This is ALT-IMG

Công nghệ gia công rãnh và ren - Phần 2


Công nghệ gia công rãnh và ren - Phần 1          Công nghệ gia công rãnh và ren - Phần 2

Công nghệ gia công rãnh và ren - Phần 3          Công nghệ gia công rãnh và ren - Phần 4

Công nghệ gia công rãnh và ren - Phần 5          Công nghệ gia công rãnh và ren - Phần 6

Quá trình cắt

Trong quá trình cắt, phôi quay trong khi dụng cụ tiến hành một chuyển động chạy dao hướng tâm. Ví dụ với việc tiện mặt đầu, dụng cụ sẽ thực hiện chuyển động tiến dao từ các phần đường bao ngoài của phôi về phía trung tâm và tốc độ cắt được giảm xuống bằng không - ở đây chỉ mới tương tự quá trình kết thúc. Một quá trình cắt điển hình được chỉ ra trên hình 6.4.

 

    

                Hình 6.4.Quá trình cắt

Khi dụng cụ cắt tiến về phía tâm, các yếu tố khác bị ảnh hưởng. Khi đường kính của phôi giảm, các lực cắt xuyên tâm sẽ làm cho vật liệu bị phá vỡ trước khi phần lưỡi cắt cắt qua nó. Kết quả là vết hoặc bavia được hình thành ở trung tâm của phôi. Vết này sẽ luôn ở đó sau khi cắt, nhưng kích thước của nó có thể được giảm bằng cách chọn mảnh lưỡi cắt có thông số hình học chính xác, ăn dao theo trục, và có phần đỡ cho các phôi có độ cong lớn.

Trong một hoạt động cắt, có vật liệu trên cả hai mặt của miếng cắt. Điều này có nghĩa rằng các dụng cụ được sử dụng là hẹp và độ dài của phần thân tăng lên tỉ lệ với sự tăng đường kính. Do đó, sự ổn định trở thành một yếu tố quan trọng.

Vì kích thước của các dụng cụ và chuôi kẹp dao phải được tối ưu hóa để đáp ứng yêu cầu, chỉ có một bề mặt nhỏ lộ ra để chịu nhiệt, và do đó dung dịch cắt (dung dịch làm trơn –nguội) trở nên rất quan trọng. Tuy nhiên, vì những hạn chế không gian, việc cung cấp dung dịch cắt bị tắc nghẽn bởi các phoi vụn. Vì phoi vụn là khó tránh khỏi và không có gì giảm thiểu việc các phoi vụn bị phá vỡ, các bề mặt bên có thể dễ dàng bị hư hỏng trong quá trình gia công.

Hình học (dao)  miếng cắt

Khi bắt đầu quá trình cắt, lưỡi cắt sẽ làm việc ở tốc độ cắt tương đối cao, và phải có khả năng chống lại biến dạng dẻo. Tốc độ giảm khi dụng cụ tiến về tâm, tại điểm đó nó sẽ giảm về không.

Những máy móc hiện đại có thể được lập trình để tốc độ trục chính tự động tăng khi hướng về tâm, chính vì thế tốc độ cắt được giữ không đổi. Nhưng tốc độ tối đa trục chính của máy sẽ đạt được trước khi dụng cụ tiến đến trung tâm, và điều này có thể dẫn đến hiện tượng lẹo dao. Vì vậy, vật liệu làm dụng cụ dẻo dai sẽ là cần thiết để chống lại hiện tượng lẹo dao như là dụng cụ có phần cuối hướng tâm.

Nâng cao thông số hình học lưỡi cắt là cần thiết để thực hiện các hoạt động cắt và tạo rãnh một cách thỏa đáng. Lưỡi cắt có góc trước dương sẽ làm cho lực cắt giảm và do đó áp lực trên phôi cũng thấp hơn , và điều này sẽ giảm kích thước của vết. Tuy nhiên, góc trước dương lớn đồng nghĩa là một lưỡi cắt yếu hơn.

