Nghiên cứu công nghệ và dụng cụ gia công lỗ sâu chính xác Ứng dụng gia công xy lanh thủy lực của cột chống hầm lò

Nghiên cứu công nghệ và dụng cụ gia công lỗ sâu chính xác Ứng dụng gia công xy lanh thủy lực của cột chống hầm lò Nghiên cứu công nghệ và dụng cụ gia công lỗ sâu chính xác Ứng dụng gia công xy lanh thủy lực của cột chống hầm lò luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ DỤNG CỤ

GIA CÔNG LỖ SÂU CHÍNH XÁC

ỨNG DỤNG GIA CÔNG XY LANH THUỶ LỰC

CỦA CỘT CHỐNG HẦM LÒ

NGUYỄN VĂN NHIỀN

HÀ NỘI 2009

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

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ DỤNG CỤ

GIA CÔNG LỖ SÂU CHÍNH XÁC

ỨNG DỤNG GIA CÔNG XY LANH THUỶ LỰC

CỦA CỘT CHỐNG HẦM LÒ

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

MÃ SỐ:

NGUYỄN VĂN NHIỀN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TĂNG HUY

HÀ NỘI 2009

Học viên: Nguyễn Văn Nhiền Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

Mục lục

Trang Lời cam đoan

Mục lục

Chương I Tổng quan về công nghệ gia công lỗ sâu 4 1.1 Đại cương về lỗ sâu và độ chính xác của lỗ sâu 4

1.2.1 Sơ đồ nguyên công chính để nhận được các lỗ sâu chính xác 4 1.2.2 Phân tích khả năng thực hiện các phương pháp gia công 5

2.1.2 Mũi khoan có lưỡi cắt được mài theo kiểu chữ M 17 2.1.3 Kết cấu của mũi khoan khi khoan với tốc độ cắt cao với sự thoát

phoi ở bên trong

18

2.1.4 Những dụng cụ để khoan với sự thoát phoi ở bên ngoài 25

2.2.1 Các kiểu kết cấu của dụng cụ để khoét lỗ sâu 28 2.2.2 Khoét các lỗ sâu hình trụ với tốc độ cắt cao 31

3.1 Sơ đồ các nguyên công chính để gia công lỗ sâu 44

Học viên: Nguyễn Văn Nhiền Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

CHƯƠNG IV ứng dụng gia công xilanh thuỷ lực của cột chống

4.6.7 Nguyên công 7: Tiện tinh mặt ngoài + Tiện rãnh 83 4.6.8 Nguyên công 8: Doa lỗ + Tiện một đoạn mặt trong + Tiện rãnh 85

Học viên: Nguyễn Văn Nhiền Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

4.7 ứng dụng gia công xylanh thuỷ lực của cột chống hầm lò ở Quảng

Học viên: Nguyễn Văn Nhiền Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

Danh mục các bảng

1 Bảng 3.1 Kích thước các thanh mài

2 Bảng 3.2 Thông số đầu lăn ép

3 Bảng 3.3 Quan hệ giữa các chỉ số chất lượng bề mặt và các thông số công

nghệ

4 Bảng 4.1 Kết quả tính lượng dư

5 Bảng 4.2 Số liệu thực nghiệm

Danh mục hình vẽ và đồ thị

1 Hình 1.2 Sơ đồ các nguyên công chính gia công lỗ sâu

2 Hình 1.3 Sơ đồ biến dạng các nhấp nhô bề mặt khi gia công bằng biến

dạng dẻo

3 Hình 2.1 Miêu tả một trong những kết cấu của mũi khoan cánh quạt

4 Hình 2.2 Mũi khoan KK3

5 Hình 2.3 Mũi khoan KK3 có lưỡi cắt kiểu chữ M

6 Hình 2.4 Mũi khoan một lưỡi

7 Hình 2.5 Kết cấu mũi khoan thay đổi được lưỡi cắt

8 Hình 2.6 Mũi khoan 2 lưỡi

9 Hình 2.7 Mũi khoan dùng để khoan vòng

10 Hình 2.8 Mũi khoan làm việc theo nguyên tắc chia chiều dày cắt

11 Hình 2.9 Mũi khoan có kết cấu hai lưỡi côn

12 Hình 2.10 Đầu khoan lồi

13 Hình 2.11 Đầu khoan lồi gắn mảnh hợp kim cứng

14 Hình 2.12 Đầu khoét kiểu 

15 Hình 2.13 Đầu khoét kiểu 

16 Hình 2.14 Kết cấu đầu khoét với then dẫn hướng quay

17 Hình 2.15 Đầu khoét với các then dẫn hướng bằng cao su

18 Hình 2.16 Đầu khoét với các then dẫn hướng bằng kim loại và bằng gỗ

19 Hình 2.17 Kết cấu của đầu khoét tinh với các then dẫn hướng tự định vị

20 Hình 2.18 Phần cắt của các tấm tuỳ động được gắn hợp kim cứng T15K6

21 Hình 2.19 Kết cấu tấm dao tuỳ động

26 Hình 2.24 Dao tuỳ động có lưỡi cắt là cung tròn

27 Hình 2.25 Kết cấu đầu lăn ép

28 Hình 3.1 Sơ đồ nhiệt luyện

29 Hình 3.2 Biểu đồ nhiệt luyện

30 Hình 3.3 Sơ đồ nắn thẳng phôi sau khi nhiệt luyện

31 Hình 3.4 Sơ đồ kiểm tra phôi

32 Hình 3.5 Sơ đồ gia công chi tiết trên máy tiện

33 Hình 3.6 Sơ đồ gia công chi tiết sử dụng 2 máy tiện quay đuôi với nhau

34 Hình 3.7 Sơ đồ sai số do gá đặt và hiệu chỉnh chi tiết dụng cụ

35 Hình 3.8 Sơ đồ gá kẹp để tiện láng chuẩn 3 hoặc 4 đoạn đối với phôi

có kích thước dài

36 Hình 3.9 Sơ đồ kiểm tra vị trí của chi tiết tại nơi đặt luynet

37 Hình 3.10 Kết cấu đầu khoét

38 Hình 3.11 Kết cấu đầu khoét

39 Hình 3.12 Kết cấu đầu mài gia công các lỗ có đường kính từ 30-60 mm

40 Hình 3.13 Kết cấu đầu mài gia công các lỗ có đường kính từ 60-200 mm

41 Hình 3.14 Sơ đồ chọn tỷ số V0/VN

42 Hình 3.16 Đầu lăn ép

43 Hình 3.17 Sơ đồ kiểm tra độ thẳng của lỗ

44 Hình 4.1 Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

45 Hình 4.2 Sơ đồ gá đặt nguyên công 2

46 Hình 4.3 Sơ đồ gá đặt nguyên công 3

47 Hình 4.4 Sơ đồ gá đặt nguyên công 4

48 Hình 4.5 Sơ đồ gá đặt nguyên công 5

49 Hình 4.6 Sơ đồ gá đặt nguyên công 6

50 Hình 4.7 Sơ đồ gá đặt nguyên công 7

51 Hình 4.8 Sơ đồ gá đặt nguyên công 8

52 Hình 4.9 Sơ đồ gá đặt nguyên công 9

53 Hình 4.10 Sơ đồ kiểm tra kích thước đường kính lỗ

54 Hình 4.11 Sơ đồ kiểm tra

55 Hình 4.12 Sơ đồ kiểm tra độ cong của trục tâm

Lời nói đầu

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học - kỹ thuật hiện nay, các thiết bị tự

động hoá được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế nói chung và trong ngành

cơ khí nói riêng Tuy nhiên, các công nghệ gia công cơ khí truyền thống vẫn giữ

một vai trò quan trọng và là cơ sở cho quá trình tự động hoá, trong đó xilanh thuỷ

lực là một thiết bị cơ khí không thể thiếu

Bên cạnh đó, xilanh thuỷ lực còn được ứng dụng cho một ngành công nghiệp

quan trọng khác, đó là ngành khai thác mỏ ở nước ta, trong khai thác mỏ, các cột

chống hầm lò đều sử dụng cọc chống bằng gỗ, độ bền và độ linh hoạt thấp, thời gian

gá lắp lâu và thiếu an toàn … Do vậy, việc sử dụng xilanh thuỷ lực đã hỗ trợ rất

nhiều cho ngành khai thác mỏ

Hiện nay, xilanh thuỷ lực cột chống hầm lò hầu hết được chế tạo tại một số

nước phát triển, còn ở Việt Nam hiện nay chưa có cơ sở nào chế tạo, chủ yếu nhập

của nước ngoài

Việc nghiên cứu chế tạo ở đây chủ yếu nhằm gia công ống xilanh, thuộc dạng

lỗ sâu chính xác, vấn đề này được nhiều nước trên thế giới quan tâm ở nước ta

công nghệ này chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của Liên Xô cũ và Trung Quốc, hiện

nay chưa có tài liệu nào nghiên cứu về vấn đề này

Việc nghiên cứu gia công ống xilanh thuỷ lực để tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu

kỹ thuật, trong điều kiện nước ta hiện nay là một yêu cầu cấp thiết Đó cũng là vấn

đề mà luận văn này đề cập tới

Mặc dù rất cố gắng nhưng luận văn vẫn còn nhiều thiếu sót, rất mong được

các thầy và các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để hoàn thiện

Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Tăng Huy, các thầy giáo Khoa Cơ khí

trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Công ty cổ phần cơ khí Mạo Khê - Tập đoàn

Than & Khoáng sản Việt Nam và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành

luận văn này

Hải Dương, ngày 25 tháng 9 năm 2009

Người thực hiện luận văn

Nguyễn Văn Nhiền

Chương I tổng quan về công nghệ gia công lỗ sâu

1.1 Đại cương về lỗ sâu và độ chính xác của lỗ sâu

Những lỗ có tỷ lệ giữa chiều sâu L và đường kính lỗ d0 lớn hơn 5 (L/d0>5) được gọi là lỗ sâu Trong thực tế chúng ta gặp nhiều dạng lỗ sâu như: Xilanh thủy lực, nòng súng pháo, những chi tiết này có tỷ lệ giữa chiều sâu với đường kính lỗ vượt

xa so với quy ước, có loại tỷ lệ trên thường từ 15 đến 20 lần

Trong công nghiệp, những lỗ sâu chính xác thường được sử dụng làm xilanh của các bộ truyền dẫn thuỷ lực đây là phần quan trọng nhất, quyết định khả năng làm việc của bộ truyền dẫn thuỷ lực và thường có những yêu cầu kỹ thuật cơ bản

như sau: (Bản vẽ chi tiết Xilanh thuỷ lực – Phụ lục 1)

1 Độ bóng bề mặt trong của lỗ sâu phải đạt Ra = 0,63  0,32, đạt cấp chính xác

3, không có vết xước dọc

2 Độ không thẳng của đường tâm lỗ  0,006/100 mm

3 Độ côn, độ ôvan, độ phình tang trống trên toàn bộ chiều dài lỗ phải nằm trong giới hạn, không lớn hơn dung sai của đường kính lỗ

4 Độ lệch trục của đường kính bề mặt bên ngoài so với trục của đường kính trong không lớn hơn dung sai của đường kính ngoài

5 Độ đảo mặt đầu của xilanh tương ứng với trục dọc  0,005

1.2 Tình hình gia công lỗ sâu ở nước ta

1.2.1 Sơ đồ nguyên công chính để nhận được lỗ sâu chính xác

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của các lỗ sâu chính xác có kích thước lớn mà ta thường gặp như đã nêu Trong điều kiện nước ta hiện nay, để nhận được các lỗ sâu chính xác có kích thước lớn, chúng ta có thể thực hiện theo sơ đồ các nguyên công chính sau đây:

Hình 1.2 Sơ đồ các nguyên công chính gia công lỗ sâu

Khoan lỗ (đối với phôi đặc)

Tạo chuẩn Khoét sơ bộ (đối với phôi rỗng)

Tiện phá

ngoài

Tạo chuẩn Khoét thô

Khoét tinh (doa)

Mài khôn (lăn ép)

Theo sơ đồ này thì ở nguyên công gia công tinh bóng cuối cùng (sau khi khoét tinh, doa) tuỳ theo kích thước và yêu cầu kỹ thuật cụ thể của chi tiết trên cơ sở thiết

bị hiện có, ta có thể chọn phương pháp mài khôn hoặc lăn ép hoặc là mài khôn rồi lăn ép để đạt độ bóng cao hơn

1.2.2 Phân tích khả năng thực hiện các phương pháp gia công

a Đối với các lỗ sâu có kích thước chiều dài lớn, độ cứng bề mặt cao (2836 HRC), mức độ chính xác tương ứng cấp 2 đến cấp 3 và độ bóng bề mặt Ra = 0,63 0,32 m (như yêu cầu kỹ thuật của đa số các chi tiết đã nêu ở phần 1.1) có thể sử dụng nhiều phương pháp như: mài khôn, lăn ép … Tuy nhiên, trong điều kiện ở nước ta hiện nay, những máy mài khôn chuyên dụng rất hiếm và ít máy có hành trình dài trên 2000mm, thì việc dùng đầu lăn ép bằng các viên bi cầu và đặc biệt là bằng các con lăn để lăn ép các lỗ sâu trên máy tiện thông thường là phương pháp có năng suất cao và thích hợp nhất

b Đối với các lỗ có yêu cầu độ chính xác và độ bóng cao hơn (thường là độ chính xác cấp 2, độ bóng Ra=0,630,32 m) nhưng kích thước chiều dài không lớn lắm, chỉ vào khoảng 500600 mm thì có thể dùng phương pháp mài khôn trên các máy mài khôn chuyên dụng kiểu 3K83Y hoặc một số loại máy khác có chiều dài lớn hơn khoảng 15002000 mm

c Sau khi mài khôn đã đạt độ bóng theo yêu cầu, để có thể tăng độ bóng lên cao hơn, ta có thể sử dụng phương pháp lăn ép để gia công tinh bóng lần cuối cùng Khi đó, quan trọng nhất là phải có chế độ lăn ép và kết cấu của đầu lăn hợp lý thì mới có khả năng nâng cao thêm chất lượng bề mặt lỗ gia công

1.3 Dụng cụ gia công lỗ sâu

Dụng cụ cắt dụng cho gia công lỗ sâu khá đa dạng về chủng loại và kết cấu Các yêu cầu cơ bản của dụng cụ cắt là:

- Dễ dàng đưa dung dịch trơn nguội và thoát phoi ra khỏi vùng gia công

- Phần cắt: Làm bằng thép gió, hợp kim cứng hoặc các vật liệu siêu cứng (ceramic, kim cương)

- Phần dẫn hướng: Yêu cầu ma sát ít và khả năng đàn hồi cao, thường sử dụng

gỗ hoặc chất dẻo tổng hợp

- Phần thân: Làm bằng thép thông thường, ngoài nối phần cắt và dẫn hướng còn

sử dụng để nối thêm phần cán nối dài đầu cắt để gia công những lỗ có chiều dài lớn

1.3.1 Khoan 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 đã nghiên cứu chế tạo ra nhiều kiểu kết cấu mũi khoan được sử dụng trong sản xuất Những yêu cầu cơ bản của kết cấu dụng cụ khoan lỗ sâu là:

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

- Thoát được phoi tốt bằng cách bẻ vụn phoi để tạo điều kiện cho nó thoát ra ngoài được tốt nhất

- Loại trừ được khả năng lệch trục của lỗ khoan hoặc giảm sự lệch trục của lỗ khoan đến mức thấp nhất có thể được

- Có năng suất cao

- Giá thành chế tạo thấp

- Đơn giản và đảm bảo độ tin cậy

1.3.1.1 Mũi khoan kiểu cánh quạt

Việc sử dụng mũi khoan kiểu cánh quạt để khoan các lỗ sâu đã được sử dụng từ lâu trong công nghiệp Những mũi khoan kiểu cánh quạt đầu tiên, do kết cấu của phần cắt mũi khoan chưa hoàn thiện nên nó có năng suất thấp, độ lệch tâm và độ cong của lỗ tâm lớn

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

và dẫn dung dịch trơn nguội từ bên ngoài, dẫn phoi từ bên trong mũi khoan và cán khoan, được dùng để khoan các lỗ sâu có đường kính từ 2085 mm từ phôi đặc

1.3.1.2 Khoan lỗ sâu với tốc độ cao

Yêu cầu đối với dụng cụ để khoan với tốc độ cao là:

- Mũi khoan phải đảm bảo sự truyền dẫn vào vùng cắt một lượng dung dịch cần thiết để đảm bảo cho việc thoát phoi ra một cách liên tục

- Cần phải chọn các mác hợp kim cứng ở phần cắt của mũi khoan một cách hợp

lý và việc mài sắc các lưỡi cắt của nó đảm bảo việc tạo phoi và độ bền của cạnh cắt

- Để đảm bảo sự lệch trục của lỗ nhỏ nhất, cần phải xác định các kích thước của mũi khoan và sự phân bố các then dẫn hướng ở trên thân mũi khoan một cách hợp

lý, cũng như việc chọn mác hợp kim thích hợp để đảm bảo độ bền mòn cao của mũi khoan trong quá trình làm việc

Cần phải đặc biệt chú ý đến kết cấu của cán, nó là một cái ống trong đó lắp mũi khoan Việc lựa chọn một cách đúng đắn kích thước và vật liệu của cán có ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của quá trình khoan Bởi vì, cán định hướng mũi khoan tương ứng với với trục của chi tiết khi khoan cũng như trục của máy và hướng chạy dao, độ cong của cán dao tương ứng với độ lệch tâm của lỗ vì vậy, khi tạo cán dao phải nhiệt luyện để cho cán dao đạt độ cứng vững và độ cong trục là nhỏ nhất Giá trị của độ cong trục của cán không được vượt quá 1  2mm ở giữa chiều dài của cán

Theo OCT 789-59, độ bóng mặt ngoài của cán yêu cầu Ra = 1,25 m, còn độ bóng bề mặt lỗ bên trong yêu cầu Ra = 1,5 m Kích thước đường kính của cán thoả mãn các yêu cầu sau:

- Độ bền của cán cần phải đảm bảo sử dụng chế độ cắt lớn nhất cho phép bởi kết cấu mũi khoan

- Kích thước của khe hở hình vành khăn giữa cán dao và bề mặt lỗ được khoan cần đảm bảo việc truyền dẫn vào một lượng dung dịch bôi trơn cần thiết

