Giáo trình Tiện cơ bản

a trên mục tiêu, nội dung, chương trình mô đun “Tiện cơ bản” dùng trong đào tạo hệ Cao đẳng nghề CGKL đang thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định. Giáo trình mô đun “Tiện cơ bản” đảm bảo tính khoa học, logic của thực hành từ đơn giản đến phức tạp, bài tập trước làm cơ sở, hỗ trợ cho bài tập sau. Chúng tôi đó cố gắng nghiên cứu và sử dụng các tài liệu của các nhà khoa học, tập trung biên soạn những vấn đề cốt lõi mà nhất thiết sinh viên phải nắm được, hiểu được, vận dụng được khi học xong mô đun “Tiện cơ bản”. Mục đích chính của giáo trình mô đun “Tiện cơ bản” cung cấp cho sinh viên những nội dung kiến thức chính yếu nhất của mô đun mang tính hệ thống, dễ hiểu, dễ nhớ, dễ nghiên cứu và thực hành làm ra sản phẩm. Đồng thời cũng là tài liệu tham khảo tích cực mang tính thống nhất về mặt cấu trúc, nội dung mà cán bộ giảng dạy cần trang bị cho sinh viên khi nghiên cứu mô đun này và rất có thể phần nào giúp cho các bạn đồng nghiệp làm tài liệu tham khảo trong quá trình giảng dạy mô đun thực hành nghề thuộc chuyên môn ngành cơ khí chế tạo máy. Tác giả rất mong sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của bạn đọc để tập bài giảng được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn! 2 Lời nói đầu ....................................................................................................................... 1 BÀI 01: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY TIỆN ................................................. 6 1. Giới thiệu chung về máy tiện .................................................................................. 6 1.1. Công dụng và phân loại .................................................................................... 6 1.2. Máy tiện vạn năng ............................................................................................ 6 2. Thao tác vận hành máy tiện ................................................................................... 10 2.1. Làm quen với máy tiện ................................................................................... 10 2.2. Trình tự các bước thao tác vận hành máy ...................................................... 11 2.3. Một số chú ý khi thao tác vận hành máy ........................................................ 13 3. Quy tắc cơ bản bảo dưỡng máy tiện ...................................................................... 13 4. Quy tắc an toàn khi làm việc trên máy tiện ........................................................... 14 4.1 An toàn trước khi làm việc: ............................................................................. 14 4.2 An toàn khi làm việc: ...................................................................................... 15 4.3 An toàn khi kết thúc làm việc .......................................................................... 15 5. Thực hành tại xưởng thực tập: ............................................................................... 15 6. Nội dung ôn tập ..................................................................................................... 15 BÀI 02: SỬ DỤNG CÁC LOẠI ĐỒ GÁ THÔNG DỤNG VÀ DỤNG CỤ ĐO ..... 16 1. Giới thiệu chung về đồ gá ...................................................................................... 16 1.1. Khái niệm ....................................................................................................... 16 1.2. Công dụng của đồ gá trên máy tiện vạn năng ................................................ 16 1.3. Yêu cầu đối với đồ gá tiện .............................................................................. 16 1.4. Phân loại đồ gá tiện ........................................................................................ 16 1.5. Các thành phần của đồ gá tiện ........................................................................ 17 2. Định vị và kẹp chặt chi tiết gia công ..................................................................... 18 2.1. Định vị ............................................................................................................ 18 2.2. Kẹp chặt .......................................................................................................... 24 3. Sử dụng các đồ gá thông dụng trên máy tiện ........................................................ 25 3.1. Mâm cặp ......................................................................................................... 25 3.2. Mũi tâm .......................................................................................................... 26 3.4. Giá đỡ ............................................................................................................. 27 4 Sử dụng các loại dụng cụ đo ................................................................................... 29 4.1. Thước cặp ....................................................................................................... 30 4.2. Pan me ............................................................................................................ 31 4.3. Đồng hồ so (hình 2.13) ................................................................................... 32 5. Thực hành tại xưởng thực tập ................................................................................ 33 6. Nội dung ôn tập ..................................................................................................... 33 3 BÀI 3: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN ...................................................................... 34 VỀ GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN VẠN NĂNG ....................................................... 34 1. Khái niệm chung .................................................................................................... 34 1.1. Quá trình gia công tiện ................................................................................... 34 1.2. Chuyển động tạo hình của máy tiện ............................................................... 35 2. Cơ sở vật lý của quá trình cắt khi tiện ................................................................... 35 2.1. Quá trình cắt ................................................................................................... 35 2.2. Các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt ...................................................... 36 3. Lực cắt khi tiện ...................................................................................................... 41 4. Chế độ cắt khi tiện ................................................................................................. 42 4.1. Các yếu tố của chế độ cắt khi tiện .................................................................. 42 4.2. Chọn và tính chế độ cắt khi tiện ..................................................................... 44 5. Bài tập thực hành ................................................................................................... 46 6. Nội dung ôn tập ..................................................................................................... 46 BÀI 4 MÀI DAO TIỆN .............................................................................................. 47 1. Giới thiệu chung về dao tiện .................................................................................. 47 1.1. Khái niệm dao tiện .......................................................................................... 47 1.2. Cấu tạo và phân loại dao tiện ......................................................................... 47 1.3. Góc độ phần cắt của dao tiện .......................................................................... 49 1.4. Vật liệu làm phần cắt của dao tiện ................................................................. 50 2. Mài dao tiện ........................................................................................................... 52 2.1. Máy mài 2 đá .................................................................................................. 52 2.2. Mài dao trên máy mài 2 đá ............................................................................. 53 2.3. Kiểm tra dao sau khi mài ................................................................................ 54 2.4. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng ngừa ................................... 54 3. Bài tập thực hành .................................................................................................. 55 3.1. Mài dao tiện ngoài ......................................................................................... 55 3.2. Mài dao tiện trong .......................................................................................... 57 4.Nội dung ôn tập ...................................................................................................... 57 Bài 5: TIỆN TRỤC TRƠN NGẮN .............................................................................. 58 GÁ TRÊN MÂM CẶP BA CHẤU TỰ ĐỊNH TÂM .................................................... 58 1. Mặt trụ ngoài ......................................................................................................... 58 1.1. Khái niệm mặt trụ ngoài ................................................................................. 58 1.2. Yêu cầu kỹ thuật của mặt trụ ngoài ................................................................. 58 2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để tiện mặt trụ ngoài .......................................... 58 2.1. Trang thiết bị .................................................................................................. 58 2.2. Dụng cụ cắt ..................................................................................................... 58 4 2.3. Dụng cụ đo ..................................................................................................... 59 2.4. Phôi liệu .......................................................................................................... 59 3. Phương pháp tiện mặt trụ ngoài ............................................................................ 59 3.1. Nguyên lý ....................................................................................................... 59 3.2. Chế độ cắt ....................................................................................................... 60 3.3. Trình tự thực hiện ........................................................................................... 60 4. Bài tập thực hành ................................................................................................... 62 4.1. Bản vẽ chi tiết ................................................................................................. 63 4.2. Điều kiện cho trước ........................................................................................ 