Tổng quan về phương pháp chuốt và thiết kế dao tiện định hình - dao chuốt trong gia công cơ khí

Trong quá trình làm nghề của mình, có rất nhiều lần mình và các anh em kỹ thuật trao đổi qua lại về phương pháp chuốt, phương pháp thiết kế dao tiện định hình trong gia công cơ khí sao cho hiệu quả, tối ưu nhất.

Hy vọng với những kiến thức mà mình tổng hợp dưới đây sẽ giúp ích được cho anh em trong quá trình vận hành kỹ thuật. Nếu còn bất kỳ vướng mắc nào về kỹ thuật chuốt hay các phương pháp tiện, khoan cần tư vấn hãy liên hệ với mình (gọi Hotline: 0986 470 139 - gặp Nam kỹ thuật). Mình sẽ giải đáp trong phạm vi hiểu biết của bản thân.

Công ty cổ phần vật tư cơ khí 247 có bán nhiều loại dao chuốt phù hợp với nhu cầu gia công của khách hàng. Mời bạn đọc xem tại đây!

1. Đặc điểm của phương pháp chuốt trong gia công cơ khí

1.1. Khái niệm cơ bản của phương pháp chuốt

- Chuốt là phương pháp công nghệ thường được sử dụng rộng rãi trong ngành gia công cơ khí. Phương pháp này rất gần gũi với khoan, ít nhất là về phương pháp lập trình. Mũi khoan được dùng để tạo ra lỗ, chuốt thì được dùng để làm rộng lỗ hiện hữu.

- Đây là phương pháp thường được sử dụng rộng rãi để gia công lỗ tròn, lỗ có rãnh thẳng, lỗ xoắn, lỗ then hoa, mặt phẳng, mặt rãnh bằng dụng cụ có nhiều lưỡi tham gia cắt cùng một lúc. Phương pháp này cũng có thể dùng để gia công mặt trụ ngoài, bánh răng nên do kết cấu dao phức tạp nên ít dùng. Chuyển động cắt khi chuốt rất đơn giản, thường chỉ có một chuyển động tịnh tiến. Nếu chuốt rãnh xoắn thì ngoài chuyển động tịnh tiến còn có chuyển động xoay tương đối giữa dao và phôi để tạo nên bước xoắn của rãnh.

1.2. Khả năng gia công của phương pháp chuốt và các đặc điểm

- Chuốt có thể gia công được các lỗ trụ có đường kính tới 320 mm, lỗ có then hoa với đường kính 420 mm, rãnh rộng 100 mm và chiều dài lỗ đến 10 m. Bề mặt chi tiết gia công bằng chuốt có thể đạt độ chính xác cấp 6 ¸ 7, Ra đạt từ 0,63 ¸ 0,32 mm.

- Hiện tại, phương pháp chuốt được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt để chế tạo các chi tiết của các ngành chế tạo máy, chế tạo ô tô…

2. Ưu nhược điểm của phương pháp chuốt

2.1. Các ưu điểm của phương pháp chuốt trong gia công cơ khí

Dưới đây là các ưu điểm của phương pháp chuốt:

- Độ chính xác có thể đạt cấp 7, Ra = 0.8 ÷ 0.6 µm, tốc độ cắt thấp nên biến dạng déo ít vì thế chất lượng bề mặt tốt.

- Chuốt có thể thay cho gia công thô và tinh. Khi gia công lỗ chuốt có thể thay cho cả khoan rộng , khoét và doa => tối ưu hơn về hiệu suất gia công

- Chuyển động đơn giản => dễ lập trình

- Vận tốc cắt thấp nhưng năng suất cao do có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt cùng lúc.

- Có thể gia công được các lỗ thông suốt có đường tâm thẳng đứng và tiết diện ngang không đổi như lỗ tròn, lỗ vuông… Chuốt có thể gia công được các lỗ trụ có đường kính tới 320 mm, Lỗ có then hoa có đường kính 420mm , rãnh rộng đến 100mm và chiều dài lỗ đến 10m.

2.2. Các nhược điểm của phương pháp chuốt trong gia công cơ khí

Phương pháp gia công nào cũng vậy, sẽ luôn có ưu điểm và nhược điểm. Chúng ta sẽ nhìn vào các nhược điểm dưới đây để cố gắng khắc phục khi gia công:

- Dao chuốt khó chế tạo, đắt tiền, nhất là dao dài .

- Chỉ gia công được các lỗ thông suốt có đường tâm thẳng và tiết diện ngang không đổi như lỗ tròn, lỗ vuông...

- Nhiều lưỡi cắt cùng tham gia nên lực chuốt lớn vì vậy yêu cầu máy phải có công suất lớn, hệ thống công nghệ phải đủ độ cứng vững.

- Khi chuốt áp lực tác động theo phương vuông góc với thành lỗ rất lớn, nếu chi tiết có thành dài không đều hoặc thành mỏng thì biến dạng đàn hồi và mỏng theo phương hướng kính lớn và khác nhau trong  khi chuốt nên sau khi chuốt biến dạng dư cũng khác nhau tạo ra sai số hình dạng hoặc lỗ bị bé đi.

- Chuốt không sửa được sai lệch về vị trí không gian do đó trước khi chuốt lỗ cần có bước gia công chuẩn bị nhằm dẳm bảo độ chính xác về vị trí tương quan của lỗ.

3. Gá đặt, định vị khi thực hiện gia công chuốt

Trước khi chuốt phải đảm bảo mặt đầu của chi tiết vuông góc với tâm lỗ, mặt đầu là mặt tỳ, mặt định vị chính là mặt lỗ đã qua gia công chuẩn bị. Nếu mặt đầu không vuông góc với lỗ đồ gá sẽ phức tạp hơn, thời gian gá đặt lớn hơn.

Khi chuốt cho phép tỳ trực tiếp vào mặt đầu nếu mặt đầu nhỏ.

Nếu mặt đầu lớn nhất thiết phải dùng đệm cầu tự lựa để khắc phục sai số về độ không vuông góc giữa mặt đầu với tâm lỗ.

Chuốt mặt phẳng là dạng chuốt ngoài, lực tác động lên dao và chi tiết không đối xứng như chuốt lỗ, khi chuốt có nhiều lưỡi dao cùng tham gia cắt do đó yêu cầu công suất máy lớn và có độ cứng vững của hệ thống công nghệ lớn.

Khi chuốt mặt phẳng có thể dùng các mặt dao chuốt sau đây:

- Nếu mặt đã qua gia công thô nên dùng chuốt lớp vì chiều sâu cắt trên từng lưỡi cắt đồng đều, độ chính xác đạt đực độ cao.

- Nếu mặt chưa gia công thô nên dùng phương pháp chuốt mảnh. Trong trường hợp này răng của dao có độ cao bằng nhau, chiều rộng của lưỡi cắt được mở rộng từ một phía hoặc mở rộng từ giữa ra cả hai phía. Lượng mở rộng cả hai phía từ 0.1 ÷ 0.4 mm/ răng. Lúc đó hành trình chuốt giống như một hành trình bào có gá nhiếu dao. Phương pháp này chỉ áp dụng khi chuốt thô. Cũng có thể kết hợp cả hai kiểu chuốt mảnh và chuốt lớn để kết hợp gia công thô và tinh.

Để tăng năng suất khi chuốt mặt phẳng ta có thể cho dao đứng yên còn chi tiết gá trên bàn máy thực hiện chuyển động tịnh tiến hoặc quay liên tục.

Ngoài ra trong sản xuất hàng loạt người ta còn có thể chuốt các mặt định hình bằng các dao chuốt định hình.

4. Một số thông số cần biết khi gia công chuốt

- Tốc độ trục chính khi chuốt lỗ :

Tương tự các nguyên công khoan, tốc độ trục chính được chọn khi chuốt phải phù hợp với loại vật liệu được gia công. Các yếu tố khác, chẳng hạn gá lắp chi tiết, độ cứng vững, kích cờ và độ bóng bề mặt của lỗ hoàn tất,… đều góp phần vào sự lựa chọn tốc độ trục chính.

Theo nguyên tắc lập trình chung, tốc độ trục chính khi chuốt sẽ hợp lý nếu sử dụng hệ số hiệu chỉnh 0.660 (2/3), dựa trên tốc độ được dùng để khoan vật liệu cùng loại.

- Tốc độ cắt khi chuốt :

Tốc độ cắt khi chuốt được lập trình cao hơn so với khoan, thường gấp hai. hoặc gấp ba lần. Mục đích của tốc độ cắt cao là buộc dao chuô”t phải cắt gọt, thay vì chà xát lên bề mặt vật liệu.

Nếu tốc độ cắt quá thấp, dao chuốt sẽ mòn nhanh. Tốc độ cắt thâp gây ra áp suất lớn khi dao chuo’t làm rộng lỗ thay vì cắt gọt lượng dư.

- Lượng dư gia công :

Lượng dư là phần vật liệu còn lại để gia công tinh. Lỗ để chuốt phải nhỏ hơn (dưới kích thước) so với lỗ khoan trước hoặc doa trước, đây là yêu cầu logic. Nhà lập trình sẽ quyết định mức độ nhỏ hơn. Lượng dư nhỏ để chuốt làm cho dao chuốt bị mòn sớm. Lượng dư quá lớn sẽ làm tăng áp suất cắt và lưỡi dao chuốt có thể bị gãy.

Nguyên tắc chung là để lại khoảng 3% đường kính dao chuốt làm lượng dư gia công. Điều này áp dụng cho đường kính lỗ – thay vì từng phía.

5. Phương pháp thiết kế dao Tiện định hình - Thiết kế dao chuốt và tính toán chế độ cắt

Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản xuất loạt lớn - hàng khối:

- Ưu điểm của dao tiện định hình là đảm bảo độ đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thước của cả loạt chi tiết  gia công, năng suất cắt cao, số lần mài lại cho phép lớn.

- Nhược điểm của dao tiện định hình: chiều dài lưỡi cắt lớn dẫn đến lực cắt lớn nên cần có máy công suất lớn. Dao tiện định hình chế tạo khó khăn, yêu cầu độ chính xác cao, giá thành đắt.

Vậy nên muốn dao tiện định hình có được những ưu điểm trên cần chọn dao hợp lý, kết cấu dao hợp lý, tính kích thước biên dạng dao chính xác và đề ra yêu cầu kỹ thuật chế tạo hợp lý

Đối với dao chuốt cũng là loại dụng cụ cắt có năng xuất cao và thường được dùng để gia công bề mặt định hình bên trong và bên ngoài. Sau khi chuốt bề mặt gia công có thể đạt cấp chính xác là cấp 7, cấp 8 và độ nhẵn từ cấp 6 - 8( Ra =2.5 - 0.63 μ). Và dao chuốt là loại dao chuyên dùng nên được sử dụng trong sản xuất loại lớn hàng khối.

Dưới đây là tài liệu về thiết kế dao tiện định hình - dao chuốt và cách tính toán lựa chọn chế độ  cắt. Tài liệu về cách chọn dao, chọn vật liệu làm dao, tính toán kích thước và thông số hình học.

Mời bạn đọc click vào link sau đây để đọc chi tiết: Phương pháp thiết kế dao Tiện định hình - Thiết kế dao chuốt và tính toán chế độ cắt

Trên đây là các kiến thức mà mình tích lũy trong quá trình làm nghề cũng như tham khảo từ các anh em đồng nghiệp. Hy vọng với bài viết này sẽ giúp ích cho nhiều anh em kỹ thuật mới vào nghề hiểu đúng bản chất của gia công chuốt. Nếu còn thắc mắc hay muốn góp ý xin hãy để lại bình luận dưới đây. Mình sẽ trả lời ngay.