7- Thanh giằng; 10- Hộp chạy

dao.

c Máy xọc:

Chuyển động chính của máy xọc do đầu xọc mang dao thực hiện theo phơng thẳng đứng, còn bàn máy mang chi tiết gia công nhận chuyển động chạy dao không liên tục theo phơng dọc hoặc phơng ngang Ngoài ra, bàn máy có thể thực hiện chuyển động chạy dao vòng quay quanh trục thẳng đứng đi qua tâm của nó

Đặc tính cơ bản của máy xọc là hành trình lớn nhất của đầu

xọc Hmax, thờng Hmax = 200mm.

 Máy bào ngang 737 dùng truyền dẫn thuỷ lực để dẫn động cho các cơ cấu công tác Sơ đồ động của máy đợc thể hiện trên

hình H.4.7.

H.4.7 Sơ đồ động của máy bào ngang 737

Chuyển động chính: Động cơ điện (9,1 kW, 1440vg/ph) dẫn

động hai bơm thuỷ lực H1 (lu lợng 100l/ph) và H2 (lu lợng 50l/ph) Hệ

thống thuỷ lực dùng 5 van trợt điều khiển Van trợt З1 để điều

chỉnh tốc độ công tác của đầu bào Tay gạt P và van trợt З1 có 3 vị trí Khi con trợt nằm ở vị trí phải thì chỉ có dầu từ bơm H2 đợc đa

tới hệ thống thuỷ lực, dầu từ bơm H1 qua van trợt З1 và van xả chảy

về bể, một lợng nhỏ dầu đợc đẩy vào van trợt З5 Khi đó, tốc độ

chuyển động của đầu bào có trị số tối thiểu (V=3m/ph) Khi con

trợt của van З1 nằm ở vị trí giữa, dầu từ bơm H1 đợc đa lên hệ

thống thuỷ lực, dầu từ bơm H2 qua van trợt З1 và van xả chảy về

bể Khi đó, tốc độ chuyển động của đầu bào lớn hơn so với trờng

hợp con trợt của van З1 nằm ở vị trí phải, vì lu lợng của bơm H1 lớn

hơn lu lợng của bơm H2 Khi con trợt của van З1 nằm ở vị trí trái,

dầu đợc bơm vào hệ thống đồng thời từ cả hai bơm H1 và H2 tạo

cho đầu bào tốc độ chuyển động lớn nhất (V=37m/ph) Van trợt З2

dùng để đảo chiều chuyển động của đầu bào Van trợt З3 để

điều khiển vị trí phải, trái của van trợt З2 Van trợt З4 để hãm đầu

bào khi đảo chiều chuyển động Van trợt З5 để điều chỉnh trị

số lợng chạy dao Khi dầu đợc đa vào khoang phải của xilanh công tác, đầu bào thực hiện chuyển động cắt Khi dầu vào khoang trái của xilanh, đầu bào thực hiện hành trình chạy không Đảo chiều chuyển động của đầu bào nhờ các cữ lắp trên đầu bào Cuối hành trình công tác, cữ bên phải của đầu bào tác động lên đòn

bẩy P1 đẩy con trợt của van З3 chạy sang phải, cho dầu vào khoang trái của xilanh công tác, đẩy đầu bào chạy sang phải thực hiện hành trình chạy không Cuối hành trình chạy không, cữ bên trái

của đầu bào tác động lên đòn bẩy P1 đẩy con trợt của van З3 sang trái, cho dầu vào khoang phải của xilanh công tác, đẩy đầu bào chạy sang trái thực hiện hành trình cắt Chiều dài hành trình của

đầu bào có thể đợc điều chỉnh bằng cách thay đổi khoảng cách

giữa các cữ lắp trên nó Van K1 để khởi động và dừng máy Khi

van K1 khoá, tất cả dầu trên đờng ống chính đợc xả về bể, lò xo

của van З4 đẩy con trợt của nó sang phải đóng cả hai cửa dẫn dầu

vào xilanh công tác Van tiết lu З1 điều chỉnh vô cấp tốc độ hành trình của đầu bào trong phạm vi điều chỉnh, tuỳ thuộc vào vị

trí của con trợt trong van З1

Chuyển động chạy dao không liên tục của bàn máy: Dầu từ rãnh

phải của van trợt З2 chảy vào khoang trái của van З5 đẩy con trợt

của nó tiến sang phải Khi đó, dầu từ bơm H1 qua rãnh phải của

van З5 chảy vào khoang trên của xilanh chạy dao, đẩy piston của nó xuống dới Piston của xilanh chạy dao đợc nối với thanh răng làm quay BR28

