PHƯƠNG PHÁP CHUỐT VÀ DỤNG CỤ

Chương 7
PHƯƠNG PHÁP CHUỐT VÀ DỤNG CỤ
7.1 CHUỐT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
Chuốt là phương pháp gia công kim loại có năng suất cao nhất dùng để gia công các
bề mặt khác nhau như: mặt phẳng, lỗ trụ, lỗ vuông, rãnh then, lỗ then hoa, các bề mặt định
hình phức tạp (ví dụ rãnh nòng ổ khóa), bề mặt tròn xoay, rãnh xoắn, bánh răng v.v.. Bề mặt
chi tiết gia công bằng chuốt có thể đạt độ chính xác cấp 6 ÷ 7, Ra đạt từ 0,63 ÷ 0,32 µm.
Khi chuốt lỗ và các mặt định hình phẳng (hình 7.1 a) thì chuyển động chính là chuyển
động tịnh tiến của dao còn chi tiết đứng yên. Khi chuốt các mặt tròn xoay bằng dao chuốt
phẳng thì dao chuyển động thẳng còn chi tiết quay tròn (hình 7.1 b). Đối với các dao chuốt đĩa
(hình 7.1 c) hoặc chuốt bao (dao chuốt cũng dạng tròn nhưng rỗng ruột, dao sẽ bao bên ngoài
chi tiết) thì chuyển động chính là chuyển động quay của dao còn chi tiết có thể đứng yên hoặc
quay tròn tuỳ hình dạng của nó.
v
v
a)

b)
c)

Hình 7.1 Một số dạng dao chuốt và các chuyển động cần thiết.
Khi chuốt, không có chuyển động chạy dao mà chuyển động này được thay thế bằng
lượng nâng răng dao az (dao chuốt được làm cao dần lên từ răng cắt đầu tiên đến răng cắt cuối
cùng tổng cọng một lượng đúng bằng lượng dư). Sở dĩ chuốt có năng suất cao bởi vì tổng
chiều dài cắt đồng thời tham gia cắt lớn hơn nhiều so với các dao khác.
Để truyền lực cho dao chuốt thì máy chuốt có thể kéo từ đầu dao (dao chuốt kéo) hoặc
đẩy từ đuôi dao (dao chuốt đẩy). Máy chuốt thường có hai dạng : máy chuốt đứng dùng gia
công mặt ngoài và chuốt ép (đẩy); máy chuốt nằm chủ yếu dùng gia công lỗ.
7.2.

SƠ ĐỒ CẮT KHI CHUỐT

Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật, đặc điểm của chi tiết gia công, khả năng công nghệ chế tạo
dao chuốt, ta có thể lựa chọn các sơ đồ cắt khác nhau theo dạng chuốt đơn hoặc chuốt nhóm
như sau :
a) Chuốt theo lớp : (hình 7.2 a)
Prôfil chi tiết đồng dạng với prôfil lớp kim loại được cắt. Sơ đồ này có ưu điểm là
chiều dày cắt a bé, chiều rộng cắt b lớn nên dao lâu mòn mặt trước, đảm bảo độ chính xác và
độ bóng bề mặt cao nhưng lực cắt đơn vị lớn và chế tạo dao khó.


I. Chuốt đơn

a)
b)

II.. Chuốt nhóm
Nhóm răng 1

Nhóm răng 2

c)

d)

e)

Hình 7.2 Sơ đồ cắt khi chuốt.
b) Chuốt ăn dần : (hình 7.2 b)
Prôfin của lớp cắt và prôfin của lưỡi cắt không giống như prôfin của bề mặt gia công,
ví dụ như hình 7.2 b thì lỗ chuốt có dạng vuông trong khi lưỡi cắt có dạng tròn trừ các răng

cuối của dao thì mới có dạng vuông của chi tiết. Sơ đồ này cắt được các bề mặt có độ nhẵn và
độ chính xác thấp hơn sơ đồ chuốt theo lớp vì ở các chỗ chuyển tiếp giữa lớp cắt này và lớp
cắt kế tiếp còn lại các vết do các răng khác nhau tạo ra. Tuy nhiên, sơ đồ cắt này có ưu điểm
là việc chế tạo dao đơn giản.
c) Chuốt theo mảnh : (chuốt nhóm – hình 7.2 c, d, e)
Mỗi lớp kim loại có chiều dày cắt a được cắt bởi một nhóm từ 2 đến 3 răng, vì vậy
người ta gọi chuốt theo sơ đồ này là chuốt nhóm. Khi cắt theo sơ đồ chuốt này thì chiều dày
cắt a sẽ tăng và chiều rộng cắt b sẽ giảm so với chuốt đơn, mà khi a tăng thì lực cắt đơn vị
giảm do đó lực cắt tổng sẽ giảm. Tuy nhiên do a tăng, dao sẽ chóng mòn mặt trước. Dao chế
tạo theo sơ đồ này thì phức tạp.
7.3. DAO CHUỐT LỖ TRỤ KÉO
7.3.1. Khái niệm
Dao chuốt lỗ trụ kéo là dao chuốt thông dụng nhất. Nó được dùng để chuốt các lỗ hình
trụ có độ bóng và độ chính xác cao từ các lỗ nhỏ và thô hơn. Khi gia công thì đồ gá trên máy
chuốt sẽ kẹp vào đầu dao chuốt và kéo nó đi qua lỗ gai công để thực hiện việc cắt gọt.
7.3.2. Lượng dư gia công
Lượng dư đường kính dành cho chuốt lỗ có thể lấy trong các sổ tay, hoặc có thể tính
theo công thức sau (nếu lỗ trước khi chuốt là lỗ khoan hoặc khoét):
2h = 0,005.D + (0,05 ÷ 0,2) L ,

mm

(7.1)

trong đó D và L là đường kính và chiều dài danh nghĩa của lỗ chuốt và trị số trong
ngoặc lấy bé khi lỗ trước khi chuốt được khoét hoặc tiện và trij số này lấy lớn khi lỗ được
khoan trước khi chuốt.
7.3.3.

Lượng nâng răng az

Đây chính là chiều dày cắt a của răng dao chuốt. Nếu a z nhỏ thì độ bóng bề mặt gia
công tăng, lực chuốt cho một răng dao sẽ nhỏ nhưng lực cắt đơn vị sẽ tăng và dao chuốt sẽ
dài. Đối với dao chuốt lỗ trụ, az có thể lấy theo bảng sau:
Thép cacbon và ít hợp kim

Thép hợp kim

Gang

Nhôm


Vật liệu
gia
công

σb ≤ 500
N/mm2

σb =
500÷ 750

σb > 750
N/mm2

σb ≤ 800
N/mm2

σb > 800

N/mm2

az, mm

0,015
÷ 0,02

0,025
÷ 0,03

0,015
÷
0,025

0,025
÷ 0,03

0,010
÷
0,025

Đồng thanh
và đồng
thau

0,03
÷ 0,1

0,02 ÷
0,05

0,05
0,12

÷

Đối với dao chuốt nhóm thì có thể lấy az = 0,1 ÷ 0,2 mm. Giữa các răng cắt thô và
răng sửa đúng có thể lấy 2 ÷ 5 răng cắt tinh với lượng nâng giảm dần một lượng (0,03 ÷
0,02) mm từ răng này đến răng kia. Ví dụ lấy 3 răng cắt tinh : a z1 = 0,7 az, az2 = 0,4 az, az3 =
0,25 az. Phần sửa đúng thì có az = 0.
7.3.4.

Kết cấu dao chuốt lỗ trụ kéo
d7

a)

d4

Hình 7.3 Kết cấu dao chuốt lỗ trụ: a) kéo, b) đẩy
b)

b)

c)

d)

Hình 7.4 Dạng răng và rãnh chứa phoi của dao chuốt.
Hình 7.3 là kết cấu của dao chuốt lỗ trụ kéo (hình a) và đẩy (hình b). Theo hình 7.3 b

ta thấy dao chuốt lỗ trụ kéo gồm các phần sau:
-

Phần 1 :đầu dao, dùng để kẹp dao chuốt trong đồ gá của máy chuốt.

-

Phần 2 : cổ dao.

-

Phần 3 : côn chuyển tiếp.

-

Phần 4 : phần định hướng trước, có tác dụng để định tâm chi tiết trước khi cắt.

Phần 5 : phần cắt, giữa các răng hoặc các nhóm răng (chuốt nhóm) kế tiếp nhau sẽ
có lượng tăng đường kính 2.a z . Trên các răng có các rãnh chia phoi bố trí xen kẻ nhau giữa
răng trước và sau để phân chia phoi thành những mãnh nhỏ (giảm biến dạng và lực cắt).
-

-

Phần 6 : phần sửa đúng, để sửa đúng kích thước lỗ và tăng độ bóng.


Phần 7 : phần định hướng sau, để định hướng chi tiết khi răng cuối cùng của dao
chưa ra khỏi mặt lỗ gia công (nhằm bảo vệ bề mặt lỗ đã gia công và tránh gãy răng dao do chi
tiết bị lệch).

-

Phần 8 : phần đuôi tựa hay còn gọi là cổ đở, dùng để đở luy nét.

Sau đây chúng ta khảo sát các yếu tố kết cấu chủ yếu của dao chuốt lỗ trụ kéo :
•

Răng và rãnh chứa phoi

Răng dao chuốt phải đủ bền và đảm bảo mài lại được nhiều lần. Rãnh chứa phoi phải
cho phép cuốn phoi tốt và đủ rộng để chứ phoi. Hình 7.4 giới thiệu 4 dạng răng và rãnh
thường dùng : dạng a dùng cho vật liệu dẻo, dạng b dùng cho vật liệu giòn, dạng c dùng cho
dao chuốt nhóm.
Diện tích rãnh chứa phoi (hình 7.4) F phải thỏa mản:
F = K.F1

(7.2)

trong đó F1 - diện tích tiết diện phoi : F1 = l.az

(7.3)

l - chiều dài lỗ được chuốt.
K - hệ số điền đầy rãnh , K = 2 ÷ 6, vật liệu gia công càng bền và a z càng lớn (phoi
càng khó cuốn chặt) thì K càng lớn.
Sau khi đã chọn dạng răng và rãnh chứa phoi, ta phải chọn các thông số t, h, b, R, r
(hình 7.4) sao cho diện tích rãnh thực tế F phải thỏa mản biểu thức (7.2).
•

Rãnh chia phoi

Khi chuốt lỗ trụ, để phoi dễ cuốn vào trong rãnh chứa phoi, ta phải giảm chiều rộng
cắt b bằng cách làm các rãnh chia phoi xen kẻ giữa các răng cắt kế tiếp nhau (hình 7.5). Các
răng sửa đúng không làm rãnh chia phoi. Các rãnh chia phoi được tạo ra bằng phương pháp
mài. Dạng rãnh chia phoi tốt nhất là tam giác như hình. Số rãnh chia phoi phải chọn sao cho
chiều rộng cắt b cho từng dây phoi không quá 6 mm. Chiều rộng rãnh chia phoi lấy từ 0,8 ÷ 1
mm, bán kính lượn ở đáy rãnh R = 0,3 ÷ 0,5 mm, góc rãnh là 60 ÷ 900
•

Góc độ của răng dao chuốt

-

Góc trước γ : góc trước

b
az

γ phụ thuộc vào vật liệu gia công.
Cần chọn γ > 5o để tránh hiện tượng
lỗ bị co do vật liệu bị nén. Khi chuốt
kim loại đen thì γ không nên chọn
lớn hơn 20o để tránh hiện tượng lay
rộng lỗ sau khi chuốt.
Đối với răng sửa đúng và

Hình 7.5 rãnh chia phoi trên dao chuốt.

răng cắt tinh, góc trước có thể lấy như răng cắt thô hoặc có thể lấy giảm đi để tăng tuổi bền
kích thước.

- Góc sau α : góc này bị hạn chế bởi tuổi thọ của dao vì khi α lớn thì sau mỗi lần mài
lại mặt trước đường kính răng dao sẽ giảm nhanh (đối với dao chuốt lỗ trụ). Có thể lấy α cho
răng thô bằng 3o ÷ 3o30’, cho răng tinh là 2o và cho răng sửa đúng là 30’÷ 1o.
•

Số răng đồng thời tham gia cắt

Số răng đồng thời tham gia cắt được tính như sau :
l
Z o max = + 1
t

(lấy phần nguyên)

(7.4)


Để sự định hướng dao chuốt trong lỗ được tốt đồng thời không bị quá tải khi cắt thì số
răng đồng thời tham gia cắt thường phải thỏa điều kiện : 3 ≤ Zomax ≤ 6

•

Số răng cắt của dao chuốt

Các răng cắt bao gồm các răng cắt thô và một số răng cắt tinh. Số răng cắt thô :
Zcthô =

2h − 2htinh
+1
2.a z

(7.5)

trong đó 2htinh là lượng dư đường kính dành cho các răng cắt tinh.
•

Số răng sửa đúng

Khi lỗ chuốt có cấp chính xác 6 ÷ 7, số răng sửa đúng Zsđ = 7 ÷ 8, lỗ cấp chính xác 8
hoặc thấp hơn thì Zsđ = 5 ÷ 6.
•

Đường kính phần định hướng trước d4

Đường kính phần định hướng trước d 4 lấy sao cho phần này có thể chui qua lỗ trước
khi gia công (Do) một cách dễ dàng. Có thể lấy d 4 = Do – 0,08 mm. Để dao chui qua chi tiết dễ
dàng hơn, phía trước phần định hướng này có phần côn chuyển tiếp với góc nghiêng của
đường sinh so với trục dao là 15 ÷ 30o .
•

Đường kính các răng dao chuốt

-

Răng đầu tiên : Dr1 = d4 = Do – 0,08 mm

-

Răng thứ 2 : Dr2 = Dr1 + 2.az

-

Răng thứ n : Drn = Dr1 + 2(n –1).az

-

-

(7.6)
(7.7)

Các răng cắt tinh có đường kính bằng đường kính răng kề trước + 2 lần lượng
nâng của bản thân răng cắt tinh đó.
Các răng sửa đúng và răng cắt tinh cuối cùng có đường kính là Dsđ :
Dsđ = Dmax ± δ

(7.8)

trong đó : Dmax - đường kính giới hạn lớn nhất của lỗ chi tiết sau gia công
δ - lượng lay rộng ( dấu -) hay độ co ( dấu +) của bề mặt lỗ sau khi chuốt, ví dụ khi
chuốt bằng dao chuốt dài 700 ÷ 800mm thì có lượng lay rộng δ = 0,005 ÷ 0,01
mm, khi chuốt vật liệu dẻo thì có độ co δ ≤ 0,01 mm, hay khi chuốt chi tiết có
thành mỏng thì thường có độ co phụ thuộc vào đường kính lỗ chuốt và chiều dày
thành lỗ.
•

Đường kính phần định hướng phía sau d7

Đường kính phần định hướng phía sau d 7 bằng đường kính danh nghĩa của lỗ sau khi
chuốt với dung sai theo kiểu lắp lỏng hệ lỗ cấp chính xác 6 hoặc 7.

•

Đường kính cổ đở (đuôi tựa 8) d8

Dao chuốt đường kính lớn và dài thì khi làm việc phải có luy nét đở ở phía sau. Bạc
của luy nét đở có thể được lắp vào phần định hướng sau d 7. Tuy nhiên để giảm số kích cở bạc
đở thì người ta thường làm thêm phần đuôi tựa 8 có đường kính bằng đường kính bạc đở đã
có.
•

Đường kính phần đầu dao chuốt d1

d1 lấy nhỏ hơn đường kính lỗ trước khi chuốt một lượng tối thiểu là 0,3 mm. Có thể
lấy d1 = Do – (1÷ 2) mm.


d2 = d1 - (0,3÷ 1) mm

•

Đường kính cổ dao d2:

(7.9)

•

Kích thước chiều dài dao chuốt

-

Chiều dài phần đầu dao l1 : theo kích thước của đầu kẹp dao của máy chuốt.

-

Chiều dài phần côn chuyển tiếp l3 : thường chọn l3 = 10 ÷ 20 mm.

-

Chiều dài phần định hướng trước l4 : l4 = l + 0,5.t – l3

(7.10)

Chiều dài phần cổ dao l2 : chiều dài này phải đảm bảo sao cho có thể thò dao xuyên
qua chi tiết, rồi xuyên qua bạc tì cùng với thành máy chuốt và còn một khe hở từ 5 ÷ 10 mm
giữa mặt đầu mâm cặp và thành máy để có thể thao tác kẹp dao vào mâm cặp được dễ dàng
(hình 7.6).
-

-

Chiều dài phần cắt l5 :

Nếu các răng có bước đều nhau:

l5 = Zc. t

(7.11)

Nếu các răng có bước không đều:
n

l5 = ∑ t i

(7.12)

i =1

với : ti là bước của răng thứ i, và n là số răng cắt của dao chuốt
-

Chiều dài phần sửa đúng l6 :
l6 = Zsđ . tsđ

(7.13)

Thành máy
Bạc tì

Mâm cặp

Chi tiết

Hình 7.6 Kẹp đầu dao chuốt vào máy chuốt.
-

Chiều dài phần định hướng sau l7: l7 = (0,5 ÷ 0,7)l, nếu không có cổ đở 8 thì l7 phả
i ≥ 0,5 d7 và phải ≥ 20 mm

-

Chiều dài phần cổ đở (nếu có) l8 : l8 = (0,5 ÷ 0,7)d8, và l8 phải ≥ 20 mm

-

Chiều dài tổng cọng của dao chuốt L:
L = l1 + l2 + l3 + l4+ l5 + l6 + l7 + l8

Để đảm bảo cứng vững thì L ≤ [L] = 40d7, tốt nhất là L ≤ 30d7. Nếu điều kiện này
không thỏa mản, ta nên thiết kế một bộ dao gồm 2 hoặc 3 con dao chuốt với đường kính răng
đầu tiên của dao chuốt sau phải bằng đường kính răng sửa đúng của dao chuốt trước đó.