Giáo trình môn Cơ sở công nghệ chế tạo máy: Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo máy: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như đặc trưng các phương pháp gia công; tính công nghệ trong kết cấu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình môn Cơ sở công nghệ chế tạo máy: Phần 2

€íiưưiụj 4 ĐẶC TRƯNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG Để biển đổi hình dáng, kích thước của phôi thành chi tiết hoàn thiện có nhiẻu phương pháp như rèn, dập, đúc, hàn,... (gia công không phoi) hoặc là các phương pháp gia công cắt gọt như tiện, phay, mài,... (gia công có phoi hay gia công cơ). Trong đó các phương pháp gia công cắt gọt vẫn chiếm phần chủ yẽu. Đặc điêm chung của các phương pháp gia công cắt gọt là dùng lưỡi cắt tác dụng vào phôi liệu một lực cần thiết để tách phoi ra khỏi phôi đế tạo thành chi tiết có hình dáng, kích thước theo yêu cầu. Gia công kim loại bằng cắt gọt có nhiều phương pháp và nhiều quan điểm phân loại, ở đây trình bày cách phân loại thông dụng hiện nay là công nghệ gia công truyền thống và công nghệ gia công phi truyền thống (hình 4.1). Hình 4.1. Sơ đồ phân loại các phương pháp gia công có phoi 107
Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo máy Đặc điểm nổi bật nhất của công nghệ gia công truyền thống là dụng cụ cắt có độ cứng cao hơn độ cứng vật liệu cần gia công và năng suất bóc tách phoi cao (năng suất gia công). Với ưu điếm nổi bật vê năng suất gia công nên hiện nay công nghệ gia công truyèn thống vẫn được sử dụng rất phổ biến trong thực tiễn sản xuất. Đặc điếm chung nổi bật nhất của các phương pháp gia công phi truyèn thống là dựa trên cơ sở của các hiện tượng vật lý khi tác dụng năng lượng lên vật rán hoặc các hiện tượng hóa học xuất hiện trong khu vực gia công để tạo hình, nên không cần dụng cụ cắt có độ cứng cao hơn độ cứng của vật liệu cằn gia công. Công nghệ gia công phi truyèn thống có ưu điểm nổi bật là có khả năng gia công được các loại vật liệu khó gia công, có khả năng đạt độ chính xác cao, tiết kiệm vật liệu,... m N hược điếm lớn nhất của công nghệ này là năng suất bóc tách phoi thấp nên chỉ sử dụng trong cắc trư ờng hợp cần thiết. Trong công nghệ gia công truyền thống có nhiều phương pháp nhưtiện, phay, khoan, mài,... M ỗi phương pháp có đặc điểm công nghệ riêng, có khả năng đạt chất lượng, năng suất nhất định nên kỹ sư công nghệ cần phải nắm được đặc điếm cơ bản của các phương pháp gia công thì mới vận dụng được m ột cách linh hoạt khi giải quyết các vấn đề cụ thề. Nội dung chính của chư ơng này chỉ tập trung trình bày đặc trưng các phương pháp gia công cắt gọt truyèn thống. 4.1. TIỆN 4.1.1. Đặc điểm, khả năng công nghệ Tiện là phương pháp gia công cắt gọ t thông dụng nhất và thường được thực hiện trên các loại máy tiện. M áy tiện chiếm khoảng 35% tống số thiết bị trong phân xưởng gia công cắt gọt. 108
109