Tuy nhiên, nhờ có ly hợp siêu việt M 01 mà BR28 quay trơn, không

làm quay trục I Khi đầu bào thực hiện hành trình chạy không, dầu

từ bơm H1 qua van trợt З2 chảy vào khoang phải của van trợt З5 đẩy

con trợt của nó sang trái và dầu từ rãnh phải của van trợt З5 chảy vào khoang dới của xilanh chạy dao đẩy piston của nó lên trên Khi đó

thanh răng đẩy BR28 cùng trục I theo chiều ngợc lại Chuyển động

từ trục I qua cơ cấu đảo chiều truyền tới vítme chạy dao ngang III (KV= 2, pV= 6mm), đến cặp BR27-26 Khi BR27 trên trục II đợc gạt sang trái, chuyển động từ trục I qua cơ cấu đảo chiều, truyền qua

cặp BR27-30, qua cặp trục vít - bánh vít, tới vítme chạy dao đứng

V (pV= 8mm) Trị số lợng chạy dao đợc điều chỉnh vô cấp, thực hiện bằng cách thay đổi hành trình piston của xilanh chạy dao nhờ vôlăng nằm phía trên

Chuyển động chạy dao nhanh của bàn máy theo phơng ngang hoặc theo phơng thẳng đứng đợc thực hiện nhờ động cơ điện

(1kW,1425 vòng/ph) qua hai cặp BR và ly hợp siêu việt M02

4.2 Gia công trên máy chuốt

Chuốt là một phơng pháp GCCG có năng

suất cao, độ chính xác hình dáng hình

học và độ chính xác kích thớc cao bằng

một dụng cụ cắt có nhiều răng cắt gọi là

dao chuốt Trong quá trình chuốt lỗ, dao

chuốt nhận chuyển động tịnh tiến dọc

theo đờng tâm của bề mặt gia công, còn

chi tiết gia công đứng yên (hình H.4.8).

4.2.1 Công dụng, khả năng, đặc

điểm

a Công dụng: Chuốt dùng để gia công

các lỗ, các rãnh trong và ngoài, các bề mặt

ngoài

b Khả năng:

H.4.8 Sơ đồ chuốt

1- Dao chuốt, 2- Chi tiết gia công, 3- Phiến

tỳ tự lựa, 4- Thành máy, 5-Phiến tỳ.

Chuốt có thể gia công lỗ tròn có đờng kính đến 320mm; lỗ then hoa có đờng kính đến 420mm; rãnh then có chiều rộng đến 100mm Chiều dài lỗ chuốt tới 1000mm Chuốt có thể đạt cấp chính xác IT8 IT7; độ nhám bề mặt cấp 6  10

c Đặc điểm

Chuốt chỉ có một chuyển động tạo hình duy nhất là chuyển

động tịnh tiến V (chuyển động cắt) do dao thực hiện và không

có chuyển động chạy dao

Dao chuốt là dụng cụ cắt nhiều răng và có nhiều răng cắt

đồng thời Dao chuốt thuộc loại dao chuyên dùng, định hình và

định kích thớc, giá thành cao Do đó, chuốt chỉ sử dụng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối

Tổng diện tích lớp cắt khi chuốt lớn, do đó lực cắt rất lớn và năng suất gia công cao Tổng diện tích lớp cắt khi chuốt có trị số

V

biến động, do đó lực cắt cũng biến động theo Vì vậy, quá trình cắt khi chuốt thờng xuất hiện rung động có chu kỳ

Chuốt chỉ gia công đợc những lỗ thông đã qua gia công cơ Do lực cắt lớn nên chuốt chỉ gia công đợc những chi tiết có chiều dày thành đủ lớn và mặt cắt tơng đối đồng đều trên suốt chiều dài

lỗ Trong quá trình chuốt lỗ, chi tiết tự định tâm theo dao và mặt

đầu Vì vậy, không cần đồ gá

4.2.2 Dao chuốt

a Phân loại:

• Theo tính chất của bề mặt gia công có: dao chuốt trong, dao chuốt ngoài

• Theo hình dáng của dao chuốt có: dao chuốt lỗ tròn, dao chuốt lỗ đa cạnh, dao chuốt lỗ then hoa, dao chuốt lỗ then, dao chuốt mặt trụ ngoài, dao chuốt mặt phẳng

• Theo phơng pháp truyền lực có: dao chuốt kéo, dao chuốt

đẩy

b Kết cấu dao chuốt lỗ gồm những phần chủ yếu sau đây

(hình H.4.9a):

• Đầu dao l1 dùng để kẹp dao chuốt lên cơ cấu kéo của máy chuốt

• Cổ dao l2 là phần nối tiếp giữa đầu dao với phần định hớng trớc Khi chế tạo dao chuốt, cổ dao đóng vai trò là rãnh thoát dao khi gia công phần định hớng trớc Trên cổ dao, nhà sản xuất đóng mã số ký hiệu dao

• Phần định hớng trớc l3 để định hớng chi tiết gia công trớc khi vào cắt

• Phần cắt l4 là phần trực tiếp cắt kim loại Số lợng răng dao của phần cắt phụ thuộc vào lợng d và chiều dầy cắt Các răng dao

có chiều cao răng tăng dần từ răng đầu đến các răng tiếp theo Trên các răng dao có tạo những rãnh chia phoi Các rãnh chia phoi này

đợc xẻ lệch vị trí với nhau giữa răng này và răng tiếp theo

• Phần sửa đúng l5 có từ

(3 8) răng Hình dáng và kích

th-ớc của các răng sửa đúng phù hợp

với hình dáng và kích thớc của

răng dao cuối cùng của phần cắt

Phần sửa đúng có tác dụng sửa

những chỗ còn lại mà phần cắt

cha cắt hết để tạo cho bề mặt

gia công có độ chính xác và chất

lợng bề mặt cao

• Phần định hớng sau l6 dùng

để định hớng và đỡ dao chuốt

vào thời điểm khi răng dao cuối

cùng ra khỏi lỗ gia công

H.4.9 Kết cấu dao chuốt lỗ trụ

Phần định hớng sau có tác dụng giữ cho chi tiết không bị lật

t-ơng đối với răng dao cuối cùng, nhờ đó mà bề mặt gia công không

bị cào xớc và răng dao chuốt không bị sứt mẻ

c Thông số hình học của dao chuốt lỗ đợc thể hiện ở hình

H.4.9b, c.

• Bớc răng dao tC của dao chuốt đợc xác định tuỳ thuộc vào chiều dài của bề mặt gia công Khi tính toán, cần lu ý sao cho trong quá trình cắt có ít nhất ba răng dao tham gia cắt đồng thời

Bớc răng phần cắt đợc tính theo: tC = (1,25 1,5) L

[mm] (4.5)

Bớc răng phần sửa đúng đợc tính theo: tsđ = (0,6 0,7).tC

[mm] (4.6)

• Góc trớc  của dao chuốt đợc đo trong mặt phẳng vuông góc

với lỡi cắt chính Góc trớc của phần cắt đợc chọn phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công và dao động trong khoảng

 = (5o 20o) Vật liệu càng dẻo chọn góc trớc càng lớn Góc trớc của phần sửa đúng thờng chọn trong phạm vi sđ=(0o 5o)

• Góc sau  của dao chuốt đợc đo trong mặt phẳng vuông góc với lỡi cắt chính Góc sau của các răng phần cắt  = (2o 4o) khi chuốt trong và  = (5o 10o) khi chuốt ngoài Góc sau của các răng phần sửa đúng sđ= (30’ 2o) Các răng của phần sửa đúng đợc

làm cạnh viền có chiều rộng f = (0,2 1)mm

4.2.3 Các yếu tố cắt