- Đường kính trong của cán cần phải đảm bảo sự thoát phoi và dung dịch một cách liên tục, không bị tắc nghẽn …

Để đảm bảo khả năng chịu tải lớn của cán dao trong quá trình cắt và đảm bảo tăng độ cứng vững của cán, thường chế tạo cán dao từ thép hợp kim có độ bền cao với  = 6085 KG/mm2

Đường kính ngoài của cán khi khoan đặc các lỗ sâu bằng mũi khoan với sự thoát phoi ở bên trong thường bằng:

D = (0,9  0,96)d0

Trong đó d0 là đường kính lỗ được khoan ra đường kính trong của cán d2 = (0,5  0,6)d0

1.3.2 Khoét các lỗ sâu hình trụ

1.3.2.1 Đặc điểm của quá trình khoét lỗ sâu

Tuỳ theo độ phức tạp của công nghệ chế tạo lỗ sâu, yêu cầu về độ chính xác kích thước và độ nhẵn bóng bề mặt được khoét ở các trụ và ống khác nhau mà những lỗ sâu hình trụ được chia làm hai loại:

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

23 và độ nhẵn bóng bề mặt tương ứng với Ra = 0,32m, không có bậc trên suốt chiều dài lỗ Độ sai lệch bề dày thành chi tiết nhỏ và có tỷ lệ giữa chiều dài và đường kính lỗ lớn (L/d > 40)

- Nhóm thứ hai: Gồm những lỗ sâu hình trụ được chế tạo với cấp chính xác 45

và độ nhẵn bóng bề mặt tương ứng với Ra = (2,51,25)m, có thể có những bậc đồng tâm và có tỷ lệ giữa chiều dài và đường kính lỗ nhỏ

ở đây ta chỉ nghiên cứu các lỗ thuộc nhóm thứ nhất Chúng ta biết rằng khi khoan các lỗ sâu thường xảy ra hiện tượng lệch tâm của lỗ sau khi khoan và tạo ra bậc ở giữa chiều dài lỗ khi khoan từ hai đầu trở lại hoặc xảy ra hiện tượng lệch chiều dày thành chi tiết khi khoan từ một đầu Ngoài ra, trong quá trình nhiệt luyện ống bị biến dạng và làm trục của lỗ bị cong Mặc dù có nguyên công nắn thẳng sau khi nhiệt luyện, nhưng không thể khắc phục được hết sự cong lệch của trục tâm lỗ

Vì vậy, khi đưa vào phân xưởng cơ khí để tiếp tục gia công lỗ thì lỗ vẫn còn độ cong lệch nhất định Nguyên công khoét các lỗ sâu dùng để sửa thẳng trục của tâm

lỗ, khoét đi một phần lớn kim loại sau khi khoan, tạo cho lỗ có độ chính xác về kích thước, độ chính xác về hình dáng hình học và độ nhẵn bóng theo yêu cầu

1.3.2.2 Khoét thô và khoét tinh

Tuỳ theo công dụng của nguyên công khoét, ta chia nguyên công khoét thành hai loại: Khoét thô và khoét tinh

Nguyên công khoét thô dùng để sửa trục tâm và khoét đi một phần lớn lượng

dư còn lại sau khi khoan lỗ Với nguyên công khoét thô thì vấn đề độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt của lỗ không phải là vấn đề quan trọng nhất Khi khoét thô

độ chính xác kích thước thường nằm trong khoảng cấp chính xác 57, còn độ nhẵn bóng bề mặt sau khi khoét thô, tuỳ theo kết cấu của đầu khoét được sử dụng và vật liệu của then dẫn hướng mà dao động trong khoảng Rz = (80  20)m

Nguyên công khoét tinh đảm bảo đạt độ chính xác kích thước, độ chính xác hình dáng hình học và độ nhẵn bóng bề mặt theo yêu cầu, với điều kiện giữ lại độ

thẳng của lỗ nhận được sau khi khoét thô Khi khoét tinh thường nhận được độ chính xác kích thước đường kính cấp 3 và độ nhẵn bóng bề mặt Ra = (2,5 1,25)m

1.3.2.3 Các phương pháp khoét

Khi khoét các lỗ sâu, tuỳ theo hướng tác dụng của lực chạy dao mà phân chia thành hai phương pháp khoét cơ bản là: Phương pháp khoét đẩy (nén) và phương pháp khoét kéo

Khi khoét đẩy (nén) cán được lắp dụng cụ dưới tác dụng của các thành phần lực cắt theo chiều trục sẽ bị nén Ngược lại, với khoét kéo dưới tác dụng của các thành phần lực cắt theo chiều trục cán sẽ bị kéo Việc sử dụng các phương pháp khoét đẩy, khoét kéo được xác định tuỳ theo kết cấu của thiết bị và kết cấu của dụng cụ được sử dụng

Hiện nay, trong ngành chế tạo máy phương pháp khoét đẩy 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 rất ít được sản xuất Nhưng khi khoét những lỗ sâu có tỷ lệ L/d > 80 thì sử dụng phương pháp khoét kéo đảm bảo độ cứng vững của dụng cụ tốt hơn và do đó đảm bảo được chất lượng của lỗ và năng suất gia công lớn hơn

1.3.3 Những phương pháp gia công tinh lần cuối

Gia công tinh lần cuối là nguyên công quan trọng nhất, quyết định chất lượng làm việc của các lỗ sâu chính xác Để gia công tinh lần cuối có thể sử dụng các phương pháp như: Tiện (khoét) mỏng, mài khôn, đánh bóng, lăn ép (nong ống) … Những 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 tỷ lệ giữa chiều sâu lỗ và đường kính nhỏ Phương pháp đánh bóng bằng vải nháp là phương pháp tuy đảm bảo được độ chính xác về kích thước và độ bóng theo yêu cầu của lỗ nhưng có năng suất thấp Việc chuốt ép nhờ các viên bi cầu và 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 gia công có thành mỏng những biến dạng đáng kể và không đảm bảo được hình dạng và độ thẳng của trục lỗ … Để gia công tinh bóng lần cuối các lỗ sâu chính xác thường sử dụng phương pháp mài khôn và phương pháp lăn ép

1.3.3.1 Mài khôn các lỗ sâu chính xác

Mài khôn là một quá trình cắt tế vi kim loại với sự tham gia tổng hợp của hàng trăm nghìn hạt mài trong điều kiện có đủ dung dịch bôi trơn và làm nguội, mài khôn đạt được độ chính xác và độ bóng cao Trong các tài liệu kỹ thuật nói về vấn đề mài khôn, có một số thuật ngữ sau: Mài thô, mài phá, mài sơ bộ, mài bán tinh, mài nghiền tinh chế, mài hoàn thiện, mài gương và mài khôn tổng hợp Nhưng trên cơ

sở phân tích số liệu của các công trình thực nghiệm cũng như việc áp dụng mài khôn trong công nghiệp, hiện nay chỉ phân chia mài khôn thành hai loại: Mài khôn kích thước và mài khôn hoàn thiện

Mài khôn kích thước là quá trình mài sửa được hình dáng hình học và đạt được

độ chính xác cần thiết của lỗ nhưng chưa đạt được chất lượng bề mặt lỗ theo yêu cầu

Mài khôn hoàn thiện là quá trình mài khôn mà với việc giữ nguyên độ chính xác đã nhận được từ trước đó, đồng thời đảm bảo được độ bóng của lỗ theo yêu cầu Mỗi một dạng mài khôn như vậy sẽ tương ứng với một điều kiện thực hiện một quá trình mài khôn cụ thể khác nhau Nhưng những điều kiện hợp lý để tiến hành mài khôn cụ thể đó được xác định không chỉ bởi dạng mài khôn mà còn bởi chất lượng của vật liệu gia công, bởi đặc tính thanh mài được sử dụng và bởi chất lượng của dung dịch làm nguội tham gia trong quá trình mài Thực tế của việc sử dụng quá trình mài khôn trong công nghiệp cho thấy rằng tuỳ theo dạng mài khôn kích thước hay mài khôn hoàn thiện mà chiều cao nhấp nhô bề mặt cực đại Hmax có thể đạt được, nên bằng mài khôn kích thước có thể đạt tới 5m và mài khôn hoàn thiện có thể đạt tới 0,025m

Độ chính xác kích thước của lỗ sâu khi mài khôn phụ thuộc vào đường kính của

lỗ d0 , phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài lỗ với đường kính của nó (L/d0) và phụ thuộc vào điều kiện tiến hành mài khôn ở những chi tiết máy thông thường có tỷ lệ L/d0  5 khi mài khôn không thể nhận được độ chính xác của lỗ trong giới hạn

520m, nghĩa là cấp chính xác 1 Còn khi mài khôn những lỗ sâu có tỷ lệ L/d0  5 thì độ chính xác nhận được dao động trong giới hạn 1015m (đối với lỗ có đường kính từ 4050 mm) tương ứng với cấp chính xác 2 Do đó, mài khôn là một trong những phương pháp gia công hoàn thiện nhất để gia công tinh bóng các bề mặt lỗ sâu

