Thao luan do an cong nghe che tao may

Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

1

KHOAN, KHOÉT, DOA, TARÔ

Khoan, khoét, doa đều là các phương pháp gia công lỗ nhưng khả
năng công nghệ khác nhau do đó phạm vi sử dụng cũng khác nhau.
I. Khoan:
1.1 Khái niệm:

Khoan là phương pháp tạo lỗ từ phôi đặc trên các máy khoan, máy tiện và
đôi

khi cả trên máy phay vạn năng. Ngày nay do có những tiến bộ đáng kể
trong lĩnh vực thiết bị nên nhiều khi khoan được thực hiện ngay cả ở các
trung tâm gia công để khép kín quy trình công nghệ gia công các lỗ chính xác
trên cùng một lần gá. Để gia công các lỗ có 1/d < 10 người ta dùng mũi
khoan ruột gà có hai lỗ xoắn theo hai bên để dẫn dung dịch trơn nguội trực


2

Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

tiếp vào vùng cắt (hình 9.40).

Hình 1.1. Mũi khoan ruột gà

Khoan có khả năng tạo lỗ có đường kính φ = 0,1 ÷ 80 mm. Đối với lỗ φ
> 20 mm, trong sản xuất hàng loạt người ta tạo lỗ thô ban đầu bằng đúc

hoặc gia công áp lực, sau đó dùng khoét mở rộng lỗ để đạt kích thước


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

3

yêu cầu.

Khi khoan lỗ có φ > 20 lực cắt dọc trục lớn, công suất máy yêu cầu lớn,
các máy khoan không đảm bảo độ cứng vững. Để khắc phục người ta áp
dụng phương pháp khoan mở rộng lỗ nhiều lần bằng các mũi khoan có
đường kính tăng dần hoặc khoét mở rộng lỗ để thay cho khoan hoặc dùng
mũi khoan có kết cấu đặc biệt để khoan lấy lõi.

Hình 1.2. Mũi khoan có kết cấu đặc biệt khoan lấy lõi.


4

Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got


5

Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

Khi khoan lỗ
nhỏ ( φ ≤ 4
mm) nên

dùng

tốc

độ cắt cao
với

bước

tiến s nhỏ
nhằm giảm
dao

động

ngang

và

lực

dọc

trục

để

tránh

gãy

mũi khoan.
Hình

1.3

Cấu

tạo

mũi khoan
ruột gà
Hình 1.4.
Các nguyên
nhân và hiện
tượng sai
lệch khi
khoan


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

6

Khoan đạt độ chính xác thấp vì mũi khoan có các nhược điếm sau đây:

- Kết

cấu của mũi khoan chưa hoàn thiện, phần lõi giữa của mũi khoan

nhỏ nên mũi khoan có độ cứng vững kém (hình 9.42).

- Phần

cắt và phần cán của mũi khoan được chế tạo ở hai nguyên

công khác nhau do đó giữa chúng có độ lệch tâm, khi khoan lỗ sẽ bị lay
rộng.

- Do

không có đồ gá chuyên dùng nên khi mài lại hai lưỡi cắt không

đều nhau, lực cắt tác dụng trên hai lưỡi cắt theo phương dọc trục không
đều nên lỗ khoan dễ bị cong hoặc bị lệch khi vật đứng yên, mũi khoan
quay và tịnh tiến (khoan trên máy phay hoặc máy khoan, hình 9.43a). Ngược
lại khi vật quay (khoan trên máy tiện) lỗ thường bị loe (hình 9.43b).


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

7

Ngoài ra khi khoan còn có thể xuất hiện các sai lệch khác do các nguyên nhân
sau:

- Mặt

đầu bị nghiêng hoặc không phẳng dẫn tới đường tâm lỗ bị

nghiêng làm cho tiết diện ngang của lỗ có dạng ô van (hình 9.43c).

- Khoan

tâm hoặc khoan lần 1 với khoan lần 2 thực hiện ở hai lần gá

khác nhau tạo ra sai số gá đặt gây ra độ lệch tâm giữa tâm mũi khoan và
tâm lỗ mồi dẫn tới sai lệch về vị trí tương quan của lỗ khoan (hình 9.43d).

- Hai

lưỡi cắt mài không đối xứng làm cho đường kính lỗ bị lớn lên

hoặc lỗ bị côn (hình 9.43e).


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

8

- Hai

lỗ khoan giao nhau không đúng dẫn tới lượng dư gia công không

đều, mũi khoan bị đẩy lệch làm cho lỗ không tròn hoặc bị loe (hình 9.43f).