63 4.3. Thời gian thực hiện: ....................................................................................... 63 4.4. Trình tự các bước thực hiện ............................................................................ 63 5.Nội dung ôn tập ...................................................................................................... 65 Bài 6: TIỆN MẶT ĐẦU, KHOAN LỖ TÂM ......................................................... 66 1. Tiện mặt đầu ..................................................................................................... 66 1.1. Yêu cầu của mặt đầu ....................................................................................... 66 1.2. Phương pháp tiện ............................................................................................ 66 1.3. Dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng khi tiện mặt đầu ....................... 67 1.4. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để tiện mặt đầu ............................................ 68 1.5. Bài tập thực hành ............................................................................................ 68 2. Khoan lỗ tâm ......................................................................................................... 70 2.2. Phương pháp khoan lỗ tâm ............................................................................. 71 2.3. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để khoan tâm ............................................... 72 2.4. Bài tập thực hành ............................................................................................ 72 3. Nội dung ôn tập ..................................................................................................... 75 BÀI 7: TIỆN TRỤC BẬC NGẮN GÁ TRÊN MÂM CẶP .......................................... 76 1. Khái niệm về trục bậc ............................................................................................ 76 2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để tiện trục bậc ................................................... 76 2.1. Trang thiết bị .................................................................................................. 76 2.2. Dụng cụ cắt ..................................................................................................... 76 2.3. Dụng cụ đo ..................................................................................................... 76 2.4. Phôi liệu .......................................................................................................... 76 3. Phương pháp tiện trục bậc ..................................................................................... 76 3.1. Các phương pháp cắt khi tiện trục bậc ........................................................... 77 3.2. Chọn chế độ cắt khi tiện trục bậc ................................................................... 77 3.3. Trình tự thực hiện ........................................................................................... 77 4. Bài tập thực hành ................................................................................................... 79 4.1. Bản vẽ chi tiết ................................................................................................. 79 5 4.2. Điều kiện cho trước ........................................................................................ 79 4.3. Thời gian thực hiện: ....................................................................................... 80 4.4. Trình tự các bước thực hiện ............................................................................ 80 5. Nội dung ôn tập ..................................................................................................... 84 BÀI 8. TIỆN RÃNH NGOÀI VÀ CẮT ĐỨT ............................................................... 85 1. Khái niệm về rãnh ................................................................................................. 85 2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để tiện rãnh, cắt đứt ........................................... 85 2.1. Trang thiết bị .................................................................................................. 85 2.2. Dao tiện rãnh, cắt đứt ..................................................................................... 85 2.3. Dụng cụ đo ..................................................................................................... 86 2.4. Phôi liệu .......................................................................................................... 86 3. Phương pháp tiện rãnh, cắt đứt .............................................................................. 86 3.1. Sơ đồ cắt ......................................................................................................... 86 3.2. Chọn chế độ cắt .............................................................................................. 87 3.3. Trình tự thực hiện ........................................................................................... 87 4. Bài tập thực hành ................................................................................................... 88 4.1. Bản vẽ chi tiết ................................................................................................. 88 4.2. Điều kiện cho trước ........................................................................................ 88 4.3. Thời gian thực hiện: ....................................................................................... 88 4.4. Trình tự thực hiện các bước gia công ............................................................. 89 5. Nội dung ôn tập ..................................................................................................... 91 6 BÀI 01: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY TIỆN 1. Giới thiệu chung về máy tiện Máy tiện thuộc nhóm máy cắt gọt kim loại, thường chiếm khoảng (40 - 50)% số lượng máy cắt kim loại trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí. 1.1. Công dụng và phân loại 1.1.1. Công dụng Máy tiện dùng để gia công chi tiết có dạng tròn xoay như mặt trụ, côn, khoan lỗ, tiện ren, cắt đứt, mặt phẳng, ... Ngoài ra, trên máy tiện có thể trang bị đồ gá mài, phay, chép hình để thực hiện công nghệ gia công tương tự như máy mài, máy phay và máy chép hình. 1.1.2. Phân loại Có nhiều cách để phân loại:  Theo công dụng của máy tiện thì phân thành máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên dùng.  Theo kết cấu, kết hợp với công dụng thì máy tiện phân thành: - Máy tiện vạn năng - Máy tiện chuyên dùng (gia công một vài dạng chi tiết nhất định) - Máy tiện chép hình (gia công những dạng chi tiết có hình dáng đặc biệt) - Máy tiện đứng (gia công những chi tiết có hình dáng phức tạp và nặng, có trục chính thẳng đứng) - Máy tiện cụt (gia công những chi tiết nặng, có đường kính lớn hơn nhiều lần so với chiều dài chi tiết) - Máy tiện nhiều dao (có nhiều bàn dao chuyển động độc lập, cùng một lúc có thể gia công chi tiết với nhiều dao tham gia cắt đồng thời) - Máy tiện Rơvôlve (gia công chi tiết với nhiều nguyên công, các loại dao được lắp trên đầu Rơvôlve) - Máy tiện điều khiển theo chương trình số (NC, CNC). 1.2. Máy tiện vạn năng 1.2.1. Chuyển động tạo hình Nguyên lý chuyển động tạo hình bề mặt gia công trên máy tiện là sự chuyển động tương đối giữa dao và chi tiết cần gia công. Gồm: Chuyển động cắt là chuyển động quay tròn của trục chính mang phôi (đây là chuyển động lớn nhất), đơn vị tính vòng/phút. Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của bàn xe dao mang dao, đơn vị tính mm/vòng (tức là khi trục chính quay được 01 vòng, thì bàn xe dao tịnh tiến được bao nhiêu mm). Chuyển động chạy dao gồm: chuyển động chạy dao dọc để cắt 7 hết chiều dài chi tiết; chuyển động chạy dao ngang để tiện mặt đầu, cắt đứt, cắt rãnh; ngoài ra còn chuyển động chạy dao xiên để tiện mặt côn. 1.2.2. Khả năng công nghệ của máy Máy tiện vạn năng có thể gia công nhiều loại chi tiết có hình dạng và kích thước khác nhau. Nó có thể hoàn thành nhiều công việc: tiện mặt trụ ngoài, mặt trụ trong (lỗ), tiện ren, tiện bề mặt côn, bề mặt định hình, tiện rãnh, cắt đứt, khoan lỗ v.v... Theo hình 1.1: a) tiện mặt đầu (mặt phẳng), b) tiện rãnh, c) tiện chép hình, d) tiện côn, đ) tiện định hình, e) tiện ren. Hình 1.1: Các dạng gia công trên máy tiện 1.2.3. Đặc tính kỹ thuật của máy Đặc tính cơ bản gồm: (mỗi chủng loại máy sẽ có giá trị khác nhau) - Đường kính lớn nhất của phôi có thể gia công được (mm) - Khoảng cách giữa 2 mũi tâm (chiều dài lớn nhất có thể tiện được) (mm) - Số cấp vòng quay của trục chính: n cấp tốc độ - Số vòng quay của trục chính (nhỏ nhất - lớn nhất) (vg/ph) - Các bước ren có thể cắt được: + Ren quốc tế (mm) + Ren anh: (inh) + Ren môdul: () - Lượng chạy dao: + Chạy dao dọc: (mm/vg) + Chạy dao ngang: (mm/vg) - Động cơ điện: + Công suất: (kw) + Số vòng quay: (vg/ph) 8 Ví dụ Thông số kỹ thuật máy tiện Z6240A - Đường kính lớn nhất của phôi có thể gia công được:  400 (mm) - Khoảng cách giữa 2 mũi tâm (chiều dài lớn nhất có thể tiện được):1500( mm) - Số cấp vòng quay của trục chính: 12 cấp tốc độ - Số vòng quay của trục chính (nhỏ nhất - lớn nhất): từ 38 đến 2000 (vg/ph) - Các bước ren có thể cắt được: + Ren quốc tế: từ 0.5 đến 20 (mm) + Ren anh: từ 1.75 đến 80 (inh) + Ren môdul: từ 3.5 đến 160 () - Lượng chạy dao: + Chạy dao dọc: từ 0.055 đến 1 (mm/vg) + Chạy dao ngang: từ 0.025 đến 0.5 (mm/vg) - Động cơ điện: + Công suất: 4 (kw) + Số vòng quay: 1450 (vg/ph) 1.2.4. Các bộ phận cơ bản của máy tiện vạn năng Thân máy (1), hộp trục chính (2), mâm cặp (3), ụ sau (4), giá đỡ (5), bàn xe dao (6), hộp tốc độ chạy dao (7), hộp xe dao (8), trục vítme (9), trục trơn (10), trục điều khiển (11) dùng để đóng mở máy... Máy tiện ren vít vạn năng nói chung có hình dáng bên ngoài như (Hình 1.2), gồm các bộ phận chủ yếu sau: Hình 1.2 Máy tiện ren vít vạn năng 9 (1) Thân máy: đỡ tất cả các bộ phận chính, thân máy phải nặng để đảm bảo độ cứng vững, thường làm từ gang xám hoặc gang cầu. Phần trên của thân có hai đường dẫn hướng song song gọi là sống trượt. Sống trượt có các loại tiết diện khác nhau. Bề mặt sống trượt được nhiệt luyện và gia công chính xác để chống mài mòn và đảm bảo độ chính xác kích thước trong quá trình sử dụng. (2) Ụ trước (còn gọi là ụ đứng): cố định trên thân máy. Động cơ truyền chuyển động bằng bộ truyền đai đến trục chính đặt trong ụ trước. Tốc độ của trục chính có thể được chọn nhờ hệ thống bánh răng trong hộp tốc độ. Trục chính được làm rỗng để các thanh dài có thể lång qua quay theo từng nguyên công tiện. Trên trục thường kẹp đồ gá như mâm cặp hoặc ống kẹp đàn hồi. (3) Mâm cặp: Mâm cặp là một bộ phận của máy tiện lắp ở trên trục chính, dùng để kẹp chặt và truyền mô men xoắn cho phôi. Mâm cặp của máy tiện có hai loại phổ biến: mâm cặp không tự định tâm (mâm cặp 4 chấu) và mâm cặp tự định tâm (mâm cặp 3 chấu). (4) Ụ sau (còn gọi là ụ động): ụ sau trượt trên sống trượt rồi được cố định ở vị trí bất kì dùng để đỡ một đầu của chi tiết. Trên ụ sau có mũi tâm đứng hoặc mũi tâm quay. Mũi khoan hoặc doa có thể gá trong phần côn rỗng của ụ đứng để gia công lỗ. (5) Giá đỡ: Giá đỡ dùng để tăng cường độ cứng vững cho chi tiết khi gia công. Giá đỡ của máy tiện có hai loại: loại lắp cố định trên thân máy và loại có thể di động cùng với bàn xe dao. (6) Bàn dao: cả khối trượt trên sống trượt, trên có lắp xe dao ngang, giá dao và hộp xe dao (8). Dụng cụ cắt được lắp trên giá dao (đài dao), giá dao có khớp xoay và chốt tì để điều chỉnh và cố định dao. Xe dao ngang chuyển động hướng kính để lùi dao Bàn trượt dọc Sống trượt ụ sau Hình 1.3 Thân máy tiện Sống trượt dọc 10 sau từng bước, điều khiển vị trí của dao như khi cắt mặt đầu. Hộp xe dao có trang bị cơ cấu quay tay hoặc tự động để giá dao có thể tiến dọc hoặc ngang theo trục vít me. (7) Hộp tốc độ chạy dao: gồm các tay gạt để điều chỉnh tốc độ chạy dao (tốc độ tịnh tiến của bàn xe dao), chuyển đổi chức năng tiện trơn hay tiện ren. (9), (10) Trục trơn và trục vít me: nhận chuyển động từ ụ trước qua hệ thống bánh răng của hộp chạy dao. Trục trơn quay truyền chuyển động cho bàn dao di chuyển theo sống trượt hoặc trượt ngang hướng tâm. Trên trục trơn có rãnh then dọc để truyền chuyển động cho các cơ cấu khác. Tay gạt ở hộp xe dao khi đóng thì đai ốc hai nửa (hay đai ốc bổ đôi) sẽ ăn khớp với trục vít me điều khiển bàn dao khi cắt ren. Bộ phận điều khiển: gồm có các tay gạt, nút bấm, công tắc hành trình, trục điều khiển (11) để mở, tắt máy. Hệ thống bôi trơn, làm mát, chiếu sáng v.v... 2. Thao tác vận hành máy tiện Việc thao tác vận hành máy đúng không chỉ đảm bảo an toàn cho máy, người vận hành mà còn góp phần làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Để thao tác đúng, người vận hành máy (người thợ) ngoài hiểu biết về nguyên lý hoạt động của máy tiện cần phải biết và điều khiển được các bộ phận của máy. Để thực hiện thao tác vận hành máy tiện đối với một người thợ mới học nghề thì công việc đầu tiên là phải tìm hiểu và làm quen với các bộ phận của máy tiện, hiểu công dụng cấu tạo của từng bộ phận trên máy Để thao tác vận hành an toàn người thợ phải tuân theo các quy trình vận hành bao gồm các thao động tác theo trật tự từ việc cấp điện cho máy đến đậy nắp an toàn... và khi kết thúc phải đưa máy về vị trí trạng thái an toàn. 2.1. Làm quen với máy tiện Quan sát và tìm hiểu chức năng, điều kiện hoạt động của các bộ phận máy tiện theo hình 1.5 Hình 1.4 Điều chỉnh du xích bàn trượt ngang 11 2.2. Trình tự các bước thao tác vận hành máy Bước1: Kiểm tra, quan sát, xác định máy ở trạng thái an toàn Cần thực hiện các công việc sau: - Thu dọn các vật dụng, phôi liệu không cần thiết để trên bàn xe dao, băng máy và trên ụ trước của máy. - Quay vô lăng để cho vị trí của bàn xe dao không tiếp xúc hoặc quá sát với mâm cặp. Hình 1.5: Vị trí các tay gạt Hình 1.6: a. Kiểm tra chiều cao máy b. Xác định vị trí làm việc của máy Hình 1.5 Các bộ phận của máy tiện 12 - Điều chỉnh vị trí các tay gạt trên hộp bàn xe dao (tay gạt điều khiển chuyển động tự động bàn xe dao khi tiện trơn; tay gạt để tiện ren; tay gạt đóng, mở máy) phải ở vị trí an toàn (tức là vị trí chưa làm việc). - Kiểm tra các mắt báo dầu (dầu trong mắt báo dầu phải có ít nhất một nửa trở lên) và tra dầu bôi trơn vào các vị trí tra dầu thường xuyên (các vị trí có viên bi). Bước 2: Kiểm tra và xác định nguồn điện cung cấp cho máy - Kiểm tra, tắt công tắc nguồn trên máy tiện. - Bật atomat tổng cung cấp nguồn điện cho máy. Bước 3: Xác định tốc độ trục chính Căn cứ vào bảng chỉ dẫn các cấp tốc độ trục chính có trên máy, điều chỉnh tay gạt về đúng giá trị tốc độ trục chính đã chọn. Lưu ý: Chỉ được phép điều chỉnh các tay gạt có trên hộp tốc độ trục chính khi máy ở trạng thái dừng (máy chưa hoạt động). Bước 4: Xác định tốc độ chạy dao Theo bảng chỉ dẫn về lượng chạy dao có trên máy, điều chỉnh các tay gạt về vị trí của lượng chạy dao đã chọn. Lưu ý: (1) Khi tiện trơn gạt tay gạt về vị trí tiện trơn (trục trơn quay); khi cần tiện ren gạt tay gạt về vị trí tiện ren (trục vít me quay). (2) Các tay gạt ở hộp tốc dộ chạy dao điều chỉnh được khi máy đang hoạt động. Bước 5: Vận hành máy + Kiểm tra lần cuối (đảm bảo an toàn), bật công tắc điện và điều khiển tay gạt máy sẽ hoạt động. + Tay gạt điều khiển máy có 3 vị trí: vị trí ở giữa máy không hoạt động; vị trí phía trên máy quay thuận, thực hiện cắt gọt (chiều quay ngược chiều kim đồng hồ); vị trí phía dưới trục chính quay ngược lại, không cắt gọt. + Khi trục chính quay (quay thuận), để bàn xe dao thực hiện được các chuyển động chạy dao ta phải điều khiển các tay gạt trên hộp bàn xe dao, cụ thể: - Bàn xe dao chuyển động tự động thực hiện tiện trơn: * Nếu chạy dọc theo băng máy, điều khiển tay gạt về vị trí tiện dọc và kéo lên phía trên bàn xe dao sẽ tự động chuyển động dọc từ phía ụ sau về phía ụ trước (tiện phải), gạt xuống dưới bàn xe dao sẽ chuyển động ngược lại; * Nếu chạy ngang (hướng vuông góc với chạy dọc) điều khiển tay gạt về vị trí tiện ngang và kéo lên phía trên bàn xe dao ngang sẽ tự động chuyển động ngang từ phía ngoài vào tâm trục chính, gạt xuống dưới bàn xe dao ngang sẽ chuyển động ngược lại. 13 - Bàn xe dao thực hiện chuyển động khi tiện ren: điều chỉnh tay gạt trên hộp tốc độ chạy dao về vị trí tiện ren để trục vít me quay, điều chỉnh tay gạt trên hộp bàn xe dao về vị trí tiện ren (tay gạt này có thể riêng biệt hoặc cùng chung với tay gạt tiện trơn tùy theo từng loại máy tiện). Gạt xuống phía dưới bàn xe dao chuyển động từ bên phải sang bên trái (tiện ren phải), khi muốn tiện ren trái (tức là bàn xe dao chạy từ trái sang phải) phải điều chỉnh tay gạt trên hộc tốc độ trục chính để đảo chiều quay của trục vít me. Lưu ý: khi thao tác vận hành máy thực hiện tiện ren, do bàn xe dao được truyền chuyển động thông qua trục vít me, lượng chạy dao sau 01 vòng quay của trục chính lớn hơn rất nhiều so với tiện trơn. Để đảm bảo an toàn phải thực hiện với tốc độ trục chính thấp (tốc độ trục chính thường nhỏ hơn 200vòng/phút). 2.3. Một số chú ý khi thao tác vận hành máy  Trước khi cho máy hoạt động phải đảm bảo không có cản trở, tiếp xúc nào đối với trục chính hoặc nguy cơ bị rơi vào trục chính khi trục chính đang quay. Sẽ gây ra hỏng máy và tai nạn đối với người đứng máy và những người lân cận.  Khi máy đang hoạt động, tuyệt đối không được điều chỉnh bất cứ tay gạt nào trên hộp tốc độ trục chính, vì khi điều chỉnh sẽ gây hư hỏng các bánh răng truyền động trong máy.  Khi dừng máy để gá phôi trên mâm cặp hoặc đo kiểm chi tiết đang ở trên mâm cặp phải gạt tay gạt trên hộp tốc độ trục chính về vị trí an toàn cho trục chính. Vì ở vị trí an toàn, nếu máy hoạt động thì trục chính không quay sẽ đảm bảo an toàn cho người vận hành. 3. Quy tắc cơ bản bảo dưỡng máy tiện Để đảm bảo khả năng làm việc lâu dài của máy, người thợ cần phải thường xuyên bảo dưỡng máy, lau chùi sạch sẽ, tự sửa chữa những hỏng hóc nhỏ, kịp thời báo cho người phụ trách biết những hỏng hóc của máy mà mình không tự sửa chữa được. Người thợ cần phải thực hiện các quy tắc bảo quản máy như sau: 3.1. Trước khi nhận máy phải thực hiện các công việc: - Xem xét toàn bộ máy và mở máy - Kiểm tra bộ phận phanh hãm (đối với máy tiện có bộ phận phanh), cho máy chạy với tốc độ chậm và lắng nghe xem hộp tốc độ, bước tiến và hộp xe dao có tiếng kêu khác thường không? - Kiểm tra mắt dầu và bộ phận bơm dầu xem có làm việc không? - Xem xét trên băng máy có hư hỏng gì không? - Kiểm tra hành trình làm việc của xe dao, bàn trượt ngang, bàn trượt dọc. Đóng mở các tay gạt tự động dọc, ngang và khi tiện ren. - Kiểm tra bơm dung dịch làm trơn nguội và hệ thống ống dẫn. 14 - Kiểm tra hệ thống điện chiếu sáng trên máy, bộ phận che an toàn, cơ cấu bảo hiểm và dây tiếp đất của máy. 3.2. Bôi trơn kịp thời và đúng vị trí (theo bả... trong suốt quá trình gia công chi tiết. - Chi tiết gia công là một thành phần của hệ thống công nghệ - là đối tượng của quá trình cắt gọt. Mọi hậu quả của quá trình cắt đều được phản ảnh lên chi tiết gia công. Tất nhiên để hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt, mỗi bộ phận của hệ thống công nghệ có nhiệm vụ riêng, đồng thời phải có mối quan hệ tác động lẫn nhau. Hình 3.1 Quá trình gia công trên máy tiện 35 1.2. Chuyển động tạo hình của máy tiện Để thực hiện nhiệm vụ gia công, tức là hình thành các bề mặt cần thiết trên bề mặt chi tiết gia công, máy tiện cần có những chuyển động tương đối giữa dao và phôi theo một quy luật nhất định được gọi là chuyển động tạo hình. Đứng về mặt công nghệ, chuyển động tạo hình có hai dạng cơ bản, đó là: Chuyển động chính (chuyển động cắt): là chuyển động tạo ra vận tốc cắt để thực hiện quá trình cắt gọt khi tiện. Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của trục chính mang phôi (chi tiết gia công), có vận tốc lớn nhất, ký hiệu là V. Chuyển động chạy dao: là chuyển động đảm bảo quá trình cắt được thực hiện liên tục. Chuyển động chạy dao của máy tiện là chuyển động tịnh tiến của bàn xe dao mang dao tiện, ký hiệu là S. Hai chuyển động này gọi là chuyển động cơ bản của máy. Ngoài ra trên máy tiện còn có các chuyển động phụ, không tham gia trực tiếp vào quá trình cắt như chuyển động tiến dao, lùi dao. 2. Cơ sở vật lý của quá trình cắt khi tiện 2.1. Quá trình cắt Hình 3.3 Quá trình cắt trên máy tiện a.Cắt ra phoi xếp, b. Cắt ra phoi dây c. Cắt ra phoi vụn Hình 3.2 Chuyển động tạo hình trên máy tiện 36 Khi cắt để có thể tạo ra phoi, lực tác dụng vào dao cần phải đủ lớn để tạo ra trong lớp kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu cần gia công. Dưới tác động của lực cắt vật liệu bị biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Khi lực tạo phoi đủ lớn để có ứng suất tiếp và ứng suất pháp lớn hơn sức bền của vật liệu thì vật liệu bị phá huỷ. Lớp kim loại được tách ra khỏi nguyên khối đó, phoi được hình thành, quá trình cắt được thực hiện. Do vậy, quá trình cắt là quá trình phát triển của biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và biến dạng phá huỷ của kim loại (bản chất của quá trình cắt là quá trình biến dạng của kim loại). 