Bài giảng nguyên lý cắt gọt gỗ : Chuẩn bị và nâng cao chất lượng dao cụ cắt gọt gỗ part 7 pot

Bố trí của rãnh trên các loại đá mài sử dụng phương pháp mài gián đoạn
(a) Bố trí rãnh trên đá mài hình bình hành (b) Bố trí rãnh trên đá mài hình cốc
(c) Bố trí rãnh trên đá mài hình đĩa
Lượng mài khi sử dụng đá mài carbon silic mài hợp kim cứng
Loại hình mài
Mã hiệu hợp kim cứng
YT15, YT5, YG3 YG6, YG8
V
đá mài
(m/s)
S
dọc
(m/phút)
S
ngang
(mm/hành
trình)
V
đá mài
(m/s)
S
dọc
(m/phút
)
S
ngang
(mm/hà
nh trình)
Mài bằng đá
mài mặt
phẳng

Tiến dao bằng máy
10~12 1,0~1,5 0,01~0,03 12~15 1,5~2,0 0,02~0,04
Tiến dao bằng tay
12~15 1,5~2,0 0,01~0,04 15~18 2,0~2,5 0,02~0,05
Mài bằng đá
mài mặt cong
Tiến dao bằng máy
12~15 1,0~1,5 0,01~0,03 15~18 1,5~2,0 0,02~0,04
Tiến dao bằng tay
12~15 1,5~2,0 0,01~0,04 15~18 2,0~2,5 0,02~0,06
5. Mài công cụ cắt đá kim cương
(1) Phương pháp bắn dòng ion:
Là phương pháp gia công tế vi, sử dụng dòng ion năng lượng cao bắn vào nguyên tử carbon trên
bề mặt công cụ cắt đá kim cương, làm cho nguyên tử carbon dần dần bị loại bỏ, thích hợp với gia
công tế vi công cụ cắt thép carbon, độ thô bề mặt công cụ (Ra) chỉ khoảng vài nano mét.
(2) Phương pháp đánh bóng nhiệt hóa học:
Trong điều kiện dòng hydro (hoặc 4%H
2
+ 96%Ar), nhiệt độ 750~1050
o
C, bề mặt công cụ cắt đá
kim cương tiếp xúc với đĩa mài thép carbon hàm lượng thấp (hoặc thép thuần), nguyên tử carbon
hoạt hóa trên bề mặt công cụ cắt khuếch tán vào tinh thể của đá mài thép carbon hàm lượng thấp
(hoặc thép thuần), từ đó đạt được mục đích tiêu trừ vật liệu trên bề mặt công cụ cắt. Nguyên tử
carbon khuyết tán vào đá mài thép carbon hàm lượng thấp (hoặc thép thuần) phản ứng với khí
hyđro ở môi trường xung quanh tạo thành Metan bay ra theo dòng khí.
Hiệu quả của đánh bóng hóa học quyết định bởi tốc độ khuếch tán của nguyên tử carbon, nhân tố
ảnh hưởng có nhiệt độ, áp lực, tốc độ quay của đĩa mài… Phương pháp này có thể thu được độ
thô bề mặt (Ra) của công cụ cắt đá kim cương khoảng vài nanomét.
Nguyên lí gia công của phương pháp đánh bóng hóa học

chân không Plasma. Đĩa mài chuyển động được chia làm
hai phần thông qua vùng chân không cao, phía trái là khu
vực lắng, bề mặt là lớp mạ oxít silic thông qua phương
pháp khí lắng vật lí (PVD), bên phải là vùng mài công cụ
cắt đá kim cương. Quá trình tiêu trừ vật liệu công cụ cắt là
do oxít silic làm oxi hóa nguyên tử carbon hoạt hóa trên bề
mặt công cụ cắt, sau khi tạo thành CO hoặc CO
2
được
bơm chân không hút đi. Phương pháp này mài được công
cụ cắt đá kim cương có chất lượng lưỡi cắt rất cao, nhưng
lượng tiêu trừ vật liệu khá nhỏ, thông thường khoảng
0,25~750 lớp nguyên tử một giây
(3) Phương pháp đánh bóng hóa học chân không Plasma:
Nguyên lí gia công đánh bóng hóa học
chân không plasma
(4) Phương pháp đánh bóng hóa học cơ giới bổ trợ:
Phương pháp này đầu tiên tiến hành mài bằng phương pháp cơ giới truyền thống, đạt được
bề mặt tương đối (Ra < 1m) với độ chính xác kích thước không cao sau đó tiếp tục tiến hành
đánh bóng hóa học.
(5) Phương pháp ăn mòn hóa học:
Phương pháp này áp dụng khí ôxy độ thuần cao hoặc hơi nước có chứa ôxy, làm cho
nguyên tử carbon trên bề mặt công cụ cắt dưới tác dụng của nhiệt độ cao (ôxy thuần khoảng
1100
o
C, hơi nước chứa ôxy khoảng 650~900
o
C) xảy ra phản ứng ôxy hóa tạo thành hợp chất
carbon đồng thời loại trừ thông qua dòng khí ôxy hoặc dòng hơi nước. Sau khi sử dụng phương
pháp gia công này độ thô bề mặt công cụ cắt (Ra) cũng có thể đạt đến vài nano mét.