2 Ằ . Giáo trình Cơ s6 công nghệ chế tạo máy d) Hình 4.2. Một số máy tiện thông dụng Máy tiện có nhiều loại như hình 4.2: máy tiện ren vít vạn năng (a), máy tiện đứng (d), máy tiện cụt (b), máy tiện CNC (c),... Ngoài ra tiện còn có thế được thực hiện trên các loại m áy khác như; máy khoan, máy phay, máy doa, trung tâm gia công,... Khả năng công nghệ của nguyên công tiện và ứng dụng được giới thiệu ờ bảng 4.1. Ngoài ra trên các loại m áy tiện còn có thể thực hiện các nguyên công như khoan, khoét, doa, tarô, đánh bóng, mài nghièn Nễu có thêm đồ gá còn có thể lăn ép, cuốn lò xo, mài, phay,... Dụng cụ cắt dùng trong quá trình tiện được gọi là dao tiện. Dao tièn có nhiều loại như: dao đầu thẳng; dao đầu cong; dao vai; dao khỏa mặt đầu; dao tiện lỗ; dao tiện định hình,... (hình 4.3). 110
ơiirưih) 4. Đặc trưng các phương pháp gia công Bàng 4.L. Kha nâng công nghệ cua tiện Nguyên công tiện ứng dụng T iệ n m ặt n g o à i đ ư ợ c s ử d ụ n g cho: - K h ỏ a m ặ t đâu. - T iệ n m ặ t trụ trơ n . - T iệ n ren. - T iệ n m ặ t trụ đ ịn h hình. Có thế được tiên hành với nhiều đường chuyến dao hoặc một chu trình xác định trên máy CNC. Kiểu nguyên công này được dùng với trường hợp lượng chạy dao và sổ bước ở mức trung bình. Tiện mặt trong được sử dụng cho: - Khỏa mặt đầu. - Tiện mặt trụ trong. - Tiện ren. - Tiện mặt trụ trong định hình. Có thể được tiến hành với nhiều đường chuyến dao hoặc một chu trình xác định trên máy CNC. Kiểu nguyên công này được dùng với trường hợp lượng chạy dao và sổ bước ở mức trung bình. Tiện cắt đứt được sử dụng cho: - xấn rãnh. - Cắt đứt. - Tiện rãnh trong hoặc ngoài. Có thể được tiến hành với nhiều đường chuyền dao hoặc một lần chạy dao. Kiểu i/ nguyên công này được dùng với trường hợp lượng chạy dao và số bước ờ mức thấp. 111
Hình 4.3. Khá năng công nghệ khi gia công trên máy tiện ren vít vạn năng Độ chính xác của nguyên công tiện phụ thuộc vào nhiêu yễu tố như: Vật liệu dụng cụ, vật liệu chi tiết gia công, chất lượng chế tạo dụng cụ, trạng thái bê mặt gia công, độ cứng vững của hệ thổng công nghệ, tay nghê công nhân,... Năng suât gia công khi tiện phụ thuộc vào nhiêu yẽu tố như: Vật liệu dụng cụ, vật liệu chi tiết gia công, chất lượng chê tạo dụng cụ, trạng thái bê mặt gia công, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, tay nghề công nhân,... Nhìn chung năng suất gia công khi tiện không cao, vì dao tiện thường chỉ có một lưỡi cắt. 4.1.2. Gá đặt chi tiết khi tiện 4.1.2.1 Chuẩn định vị khi tiện Chuấn định vị khi tiện thường chọn: hai lỗ tâm, mặt trụ ngoài, mặt lổ, mặt ngoài kết hợp với mặt đằu, mặt lỗ kểt hợp với mặt đằu, m ặt ngoài kết hợp với lỗ tâm,... Tùy theo cách chọn chuân mà ta có thế có các phương án gá đặt thích hợp. 112
