Giáo trình Công nghệ chế tạo máy (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng nghề): Phần 2 - Tổng cục Dạy nghề

98
CHƯƠNG 6: GIA CÔNG MẶT PHẲNG.
Mã chương: MH 21 - 6
Giới thiệu:
“Gia công mặt phẳng”chủ yếu giới thiệu các phương pháp gia cơng
mặt phẳng khi gia cơng cơ khí và cách kiểm tra mặt phẳng.
Mục tiêu:
- Nêu lên được YCKT và phương pháp kiểm tra các YCKT đối với mặt phẳng;
- Trình bày được các phương pháp gia cơng mặt phẳng;
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích
cực sáng tạo trong học tập.
Nội dung :
1. Khái niệm và các yêu cầu kĩ thuật khi gia công bề mặt
Mục tiêu:
- Nhận biết được các loại mặt phẳng thông thường;
- Biết yêu cầu kỹ thuật lắp ráp mặt phẳng;
- Có tính hứng thú trong học tập.
Trong chế tạo máy có rất nhiều chi tiết có bề mặt phẳng. Mặt phẳng có
loại kết cấu đơn giản hay phức hợp : Đế hộp, một đầu chi tiết dạng đĩa, càng,
mặt quy lát, sống trượt, băng máy...Thông thường các mặt phẳng sau gia công
cần bảo đảm lắp ráp chính xác để máy móc làm việc ổn định.
Tuỳ theo chức năng sử dụng mà các mặt phẳng sau khi gia cơng cần đảm
bảo độ nhẵn bóng bề mặt. Độ phẳng, độ song song và độ vng góc so với các
bề mặt làm việc khác của chi tiết.
2. Các phương pháp gia công mặt phẳng
Mục tiêu:
- Nhận biết được các phương pháp gia cơng mặt phẳng;
- Trình bầy các phương pháp gia cơng mặt phẳng thơng dụng;
- Có tính thực tiễn trong học tập.
Các phương pháp gia công mặt phẳng thường bao gổm: Bào, xọc, phay,
chuốt, tiện mặt đầu, cạo, mài, màỉ nghiền, đánh bóng mặt phẳng. Việc chọn

99
phương pháp gia công tuỳ chuộc vào điều kiện sản xuất, hình dáng và kích thước
chi tiết, độ chính xác và độ nhám bề mặt yêu cầu.

Hình 6- 1
2.1. Bào và xọc mặt phẳng
Bào mặt phẳng trên máy ngang là một phương pháp thông dụng đế gia
công mặt phẳng.Chuyển động cát gọt chính trên máy bào ngang là chuyến động đi
lại của đầu dao tính bằng số hành trình kép/phút, (mm/htk), các chuyển động tiến
dao gồm chuyển động lên xuống (Sđ), chuyển động ra vào (sn). Để gia công đạt
chiều cao và chiều rộng chi tiết (h. 6.1). Máy bào có kết cấu đơn giản, độ cứng
vững cao. có thể cắt được chiều sâu cắt lớn, chiều sâu cắt thường được lấy >
3mm.
Bào và xọc được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc, loại nhỏ và loạt
vừa. Trong quá trình gia cơng ít phải dùng đồ gá và các dao cụ phức tạp. Năng
suất của bào và xọc thấp, do có hành trình chạy khơng .
Đầu dao có chuyển động tịnh tiến khứ hồi do đó khơng thể làm việc với
vận tốc cắt lớn. Để tránh lực quán tính lớn sinh ra khi đảo chiều chuyển động
thông thường vận tốc cắt khi bào v = 12- 22m/ph, vận tốc cắt khi xọc v = 12
m/ph.
Khi bào hoặc sọc không có khả năng gia cơng băng nhiều dao cùng một
lúc( trừ máy bào giường).
Bào và xọc là các phương pháp gia cơng có tính vạn năng cao , chuyển


100
động cắt đơn giản. Bào chủ yếu dùng gia công các mặt phẳng nhưng cũng gia
công được các mặt định hình có đường sinh thẳng.

Bào có các dạng bào thơ, bào tinh, bào tinh mỏng và bào tinh rộng bản.
Bào tinh rộng bản có khả năng đat độ chính xác và độ nhẳn bề mặt cao.
Xọc chủ yếu dùng để gia công các rãnh then trong lỗ. Trong sửa chữa đôi
khi dùng cọc để gia công rãnh then hoa trong lỗ hoặc xọc răng theo nguyên lý định
hình.
Bảng 6- 2: là độ chính xác và độ nhám bề mặt của một số dạng bào
Độ chính xác và độ nhám bề mặt khi bào
Các dạng bào
Độ chính xác

Bào thơ
Cấp 13 + 12

Bào tinh
Cấp 8 + 7

Bào tinh mỏng
Cấp 7 + 6
Riêng độ thẳng tới
0,02 mm/1000mm

Độ

Rz

(mm) 80

2,5

nhám Ra

Khi gia công tinh để nâng cao năng suất và chấi lượng gia cơng, có thế
đùng phương pháp bào tinh mỏng bằng dao bào rộng bản (B = 40- 80 mm)..Đế
bào tinh mỏng phải chuẩn bị trước khi gia công thật cẩn thận :
- Máy phải chính xác. đổi chiều êm ;
- Dao có lưỡi cắt mài thẳng, độ nhẵn bóng bề mặt dao cao (Ra= 0,16Mm)
- Gá đăt dao cẩn thận, không để dao thị ra ngồi nhiều, kiểm tra độ phẳng
của dao theo khe hở sáng ;
- Chi tiết gá đặt với lực kẹp vừa phải và đều. các bề mặt tỳ của chi tiết phải
nhẵn và phẳng (Ra < 5 Mm).
Khi bào tỉnh mỏng,thường cắt với chiều sâu cắt nhỏ và chia làm hai lẩn :
lần thứ nhất có t = 0,3 - 0.5 mm; lần thứ hai t= 0.1 mm, nhưng với lượng tiến
dao lớn s = (0,2 - 0,5) B. (B là chiều rộng lưỡi cắt), vận tốc cắt V = 6 - 12 m/ph
với dao thép gió và 15 - 20 m/ph với dao gắn mảnh hợp kim cứng.


101
Xọc cũng là một phương pháp tương tự như bào. dùng cho sản xuất hàng
loạt nhỏ, đơn chiếc. Ở bào chuyến động cất là chuyển động đi lại theo phương
ngang, cịn xọc thì theo phương thẳng đứng. Trên máy xọc (h. 6.3). dao được gá
trên đẩu dao 3 thực hiện chuyển động cắt khi lên xuống, chi tiết gia công được
gá trên bàn quay 4 thực hiên chuyển động tiến dao dọc và ngang. Hình 6.4 giới
thiệu các sơ đồ khi xọc.
Xọc chủ yếu dùng gia công các mặt phẳng bên trong, rãnh mà các phương
pháp, gia công mặc phẳng khác có năng suất cao hơn khơng thực hiện được.
Dao xọc có các góc cắt tương tự như bào. cịn hình dáng của dao được chế tạo
thích ứng với chuyến động theo phương thẳng đứng. Độ chính xác khi xọc thấp
(0,1- 0,25 mm). độ nhám bề mặt (25- 100 Mm).

Hình 6-3 Máy xọc vạn năng

102

Hình 6- 4 Các sơ đồ xọc

2.2. Phay mặt phẳng
Hiện nay phay là một phương pháp gia công rất phổ biến, có khả
năng cơng nghệ khá rộng rãi. Phay khơng những gia cơng đuợc mật phẳng
mà cịn có thế gia cơng được nhiều mặt định hình khác nhau. Trong sản
xuất hàng loạt lớn và hàng khối, phay hầu như hoàn toàn thay thế cho bào
và một phần lớn của xọc. Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ tuy
bào vẫn cịn có một vị trí nhất định, song phay cũng đã có cơng dụng.
Ngun nhân chủ yếu của sự việc trên là vì dao phay có nhiêu lưỡi cắt
cùng làm việc, tốc độ phay lại cao hơn bào, đồng thời có thể thực hiện
nhiều biện pháp cơng nghệ để nâng cao năng suất.
Phay được thực hiện trên các kiểu máy phay như máy phay vạn năng
nằm ngang hoặc đứng v.v... Trong sản xuất hàng loạt lớn còn thực hiện
trên các máy phay nhiều trục, máy phay có bàn quay, máy phay chuyên
dùng v.v... Khi gia công các chi tiết lớn như thân máy, các chi tiết dạng
hộp V.V.. còn dùng máy phay giường.
Dao phay có nhièu loại: dao phay mặt đầu, dao phay trụ, dao phay
đĩa (một, hai hoặc ba mặt), dao phay ngón, dao phay định hình v.v...
Tùy theo kết cấu của dao phay, kiểu máy phay sử dụng, người cơng
nghệ có thể gia cơng được nhiều dạng bề mặt khác nhau bằng các phương
pháp phay như: Khi phay mặt phẳng có thể dùng các loại dao phay trụ, dao


103
phay mặt dầu, dao phay ngón, dao phay đĩa.

(a)

(b)

Hình 6- 5 dao phay mặt đầu
(a- Dao phay trụ; b- Dao phay mặt đầu )
Trong sản xuất hàng loạt lớn thường dùng dao phay mặt dầu vì:
+ Dao phay mặt dầu có độ cứng vững cao hơn độ cứng vững của các loại
dao phay khác, do trục gá dao ngắn.
+ Có thể sử dụng dao phay mặt dầu có đường kính lớn để gia cơng được
mặt phẳng có bề rộng lớn, với tốc độ cắt lớn, nâng cao năng suất cắt.
+ Có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên quá trình cắt êm hơn so với cắt
bằng dao phay hình trụ.
Dao phay trụ.(hình 6- 5b)
Khi phay mặt phẳng bằng dao phay trụ tuỳ theo chiều quay của dao và
hướng tiến dao người ta chia ra phay nghịch và phay thuận. Phay nghịch chiều
dày phoi biến đổi từ min tới max nên q trình cắt ít bị va đập, nhưng dễ gây
nên hiện tượng trượt ở thời điểm dao bắt đầu tiếp xúc với bề mặt chi tiết, làm tăng chiều cao
nhấp nhô bề mặt.
Ngược lại, dao phay thuận chiều dày phoi thay đổi từ max tới min nên sẽ
khơng có hiện tượng trượt, năng suất cắt cao hơn . Với cùng một điều kiện gia
công, cùng chế độ cắt, do khơng có hiện tượng trượt khi cắt nên phay thuận có
năng suất cao hơn phay nghịch tới 50%. Tuy nhiên phay thuận có va đập, đặc
biệt ở thơì điểm ban đầu dao tiếp xúc trực tiếp với bề mặt thô của phơi( thường
có độ cứng cao do ngun cơng tạo phôi để lại như đúc trong khuôn kim loại,
gia công áp lực. hoặc có lớp cháy cắt do đúc trong khn cắt) do đó dao chóng
mịn. Để giảm va đập cần phải khử bỏ khe hở giữa các bộ phận dịch chuyển của


104

bàn máy.
Từ những nhận xét trên cho thấy khi cắt lớp vỏ cứng của phôi thô nên
dùng phay thuận để đạt năng suất cao, đặc biệt khi cắt tinh với lượng dư nhỏ
hoặc cắt kim loại mềm nên dùng phay thuận để tráng được hiện tượng trượt làm
tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt.
Gia công mặt phẳng bằng dao phay ngón (hình 6-6 a;b;c;d).
Thường dùng khi gia cơng rãnh và các mặt bậc dài , hẹp nhưng có khoảng
cách giữa 2 mặt lớn

Hình 6-6 dao phay ngón (a;b;c;d)
Các biện pháp gá đặt khi phay mặt phẳng.
Khi phay mặt phẳng thường sử dụng 2 phương pháp gá đặt sau đây:
+ Lấy dấu cắt thử : Chi tiết gá trực tiếp trên bàn máy hoặc ê tô, dùng các
căn đệm để kê chi tiết và thực hiện rà theo dấu do đó năng suất thấp , chỉ dùng
trong sản xuất đơn chiếc. Trong trường hợp này chuẩn là các đường vạch dấu
hoặc các mặt dùng để rà.
+ Dùng các đồ gá có cữ so dao để gá đặt nhiền chi tiết và dao do đó thời
gian gá đặt giảm góp phần nâng cao năng suất, thường dùng trong sản xuất hàng loạt.
*Các biện pháp tăng năng suất khi phay mặt phẳng.
Để nâng cao năng suất khi phay mặt phẳng người ta dùng các biện pháp sau
đây:
+ Phay đồng thời nhiều bề mặt cùng một lúc bằng cách dùng nhiều dao


105
trên một trục dao ( thường dùng trên máy vạn năng) hoặc dùng máy phay
chuyên dùng có nhiều trục dao nhằm tận dụng hết công suất của máy, giảm thời
gian gá đặt, làm cho thời gian gia công các mặt trùng nhau.
+ Phay nhiều chi tiết trên cùng một lần gá theo cách gá tuần tự hoặc cách gá phối
hợp.

+ Sử dụng các loại đồ gá thích hợp nhằm giảm thời gian phụ (thời gian
gá và tháo chi tiết). Khi dùng đồ gá quay liên tục cần đảm bảo vận tốc quay của
đồ gá phải nhỏ hơn hoặc bằng lượng chạy dao cho phép nhằm:
Đảm bảo độ nhám bề mặt yêu cầu.
Đảm bảo đủ thời gian cho công nhân tháo và gá chi tiết.
*So sánh phay và bào
Về mặt năng suất:
Thờì gian phụ của bào lớn hơn phay , nhưng thời gian chuẩn bị kết thúc
của phay lớn hơn của bào, do đó trong sản xuất hàng loạt nên dùng phay thay
bào, trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ nên dùng bào thay phay, đăc biệt khi
gia công các chi tiết dài và hẹp, các chi tiết từ phôi đúc có lượng dư lớn.
Tốc độ cắt của phay cao hơn bào , dao phay có nhiều lưỡi cắt cùng tham
gia cắt đồng thời , khi phay có thể sử dụng nhiều biện pháp công nghệ khác
nhau để nâng cao năng suất , vì thế trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
phay hầu như hoàn toàn thay thế bào .
Về chất lượng :
Khi gia công mặt phẳng phay và bào đều có thể đạt chất lượng như nhau.
Đối với chi tiết nhỏ và vừa, độ chính xác thấp hơn cấp 9 phay dễ đạt hơn khi
gia công trên máy phay giường.
Khi phay tinh có thể đạt độ chính xác cấp 6 -7, Ra =1,25 - 0,63 mm
2.3. Mài mặt phẳng
Mài mặt phẳng bằng đá mài hình trụ (Hình 6-7).
Thực hiện trên máy mài phẳng có bàn máy chuyển động tịnh tiến khứ hồi
thực hiện chuyển động tiến dao dọc Sdọc, đầu mang đá thực hiện chuyển động
tiến dao ngang Sng, để mài hết chiều rộng chi tiết và tiến dao đứng Sd sau một


106
lượt mài để mài hết lượng dư gia cơng( hình 6-7) hoặc thực hiện trên máy có bàn
máy quay trịn quanh tâm của nó cịn đầu đá thực hiện chuyển động tiến dao

ngang Sng và chuyển động tiến dao đứng Sđứng sau mỗi lượt mài.

Hình 6-7 Mài mặt phẳng bằng đá mài rộng bản.
Phương pháp mài phẳng bằng đá mài hình trụ có ưu điểm dễ thốt
phoi, dễ thốt nhiệt do dễ đưa dung dịch trơn nguội vào vùng cắt , do đó đảm
bảo được độ chính xác cấp 7 và ch iều cao nhấp nhô bề mặt Ra = 1,6 mm.
Tuy nhiên , do diện tích tiếp xúc giữa đá và chi tiết nhỏ nên năng suất
thấp. Để khắc phục nhược điểm này người ta có thể sử dụng đá có bề rộng lớn
hơn bề rộng chi tiết.Trong trường hợp này đầu đá chỉ thực hiện tiến dao đứng
Sđứng sau mỗi hành trình kép của bàn máy, tuy nhiên máy phải đảm bảo đủ độ
cứng vững và phải sửa đá cẩn thận để tránh mặt đá bị côn hoặc đường sinh đá
không thẳng dễ gây ra sai số in đập trên bề mặt chi tiết gia công.
Mài phẳng bằng đá mài mặt đầu (Hình 6-8): Mài phẳng bằng đá mài mặt
đầu dùng đá chắp nguyên hoặc đá ghép nhiều mảnh cho năng suất cao, tiết kiện
đá và mỡ rộng được khả năng công nghệ của mài.


107

Hình 6-8 mài mặt phẳng bằng đá mài mặt đầu
(Mài phẳng bằng đá chắp)
+ Có thể mài đồng thời nhiều bề mặt trên máy mài chuyên dùng có nhiều
trục đá khác nhau
+ Có thể mài đồng thời hai mặt của một chi tiết bằng hai mặt đầu của hai
viên đá khác nhau
Nhược điểm của mài mặt đầu là khó thốt phoi, khó dẫn dung dịch trơn
nguội vào vùng cắt, do đó khó thốt nhiệt , vì vậy độ chính xác và độ nhẵn bề
mặt thấp hơn so với mài bằng đá mài hình trụ.
Muốn đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng cao phải dùng chế độ cắt thấp.
Để nâng cao năng suất người ta bố trí trục đá nghiêng một góc 20 - 40 so với

phương thẳng đứng nhưng do mặt đầu của đá khơng tiếp xúc tồn bộ với bề mặt
gia cơng nên các vết mài khơng xố lên nhau, do đó độ nhẵn bóng bề mặt kém,
bề mặt gia cơng khơng phẳng.
Mài có thể gia cơng được các bề mặt định hình có đường sinh thẳng , ví
dụ, mài các mặt định hình có tiết diện khơng thay đổi theo phương tiến dao dọc
trên máy mài phẳng , các bề mặt định hình trịn xoay ngồi và trong như các
rãnh của ca bi ngoài và trong. Mài định hình được thực hiện bằng cách sửa đá có
hình dạng và kích thước theo âm bản của chi tiết.Khi mài rãnh định hình trên
máy mài phẳng đầu đá chỉ thực hiện tiến dao thẳng đứng Sd sau mỗi hành trình
kép để cắt hết chiều sâu rãnh. Khi mài các mặt định hình trịn xoay ngồi hoặc
trong đầu đá chỉ thực hiện tiến dao ngang Sng.
Khi mài cần phải có cơ cấu chép hình (giống như phay chép hình)


108
2.4. Chuốt mặt phẳng.
Chuốt mặt phẳng là mội phương pháp gia cơng cắt gọt bằng đụng cụ có
nhiều lưỡi cắt, cắt cùng một lúc. có nâng suất cao. Chuốt thường dược dùng
trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối (h. 6- 9). Chuốt có thế đạt độ chính
xác cấp 7, sai lệch độ phẳng: < 0,05/500 mm.
Chuyển động cắt của chuốt rất dơn giản, thường chỉ có chuyển động
thẳng, vận tốc cắt nhỏ (2 - 12 m/ph). Chuối mặt phẳng có thể chuốt đứng (h.
6.10 a). Chuốt ngang (h. 6.10 b. d), khi đó chi tiết (bề mặt gia công là rãnh, bậc)
được gá trên giá đỡ 8, dao chuốt kẹp trên đầu dao 7 thực hiện chuyển động cắt
bằng xilanh thuỷ lực 5, lùi dao bằng xilanh thuỷ lực 6. Dầu được cung cấp nhờ
bơm thấp áp 3 và bơm cao áp 4.

Hình 6- 9 Sơ đồ chuốt và các lưỡi cắt của dao chuốt
(a- sơ đồ chuốt; b- các lưỡi cắt của dao chuốt).
Nhược điểm của phương pháp chuốt là dao chuốt khó chế tạo, giá thành

cao, các răng dao chuốt cùng tham gia vào quá trình cắt nên lực chuốt rất lớn
(10- 50 tấn) đòi hỏi máy, dụng cụ. chi tiết phải đủ cứng vững, không dùng chuốt
để gia cơng các chi tiết có độ cững vững thấp vì rất dễ biến dạng.
Chuốt mặt phẳng có thể dùng nhiều kiểu dao khác nhau :
Hình 6.11 a. b là kiểu chuốt mảnh, các răng dao chuối có độ cao bằng


109
nhau và chiểu rộng răng sẽ mở dần ra từ hai phía vào giữa (h 6.11 a), hoặc mở ra
cả hai phía (h. 6.11b). Phương pháp này thường dùng đế chuốt bề mặt thơ.

Hình 6- 10 Sơ đồ làm việc trên bàn máy.
(a- chuốt đứng; b- chuốt ngang; c-chuốt bàn quay). 1- dao; 2- đồ gá; 3- chi
tiết; 4- bàn quay
d- Sơ đồ chuốt ngang.( 1- động cơ; 2- bộ truyền động; 3; 4- bơm thủy lực; 5;6xi lanh; 7- đầu gá dao; 8- giá đỡ chi tiết).
Hình 6.11c là kiếu chuốt lớp. dao có bề rộng như nhau, từ răng trước đến
răng sau có một lượng nâng Sn = 0,05 - 0.15 mm/răng, ngồi các răng cắt thơ
cịn có các răng cắt tinh, răng sửa đúng. Phương pháp này dùng để gia công bề
mặt đã qua gia công thô.


110

Hình 6.11. Các kiểu dao chuốt mặt phẳng
Để tăng năng suất khi chuốt măt phẳng. người ta thay chuyến động tịnh
tiến của dao bằng chuyến động tịnh tiến hoặc chuyển động quay liên tục của
băng tải xích trên đồ gá đặt chi tiết.(hình 6-10).
2.5. Cạo mặt phẳng.
Cạo mặt phẳng là phương pháp gia công tinh mà không yêu cầu những
thiết bị đặc biệt Cạo có thể thực hiện bằng tay hoặc cơ khí. Khi cạo bằng tay

thường dừng dao cạo bằng thép dụng cụ (h.6-12). Để giảm nhẹ sức lao động và
thời gian gia cơng có thể dùng các gá lắp cơ khí để cạo.

Hình 6- 12 Dao cạo bằng tay
Để cạo mặt phẳng trước đó ta phải dùng bản mẫu (có độ phẳng cao), phủ
lên đó một lớp sơn đỏ rất mỏng rồi áp lên chi tiết để kiếm tra độ phẳng, sau đó
tìm những điểm cao có dính sơn dể cạo. Bề mặt phẳng được đánh giá qua số
điểm dính sơn phân bố trên mặt phẳng:
Cạo thổ: Từ 1 2 - 1 8 điểm, trên diện tích 25x 25 mm2 .
Cạo tinh: 20 - 25 điểm trên diện tích 25x25 mm2.
Lượng dư khi cạo tuỳ thuộc vào kích thuớc bề mặc phẳng cần cạo.


111
thường lấy từ 0,14-0,15 mm.
Khi cạo chi tiếc tạo nên từ nhiều măt phẳng (sống trượt, băng máy) người
ta thường cạo bề mặt có kích thước lớn truớc. Bề mặt kích thước nhỏ sau.
Cạo mặt phẳng có những ưu điểm sau :
Có thể đạt độ phẳng của bề mặt cao (0,01/100 mm) bằng những dụng cụ đơn giản.
Có thể gia cơng tinh những mặt phẳng có kết cấu phức tạp. ở những vị trí
mà các phương pháp khác khơng gia cơng được.
Có thể gia cơng tinh lần cuối các mặt phẳng lớn.
Mặt phẳng được gia công lần cuối bằng cạo có thể giữ được lớp dầu bảo
đảm bơi trơn tốt trong quá trlnh làm việc. Tuy nhiên khi cạo bằng tay thường tốn
sức và không cạo được bề mặt quá cứng.
3. Kiểm tra mặt phẳng
Mục tiêu:
- Nhận biết được phương pháp kiểm tra mặt phẳng;
- Biết cách kiểm tra mặt phẳng bằng dụng đo thơng dụng.
- Có tính chính xác trong học tập.

Kiểm tra mặt phẳng sau khi gia công là kiểm tra xem mặt phẳng đó có
thỏa mãn cơng nghệ làm việc theo thiết kế, để nghiệm thu.
Ví dụ : khi gia công sống trượt của' máy công cụ. sống trượt là tập hợp
nhiều mặt phẳng có chức năng dẫn hướng các bộ phận máy khi di chuyển trên
đó. Sau khi gia cơng cẩn kiểm tra hình dạng, vị trí của các mặt phẳng, độ chính
xác của các khâu- trong chuỗi kích thưóc cơng nghệ và chất lượng bề mặt gia
cơng.
Hình dạng, độ chính xác vị trí của các mặt phẳng có thể kiểm tra. đánh
giá theo dưỡng mẫu bằng cách đặt và dịch chuyển dưỡng trên bề mặt cần kiểm
(h. 6.13) hoặc kiểm tra bằng đổng hổ so (h. 6.14).


112

Hình 6. 13.Kiểm tra mặt phẳng bằng dưỡng

Hình 6. 14. Kiểm tra mặt phẳng đồng hồ so
Kiểm tra độ không phẳng của mặt phẳng có thế dùng dưỡng kiểm, đổng
hổ so. phương pháp thuỷ tĩnh, phương pháp quang học ...
Kiếm tra theo dưỡng được thực hiện bằng cách phủ mội lớp son đều.
mỏng lên mặt phẳng bàn rà, thước rà dùng làm dưỡng mẫu để rà lên bề mặt cẩn
kiếm (h.6-15), sau khi dẩy các mặt trượt di lại. những chỗ lồi trên bề mặt cẩn
kiểm sẽ dính lớp son. Phương pháp này chỉ phát hiện được độ không phẳng,
nhưng không xác định được giá trị của các đại lượng đó.
Kiểm tra bằng đổng hổ so, dùng để đánh giá độ song song của hai mặt
phẳng trên một chi tiếl bằng cách đạt một mặt phẳng lên bàn máp (có độ phảng
cao) và dùng đổng hồ so di chuyển trên mặt phẳng kia, trị số thể hiện trên đổng
hổ, đánh giá độ khơng song song của hai mặt phẳng

Hình 6- 15 Kiểm tra độ phẳng bằng vết son

113
Kiếm tra độ phẳng của mặt phẳng bằng phương pháp thuỷ tĩnh là phương
pháp dựa thco ngun lắc bình thơng nhau- Phương pháp này dùng đế kiểm tra
mặt phẳng (băng máy) dài 10 - 100 m hoặc những bề mặt cẩn kiểm cách nhau
xa. Khi đó người ta dùng các bình có vạch chỉ thị (có các tiếp điểm điện khi
đóng sẽ làm đèn sáng) đặt ở các vị trí cần kiểm, những bình này nối vói nhau
bằng những ống chứa nước hoặc thuỷ ngân. Phương pháp này cũng dùng để cân
chỉnh máy khi gá dạt trên sàn nhà xưởng.
Kiếm tra bằng phương pháp quang học có thể thực hiện bằng nhiều cách,
hình 6.16 là phương pháp dùng để kiếm tra bằng cách di chuyển ống kính 2 trên
bề mặt cần kiểm, nếu bề mặt không phẳng tia sáng được chiếu từ nguổn sáng 3
sẽ lệch đi so với mặt chuẩn trên vật kính của ống ngắm 4.

Hình 6- 16. Kiếm tra bằng phương pháp quang học
(1- ống gá kiểm; 2- ống kính; 3- nguồn sáng; 4- ống ngắm)
Câu hỏi
Câu 1.Nêu đặc điểm. Khả năng công nghệ và phạm vi sử dụng của các phương
pháp gía cơng mặt phẳng : phay mặt phẳng, bào, xọc mặt phẳng, chuốt mặt
phẳng, mài mặt phẳng,.
Câu 2. Hãy so sánh các phương pháp gia cơng bào và xọc mặt phẳng,
Câu 3.Trình bầy phương pháp kiểm tra mặt phẳng bằng dưỡng và đồng hồ so ?