(6) Phương pháp ăn mòn laser:
Phương pháp này áp dụng bó tia laser đơn hoặc bó tia laser kép Nd-YAG chiếu vào bề mặt
công cụ cắt làm cho phát sinh đốt cháy dưới tác dụng của nhiệt độ cao cục bộ. Xem xét đến ranh
giới tinh thể của đá kim cương đa tinh thể có ảnh hưởng đến độ chính xác gia công, nên phương
pháp này chỉ thích hợp tiến hành gia công thô đối với bề mặt đá kim cương đơn tinh thể. Độ thô
bề mặt của đá kim cương (Ra) sau khi gia công có thể đạt đến vài nano mét.
+ Mµi mòi khoan
- Mµi mòi khoan xo¾n èc ®Çu nhän
H×nh 5.43. Mµi mòi khoan
- Mµi mòi khoan xo¾n èc cã t©m ®Þnh vÞ
H×nh 5.44. C«ng nghÖ mµi mòi khoan cã
®Þnh vÞ vµ c¹nh xÐn
+ Mài công cụ có gá kim loại cứng
Dao cụ có gắn kim loại cứng, thép gió hiện nay là phổ biến mà loại vật liệu
này có độ cứng rất cao, vì vậy chế độ và công nghệ mài cũng khác hơn so với kim
loại thờng và thép luyện.
Mài dao cụ chế tạo bằng thép thờng, hiện tợng mài xảy ra dới dạng cắt gọt
cơ học, tạo phoi là chủ yếu. Trong quá trình mài kim loại cứng, thép gió không
tạo ra phoi mà tạo ra dạng bụi. Đặc biệt hơn ở đây nhiệt độ đợc tạo ra rất cao, có
thể đạt 1100 hay cao hơn. Quá trình ôxit hoá sẽ tạo điều kiện quá trình mài
nhanh hơn. Song nếu không có chế độ mài hợp lý ở khâu cuối sẽ làm cho kim loại
cứng, nhất là phần mũi cắt bị ôxit hoá, chất lợng sẽ kém. Vì vậy, để nâng cao
năng suất mài ở đây không chỉ bằng cách nâng cao chế độ cắt gọt mà còn phải lợi
dụng quá trình ôxit hoá bằng cách tăng cờng quá trình ôxit hoá trong giai đoạn
đầu. Cho đến nay, để mài dao cụ có gắn vật liệu này tốt nhất là mài bằng đá kim
cơng, nhng lợng ăn dao chậm, vì vậy trớc đó vẫn mài sơ bộ đá mài gốm
khoáng. Nh vậy, quá trình mài kim loại cứng đợc chia làm ba giai đoạn: mài sơ
bộ bằng đá mài gốm khoáng, mài lại bằng đá kim cơng thô và mài tinh.
Mài kim loại cứng bằng đá mài thờng, dùng loại đá có số hạt mài từ 3 50, cần chọn hạt mài và chất
kết dính chịu nhiệt tốt, đảm bảo đá không bị phá hoại bởi nhiệt độ cao.

Chất kết dính là bakêlit. Loại này có khả năng giảm nhiệt độ của quá trình mài, do có quá trình "tự
sửa". Khi vùng ngoài bị cùn, loại đá này không phải sửa đá, cho nên thực tế lợng đá mài hao tốn không
nhiều hơn so với trờng hợp dùng đá có chất kết dính kêramit.
Chế độ mài đá công cụ gá kim loại cứng gồm mấy điểm sau: phải mài trong môi trờng làm nguội
bằng dung dịch xôđa hay nhũ tơng. Nếu không có dung môi làm nguội cần giảm tốc độ cắt và tốc độ ăn
dao 15 20%.
Công nghệ mài kim loại cứng và thép gió đợc tiến hành nh sau:
Mài phần thân kim loại gá kim loại cứng hay là toàn bộ phận d tấm kim loại này đến mức tiếp xúc với
phần kim loại cứng, cần lu ý thông số góc ở đây khoảng 6 8 lớn hơn thông số góc yêu cầu.
Mài góc trớc và góc sau phần kim loại cứng, sao cho gần đến giá trị thông số góc yêu cầu, khoảng 2 4
lớn hơn giá trị thông số góc yêu cầu.
Mài lại và mài tinh tấm kim loại cứng đạt đến giá trị thông số góc yêu cầu và có cạnh vát 1 2mm.
Khi mài thô, đá quay theo chiều tạo ra tốc độ cắt có hớng về phía mũi cắt. Còn khi mài tinh thì ngợc lại.
Mài lại và mài tinh sử dụng đá mài bằng kim cơng. Đặc tính đá kim cơng là có độ cứng và môđun đàn hồi
cao hơn bất cứ kim loại nào hiện nay, môđun đàn hồi của kim cơng dùng trong đá mài đạt 1,5 lần lớn hơn
so với kim loại cứng BK6 và khoảng 3 lần lớn hơn môđun đàn hồi của cacbua bo và cũng tốt hơn đá mài
làm bằng cacbua silic. Khi mài một gam kim loại cứng, cần một lợng từ 2 18 gam cacbua silic, trong lúc
đó nếu dùng kim cơng chỉ cần 0,05 g (400 3600 lần nhỏ hơn). Đặc biệt là khi mài bằng kim cơng độ
nhẵn bề mặt rất cao, độ tù đạt đến giá trị rất nhỏ, nhiệt độ và lực cắt thấp.
Để giảm tốc độ mài mòn kim cơng, ngời ta dùng một hỗn hợp 3% dung dịch dầu, 3% xôđa
và mỡ nớc 33%, để làm nguội, phơng thức làm nguội là tới tự động liên tục.
Do yêu cầu độ chính xác nh vậy cho nên yêu cầu trục gá dao cụ để mài cũng phải có độ chính
xác cao. Cụ thể là độ dao động ngang là 0,006 0,008 mm, độ xê dịch dọc trục 0,005
0,006mm, dao động của đá là 0,02 mm. Chế độ mài dao cụ bằng đá kim cơng (bảng 1.9).
Đá mài kim cơng thờng đợc sửa bằng cách cho đá quay với tốc độ 45 60 vòng/ph, đạt tới
tốc độ 25 35 m/s, đá dùng để sửa là cacbua silic, số hạt từ 16 40 có độ cứng trung bình, đá rà
đứng yên, tiếp xúc với đá mài kim cơng hoặc ngợc lại. Sửa đá mài kim cơng tiến hành trong
điều kiện thờng.
+ Hàn nối lỡi ca vòng
Lỡi ca vòng là một vành thép mỏng khép kín, phôi liệu của lỡi ca là dải đai dài (đã đợc