ClÌK ơiụi 4. Đặc trưng các phương pháp gia công 4.1.2.2. Cá trên h a i mũi tâm a. Mũi tắm cứng Sơ đồ gá đặt và khả năng định vị như hình 4.4. 2 L Hình 4.4. Gá trên mủi tâm cứng I Ưu điểm: đảm bảo độ đòng tâm cao giữa các ngòng trục qua nhiêu lần gá đặt. I N hược điếm: độ cứng vững thấp, khi gia công với vận tốc lớn dễ gây cháy m ũi tâm, tồn tại sai số chuẩn E Ặ L) khi gia công đế đạt kích thước L. b. M ũi tâm tùy động M uốn sai số chuấn £ Ặ L ) = 0 chọn sơ đõ gá trên mũi tâm tùy động như hình 4.5. I N hược điểm: độ cứng vững thấp hơn so với gá trên hai mũi tâm cứng. u ------------ L ------------ Hình 4.5. Mũi tâm tùy động c. M ộ t s ố loại mũi tâm khác Khi gia công với vận tốc cắt lớn, đế tránh cháy m ũi tâm có thể sử dụng m ũi tâm quay cùng chi tiết (hình 4.6a) hay m ũi tâm gẳn m ảnh HKC (hình 4.6b). 113
Giáo trình Cơ sở công nghf chế tạo máy HI I \msm a) Hình 4.6. Mũi tâm quay cùng chi tiết và mủi tàm gắn mánh HKC Với các trục rỗng, có thể dùng mũi tâm lớn đế định vị vào mép vát của lồ và truyèn m ômem bằng mũi tâm khía (hình 4.7a) hoặc sử dụng kẽt câu lỗ tâm phụ (hình 4.7b). a) Hình 4.7. Mũi tâm lớn và mũi tâm phụ Với các trục nhỏ có thế sử dụng kết cấu mũi tâm ngược đế định vị vào mép vát của trục (hình 4.8a) hoặc đế tránh làm hỏng mũi tâm khi cần đánh lệch ụ động nên sử dụng kết cấu mũi tâm cầu (hình 4.8b). b) Hình 4.8. Mủi tâm ngược và mủi tâm cău 114
ctíưưin) 4 Đặc tr ưng các phương pháp gia công d. Biện pháp truyền lực Khi gá trên hai mũi tâm thường truyẻn lực bằng tốc. Tốc có nhiêu loại như tốc đẳu thẳng, tốc đâu cong, tốc căp tự kẹp,... Ví dụ kết câu tốc đầu thẳng (hình 4.9a), tốc đằu cong được thế hiện trên (hình 4.9b). 1 a) Hình 4.9. Kết cấu một số loại tốc e. Biện pháp nâng cao độ cúng vững Đế nâng cao độ cứng vững cho sơ đồ gá trên hai mũi tâm, thường đỡ bằng luynet, luynet có 2 loại: « Luynettĩnh (hình 4.10): được lắp cố định trên băng máy. Hình 4.10. Luynet tĩnh I Ưu điếm: độ cứng vững cao. I Nhược điếm: vị trí đỡ của luynet không theo sát vị trí tác động của lực cắt. 115
Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo máy « Luỵnet động (hình 4.11): được lắp trên bàn xe dao và chuyến động cùng với dao. Luynet động có 2 loại: loại chạy trước và loại chạy saj dao. b) Hình 4.11. Luynet động I Ưu điếm: vị trí đỡ của luynet luôn theo sát vị trí tác động của ực cắt. I Nhược điểm: độ cứng vững thấp. Sơ đồ ở hình 4.11 a kết cấu luynet chạy trước chi tiết chí dùng khitiện bán tinh hoặc khi tiện tinh. Kết cẫu luynet chạy sau có thể cho dùrg cho cả tiện thô, tiện bán tinh và tiện tinh. Sơ đồ ở hình 4.11 b kết cấu luỵnet chạy sau chi tiễt. Kết cẫu luyiet chạy sau có thể dùng cả tiện thô, tiện bán tinh và tiện tinh. 4.1.2.3. Cá trên mâm cặp a. Mâm cặp 3 chấu tự định tâm Các phương án gá đặt và khả năng định vị cho ở hình 4.12. N ẽ i cặp sâu khống chế được 4 bậc tự do, nếu cặp nông khống chẽ được 2 bìc tự do, 116
