Tiện khỏa mặt đầu là gì?

Nguyên lý chuyển động

• Chuyển động cắt chính: Phôi quay quanh trục chính của máy tiện, cung cấp vận tốc cắt cho quá trình bóc tách vật liệu.
• Chuyển động chạy dao: Dao tiện dịch chuyển theo phương hướng kính (vuông góc với trục quay), thường di chuyển từ mép ngoài vào tâm hoặc từ tâm ra ngoài tùy thuộc vào phương án công nghệ và loại dao.
• Chiều sâu cắt: Được xác định theo lượng vật liệu cần bóc bỏ tính theo phương trục của phôi.

 

Đặc điểm của quá trình cắt

• Vận tốc cắt thay đổi: Do tốc độ quay của phôi (n, vòng/phút) được giữ không đổi trong suốt hành trình tiến dao hướng kính, vận tốc cắt (V_c) sẽ giảm dần khi dao dịch chuyển từ ngoài vào gần tâm.
• Vùng gần tâm: Tại tâm quay, vận tốc cắt lý thuyết tiến về 0, làm thay đổi cơ chế cắt và khả năng thoát phoi, dễ sinh ra ứng suất cục bộ hoặc để lại mấu ở tâm nếu dao không được gá chuẩn xác.
• Độ chính xác: Độ phẳng và độ vuông góc của mặt đầu phụ thuộc trực tiếp vào độ chính xác của máy tiện, độ cứng vững của hệ thống công nghệ (máy - đồ gá - dao - phôi), tình trạng sắc bén của lưỡi dao và phương pháp gá đặt.

 Máy móc, dụng cụ và thiết bị sử dụng

• Máy tiện vạn năng: Phù hợp với sản xuất đơn chiếc, sửa chữa cơ khí và công tác đào tạo thực hành trong xưởng.
• Máy tiện CNC: Phù hợp với sản xuất hàng loạt, đòi hỏi độ lặp lại cao, năng suất lớn và khả năng tự động hóa chu trình cắt.
• Các bộ phận chính: Trục chính, mâm cặp, bàn xe dao, bàn trượt ngang và ổ gá dao.

• Sử dụng dao tiện mặt đầu chuyên dụng hoặc dao tiện ngoài có hình học cho phép tiện khỏa mặt đầu.
• Vật liệu làm phần cắt của dao: Thép gió (HSS), hợp kim cứng hoặc các vật liệu tiên tiến khác phù hợp với cơ tính của phôi.
• Lưỡi cắt phải sắc bén, không sứt mẻ; dao được kẹp chặt trong ổ gá và điều chỉnh đúng chiều cao tâm.

• Mâm cặp ba chấu tự định tâm hoặc mâm cặp bốn chấu độc lập.
• Đồ gá chuyên dùng khi hình dạng phôi phức tạp không thể kẹp trực tiếp bằng mâm cặp thông thường.
• Chống tâm hoặc giá đỡ (luy-ni) khi cần hỗ trợ các chi tiết dài, đảm bảo không cản trở hành trình chạy dao hướng kính.

• Thước cặp để kiểm tra chiều dài sơ bộ và kích thước hình học cơ bản.
• Panme đo ngoài hoặc dụng cụ đo chiều dài chuyên dụng đạt cấp chính xác yêu cầu.
• Đồng hồ so kết hợp gá đo để kiểm tra độ đảo mặt đầu hoặc đánh giá độ vuông góc.
• Máy đo độ nhám bề mặt khi bản vẽ kỹ thuật có quy định khắt khe về chỉ tiêu nhám (Ra, Rz).

Quy trình thực hiện tiện khỏa mặt đầu

• Bước 1. Nghiên cứu bản vẽ và chuẩn bị phôi: Xác định đường kính phôi, chiều dài yêu cầu, lượng dư gia công, độ nhám, độ phẳng và độ vuông góc. Kiểm tra tình trạng phôi (độ cong, lớp ôxy hóa, ba via, độ nghiêng mặt đầu ban đầu) để tính toán lượng vật liệu cần bóc bỏ hợp lý.
• Bước 2. Gá đặt phôi: Kẹp phôi chắc chắn trong mâm cặp, bảo đảm độ đồng tâm. Giữ phần phôi nhô ra khỏi mâm cặp ở mức ngắn nhất có thể nhưng vẫn đủ không gian an toàn để dao gia công. Kiểm tra chặt chẽ và tháo chìa khóa mâm cặp trước khi khởi động máy.
• Bước 3. Gá và điều chỉnh dao: Lắp dao vào ổ gá, siết chặt các bu-lông cố định. Điều chỉnh mũi dao nằm ngang đúng chiều cao tâm trục chính. Lựa chọn hướng tiến dao phù hợp, đảm bảo tuyệt đối không để dao va chạm với mâm cặp hay chấu kẹp trong suốt quá trình gia công.
• Bước 4. Chọn chế độ cắt: Xác định tốc độ quay trục chính và lượng chạy dao dựa trên vật liệu phôi, vật liệu dao, đường kính gia công và công suất máy.
• Bước 5. Tiến hành tiện phá thô: Khởi động máy, đưa dao tiếp xúc với mặt đầu phôi theo quy trình vận hành an toàn. Cho dao tiến theo phương hướng kính để bóc nhanh lớp vật liệu dư. Quan sát phoi hình thành, tiếng cắt và mức độ rung động, đồng thời để lại lượng dư hợp lý cho nguyên công tinh.
• Bước 6. Tiện tinh mặt đầu: Điều chỉnh chế độ cắt tinh (lượng chạy dao nhỏ, chiều sâu cắt nhỏ) để đạt chất lượng bề mặt và độ phẳng yêu cầu. Cho dao cắt qua hết vùng tâm để tránh để lại mấu hoặc vùng chưa được gia công sạch.
• Bước 7. Kiểm tra sản phẩm: Dừng hoàn toàn trục chính trước khi tiến hành đo kiểm. Kiểm tra chiều dài chi tiết, hình dạng mặt đầu, độ nhám và các dung sai hình học quy định trên bản vẽ.

Các thông số công nghệ khi tiện khỏa mặt đầu

• Cơ tính và độ cứng của vật liệu phôi.
• Vật liệu làm dao, hình học lưỡi cắt và độ mòn của dao.
• Đường kính phôi và sự biến thiên vận tốc theo bán kính.
• Công suất, độ cứng vững và giới hạn số vòng quay của máy.
• Khả năng kẹp chặt, độ nhô của phôi và việc sử dụng dung dịch trơn nguội (dầu làm mát).

Yêu cầu kỹ thuật đối với mặt đầu sau gia công

• Yêu cầu về kích thước: Chiều dài toàn bộ chi tiết phải nằm chính xác trong khoảng dung sai cho phép ghi trên bản vẽ, tránh tình trạng bóc quá nhiều làm chi tiết bị ngắn hỏng.
• Yêu cầu về hình học: Mặt đầu phải đạt độ phẳng tiêu chuẩn, vuông góc tốt với đường tâm trục chi tiết, không bị các lỗi lồi, lõm hoặc nghiêng lệch vượt quá giới hạn cho phép.
• Yêu cầu về chất lượng bề mặt: Bề mặt sau khi gia công tinh không xuất hiện vết xước sâu, vết rung động hay khuyết tật xé bề mặt. Độ nhám phải đạt trị số quy định, không để lại mấu ở tâm, ba via hoặc cạnh sắc không mong muốn.

Các sai hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục