Nguyên lý
Xét ví dụ chuốt lỗ vuông không thông.
Phôi đã có sẵn lỗ với đường kính bằng đường kính vòng tròn nội tiếp biên dạng lỗ vuông.
Dao giống chày đột lỗ vuông, lưỡi cắt ở mặt đầu (hình vuông).
Ổ dao gồm hai phần: cán ổ để lắp vào máy và lõi quay có lỗ để lắp dao.
Điều đặc biệt là đường tâm lõi quay làm với đường tâm cán ổ một góc α (thường lấy bằng 1 độ). Khi dao đã lắp vào ổ, tâm hình vuông lưỡi cắt O phải trùng với giao điểm của đường tâm lõi quay và đường tâm cán ổ.
Có hai cách hoạt động:
Cách 1 (hình dưới. vẽ với α = 3 độ cho dễ thấy): phôi quay (ví dụ lắp lên mâm cặp máy tiện), ổ dao không quay (ví dụ lắp lên nòng ụ động máy tiện). Đường tâm quay của phôi (của trục chính máy tiện) trùng đường tâm của cán ổ dao. Khi đó mặt đầu của dao nghiêng một góc α so với mặt đầu của phôi. Cho phôi quay và tiến ổ dao. Dao chạm vào phôi đang quay sẽ bị quay theo. Do có góc nghiêng α, trong 1 vòng quay, các điểm trên lưỡi cắt lần lượt tiến vào phôi rồi lùi ra. Sau đó nhờ tiến dao dọc trục chúng lại tiếp tục vào cắt đúng điểm đã cắt trước đó rồi lùi ra. Quá trình này như quá trình đục: đục, dừng, đục tiếp ... Tại một thời điểm chỉ có một phần của toàn bộ lưỡi cắt tham gia cắt gọt nên lực cắt nhỏ hơn nhiều so với kiểu chuốt thông thường.
Xem mô phỏng
http://www.youtube.com/watch?v=VcEhmpkMVrM
Cách 2 (hình bên): Ổ dao quay (ví dụ lắp trên máy phay đứng), phôi lắp cố định trên bàn máy (đường tâm phôi trùng đường tâm trục chính). Trục chính mang ổ dao quay, lõi quay quay theo do ma sát cho đến khi dao chạm phôi, dao sẽ ngừng quay. Do có góc nghiêng α, đường tâm dao sẽ quay quanh đường tâm trục chính theo một mặt nón. Các điểm trên lưỡi cắt lần lượt tiến vào cắt rồi lùi ra. Lưỡi cắt có chuyển động giống như đồng xu lúng liếng trước khi nằm bẹp xuống mặt phẳng. Do có lượng tiến dao nên quá trình lúng liếng như vậy tiếp diễn đến hết chiều sâu cần gia công.
Xem mô phỏng
http://www.youtube.com/watch?v=J2OAISkHHbI
Khả năng công nghệ
Chuốt được các vật liệu thường dùng: nhựa, kim loại màu, kim loại đen, thép không rỉ, titan.
Biên dạng tiết diện: đủ loại, thường là các tiết diện sau:
Chênh lệch đường kính vòng tròn ngoại tiếp và nội tiếp của biên dạng không được lớn quá. Ví dụ chuốt tiết diện tam giác sẽ khó (có thể phải chuốt hai lần).
Kích thước lớn nhất của tiết diện: nhôm: 50 mm, đồng: 35 mm, thép: 25 mm.
Độ dài gia công: không quá 1,5 lần đường kính nhỏ nhất của tiết diện.
Chuốt được lỗ hoặc trục.
Năng suất: 10 đến 15 giây một sản phẩm.
Chất lượng bề mặt tốt.
Độ chính xác đạt yêu cầu thông thường nhưng kém hơn chuốt thường.
Nếu phải chuốt hai biên dạng ở hai đoạn khác nhau trên cùng một phôi và có yêu cầu về vị trí tương quan giữa tiết diện hai đoạn thì phải thêm kết cấu làm phôi và dao quay đồng bộ.
Biên dạng cuối bị xoắn một ít so với biên dạng đầu. Khắc phục bằng cách đảo chiều quay ở giữa đoạn chuốt.
Ưu điểm chủ yếu
Lực dọc trục nhỏ, bằng khoảng 80% lực chuốt theo kiểu thông thường.
Chiều quay nào cũng được.
Thực chất là đồ gá trên máy tiện vạn năng, máy tiện rơ-vôn-ve, máy tiện tự động phôi thanh hay máy khoan đứng, máy phay đứng vạn năng, trung tâm gia công..., nên không phải chuyển sang máy khác để chuốt (máy chuốt).
Dao và ổ dao được bán rộng rãi.
Đang được áp dụng phổ biến trong chế tạo thiết bị y tế, ô tô, hàng không, đường ống như các sản phẩm sau:
Một số lưu ý
Chuẩn bị phôi
Phải có phần vát 45 độ ở mặt đầu phôi để làm phần dẫn dao. Chuốt lỗ: đường kính vát hơi lớn hơn đường kính ngoài của biên dạng tiết diện. Chốt trục: đường kính vát hơi nhỏ hơn đường kính trong của biên dạng tiết diện.
Chuốt lỗ: lỗ khoan chuẩn bị có đường kính bằng đường kính trong của biên dạng tiết diện và phải sâu hơn chiều dài chuốt để đủ chứa phoi (khoảng 1, 3 đến 1,5 chiều dài chuốt). Nếu có rãnh vòng ở cuối chiều dài chuốt thì càng tốt.
Chuốt trục: nên có rãnh thoát ở cuối chiều dài chuốt để tránh ba via ở tiết diện cuối.
Dao
Vật liệu: M-2 HSS, PM-4, T-15 phủ TiN, TiCN, TiAlN. Mặt đầu dao được mài vào theo lưỡi cắt, tạo góc trước. Mặt sau được vát với góc lớn hơn góc α nói trên để tránh kẹt dao. Điều này làm phần sau của dao chuốt lỗ nhỏ dần còn phần sau của dao chuốt trục có lỗ rộng dần.
Ổ dao
Tham khảo kiểu sau: gồm cán ổ và ổ quay chứa lõi quay. Chúng nối với nhau qua mặt vát 1 độ. Xê dịch ổ quay trên mặt vát để đạt yêu cầu tâm lưỡi cắt trùng với giao điểm của đường tâm lõi quay và đường tâm cán ổ. Không lệch quá 0,02 mm.
Chế độ cắt
Tốc độ quay: thường từ 1500 đến 3000 vòng/phút
Lượng tiến dao lý thuyết: s mm/vòng = Đường kính dao x sinα
Thực tế lấy nhỏ hơn.
Có tài liệu cho: đối với gia công kim loại màu, s = 0,1 đến 0,2 mm/vòng, đối với thép giảm đi một nửa.
Bôi trơn
Cần dùng dung dịch bôi trơn và làm nguội. Đối với chuốt lỗ nếu dung dich bị ép trong lỗ thì phải tạo lỗ thoát dung dịch.
Lấy phoi trong lỗ sau gia công
Dùng cách khoan sau khi chuốt để đưa phoi ra khỏi lỗ chuốt.
Bài viết trên và tập hợp các hướng dẫn công nghệ (tiếng Anh) có trong file PDF sau:
http://www.mediafire.com/?pbav4d64m46n47a
Về tên gọi "chuốt quay nghiêng"
Tên tiếng Anh là "rotary broaching" hoặc "wobbling broaching".
wobbling: lảo đảo, nghiêng ngả.
Nếu gọi là "chuốt quay" sợ lẫn với kiểu chuốt quay, trong đó dao chuốt và phôi có chuyển động xoắn vít với nhau (trong chế tạo lỗ then hoa xoắn vít hay khương tuyến nòng súng).
Nếu gọi là "chuốt quay nghiêng ngả" e văn nghệ quá, theo kiểu "sóng đã làm anh nghiêng ngả vì em" (lời một bài hát).
Vậy nên "chuốt quay nghiêng" có lẽ hợp hơn.