2.2. Các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt 2.2.1. Hiện tượng lẹo dao a) Hiện tượng Trong quá trình cắt, khi cắt ra phoi dây, trên mặt trước của dao kề ngay lưỡi cắt thường xuất hiện những lớp kim loại có cấu trúc khác hẳn với vật liệu gia công và vật liệu làm dao. Nếu lớp kim loại này bám chắc vào lưỡi cắt của dụng cụ thì được gọi là lẹo dao. Cơ chế của quá trình hình thành lẹo dao có thể giải thích như sau: Do chịu áp lực lớn và nhiệt độ cao, mặt khác vì mặt trước của dao không tuyệt đối nhẵn nên các lớp kim loại bị cắt nằm kề sát với mặt trước của dao trong quá trình cắt có tốc độ di chuyển chậm và trong những điều kiện nhất định lực cản thắng được lực ma sát trong nội bộ kim loại thì lớp kim loại sẽ nằm lại ở mặt trước tạo thành lẹo dao. Vì bị biến dạng rất lớn nên độ cứng của lẹo dao lớn hơn độ cứng của vật liệu gia công từ 2,5  3,5 lần và do đó có thể thay thế vật liệu làm dao để thực hiện quá trình cắt gọt. b. Các dạng lẹo dao Có hai dạng lẹo dao: lẹo dao ổn định và lẹo dao theo chu kỳ. - Lẹo dao ổn định nằm dọc theo lưỡi cắt trong suốt quá trình cắt, loại này gồm một số lớp gần như song song với mặt trước và hình thành khi cắt thép với chiều dày cắt nhỏ. - Lẹo dao chu kỳ gồm hai phần: phần nền nằm sát với mặt trước của dao, về cơ bản là lẹo dao loại một. Trên nền đó hình thành phần thứ hai, phần này sinh ra, lớn lên và mất đi nhiều lần trong một đơn vị thời gian. Sự xuất hiện và mất đi của lẹo dao làm Hình 3.4 Lẹo dao bám trên mặt trước của dao trong quá trình cắt 37 cho các góc cắt của dao trong quá trình cắt luôn luôn biến đổi. Thông số quan trọng đặc trưng cho kích thước của lẹo dao đó là chiều cao của lẹo dao. 2.2.2. Hiện tượng co rút phoi Hình 3.5 Hiện tượng co rút phoi Về mặt hình thức, sự biến dạng của lớp kim loại bị cắt được biểu thị ở chiều dài của lớp phoi cắt, ký hiệu là fL ngắn hơn quãng đường mà dao phải di chuyển, ký hiệu là L dọc theo bề mặt gia công, còn chiều dày của phoi fa lớn hơn chiều dày cắt a (hình 3.5). Sự biến đổi kích thước của lớp kim loại bị cắt, do kết quả của biến dạng dẻo được đánh giá bằng hệ số co rút phoi và được ký hiệu là K. Nếu thể tích khối kim loại trước và sau khi biến dạng không đổi và ,fb b thì f f aL K L a   . Trị số của hệ số co rút phoi phụ thuộc vào tất cả các yếu tố có ảnh hưởng đến sự biến dạng của phoi (tính chất cơ lý của vật liệu gia công, hình dáng hình học của dao, chế độ cắt và các điều kiện cắt khác) và có giá trị thay đổi trong một phạm vi khá rộng với K = 1 8. 2.2.3. Hiện tượng cứng nguội Sau khi gia công xong, do kết quả lan truyền của biến dạng dẻo, nên bề mặt của chi tiết bị biến cứng. Kết quả của cứng nguội là các tinh thể kim loại bị nát vụn khiến cho lớp bề mặt trở nên bền và cứng hơn. Bề mặt đã được gia công xong, nếu như không có khuyết tật gì thì hiện tượng cứng nguội có tác dụng tốt. Trong trường hợp ngược lại thì giới hạn bền mỏi của chi tiết sẽ giảm đi và tuổi thọ của chi tiết cũng sẽ giảm. Mặt khác hiện tượng cứng nguội còn gây khó khăn cho các nguyên công gia công tinh. 2.2.4. Hiện tượng rung động trong quá trình cắt Khi nghiên cứu rung động cần quan tâm đến những vấn đề sau: độ cứng vững nhất định của hệ thống công nghệ (máy - dao - đồ gá - chi tiết gia công); lực tác động vào hệ thống thay đổi thì gây rung động; thông số đặc trưng cho rung động (biên độ A 38 và tần số f); hiện tượng cộng hưởng khi có rung động. Trong quá trình cắt nếu chi tiết và dụng cụ cắt có độ cứng vững thấp, máy không đủ độ cứng vững, lực cắt thay đổi sẽ sinh ra rung động. Rung động ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác về kích thước, về hình dáng hình học và độ nhám bề mặt gia công. Nó cũng làm tăng độ mòn của dụng cụ cắt, làm tổn hại đến bộ phận máy và gá lắp, ... Trong quá trình cắt có hai loại rung động, đó là: rung động cưỡng bức và rung động tự rung. Rung động cưỡng bức xuất hiện dưới tác động theo chu kỳ của các nguồn lực. Như lực ly tâm của các chi tiết máy quay không cân bằng, lực va đập của các bánh răng truyền động do chế tạo không chính xác hoặc khi tiện chi tiết có rãnh, quay không tròn đều làm lực cắt thay đổi theo chu kỳ, ... Rung động tự rung xuất hiện dưới tác dụng của nội lực. Như lực ma sát giữa phoi trên mặt trước của dao thay đổi, sự không đồng nhất về cơ lý tính của vật liệu gia công gây cho lực cắt biến thiên, lẹo dao xuất hiện và mất đi, ... 2.2.5. Hiện tượng nhiệt cắt Nhiệt phát sinh trong quá trình cắt tác động đến: - Dụng cụ cắt. Do nhiệt cắt làm giảm độ cứng, độ bền cơ học, tăng độ mòn dao ảnh hưởng đến khả năng cắt gọt của dụng cụ cắt. - Vật liệu gia công. Nhiệt cắt làm nóng chi tiết gia công, gây biến dạng nhiệt dẫn đến độ chính xác gia công giảm. Nhiệt cắt gây biến đổi cấu trúc kim loại lớp bề mặt, tạo ra ứng suất dư kéo tác động xấu đến chất lượng lớp vật liệu bề mặt chi tiết. - Tác động vào hệ thống công nghệ (máy- đồ gá - dao - chi tiết). Nhiệt cắt làm hệ thống công nghệ biến dạng, ảnh hưởng xấu đến năng suất và chất lượng khi cắt gọt. Nhiệt lượng phát sinh khi cắt lớn thì công cơ học tiêu hao cho quá trình cắt sẽ lớn. Từ những lý do trên, khi cắt mong muốn nhiệt cắt càng nhỏ càng tốt. Tổng lượng nhiệt phát sinh trong quá trình cắt được hình thành từ các thành phần sau: bd mst mssQ Q Q Q   . Trong đó: Hình 3.6 Lực cắt sinh ta rung động trong quá trình cắt 39 bdQ - nhiệt lượng sinh ra do công làm biến dạng vật liệu chi tiết gia công trong vùng tạo phoi. mstQ - nhiệt lượng sinh ra do công ma sát của phoi với mặt trước của dụng cụ cắt. mssQ - nhiệt lượng sinh ra do công ma sát giữa mặt sau của dụng cụ cắt với bề mặt đã gia công của chi tiết. Tổng nhiệt phát sinh trong quá trình cắt được truyền vào phoi, chi tiết, dao và môi trường được tính theo công thức: p ct d mtQ Q Q Q Q    Trong đó: pQ - nhiệt truyền vào phoi (khoảng 20  80%) ctQ - nhiệt truyền vào chi tiết khoảng (3  10%) dQ - nhiệt truyền vào dao khoảng (10  40%) mtQ - nhiệt truyền vào môi trường khoảng (1  5%). Thực tế cho thấy nhiệt lượng do biến dạng ở vùng tạo phoi cơ bản làm nóng phoi, phần nhỏ lan truyền vào mặt trước của dao. Mặt trước của dao bị nung nóng đến nhiệt độ cao còn do yếu tố ma sát giữa nó với phoi. Mặt sau của dao và bề mặt đã gia công cũng sinh nhiệt. Nhiệt này truyền vào dao và chi tiết nhiều hay ít tùy thuộc vào độ dẫn nhiệt của chúng. Nhiệt lượng truyền vào môi trường lớn sẽ làm giảm nhiệt độ vùng cắt. Do đó dùng dung dịch trơn nguội vừa làm giảm ma sát, vừa giảm nhiệt lượng phát sinh và đưa nhiệt ra khỏi vùng cắt làm giảm nhiệt độ vùng cắt. 2.2.6. Dung dịch trơn nguội Để giúp cho quá trình cắt được dễ dàng, người ta thường dùng dung dịch trơn nguội. Dung dịch trơn nguội có các tác dụng: - Dẫn nhiệt ra khỏi vùng cắt làm giảm nhịêt độ vùng cắt và độ mòn của dụng cụ cắt. Vì thế độ chính xác, chất lượng bề mặt gia công được nâng lên đáng kể. - Làm giảm hệ số ma sát của phoi trượt trên mặt trước và giảm ma sát của mặt sau với bề mặt đã gia công. Do vậy dung dịch trơn nguội làm giảm lực cắt và giảm nhiệt phát sinh trong vùng cắt. - Khi trong vùng tạo phoi xuất hiện các vết nứt tế vi đầu tiên, dung dịch trơn nguội xâm nhập, kích thích quá trình phát triển các vết nứt, lực cắt cần thiết để tạo phoi sẽ giảm. - Dung dịch trơn nguội tác động vào bề mặt phoi tạo ra lớp bọc cần thiết để phoi không bám vào nhau, thoát khỏi vùng tạo phoi dễ dàng. Yêu cầu đối với dung dịch trơn nguội: - Có tác động bôi trơn, giảm ma sát tốt. Cứ ứng với mỗi loại vật liệu gia công, vật liệu làm dao và điều kiện cắt cụ thể có chất bôi trơn phù hợp sẽ cho hệ số ma sát 40 nhỏ. - Có tác động làm nguội tốt. Dung dịch trơn nguội phải có độ dẫn nhiệt và tỷ nhiệt cao. Trong thực tế phải lựa chọn các dung dịch làm lạnh, bôi trơn phù hợp. Tuỳ từng trường hợp mà sử dụng với tác dụng bôi trơn là chủ yếu, hoặc làm nguội là chủ yếu và ngược lại. - Không bị phân huỷ dưới tác động của nhiệt độ cao, sử dụng lâu dài. - Không làm han gỉ hệ thống công nghệ. - Không gây độc hại cho công nhân và không làm ô nhiễm môi trường. - Dễ tìm, giá cả phù hợp. - Dung dịch trơn nguội phải đảm bảo không làm gỉ máy, dụng cụ và chi tiết gia công. Mặt khác, dung dịch trơn nguội không được gây ra tác hại đến da và sức khoẻ của công nhân. Để tăng hiệu quả, phải tìm cách đưa dung dịch trơn nguội trực tiếp vào vùng tạo phoi, vào các trung tâm tạo ra biến dạng, ma sát và phát nhiệt. Đồng thời phải sử dụng dung dịch trơn nguội đúng cách và đúng lúc thì mới có hiệu quả. 2.2.7. Sự mài mòn dao tiện a. Hiện tượng Trong quá trình cắt, phoi trượt trên mặt trước và chi tiết chuyển động tiếp xúc với mặt sau của dao gây nên hiện tượng mòn ở phần cắt của dụng cụ cắt. Mài mòn dụng cụ cắt là một quá trình phức tạp, xảy ra theo các hiện tượng lý hoá ở các bề mặt tiếp xúc phoi và chi tiết với dụng cụ cắt khi gia công. Khi bị mài mòn, hình dạng và thông số hình học phần cắt dụng cụ cắt thay đổi làm cho các hiện tượng vật lý phát sinh trong quá trình cắt (nhiệt cắt, lực cắt,...) và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công. b. Các dạng mài mòn Trong quá trình cắt, áp lực trên bề mặt tiếp xúc lớn hơn rất nhiều so với áp lực làm việc trên các chi tiết máy (15  20 lần) và dụng cụ cắt bị mài mòn theo nhiều Hình 3.7 Các dạng mài mòn của dao tiện 41 dạng khác nhau. Phần cắt của dụng cụ cắt trong quá trình gia công thường bị mài mòn theo các dạng chủ yếu sau: mài mòn theo mặt sau (hình 3.7.a); mài mòn mặt trước (hình 3.7.b); mài mòn đồng thời cả mặt trước và mặt sau (hình 3.7.c); mòn tù lưỡi cắt (hình 3.7.d). Mài mòn theo mặt sau: thường xảy ra khi gia công với chiều dầy cắt nhỏ (a < 0,1 mm) và với các vật liệu giòn (gang). Mài mòn theo mặt trước: Trong quá trình cắt, do phoi trượt trên mặt trước của dao cắt hình thành một trung tâm áp lực cách lưỡi cắt một khoảng nào đó nên mặt trước bị mòn theo dạng lưỡi liềm. Mài mòn theo mặt trước thường xảy ra khi cắt các loại vật liệu dẻo với chiều dầy cắt lớn (a > 0,6mm). Trong trường hợp đó nhiệt cắt ở mặt trước cao hơn nhiệt độ ở mặt sau. Mài mòn đồng thời mặt trước và mặt sau: Dụng cụ cắt bị mài mòn cả ở mặt trước và mặt sau tạo thành lưỡi cắt mới. Trường hợp này thường gặp khi gia công vật liệu dẻo với chiều dầy cắt a = (0,1  0,5 mm). Mòn tù lưỡi cắt: thường gặp khi gia công các loại vật liệu có tính dẫn nhiệt kém, đặc biệt là khi gia công các chất dẻo. Do nhiệt cắt tập trung ở mũi dao (tại vùng cắt) nên mũi dao bị tù nhanh. Như vây, trong các dạng mài mòn nêu trên thì mài mòn theo mặt sau là quan trọng và dễ xác định nhất. Chiều cao mài mòn h, được dùng để làm chỉ tiêu để đánh giá lượng mài mòn. Lượng mài mòn cho phép được xác định phụ thuộc vào yêu cầu độ bóng và độ chính xác chi tiết gia công. 3. Lực cắt khi tiện Thành phần lực cắt khi tiện được mô tả trên hình 3.3. Lực cắt tổng (P) được phân tích thành 3 thành phần theo 3 phương chuyển động: vận tốc cắt (v), lượng chạy dao (s) và chiều sâu cắt (t). Hình 3.8 Các thành phần lực cắt khi tiện 42 * Thành phần lực (Pz): nằm theo hướng chuyển động chính (hướng tốc độ cắt), thành phần này gọi là lực tiếp tuyến hay lực cắt chính. Giá trị lực (Pz) cần thiết để tính toán công suất của chuyển động chính, tính độ bền của dao, của chi tiết, cơ cấu chuyển động chính và của những cơ cấu khác của máy tiện. * Thành phần (Px): tác dụng ngược hướng chạy dao, gọi là lực chiều trục hay lực chạy dao. Biết lực này để tính độ bền của chi tiết trong chuyển động chạy dao, độ bền của dao và công suất tiêu hao của cơ cấu chạy dao. * Thành phần (Py): tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang và vuông góc với đường tâm chi tiết, gọi là lực hướng kính. Lực hướng kính làm cong chi tiết, ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết gia công, độ cứng vững của máy và dụng cụ cắt. Sau khi xác định được các lực thành phần Px, Py và Pz , thì lực cắt tổng P được tính theo công thức: x y zP P P P   và 2 2 2 x y zP P P P   Đây là phương pháp phân tích lực cắt phổ biến nhất, bởi vì phương các chuyển động cắt là hoàn toàn xác định nên việc đo các thành phần lực cắt được tiến hành dễ dàng. Mặt khác từ vận tốc chuyển động theo các phương và lực cắt thành phần tương ứng theo các phương đó ta có thể tính được công suất cắt và rõ ràng nếu xác định được các lực thành phần ta cũng dễ dàng xác định được giá trị lực cắt tổng. 4. Chế độ cắt khi tiện 4.1. Các yếu tố của chế độ cắt khi tiện Tập hợp các yếu tố tốc độ cắt, chiều sâu cắt và lượng chạy dao được gọi là chế độ cắt. 4.1.1. Chiều sâu cắt khi tiện Chiều sâu cắt (ký hiệu bằng chữ t) là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công trong một hành trình ăn dao. Trị số chiều sâu cắt được đo trong mặt phẳng chiều trục của chi tiết gia công trong trường hợp dao gá ngang đường tâm của máy. Hình3.9 Chiều sâu cắt khi tiện a. Tiện trụ ngoài b. Tiện trụ trong c. Tiện mặt đầu d. Tiện cắt rãnh 43 Khi tiện ngoài, chiều sâu cắt được tính theo công thức: , ( ) 2 D d t mm   Khi tiện rộng lỗ, chiều sâu cắt được tính theo công thức: Trong đó: D- là đường kính của chi tiết trước khi gia công (mm) d- là đường kính của chi tiết sau khi gia công (mm). 4.1.2 Lượng chạy dao Lượng chạy dao (ký hiệu bằng chữ S) là khoảng dịch chuyển của dao theo hướng chuyển động của dao sau mỗi vòng quay của chi tiết gia công. Lượng chạy dao được tính bằng mm/vòng. Khi tiện cần phân biệt lượng chạy dao: - Lượng chạy dao dọc, chuyển động của dao dọc theo đường tâm chi tiết, - Lượng chạy dao ngang, chuyển động của dao thẳng góc với đường tâm, - Lượng chạy dao nghiêng, chuyển động của dao hợp với đường tâm một góc nào đó. Hai yếu tố chiều sâu cắt (t) và lượng chạy dao (s) chủ yếu đặc trưng cho quá trình cắt về năng suất. 4.1.3 Tốc độ cắt khi tiện Tốc độ cắt khi tiện (ký hiệu bằng chữ V) là khoảng dịch chuyển của lưỡi cắt đối với bề mặt chi tiết gia công trong một đơn vị thời gian. Tính một cách chính xác thì tốc độ cắt khi tiện là tốc độ tổng hợp của tốc độ vòng của chi tiết gia công và tốc độ của chuyển động chạy dao. Nhưng do tốc độ của chuyển động chạy dao rất nhỏ, nên thường tính tốc độ vòng của chi tiết gia công và được tính bằng công thức sau: , 1000 Dn V   Hình 3.10 Lượng chạy dao khi tiện trụ ngoài 44 Trong đó: D là đường kính của phôi (mm) n là số vòng quay của trục chính (phôi) trong một phút (vg/ph). Tốc độ cắt khi tiện là một trong những nhân tố quan trọng có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bề mặt gia công và giá thành sản phẩm. Tăng tốc độ cắt thì thời gian gia công cơ bản sẽ giảm, nhưng có nhược điểm là dao bị mòn nhanh, tốn thời gian mài sửa lại dao, tốn thời gian thay dao, tốn vật liệu làm dao. Do đó việc chọn tốc độ cắt hợp lý có ý nghĩa quan trọng vừa đảm bảo năng suất cao, vừa giảm giá thành thấp hơn. 4.2. Chọn và tính chế độ cắt khi tiện Năng suất luôn luôn tỷ lệ với các yếu tố cắt t, s, v. Để có năng suất cao nhất (năng suất tính theo thời gian máy) thì cần phải chọn chiều sâu cắt (t) là lớn nhất, sau đó mới chọn (s). Khi chọn được (s) và (t) theo tuổi bền của dao (T) đã chọn, tính toán tốc độ cắt (V), dựa vào tốc độ cắt xác định số vòng quay trục chính theo số vòng quay có trên máy sao cho hợp lý. * Trình tự thực hiện Bước 1: Chọn dao cắt: chọn vật liệu làm phần cắt của dao, kích thước thân dao, hình dáng hình học, các góc độ của dao chọn theo tiêu chuẩn trong các sổ tay cơ khí. Lưu ý nên chọn kích thước thân dao lớn nhất (kích thước thân dao đã được tiêu chuẩn hoá) phù hợp với từng máy cụ thể. Bước 2: Chọn chiều sâu cắt (t) Khi tiện thô thì chọn chiều sâu cắt (t) bằng lượng dư gia công để tăng năng suất, với điều kiện hình dạng của phôi phải đúng với hình dạng của chi tiết cần gia công để tránh được sai số in dập. Tùy theo dạng phôi và yêu cầu của chi tiết gia công khi tiện thô chọn chiều sâu cắt cho phù hợp, vừa đáp ứng được năng suất, vừa tránh được sai số in dập. Khi tiện tinh nên cắt 2 lần: gọi lượng dư (h) là lượng dư để tiện tinh thì lần thứ nhất chọn chiều sâu cắt 2 3 ( ) 3 4 t h  , còn lại cắt lần 2 với 1 1 ( ) 3 4 t h  . Bước 3: Chọn lượng dao (s). Khi chọn cần chú ý tới các nhân tố ảnh hưởng đến lượng chạy dao (s), cụ thể: Khi tiện thô: Độ cứng vững và khả năng kẹp chặt chi tiết gia công; độ bền và độ cứng vững thân dao; độ bền vật liệu phần cắt của dao; độ bền của cơ cấu chạy dao. Khi tiện bán tinh và tinh: Độ cứng vững của thân dao; độ cững vững của chi tiết gia công; độ chính xác kích thước gia công; độ bóng bề mặt gia công. Bước 4: Tính tốc độ cắt (V) Sau khi đã chọn được chiều sâu cắt (t) và lượng chạy dao (s) chúng ta tiến hành tính tốc độ cắt (V), thông thường có thể tính theo 2 cách: 45 Tính tốc độ cắt theo máy đã có sẵn; Tính chế độ cắt không phụ thuộc vào máy (máy chưa cho trước). Trường hợp này tính toán đơn giản hơn vì không bị yếu tố máy ràng buộc. Tính vận tốc cắt theo công của máy: (m/ph) Trong đó: Nđc - công suất động cơ máy tiện Pz - lực tiếp tuyến (lực cắt chính)  - hiệu suất sử dụng của động cơ Tính vận tốc cắt theo tuổi bền của dao: )/( phmK tST C V Vxym v t  Trong đó: Cv - hệ số tỷ lệ đặc trưng cho điều kiện gia công cụ thể (tra bảng) T - tuổi bền của dao S - lượng chạy dao t - chiều sâu cắt Kv - hệ số điều chỉnh Chế độ cắt tính toán cần phải kiểm nghiệm theo công suất của máy: 360 10 Z c dc P V N N    Bước 5: Xác định số vòng quay trục chính (n) Sau khi tính được tốc độ cắt (Vt), xác định số vòng quay trục chính theo công thức:, trong đó: )/( . .1000 phvg D V n ttt   Vt vận tốc cắt tính toán D đường kính chi tiết gia công Hình 3.4: Đường chạy dao khi tiện ngoài 1000 60 dc cs z N V P    L1 L L2 n S 46 So sánh trị số vòng quay (ntt) vừa tính được với bảng số vòng quay của máy, có thể số vòng quay tính toán trùng hoặc không trùng với số vòng quay của máy. trường hợp không trùng thì chọn theo số vòng quay có trên máy nhưng phải nhỏ hơn số vòng quay tính toán để đảm bảo công suất cắt cho phép. Bước 6: Tính thời gian cắt gọt Thời gian cắt gọt phụ thuộc vào dạng gia công. Khi tiện ngoài (hình 3.4) thời gian cắt gọt được tính theo công thức sau: 1 20 L L L T i ns    , (phút). Trong đó: L- chiều dài bề mặt gia công, L1- lượng ăn tới của dao (mm), L2- lượng vượt quá của dao, thường chọn 1  3 mm, n - số vòng quay của trục chính (vg/ph), S - lượng chạy dao (mm/vg), i - số lần cắt. 5. Bài tập thực hành Tham quan thực tế tại xưởng, gá đặt các loại dụng cụ cắt trên ổ gá dao, gá đặt mũi khoan trên nòng ụ sau, bảo dưỡng các thiết bị bôi trơn cho băng máy. 6. Nội dung ôn tập  Bản chất của quá trình cắt khi tiện.  Thế nào là tượng lẹo. Nêu ưu, nhược điểm của lẹo dao khi tiện.  Nêu các dạng mài mòn dao tiện.  Nguồn sinh lực cắt khi tiện, các thành phần lực cắt.  Nêu trình tự chọn chế độ cắt khi tiện.  Tác dụng của dung dịch trơn nguội. 47 BÀI 4 MÀI DAO TIỆN Dao tiện là một trong nhân tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm khi gia công trên máy tiện. Tiêu chí quyết định khi đánh giá dao tiện là thông số hình học (góc độ dao) của dao, các góc độ dao được xác định do mài dao. Mài dao thường được thực hiện sau khi chế tạo dao và khi dao bị mài mòn. Để mài được dao tiện theo ý muốn cần phải hiểu nhận biết được vật liệu làm phần cắt của dao, cấu tạo, góc độ dao tiện; thiết bị, phương pháp và trình tự mài dao. 1. Giới thiệu chung về dao tiện 1.1. Khái niệm dao tiện Dụng cụ cắt để tách phần kim loại không cần thiết ra khỏi phôi để tạo ra hình dáng hình học của chi tiết máy đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và được thực hiện trên máy tiện được gọi chung là dao tiện. 1.2. Cấu tạo và phân loại dao tiện 1.2.1. Cấu tạo Dao tiện có nhiều loại khác nhau, tuy nhiên đều có chung cấu tạo và các góc độ. Trong đó, dao tiện ngoài thường được sử dụng để giới thiệu về cấu tạo và góc độ phần cắt của dao. Khi đã hiểu và xác định được các góc độ của dao tiện ngoài thì việc xác định góc độ của các loại dao còn lại là tương tự. Dao tiện gồm 2 phần: phần cắt và phần thân (Hình 4.1), trong đó: Hình 4.1 Dao tiện đầu thẳng - Phần thân: dùng để định vị và được kẹp chặt dao trên đài gá dao của máy tiện - Phần cắt: tham gia trực tiếp vào quá trình cắt gọt, đây là phần quan trọng nhất của dao tiện. Phần cắt được hình thành từ các bộ phận (hình 4.2): 48 1. Mặt sau cắt chính 2. Mặt sau phụ 3. Mặt trước 4. Mũi dao Hình 4.2. Các bộ phận chính phần cắt của dao tiện ngoài 1.2.2. Phân loại dao tiện Có nhiều cách phân loại dao tiện - Phân theo loại máy tiện: có dao tiện sử dụng trên máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, máy tiện bán tự động; dao tiện chuyên dùng và dao tiện định hình. - Phân theo dạng gia công: có các loại dao tiện ngoài; tiện cắt đứt; tiện mặt đầu; tiện ren, tiện lỗ, - Phân theo tính chất gia công: có dao tiện thô, dao tiện tinh. - Phân theo cách gá đặt đối với chi tiết gia công: dao tiện hướng kính, dao tiện tiếp tuyến. - Phân theo tiết diện thân dao: dao thân hình vuông, chữ nhật, hình tròn - Phân theo kết cấu đầu dao: có dao tiện đầu thẳng, dao tiện đầu cong, dao vai - Phân theo phương chạy dao: có dao tiện phải, dao tiện trái. - Phân theo phương pháp chế tạo: có dao nguyên, dao hàn nối đầu, dao hàn mảnh dao, dao chắp, - Phân theo vật liệu làm phần cắt: có dao thép gió, dao hợp kim cứng, dao sứ, dao kim cương, Hình 4.3 Các loại dao tiện a Dao tiện trái b. Dao tiện phải c. Dao đầu thẳng d. Dao đầu cong 49 1.3. Góc độ phần cắt của dao tiện Trong đó: - Góc trước (ký hiệu ): tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc tạo bởi mặt trước và mặt phẳng đi qua điểm đó trên lưỡi cắt, vuông góc với mặt phẳng cắt (hay là góc hợp bởi mặt trước và mặt đáy) xét trong tiết diện chính. - Góc sau (ký hiệu ): tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi mặt sau chính và mặt cắt xét trong tiết diện chính tại điểm đó. - Góc sắc (ký hiệu ): tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi mặt trước và mặt sau chính xét trong tiết diện chính tại điểm đó, và ( +  +  = 900). - Góc cắt (ký hiệu ): tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi mặt trước và mặt cắt xét trong tiết diện chính tại điểm đó. ( +  =  và  +  = 900). - Góc nghiêng chính (ký hiệu ): tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy và phương chạy dao. - Góc nghiêng phụ (ký hiệu 1): tại một điểm trên lưỡi cắt phụ là góc hợp bởi hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy và phương chạy dao. - Góc mũi dao (ký hiệu ): là góc hợp bởi hình chiếu của lưỡi cắt chính và hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy ( + 1 +  = 1800). - Góc nâng (ký hiệu ): tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi lưỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt đáy. Giá trị các góc của dao tiện phụ thuộc vào điều kiện gia công cụ thể, vật liệu gia công, vật liệu làm dao và yếu tố cắt khác, ... Hình 4.3. Các góc độ cơ bản của dao tiện ngoài   1  N N 50 1.4. Vật liệu làm phần cắt của dao tiện 1.4.1. Đặt tính Vật liệu làm phần cắt của dao phải có đủ các đặc tính cơ bản sau: a) Độ cứng Để gia công được vật liệu thì dụng cụ cắt phải có độ cứng cao hơn vật liệu gia công. Việc lựa chọn độ cứng vật liệu chế tạo dụng cụ cắt phụ thuộc và độ cứng vật liệu gia công. Thông thường khi gia công vật liệu có độ cứng khoảng 200 - 220HB vật liệu phần cắt dụng cụ phải có độ cứng lớn hơn 60 HRC. b) Độ bền cơ học Trong quá trình gia công phần cắt của dụng cụ cắt chịu tải trọng cơ học và rung động lớn, vì vậy vật liệu chế tạo dụng cụ cắt phải có sức bền cơ học tốt để tránh gãy, vỡ trong quá trình gia công. Vật liệu dụng cụ cắt có sức bền cơ học càng cao thì tính năng sử dụng của chúng càng tốt. c) Tính chịu nhiệt Tính chịu nhiệt là đặc tính quan trọng nhất quyết định chất lượng của loại vật liệu dụng cụ. Trong quá trình cắt nhiệt cắt rất lớn. Phần cắt dụng cụ ngoài chịu tải trọng cơ học lớn còn chịu tải trọng nhiệt cao. Tính chịu nhiệt của vật liệu dụng cụ là khả năng giữ được đặc tính cắt (độ cứng, độ bền cơ học ...) ở nhiệt độ cao trong thời gian dài. Nhiệt cắt thường rất lớn có thể đến hàng nghìn độ, do vậy tính chịu nhiệt là một trong những đặc tính quan trọng nhất của vật liệu dụng cụ. d. Tính chịu mòn Trong quá trình cắt, mặt trước của dụng cụ tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp xúc với bề mặt chi tiết đang gia công, với tốc độ trượt lớn, nên vật liệu dụng cụ cắt phải có tính chịu mòn cao. Phần cắt dụng cụ, khi đủ độ bền cơ học, thì dạng hỏng chủ yếu là dụng cụ bị mài mòn. Thực tế cho thấy khi độ cứng càng cao thì tính chịu mài mòn vật liệu càng cao. Tính chịu mài mòn vật liệu tỷ lệ thuận với độ cứng. Trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra mòn dao là hiện tượng chảy dính của vật liệu làm dao. tính chảy dính của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi nhiệt độ chảy dính giữa hai vật liệu tiếp xúc với nhau... Vật liệu làm dao tốt là loại vật liệu có nhiệt độ chảy dính cao. qua các nghiên cứu thực nghiệm, nhiệt độ chảy dính của các loại hợp kim cứng có các bít wofram (WC), các bít titan (TiC) với thép (1100oC) cao hơn các hợp kim coban với thép (675oC). e. Tính công nghệ Tính công nghệ của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi tính khó hay dễ trong quá trình gia công để tạo hình dụng cụ cắt. Tính công nghệ được thể hiện ở nhiều mặt: tính khó hay dễ gia công bằng cắt, gia công nhiệt luyện, độ dẻo ở trạng thái nguội và 51 nóng,... Một số vật liệu tuy có đặc tính cắt tốt nhưng không được sử dụng phổ biến làm dụng cụ cắt, một phần vì tính công nghệ của chúng không cao. Ngoài những đặc tính chủ yếu nêu trên, vật liệu dụng cụ cắt cần phải có một số tính năng khác như: tính dẫn nhiệt cao, giá thành thấp. 1.4.2. Các loại vật liệu dụng cụ Hiện nay, vật liệu làm phần cắt của dụng cụ cắt được sử dụng gồm các loại sau: thép các bon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật liệu sành sứ, vật liệu tổng hợp, kim cương. Trong đó, chỉ có thép gió và hợp kim cứng được sử dụng nhiều nhất. a) Thép gió Thép gió còn được gọi là thép cao tốc. Đó là thép hợp kim có hàm lượng hợp kim cao, nhất là Vonfram (khoảng 6  19%) và Crom (khoảng 3  4,5%). Sau khi nhiệt luyện, độ cứng đạt (62  65)HRC. Thép gió P18 và P9 được sử dụng phổ biến. Chúng có độ bền nhiệt và tính năng cắt như nhau. Thép gió P18 có tuổi bền cao hơn dao thép gió P9, vì độ chịu mòn ở trạng thái nguội của thép P18 cao hơn P9. Nhược điểm lớn nhất của thép gió là sự phân bố không đồng nhất của các bít sinh ra trong quá trình biến cứng khi đúc, do đó làm giảm chất lượng và cơ tính của thép gió dẫn đến lưỡi cắt dễ bị mẻ gẫy, làm giảm tuổi bền của dao. Vì vậy, thép gió cần được rèn đi rèn lại nhiều lần để phân bố lại các các bít cho đồng đều. b) Hợp kim cứng Hợp kim cứng được chế tạo bằng phương pháp luyện kim bột. Thành phần chủ yếu của Hợp kim cứng là cácbít vonfram, một số loại còn có cácbít titan, cácbít tantan. Hợp kim cứng có độ cứng lớn 87-92 HRA (tương đương 70HRC). Độ bền nhiệt cao 1000oC. Độ bền mòn cao hơn hẳn thép gió. Vì vậy dao hợp kim cứng có thể cắt với tốc độ cắt rất lớn, khoảng 100-500m/ph. Năng suất cắt tăng gấp (2  3) lần so với thép gió. Nhược điểm cơ bản của hợp kim cứng là độ bền uốn kém, độ dẻo thấp. Do đó dao hợp kim cứng cần làm việc trong điều kiện không có va đập, tránh tải trọng thay đổi và hệ thống công nghệ cần...rí đặt căn đệm khi gá dao trên ổ gá dao - Chiều dài phần nhô ra của dao đủ độ cứng vững cho dao khi tiện - Dao phải được giữ cố định trên ổ gá dao bằng 2 vít, xem hình 5.3. Hình 5.3. Kẹp chặt dao trên ổ gá dao 3.3.3. Điều chỉnh máy Điều chỉnh tốc độ trục chính, tốc độ chạy dao về đúng giá trị chế độ công nghệ đã lựa chọn, tính toán nhằm đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết sau khi tiện. - Điều chỉnh tốc độ trục chính: đưa vị trí tay gạt trên hộp tốc độ trục chính của máy về trị số vòng quay theo bảng chế độ cắt đã tính toán. Lưu ý: việc điều chỉnh các tay gạt trên hộp tốc độ trục chỉnh chỉ tiến hành khi máy ở chế độ dừng (máy không hoạt động). - Tương tự, trên hộp tốc độ chạy dao của máy, điều chỉnh vị trí tay gạt về trị số lượng chạy dao theo bảng hcế độ cắt đã tính toán. 62 3.3.4. Trình tự thực hiện khi tiện Bước 1: Kiểm tra vị trí của dao không được tiếp xúc với đường kính hoặc mặt đầu của phôi, đảm bảo an toàn mới khởi động máy. Bước 2: Điều khiển bàn xe dao thực hiện so dao, lấy chiều sâu cắt. Bước 3: Gạt tự động dọc bàn xe dao để thực hiện tiện thô, quan sát khi tiện hết chiều dài cho phép, ngắt tự động dọc và đưa dao về vị trí ban đầu. Tiếp tục thực hiện các lát cắt tiếp theo đến khi hét lượng dư tiện thô. Lưu ý: Trước khi cắt lát cắt thô cuối cùng, dừng máy, kiểm tra đường kính chi tiết để xác định đúng lượng dư còn lại cho tiện tinh. Bước 4: Kiểm tra đường kính ngoài, thay dao để thực hiện tiện tinh. Bước 5: Tiện tinh (thực hiện so dao như khi tiện thô, chia lượng dư thực hiện 2 lần cắt). Bước 6: Tổng kiểm tra trước khi tháo sản phẩm ra khỏi máy. 3.4. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng ngừa TT Dạng hỏng Nguyên nhân Cách phòng ngừa 1 Bề mặt trụ có chỗ chưa tiện - Lượng dư không đủ - Phôi bị cong - Gá phôi bị đảo - Kiểm tra phôi trước khi tiện - Gá phôi chính xác 2 Kích thước sai - Chọn dụng cụ đo sai - Đọc giá trị đo sai - Phương pháp đo chưa đúng - Tính chiều sâu cắt sai - Chọn dụng cụ đo phù hợp với dung sai yêu cầu - Cách đo và đọc giá trị đo cẩn thận - Xác định đúng chiều sâu cắt 3 Mặt trụ bị côn hoặc ô van - Do dao bị mòn - Kẹp phôi chưa đủ chặt - Cổ trục chính bị đảo - Kiểm tra dao trước khi tiện tinh - Kiểm tra máy và kẹp chặt phôi 4 Độ nhám bề mặt không đạt - Góc độ dao chưa hợp lý - Chọn chế độ cắt chưa hợp lý - Độ cứng vững của hệ thống công nghệ kém - Chọn lại góc độ dao và chế độ cắt. - Kiểm tra độ cững vững của máy và đồ gá 4. Bài tập thực hành 63 4.1. Bản vẽ chi tiết 4.2. Điều kiện cho trước 1. Máy tiện vạn năng 2. Mâm cặp 3 chấu, chìa vặn mâm cặp và ổ dao 3. Phôi liệu: Thép CT35, đường kính 40 mm , chiều dài 100 mm 4. Dụng cụ cắt: Dao tiện ngoài bằng thép gió P18, Dao đầu cong (01 con), dao vai (02 con). 5. Dụng cụ đo: thước cặp 1/50; thước lá 300 4.3. Thời gian thực hiện: 60 phút/01 sản phẩm khi gia công cần đảm bảo kích thước đường kính 32 và độ nhám bề mặt theo yêu cầu bản vẽ 4.4. Trình tự các bước thực hiện TT Tên bước công nghệ Sơ đồ Yêu cầu đạt được 1 Bước 1: Gá dao, gá phôi Mũi dao phải ngang tâm chi tiết Phôi gá trên mâm cặp 3 chấu đủ chặt, đúng như sơ đồ 2 Bước 2: Khỏa mặt đầu Mặt đầu phẳng, không còn vết S1 64 S1 - Số vòng quay: n = 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 0,5mm t2 = 0,5mm - Lượng chạy dao: S = 0,1mm/vòng 3 Bước 3: Tiện thô mặt trụ - Số vòng quay: n = 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 0,5mm t2 = 1,0mm t3 = 1,0mm t4 = 1,0mm t5 = 0,2mm - Lượng chạy dao: S = 0,15mm/vòng Tiện đạt đường kính 32,5 chiều dài 39 4 Bước 4: Kiểm tra Đo đường kính mặt trụ, xác định lượng dư còn lại để tính chiều sâu cắt cho lần tiện tinh 5 Bước 5: Tiện tinh - Số vòng quay: n = 900v/ph - Chiều sâu cắt: t = 0,25mm - Lượng chạy dao: S = 0,1mm/vòng Tiện đạt đường kính 32, độ nhám Rz40 Tiện đạt độ Tiên đạt độ 65 S 7 phẳng mặt bậc và chiều dài 40 - Số vòng quay: n = 400v/ph - Chiều sâu cắt: t = 0,25mm - Lượng chạy dao: S điều khiển bằng tay phẳng mặt bậc Rz40 và chiều dài mặt bậc L40 6 Vát mép 2 x450 - Số vòng quay: n = 400- 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 2 mm - Lượng chạy dao S điều khiển bằng tay Vát mép đảm bảo đúng góc vát và chiều sâu cắt 6 Bước 6: Tổng kiểm tra Đo kiểm các kích thước của sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật ghi trong bản vẽ Đáp ứng các yêu cầu ghi trong bản vẽ 5.Nội dung ôn tập  Nêu những yêu cầu cơ bản của mặt trụ ngoài.  Trình bày các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng ngừa.  Nêu trình tự các bước khi tiện mặt trụ ngoài.  Trình bày phương pháp kiểm tra mặt trụ ngoài. 66 Bài 6: TIỆN MẶT ĐẦU, KHOAN LỖ TÂM 1. Tiện mặt đầu 1.1. Yêu cầu của mặt đầu - Phẳng (không lồi, lõm) - Vuông góc với đường tâm của chi tiết. 1.2. Phương pháp tiện 1.2.1. Gá phôi Khi tiện mặt đầu, phôi được gá trên mâm cặp. Vật gia công chỉ được vượt ra khỏi mặt đầu của chấu cặp ít nhất có thể để đảm bảo độ cứng vững khi tiện. 1.2.2. Chọn và gá dao Dao tiện mặt đầu thường dùng dao đầu cong. Mũi dao phải ngang tâm chi tiết, nếu mũi dao cao hơn hoặc thấp hơn tâm sẽ để lại phần lõi ở tâm chi tiết. Đường kính phần lõi để lại lớn hay nhỏ phụ thuộc và độ cao, thấp hơn tâm của mũi dao. Hình 6.1 Hình 6.1 Dao tiện mặt đầu 1.2.3. Cách tiện Để mặt đầu luôn luôn vuông góc với đường tâm của chi tiết khi tiện phải thực hiện tiến dao bằng bàn xe dao ngang (do chuyển động chạy dao dọc và chạy dao ngang của máy tiện luôn vuông góc với nhau). Có thể thực hiện tiến dao ngang theo 2 cách tiến dao từ ngoài vào tâm hoặc ngược lại tiến dao từ tâm ra ngoài. Đối với tiến dao từ ngoài vào tâm được tiện đối với phôi đặc (hình 6.2). Khi dao tiến theo cách này, lúc mới vào cắt dao thường bị va đập đột ngột nên dễ bị mẻ, vỡ, sứt mũi dao, nhưng quá trình xác định chiều sâu cắt dễ dàng hơn (bằng cách sử dụng du xích bàn trượt dọc phụ). Tiến dao từ tâm ra ngoài: vận tốc cắt sẽ tăng dần từ Vmin đến Vmax (do đường kính gia công tăng dần), dao tiện khi cắt ít bị rung động, nhưng việc xác định chiều sau cắt khó khăn hơn đối với phôi đặc. Thường được áp dụng đối với phôi có đường kính lớn và phôi có lỗ sẵn. 67 Hình 6.2 Dao tiện mặt đầu bằng dao vai, và dao đầu cong 1.2.4. Chế độ cắt Tiện thô: t = (1 - 1,5) mm S = (0,5 - 1,2) mm/vg Tiện tinh t = (0,5 - 1) mm S = (0,2 - 0,4) mm/vg Số vòng quay phụ thuộc vào vật liệu làm dao và vật liệu gia công 1.2.5. Kiểm tra mặt đầu Sử dụng ke vuông, vừa kiểm tra độ phẳng mặt đầu, vừa kiểm tra độ vuông góc giữa mặt đầu với đường sinh của mặt trụ (hình 5.3). Hình 6.3. Kiểm tra mặt đầu bằng ke vuông 1.3. Dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng khi tiện mặt đầu Dạng sai hỏng Nguyên nhân Cách phòng ngừa Mặt đầu chi tiết có chỗ chưa tiện - Lượng dư của phôi không đủ - Phôi gá trên mâm cặp bị đảo - Xác định đủ lượng dư để tiện mặt đầu - Rà, gá phôi tròn đều trên mâm cặp Mặt đầu không vuông góc - Dao bị đẩy do bàn trượt - Điều chỉnh độ dơ của 68 với đường tâm ngang có độ dơ - Dao bị đẩy do dao kém cứng vững bàn máy - Chọn và gá lại dao tiện Độ nhám bề mặt không đạt - Dao tiện không đúng góc độ, bị cùn - Chọn chế độ cắt chưa hợp lý - Chọn và mài lại dao tiện - Chọn lại chế độ cắt gọt 1.4. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để tiện mặt đầu 1.4.1. Trang thiết bị Máy tiện vạn năng Đồ gá: Mâm cặp (3 chấu hoặc 4 chấu). 1.4.2. Dụng cụ cắt Dao tiện ngoài: Loại dao: sử dụng dao đầu cong. Vật liệu phần cắt của dao: Thép gió (loại P9 hoặc P18), hay Hợp kim cứng 1.4.3. Dụng cụ đo Sử dụng thước cặp, ke vuông. 1.4.4. Phôi liệu Sử dụng phôi thanh hoặc phôi rời theo yêu cầu của bài luyện tập. 1.5. Bài tập thực hành 1.5.1. Bản vẽ chi tiết Yêu cầu tiện nhẵn mặt đầu đạt kích thước chiều dài phôi và độ nhám Rz20 1.5.2. Điều kiện cho trước 1. Máy tiện vạn năng 2. Mâm cặp 3 chấu, chìa vặn mâm cặp và ổ dao 3. Phôi liệu: Thép CT35, đường kính 40, chiều dài 100 4. Dụng cụ cắt: Dao tiện ngoài đầu cong (01 con), mũi khoan tâm. 5. Dụng cụ đo: thước cặp 1/50; thước lá 300 1.5.3. Thời gian thực hiện: 60 phút/01 sản phẩm 69 1.5.4. Trình tự các bước thực hiện TT Trình tự Sơ đồ Yêu cầu kỹ thuật 1 Bước 1: Gá dao và phôi Mũi dao phải ngang tâm chi tiết Phôi gá trên mâm cặp 3 chấu đủ chặt, kích thước đúng như sơ đồ 2 Bước 2: Tiện thô mặt đầu - Tốc độ trục chính khoảng 700v/ph - Chiều sâu cắt t = 1mm - Tiến dao bằng tay Tiện phẳng mặt đầu 3 Bước 3: Tiện tinh mặt đầu - Tốc độ trục chính khoảng 900v/ph - Chiều sâu cắt t = 0,5mm - Lượng chạy dao S = 0,3mm/vòng Tiện tinh đạt độ nhẵn bóng của mặt đầu. 4 Bước 4: Tiện thô mặt đầu đối diện - Tốc độ trục chính khoảng 700v/ph - Chiều sâu cắt t = 1mm - Tiến dao bằng tay Tiện phẳng mặt đầu 70 5 Bước 5: Tiện tinh mặt đầu đối diện - Tốc độ trục chính khoảng 900v/ph - Chiều sâu cắt t = 0,5mm - Lượng chạy dao S = 0,3mm/vòng Tiện tinh đạt độ nhẵn bóng của mặt đầu. 6 Bước 6 Kiểm tra độ phẳng của mặt đầu Khoan lỗ tâm đảm bảo độ nhẵn bóng của lỗ tâm 2. Khoan lỗ tâm Lỗ tâm là một loại chuẩn tinh phụ thống nhất để định vị chi tiết dạng trục trong nhiều lần gá hoặc nhiều nguyên công khác nhau. Lỗ tâm không những dùng làm chuẩn trong quá trình gia công mà còn dùng trong cả quá trình kiểm tra và sửa chữa sau này. Dùng lỗ tâm làm chuẩn sẽ giúp cho việc gá đặt được nhanh chóng, đảm bảo tốt kích thước đường kính và đảm bảo độ đồng tâm giữa các cổ trục có đường kính khác nhau mặ dù phải qua nhiều lần gá. Lỗ tâm có nhiều loại, tùy theo đường kính của chi tiết gia công để lựa chọn cho phù hợp. Nhưng thông dụng nhất là loại lỗ tâm có góc côn là 60 độ (hình 5.4). Hình 5.4. Một số kiểu lỗ tâm tiêu chuẩn S1 71 2.1. Yêu cầu của lỗ tâm Lỗ tâm phải là mặt tựa vững chắc của chi tiết, diện tích tiếp xúc phải đủ, góc côn phải chính xác, độ sâu lỗ tâm phải đảm bảo. Lỗ tâm phải nhẵn bóng (phần mặt côn 60 độ) để chống mài mòn và giảm bớt biến dạng tiếp xúc, tăng cường độ cứng vững. Hai lỗ tâm phải nằm trên một tâm để tránh tình trạng mũi tâm tiếp xúc không đều nên chóng mài mòn và làm cho mặt trụ sẽ gia công không vuông góc với mặt đầu. 2.2. Phương pháp khoan lỗ tâm Sử dụng mũi khoan tâm để khoan lỗ tâm (hình 5.5). Trường hợp không có mũi khoan tâm có thể dụng mũi khoan xoắn để khoan, chọn mũi khoan nhỏ có đường kính bằng đường kính (d) của lỗ tâm để khoan trước, sau đó dùng mũi khoan to hơn để khoan mặt côn của lỗ tâm với đường kính (D), lưu ý mũi khoan to phải có góc của 2 lưỡi cắt chính bằng 60 độ. Khi khoan lỗ tâm trên máy tiện vạn năng thường được thực hiện sau khi chi tiết được tiện phẳng mặt đầu. Khi khoan, mũi khoan tâm được lắp vào bầu cặp và gá vào nòng ụ sau. Có thể xác định chiều sâu lỗ tâm theo du xích trên nòng ụ sau. Bước tiến được thực hiện bằng tay (quay vô lăng ụ sau), lỗ tâm tiếp xúc với mũi tâm chính là nhờ vào mặt côn của lỗ tâm, lỗ tâm có tác dụng định vị chi tiết trong quá trình tiện. 2.2.1. Gá phôi và gá mũi khoan tâm Phôi gá trên mâm cặp, mũi khoan tâm gá trong bầu cặp lắp vào nòng ụ sau như hình 6.6 2.2.2. Chế độ cắt khi khoan Khi khoan lỗ tâm chọn chế độ cắt thấp hơn khi khoan, vì mũi khoan tâm nhỏ, đồng thời cần đảm bảo độ chính xác của vị trí lỗ tâm. - Tốc độ cắt khoảng 10 đến 12 m/phút. - Bước tiến khi khoan tâm S = 0,02 đến 0,1 mm/vg. 2.2.3. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân, cách phòng ngừa Dạng sai hỏng Nguyên nhân Cách phòng ngừa Chiều sâu của lỗ tâm không đảm bảo (góc côn Kiểm tra chiều sâu khi khoan không chính xác Xác định chiều sâu khi khoan chính xác (dùng Hình 6.6.Khoan lỗ tâm trên máy tiện 72 quá lớn hoặc quá nhỏ) vạch dấu hoặc cữ khi khoan Đường tâm của 2 lỗ tâm ở 2 đầu trục không trùng nhau - Gá phôi trên mâm cặp chưa đúng - Chọn chuẩn khi khoan lỗ ở 2 đầu trục sai - Đường tâm ụ trước và ụ sau không trùng nhau - Gá phôi chính xác - Chọn chuẩn là chuẩn tinh - Điều chỉnh độ đồng tâm giữa ụ trước và ụ sau 2.3. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để khoan tâm 2.3.1. Trang thiết bị 1) Máy tiện vạn năng 2) Đồ gá: Mâm cặp (3 chấu hoặc 4 chấu). 2.3.2. Dụng cụ cắt Mũi khoan tâm. 2.4. Bài tập thực hành 2.4.1. Bản vẽ chi tiết 2.4.2. Điều kiện cho trước 1. Máy tiện vạn năng 2. Mâm cặp 3 chấu, chìa vặn mâm cặp và ổ dao 3. Phôi liệu: Thép CT35, đường kính 40, chiều dài 98 ( từ bài tập trước ) 4. Dụng cụ cắt: Dao tiện ngoài đầu cong (01 con), mũi khoan tâm. 5. Dụng cụ đo: thước cặp 1/50; thước lá 300 2.4.3. Thời gian thực hiện: 60 phút/01 sản phẩm 73 2.4.4. Trình tự các bước thực hiện TT Trình tự Sơ đồ Yêu cầu kỹ thuật 1 Bước 1: Gá dao và phôi - Tốc độ trục chính khoảng 600v/ph - Chiều sâu cắt t = 0,5mm - Lượng chạy dao S = 0,1mm/vòng Mũi dao phải ngang tâm chi tiết Phôi gá trên mâm cặp 3 chấu đủ chặt, kích thước đúng như sơ đồ 2 Bước 2: Tiện thô mặt đầu - Tốc độ trục chính khoảng 700v/ph - Chiều sâu cắt t = 1mm - Tiến dao bằng tay Phẳng mặt đầu 3 Bước 3: Tiện tinh mặt đầu - Tốc độ trục chính khoảng 900v/ph - Chiều sâu cắt t = 0,5mm - Lượng chạy dao S = 0,3mm/vòng Tiện tinh đạt độ nhẵn bóng của mặt đầu. Bước 4 Khoan lỗ tâm - Tốc độ trục chính khoảng 900v/ph - Tiến dao bằng tay quay nòng ụ sau Khoan lỗ tâm đảm bảo độ nhẵn bóng của lỗ tâm 74 4 Bước 5: Tiện thô mặt đầu đối diện - Tốc độ trục chính khoảng 700v/ph - Chiều sâu cắt t = 1mm - Tiến dao bằng tay Tiện phẳng mặt đầu Bước 6: Tiện tinh mặt đầu đối diện - Tốc độ trục chính khoảng 900v/ph - Chiều sâu cắt t = 0,5mm - Lượng chạy dao S = 0,3mm/vòng Tiện tinh đạt độ nhẵn bóng của mặt đầu. 5 Bước 4 Khoan lỗ tâm - Tốc độ trục chính khoảng 900v/ph - Tiến dao bằng tay quay nòng ụ sau Khoan lỗ tâm đảm bảo độ nhẵn bóng của lỗ tâm S 75 3. Nội dung ôn tập  Nêu những yêu cầu cơ bản của mặt đầu, lỗ tâm.  Trình bày phương pháp tiện mặt đầu.  Trình bày phương pháp khoan lỗ tâm.  Trình bày các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng ngừa khi tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm. S 76 BÀI 7: TIỆN TRỤC BẬC NGẮN GÁ TRÊN MÂM CẶP 1. Khái niệm về trục bậc Trục bậc là trục có một số đoạn với đường kính và chiều dài khác nhau, đồng tâm với nhau. Yêu cầu trục bậc: - Các mặt bậc phẳng, không lồi, lõm. - Các mặt bậc phải vuông góc với đường tâm của chi tiết. - Các thành bậc phải song song với nhau. 2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để tiện trục bậc 2.1. Trang thiết bị Máy tiện vạn năng Đồ gá: Mâm cặp (3 chấu hoặc 4 chấu). 2.2. Dụng cụ cắt Về cơ bản chọn kết cấu dao tiện trục bậc tương tự như tiện trụ trơn ngoài. - Loại dao: sử dụng dao đầu thẳng, đầu cong, dao vai (hình 7.1) - Vật liệu phần cắt của dao: Thép gió (loại P9 hoặc P18), Hợp kim cứng loại T15K6 Khi tiện trụ bậc để gia công được mặt bậc vuông góc với dường tâm chi tiết thì thông thường chọn dụng cụ cắt có góc nghiêng chính ψ≥900 2.3. Dụng cụ đo Sử dụng thước cặp (loại 1/20 hoặc 1/50), thước lá. 2.4. Phôi liệu Sử dụng phôi thanh hoặc phôi rời theo yêu cầu của bài luyện tập. 3. Phương pháp tiện trục bậc Hình 7.1 Dao tiện mặt trụ ngoài a. Dao đầu thẳng, b. Dao đầu cong, c. Dao vai 77 3.1. Các phương pháp cắt khi tiện trục bậc Phương pháp cắt có liên quan rất nhiều đến năng suất và chất lượng. Khi tiện thô các mặt trục bậc có thể cắt theo lớp, cắt từng đoạn và cắt phối hợp Hình 7.2. sơ đồ các phương pháp cắt khi tiện trục bậc - Cắt từng lớp bằng một dao theo thứ tự từ lớp 1 đến lớp 3 (hình 7.2.a), phương pháp này có độ cứng vững tốt, lực cắt nhỏ nên có thể đạt độ chính xác cao nhưng năng suất tương đối thấp. - Cắt từng đọan (hình 7.2.b), ở đoạn đầu không thể cắt một lần hết lượng dư, do đó cắt làm hai lớp 1 và lớp 2. Đoạn hai và ba có thể cắt một lớp hết lượng dư. Phương pháp này có năng suất cao nhưng lượng dư lớn và không đều nhau, lực cắt lớn. - Cắt phối hợp (hình 7.2.c) có thể điều hòa được nhược điểm của hai phương pháp trên. Các phương pháp cắt trên thường chỉ dùng khi gia công thô. Nếu gia công tinh, hành trình còn tùy thuộc vào cách ghi kích thước, cách chọn chuẩn và độ chính xác của các mặt trụ yêu cầu. 3.2. Chọn chế độ cắt khi tiện trục bậc - Khi tiện các cổ trục, chọn chế độ cắt giống như tiện trụ trơn ngoài. - Khi tiện mặt bậc chiều sâu cắt và lượng chạy dao thường chọn bằng một nửa so với tiện mặt trụ (do khi tiện mặt bậc vận tốc cắt thay đổi theo đường kính của chi tiết gia công). 3.3. Trình tự thực hiện 3.3.1. Chuẩn bị - Chuẩn bị phôi: kiểm tra độ thẳng, độ tròn, kích thước và loại vật liệu; - Chuẩn bị máy tiện: kiểm tra sự hoạt động của máy, đảm bảo độ an toàn; 78 - Chuẩn bị trang thiết bị theo máy: đồ gá, chìa vặn mâm cặp, ổ dao; - Chuẩn bị dụng cụ cắt: dao khỏa mặt đầu, dao tiện ngoài; - Chuẩn bị dụng cụ đo: thước cặp, thước lá; - Chuẩn bị dụng cụ phục vụ vệ sinh công nghiệp. 3.3.2. Gá phôi và gá dao - Phôi gá trên mâm cặp hạn chế đủ số bậc tự do, chiều dài phôi ở ngoài chấu cặp phải lớn hơn chiều dài cần tiện từ (3 ÷ 5) mm. - Gá dao: mũi dao phải ngang đường tâm của máy. 3.3.3. Điều chỉnh và vận hành máy tiện - Điều chỉnh các tay gạt trên hộp tốc độ trục chính và hộp tốc độ chạy dao theo số vòng quay và lượng chạy dao đã chọn. - Khởi động máy: Kiểm tra sự an toàn của máy trước khi cho máy chạy, dao chưa tham gia cắt gọt. 3.3.4. Trình tự các bước gia công Bước 1: Khỏa mặt đầu Bước 2: Tiện thô các cổ trục (để lại lượng dư chiều dài cổ trục cho tiện tinh) Bước 3: Tiện tinh các cổ trục Bước 4: Tiện tinh các mặt bậc Bước 5: Kiểm tra kết thúc: Thực hiện kiểm tra tổng thể sản phẩm trước khi tháo ra khỏi máy. Lưu ý: Trong trường hợp độ chênh lệch về đường kính giữa các cổ trục kế tiếp nhau nhỏ, có thể sử dụng dao tiện ngoài có góc nghiêng chính  bằng 90 độ để tiện luôn các mặt bậc, với điều kiện khi gá dao phải đảm bảo cho lưỡi cắt chính vuông góc với đường tâm chi tiết. 3.3.5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng ngừa TT Dạng hỏng Nguyên nhân Cách phòng ngừa 1 Mặt đầu có chỗ chưa cắt gọt - Lượng dư không đảm bảo - Phôi bị đảo - Lỗ tâm bị lệch - Kiểm tra lại phôi - Gá phôi chính xác 2 Kích thước sai - Chọn dụng cụ đo sai - Đọc giá trị đo sai - Phương pháp đo chưa đúng - Tính chiều sâu cắt sai - Chọn dụng cụ đo phù hợp với dung sai yêu cầu - Cách đo và đọc giá trị đo cẩn thận - Xác định đúng chiều sâu cắt 79 3 Sai lệch về hình dáng hình học (dạng côn, ô van, tang trống) - Không khử độ dơ; - Dao bị mòn, gá dao thấp hơn tâm -Tính toán và đo sai - Điều chỉnh lại - Thay dao - Tính toán và đo chính xác 4 Mặt bậc không song song và vuông góc với đường sinh - Không sử dụng chuyển động chạy dao ngang để tiện mặt bậc. - Góc độ dao không đúng Sử dụng dao có góc nghiêng phụ 1< 900, thực hiện tiện bằng chuyển động chạy dao ngang. 5 Độ nhám bề mặt không đạt - Góc độ dao chưa hợp lý - Chọn chế độ cắt chưa đúng - Độ cứng vững của hệ thống công nghệ kém - Chọn lại góc độ dao và chế độ cắt. - Kiểm tra độ cững vững của máy và đồ gá 4. Bài tập thực hành 4.1. Bản vẽ chi tiết Yêu cầu tiện đạt các kích thước đảm bảo dung sai theo bản vẽ và độ nhẵn bề mặt là Rz40 4.2. Điều kiện cho trước o Máy tiện vạn năng o Mâm cặp 3 chấu, chìa vặn mâm cặp và ổ dao o Phôi liệu: Thép CT35, đường kính 40, chiều dài 100 lấy phôi từ bài tập khoan tâm (bài 06) o Dụng cụ cắt: Dao tiện ngoài bằng thép gió P18, chủng loại: dao đầu cong (01 con), dao vai (02 con). o Dụng cụ đo: thước cặp 1/50; thước lá 300 Ø 22 ± 0. 1 Ø30 ±0.1 21 ±0.1 42 ±0.1 21±0.1 42±0.1 94 Ø30 ±0.1 Ø 22 ± 0. 1 Ø40 80 4.3. Thời gian thực hiện: 120 phút/01 sản phẩm 4.4. Trình tự các bước thực hiện TT Tên bước công nghệ Sơ đồ Yêu cầu đạt được 1 Bước 1: Gá dao, gá phôi Mũi dao phải ngang tâm chi tiết Phôi gá trên mâm cặp 3 chấu đủ chặt, kích thước đúng như sơ đồ 2 Bước 2: Khỏa mặt đầu - Số vòng quay: n = 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 0,5mm t2 = 0,5mm - Lượng chạy dao: S = 0,1mm/vòng Mặt đầu phẳng, không còn vết 3 Bước 3: Tiện thô mặt trụ ϕ31 Tiện đạt đường kính 31 chiều dài 42 S1 S 81 - Số vòng quay: n = 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 1,5mm t2 = 1,5mm t3 = 1,5mm - Lượng chạy dao: S = 0,3mm/vòng 4 Bước 4: Tiện thô mặt trụ 23 - Số vòng quay: n = 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 1,5mm t2 = 1,5mm t3 = 1mm - Lượng chạy dao: S = 0,3mm/vòng Tiện thô đạt đường kính 23 chiều dài 21 5 Bước 5: Tiện thô mặt trụ 31 đầu đối diện - Số vòng quay: n = 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 1,5mm t2 = 1,5mm t3 = 1,5mm - Lượng chạy dao: S = 0,3mm/vòng Tiện đạt đường kính 31, L42 độ nhám Rz40 S1 S2 S 82 S 6 Bước 6: Tiện thô mặt trụ 23 đầu đối diện - Số vòng quay: n = 600v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 1,5mm t2 = 1,5mm t3 = 1mm - Lượng chạy dao: S = 0,3mm/vòng Tiện thô đạt đường kính 23 chiều dài 21 7 Bước 7: Tiện tinh mặt trụ 30 - Số vòng quay: n = 900v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 0,5mm t2 = 0,5mm - Lượng chạy dao: S = 0,1mm/vòng Tiện đạt đường kính 30, L42 độ nhám Rz20 8 Bước 8: Tiện tinh mặt trụ 20 - Số vòng quay: n = 900v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 0,5mm t2 = 0,5mm Tiện đạt đường kính 22, L21 độ nhám Rz20 S 83 - Lượng chạy dao: S = 0,1mm/vòng 9 Bước 9: Tiện tinh mặt trụ 30 đầu còn lại - Số vòng quay: n = 900v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 0,5mm t2 = 0,5mm - Lượng chạy dao: S = 0,1mm/vòng Tiện đạt đường kính 30, L42 độ nhám Rz20 10 Bước 10: Tiện tinh mặt trụ 20 đầu còn lại - Số vòng quay: n = 900v/ph - Chiều sâu cắt: t1 = 0,5mm t2 = 0,5mm - Lượng chạy dao: S = 0,1mm/vòng Tiện đạt đường kính 22, L21 độ nhám Rz20 S S S 84 5. Nội dung ôn tập 1. Nêu các yêu cầu cơ bản của trục bậc. 2. Trình bày các phương pháp cắt khi tiện trục bậc. 3. Nêu các dạng hư hỏng và trình bày nguyên nhân, cách phòng ngừa khi tiện trục bậc. 4. Nêu trình tự tiện trục bậc. 5. Trình tự chọn chế độ cắt khi tiện trục bậc. 6 Bước 11 Tổng Kiểm tra sản phẩm Đáp ứng các yêu cầu ghi trong bản vẽ Ø 22 ± 0. 1 Ø30 ±0.1 21 ±0.1 42 ±0.1 21±0.1 42±0.1 94 Ø30 ±0.1 Ø 22 ± 0. 1 Ø40 85 BÀI 8. TIỆN RÃNH NGOÀI VÀ CẮT ĐỨT 1. Khái niệm về rãnh Trên các bề mặt chi tiết thường có rãnh, rãnh này dùng để thoát dao khi tiện, lắp cữ hãm, lắp xéc măng, v.v... Hình dạng của rãnh tùy thuộc vào yêu cầu làm việc của chi tiết, có rãnh hình vuông, chữ nhật, tròn, v.v... (hình 8.1) Hình 8.1. Các dạng rãnh Yêu cầu kỹ thuật của rãnh: - Đảm bảo bề rộng, chiều sâu của rãnh. - Đối với rãnh vuông, chữ nhật thì thành bên của rãnh phải phẳng song song với nhau và vuông góc với đường tâm. - Đáy rãnh phẳng, song song với đường tâm. 2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ để tiện rãnh, cắt đứt 2.1. Trang thiết bị Máy tiện vạn năng Đồ gá: Mâm cặp (3 chấu hoặc 4 chấu). 2.2. Dao tiện rãnh, cắt đứt Dao tiện rãnh và dao cắt đứt có độ cứng vững kém, do tiết diện phần đầu dao nhỏ. Thông số hình học của dao gồm (hình 8.2): - 01 lưỡi cắt chính và 02 lưỡi cắt phụ - Góc sau chính  = 80 ÷ 120 - Hai lưỡi cắt phụ làm thành 2 góc sau phụ 1 = 2 = 30 ÷ 50 và hai góc nghiêng phụ 1 = 10 ÷ 20 86 Hình 8.2. Thông số hình học của dao cắt đứt, cắt rãnh 2.3. Dụng cụ đo Sử dụng thước cặp (loại 1/20 hoặc 1/50), thước lá. 2.4. Phôi liệu Sử dụng phôi thanh hoặc phôi rời theo yêu cầu của bài luyện tập. 3. Phương pháp tiện rãnh, cắt đứt 3.1. Sơ đồ cắt Khi tiện rãnh phải đảm bảo vị trí và kích thước của rãnh trên chi tiết. Khi gá chi tiết nên cố gắng chọn vị trí mạch cắt gần mặt đầu của chấu cặp để tăng độ cứng vững cho chi tiết. Khi thực hiện cắt có thể theo 2 phương pháp sau: a. Phương pháp cắt mở mạch: phương pháp này phoi thoát dễ dàng hơn nhưng thời gian gia công lâu hơn thường dùng khi cắt đứt các chi tiết có kích thước lớn, độ cứng vững yếu; rãnh có chiều rộng lớn. Với phương pháp này có thể dùng 2 cách cắt khác nhau: + Vừa cắt theo phương ngang vừa cắt theo phương dọc (hình 8.3.a). + Chỉ cắt theo phương ngang (hình 8.3.b) Hình 8.3: Sơ đồ cắt rãnh, cắt đứt trên máy tiện 87 - Phương pháp cắt liền mạch: phương pháp này chỉ cần xác định vị trí chính xác của dao cắt rồi cho dao tịnh tiến theo phương ngang cho đến khi cắt xong rãnh hoặc cắt đứt phôi. Do quá trình thoát phoi, thoát nhiệt khó khăn nên chỉ dùng cắt đứt các chi tiết nhỏ, có độ cứng vững cao; hoặc cắt rãnh khi bề rộng rãnh bằng đúng bề rộng lưỡi cắt của dao. 3.2. Chọn chế độ cắt Do dao yếu nên khi cắt rãnh và cắt đứt phải chọn chế độ cắt nhỏ hơn so với tiện ngoài và mặt đầu. Thông thường, chọn lượng chạy dao S = (0,1 ÷ 0,15)mm/vg; có thể chọn bước tiến bằng tay hay bằng máy; vận tốc cắt V chọn nhỏ hơn tiện ngoài từ 15% ÷ 20%; còn chiều sâu cắt phụ thuộc vào kích thước của rãnh hoặc độ cứng vững của máy, dao và chi tiết gia công. 3.3. Trình tự thực hiện 3.3.1. Chuẩn bị - Chuẩn bị phôi: kiểm tra độ thẳng, độ tròn, kích thước và loại vật liệu; - Chuẩn bị máy tiện: kiểm tra sự hoạt động của máy, đảm bảo độ an toàn; - Chuẩn bị trang thiết bị theo máy: đồ gá, chìa vặn mâm cặp, ổ dao; - Chuẩn bị dụng cụ cắt: dao tiện ngoài; - Chuẩn bị dụng cụ đo: thước cặp, thước lá; - Chuẩn bị dụng cụ phục vụ vệ sinh công nghiệp. 3.3.2. Gá phôi và gá dao - Phôi gá trên mâm cặp, nên để vị trí rãnh cần cắt sát phía mâm cặp hoặc phía ụ sau để đảm bảo độ cứng vững. . - Gá dao cân để lưỡi cắt phụ không cà vào thành bên rãnh, mũi dao ngang đường tâm của máy,. 3.3.4. Điều chỉnh và vận hành máy tiện - Điều chỉnh các tay gạt trên hộp tốc độ trục chính và hộp tốc độ chạy dao theo tốc độ đã được xác định để tiện. - Vận hành máy: Kiểm tra sự an toàn của máy trước khi cho máy chạy, dao chưa tham gia cắt gọt. 3.3.5. Thứ tự các bước gia công Bước 1: Tiện đường kính Bước 2: Xác định vị trí rãnh (vị trí cần cắt đứt) Bước 3: Tiến hành cắt rãnh (cắt đứt) 88 3.3.6. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách phòng ngừa TT Dạng hỏng Nguyên nhân Cách phòng ngừa 1 Chiều rộng rãnh sai - Chiều rộng của lưỡi dao sai - Đo kiểm sai - Mài lại dao - Đo chính xác 2 Chiều sâu rãnh sai - Không khử độ dơ của máy - Tính toán du xích sai - Góc độ dao không đúng - Điều chỉnh máy - Tính toán và mài sửa dao 3 Thành bên và đáy của rãnh không đạt yêu cầu kỹ thuật - Gá dao không đúng - Dao có góc nghiêng phụ nhỏ Mài và gá dao chính xác 4 Vị trí rãnh không đảm bảo Đo kiểm sai Xác định vị trí dao đúng trước khi cắt 5 Độ nhám không đạt - Góc độ dao chưa đúng - Chọn chế độ cắt chưa hợp lý - Mài lại dao - Tính chế độ cắt hợp lý 4. Bài tập thực hành 4.1. Bản vẽ chi tiết 4.2. Điều kiện cho trước 1. Máy tiện vạn năng 2. Mâm cặp 3 chấu, chìa vặn mâm cặp và ổ dao 3. Phôi liệu: Thép CT35, đường kính 40, chiều dài 100 4. Dụng cụ cắt: Dao vai, dao tiện rãnh ngoài, dao cắt đứt bằng thép gió P18. 5. Dụng cụ đo: thước cặp 1/50; thước lá 300 4.3. Thời gian thực hiện: 120 phút/01 sản phẩm 89 4.4. Trình tự thực hiện các bước gia công TT Trình tự Sơ đồ Yêu cầu kỹ thuật 1 Bước 1: Gá dao và gá phôi Định vị phôi đủ số bậc tự do, kẹp chặt, không bị chuyển vị khi gia công 2 Bước 2: Khỏa mặt đầu, tiện mặt trụ ngoài n = 500v/p; t = 1mm; S = 0,13mm/vg Mặt đầu phẳng, đúng đường kính 3 Bước 3: Tiện thô mặt trụ 33 n = 450 - 650 v/ph; S= 0.1 – 0.2 mm/vòng Tiện đạt kích thước đường kính và chiều dài mặt trụ 4 Bước 4: Tiện thô mặt trụ 31 n = 450 - 650 v/ph; S= 0.1 – 0.2 mm/vòng Tiện đạt kích thước đường kính và chiều dâfi mặt trụ 71 70 S1 S S 90 5 Bước 5: Tiện tinh mặt trụ 30 n = 650 - 950 v/ph; S= 0.05 – 0.1 mm/vòng Tiện đạt kích thước đường kính và chiều dài mặt trụ lưu ý đảm bảo độ nhẵn bóng mặt trụ 6 Bước 6: Tiện tinh mặt trụ 32 n = 650 - 950 v/ph; S= 0.05 – 0.1 mm/vòng Tiện đạt kích thước đường kính và chiều dài mặt trụ lưu ý đảm bảo độ nhẵn bóng mặt trụ Bước 7: Tiện cắt rãnh tròn n = 250 - 350 v/ph; S= tay Đảm bảo độ nhẵn rãnh tròn và bán kính R5 Bước 9: Tiện cắt rãnh vuông Đảm bảo độ nhẵn rãnh và kích thước đường kính 20 S S S S 91 n = 250 - 350 v/ph; S= tay Bước 10: Tiện vát mép n = 250 - 350 v/ph; S= tay Yêu cầu vát mép đúng góc độ Bước 11: Tiện cắt đứt chi tiêt n = 250 - 350 v/ph; S= tay Tiện đạt chiều dài chi tiết Bước 12: Tổng kiểm tra 5. Nội dung ôn tập o Nêu các yêu cầu cơ bản của rãnh. o Trình bày các phương pháp tiện rãnh. o Nêu các dạng hư hỏng và trình bày nguyên nhân, cách phòng ngừa khi tiện rãnh. o Trình tự chọn chế độ cắt khi tiện rãnh. 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Quang Châu (bản dịch từ tiếng Nga) - Kỹ thuật tiện - Nhà xuất bản Đại học và Giáo dục chuyên nghiệp - Hà Nội 1989. [2]. Trần Văn Địch - Kỹ thuật tiện - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội 2002. [3]. V.A.BLUMBERG, E.I.ZAZERSKI - Sổ tay thợ tiện - Nhà xuất bản Mir Maxcơva- Nhà xuất bản CNKT - Hà Nội 1988. [4]. Dương Văn Linh, Trần Thế San, Nguyễn Ngọc Đào - Hướng dẫn thực hành kỹ thuật tiện - Đại học SPKT Thành phố Hồ Chí Minh - Nhà xuất bản Đà Nẵng 2000. [5]. Lê Văn Tiến, Phạm Văn Hà, Nguyễn Thị Hiên – Tập bài giảng Thực hành tiện cơ bản - Đại học SPKT Nam Định. 93 Bản vẽ chi tiết một số bài tập tham khảo 94 95 96