Trong những năm gần đây, việc gia công vật liệu không cắt gọt dựa vào nguyên

lý làm biến dạng dẻo bề mặt kim loại ở trạng thái nguội ngày càng được ứng dụng rộng rãi phương pháp này thể hiện nhiều ưu điểm so với phương pháp cắt gọt kim loại ở các nguyên công đặc biệt, nó có thể đạt được độ nhẵn bóng và các yêu cầu

mà không phương pháp gia công cắt gọt nào đạt được như: nâng cao độ cứng lớp bề mặt, nâng cao tính chống mòn, nâng cao giới hạn chảy và đặc biệt là giới hạn mỏi của chi tiết Vì vậy, các phương pháp gia công bằng biến dạng dẻo mang lại hiệu quả kinh tế cao

Bản chất của phương pháp gia công tinh bằng biến dạng dẻo là 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 trên bề mặt bị biến dạng ép xuống, do đó các nhấp nhô giảm và tạo thành các vết nhăn tế vi mới Phương pháp gia công tinh bằng biến dạng dẻo có thể đạt tới:

- Độ chính xác cấp 2, đôi khi đạt cấp 1

- Độ nhẵn bóng bề mặt Ra = 0,630,32m

Phương pháp gia công đang được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả là phương pháp lăn ép bằng con lăn hoặc bi Sơ đồ biến dạng của các nhấp nhô bề mặt khi lăn

ép bằng con lăn hoặc bi có thể biểu diễn như hình 1.3

Hình 1.3 Sơ đồ biến dạng các nhấp nhô bề mặt

khi gia công bằng biến dạng dẻo

Trong đó: dp: đường kính phôi

d: đường kính chi tiết

d: Trị số biến dạng dư

Rbd: Chiều cao nhấp nhô trước khi lăn ép

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 còn R, tạo nên các vết nhăn tế vi mới Hình dạng, kích thước và sự phân bố nhấp nhô của chúng phụ thuộc vào hình dáng

và kích thước của bộ phận lăn ép của dụng cụ và chế độ lăn ép Các yếu tố ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cơ bản của chất lượng gia công là ứng suất pháp và ứng suất cắt lớn nhất ở vùng biến dạng và dịch chuyển của kim loại ở vùng tiếp xúc Để đạt

độ nhẵn bóng cao, lực tác dụng ở bộ phận làm biến dạng phải đủ để làm biến dạng dẻo các đỉnh nhấp nhô ban đầu của bề mặt, đồng thời lực đó lại phải nhỏ nhất Nếu thoả mãn hai điều kiện đó thì quá trình san phẳng các nhấp nhô xảy ra không phải là nhờ vào hiện tượng xô trượt của kim loại theo hướng tiến dao dưới tác dụng của thành phần lực hướng trục P0 (hình 1.3) gây ra sóng ở phía trước dụng

cụ, mà nhờ vào hiện tượng dát rộng của bộ phận làm biến dạng của dụng cụ (con lăn, bi) dưới tác dụng của thành phần lực hướng kính Pk làm cho các đỉnh nhỏ tế vi

bị dát rộng cả về hai phía từ chỗ tiếp xúc sang các chỗ lõm bên cạnh Tính chất biến dạng như vậy quyết định bởi tỷ số kích thước các nhấp nhô ban đầu với bộ phận làm biến dạng, bởi các góc tiếp xúc  và hướng của các thành phần lực hướng kính

Pk gần với hướng của lực hợp thành P Nếu góc tiếp xúc  bé thì tỷ lệ Pt/Pk cũng bé Trong trường hợp giới hạn, nếu góc  (giữa Pk và P) tiến tới 0, ta có Pt = 0, đó là trường hợp không có tiến dao dọc (lăn ép rãnh hình cầu phần định hình), điều kiện biến dạng dẻo trong trường hợp này tốt nhất có thể đạt được độ nhẵn bóng cao Nếu lăn ép với đường kính bi lớn với bước tiến dao nhỏ và có chạy dao dọc ta

sẽ được Pt/Pk nhỏ, trong trường hợp này có thể đạt được độ nhẵn bóng bề mặt cấp

1314 Nếu lăn ép với lực lớn sẽ sinh ra biến dạng xô trượt bề mặt kim loại theo phương tiến của dao, lại làm cho độ nhẵn bóng bề mặt giảm xuống Tuỳ theo kết cấu của dụng cụ lăn ép, việc gia công bằng biến dạng dẻo có thể định kích thước hoặc không định kích thước

Khi lăn ép bằng con lăn hoặc bằng bi tiếp xúc với mặt gia công có cơ cấu đàn hồi thì quỹ đạo chuyển động của chúng hoàn toàn quyết định bởi hình dạng của phôi Trường hợp tiếp xúc đàn hồi như vậy thì hình dạng phôi không đổi (không sửa được sai số hình dạng), sau khi lăn ép kích thước rộng ra đều nhau trên toàn bộ bề mặt gia công (giữ hình dạng cũ) Lăn ép bằng con lăn hoặc bi cứng (không đàn hồi)

thuộc loại định kích thước, vì nó sửa được sai số hình dáng (hướng kính và hướng trục) Biến dạng dẻo không đều nhau ở vùng tiếp xúc, việc sửa sai số hình dáng phôi chỉ có thể nằm trong biến dạng dư

1.4 Công nghệ gia công lỗ sâu

Lỗ sâu thường có hình dáng không quá phức tạp nhưng yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi khá cao Trong chế tạo máy, các lỗ sâu chính xác thường gặp ở những chi tiết có dạng trục hoặc dạng ống để gia công những lỗ sâu chính xác thường phải dùng những thiết bị, dụng cụ, đồ gá, phương tiện đo lường… chuyên dùng Những khó khăn trong việc gia công những lỗ sâu chính xác là:

- Khó khăn trong việc tạo cắt gọt

- Khó khăn của việc thoát phoi ra khỏi vùng cắt và thoát phoi ra khỏi lỗ

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

- Khó khăn trong việc đảm bảo độ cứng vững, tránh rung động của hệ thống công nghệ (máy - dao - chi tiết - đồ gá) dẫn tới khó khăn của việc đảm bảo độ thẳng theo yêu cầu và vị trí chính xác của tâm lỗ gia công

- Khó khăn của việc theo dõi chất lượng bề mặt gia công và quá trình làm việc của công cụ và đặc biệt là đảm bảo độ bền mòn của dụng cụ cắt gọt trong suốt quá trình làm việc v.v…

Có nhiều phương pháp gia công lỗ sâu như gia công cắt gọt, gia công điện hóa, gia công biến dạng dẻo

4.1 Gia công biến dạng dẻo

Thực chất đây là quá trình rèn khuôn dựa trên cơ sở biến dạng dẻo của kim loại Kim loại được gia nhiệt đến nhiệt độ rèn, sau đó dàn đều kim loại trên lõi bằng rèn Phương pháp này chủ yếu áp dụng cho các lỗ có đường kính không lớn và cho độ chính xác cao, nhưng yêu cầu trang bị công nghệ phức tạp

4.2 Gia công điện hóa

Phương pháp này dựa trên nguyên lý ăn mòn điện cực dương trong dung dịch điện phân khi có dòng điện đi qua Phương pháp này ít dùng do trang bị công nghệ phức tạp, khó sử dụng, chủ yếu để gia công vật liệu khó gia công và có chiều sâu không lớn

4.3 Gia công cắt gọt

Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến hơn cả Lỗ sâu được tạo thành từ phôi thanh bằng các phương pháp khoan sâu để cắt đi phần kim loại dư Để gia công lỗ sâu chính xác, tùy theo phôi có dạng trục đặc hay trục rỗng mà có những nguyên công gia công cơ khí cơ bản là: Khoan, khoét thô, khoét tinh và các nguyên công gia công tinh bóng lần cuối Gia công tinh 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, có thể sử dụng các phương pháp như: Tiện (khoét) mỏng, doa, mài khôn, đánh bóng, trượt ép, lăn ép…

Các phương pháp như tiện (khoét) mỏng, đánh bóng, trượt ép thường chỉ được

sử dụng có hiệu quả đối với những chi tiết có chiều dài không lớn và tỷ lệ giữa chiều sâu lỗ với đường kính nhỏ để gia công tinh bóng lần cuối các lỗ sâu chính xác sử dụng phương pháp mài khôn và phương pháp lăn ép là tốt nhất

Với điều kiện hiện tại của Việt Nam thì việc lựa chọn dụng cụ cắt là rất quan trọng Vì chỉ khi lựa chọn được dụng cụ cắt và chế độ gia công hợp lý thì việc nâng cao chất lượng bề mặt lỗ gia công mới đạt kết quả tốt Đây cũng chính là nội dung nghiên cứu của đề tài

Sau đây, ta nghiên cứu các dụng cụ dùng trong việc gia công lỗ sâu và những nguyên công gia công cơ bản để đạt được những lỗ sâu chính xác cao

4 5

8°

Chương II dụng cụ gia công lỗ sâu 2.1 Dụng cụ khoan lỗ sâu

2.1.1 Mũi khoan kiểu cánh quạt

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

và dùng để khoan đặc các lỗ sâu có đường kính từ 20 85 mm Mũi khoan kiểu cánh quạt làm việc theo nguyên tắc dẫn dung dịch trơn nguội vào từ bên ngoài và dẫn phoi ra từ bên trong mũi khoan và cán khoan

