Chương 1: Đặc trưng các phương pháp gia công cắt gọt kim loại Chương đầu tiên sẽ giới thiệu cho người học về khả năng công nghệ các phương pháp gia công như: Tiện, phay, bào, … , mài, gia công trên máy CNC, để gia công thích hợp các chi tiết. Mục tiêu: - Trình bày được đặc điểm đặc trưng, khả năng công nghệ của các phương pháp gia công cắt gọt kim loại. - Lựa chọn được phương pháp gia công thích hợp cho các chi tiết. - Rèn luyện được tính kỷ luật, nghiêm túc, có tinh thần trách nhiệm cao trong học tập.
- Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ trong quá trình học. Nội dung chương: 2. Lịch sử phát triển của máy cắt kim loại Hình 1.1 Máy công cụ đầu tiên Trang 4 2. Tiện Tiện là PP tạo hình bề mặt bằng hai chuyển động: chuyển động quay tròn thường do chi tiết thực hiện (gọi là chuyển động chính) và chuyển động chạy dao thường do dao thực hiện • Tiện được thực hiện trên máy tiện, máy khoan, máy doa ngang, doa đứng, máy phay • Khi tiện cần căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật và năng suất gia công để chọn máy, chọn dao cho phù hợp Khả năng công nghệ của tiện Hình 1.2 Khả năng công nghệ của tiện a)Tiện ngoài; b)Tiện trong; c)Tiện mặt đầu; d)Cắt đứt; e)Tiện ren ngoài; g)Tiện ren trong; h)Tiện côn ngoài; i)Tiện côn trong; k)Tiện định hình Chuẩn và gá đặt Chuẩn có thể là mặt ngoài, mặt đầu, lỗ tâm, mặt trong • Các PP gá đặt: − Gá trên mâm cặp 3,4 chấu Trang 5 − Gá vào 2 lỗ tâm − Gá trên mâm cặp và lỗ tâm − Gá vào ống kẹp đàn hồi − Gá trên các loại trục gá − Gá vào các mũi tâm lớn − Gá trên các đồ gá chuyên dùng Dùng luy-nét khi gia công trục dài Khi gia công trục dài (L/D>12) ta cần dùng Luy-nét để tăng độ cứng vững của chi tiết Trang 6 Hình 1.3 Luy nét a- Luy-nét tĩnh b- Luy-nét động Luy-nét tĩnh Luy-nét tĩnh được gá cố định trên băng máy.
Loại này có độ cứng vững tốt. • Bề mặt của chi tiết tiếp xúc với các vấu của luynét phải được gia công trước để quay dễ dàng. • Các trục yếu còn thô có thể lắp vào chi tiết một ống đỡ có mặt trụ ngoài đã được gia công tinh, ống này được kẹp chặt vào chi tiết nhờ 3 hoặc 6 vít kẹp. Luy-nét động Luy-nét động có độ cứng vững thấp hơn luy-nét tĩnh nhưng có ưu điểm là luôn luôn gần vị trí g/c.
Luy-nét được dùng để g/c trục trơn. Có thể đặt trước hoặc saudao. Đặt trước được dùng khi gia công tinh, còn đặt sau được dùng cho cả gia công tinh và gia công thô Các phương pháp cắt khi tiện Hình 1.4 Phương pháp cắt khi tiện a) Cắt từng lớp theo thứ tự từ 1 đến 3 (lực cắt nhỏ, độ cứng vững cao nên ĐCX cao) Trang 7 b) Cắt từng đoạn (đoạn C-cắt 2 lớp, A,B-cắt 1 lớp)-PP có năng suất cao nhưng lượng dư lớn và không đều nên độ cứng vững thấp c) Cắt phối hợp (khắc phục được nhược điểm của 2 p/p trên) Biện pháp giảm chiều dài đường cắt Hình 1.5 Cắt nhiều dao Cắt bằng nhiều dao cùng lúc để giảm hành trình cắt (giảm thời gian cơ bản T0 ), có nghĩa là nâng cao NS Tiện lỗ Độ cứng vững của dao thấp hơn tiện ngoài. Tiện lỗ áp dụng cho các lỗ phi tiêu chuẩn, lỗ ngắn, lỗ to, lỗ đúc hoặc rèn sẵn.