dập răng hoặc cha đợc dập răng), để có đợc lỡi ca vòng cần cắt theo chiều dài có thêm
lợng d. Tất nhiên nếu bản thép cha dập răng cần tiến hành khâu dập răng trớc lúc hàn. Hơn
thế trong quá trình sử dụng lỡi ca bị đứt, rãn việc cắt, nối lại là điều không tránh khỏi. Để
hàn lỡi ca vòng cần phải tiến hành mấy khâu sau đây: đánh dấu, cắt, mài vát, hàn, nhiệt luyện
mối hàn nếu cần thiết, mài sạch sửa mối hàn, nếu không đảm bảo độ phẳng, mềm dẻo, có khuyết
tật cần tiến hành cán sửa ca nh phần cán sửa lỡi ca vòng đã xem xét ở phần trên.
- Đánh dấu và cắt: để đánh dấu và cắt ca đúng yêu cầu phải xác định vị trí cần nối. Nếu lỡi
ca bị rãn khoảng 15% thì phải cắt và nối lại. Yêu cầu của đánh dấu là xác định đúng đờng cắt,
khoảng mài vát, để sau khi hàn bớc răng và thứ tự mở ca các răng không thay đổi (hình 5.45).
Phải cắt vuông góc với đờng mũi răng ca tránh quăn mép hoặc bị uốn. Quá trình cắt này có
thể dùng máy cắt dập hoặc kéo cắt
Hình 5.45. Sơ đồ cắt và ghép mối hàn lỡi ca vòng
Hình 5.46. Máy mài vát mối hàn lỡi ca vòng
+ Mài vát: nhằm mục đích tạo nên mối liên kết tốt giữa hai đầu mối hàn. Quá trình này có thể
mài bằng tay hoặc mài trên máy (hình 5.45 và hình 5.46). Chiều dài Lv của độ vát từ Lv = (10
15) b chiều dày lỡi ca. Góc vát nhỏ vì vậy đầu nhọn của mối mài vát không đợc để cháy,
bề mặt vát phẳng, cạnh vát thẳng để đảm bảo cho mối hàn đợc liên kết toàn bộ mặt vát.
+ Hàn lỡi ca: sau khi mài xong, lỡi ca đợc hàn trên bàn hàn chuyên dụng. Nguyên lý
chung là làm cho hai đầu mối hàn nóng, chất kết dính, phụ gia của mối hàn chảy, sau đó dùng
áp lực tác dụng lên mối hàn để thực hiện kết dính. Hiện nay có mấy cách sau đây: dùng tấm kim
loại nung nóng, hàn bằng điện và hàn tiếp xúc.
* Dùng tấm kim loại nung nóng. Quá trình tiến hành nh sau: nung nóng hai thỏi kim loại
kích thớc dài từ 170 200 mm, tiết diện ngang 20 30 mm hoặc 25 40 mm. Nhiệt độ nung
nóng phụ thuộc vào chất kết dính và phụ gia (bảng 5.12). Lỡi ca đợc đặt lên bàn và đợc kẹp
chặt, cho hai mối ghép sát nhau (hình 5.45 và hình 5.47), giữa chúng là chất phụ gia và kết dính.
Phụ gia dạng bản hoặc bột (đồng thanh cùng với hàn the) đợc rải đều bằng chiều rộng mối mài
vát.
Hình 5.47. Thiết bị hàn nối lỡi
ca vòng
Lúc đặt hai thỏi sắt nung nóng vào mặt

trên và mặt dới chỗ nối, dùng áp lực tác
dụng nén lên thỏi sắt (hình 5.47a). Cần chú
ý là theo mức độ nóng chảy của phụ gia, chất
kết dính mà cần nén tiếp để tăng mối tiếp
xúc, trong khi tăng áp lực nh vậy, cần giải
phóng bớt lực kẹp chặt ở hai phía. Khi chất
phụ gia kết dính nguội dần đến mức đỏ sẫm
thì bỏ thỏi sắt và thay vào đó tấm sắt nguội,
để tiến hành tôi, ủ, trong khoảng 1 2 phút.
Sau đó để nguội ngoài không khí và kết thúc
quá trình hàn theo dạng dùng thỏi sắt nung.
a
b
* Hàn bằng điện (hình 5.47b): phơng pháp này có quy trình tơng tự song ở đây lỡi ca và
chất phụ gia, chất kết dính đợc đốt nóng bằng dòng điện. Nh chúng ta đã biết, cho dòng điện
đi qua hai đầu mối tiếp xúc của hai lỡi ca với khoảng hở giữa hai đầu vát của lỡi ca nhỏ
(0,4 0,5 mm), sẽ tạo ra nhiệt lợng, làm nóng chảy chất kết dính và phụ gia.
Phơng pháp này đơn giản, vệ sinh, có chất lợng cao, song bề rộng mối hàn có hạn chế.
* Hàn tiếp xúc (hình 5.48).
Hình 5.48. Máy hàn tiếp xúc dùng
hàn nối lỡi ca vòng
Phơng pháp này sử dụng nguyên lý
hàn tiếp xúc theo đờng, vì vậy khâu
cắt không mài vát mà cắt ngang lỡi
một góc 900 theo chiều vuông góc với
bản ca, đặt hai mối nối tiếp xúc, kẹp
chặt. Dùng dòng điện có cờng độ 60
ampe. Do có khoảng tiếp xúc, dòng
điện tạo ra nhiệt làm nóng chảy kim
loại, sau đó thực hiện nối mối nối nh

các phơng pháp đã trình bày trên. tức
là sau khi hai đầu mối nối nóng chảy
dùng áp lực kẹp chặt hai mối nối (hình
5.48).