Hình 2.1 Mô tả một trong những kết cấu của mũi khoan kiểu cánh quạt

Xu hướng nâng cao năng suất của nguyên công khoan đặc dẫn đến việc tạo nên kết cấu mũi khoan với sự phân bố các cạnh cắt làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt, đó là sử dụng mũi khoan KK3 Mũi khoan KK3 khác với mũi khoan hình xoắn ốc thông thường ở chỗ có 4 cạnh viền để tạo lên những cái khoang (lỗ) để dẫn dung dịch bôi trơn làm nguội vào vùng cắt, đồng thời cũng làm bộ phận dẫn hướng của mũi khoan Với cùng một tuổi bền như nhau của cạnh cắt thì mũi khoan kiểu KK3 có thể tăng năng suất gấp 2 lần (theo thời gian máy) so với mũi khoan kiểu cánh quạt đã được nêu ở trên

a 1

a a a a

a a a

a 2a

Hình 2.2 Mũi khoan kiểu KK3

Mặc dù có khả năng tăng năng suất so với mũi khoan kiểu cánh quạt, mũi khoan kiểu KK3 có kết cấu ban đầu cũng không được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đó là do mũi khoan kiểu KK3 có lưỡi cắt ngang, điều đó làm cho độ lệch tâm trục tăng lên Khi khoan các lỗ sâu bằng bằng mũi khoan kiểu KK3 có kết cấu như trên, độ lệch trục của lỗ có thể đến 12mm/1000mm chiều dài khoan, điều đó

có thể làm hỏng sản phẩm

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

Với mục đích làm giảm độ lệch trục tâm của lỗ, từ đó mở rộng khả năng sử dụng mũi khoan KK3, sửa lại kết cấu của mũi khoan như đã nêu ở trên và tạo ra kết cấu mới của mũi khoan kiểu KK3 có lưỡi cắt được mài theo kiểu chữ M

Hình 2.3 Mũi khoan KK3 có lưỡi cắt kiểu chữ M

Khác với mũi khoan kiểu KK3, ở mũi khoan này mỗi lưỡi cắt chính được mài theo hai đoạn N và T Nhờ có kết cấu như vậy của cạnh cắt mà lưỡi cắt ngang ở

d 0 H h

30 2 4,5

35 2 5

7 2,5 45

6 2,5 40

để tiết kiệm thép gió, mũi khoan kiểu cánh quạt và mũi khoan kiểu KK3 thường được chế tạo bằng cách hàn nối

So sánh năng suất của quá trình khoan lỗ sâu bằng mũi khoan kiểu KK3 so với năng suất của mũi khoan kiểu cánh quạt (tính bằng giờ) cho thấy: mũi khoan KK3 với lưỡi cắt được mài theo kiểu chữ M có năng suất cao gấp hai lần (theo thời gian máy)

2.1.3 Kết cấu của mũi khoan khi khoan với tốc độ cắt cao với sự thoát phoi ở bên trong

Những mũi khoan được sử dụng trong công nghiệp để khoan các lỗ sâu với sự thoát phoi ở bên trong theo nguyên tắc phân bố trọng tải giữa các lưỡi cắt được hình thành theo hai nhóm như sau:

- Những mũi khoan làm việc theo nguyên tắc chia chiều rộng cắt

- Những mũi khoan làm việc theo nguyên tắc chia chiều dày cắt

2.1.3.1 Những mũi khoan làm việc theo nguyên tắc chia chiều rộng cắt

a Mũi khoan 1 lưỡi để khoan đặc

Hình 2.4 Mũi khoan một lưỡi

Trên hình 2.4 mô tả những mũi khoan để khoan những lỗ sâu có đường kính

1835mm và kết cấu của mũi khoan được sử dụng để khoan với tốc độ cắt cao

8°30'

19 39±0,5

Những mũi khoan có kết cấu đã được trình bày cho phép khoan những lỗ sâu ở những chi tiết bằng hợp kim ở trạng thái đã ủ với sự sử dụng chế độ cắt hợp lý sau đây: V = 6080m/ph; S0 = 0,080,12mm/vòng và tương ứng năng suất tính bằng giờ là S0 = 2,34m/giờ

Những kết cấu của mũi khoan đã được trình bày ở trên có một số nhược điểm là:

- Sự mòn nhanh của thân mũi khoan khi hàn lại và mài phục hồi nó

- Việc hàn những tấm hợp kim có nhiều khó khăn

- Năng suất của mũi khoan này tương đối thấp vì tải trọng lớn ở trên các then dẫn hướng khi làm việc với chế độ cắt cao, dẫn đến sự mài mòn chúng rất nhanh cũng như làm biến cứng bề mặt lỗ được gia công

Những công trình nghiên cứu cho thấy rằng những nhược điểm nói trên có thể khắc phục được một phần bằng cách sử dụng ở khoảng đường kính đã cho những mũi khoan có lưỡi thay đổi được Các kích thước bề mặt tựa ở thân mũi khoan và bề mặt tựa của phần cắt xác định vị trí của phần cắt tương ứng với trục của mũi khoan cần phảI gia công chính xác, đảm bảo sự đổi lẫn của phần cắt khi lắp với thân của mũi khoan Kết cấu của mũi khoan được mô tả ở hình 2.5

B B

Hình 2.5 Kết cấu mũi khoan thay đổi được lưỡi cắt

b Mũi khoan hai lưỡi

Hình 2.6 mũi khoan hai lưỡi

Mũi khoan hai lưỡi có kết cấu mô tả ở hình 2.6 được sử dụng để khoan các lỗ sâu có đường kính từ 50 85mm, mũi khoan gồm thân số 1, trong đó được kẹp hai dao số 2 và số 4 Nhờ có hai dao phân bố cách nhau 1500, những thành phần lực cắt của đường kính và tiếp tuyến tác dụng lên các cạnh của dao được cân bằng với nhau một phần, điều đó làm giảm áp lực lên then dẫn hướng Trong các rãnh ở mặt ngoài thân mũi khoan được kẹp hai then dẫn hướng cứng số 5, số 6 và một then dẫn hướng đàn hồi số 3

Sự phân bố các then dẫn hướng cứng ở trên thân của mũi khoan được xác định

từ điều kiện tổng hợp của các lực cắt hướng kính và lực tiếp tuyến, thành phần chia đôi góc ở tâm tạo lên giữa các lực hướng kính đi qua tâm của các then dẫn hướng cứng, then dẫn hướng với thành lỗ làm cho việc dẫn hướng của mũi khoan trong lỗ tốt hơn, giảm nhẹ được yêu cầu xác định vị trí của con dao ngoài biên và nhờ có tính đàn hồi này mà khắc phục được khả năng bị kẹt của dao ở trong lỗ, trong trường hợp dao bị mòn Với sự phân bố các then dẫn hướng như vậy, sự định chuẩn của mũi khoan trong lỗ được đảm bảo và độ lệch của tâm lỗ sẽ nhỏ

Trên cơ sở các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng những mũi khoan hai lưỡi được gắn hợp kim cứng T15K6, khi khoan những lỗ sâu có đường kính từ

5085mm, có thể sử dụng chế độ cắt sau đây:

- Đối với thép có b = 6070KG/mm2: tốc độ cắt V0 = 165190m/ph; S0 = 0,1 0,2mm/vòng và tương ứng với năng suất Sg = 6,58,5 m/giờ

- Đối với thép có b = 8090KG/mm2: tốc độ cắt V0 = 135155m/ph; S0 = 0,090,15mm/vòng và tương ứng với năng suất Sg = 4,85,4 m/giờ

Thực tế trong sản xuất, khi làm việc bằng mũi khoan hai lưỡi có kết cấu như đã nêu ở trên có được năng suất Sg = 5,56,5 m/giờ Tuổi bền của dao với chế độ cắt

đã cho là 11,5 giờ, tương ứng với thời gian để khoan xong một ống có chiều dài 6

7 mét

c Mũi khoan một lưỡi để khoan vòng

Việc sử dụng những mũi khoan để khoan lỗ đặc ở trong những chi tiết làm bằng thép hợp kim cao, đã được nhiệt luyện có b = 85 KG/cm2 không thể có năng suất cao Đó là do vật liệu gia công có độ bền cao thì làm tăng lực tác dụng lên cạnh cắt của mũi khoan và làm thoát phoi khó khăn, sự mài mòn và tiêu hao của mũi khoan lớn

Mũi khoan vòng dùng để khoan những lỗ sâu bằng thép hợp kim cứng đã nhiệt luyện có b = 85 KG/cm2 có cấu trúc mô tả trên hình 2.7, mũi khoan có lưỡi dao thay đổi được có cấu trúc được gắn hợp kim cứng T15K6

A A

B B



5 -1 0

Hình 2.7 mũi khoan dùng để khoan vòng

Hình dạng cắt của dao đảm bảo việc chia phoi theo chiều rộng Khi khoan lỗ ở

trong những chi tiết làm bằng thép hợp kim đã nhiệt luyện có độ cứng

HB =300340, tốc độ cắt V0 = 100105 m/ph và S0 =0,150,17mm/vòng, với chế

độ cắt như vậy năng suất sẽ đạt được là 6000mm/giờ Tuổi bền của dao khi chiều

rộng cạnh viền mòn theo mặt sau không lớn hơn 0,30,4 mm, cho phép khoan lỗ có

chiều dài tới 6000mm mà không phải sửa dao

2.1.3.2 Những mũi khoan làm việc theo nguyên tắc chia chiều dày cắt

Khi mũi khoan có hai cạnh cắt, với bước góc bằng nhau và chiều rộng như nhau

nằm trên cùng một mặt nón trùng với trục của mũi khoan thì mỗi một cạnh cắt sẽ

cắt một chiều dài bằng 0,5.S0.sin

Trong đó: S0: là lượng chạy dao sau một vòng của mũi khoan

: là góc chính ở đỉnh mũi khoan

Vì vậy, mũi khoan làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt, cho phép

tăng năng suất của quá trình khoan theo thời gian máy lên hai lần so với mũi khoan

làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều rộng cắt

Mũi khoan KK3 chế tạo từ thép gió P18, làm việc theo nguyên tắc phân chia

chiều dày cắt đã được xét ở trên, nhưng nó có nhiều nhược điểm về mặt kết cấu nên

hạn chế sử dụng và năng suất thấp Nhược điểm cơ bản của mũi khoan này là không

A A

B B



5 0

Giả thiết về độ cân bằng của mũi khoan nhờ có tải trọng giống nhau ở trên các cạnh cắt là không thể thực hiện được do sự không đồng nhất của kim loại chi tiết gia công và không thể tránh khỏi độ không chính xác khi chế tạo mũi khoan KK3, những cạnh cắt chính gây ra những tải trọng không giống nhau Khi có khe hở của

bề mặt gia công với các then dẫn hướng thì tải trọng không giống nhau của các cạnh cắt sẽ ép mũi khoan về phía các cạnh cắt có tải trọng nhỏ hơn và sinh ra độ lệch tâm

lỗ Những công trình nghiên cứu cho thấy rằng để giảm trị số của độ lệch trục của tâm lỗ, phải giảm được sự quay của mũi khoan, nghĩa là hiệu quả của việc phân chia chiều rộng cắt được thực hiện không hoàn toàn Việc giảm một cách đáng kể độ lệch trục tâm của lỗ và sử dụng có hiệu quả hơn phương pháp phân chia chiều dày cắt đạt được với sự làm việc không cân bằng của mũi khoan mà mũi khoan có sự định vị thân mũi khoan ở trong lỗ và sự phân bố tải trọng của các cạnh cắt theo phương pháp phân chia chiều dày cắt Kết cấu mũi khoan được mô tả ở hình 2.8

Hình 2.8 mũi khoan làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt

A A

3 2 1

Mũi khoan có hai cạnh cắt chính phân bố trên cùng mặt nón, góc ở đỉnh cạnh cắt 2 < 1800 Nhờ có sự phân bố các cạnh cắt của mũi khoan, mặc dù làm việc theo nguyên tắc chia chiều dày cắt nhưng sẽ không cân bằng vì tải trọng trên các cạnh cắt trong quá trình làm việc không giống nhau Trên thân mũi khoan có hai then dẫn hướng cứng 4, 5 và một then dẫn hướng đàn hồi 3 Để đảm bảo cho sự định vị của mũi khoan ở trong lỗ, cần phải lựa chọn vị trí các cạnh cắt sao cho lực hướng kính

và lực tiếp tuyến của lực cắt tác dụng lên mũi khoan trong quá trình làm việc, chia góc ở tâm giữa hai bán kính đi qua tâm của các then dẫn hướng cứng 4 và 5 làm đôi

Bằng thực nghiệm cho thấy rằng những mũi khoan không cân bằng làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt có năng suất cao (S0=910,5m/giờ), với độ lệch trục trong giới hạn 0,10,3 trên 1000mm chiều dài khoan Những số liệu này được chấp nhận trong thực tế sản xuất Việc thực nghiệm của mũi khoan hai lưỡi không cân bằng làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt được tiến hành khi khoan các lỗ sâu có đường kính 80100mm khi đó, sử dụng với chế độ cắt

để cắt thép có b=7080 KG/mm2 như sau: Tốc độ cắt V0 = 80 190m/ph; S0 = 0,23  0,6mm/vg và tương ứng với công suất Sg=910,5m/giờ, với tuổi bền của dao là 11,5 giờ

đặc biệt chú ý là mũi khoan có kết cấu hai lưỡi côn bằng làm việc theo phương pháp phân chia chiều dày cắt có lượng chạy dao 15  20m/giờ được mô tả ở hình 2.9

Hình 2.9 mũi khoan có kết cấu hai lưỡi côn

Mũi khoan có hai lưỡi dao số 1 và số 3 được gắn hợp kim cứng T15K6 và then dẫn hướng cứng số 2 làm bằng hợp kim cứng BK8 Việc mài các lưỡi cắt của nó được thực hiện trên một số dụng cụ chuyên dùng đảm bảo các yêu cầu sau:

- Chiều dài giống nhau ở các cạnh cắt của dao

- Bước vòng giống nhau ở các cạnh cắt của dao

- Vị trí của các cạnh cắt phải được xác định, nó phải nằm trên một mặt nón có trục trùng với trục của mũikhoan

- Sự dịch chuyển của các cạnh cắt của dao theo hướng trục chỉ được nằm trong giới hạn 0,020,03mm, nhằm tránh hiện tượng kẹt mũi khoan trong lỗ khi dao bị mòn

Mũi khoan có kết cấu như vậy đã được dùng để khoan những ống làm bằng thép hợp kim cao có độ cứng HB=299, với chế độ cắt như sau: Tốc độ vòng V0= 176m/ph; số vòng quay của chi tiết Nct = 272 v/ph; đường kính lỗ khoan của cán dao Nd = 425mm; đường kính lỗ khoan d0 = 80mm; chiều dài L = 6145mm; lượng chạy dao S0 = 0,376mm/vòng Tương ứng với năng suất là 15.720mm/giờ

2.1.4 Những dụng cụ để khoan với sự thoát phoi ở bên ngoài

Tuỳ theo phương pháp lấy phần lõi (thanh lõi) được tạo nên trong quá trình khoan mà kết cấu dụng cụ khoan vòng thường có các kiểu sau:

- Khi làm việc với dụng cụ kiểu thứ nhất (thường gọi là kiểu cái thìa) thanh lõi được tạo lên trong quá trình khoan được làm đứt thành những đoạn có chiều dài

11,5m và được lấy ra khỏi lỗ

- Khi làm việc với dụng cụ kiểu thứ hai (gọi là kiểu khoan lồi) các thanh lõi trong quá trình khoan không được làm đứt mà nằm bên trong cán rỗng, sau khi khoan xong mới lấy ra được Phương pháp khoan này có ưu điểm so với khoan đặc như:

- Tiêu hao năng lượng để biến đổi phần kim loại thành phoi ít hơn

- Có thể nhận được lỗ có đường kính lớn sau một hành trình khoan

- Điều kiện để tạo phoi trong quá trình cắt tốt

- Có thể sử dụng thanh lõi khi khoan để chế tạo những sản phẩm thích hợp khác

Nhược điểm của phương pháp khoan này là có sự biến dạng của thanh lõi được tạo lên trong quá trình khoan, sự biến dạng của thanh lõi xảy ra do sự phân bố lại

Quá trình khoan vòng được nghiên cứu ít hơn so với quá trình khoan đặc điều

đó là do một phần kết cấu được sử dụng trong thời kỳ đầu của đầu khoan lồi Đầu khoan lồi được mô tả ở hình 2.10

Hình 2.10 Đầu khoan lồi

Những đầu khoan lồi được sử dụng hiện nay trong các nhà máy là đầu khoan lồi đã được hoàn thiện hơn về mặt kết cấu: Việc kẹp các con dao bằng nêm được thực hiện theo bề mặt của nó và sự phân bố tương đối các cạnh cắt của dao theo hướng trục được điều chỉnh nhờ vít số 1 vặn vào đầu khoan Sự phân bố như vậy của nêm đảm bảo việc kẹp chặt dao một cách chắc chắn hơn

Để nâng cao năng suất của quá trình khoan vòng, ở những kết cấu của đầu khoan lồi các con dao bằng thép gió P18 được thay thế bằng các con dao gắn mảnh hợp kim cứng

Hình 2.11 Đầu khoan lồi gắn mảnh hợp kim cứng

Những công trình nghiên cứu cho thấy rằng việc thay thế một cách đơn giản các con dao không đảm bảo được việc nâng cao năng suất Bởi vì, với sự nâng cao tốc độ cắt sẽ có sự rung động mạnh và do không có sự định chuẩn chắc chắn của đầu khoan trong lỗ nên tuổi bền của các con dao sẽ giảm và độ lệch trục tâm của lỗ khoan sẽ tăng lên Các con dao ở đầu khoan này làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt đặc điểm khác biệt ở đầu khoan này là không có các then dẫn hướng

và trong trường hợp này các con dao giữ vai trò dẫn hướng

Để tạo lên các cạnh dẫn hướng ở các con dao cũng như để đảm bảo sự phân bố trên một mặt phẳng, việc mài các con dao được tiến hành ở dạng tập trung sau khi

rà gá chúng vào thân của đầu khoan Mặt sau của các con dao được mài tương ứng với kích thước đường kính của mũi khoan và đường kính của thanh lõi Để giảm bớt khả năng bị kẹt của đầu mũi khoan trong quá trình gia công, cạnh viền dẫn hướng ở các mặt bên của dao có độ côn ngược Góc nghiêng được chọn bằng 30 đối với mặt bên phía trong và phía ngoài của dao