Dao tiện phải có góc sau α lớn hơn góc sau α của dao tiện ngoài Trang 8 Hình 1.6 Tiện lỗ Tiện ren Tiện ren ngoài hay ren trong đều phải thực hiện bằng nhiều đường chuyển dao • Năng suất tiện ren không cao • Các phương pháp tiến dao: − Tiến dao hướng kính (độ bóng bề mặt cao nhưng khó thoát phoi, cho nên chỉ tiện ren với chế độ cắt thấp) − Tiến dao nghiêng (dễ thoát phoi, năng suất cao nhưng độ bóng bề mặt giảm. Do đó, đường tiến dao cuối cùng nên theo hướng kính để đảm bảo độ bóng mặt ren) Trang 9 Hình 1.7 Sơđồ tiện ren Tiện định hình • Có thể g/c được các mặt tròn xoay (tạo nên bởi một đường cong khi quay xung quanh một trục cố định), mặt trụ lệch tâm hoặc cam đĩa • Có hai PP tiện định hình: − Dùng dao tiện định hình (profin của dao giống profin của bề mặt gia công, PP này dùng cho các mặt định hình ngắn) − Dùng dao thường nhưng cung cấp cho dao thêm chuyển động chạy dao hướng kính nhờ cơ cấu chép hình, PP này có thể g/c được cả mặt trụ lệch tâm, mặt cam đĩa) Dùng dưỡng chép hình (dao được cung cấp thêm chuyển động hướng kính) Hình 1.8 Dưỡng chép hình Tiện định hình Mặt định hình là mặt cầu. Ta cho dao quay quanh một tâm cố định, tâm quay này nằm trên trục quay của chi tiết, khoảng cách giữa tâm quay này và mũi dao là bán kính của mặt cầu Trang 10 Hình 1.9 Tiện định hình 2. Phay Phay là nguyên công gia công phổ biến trong sản xuất hàng loạt và hàng khối • Phay có năng suất và kinh tế cao • Dao phay có nhiều lưỡi, mỗi lưỡi như dao tiện • Dao phay có nhiều loại: dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa, dao phay ngón, dao phay định hình… Trang 11 Hình 1.10 Khả năng công nghệ của phay Hình 1.11 Dao phay đĩa Dao phay ngón Trang 12 Dao phay ngón có thể gia công được rãnh và mặt phẳng bậc trên máy phay đứng Phay thuận và phay nghịch -Phay nghịch: chiều quay của dao ngược chiều với hướng tiến dao.
Qúa trình cắt êm, ít va đập. Dao có xu hướng nâng chi tiết lên khỏi bàn máy -Phay thuận: chiều quay của dao cùng chiều với hướng tiến dao. Qúa trình cắt sinh va đập, tuy nhiên chất lượng bề mặt tốt. Dao có xu hướng ấn chi tiết xuống bàn máy Gá đặt chi tiết khi phay Lấy dấu và cắt thử.
Chi tiết có thể được gá trực tiếp trên bàn máy, rà theo dấu và kê lót để xác định vị trí, sau đó kẹp chặt bằng ren vít, mỏ kẹp. Cũng có thể gá chi tiết trên Êtô rồi cắt thử và điều chỉnh dần để đạt kích thước. Phương pháp này dùng trong SX nhỏ Dùng đồ gá có cữ so dao. Phương pháp này dùng trong SX lớn Biện pháp nâng cao năng suất -Nhiều dao trên một trục dao -Nhiều dao trên nhiều trục dao -Phay nhiêu c/tiết bằng một dao -Phay nhiều c/tiết bằng nhiều dao -Dùng bàn quay không liên tục.
