CHƯƠNG 10. ĐẶC TRƯNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CẮT GỌT 10.1. Chọn phôi và các phương pháp gia công chuẩn bị phôi
10.2.3 Các biện pháp công nghệ khi tiện
10.2 .3.1. Các phương pháp gá đặt chi tiết khi tiện
Chọn chuẩn và phương pháp gá đặt hợp lý chẳng những góp phần đảm bảo yêu cầu kỹ tuật của chi tiết gia công mà còn giúp cho việc thiết kế đồ gá đơn giản , dễ thao tác , có thể gia công nhiều bề mặt cùng một lúc làm giảm thời gian gia công cơ bản T0 , giảm
bớt thời gian phụ Tph và thời gian chuản bị kết thúc Tcbkt góp phần nâng cao năng suất và hạ giá thành.
Việc chọn chuẩn công nghệ khi tiện phụ thuộc vào vị trí mặt cần gia công ( mặt trong , mặt ngoài hay mặt đầu ), hình dạng kích thước chi tiết và độ chính xác yêu cầu.
Khi gia công mặt ngoài thì chuẩn có thể là mặt ngoài , mặt ngoài kết hợp với mặt đầu, 2 lỗ tâm , mặt đầu kết hợp với lỗ tâm , mặt lỗ (nếu chi tiết có lỗ đã qua gia công ) hoặc mặt lỗ kết hợp với mặt đầu .
Khi gia công mặt trong thì chuẩn là mặt ngoài kết hợp với mặt đầu .
Khi gia công chi tiết dạng hộp hoặc dạng càng người ta thường chọn chuẩn là mặt phẳng đáy kết hợp với hai lỗ vuông góc với đáy.
Tuỳ theo cách chọn chuẩn có thể có các cách gá đặt sau đây khi gia công trên máy tiện (hình 10.10):
Hình 10.10.Các phơng pháp gá đặt khi tiện
a - Định vị bằng mặt ngoài b - Định vị bằng mặt ngoài kết hợp với mặt đầu
c - Định vị bằng mặt lỗ kết hợp với mặt đầu d - Định vị bằng mặt ngoài + mũi tâm e - Định vị bằng hai mãi tâm
Mối tương quan giữa đường kính và chiều dài của phôi ảnh hưởng rất lớn tới sự ổn định của chi tiết khi gá đặt (bảng 10.3)
Bảng 10.3.Sự ổn định khi gá đặt chi tiết trên máy tiện .
Kiểu gá đặt ổn định Kém ổn định Không ổn định
Gá trên 2 mũi tâm
L≤ 6.d Víi d>60 mm
L = (6 12). D… Víi
d < 60 mm
L ≥ 12 . d
Gá trên mâm cặp L ≤ d L = (1 2) .d… L > 2 . d
Với các chi tiết dạng trục có chiều dài L > d sẽ gây ra mất ổn định khi cắt.Trong trường hợp đó người ta phải sử dụng luynet để tăng độ cứng vững của chi tiết gia công (hình 10.11)
Hình 10.11. Các loại luynet và cách gá chúng.
a luynet tĩnh ; b dùng ống đỡ kết hợp với luynet;– – c- luynet động ; d- luynet đỡ phía dới;
e- luynet đỡ phía sau.
Luynet tĩnh (hình10.11a) gá cố định trên băng máy có độ cứng vững cao nhưng yêu cầu phải điều chỉnh các vấu luynet chính xác , phần bề mặt phôi tiếp xúc với vấu luynet phải được gia công sao cho đồng tâm của hai lỗ tâm của phôi .
Trường hợp bề mặt tiếp xúc của phôi với luynet chưa gia công thì có thể dùng ống đỡ có mặt ngoài đã qua gia công tinh (hình 10.11b) . Khi gá cần điều chỉnh các vít sao cho tâm mặt ngoài của ống đỡ trùng với tâm của hai looxtaam của chi tiết cũng chính là tâm của trục chính của máy.
Luynet động (hình10.11c)được lắp cố định trên bàn dao , chuyển động cùng với bàn dao nên độ cứng vững kém hơn luynet tĩnh nhưng do luôn đơ gần vị trí cắt nên tác dụng đỡ cao hơn so với luynet tĩnh .