Các công trình nghiên cứu đã xác định rằng: Những đầu khoan không có then dẫn hướng riêng mà chỉ dẫn hướng bằng cạnh viền ở mặt bên của dao có độ nén trong khi làm việc và độ lệch tâm lớn Những số liệu về kết quả thực nghiệm của những đầu khoan lồi có kết cấu khác nhau trong điều kiện sản xuất cho thấy những đầu khoan làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt có năng suất cao hơn

so với những mũi khoan lồi có then dẫn hướng cũng như không có then dẫn hướng làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt Nhưng chúng đều có nhược điểm rất cơ bản là độ lệch trục tâm của lỗ lớn hơn so với khi khoan bằng những đầu khoan làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều rộng cắt, nhờ có tải trọng trên các dao không giống nhau đầu khoan lồi là đầu khoan không cân bằng, lực tổng hợp của các lực thành phần Pz và Py tác dụng lên đầu khoan có hướng không đổi, những then dân hướng của đầu khoan dưới tác dụng của lực cắt tổng hợp này được ép vào thành của lỗ khoan càng làm cho việc dịch chuyển được đảm bảo và có độ lệch tâm của lỗ nhỏ

Độ lệch tâm quá lớn của lỗ khoan sẽ gây khó khăn đáng kể cho việc nghiên cứu công nghệ gia công tiếp theo khi gia công lỗ và trong một số trường hợp gây ra hỏng sản phẩm Vì vậy, mặc dù có ưu điểm là năng suất cao nhưng đầu khoan làm

việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt được hạn chế sử dụng trong công nghiệp

Những đầu khoan làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt có năng suất cao có thể sử dụng để khoan các chi tiết có chiều dài nhỏ hơn 2500mm, khi mà

độ lệch tâm của lỗ ảnh hưởng không đáng kể đến quá trình công nghệ tiếp theo Trên cơ sở kết quả thực nghiệm đã tiến hành khoan lỗ sâu có đường kính 100 

300mm với mũi khoan vòng lồi có các lưỡi dao làm bằng thép gió P18 ở những chi tiết có b = 60  70 KG/mm2 với chế độ cắt như sau: tốc độ cắt vòng V0 = 10 

15 m/ph; lượng chạy dao S0 = 0,25  0,35 mm/vòng Với chế độ cắt này khi khi khoan bằng mũi khoan lồi có phân bố tải trọng giữa các lưỡi dao theo phương pháp phân chia chiều rộng cắt có thể đạt được năng suất tính theo giờ là

Sg=250650mm/giờ Khi khoan vòng những lỗ sâu có đường kính 120

150mm, chiều sâu L = 2500mm bằng đầu khoan vòng lồi, sử dụng lượng chạy dao S0 = 0,4  0,65 mm/vòng, năng suất tính theo giờ Sg = 950  1150mm/giờ

2.2 Kết cấu của dụng cụ khoét doa

2.2.1 Các kiểu kết cấu của dụng cụ để khoét lỗ sâu

Dụng cụ để khoét lỗ sâu được gọi là đầu khoét, nói chung các đầu khoét có kết cấu gồm một thân bằng thép, trong đó có kẹp các con dao hoặc lắp các tấm tuỳ động

và các then dẫn hướng Tuỳ theo sự phân bố các cạnh của các con dao tương ứng với thân của đầu khoét và phương pháp kẹp của các con dao ở thân, những đầu khoét được sử dụng trong chế tạo máy có thể phân thành các nhóm sau:

- đầu khoét với sự phân bố các con dao về một phía

- đầu khoét với sự phân bố các con dao về hai phía

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

- đầu khoét với sự phân bố các tấm dao tuỳ động

- đầu khoét tổng hợp

2.2.1.1 Đầu khoét kiểu 

đầu khoét kiểu  được mô tả ở hình 2.12 là kiểu kết cấu đầu khoét với sự phân

bố các dao về một phía

9 8 7 10 11

6 5 4

3 2

1

A - A A

A

Hình 2.12 Đầu khoét kiểu 

Đầu khoét gồm một thân bằng 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 mặt ngoài của nó được phay những mặt phẳng số 10 và 11 Khi xác định vị trí 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 vít đồng số 9, mặt ngoài của phần đầu khoét thường dùng các loại gỗ cứng để làm vật liệu cho then dẫn hướng của đầu khoét như gỗ sồi, gỗ bạch dương …

Việc lựa chọn loại gỗ làm then dẫn hướng được quyết định bởi đường kính và chiều dài của lỗ khoét, lỗ càng dài và đường kính càng lớn thì càng cần loại gỗ có

độ cứng và tính chịu mài mòn cao Bởi vì, gỗ dẫn hướng bị mòn nhanh thì dễ dẫn tới lỗ bị côn nhiều Sử dụng tếch-tô-lít làm vật liệu của then dẫn hướng khi khoét các lỗ sâu bằng đầu khoét cho thấy rằng tếch-tô-lít là loại vật liệu có độ bền mòn cao hơn so với các loại gỗ cứng nhất thường dùng, nó được sử dụng khi khoét các lỗ sâu có đường kính nhỏ hơn 200mm

ưu điểm của đầu khoét kiểu  là dễ chế tạo và giá thành rẻ Nó được dùng trong sản xuất đơn chiếc và chế tạo các mẫu thí nghiệm khi việc chế tạo các dụng cụ phức tạp, đắt tiền không có lợi

Những đầu khoét kiểu  có nhiều nhược điểm như : Năng suất thấp do sử dụng các then dẫn hướng làm bằng gỗ, không cho phép nhận được tiết diện lớn của phoi sau một hành trình làm việc Do sự phân bố các cạnh cắt của dao về một phía mà tải trọng lực cắt sinh ra trong quá trình khoét phân bố không đều trên các then dẫn hướng Then dẫn hướng nằm dưới các con dao và chịu các thành phần lực cắt tiếp tuyến và thành phần nằm ở vị trí 1800 so với các cạnh cắt của dao chịu thành phần lực cắt hướng kính, những then dẫn hướng chịu tải trọng lớn nhất, chịu biến dạng đàn hồi và sự mài mòn nhiều nhất trong quá trình khoét Sự biến dạng đàn hồi và sự

A A

mài mòn của các then dẫn hướng bằng gỗ khi phân bố lượng dư không đều theo đường tròn sẽ làm cho độ lệch trục tâm tăng, độ côn của lỗ được khoét ra lớn và phải khoét làm nhiều lần Vì vậy mà tốn nhiều thời gian nên năng suất thấp

Việc sử dụng các đầu khoét kiểu  cần công nhân có tay nghề khá, bởi vì kết quả của nguyên công khoét lỗ sâu bằng đầu khoét này được quyết định bởi chất lượng hiệu chỉnh đầu khoét ở giai đoạn đầu của quá trình khoét và tốn nhiều thời gian phụ trong việc định vị và kẹp các con dao và then dẫn hướng vào đầu khoét trước mỗi lần khoét

ưu điểm của đầu khoét kiểu  là dễ chế tạo và giá thành rẻ, nó được dùng trong sản xuất đơn chiếc và chế tạo các mẫu thí nghiệm khi mà việc chế tạo dụng cụ phức tạp, đắt tiền không có lợi Do có nhiều nhược điểm như đã nêu trên, nên sử dụng nó trong công nghiệp ngày càng hạn chế và dần được thay thế bằng đầu khoét ngày càng hoàn thiện hơn

2.2.1.2 Đầu khoét kiểu 

Hình 2.13 Đầu khoét kiểu 

Về hình dáng bên ngoài giống như đầu khoét kiểu , nhưng về mặt kết cấu nó

có những thay đổi sau:

- Trong 4 then dẫn hướng thì có hai then làm bằng kim loại, hai then còn lại làm bằng gỗ

6 5 4

3 2 1

7 8

9

A

A

A - A

- Phần ngoài của đầu khoét người ta làm một cái rãnh chữ nhật có thể kẹp được

từ 5 đến 8 con dao Cạnh cắt của các con dao được bố trí về một phía của đầu khoét

và làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dầy cắt

2.2.2 Khoét các lỗ sâu hình trụ với tốc độ cắt cao

Để khoét các lỗ sâu, việc sử dụng các dụng cụ cắt có gắn mảnh hợp kim cứng cho phép nâng cao tốc độ cắt gọt, do đó nâng cao năng suất gia công Nhưng nó cũng đòi hỏi nghiên cứu công phu để giải quyết hàng loạt những vấn đề về công nghệ nảy sinh khi khoét với tốc độ cao Vấn đề là phải xác định hình dáng hình học hợp lý khi mài các cạnh cắt để khoét sâu các lỗ với tốc độ cắt cao mà vẫn đảm bảo tuổi bền cũng như yêu cầu nâng cao độ bền những then dẫn hướng của mũi khoét và khắc phục những rung động xuất hiện trong một số trường hợp khi gia công những chi tiết dài Để nâng cao tuổi bền của các then dẫn hướng, ở thời kỳ đầu những mũi khoét các mũi khoét được hoàn thiện hơn bằng cách sử dụng các then dẫn hướng có thể quay được Một số nhà máy đã sử dụng các đầu khoét có hai then dẫn hướng kim loại và hai then dẫn hướng bằng gỗ hoặc đầu khoét với ba thanh dẫn hướng bằng kim loại

Hiện nay, trong ngành chế tạo máy khi khoét thô thường sử dụng các đầu khoét với then dẫn hướng bằng kim loại còn khi khoét tinh sử dụng các đầu khoét với then dẫn hướng bằng cao su hoặc tếch tô lít