.
Xét ví dụ chuốt lỗ vuông không thông.
Phôi đã có sẵn lỗ với đường kính bằng đường kính vòng tròn nội tiếp biên dạng lỗ vuông.
Dao giống chày đột lỗ vuông, lưỡi cắt ở mặt đầu (hình vuông).
Ổ dao gồm hai phần: cán ổ để lắp vào máy và lõi quay có lỗ để lắp dao.
Điều đặc biệt là đường tâm lõi quay làm với đường tâm cán ổ một góc α (thường lấy bằng 1 độ). Khi dao đã lắp vào ổ, tâm hình vuông lưỡi cắt O phải trùng với giao điểm của đường tâm lõi quay và đường tâm cán ổ.
Có hai cách hoạt động:
Cách 1 (hình dưới. vẽ với α = 3 độ cho dễ thấy): phôi quay (ví dụ lắp lên mâm cặp máy tiện), ổ dao không quay (ví dụ lắp lên nòng ụ động máy tiện). Đường tâm quay của phôi (của trục chính máy tiện) trùng đường tâm của cán ổ dao. Khi đó mặt đầu của dao nghiêng một góc α so với mặt đầu của phôi. Cho phôi quay và tiến ổ dao. Dao chạm vào phôi đang quay sẽ bị quay theo. Do có góc nghiêng α, trong 1 vòng quay, các điểm trên lưỡi cắt lần lượt tiến vào phôi rồi lùi ra. Sau đó nhờ tiến dao dọc trục chúng lại tiếp tục vào cắt đúng điểm đã cắt trước đó rồi lùi ra. Quá trình này như quá trình đục: đục, dừng, đục tiếp ... Tại một thời điểm chỉ có một phần của toàn bộ lưỡi cắt tham gia cắt gọt nên lực cắt nhỏ hơn nhiều so với kiểu chuốt thông thường.
Xem mô phỏng
http://www.youtube.com/watch?v=VcEhmpkMVrM
Cách 2 (hình bên): Ổ dao quay (ví dụ lắp trên máy phay đứng), phôi lắp cố định trên bàn máy (đường tâm phôi trùng đường tâm trục chính). Trục chính mang ổ dao quay, lõi quay quay theo do ma sát cho đến khi dao chạm phôi, dao sẽ ngừng quay. Do có góc nghiêng α, đường tâm dao sẽ quay quanh đường tâm trục chính theo một mặt nón. Các điểm trên lưỡi cắt lần lượt tiến vào cắt rồi lùi ra. Lưỡi cắt có chuyển động giống như đồng xu lúng liếng trước khi nằm bẹp xuống mặt phẳng. Do có lượng tiến dao nên quá trình lúng liếng như vậy tiếp diễn đến hết chiều sâu cần gia công.
Xem mô phỏng
http://www.youtube.com/watch?v=J2OAISkHHbI
Khả năng công nghệ
Chuốt được các vật liệu thường dùng: nhựa, kim loại màu, kim loại đen, thép không rỉ, titan.
Biên dạng tiết diện: đủ loại, thường là các tiết diện sau:
Chênh lệch đường kính vòng tròn ngoại tiếp và nội tiếp của biên dạng không được lớn quá. Ví dụ chuốt tiết diện tam giác sẽ khó (có thể phải chuốt hai lần).
Kích thước lớn nhất của tiết diện: nhôm: 50 mm, đồng: 35 mm, thép: 25 mm.
Độ dài gia công: không quá 1,5 lần đường kính nhỏ nhất của tiết diện.
Chuốt được lỗ hoặc trục.
Năng suất: 10 đến 15 giây một sản phẩm.
Chất lượng bề mặt tốt.
Độ chính xác đạt yêu cầu thông thường nhưng kém hơn chuốt thường.
Nếu phải chuốt hai biên dạng ở hai đoạn khác nhau trên cùng một phôi và có yêu cầu về vị trí tương quan giữa tiết diện hai đoạn thì phải thêm kết cấu làm phôi và dao quay đồng bộ.
Biên dạng cuối bị xoắn một ít so với biên dạng đầu. Khắc phục bằng cách đảo chiều quay ở giữa đoạn chuốt.
Ưu điểm chủ yếu
Lực dọc trục nhỏ, bằng khoảng 80% lực chuốt theo kiểu thông thường.
Chiều quay nào cũng được.
Thực chất là đồ gá trên máy tiện vạn năng, máy tiện rơ-vôn-ve, máy tiện tự động phôi thanh hay máy khoan đứng, máy phay đứng vạn năng, trung tâm gia công..., nên không phải chuyển sang máy khác để chuốt (máy chuốt).
Dao và ổ dao được bán rộng rãi.
Đang được áp dụng phổ biến trong chế tạo thiết bị y tế, ô tô, hàng không, đường ống như các sản phẩm sau:
Một số lưu ý
Chuẩn bị phôi
Phải có phần vát 45 độ ở mặt đầu phôi để làm phần dẫn dao. Chuốt lỗ: đường kính vát hơi lớn hơn đường kính ngoài của biên dạng tiết diện. Chốt trục: đường kính vát hơi nhỏ hơn đường kính trong của biên dạng tiết diện.
Chuốt lỗ: lỗ khoan chuẩn bị có đường kính bằng đường kính trong của biên dạng tiết diện và phải sâu hơn chiều dài chuốt để đủ chứa phoi (khoảng 1, 3 đến 1,5 chiều dài chuốt). Nếu có rãnh vòng ở cuối chiều dài chuốt thì càng tốt.
Chuốt trục: nên có rãnh thoát ở cuối chiều dài chuốt để tránh ba via ở tiết diện cuối.
Dao
Vật liệu: M-2 HSS, PM-4, T-15 phủ TiN, TiCN, TiAlN. Mặt đầu dao được mài vào theo lưỡi cắt, tạo góc trước. Mặt sau được vát với góc lớn hơn góc α nói trên để tránh kẹt dao. Điều này làm phần sau của dao chuốt lỗ nhỏ dần còn phần sau của dao chuốt trục có lỗ rộng dần.
Ổ dao
Tham khảo kiểu sau: gồm cán ổ và ổ quay chứa lõi quay. Chúng nối với nhau qua mặt vát 1 độ. Xê dịch ổ quay trên mặt vát để đạt yêu cầu tâm lưỡi cắt trùng với giao điểm của đường tâm lõi quay và đường tâm cán ổ. Không lệch quá 0,02 mm.
Chế độ cắt
Tốc độ quay: thường từ 1500 đến 3000 vòng/phút
Lượng tiến dao lý thuyết: s mm/vòng = Đường kính dao x sinα
Thực tế lấy nhỏ hơn.
Có tài liệu cho: đối với gia công kim loại màu, s = 0,1 đến 0,2 mm/vòng, đối với thép giảm đi một nửa.
Bôi trơn
Cần dùng dung dịch bôi trơn và làm nguội. Đối với chuốt lỗ nếu dung dich bị ép trong lỗ thì phải tạo lỗ thoát dung dịch.
Lấy phoi trong lỗ sau gia công
Dùng cách khoan sau khi chuốt để đưa phoi ra khỏi lỗ chuốt.
Bài viết trên và tập hợp các hướng dẫn công nghệ (tiếng Anh) có trong file PDF sau:
http://www.mediafire.com/?pbav4d64m46n47a
Về tên gọi "chuốt quay nghiêng"
Tên tiếng Anh là "rotary broaching" hoặc "wobbling broaching".
wobbling: lảo đảo, nghiêng ngả.
Nếu gọi là "chuốt quay" sợ lẫn với kiểu chuốt quay, trong đó dao chuốt và phôi có chuyển động xoắn vít với nhau (trong chế tạo lỗ then hoa xoắn vít hay khương tuyến nòng súng).
Nếu gọi là "chuốt quay nghiêng ngả" e văn nghệ quá, theo kiểu "sóng đã làm anh nghiêng ngả vì em" (lời một bài hát).
Vậy nên "chuốt quay nghiêng" có lẽ hợp hơn.
.
Last edited: