Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Chế độ gia công khoan khoét doa

2 Chế độ gia công khoan khoét doa

Tải bản đầy đủ - 0trang

1. Kết cấu



Hình 3.5: Kết cấu mũi khoan xoắn

a. Chi dao

Chi: dựng để định vị mũi khoan vào trục chính của máy, truyền chuyển

động và mơmen xoắn khi cắt. Có hai dạng chuôi:

- Chuôi dạng trụ: Dùng cho mũi khoan có đường kính nhỏ hơn 12mm.

- Chi dạng cơn mooc: Dùng cho mũi khoan cú đường kính lớn hơn 12mm.

Trên phần Chuôi côn cú chuôi dẹt (dựng làm chuẩn công nghệ trong quá

trình chế tạo mũi khoan và cú tác dụng thoát mũi khoan ra khỏi đồ gá sau khi

làm việc xong).

b. Cổ dao

Là phần nối tiếp giữa chuôi dao với phần làm việc, có tác dụng thốt đá khi

mài phần còn dao và phần làm việc. Cũng là nơi thường dùng để ghi nhóm hiệu

mũi khoan.

c. Phần làm việc: Gồm phần cắt và phần định hướng.

- Phần cắt: trực tiếp thực hiện nhiệm vụ bóc tách phoi. Nó 5 lưỡi cắt: hai

lưỡi cắt chính, 2 lưỡi cắt phụ và một lưỡi cắt ngang.

- Lưỡi cắt chính: là giao của mặt trước và mặt sau.Mặt trước của mũi khoan

cú dạng mặt xoắn cũng mặt sau có thể là mặt cơn, mặt xoắn, mặt phẳng hay mặt

trụ phụ thuộc vào cách mài sắc.



60



- Lưỡi cắt phụ: là giao tuyến của mặt sau với cạnh viền nằm trên phần trụ ở hai

me cắt.

- Lưỡi cắt ngang: là giao của hai mặt sau, có dạng đường cong khơng gian,

nhưng hình chiếu của nó quy ước là đường thẳng.

- Phần định hướng: có tác dụng định hướng cho mũi khoan trong quá trình cắt

và là phần dự trữ mài lại phần cắt khi bị mòn.

- Phần định hướng có dạng cơn ngược, đường kính giảm dần từ phần cắt về phía

cơn dao tạo thành góc nghiêng phụ ϕ1.

Trên phần định hướng có hai rãnh xoắn để thoát phoi.

Dọc theo rãnh xoắn ứng với đường kính ngồi có hai dải cạnh viền làm

nhiệm vụ định hướng cho mũi khoan khi làm việc.

Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn được gọi là mũi khoan. Đường kớnh lừi

được lấy lớn dần về phớa cỏn. Đường kớnh lừi được tớnh theo cụng thức:

do = (0,125 ÷ 0,3) D

Trong đó:



D - đường kính mũi khoan.



2. Thơng số hình học của mũi khoan



g

A

O



a



w



j1



A

O



NN

A



g

A

O



N



0



A



a



0



N



2j



A



A

O



OA O



y



lA



Vếtmđ

wA



vếtmt=ttđx

gA



Hình 3.6: Thơng số hình học phần cắt của mũi khoan.



61



Xét ở trạng thái tĩnh:

+ Mặt đáy tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng tạo thành bởi

điểm đó với trục mũi khoan.

+ Mặt cắt tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng chứa lưỡi cắt

chính và tiếp xúc với bề mặt đang gia cơng.

a. Góc trước γ

Góc trước của mũi khoan được đo ở tiết diện chính N-N.

Góc trước đo ở tiết diện chính tại một điểm A bất kỳ trên lưỡi cắt chính

( coi như khơng có lưỡi cắt ngang và lưỡi cắt chính đi qua tâm mũi khoan)

được xác định theo công thức sau:

tgγ AN =



D A .tgω

D. sin ϕ



Trong đó: DA - đường kính của mũi khoan xét tại điểm A, mm.

D - đường kính ngồi của mũi khoan, mm.

ω - gúc xoắn của rãnh phoi, độ.

ϕ - góc nghiêng chính, độ.

b. Góc sau α:



Hình 3.7: Góc xoắn của mũi khoan

c. Góc nghiêng chính ϕ: cũng gọi là góc ở đỉnh, được xác định như ở dao

tiện.



62



Để đảm bảo cho hai lưỡi cắt đối xứng nhau qua trục mũi khoan, góc ở đỉnh

thường xác định góc 2ϕ.

Khi giảm góc ϕ, cho phép mũi khoan dễ ăn sâu vào vật liệu, lưỡi cắt dài ra,

nhiệt dễ thoát hơn. Tuy nhiên khi đó độ bền của nó giảm xuống.

Gúc ϕ được chọn theo độ bền và độ cứng của vật liệu gia công. Với mũi

khoan tiêu chuẩn thường chọn 2ϕ = 116o ÷ 120o

d. Góc nghiêng phụ ϕ1

Góc nghiêng phụ ϕ1 ở mũi khoan được hình thành bởi độ cơn ngược của phần

định hướng. Thường lấy: ϕ1 = 1’ ÷ 2’.

Khi khoan lỗ sâu trên vật liệu cứng, hoặc khi khoan lỗ khơng cần chính xác,

góc ϕ1 có thể chọn tăng gấp 2 lần so với gúc ϕ1 tiêu chuẩn và có thể lớn hơn

(khi khoan thộp khụng gỉ).

e. Góc nghiêng của rãnh xoắn ω:

Góc nghiêng của rãnh xoắn ω là góc hợp bởi giữa đường thẳng tiếp tuyến với

đường xoắn tại điểm nào đú với trục mũi khoan.

Rãnh xoắn của mũi khoan có thể có hướng xoắn phải hoặc xoắn trái. Đa số

mũi khoan có hướng xoắn phải trừ một số mũi khoan làm việc trên máy tự

động là có hướng xoắn trái.

Góc xoắn tại một điểm A nào đó được xác định theo cơng thức:

tgω A =



πD A

H



Trong đó: DA - đường kớnh mũi khoan tại điểm A, mm.

H - bước xoắn của mũi khoan, mm.

Khi dA thay đổi thì góc ωA cũng thay đổi và ω cú trị số lớn nhất tại đường

kính ngồi của mũi khoan.

Khi tăng góc ω, góc trước tăng, q trình cắt được thực hiện dễ dàng hơn,

đồng thời khi tăng ω phoi từ dạng dải dài, khi dịch chuyển theo rãnh thành

dạng xoắn, dễ thốt ra ngồi.

Tuy nhiên, tăng góc ω sẽ làm yếu chêm cắt ở đường kính ngồi của mũi

khoan, làm giảm độ bền của nó.

Trị số góc xoẵn tại điểm ngoài cùng của mũi khoan được chọn phụ thuộc vào

vật liệu gia cơng. Thụng thường chọn ω = 180 ÷ 30o



f. Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang ψ



63



Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang ψ là góc hợp bởi hình chiếu của lưỡi cắt

ngang và hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt phẳng vng góc với trục

mũi khoan (lưỡi cắt ngang hỡnh thành do mài sắc mũi khoan).

Mũi khoan tiêu chuẩn có thường lấy ψ = 55o ÷ 500. Góc trước trên lưỡi cắt

ngang có trị số lõm lớn nên nó khơng cắt mà chỉ nạo và đố nộn lên bề mặt gia

công làm cho lực dọc trục tăng lên rất lớn. Khi cắt lưỡi cắt ngang tỳ lên mặt

gia cơng làm cho lưỡi cắt mòn rất nhanh (nhược điểm kết cấu mũi khoan cải

tiến của mũi khoan gần đây nhằm làm sao để lưỡi cắt ngang càng ngắn càng

tốt ).

h. Góc nâng λ

Góc nâng λ là gúc hợp bởi lưỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt đáy.

Góc nâng tại một điểm A bất kỳ trờn lưỡi cắt chính được tính bằng cơng thức:

sin λ A =



d 0 . sin ϕ

DA



Trong đó:



do - đường kính của lưỡi mũi khoan, mm.

DA - đường kính tại điểm A của mũi khoan, mm.

ϕ - gúc nghiêng chính, độ.

Trị số góc nâng λ tăng dần kể từ điểm ngoài cùng đến gần tâm mũi khoan.

Góc nâng ở điểm ngồi cùng của mũi khoan thường lấy λ = 5o ÷ 10o , cũng ở

gần tâm thường lấy λ = 30o ÷ 45o.

3.2.2. Lượng chạy dao

3.2.3 Vận tốc cắt

3.2. 4 Công suất cắt:

1. Lực và mơmen khoan

+ Lực hướng kính:

Gồm 2 lực Py tác dụng lên lưỡi cắt chính. 2 lực tác dụng lên lưỡi cắt chíng có

trị số bằng nhau, cùng phương nhưng ngược chiều nên tự triệt tiêu trong quá

trình cắt (nhưng nếu bảo đảm điều kiện các lưỡi cắt đối xứng nhau).

+ Lực chiều trục P0: Có xu hướng chống lại lực chạy dao, lực P 0 bằng tổng các

lực chiều trục tác dụng lên lưỡi cắt chính, lực chiều trục tác dụng lên lưỡi cắt phụ

và lực chiều trục tác dụng

lên lưỡi cắt ngang:





P0 = 2 Px + 2 P ' x + Pn



Trong

đó:



P - lực tác dụng lên lưỡi cắt chính.

'X

P X - lực tác dụng lên lưỡi cắt phụ



Pn - lực tác dụng lên lưỡi cắt ngang

Các thành phần lực Pn chiếm khoảng 57% lực P0 tổng.

Các thành phần lực Px chiếm khoảng 40% lực P0 tổng.

Các thành phần lực P’X chiếm khoảng 3% lực P0 tổng.



64



+ Lực tiếp tuyến Pz : gây ra mô men cản cắt M c là tổng hợp mô men do các

lực tiếp tuyến:

Pz tác dụng lên lữơi cắt chính

P’Z tác dụng lên lưỡi cắt phụ

Pnz tác dụng lưỡi cắt ngang và mô men ma sát do ma sát của phoi và phôi với

dụng cụ gây ra. Tập hợp các ngẫu lực này tạo ra mụmen xoắn có xu hướng

cản trở chuyển động cắt chính (chuyển động quay của mũi khoan).

Thực nghiệm cho thấy:

Lực tiếp tuyến Pz tác dụng lên lưỡi cắt chớnh tạo ra 80%Mc.

Lực tiếp tuyến Pnz tác dụng lên lưỡi cắt ngang tạo ra 8%Mc.

Các thành phần lực còn lại tạo ra 12%Mc.

2. Các phương pháp xác định lực cắt.

Với tầm quan trọng của lực cắt đó phân tích ở trên, thấy rằng việc xác định

lực cắt rất có ý nghĩa.

Có 2 phương pháp xác định lực cắt.

a. Phương pháp tính tốn.

Thường cho độ chính xác khơng cao và có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng

đến lực cắt.

Qua nghiên cứu bằng thực nghiệm ảnh hưởng của cỏc yếu tố cắt và điều kiện

gia công đến mômen .

Mômen cắt:

MX = Cm.Dxm.Sym.Km (Nm);

Lực chiều trục:

P0 = C0.Dxp.Syp.KP0



(N);



Trong đó:

Cm, C0 – hệ số phụ thuộc tính chất vật liệu gia cơng, hình dạng

hình học của mũi khoan và các điều kiện cắt khác.

D - đường kính mũi khoan, mm

S - lượng chạy dao, mm/vg;

Các giá trị của các hệ số Cm, C0, của các số mũ xm, ym, xP, yP; các giá trị của

các hệ số điều chỉnh Km, KP0 (hệ số kể đến ảnh hưởng thơng số hình học mũi

khoan, của dung dịch tưới, độ cứng của lưỡi cắt…) có thể tra trong sổ tay về

chế độ cắt.

* Để đo lực cắt (momen cắt và lực chiều trục) khi khoan, dựng các lực kế

điện (các loại lực kế cơ khí, thuỷ lực do độ nhậy của cơ cấu thấp, quán tính

lớn nên hiện này ít dùng).



65



- Lực kế điện có qn tính nhỏ, nhậy và gọn nhẹ nên có thể đo lực, mơmen

một cách chính xác với giá trị lớn cũng như nhỏ, lực kế điện loại đatric cảm

ứng và điện trở hiện nay thường được dùng .

* (Kp) Các yếu tố ảnh hưởng đến lực và mơ men khoan

Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến lực và mômen khoan như: hình dạng hình

học, chế độ cắt, điều kiện gia công…

Ảnh hưởng của một số yếu tố:

+. ảnh hưởng của góc xoắn ω

Từ cơng thức:

tgγ AN =



D A .tgω

D. sin ϕ



Thấy rằng khi ϕ = const và DA=D thỡ γ A=k.tgω gúc trước tỷ lệ với góc xoắn.

Như vậy tăng góc ω góc trước γ tại mỗi điểm trên lưỡi cắt của mũi khoan

tăng, làm cụng biến dạng dẻo (biến dạng lớp cắt) và ma sát giảm, do đó lực

dọc trục P0, mômen cắt Mc đều giảm.

Qua thực nghiệm thấy rằng, nếu tăng ω>350 thì lực chiều trục và mơmen cắt

giảm khơng đáng kể. Và do ω lớn, phoi thốt ra sẽ phải chuyển động theo

đường xoắn dài hơn, nên lực ma sát giữa phoi và thành rãnh tăng lên. Ngoài

ra khi tăng ω lớn cũng đồng thời làm giảm độ bền của mũi khoan. (tuỳ theo

vật liệu chế tạo dao vật liệu gia cụng và đường kớnh mũi khoan mà chọn gúc

xoắn hợp lý SV tham khảo sổ tay).

+ Góc nghiêng chính ϕ

Khi tăng ϕ (khi D=const) thì chiều dày lớp cắt tăng lên và chiều rộng giảm

xuống (diện tích lớp cắt khơng đổi), làm các thành phần lực tiếp tuyến giảm

do đó Mc giảm.

Mặt khác, nếu góc ϕ tăng lên sẽ làm cho mũi khoan khó ăn vào kim loại, lực

hướng trục P0 tăng lên, và thành phần lực hướng trục trên lưỡi cắt chính tăng

lên (Px=Pn.Sinϕ).

+ ảnh hưởng của gúc ψ



66



Trị số của ψ quyết định độ dài của lưỡi cắt ngang. Nếu tăng ψ thì chiều dài

của nó giảm đi, P0 giảm vì Pn=57%P0. Nhưng khi đú αN ở lưỡi cắt ngang

giảm, làm tăng ma sát giữa mặt sau ứng với lưỡi ngang với bề mặt gia cơng,

làm nó bị mòn và làm tăng Mc (tuy không đáng kể do chiều dài lưỡi cắt

ngang nhỏ).

+ ảnh hưởng của lượng chạy dao và đường kính mũi khoan.

D và S càng lớn, diện tớch tiết diện ngang lớp cắt càng lớn, lớp kim loại bị

biến dạng và sự cản trở q trình tạo phoi càng lớn, do đó lực P0 và Mc càng

lớn.

D ảnh hưởng nhiều đến P0 và Mc (đặc biệt là Mc) việc tăng D cũng như tăng

chiều sâu cắt khi tiện, nên nó ảnh hưởng mạnh hơn đến P0 và Mc so với tăng

S; đồng làm tăng cánh tay đòn của cặp ngẫu lực tỏc dụng lờn lưỡi cắt.

b. Phương pháp đo lường thí nghiệm:

Phương pháp này hay được sử dụng, để đo lực cắt người ta sử dụng các lực

kế. Tuỳ theo kết cấu của lực kế mà cú thể đo được 1,2 hoặc 3 thành phần của

lực cắt. cú thể là lực kế thuỷ lực, lực kế cơ khí, lực kế cơ khớ - điện. Về

nguyên tắc xác định lực để dựa trên biến dạng của một phần tử làm việc.

(thanh đàn hồi, lo xo, màng kim loại…).

* Lực kế thuỷ lực:

Có độ chính xác cao khi cắt ổn định, nhưng do có qn tính cao ở các bộ

phận chuyển động, nên khơng thể đo được chính xác lực cắt khi lực cắt dao

động trong phạm vi nhỏ.

* Lực kế cơ khí:

Có kết cấu đơn giản khi chỉ đo 1 thành phần của lực cắt, nhưng cho độ chính

xác khơng cao, nhạy cảm với rung động. Khi đo 2,3 thành phần của lực cắt

kết cấu rất phức tạp.

* Lực kế cơ khí – điện:

Hiện nay lực kế này được sử dụng phổ biến và nó có kết cấu hồn chỉnh, độ

nhạy độ chính xác, độ tin cậy cao. Qn tính nhỏ do đó có thể đo được lực

cắt rất nhỏ hoặc rất lớn.



67



* Doa

Doa là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng cắt gọt cho độ chính

xác và chất lượng bề mặt gia công không cao. Dụng cụ dùng để doa gọi là mũi

doa. Trong thực tế thường gặp nhiều loại mũi doa khác nhau (doa lỗ trụ, doa lỗ

côn), nhưng dùng phổ biến loại dao doa trụ. Dưới đây chúng ta sẽ cùng nghiên cứu

về loại mũi doa này.

1. Phần cắt

Đặc trưng của phần cắt là góc nghiêng ϕ. Nó quyết định hình dạng, kích thước

phoi, tỷ lệ giữa các thành phần lực cắt, ảnh hưởng đến điều kiện thốt phoi, tới độ

mòn của mũi doa, từ đó ảnh hưởng tới chất lượng và độ chính xác gia cơng.

Với mũi doa máy khi gia cụng vật liệu dẻo (thép), chọn ϕ = 8o ÷ 150. Khi gia

cụng vật liệu giòn (gang), chọn ϕ = 3o ÷ 5o.

Mũi doa tay cần có đoạn dẫn hướng lớn khi đi vào lỗ gia cơng. Do đó lưỡi cắt

cần làm dài hơn nhiều so với mũi doa mỏy và thường chọn ϕ = 0,5o ÷ 1,5o.

Mũi doa thộp tấm dựng trờn mỏy khoan tay, thường cú ϕ = 1,5o ÷ 3o.

2. Phần sửa đúng

Phần sửa đỳng dựng để định hướng mũi doa trong quỏ trỡnh cắt, sửa đỳng hỡnh

dỏng, kớch thước, bảo đảm độ chớnh xỏc và độ nhẵn bề mặt lỗ gia cụng. Ngoài ra,

phần sửa đỳng cũn là phần dự trữ khi mài lại.

Với mũi doa mỏy kẹp cứng, độ cụn ngược lấy bằng 0,04 ÷ 0,06 mm.

Với mũi doa mỏy kẹp tuỳ động, độ cụn ngược lấy bằng 0,08 ÷ 0,10mm.

Với mũi doa tay, độ cụn ngược lấy bằng 0,01 ÷ 0,015 mm.

Chiều dài phần sửa đỳng lấy bằng: l = (0,25 ÷ 0,3)D; Với D - đường kớnh mũi

doa.



3. Số răng

Dao doa khi làm việc chỉ cắt đi một lượng dư bộ do đú cú thể chọn số răng ớt.

Tuy nhiên để nhận được lỗ cú độ chớnh xỏc và độ nhẵn cao, cần chọn số răng lớn.

Số răng nờn chọn chẵn để kiểm tra thuận lợi.

Dao doa răng chắp nờn chọn số răng nhỏ hơn dao nguyờn.

Số răng của dao doa cũn phụ thuộc vật liệu gia cụng và đường kớnh của nú.



68



Cú thể tớnh theo cụng thức thực nghiệm:

- Khi gia cụng vật liệu giũn, gang, đồng thanh: z = 1,5 D + 4

- Khi gia cụng cỏc vật liệu khỏc: z = 1,5 D + 2

Trong đú: D - đường kớnh của mũi doa, mm.

4. Góc của răng

Góc trước của mũi doa thường lấy bằng γ = 0 nghĩa là mặt trước sẽ nằm theo

phương hướng kính.

Với mũi doa gắn mảnh hợp kim cứng, cú thể chọn γ = 0 ÷ 10o.

Mũi doa khụng dựng gúc trước õm vỡ dễ sinh lẹo dao, phoi dớnh chặt vào

mặt trước và cạnh viền làm giảm chất lượng bề mặt gia cụng.

Góc sau của mũi doa được chọn nhỏ để tăng độ bền răng dao, tăng điều kiện

dẫn nhiệt và tăng tuổi thọ của dao.

Trờn phần cắt, răng dao được mài sắc khụng cú cạnh viền. Gúc sau của mũi

doa mỏy thường lấy α = 6o ÷ 12o. Khi gia cụng vật liệu dẻo và gia cụng thụ, lấy trị

số lớn. Khi gia cụng tinh, lấy trị số nhỏ. Với mũi doa tay gúc sau lấy bằng α = 3o ÷

5o.

Trờn phần sửa đỳng, răng dao được mài tạo cạnh viền trụ với chiều rộng f = 0,05 ÷

0,3mm. Cạnh viền bảo đảm định hướng tốt cho mũi doa và nõng cao độ chớnh xỏc,

độ nhẵn bề mặt lỗ gia cụng. Khi gia cụng vật liệu dẻo để trỏnh hiện tượng kẹt phoi

nờn lấy f = 0,05 ÷ 0,08mm. Gúc sau của răng dao ở phần sửa đỳng được lấy bằng α

= 10o ÷ 20o.

Góc xoắn của răng dao : Răng của dao doa cú thể thẳng, nghiờng hoặc xoắn.

Mũi doa thường được chế tạo với răng thẳng vỡ phoi cắt ra là phoi vụn. Song

để thoỏt phoi được tốt, tăng chất lượng bề mặt gia cụng, nhất là khi doa những lỗ

trong đú cú rónh thỡ người ta dựng răng nghiờng hoặc răng xoắn.

Khi gia cụng lỗ thụng, để thốt phoi về phía đầu dao, làm rónh xoắn trỏi, cũn

khi gia cụng lỗ khụng thụng làm rónh xoắn phải.

Gúc nghiờng ω của răng được chọn theo vật liệu gia cụng:

Với gang xỏm, thộp cứng chọn ω = 7o ÷ 8o

Với gang mềm, thộp chọn ω = 12o ÷ 20o

Với nhụm và hợp kim nhẹ chọn ω = 35o ÷ 45o



69



5. Bước răng



Hình 3.8: Bước rănh khơng đều của dao doa

Bước răng của mũi doa được bố trớ khụng đều nhằm loại trừ những vạch dọc

tương ứng với bước răng xuất hiện trờn bề mặt lỗ gia cụng.

Bước răng phõn bố khụng đều cú thể thực hiện được bằng nhiều cỏch. Trong

đú phổ biến nhất là phõn bố khụng đều của cỏc răng theo nửa đường trũn. Phương

phỏp này vừa đơn giản khi chế tạo vừa thuận tiện cho việc kiểm tra đường kớnh mũi

doa.

6. Dạng rãnh





υ



υ



Hình 3.9: Dạng rãnh mũi doa.

Cú thể gia cụng rónh răng bằng dao phay một gúc, dao phay hai gúc hoặc dao

phay lưng cong.

Dựng dao phay một gúc sẽ nhận được độ nhẵn mặt trước của mũi doa khụng

cao và thường làm cho những răng ở mặt đầu của dao phay chúng mũn. Phương

phỏp này khụng dựng để phay rónh phoi của mũi doa răng xoắn vỡ sẽ xẩy ra hiện

tượng cắt răng.

Dựng dao phay hai gúc sẽ khử được những nhược điểm của phương phỏp

trờn.

Với mũi doa cú kớch thước trung bỡnh và lớn nờn phay rónh phoi bằng dao

phay lưng cong. Phương phỏp này bảo đảm khoảng khụng gian chứa phoi và độ bền

của răng cao.



70



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Chế độ gia công khoan khoét doa

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×