114
CHƯƠNG 7: GIA CƠNG MẶT NGỒI TRỊN XOAY
Mã chương: MH 21 - 7
Giới thiệu:
“Gia cơng mặt ngồi trịn xoay”chủ yếu giới thiệu các phương pháp

gia cơng mặt ngồi trịn xoay và cách kiểm tra mặt ngoài.
Mục tiêu:
- Phân biệt được các loại trục, yêu cầu kỹ thuật của trục;
- Trình bầy các phương pháp gia cơng, phân tích đặc điểm, ưu khuyết và
phạm vi sử dụng của từng phương pháp đó;
- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, , chủ động và tích cực trong học tập.
Nội dung:
1. Khái niệm và các yêu cầu kỹ thuật.
Mục tiêu:
- Nhận biết được các loại mặt ngồi trịn xoay;
- Biết u cầu kỹ thuật khi gia cơng mặt ngồi trịn xoay;
- Có tính hứng thú trong học tập.
Trục là loại chi tiết có các bề mặt cơ bản cần gia công là các bề mặt trụ
ngồi, với các bậc có nhiều kích thước khác nhau.Trục được sử dụng rộng rãi
trong các ngành chế tạo máy với nhiều mục đích, trục có thế được dùng để
truyền mômen xoắn. Truyền chuyển động qua các chi tiết khác lẳp trên nó như
bánh răng, bánh đai, bánh ma sát… Trục có thể bao gồm các loại trục trơn, trục
bậc. trục đặc, trục rỗng, trục có một hoặc nhiều đường tâm. Trục có thể có
đường kính và chiều dài lớn, vừa hay nhỏ ...
Để đảm bảo tính năng sử dụng, khi chế tạo trục cần bảo đảm những yêu
cẩu kỹ thuật chủ yếu sau :
Độ chính xác kích thước dường kính các cổ trục đế lắp ghép yêu cầu cấp
chính xác 7 - 8. có thế tới cấp 6 ; các sai số hình dáng hình học như độ côn, độ ô
van ... nằm trong giới hạn dung sai đường kính.
Độ chính xác kích thước chỉều dài mỗi bậc trục trong khoảng 0.050,2mm


115
Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đảo các cổ trục, độ khơng thẳng
góc giữa đường tâm và mật đầu vai trục, sai lệch giới hạn trong khoảng 0,01- 0,05

mm
Độ nhám bề mặt của các cổ trục lắp ghép Ra < 1.25- 0.16, tuỳ theo yêu cẩu làm việc cụ thể.
Việc chọn phương pháp gia công trục phụ thuộc vào điều kiện sản xuất,
kích thước, hình dạng kết cấu. yêu cầu kỹ thuật, vật liệu làm trục và phương pháp chế
tạo phôi.
Phôi cho chi tiết dang trục có thể là phơi cán theo tiêu chuẩn. dùng gia cơng các
trục trơn, trục bậc có chênh lệch đường kính các bậc không lớn. Phôi rèn khuôn,
dập khuôn thường dùng cho các trục có u cầu cơ tính cao. Trong sản xuất
hàng loạt lớn. hàng khối. Phôi đúc bằng gang có độ bền cao dùng cho các trục
lớn để giảm nhẹ trọng lượng, giảm lượng dư và thời gian 1 gia công.
Trước khi đưa vào gia công. thường các chi tiếi dạng trục được gia công
chuẩn bị để tạo chuẩn. Viêc chọn phương pháp gia công chuẩn bị tuỳ thuộc vào
hình dạng, kích thước trục, phương pháp chế tạo phơi. Ví dụ. phơi cán thường
bao gổm các việc: Cắt đứt tương ứng theo chiều dài trục. nắn thẳng. khoả mặt và
khoan lỗ tâm hai đầu.
2. Các phương pháp gia công mặt trụ ngoài.
Mục tiêu:
- Nhận biết được các phương pháp gia cơng mặt trụ ngồi;
- Trình bầy các phương pháp gia cơng mặ mặt trụ ngồi;
- Có tính thực tiễn trong học tập.
2.1. Tiện mặt trụ ngoài
Tiện là phương pháp gia cơng cắt gọt được thực hiện nhờ chuyển động
chính thơng thường do phơi quay trịn tạo thành chuyển động cắt (Vc) kết hợp
với chuyển động tiến dao là tổng hợp của hai chuyển động tiến dao dọc Sd và
tiến dao ngang Sng do dao thực hiện.
Khi tiện trục trơn chuyển động tiến dao ngang Sng =0, chuyển động tiến
dao dọc Sd khác 0 . Khi tiện mặt dầu hoặc cắt đứt chuyển động tiến dao dọc Sd
=0. chuyển động tiến dao ngang Sng khác 0.

116
Tiện là phương pháp gia công cắt gọt thông dụng nhất. Máy tiện chiếm
khoảng 25% đến 35% tổng số thiết bị trong phân xưởng gia cơng cắt gọt.
Tiện có thể gia công được nhiều loaị bề mặt khác nhau như các mặt trịn
xoay trong và ngồi, các loại ren, các bề mặt cơn, các mặt định hình v.v
Khả năng đạt độ chính xác gia cơng khi tiện. Độ chính xác của nguyên
công tiện phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau đây:
Độ chính xác của máy bao gồm: độ đảo trục chính, dộ song song của sóng
trượt với đường tâm trục chính , độ đồng tâm giữa tâm ụ động và tâm trục chính ,
v.v...
Tình trạng dao cụ.
Trình độ tay nghề của công nhân.
Khi gia công trên máy tiện CNC chất lượng ngun cơng ít phụ thuộc vào
kỹ năng và kỹ xảo của người thợ so với khi gia cơng trên máy vạn năng
Bảng 7.1. Độ chính xác mặt dầu và mặt trụ khi gia công trên máy tiện
Dạng bề mặt gia Độ chính xác kích Chiều cao nhấp nhơ
thước(TCVN)