- Mũi

khoan có lưỡi cắt ngang cản trở quá trình cắt nên dễ gây ra sai lệch

vị trí lỗ.

- Độ

cứng vững của mũi khoan kém nên không dùng khoan để mở

rộng lỗ đúc vì lượng dư gia công không đều và đường tâm lỗ không thẳng
sẽ gây ra hiện tượng gãy mũi khoan hoặc độ cứng lớp vỏ lớn (phôi đúc
trong khuôn kim loại hoặc phôi gia công áp lực) làm mũi khoan mòn nhanh.

Do các tồn tại trên đây nên khoan chỉ đạt độ chính xác thấp (cấp 12 ÷
13, Ra = 3,2 ÷ 12,5 µ m ), lỗ khoan có sai số về hình dạng, kích thước và về vị trí
tương quan.


9

Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

Để nâng cao độ chính xác và năng suất khi khoan người ta sử dụng
các biện pháp công nghệ sau đây:

Khi khoan lỗ sâu trên chi tiết
nhỏ, ngắn và dễ gá đặt nên
gá chi tiết trên mâm cặp của máy tiện để chi tiết quay, dao tịnh tiến (hình
9.44a), nếu chi tiết dài nên đỡ bằng luynet tĩnh (hình 9.44b).

Hình 9.44. Khoan trên máy tiện.

Hình 9.45. Đầu khoan rêvonve và đầu khoan nhiều trục:

Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

10

a) đầu khoan rêvonve; b) đầu khoan nhiều trục
- Dùng đầu khoan rêvonve để giảm thời gian thay dao khi gia công

lỗ bằng
nhiều
bước liên tục (hình 9.45a).

- Dùng

đầu khoan nhiều trục để gia công đồng thời nhiều lỗ trong

cùng một lần tiến dao) (hình 9.45b).

- Dùng

bạc dẫn hướng để tăng độ cứng vững của mũi khoan đồng

thời đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan của tâm lỗ so với các bề
mặt khác.

- Trước

khi khoan nên dùng mũi khoan tâm tạo lỗ mồi để nâng cao

độ chính xác về vị trí tương quan của lỗ, dùng bước tiến nhỏ để giảm lực
dọc trục tránh gãy mũi khoan.


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

11

- Dùng

đồ gá nhằm bỏ nguyên công lấy dấu và giảm thòi gian gá đặt.
Hình

1.5.

Mũi
khoan

sâu.
d)

- Mài

-

thu hẹp lưỡi cắt ngang để giảm lực cản chiều trục (hình 9.46a).

Mài thay đổi hình dạng của lưỡi cắt chính (hình 9.46b) hoặc thay đổi

đồng thời hình dạng của cả lưỡi cắt chính và lưỡi cắt ngang (hình 9.46c) để

giảm lực cản chiều trục đồng thời cải thiện điều kiện cắt của lưỡi cắt
chính.
Mài lưỡi cắt chính thành nhiều đoạn gãy khúc nối tiếp nhau để chia nhỏ phoi
tạo điều kiện thoát phoi dễ dàng. Kiểu mài mũi khoan này đặc biệt có hiệu
quả khi


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

12

gia công gang (h.ình 9.46d).

- Mài

thay đổi hình dạng lưỡi cắt chính và lưỡi cắt ngang đồng thời thu

hẹp mặt sau nhằm giảm lực cản chiều trục, cải thiện điều kiện cắt của lưỡi
cắt chính đồng thời giảm ma sát của mặt sau, tạo không gian dẫn dung
dịch trơn nguội trực tiếp vào vùng cắt nâng cao hiệu quả của quá trình bôi
trơn và làm nguội trong khi khoan (hình 9.46e).

-

Mài tạo ra mũi khoan tâm ngay trên đầu mũi khoan đồng thời mài lươi

cắt chính có dạng nằm ngang (hình 9.46f). Kiểu mũi khoan này đặc biệt có
hiệu quả khi khoan lỗ trên các tấm mỏng.

1.6. Mũi

dung gia
bậc

Hình
khoan
công lỗ


- Dùng

mũi khoan có hai đường dẫn dung dịch trơn nguội từ cán tới

mặt sau của phần cắt nhằm đưa dung dịch trực tiếp vào vùng cắt, tăng
hiệu quả bôi trơn, làm nguội và tạo điều kiện thoát phoi dễ dàng.

- Khi

gia công lỗ bậc, để đảm bảo độ đồng tâm giữa các bậc của lỗ và

chỉ cần tiến dao 1 lần người ta mài mũi khoan có dạng bậc với chiều dài
và các góc vát phù hợp với yêu cầu (hình 9.47).

Trong những năm gần
đây, để nâng cao hiệu
quả kinh tế - kỹ thuật của


nguyên
công
khoan

người ta
dùng mũi
khoan có
sử

dụng

mảnh cắt
quay
bằng hợp
kim cứng có phủ các lớp
phủ đặc biệt để tăng khả
năng chống mài mòn,
tăng tuổi bền của dao
(hình 9.48).

Hình 9.48. Mũi khoan sử dụng tấm cắt quay.
a) mũi khoan có 1 tấm cắt quay; b) mũi khoan có 2 tấm cắt
quay hình tứ giác; c) mũi khoan với 2 tấm cắt quay có nhiều lưỡi
cắt.


15

Chương.9: Các phương pháp gia công cắt got

Các biện pháp công nghệ khi khoan lỗ sâu:

Khi khoan lỗ sâu (l/d>5) bằng mũi khoan ruột gà sẽ gặp phải các khó
khăn như độ cứng Vững mũi khoan thấp, tính chất dẫn hướng kẽm, mặt

khác khó dẫn dung dịch trơn nguội vào vùng cắt, khó thoát phoi, do đó lỗ
dễ bị lệch, sai số hình dạng hình học, sai số vị trí tương quan của lỗ cũng
như chiều cao nhấp nhô bề mặt lớn. Trong trường hợp này nên khoan
trên máy khoan sâu với mũi khoan sâu chuyên dùng (hình 9.49).

Hình 9.47. Mũi khoan dùng gia công lỗ bậc.


16

Chương.9: Các phương pháp gia công cắt got

Hình 9.47. Mũi khoan dùng gia công lỗ bậc.


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

17

Phôi

Bac khoan

Lưỡi cắt
phoi

Mặt th°át

Giao điểm
Đầu bàng hợp kim cứngcủa lưỡi

cắt

I'ổi

đường
sinh
Cấu

tạo

mũi

Hình 9.49. Mũi

Lưỡi

khoan sâu.

phía ngoài

phần: phần cán, phần thân và phần cắt.

Đỉnh

cắt
khoan sâu gồm 3

mũi

khoan

Lưỡi

cắt

phía trong

Phần cán hình trụ được lắp vào đầu kẹp mũi khoan và được truyền
mômen xoắn nhờ vít kẹp ngang.

Phần thân dùng để truyền mômen xoắn và dẫn dung dịch trơn nguội
tới vùng cắt. Với chiều sâu lỗ lớn thường phần thân là một ống rỗng có
tiết diện đặc biệt được chế tạo từ thép tốt. Với lỗ có chiều sâu nhỏ phần
thân thường được chế tạo liền với phần cắt.


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

18

Bộ phận cắt có thể được chế tạo toàn bộ từ vật liệu dụng cụ cắt hoặc
được

chế tạo từ thép tốt có ghép các mảnh hợp kim cứng để tạo thành mảnh cắt
trên đó có lưỡi cắt và 2 mảnh đóng vai trò dẫn hướng. Lưỡi cắt gồm
một đoạn (khi lỗ nhỏ) hoặc nhiều đoạn gãy khúc nối tiếp (khi lỗ lớn) để
dễ bẻ phoi. Phần dẫn hướng có độ côn ngược khoảng 5/1000 để tránh
kẹt và có cung tròn từ 250 ÷ 260o để tỳ vào bạc dẫn.

Kiểu mũi khoan sâu trên đây có độ cứng vững cao, khi khoan cho
năng suất, độ chính xác và chất lượng bể mặt cao.

Dung dịch trơn nguội có áp lực từ 20 ÷ 100 atm được dẫn từ cán
qua thân, qua lỗ nhỏ của phần cắt tưói trực tiếp vào khu vực cắt rồi
thoát ra ngoài qua mặt trước của dao và rãnh của phần thân cùng với
phoi.


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

19

Khi khoan sâu cần lưu ý:

- Trong

sản xuất hàng loạt dùng bạc dẫn hướng dẫn phần cắt của

dụng cụ vào vị trí khoan, sau khi khoan đủ chiều dài dẫn hướrig thì
đoạn lỗ vừa gia công sẽ đóng vai trò bạc dẫn cho quá trình khoan tiếp theo.
Chính vì vậy độ chính xác của bước gia công đoạn lỗ đầu tiên có ý nghĩa
hết sức quan trọng.

- Trong

sản xuất đơn chiếc có thể khoan sâu trên máy tiện bằng

cách cho chi tiết quay, mũi khoan tịnh tiến. Ban đầu dùng mũi khoan
ngắn có độ chính xác và có độ cứng vững cao để khoan mồi một đoạn
có đủ chiều dài dẫn hướng, sau đó dùng mũi khoan sâu khoan tiếp.

Với máy khoan sâu và mũi khoan sâu trên đây người ta khoan được lỗ

φ 5 X 500 mm.


20

Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

9.4.2 Khoét

Hình 9.50. Khả năng gia công các dạng bề mặt khác nhau của khoét.
a) khoét rộng lỗ; b) khoét lỗ bậc; c) khoét lỗ côn; d) khoét mặt đầu


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

21

Khoét là phương pháp gia công mở rộng lỗ trên máy khoan, máy tiện,
máy phay hoặc máy doa nhằm:

- Nâng

cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của lỗ.

- Chuẩn

bị cho doa để đạt độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao

hơn.

Khoét có khả năng đạt độ chính xác cấp 10 ÷ 12, Ra = 2,5 ÷ 10 µ m .


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

22

Hình 9.51. Các kiểu dẫn hướng

khi khoét.

a) dẫn hướng phía trước; b) dẫn

hướng phía sau;

Dao khoét có

nhiều lưỡi cắt

hơn dao khoan do

đó có độ cứng

vững cao hơn mũi

khoan.

Vì vậy khoét không những đạt được độ chính xác, độ nhẵn bóng cao hơn

khoan mà còn sửa được sai số về vị trí tương quan của lỗ do khoan, đúc
hoặc gia công, áp lực để lại đồng .thời đạt được năng suất cao hơn do có
khả năng cắt với lượng chạy dao lớn.

Khoét cỏ thể gia công được lỗ trụ, lỗ bậc, lỗ côn và mặt đầu vuông góc
với tâm lỗ tuỳ theo kết cấu của dao (hình 9.50).


Chương 9: Các phương pháp gia công cắt got

23

Khi khoét có thể dùng bạc dẫn hướng ở một hoặc hai đầu để nâng cao
độ cứng vững, do đó nâng cao độ chính xác và năng siịất (hình 9.51).

Doa


Doa là phương pháp gia công tinh các lỗ đã được khoan, khoét hoặc tiên.
Doa thường được thực hiên trên máy khoan, máy tiện, máy phay hoặc
máy doa. Lượng dư doa thô khoảng 0,25 ÷ 0,5 mm, doa tinh khoảng 0,05 ÷
0,15 mm. Nếu lượng dư quá nhỏ khi doa dao bị trượt hoặc bị kẹt làm độ
nhẵn bóng (hoặc độ nhám bề mặt tăng) bề mặt giảm, nếu lượng dư lớn tải
trọng trên dao lớn, dao chóng mòn làm sai lệch kích thước gia công. Do
lượng dư khi doa nhỏ nên doa không sửa được sai lệch về vị trí tương
quan hoặc có thể sửa được nhưng rất ít. Vì vậy nên thực hiện khoét và doa
trên cùng một lần gá.

Doa có thể đạt độ chính xác cấp 9 ÷ 7, Ra = 0,63 ÷ 1,25 | µ m , khi chuẩn
bị công nghệ và dao tốt, chọn chế độ cắt hợp lý có thể đạt cấp chính xác 6, Ra

= 0,63 | µ m nhưng chi phí sản xuất cao, năng suất thấp nên ít dùng.

Doa có độ cứng vững cao, lưỡi cắt thường phân bố không đối xứng
nên giảm được rung động trong quá trình cắt, góc trước lớn nên,có thể cắt
được lớp phoi mỏng. Khi dao doa mòn góc trước thay đổi, nếu tiếp tục cắt
dao sẽ trượt trên bề mặt gia công gây ra hiện tượng biến cứng lớp bề mặt
gây khó khăn cho bước gia công tinh tiếp theo. Tuy vận tốc cắt nhỏ 8 ÷ 10
m/ph nhưng bước tiến dao lớn (0,5 ÷ 3,5 mm/vòng) nên năng suất doa vẫn
cao.
Hình 9.52. Các kiểu trục doa tuỳ động có và không có bạc dẫn hướng.

'


Các phương pháp doa:

d)