2.2.2.1 Đầu khoét với then dẫn hướng quay

Hình 2.14 Kết cấu đầu khoét với then dẫn hướng quay

Đầu khoét gồm giá kẹp dao số 1, thanh số 2 và áo quay số 3, giá dao số 1 được kẹp hai dao số 9 Để giảm tổn thất do ma sát và tránh khả năng bị xây sát, mặt bên trong của áo quay được tráng một lớp Babit Thực tế sử dụng những đầu khoét này

5 4 3 2

gỗ có độ bền mòn cao Vít số 4 dùng để kẹp chặt áo số 3 vào thân khoét khi cắt sửa kích thước của then dẫn hướng theo kích thước cần thiết ứng với lỗ được gia công Khi khoét vít số 4 được nới ra để áo số 3 có thể quay được dễ dàng quanh thân của đầu khoét, nhờ có sự quay của then dẫn hướng cùng với áo số 3 mà khi khoét chiều dài dịch chuyển của then dẫn hướng tương ứng với bề mặt lỗ gia công được giảm đi

rõ rệt, chỉ bằng chiều dài lỗ gia công so với then dẫn hướng không quay Vì vậy, nó đảm bảo cho then dẫn hướng bị mòn ít nhất và đầu khoét được dẫn hướng tốt hơn trong quá trình khoét Để tiếp nhận lực chiều trục sinh ra trong quá trình làm việc giữa mặt tỳ của thân khoét số 2 và mặt đầu của áo số 3, lắp một ổ bi tỳ hoặc hai vòng đệm số 5 và 6 Vòng đệm số 5 được làm bằng đồng thanh, vòng đệm số 6 làm bằng thép nhiệt luyện với độ cứng bằng 45-50 HRC Dung dịch bôi trơn làm nguội

có thể dùng Sunfoferejon hoặc emunxi, bởi vì đối với đầu khoét có dẫn hướng quay bằng gỗ này thì Sunfoferejon hoặc emunxi đều cho kết quả như nhau

2.2.2.2 Đầu khoét với then dẫn hướng bằng cao su

Kết cấu của đầu khoét với then dẫn hướng bằng cao su được mô tả ở hình 2.15

Hình 2.15 Đầu khoét với các then dẫn hướng bằng cao su

Trên mặt ngoài của thân khoét số 2 phay các bề mặt tương ứng để lắp 6 khối cao su dẫn hướng số 1 Những khối cao su này được kẹp trên thân số 2 của đầu khoét nhờ các vít số 3 và các chốt định vị 4 Những khối cao su dẫn hướng được lắp trên các tấm thép số 5 được chế tạo từ những khối cao su chịu dầu Hỗn hợp được đúc tạo hình và lưu hóa ở nhiệt độ 1430 ± 10 trong thời gian 30 phút, những khối cao

su được chế tạo như vậy có tính chịu mài mòn, tính chịu dầu tốt và có khả năng dập

A - A

A

A

tắt những rung động Đây là một khả năng đặc biệt có giá trị khi đầu khoét làm việc

là hợp kim cứng ở phần trước của đầu khoét có hai lỗ hình chữ nhật để kẹp 3 con dao bằng các vít, kết cấu này của đầu khoét để phân chia chiều sâu cắt khi làm việc Những đầu khoét làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt (lượng chạy dao), trong trường hợp này chỉ cần thay đổi kết cấu của đầu khoét với các then dẫn hướng bằng cao su để làm việc theo nguyên tắc phân chia chiều dày cắt Với đầu khoét có các then dẫn hướng bằng cao su, khi khoét các lỗ sâu ta sử dụng dung dịch bôi trơn và làm nguội bằngSunfoferejon sẽ cho độ bền của các then cao su cao hơn,

hạ thấp tổn hao công suất so với sử dụng emunxi

Việc lựa chọn đúng đắn độ dôi của các then dẫn hướng bằng cao su là đặc biệt quan trọng Khi lựa chọn không đúng giá trị độ dôi thì lực cắt sinh ra trong quá trình cắt sẽ gây ra 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 bằng cao su mòn rất nhanh Những kết quả nghiên cứu về việc xác định giá trị hợp lý của độ dôi này cho biết khi khoét các lỗ sâu có đường kính từ 30150mm cần phải chọn trị

số độ dôi của các then dẫn hướng bằng cao su một cách tương ứng bằng giới hạn 0,05  0,15mm Với giá trị độ dôi hợp lý, quá trình khoét được tiến hành một cách bình thường thì một bộ then dẫn hướng bằng cao su có thể khoét được 5 ống có đường kính lỗ từ 120130mm và chiều dài ống tới 6m Việc gia công các then dẫn hướng đạt tới đường kính như vậy cần được thực hiện ở trên máy tiện hoặc máy mài, sau khi đã lắp các then dẫn hướng và kẹp chặt các then trên đầu khoét

2.2.2.3 Đầu khoét với then dẫn hướng bằng kim loại và gỗ

Đầu khoét với các then dẫn hướng bằng kim loại và bằng gỗ được mô tả ở hình 2.16

Hình 2.16 Đầu khoét với các then dẫn hướng bằng kim loại và bằng gỗ

Việc khoét các lỗ sâu với đầu khoét này được tiến hành theo phương pháp phân chia chiều sâu cắt, với sự phân bố các dao về một phía Mỗi then dẫn hướng bằng kim loại được kẹp chặt vào thân của đầu khoét bằng hai vít Việc phân bố các then dẫn hướng bằng kim loại ở trên thân của đầu khoét được chọn sao cho những then dẫn hướng này chịu tác dụng của thành phần lực tiếp tuyến của lực cắt Pz và thành phần lực hướng kính Py

Để tăng sức bền mòn, ở phần trước của then dẫn hướng sử dụng các tấm hợp kim cứng BK8, bề mặt làm việc còn lại của then dẫn hướng kim loại phủ lên một lớp hợp kim và hàn các tấm hợp kim BK8 trên suốt chiều dài của then dẫn hướng thay cho hợp kim Khi khoét thô những chi tiết có lượng dư không đều theo đường tròn, việc sửa thẳng trục tâm 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 các lỗ sâu bằng những đầu khoét cắt gọt ở một phía, sự biến dạng đàn hồi của các then dẫn hướng chịu tác dụng của thành phần lực hướng kính Py của lực cắt ảnh hưởng tới sự sai lệch của trục tâm lỗ là chủ yếu Vì sự biến dạng đàn hồi của các then dẫn hướng bằng kim loại khi khoét các lỗ sâu bằng đầu khoét như vậy nhỏ không đáng kể và được xác định bằng vài m, thì ảnh hưởng của sự biến dạng đàn hồi đến sai lệch trục tâm của lỗ có thể bỏ qua

Do nhược điểm của đầu khoét này nên không sử dụng để khoét tinh được, bởi

vì khi làm việc đầu khoét với then dẫn hướng bằng kim loại, bề mặt của lỗ sẽ không nhẵn và bị biến cứng, chiều dày lớp biến cứng có thể tới 0,5mm

2.2.2.4 khoét các lỗ sâu với tốc độ cao

Hiện nay, việc khoét tinh (doa) các lỗ sâu với tốc độ cao bằng các tấm dao doa tùy động có gắn hợp kim cứng được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy So với các phương pháp được sử dụng trước đây, phương pháp này rút ngắn được thời gian máy từ 1520 lần mà không tăng thời gian phụ, đảm bảo độ chính xác và độ bóng

bề mặt đạt cấp 6 khi khoét tinh, rút ngắn được thời gian của các nguyên công tinh bóng tiếp theo đến 56 lần Để khoét tinh lỗ sâu với tốc độ cao, sử dụng hai kiểu đầu khoét như sau:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 A

B

Hình 2.17 Kết cấu của đầu khoét tinh (doa) với các then dẫn hướng tự định vị

1 Đầu khoét với các then dẫn hướng điều chỉnh được

2 Đầu khoét với các then dẫn hướng tự định vị

Trên hình 2.17 mô tả kết cấu của đầu khoét tinh (doa) với các then dẫn hướng

tự định vị để khoét tinh (doa) các lỗ sâu với tốc độ cao Đầu khoét có 8 then dẫn hướng phân bố thành hai hàng ở phía trước và phía sau của rãnh chữ nhật số 10 để lắp với tấm dao tùy động, mỗi hàng lắp 4 cái then Để đảm bảo độ bền của thân khoét, rãnh chữ nhật được bố trí xoay đi một góc 450 so với mặt phẳng chứa các then dẫn hướng Các then dẫn hướng số 2 được kẹp vào tấm đế số 6 tương ứng bằng các vít số 3, tấm đế số 6 tỳ chân lên xilanh (bạc) rỗng số 8, trong đó có lắp lò xo hình trụ số 7 Dưới tác dụng của lò xo hình trụ số 7, xi lanh được bung ra theo chiều trục, còn các tấm đế cùng với các then dẫn hướng dịch chuyển theo hướng của thân

số 1 Các tấm hãm số 4, 5, 9 hạn chế dịch chuyển theo hướng kính của các then, phần cắt của các tấm tùy động được dùng để cắt tinh (doa) với tốc độ cao được gắn hợp kim cứng T15K6 và có kết cấu tương tự được mô tả ở hình 2.18