ClỉươniỊ 4. Đặc trưng các phương pháp gia công khi kẽt hợp mặt ngoài, mặt lỗ với mặt đâu có thế khống chế được 5 bậc tự do. I ưu điếm: lực kẹp lớn, tính vạn năng cao. I Nhược điếm: độ chính xác đòng tâm tháp, tuy thao tác khá đơn giản nhưng năng suất không cao. a) Hình 4.12. Gá trên mâm cặp 3 chấu tựđịnh tâm b. Mâm cặp 4 chấu không tự định tâm Các phương án gá đặt và khả năng định vị cho ờ hình 4.13. Nếu cặp sâu khống chẽ được 2 bậc tự do, nếu cặp nông không khống chẽ được bậc tự do nào, quá trình định vị ở đây là do rà gá. I Ưu điểm: có thể gá được các chi tiết hình dạng không tròn xoay. I Nhược điểm: năng suất thấp. Hình 4.13. Gá trẽn mâm cặp 4 châu không tự định tâm c. Mâm cặp đàn hổi (Sanga) Sơ đồ gá đặt trên mâm cặp đàn hồi cho ở hình 4.14, nều sử dụng đung quy cách thì khống chế được 4 bậc tự do. 117
•- Giáo trình fa Cơ sà công nghệ chế tạo máy I ưu điếm: độ đồng tâm giữa chi tiết gia công với đường tâm náy tâm cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa... I Nhược điếm: tính vạn năng thấp, yêu cầu chi tiết có độ chính :ác nhất định. Hình 4.14. Gá trẽn mâm cặp đàn hòi d. Gá trên trục gá Trục gá dùng đế định vị vào mặt lỗ, việc gá chi tiết gia công lèn trụ c gá và gá đặt trục gá lên máy được thế hiện ở hình 4.15. I Ưu điếm: có thể gá cùng lúc nhiều chi tiết, gá được các chi tế t nhó, mỏng,.... I Nhược điếm: dung sai đường kính trục gá, dung sai lỗ trên chi tiế t có thể gây ra sai lệch độ đồng tâm giữa lổ với m ặt ngoài trên chi tiết gia công. Đế khắc phục dùng kết cấu trục gá đàn hồi. e. Các phương án gá đặt khác Ngoài các phương án gá đặt nêu trên, căn cứ vào điều kiện thực tiễn mà lựa chọn các phương án gá đặt khác như: một đầu cặp mâm cặp
ơíưưiụỊ 4. Đặc trưng các phương pháp gia công m ột đằu chòng tâm (hình 4.16); Gá trên mâm cặp một đầu đỡ luynet (hình 4.17); Gá trên mâm cặp hoa mai (hình 4.18) hoặc gá trên ke (hình 4.19),... Hình 4.17. Một đàu cặp mâm cặp một đâu đỡ luynet 119
Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo máy a) b) Hình 4.19. Gá chi tiết trên ke 4.1.3. Các phương pháp tiện 4.1.3.1. Tiện m ặ t trụ ngoài Quá trình tiện mặt trụ ngoài có thế sử dụng dao đẳu thẳng hoặc dao vai,... Khi tiện ngoài có các phương án phân chia lượng dư như hình 4.20, gồm: Cắt từng lớp (a); cắt từng đoạn (b) và cắt phối hợp (c). / .Kĩ / /ầ - E / / V ỹ V 'ZL '\ \ - i ( / ) / y / / a) Cắt từng lớp b) cẳ t từng đoạn c) cắ t phối hợp Hình 4.20. Các phương án phân chia lượng dư 4.1.3.2. Tiện c ắ t đ ứ t Bản chất quá trình cắt giống nh ư tiện ngoài, tuy nhiên do điều kiện cát gọt khắc nghiệt và dao kém cứng vững hơn so với tiện ngoài nên chế độ cắt chọn nhỏ hơn so với tiện ngoài. Khi tiện cắt đứt thường đ ế lại lõi ở tâm, đế khắc phục thường dùng kễt cẩu dao như hình 4.21. 120
clỉươiụ) 4. Đặc trưng các phương pháp gia công 4.1.3.3. K hỏa m ặt đẩu Khi khỏa mặt đầu có thê’ dùng các phương án nh ư hình 4.22, trong đó có thể dùng loại dao như dao đẳu cong (a); dao đầu thẳng (b); dao vai (c) hoặc là dao khỏa mặt đằu chuyên dùng (d),... L r n , - -ị — Ạ E 7 a) b) Gh G - /\ rv \ ± y c) d) H ìn h 4 .2 2 . Các phương án cất khi khỏa mặt đầu 4.1.3.4. Tiện lỗ Bản chát quá trình cắt gọt khi tiện lỗ giống như tiện ngoài, tuy nhiên do điều kiên cắt gọt khắc nghiệt và do kích thước của dao bị hạn chẽ bởi 121
Giáo trình Cơ s à công nghệ ch ế tạo máy kích thước của lổ, dao có chiều dài phân nhô ra khỏi đài dao lớn, nhất là đối với các lỗ có đường kính nhỏ, các lỗ sâu nên độ cứng vững thấp. Vì vậy, chẽ độ cắt phải chọn nhỏ hơn so với tiện ngoài. Khi tiện lỗ thường chọn dao có góc sau a lớn hơn tiện ngoài và thường gá dao cao hơn tâm (mục đích là tăng góc sau a). Sơ đò tiện lỗ như hình 4.23: Chi tiết quay, dao tịnh tiến (tiện lỗ trên máy tiện). Nhược điếm là lỗ thường bị côn, nguyên nhân chủ yếu do phương chạy dao s không song song với đường tâm trục chính của máy và do biến dạng của dao. Tiện lỗ trên máy tiện chỉ dùng để gia công lỗ trụ hoặc côn có chiều dài nhỏ hoặc các chi tiết có kết cấu thuận lợi cho việc gá trên m âm cặp. n s Hình 4.23. Tiện lỗ với sơ đò chi tiết quay, dao tịnh tiến Tiện lỗ với sơ đồ dao quay chi tiết tịnh tiễn (tiện trên máy doa - hình 4.24), nhược điếm là lổ thường bị ô van. Nguyên nhân do đường tâm trục dao không song song với phương chạy dao s. Qmin c n Q 122
ơìưưiụi 4. Đặc trưng các phương pháp gia công Đế khác phục nhược điếm cúa 2 sơ đò trên, sử dụng sơ đồ tiện trên máy doa, dẫn hướng cho cả hai đảu trục dao (hình 4.25). Phương pháp này thường dùng đế gia công lồ trên chi tiết dạng hộp. s Hình 4.25. Tiện lỗ trên máy doa ngang 4.1.3.5. Tiện ren Tiện ren trên máy tiện là phương pháp khá đơn giản, có tính vạn năng cao (có thể gia công được ren ngoài, ren trong, ren tam giác, ren thang,... hình 4.26a, b) và được sử dụng khá phố biến. Nhược điếm cơ bản của phương pháp này là năng suất không cao. Để nâng cao năng suất người ta thường dùng các phương pháp nhưtiện bằng dao lược ren (hình 4.26c) hoặc dùng phương pháp tiện ren gió lốc,... a) Ren ngoài b) Ren trong c) Dùng dao lược ren Hình 4.26. Tiện ren Sơ đò phân chia lượng d ư khi tiện ren như hình 4.27. ở sơ đồ hình 4.27a, sau mổi lần cắt dao tiện được chuyến dịch thẳng góc với đường tâm của chi tiết gia công để cắt lớp tiếp theo. Khi cắt cả hai lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên lực cầt lớn nhưng chất lượng bẽ mật ren đạt được cao. ở sớ đố hình 4.27b chạy dao xiên, khi cắt chỉ lưỡi dao bên trái tham gia cắt nên 123
y*. Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo máy lực cắt nhỏ nhưng chất lượng bề mặt ren thắp. Đế khắc phục sử dụng sơ đồ kết hợp hình 4.27c. a) b) c) Hình 4.27. Cách phân chia lượng dư khi tiện ren 4.1.3.6. Tiện các m ặ t định hình Bản chất của việc tiện các bề mặt định hình là kết hợp giữa hai chuyến động chạy dao dọc Sd và chạy dao ngang s . Khi tiện các mặt trụ thì Sd * 0, s = 0; tiện mặt đầu thì s * 0, Sd = 0; tiện các mặt định hình Sd * 0, Sn * 0. Khi quan hệ giữa Sd, s là quan hệ bậc nhất thì bề m ặt gia công là mặt côn. Khi quan hệ giữa Sd, s là quan hệ phi tuyến thì bè mặt gia công là các mặt định hình phức tạp. Việc phối hợp giữa Sd, Sn theo quy luật định trước trên máy điều khiến số CNC để tạo nên các bề m ặt định hình là rất đơn giản. Trên các máy vạn năng thông thường thì công việc này gặp m ột số khó khăn, để khắc phục, người ta thường sử dụng các biện pháp công nghệ khác. a Ví dụ đế tiện các mặt côn có các phương pháp: a. Tiện côn bằng dao tiện định hình (hình 4.28a) I Ưu điếm: sơ đồ cắt đơn giản, năng suất cao. I Nhược điểm: lực cắt lớn nên chỉ nên gia công các bề mặt cón có chiều dài ngắn. b. Tiện côn bằng cách đánh lệch đài dao trên (hình 4.28b) I Ưu điểm: có thể tiện được các m ặt côn có góc côn lớn. I Nhược điếm: phải chạy dao bằng tay nên năng suất thấp, :hẫt lượng bè m ặt thấp và chỉ tiện được các bề mặt côn có chiẽu dài ngắn. 124
Hình 4.28. Tiện côn bàng dao tiện định hình và đánh lệch đài dao trên c. Tiện côn bằng cách đánh lệch ụ động (hình 4.29) I ưu điểm: năng suất cao, tiện được các bẽ mặt côn có chièu dài lớn. I Nhược điểm: chỉ tiện được các bè mặt côn có góc côn nhỏ, do đánh lệch ụ động nên thường làm hỏng mũi tâm, để khắc phục dùng kết cấu mũi tâm cằu (hình 4.29). d. Tiện côn bằng thước chép hình (hình 4.30) Trên một số máy tiện có sẵn thước chép hình, phương pháp này cho năng suãt cao, chát lượng bề mặt cao,... 125
Giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo máy - Với các bề m ặt định hình khác có thế sử dụng các phương pháp như: dùng dao tiện định hình, chép hình theo dưỡng,... với mặt câu, là một dạng mặt định hình nên có thể sử dụng các phương pháp trên. Tuy nhiên, các phương pháp này đều cho độ chính xác thấp. Đế nâng cao độ chính xác gia công thường dùng các phương pháp như cho dao quay hoặc đồ gá quay (hình 4.31). 4.1.4. Gia công trên các máy khác Ngoài máy tiện ren vít vạn năng, tiện có thể được thực hiện trên các máy khác như máy tiện cụt; máy tiện đứng; máy tiện CNC; máy khoan; máy phay; máy doa hoặc trên các trung tâm gia công,... 4.2. PHAY 4.2.1. Đặc điểm, khả năng công nghệ Phay là phương pháp gia công cắt gọ t được sử dụng khá phổ biến trong ngành chế tạo máy. Thường máy phay chiếm khoảng 20% trong tổng số các máy công cụ trong các phân xưởng gia công cắt gọt. Nguyên công phay được thực hiện trên các loại máy phay nh ư hình 4.32: máy phay đứng (a), máy phay ngang (b), máy phay vạn năng, máy phay tố hợp nhiều trục chính, máy phay giường (d), máy phay CNC (c),... Ngoài ra, nguyên công phay còn có thể được thực hiện trên các máy khác như: máy tiện, các trung tâm gia công,... Khả năng công nghệ: ngoài khả năng phay mặt phẳng, phay các m ặt bậc... (bảng 4.2), còn có thế gia công được nhiều dạng bè mặt khác như: phay then hoa, phay mặt trụ, phay ren, răng, phay các mặt định hìrh,... 126