Luynet có thể lắp đặt ở trước (hình 10.11d) hoặc sau vị trí cắt (hình 10.11e) .
Sơ đồ hình 10.11d chỉ dùng khi tiện bán tinh hoặc khi tiện tinh (vì bề mặt tiếp xúc với luynet phải được gia công trước ),sơ đồ hình 10.11e có thể dùng cho cả tiện thô , tiện bấ tinh và tiện tinh.
Hình 10.12. Gá trên mâm cặp bốn chấu. Hình 10.13. Sơ đồ gá bằng chấu kẹp đàn hồi
Mâm cặp 4 chấu dùng để gá các chi tiết có hình dạng phức tạp hoặc dùng khi gia công các trục hoặc bạc lệch tâm ( hình 10.12 ). Chấu kẹp đàn hồi dùng khi đường kính chi tiết nhỏ , phần tiếp xúc với chấu đã qua gia công (hình 10.13).
Gá bằng chấu kẹp đàn hồi đạt được độ chính xác định tâm cao (0,03 0,05), bề mặt định vị của chi tiết không bị phá huỷ, thời gian gá đặt nhỏ . Phương pháp gá đặt bằng chấu kẹp đàn hồi thường dùng trên máy tiện tự động , máy tiện revonve hoặc máy tiện vạn năng với đồ gá chuyên dùng .
Khi gia công mặt ngoài các chi tiết dạng bạc hoặc đĩa người ta có thể gá chi tiết trên hai mũi tâm lớn (hình 10.14a) hoặc trên trục gá (hình 10.14b) . Ngoài tác dụng định tâm mũi tâm bên trái còn có tác dụng truyền mômen xoắn.
Hình 10.14. Sơ đồ gá trên hai mũi tâm và trên trục gá
a)gá trên hai mũi tâm ; b) gá trên trục gá.
10.2.3.2. Gá đặt dao khi tiện
Thông thường phải gá dao sao cho lưỡi dao cắt nằm trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm của chi tiết , đặc biệt với tiện cắt đứt và tiện ren .
Hình 10.15.Sơ đồ gá dao khi tiện ren
Nếu mũi dao cao hơn tâm khi tiện cắt đứt sẽ để lại 1 lõi nhỏ , càng vào gần tâm càng khó cắt và dao dễ bị gãy.
Để đảm bảo profin ren chính xác khi tiện ren phải gá dao sao cho trục đối xứng của dao vuông góc với đường tâm chi tiết , đồng thời mặt trước của dao phải trùng với mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm ch tiết (hình 10.15 ).
Nếu trục dao không vuông góc với tâm chi tiết profin ren không đối xứng , người ta gọi hiện tượng đó là ren bị “đổ” .
Nếu mặt trước của dao cao hoặc thấp hơn tâm , hoặc mũi dao nằm trong mặt phẳng ngang tâm nhưng mặt trước của dao quay quanh trục ox hoặc oy một góc nhỏ sẽ dẫn tới lưỡi dao cao hoặc thấp hơn tâm làm cho profin renbij sai lệch (hình 10.15c).
Hình 10.16. Sơ đồ gá dao khi gia công trục vít
Khi ren vít acsimet dao được gá như khi tiện ren . Khi gia công trục vít với profin ren có dạng thẳng cần phải gá sao cho lưỡi cắt nằm trong mặt phẳng N-N tẳng góc với đường xoắn vít (hình 10.16).
Khi tiện ren vít thân khai lưỡi cắt phải nằm trong mặt phẳng tiếp xúc với trụ cơ sở của trục vít và mũi dao nằm trên đường tròn chân răng(hình 9.9b). Việc gá dao như vậy sẽ gặp khó khăn nhưng nếu gá dao để các lưỡi cắt nằm trong mặt phẳng ngang tâm thì lưỡi cắt phải có dạng cong rất khó chế tạo .
10.2.3.3. Các phương pháp cắt khi tiện
Phương pháp cắt có ảnh hưởng quyết định tới năng suất và chất lượng nguyên công Khi tiện thô mặt ngoài có thể cắt theo từng lớp (hình10.17a), cắt từng đoạn (hình 10.17b) hoặc cắt phối hợp (hình 10.17c).
Cắt từng lớp theo thứ tự 1,2,3(hình10.17a) lực cắt nhỏ , biến dạng hệ thống nhỏ nên độ cứng vững cao , có thể đạt độ chính xác cao nhuiwng năng suất thấp vì tổng đoạn đường đi chuyển dao lớn .
Khi cắt theo từng đoạn (hình 10.17b), trên mỗi đoạn không thể cắt một lần mà phải phân chia lam nhiều lần cắt, lượng dư lớn và không đều , lực cắt lớn , biến dạng hệThống lớn nên độ cứng vưng thấp , tuy nhiên phương pháp này cho năng suất cao.
Hình 10.17..Sơ đồ cắt khi tiện thô mặt ngoài.
a cắt từng lớp ; b cắt từng đoạn ;– – c cắt phối hợp .–
Hình 10.18. Sơ đồ cắt nhiều dao.
a - cắt từng lớp ; b- cắt từng đoạn ; c- cắt phối hợp .
Phương pháp cắt phối hợp (hình 10.17c) khắc phục được nhược điểm của 2 phươngpháp trên .
Để giảm chiều dài đường cắt (giảm T0 )đồng thời giảm hành trình chạy không nhằm nâng cao năng suất người ta có thể dùng phương pháp cắt nhiều dao đồng thời(hình10.18).
Khi tiện độ lỗ có góc lớn hơn góc của dao tiện ngoài và thường được gá cao hơn tâm để giảm ma sát của mặt sau của dao với bề mặt lỗ đã gia công và giảm dung động . Tiện lỗ chủ yếu dược thực hiện trên máy tiện , máy doa , máy phay , đôi khi cả trên máy khoan ( hình 10.19).
Dao tiện lỗ có góc lớn hơn của dao tiện ngoài và thường được gá cao hơn tâm để giảm ma sát của mặt sau của dao với bề mặt lỗ đã gia công và giảm dung động . Tiện lỗ chủ yếu được thực hiện trên máy tiện , máy doa , máy phay , đôi khi cả trên máy khoan (hình 10.19).
Tiện lỗ trên máy tiện chỉ dùng để gia công lỗ trụ hoặc lỗ côn có chiều dài nhỏ (hình 10.19a). Nếu lỗ có chiều dài lớn thì độ cứng vững của hệ thống công nghệ thấp .
Hình 10.19. Sơ đồ tiện lỗ trên máy tiện và máy doa .
Nếu chi tiết nhỏ, lỗ ngắn nên gia công trên máy tiện (hình 10.19a), nếu lỗ dài độ cứng vững của cả dao và chi tiết đều kém .
Tiện lỗ chi tiết dạng hình hộp thường được thực hiện trên máy doa vì gá đặt ổn định (chuẩn là mặt đáy và 2 lỗ vuông góc với mặt đáy ), khoảng cách giữa 2 gối đỡ của trục dao bé , độ cứng vững của hệ thống công nghệ cao.
Nếu tiện theo sơ đồ hình 10.19b khoảng cách giữa hai gối đỡ trục dao nhỏ, độ cứng vững tốt nhưng thay đổi theo vị trí cắt , do đó có thể gây ra sai aoos hình học, lỗ có thể bị loe hai đầu.
Nếu tiện theo sơ đồ hình 10.19c thì khoảng cách giữa 2 gối đỡ phải lớn hơn 2lần chiều dài lỗ nên độ cứng vững trục dao nhỏ nhưng ít thay đổi trong quá trình tiện vì thế sai số hình dạng của lỗ nhỏ. Nếu tiện theo sơ đồ hình 10.19d trục dao ngắn, nhưng nếu lỗ xa mặt đầu thì trục dao dài, độ cứng vững của trục dao kém và thay đổi theo vị trí cắt, lỗ có thể bị loe một đầu .
Tuy năng suất thấp vì phải cắt nhiều lần nhưng tiện ren trong và ren ngoài vẫn được dùng phổ biến trong sản xuất. Khi tiện ren thường có 2 cách tiến dao (hình 10.20)
Hình 10.20.Sơ đồ tiện ren
a- tiện dao theo phơng pháp tiến dao hớng kính ; b- tiện ren theo phơng pháp tiến dao nghiêng .
- Khi tiện ren theo phương pháp tiến dao hướng kính (hình 10.20a) tất cả các lưỡi cắt đều tham gia cắt nên độ bóng mặt ren cao nhưng khó thoát phoi , lực cắt lớn do đó phải cắt với chế độ cắt thấp .
- Tiện ren theo phương pháp tiến dao theo hướng nghiêng (hình 10.20b)chỉ có một lưỡi dao cắt và cung nối giữa hai lưỡi cát làm việc nên dễ thoát phoi , lực cắt không lớn có thể làm việc với chế độ cắt lớn để đạt được năng suất cao nhưng độ bóng mặt ren thấp .
Thông thường khi cắt thô người ta sử dụng phương pháp tiến dao nghiêng , khi cắt tinh sử dụng phương pháp tiến dao hướng kính để tận dụng được ưu điểm của cả hai phương pháp trên .
Để tăng năng suất khi tiện ren nười ta thường áp dụng các biện pháp sau:
Tăng tốc độ cắt V . Khi tăng tốc độ cắt V phải đảm bảo rút da nhanh , nhất là trường hợp chiều dài phần ren ngắn hoặc khi tiên ren trong .Muốn an toàn phải có cơ cấu lùi dao nhanh (hình 10.21).
Hình 10.21.Sơ đồ cơ cấu lùi dao nhanh . a)sơ đồ cơ cấu lùi dao nhanh khi tiện ren ngoài ; b)sơ đồ cơ cấu lùi dao nhanh khi tiện ren trong .
- Dùng phương pháp tiện ren gió lốc (hình 10.22 a,b,c) . Giả sử chi tiết đứng yên , dao quay cắt đi phần vật liệu có biên dạng hình lưỡi liềm ABCD (hình 10.22c).
Nhưng do chi tiết quay nên toàn bộ lớp vật liệu bao quanh chi tiết được lấy đi tạo thành một vòng ren đầy đủ .Khi tiện ren gió lốc người ta gá dao tiện trên cùng một đài dao quay (hình 10.22b), như vậy dao sẽ cắt không liên tục , nhệt độ của dao thấp do đó có thể tăng tốc độ cắt .
- Cắt ren bằng dao răng lược (hình 10.22d,e). Dao tiện răng lược thực chất gồm nhiều dao tiện đơn ghép lại . Dùng dao răng lược cho phép hoàn thành việc tiện ren trong một đường chuyển dao nên năng suất cao nhưng chỉ cắt được ren thông suốt.
Hình 10.22. Sơ đồ các phơng pháp tiện ren năng suất cao
Các chi tiết nhỏ có kết cấu phức tạp có thể được tiến hành gia công trên may tiện revonve , máy tiện bán tự động , máy tiện tự động nhằm giảm bớt thời gian phụ và gia công được nhiều bề mặt đồng thời cùng một lúc bằng nhiều dao khác nhau . Khi lập trình tụ gia công trên các thiết bị này cần đảm bảo sao cho thời gian chuyển từ bước này sang bước khác là nhỏ nhất , đồng thời đảm bảo được việc hình thành chuỗi kích thước công nghệ hợp lý nhằm giảm sai số gia công .
Các chi tiết gia công trên máy revonve có thể được gá trên mâm cặp ba chấu hoặc ống kẹp đàn hồi, đầu revonve có thể quay quanh trục thẳng đứng hoặc nằm ngang và có từ 6 đến 16 vị trí gá dao , ngoài ra còn có một bàn gá cao ngang.
Gia công trên máy revonve không phải cắt thử, đo từng chi tiết mà chỉ cần điều chỉnh Dao một lần theo cữ, có thể thực hiện các bước công nghệ khoan, khoét ,doa đạt độ chính xác tương đương với gia công trên máy vạn năng bằng cách chạy dao tự động trong một lần gá phôi .
Độ chính xác khi tiện trên máy tiện revonve thấp hơn khi tiện trên máy tiện vạn năng , thường chỉ đạt độ chính xác cấp 8, cấp 9.