Lưỡi cắt có thể có các góc nghiêng khác nhau. Ở miếng lưỡi cắt thẳng hoặc trung hòa góc nghiêng bằng không. Thiết kế này tạo ra một lưỡi cắt mạnh hơn và bề mặt gia công tốt hơn, trong khi đảm bảo dung sai về độ vuông góc. Khi góc nghiêng tăng , lực cắt tác dụng lên trục tăng, làm lệch hướng miếng cắt.

Với góc nghiêng lớn, độ lệch có thể rất lớn đến mức việc lượn tròn các bề mặt đầu xảy ra và kết quả làm lồi hoặc lõm bề mặt đầu. Khi giảm góc nghiêng sinh ra lực cắt xuyên tâm lớn hơn , nhưng điều này có thể gây ra vấn đề rung động đặc biệt là khi đường kính gia công nhỏ. Trong gia công rãnh, sự thay đổi hướng tâm của phần cắt làm cho chiều sâu rãnh không chính xác.

Kiểm soát phoi

Trong quá trình cắt và gia công rãnh, các lưỡi cắt gia công các bề mặt ở cả hai bên hướng ăn dao. Do đó, các phoi phải được hình thành theo cách sao cho chúng phải hẹp hơn rãnh, nếu không các bề mặt có thể bị hư hỏng. Ngoài ra, các phoi phải được hình thành theo một cách mà chúng có thể được đưa ra khỏi rãnh mà không làm gián đoạn quá trình gia công với chiều dài và sự khó di chuyển của phoi cuộn. Do đó, phoi được hình thành theo hai hướng: cong trên chiều rộng của chúng với nhau theo chiều dọc và lăn để tạo thành một phoi có hình lò xo xoắn ốc. Hình 6.5 ở chỉ ra ba cách kiểm soát phoi.

                         

                               Hình 6.5. Kiểm soát phoi trong quá trình cắt và tạo rãnh

Để tạo ra các phoi có hình dạng  hợp lý, lưỡi cắt thường được quy định với hình dạng phoi, được kê khai trong cả hai điều kiện gia công và vật liệu phôi. Nó được định hình theo cách như vậy là để hình thành một gờ mà có thể làm giảm phoi trong quá trình gia công. Sau khi một số vòng quay các phoi sẽ được phá vỡ một cách tự động. Đường kính của lò xo xoắn ốc của phoi chịu ảnh hưởng của bề rộng của miếng cắt, chiều cao của các gờ, lượng ăn dao , và vật liệu phôi.

Định vị dụng cụ

Với quá trình tiện thông thường, điều quan trọng là các lưỡi cắt được định vị trên cùng cấp với trục . Để đạt được kết quả thỏa đáng, độ lệch tối đa khi định vị nằm trong khoảng ± 0,004 inch kể từ đường tâm là chấp nhận được.

Khi lưỡi cắt lệch khỏi đường tâm, góc nghiêng và các góc sau sẽ bị thay đổi. Sự thay đổi này là do bán kính của phôi. Góc sau quá nhỏ để có thể khiến lưỡi chà xát vào phôi. Nếu lưỡi cắt ở vị trí quá thấp, dụng cụ sẽ để sót (không cắt hết) vật liệu trong vùng trung tâm và các vết bề mặt sẽ được hình thành.

Hoạt động ổn định

Với quá trình tiện ngoài, phần công xôn của dụng cụ không bị ảnh hưởng bởi chiều dài của phôi. Kích thước của chuôi kẹp dao có thể được lựa chọn để nó chịu được ứng suất phát sinh trong quá trình hoạt động. Tuy nhiên, đối với các hoạt động cắt và tạo rãnh, cần phải xem xét đến chiều sâu cắt và độ rộng của các rãnh, có nghĩa là sự ổn định thường phải được tính đến để đáp ứng các đặc điểm kỹ thuật.

Để đạt được sự ổn định tốt nhất có thể, phần công xôn nên càng nhỏ càng tốt, do đó phần kẹp có chiều dày phần cắt ngắn nhất có thể nên được lựa chọn. Lưỡi cắt rộng hơn có thể được sử dụng để cải thiện sự ổn định, nhưng sẽ gây lãng phí vật liệu trong hình dạng phoi. Điều này có thể tốn kém với sản xuất hàng loạt lớn và khi gia công vật liệu đắt tiền.

Rung cũng có thể phát sinh như là hệ quả của độ võng của phôi. Vị trí cắt càng gần mâm cặp thì áp lực và độ võng của phôi sẽ càng giảm. Do đó, nếu một phôi có xu hướng bị rung động, quá trình gia công cần được thực hiện với mâm cặp tốt.

Nguy cơ rung phải được giữ ở mức tối thiểu để có được kết quả chấp nhận được về chất lượng và tuổi thọ dụng cụ. Ngoài việc lựa chọn các dụng cụ tốt nhất và thiết lập được sự ổn định, chi tiết cắt phải được điều chỉnh để giảm thiểu xu hướng bị rung động của dụng cụ và phôi.

Lựa chọn chuôi kẹp và miếng cắt

Dụng cụ cắt và tạo rãnh hiện đại (mới) bao gồm một chuôi kẹp và miếng cắt có chỉ số riêng được phát triển đặc biệt cho một hoạt động cụ thể. Đa số các lưỡi cắt được sản xuất trong thập kỷ qua đã được thiết kế để làm việc với các khái niệm TỰ KẸP. Phương pháp này kết hợp kẹp không cần vít bên ngoài hoặc đòn bẩy để giữ miếng cắt vào vị trí như hình 6.6. Thay vào đó, nó dựa trên sự quay của chi tiết áp lực của dụng cụ để giữ cho phần cắt định vị trong một hốc hình nêm. Các miếng cắt được thiết kế cho loại kẹp này thường có một mặt và dạng hình học của nó cho phép không giới hạn chiều sâu cắt.
Với miếng lưỡi cắt hai mặt, còn được gọi là "DogBones" (xương chó), chiều sâu cắt được giới hạn bởi các lưỡi cắt thứ hai, được hiển thị ở hình 6.7. Phần cắt kiểu Dogbone truyền thống chỉ có thể cắt sâu đến độ dài tổng thể của phần cắt. Một khi đạt đến độ sâu, các mép sau sẽ bắt đầu để chà bên trong các đường rãnh mà các dụng cụ được tạo ra. Ngoài ra, phần cắt kiểu dogbone thường được kẹp chặt bằng một chốt kẹp kiểu vít, mà cũng có giới hạn chiều sâu cắt (hình 6.7).

 

Hình 6.6.Chuôi tự kẹp không dùng vít để giữ phần cắt

Hình 6.7. Chuôi kẹp phần cắt kiểu                                   Dogbone, hạn chế chiều sâu cắt

 

Việc sơn phủ cho miếng cắt rãnh và ren có sự khác nhau giữa các  nhà cung cấp. Tuy nhiên, titan carbon nitrit trên thực tế trở thành tiêu chuẩn công nghiệp cho tốc độ cắt thấp và các vật gắn vào dai  hơn. Và với yêu cầu về điều kiện ổn định và tốc độ cắt cao hơn, việc lựa chọn lớp phủ titan-nhôm-nitride mỏng hơn được áp dụng theo quy trình PVD, hoặc mới hơn là quy trình nhiệt độ trung bình CVD. Lý do là vì TiAIN hoạt động như một rào cản nhiệt tốt cho các chất nền cacbua và có thể chịu được nhiệt độ cao.Hình 6.8 trình bày rất nhiều dụng cụ cắt với miếng cắt được sơn phủ.

Hình 6.8. Các dụng cụ cắt OD và ID


Tags:

gia công ren, gia công rãnh, cơ khí, dao tiện


Tin tức cùng chuyên mục