Ở vị trí 1: gia công các mặt 1…8. Ở vị trí đã quay 900 : gia công các mặt 9…16 Sau khi gia công xong một chi tiết ta quay bàn máy đi một góc để g/c chi tiết tiếp theo (khi đang g/c ta gá chi tiết khác) -Phay liên tục trên bàn quay Phay rãnh then a) Phay rãnh then bằng dao phay đĩa ba mặt b) Phay rãnh then bán nguyệt bằng dao phay đĩa, ăn dao hướng kính c) Phay rãnh then bằng dao phay ngón d) Phay rãnh then bằng dao chuyên dùng Trang 13 Hình 1.12 Phay rãnh then Phay then hoa Hình 1.13 a) Cắt hai mặt bên lần1 bằng dao phay đĩa 3 mặt; b) Lần 2: phay phần trụ còn lại; c) Phay một lần bằng dao phay định hình; d) Phay rãnh then bằng dao phay lăn răng Phay ren -Phay ren được thực hiện bằng dao phay đĩa hoặc dao phay răng lược -Phay ren chỉ dùng khi yêu cầu độ chính xác không cao hoặc g/c thô ren, sau đó g/c tinh ren bằng PP tiện Phay các mặt định hình Trang 14 • Phay mặt định hình bằng dao phay định hình. PP này gia công được các mặt định hình ngắn • Phay chép hình. PP này dựa vào dưỡng (mẫu) đã được chế tạo trước, không cần chế tạo dao định hình.
PP phay chép hình theo mẫu về thực chất là một trong hai chuyển động chạy dao vuông góc với nhau được thực hiện nhờ dưỡng chép hình. Muốn vậy phải tháo bỏ vít me của bàn máy theo hướng này, còn hướng chạy dao S vẫn được giữ nguyên Các phương pháp phay chép hình Hình 1.14 a) Bàn máy chuyển động thẳng (PP dùng để g/c mặt định hình hở) b) Profin của chi tiết và của dưỡng chép hình c,d,e) Bàn máy quay tròn (phương pháp này được dùng dể g/c các mặt định hình khép kín trên máy phay chép hình hoặc máy phay đứng X/định profin của dưỡng chép hình Trang 15 Hình 1.15 profin dưỡng chép hình Trên profin của c/t dựng các đường thẳng song song với nhau. Trên các đường thẳng đó ta lấy các điểm A1 ,B1 ,C1 ,D1 …để vẽ các đường tròn có bán kính R = Ddao/2 tiếp xúc với profin chi tiết. Từ các tâm đường tròn ta lấy các đoạn A1A2, , B1B2 …= a = constant.
Trên các điểm A2 ,B2 ,C2,D2 vẽ các đường tròn có bán kính r = Dchốt/2. Nối các điểm ngoài của các đường tròn này ta được profin của dưỡng chép hình. Bán kính của chốt dò không nhất thiết phải bằng bán kính của dao 2. Bào - xọc Bào và xọc là PP gia công có tính vạn năng cao và được dùng trong sản xuất nhỏ, đơn chiếc.
• Chuyển động cắt của bào là chuyển động tịnh tiến của bàn dao theo phương ngang, còn xọc thì theo phương thẳng đứng.16 Bào và xọc -Bào được dùng gia công các mặt phẳng ngoài. Còn xọc được dùng gia công các mặt phẳng rãnh hẹp bên trong Hình 1.17 Bào và xọc các mặt, rãnh Bào và xọc có thể gia công mặt phẳng đạt cấp chính xác 9, 10, độ nhám bề mặt Rz = 20 ~ 40 um. Do đó thường dùng để gia công thô để hớt đi lượng dư lớn. • Dao bào có kết cấu không khác gì dao tiện về hình dạng hình học cắt.
Khi gia công mặt phẳng bằng PP bào, xọc thì ưu tiên chọn chiều sâu cắt lớn, sau đó mới chọn đến tốc độ cắt. Các phương pháp bào Phân biệt hai PP bào: − Bào ngang (chuyển động chính do dao thực hiện, còn chuyển động chạy dao do phôi hay bàn máy thực hiện, PP thực hiện trên máy bào ngang) − Bào dọc (chuyển động chính do phôi hay bàn máy thực hiện, còn chuyển động chạy dao do dao thực hiện, PP thực hiện trên máy bào dọc) Nhược điểm của bào và xọc Trang 17 Cắt bằng dao một lưỡi nên năng suất thấp.