cơng

Rz

Ra

- Tiện ngồi
Thơ

13-12

80

-

Bán tinh

11-9

40-20

-

Tinh

8-7

-

2,5

Tiện mỏng

7-6

-

1.25-0.63

12-11

40-20

-

12-11

40

-

11

20

-

9-8

-

1,5

9-8

-

2,5-1,25

6

-

0,16

- Khoan
-Kht
Thơ
Bán tinh
Tinh
-Doa:
Thơ
Mỏng


117
-Tiện trong
Thô

13-12

80-40

-

Bán tinh

11-10

40-20

-

Tinh

9-7

-

2,5-0,63

Mỏng

6

-

0,32-0,08

Thô

12

40

-

Tinh

11

20

-

Mỏng

8-7

-Xén mặt đầu

2,5-1,25

Ghi chú: Các số liệu trong bảng ghi theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)
Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đồng tâm giữa các bậc trục, độ
đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngồi phụ thuộc vào phương pháp gá đặt phơi ,
độ chính xác của máy và có thể đạt được 0,01 mm.
Năng suất và chi phí gia cơng khi tiện phụ thuộc vào các điều kiện gia
công cụ thể như độ cứng vững của hệ thống công nghệ, vật liệu phôi, hình dạng
kích thước phơi, vật liệu dao, kết cấu của bộ phận cắt của dao, chế độ cắt, công
nghệ trơn nguội ( thành phần, phương pháp, chế độ bôi trơn và làm nguội, trình
độ tay nghề của cơng nhân , yêu cầu kỹ thuật của nguyên công...)
Lựa chọn chế độ cắt kinh tế khi tiện.
Nếu gọi Q là thể tích phôi được cắt đi trong một đơn vị thời gian ta có:
Q= A.v = t.s.v( mm3/ giây hoặc mm3/ phút)
Trong đó:
A = s.t là tiết diện ngang của phoi (mm2)
V là vận tốc trung bình (mm/ phút hoặc mm/ giây)
Tăng chiều sâu cắt dẫn tới lực cắt và công suất cắt tăng mạnh, trong khi
đó nhiệt độ ở lưỡi cắt , lực cắt đơn vị Kc và lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt (
ví vụ, lượng mài mịn trên một đơn vị chiều dài của lưỡi cắt ) không tăng.
Tăng bước tiến dao dẫn tới lực cắt , công suất cắt , nhiệt độ trên lưõi cắt

tăng do đó lượng mịn đơn vị của dụng cụ cắt và lực cắt đơn vị giảm nhẹ
Tăng tốc độ cắt, dẫn tới tăng công suất cắt và nhiệt độ ở lưỡi cắt, do đó


118
tăng lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt mặc dù lực cắt đơn vị giảm nhẹ.
Như vậy muốn chọn chế độ cắt kinh tế phải giải bài toán tối ưu khi tiện
trong điều kiện gia công cụ thể (xem chương “ tối ưu hố trình cắt gọt”)
Trong trường hợp chưa có điều kiện giải bài tóan xác định chế độ cắt tối
ưu có thể sử dụng các thơng tin kinh nghiệm sau đây:
Khi tiện thô nên chọn t,s lớn để giảm số lần cắt và thời gian cơ bản , nâng
cao năng suất cắt.
Khi tiện tinh nên chọn t sao cho nhiệt cắt không quá lớn ảnh hưởng tới
chất lượng và độ chính xác gia cơng , chọn s theo quan điểm bảo đảm dộ nhám
bề mặt nhưng không quá nhỏ gây ra hiện tượng trượt và rung động ảnh hưởng
đến chất lượng và năng suất.
Khi tiện tinh mỏng nên dùng dao kim cương và dao hợp kim cứng hoặc
dao chế tạo từ vật liệu CBN( carbit bonitric có cấu trúc mạng tinh thể lập
phương thể tâm) được mài đúng tiêu chuẩn, chọn bước tiến s và chiều sân cắt t nhỏ, tốc
độ cắt v lớn.
Ví dụ, khi tiện tinh các kim loại đen chọn s = 0,01- 0,02 mm/vg: t= 0,05 3 mm; V = 120 - 130m / phút, với kim loại mẫu v = 1000 m/ phút
Khi tiện tinh mỏng có thể đạt độ chín xác cấp 5; Ra = 1,6 Mm
Muốn đạt độ chính xác cao có thể cắt bằng hai lần chuyển dao trên cùng
một lần gá với 1 dao hoặc cắt bằng một lần chuyển dao nếu dùng 2 dao gá so le
sẽ nâng cao năng suất mà vân đảm bảo chất lượng với lượng dư:
Khi tiện tinh mỏng cũng như khi gia công thô cần dùng dung dịch trơn
nguội để giảm nhiệt độ ở vùng cắt, giảm ma sát, giảm mài mòn của dụng cụ, do
đó nâng cao năng suất và độ chính xác gia cơng. Thành phần của dung dịch trơn
nguội, chế độ công nghệ và phương pháp tưới dung dịch trơn nguội phụ thuộc
vào thành phần vật liệu gia công và vật liệu làm dao.

Các biện pháp công nghệ khi tiện
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 thuật của chi tiết gia cơng mà cịn giúp cho việc thiết kế đồ gá đơn


119
giản, dễ thao tác, có thể gia cơng nhiều bề mặt cùng một lúc làm giảm thời gian
gia công cơ bản , giảm thời gian phụ và thời gian chuẩn bị kết thúc, 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
cơng (mặt trong, mặt ngồi hay mặt dầu), hình dạng kích thước chi tiết và độ chính xác
u cầu.
Khi gia cơng mặt ngồi thì chuẩn có thể là mặt ngồi , mặt ngồi kết hợp
với mặt dầu , 2 lỗ tâm , mặt lỗ(nếu chi tiết có lỗ đã qua gia cơng ) hoặc mặt lỗ
kết hợp với mặt đầu.
Khi gia công mặt trong chuẩn là mặt ngoài hoặc mặt ngoài kết hợp với mặt đầu.
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 7-2).
Bảng 7-2. Sư ổn đinh khi gá đăt chi tiết trên máy tiên.
Kiểu gá đặt

ổn định

Kém ổn định

Gá trên hai mũi L < 6.d Với d >

L= (6...12).d Với

làm

D< 60mm

Gá trên mâm cặp

60mm
L
L= (1...2).d

Không ổn định

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 lunet để tăng độ cứng cũng
của chi tiết gia công
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 đối với tiện cắt đứt và 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.
Các phương pháp cắt khi tiện
Phương pháp cắt có ảnh hưởng quyết định tới năng suất và chất lượng


120
ngun cơng.
Khi tiện mạt trụ ngồi,, tuỳ theo u cẩu chất lượng có thế chỉa thành các

bước (ngun cơng) : Tiện thồ. tiện bán tinh và tiện tinh.
Tiện thô : Khi tiện thơ tạo hình cần năng suất cao, cắt gọt với lượng dư
lớn do dó phải chọn máy có cơng suất lớn, dao có hình dáng góc cắt thích hợp.
Tiện thơ các mặt trụ ngồi có thế dùng một dao hoặc nbiều dao.
Tiện thồ bằng một dao có thể cắt theo các cách: Cắt từng lớp, cắt từng
đoạn và cắt phối hợp. Cắt từng lớp (h 7.3 a), dao tiện bóc đi từng lớp theo thứ tự
từ lớp 1 đến lóp 3. Cắt theo cách này lực cắt nhỏ. có thể đạt độ chính xác cao.
nhưng năng suất thấp. Cắt từng đoạn (h.7.3 c) khi đó chia các bậc trục ra thành
các đoạn và cắt theo từng đoạn. Phương pháp này có năng suất cao hơn. nhưng
do lượng dư lớn, lực cắt lớn. biến dạng nhiều dễ ảnh hưởng tới độ chính xác gia
cơng. Để tận dụng ưu điếm của hai cách trên nên dùng cách cắt phối hợp
(h.7.3b) lúc đầu bóc bỏ lớp 1. sau đó cắt các đoạn 2, 3.
Tiện thô dùng nhỉều dao (h.7.4 và 7. 5) với mục đích đế nâng cao năng suất,
khi đó các dao được bố trí trên một bàn dao bằng cách chia theo chiều dài cắt (h.
7.4) hoặc chia theo lượng dư gia cơng (h 7.5).

Hình 7- 3. Các cách tiện thô bằng một dao.
(a. cắt từng lớp; b cắt phối hợp; c. cắt từng đoạn)


121

Hình 7- 4 Tiện nhiều dao
(chia theo chiều dài cắt)

Hình 7- 5 Tiện nhiều dao
( chia theo lượng dư gia cơng)

2.2. Mài trịn ngồi
* Mài trịn ngồi có tâm: (hình 7-6),có tính vạn năng cao. Khi mài có thể

gá chi tiết trên hai mũi tâm hoặc một đầu trên mâm cặp, một đầu trên mũi tâm.
Nên dùng hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất để lượng dư đều và đảm bảo
đồng tâm giữa các bâc trục: Sau khi nhiệt luyện cần nắn thẳng và sữa lại lỗ tâm
trước khi mài.

Hình 7-5 Mài trịn ngồi có tâm
Thơng thường nên sử dụng phương pháp mài trịn ngồi có tâm tiến dao
dọc với Sng = 0,005 - 0,02 mm/l hành trình kép, để lực hướng kính bé, chi tiết ít
biến dạng, nâng cao độ chính xác gia cơng. Để nâng cao năng suất bóc phoi,
người ta sửa đá vát góc 2- 30 . Khi mài tinh ở những hành trình cuối khơng thực
hiện tiến dao ngang mà chỉ thực hiện tiến dao dọc cho tới khi mài hết hoa lửa.
Khi chi tiết ngắn, đường kính lớn, độ cứng vững cao, người ta dùng
phương pháp tiến đá hướng kính ( Sdọc = 0; Sngang > 0) để tăng năng suất. Với


122
phương pháp này có thể mài định hình bằng cách sửa đá có hình dạng là âm bản
của chi tiết cần gia cơng.
Người ta có thể tiến hành gia cơng đồng thời mặt trụ và mặt dầu bằng
phương pháp tiến đá theo phương tạo với trục nằm ngang một góc 45độ.
Phương pháp này cho năng suất cao nhưng độ chính xác khơng cao vì tốc độ cắt
của các điểm trên đá khác nhau dẫn tới đá mịn khơng đều.
* Mài thơ.
Nếu gọi Q là thể tích phoi lấy đi trong 1 đơn vị thời gian thì khi mài mịn
ngồi tiến dao dọc ta có Q =t.Sdọc.Vph( mm3/s)
Trong đó : t - chiều sâu cắt Sdọc - S bước tiến dọc . Vph - vận tốc của
phơi
Mục đích của mài thơ là lấy đi được thể tích của phoi Q lớn nhất với chi
phí gia cơng thấp nhất.
Vậy để tăng Q ta có thể tăng chiều sâu cắt t, bước tiến Sdọc hoặc tốc độ

phôi Vph. Tuy nhiên khi tăng Q sẽ dẫn tới:
Lực pháp tuyến tăng do đó có thể gây ra sai số hình dạng ở phơi mà
ngun cơng mài tinh không thể sửa hết được . Để khắc phục người ta dùng đá
có kích thước hạt lớn, tiến hành sửa đá thô và kẹp chặt chi tiết ổn định.
Khi tăng Q cần phải đảm bảo công suất cắt nhỏ hơn công suất của động
cơ mang đá hoặc chọn máy mài có cơng suất lớn.
Nhiệt độ ở lớp bề mặt phôi tăng dẫn tới xuất hiện các vết cháy hoặc nứt
trên bề mặt chi tiết mà khi mài tinh khơng xố hết được. Để khắc phục người ta
sử dụng đá có kích thước hạt lớn, sửa đá thơ và nên tăng tốc độ phôi Vph hơn là tăng
chiều sâu cắt.
Lượng mịn của đá tăng làm tăng chi phí gia cơng. Biện pháp khắc phục là
sử dụng đá có độ cứng lớn và chủ yếu lá phải giải bài toán tối ưu hoá nhằm xác
định giá trị Q ứng với chi phí gia cơng thấp nhất
Rung động tăng làm tăng tốc độ mài mòn của đá cũng như làm tăng chiều
cao nhấp nhơ bề mặt và tăng sai lệch hình dạng của chi tiết . Trong trường hợp
này nên kẹp phôi ổn định , sửa đá thô và chọn bước tiến dọc Sdọc nhỏ.