Nghiên cứu về quy trình gia công than chì 2

Trong gia công tốc độ cao vật liệu than chì, do độ cứng của vật liệu than chì, sự gián đoạn quá trình tạo phôi và ảnh hưởng của đặc tính cắt tốc độ cao, ứng suất cắt thay đổi được hình thành trong quá trình cắt và tạo ra rung động va đập nhất định, khiến dụng cụ dễ bị mài mòn mặt trước và mặt bên, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của dụng cụ. Do đó, dụng cụ dùng cho gia công tốc độ cao vật liệu than chì cần có khả năng chống mài mòn và chống va đập cao.

Các dụng cụ phủ kim cương có ưu điểm là độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao và hệ số ma sát thấp. Hiện nay, dụng cụ phủ kim cương là lựa chọn tốt nhất cho việc gia công than chì.

Các dụng cụ gia công than chì cũng cần lựa chọn góc hình học phù hợp, giúp giảm rung động của dụng cụ, cải thiện chất lượng gia công và giảm mài mòn dụng cụ. Nghiên cứu của các học giả người Đức về cơ chế cắt than chì cho thấy rằng việc loại bỏ than chì trong quá trình cắt than chì có liên quan chặt chẽ đến góc thoát phoi của dụng cụ. Cắt với góc thoát phoi âm làm tăng ứng suất nén, có lợi cho việc thúc đẩy quá trình nghiền vật liệu, cải thiện hiệu quả gia công và tránh tạo ra các mảnh than chì kích thước lớn.

Các loại cấu trúc dụng cụ phổ biến để cắt tốc độ cao vật liệu graphite bao gồm dao phay ngón, dao phay cầu và dao phay góc. Dao phay ngón thường được sử dụng để gia công bề mặt với các mặt phẳng và hình dạng tương đối đơn giản. Dao phay cầu là dụng cụ lý tưởng để gia công các bề mặt cong. Dao phay góc có đặc điểm của cả dao phay cầu và dao phay ngón, và có thể được sử dụng cho cả bề mặt cong và phẳng. Để gia công.

Thông số cắt

Việc lựa chọn các thông số cắt hợp lý trong quá trình gia công tốc độ cao vật liệu than chì có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc nâng cao chất lượng và hiệu quả gia công phôi. Do quá trình gia công tốc độ cao vật liệu than chì rất phức tạp, khi lựa chọn các thông số cắt và chiến lược gia công, cần phải xem xét cấu trúc phôi, đặc điểm máy công cụ, dụng cụ, v.v. Có rất nhiều yếu tố, chủ yếu dựa vào nhiều thí nghiệm cắt gọt.

Đối với vật liệu than chì, cần phải lựa chọn các thông số cắt với tốc độ cao, tốc độ tiến dao nhanh và lượng dao lớn trong quá trình gia công thô, điều này có thể nâng cao hiệu quả gia công; nhưng vì than chì dễ bị sứt mẻ trong quá trình gia công, đặc biệt là ở các cạnh, v.v., nên dễ tạo thành hình dạng răng cưa, do đó tốc độ tiến dao cần được giảm thích hợp ở những vị trí này, và không thích hợp để sử dụng lượng dao lớn.

Đối với các chi tiết graphite thành mỏng, nguyên nhân chính gây ra hiện tượng sứt mẻ cạnh và góc là do tác động khi cắt, làm giảm độ đàn hồi của dao và sự dao động của lực cắt. Giảm lực cắt có thể làm giảm hiện tượng dao và dao bị biến dạng, cải thiện chất lượng gia công bề mặt của các chi tiết graphite thành mỏng, và giảm hiện tượng sứt mẻ và gãy góc.

Tốc độ trục chính của trung tâm gia công tốc độ cao bằng than chì thường lớn hơn. Nếu công suất trục chính của máy công cụ cho phép, việc chọn tốc độ cắt cao hơn có thể giảm lực cắt hiệu quả và cải thiện đáng kể hiệu suất gia công; trong trường hợp chọn tốc độ trục chính, lượng tiến dao trên mỗi răng cần được điều chỉnh phù hợp với tốc độ trục chính để tránh tốc độ tiến dao quá nhanh và lượng dao lớn gây ra hiện tượng mẻ phôi. Gia công than chì thường được thực hiện trên máy công cụ chuyên dụng cho than chì, tốc độ máy thường là 3000 ~ 5000 vòng/phút, và tốc độ tiến dao thường là 0,5 ~ 1 m/phút, chọn tốc độ tương đối thấp cho gia công thô và tốc độ cao cho gia công tinh. Đối với các trung tâm gia công tốc độ cao bằng than chì, tốc độ của máy công cụ tương đối cao, thường từ 10000 đến 20000 vòng/phút, và tốc độ tiến dao thường từ 1 đến 10 m/phút.

Trung tâm gia công tốc độ cao Graphite

Trong quá trình gia công than chì, lượng bụi sinh ra rất lớn, gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động và ảnh hưởng đến máy công cụ. Do đó, máy công cụ gia công than chì phải được trang bị các thiết bị chắn bụi và hút bụi tốt. Vì than chì là chất dẫn điện, để ngăn bụi than chì sinh ra trong quá trình gia công xâm nhập vào các bộ phận điện của máy công cụ và gây ra các tai nạn an toàn như đoản mạch, các bộ phận điện của máy công cụ cần được bảo vệ một cách cần thiết.

Trung tâm gia công tốc độ cao bằng than chì sử dụng trục chính điện tốc độ cao để đạt được tốc độ cao và giảm rung động của máy công cụ, cần phải thiết kế cấu trúc trọng tâm thấp. Cơ cấu cấp liệu chủ yếu sử dụng truyền động vít me bi tốc độ cao và độ chính xác cao, đồng thời thiết kế các thiết bị chống bụi [7]. Tốc độ trục chính của trung tâm gia công tốc độ cao bằng than chì thường nằm trong khoảng từ 10000 đến 60000 vòng/phút, tốc độ cấp liệu có thể lên tới 60 m/phút, và độ dày thành gia công có thể nhỏ hơn 0,2 mm, chất lượng gia công bề mặt và độ chính xác gia công của các bộ phận cao, đây là phương pháp chính để đạt được hiệu quả cao và độ chính xác cao trong gia công than chì hiện nay.

Với việc ứng dụng rộng rãi vật liệu than chì và sự phát triển của công nghệ gia công than chì tốc độ cao, thiết bị gia công than chì hiệu suất cao trong và ngoài nước ngày càng được trang bị nhiều hơn. Hình 1 minh họa các trung tâm gia công tốc độ cao bằng than chì do một số nhà sản xuất trong và ngoài nước sản xuất.

Máy tiện đứng GR400 của OKK áp dụng thiết kế trọng tâm thấp và cấu trúc cầu để giảm thiểu rung động cơ học; sử dụng vít me chính xác C3 và dẫn hướng con lăn để đảm bảo gia tốc cao của máy công cụ, rút ​​ngắn thời gian gia công, và bổ sung thêm tấm chắn bảo vệ. Thiết kế tấm kim loại kín hoàn toàn của nắp trên máy giúp ngăn ngừa bụi than chì. Các biện pháp chống bụi được áp dụng bởi máy tiện đứng Haicheng VMC-7G1 không phải là phương pháp hút chân không thông thường, mà là dạng màn nước kín, và được trang bị thiết bị tách bụi đặc biệt. Các bộ phận chuyển động như thanh dẫn hướng và trục vít cũng được trang bị vỏ bọc và thiết bị cạo mạnh mẽ để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của máy công cụ.

Từ các thông số kỹ thuật của trung tâm gia công tốc độ cao bằng than chì trong Bảng 1, có thể thấy tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao của máy công cụ rất lớn, đây là đặc điểm của gia công tốc độ cao bằng than chì. So với các nước ngoài, trung tâm gia công than chì trong nước có ít sự khác biệt về thông số kỹ thuật máy công cụ. Do việc lắp ráp, công nghệ và thiết kế máy công cụ, độ chính xác gia công của máy công cụ tương đối thấp. Với việc sử dụng rộng rãi than chì trong ngành công nghiệp chế tạo, các trung tâm gia công tốc độ cao bằng than chì ngày càng thu hút sự chú ý. Các trung tâm gia công than chì hiệu suất cao và hiệu quả cao được thiết kế và chế tạo. Công nghệ gia công tối ưu được áp dụng để phát huy tối đa các đặc tính và hiệu suất của than chì nhằm nâng cao hiệu quả gia công và chất lượng sản phẩm, có ý nghĩa rất lớn đối với việc nâng cao công nghệ gia công cắt gọt than chì của nước ta.

Tóm lại

Bài viết này chủ yếu thảo luận về quy trình gia công than chì từ các khía cạnh đặc tính của than chì, quy trình cắt gọt và cấu trúc của trung tâm gia công tốc độ cao than chì. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ máy công cụ và công nghệ dụng cụ, công nghệ gia công tốc độ cao than chì cần được nghiên cứu chuyên sâu thông qua các thử nghiệm cắt gọt và ứng dụng thực tiễn để nâng cao trình độ kỹ thuật gia công than chì cả về lý thuyết và thực tiễn.