Khoan là một quy trình quan trọng để tạo ra các bộ phận chất lượng cao. Nó mang lại bề mặt hoàn thiện tuyệt vời và kích thước chính xác.
Đó là lý do tại sao hôm nay chúng ta sẽ xem khoan là gì và nó hoạt động như thế nào. Chúng ta cũng sẽ biết về các loại máy khoan khác nhau, kỹ thuật khoan và các tình huống sử dụng khoan.
Gia công khoan là gì?
Gia công doa là một quy trình sản xuất bóc tách vật liệu, giúp mở rộng đường kính của một lỗ đã có sẵn trong phôi một cách chính xác. Nó được sử dụng để cải thiện độ nhẵn bề mặt, độ tròn và độ chính xác của một lỗ đã được tạo ra trước đó bằng các phương pháp khác như đúc hoặc khoan.
Gia công khoan hoạt động như thế nào?
Khoan sử dụng một dụng cụ cắt điểm duy nhất gắn vào thanh khoan. Dụng cụ này hoạt động với tốc độ hơn 100 m/phút. Tùy thuộc vào loại máy, chuyển động và vòng quay của dụng cụ gia công thay đổi
Trong phay, dụng cụ khoan quay và phôi được cố định. Nhưng trên máy tiện, phôi quay trong khi thanh khoan đứng yên. Chèn cắt loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt bên trong của lỗ hiện có để có bề mặt hoàn thiện tốt hơn và đường kính chính xác.
Các loại máy khoan
Máy khoan có nhiều dạng khác nhau để phù hợp với các nhu cầu sản xuất khác nhau. Hãy cùng xem xét 8 loại phục vụ cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau.
1. Máy khoan ngang
Máy doa ngang sử dụng trục chính được lắp đặt song song với mặt đất và được dùng để gia công các chi tiết lớn, không thể di chuyển. Trục chính có thể di chuyển trên các trục X, Y và Z nhưng chi tiết gia công được cố định tại chỗ. Loại máy này có thể doa với dung sai chỉ 0.0005 inch.
2. Máy khoan đứng
Những máy này chủ yếu có một trục chính được treo trên một bàn xoay giữ phôi cần gia công. Máy thực hiện khoan với độ chính xác cao thông qua chuyển động đồng bộ của bàn xoay và đầu trục chính và có khả năng xử lý các phôi lớn tới 24".
3. Máy khoan Jig
Máy khoan Jig có hệ thống trục chính thẳng đứng kết hợp với công nghệ đo lường kỹ thuật số để có thể khoan lỗ tại các điểm chính xác. Trong loại máy khoan này, phôi được cố định và dụng cụ cắt di chuyển theo tọa độ XY. Quy trình này cũng được sử dụng để khoan và mở rộng lỗ với dung sai nghiêm ngặt (0.0001”) và căn chỉnh chính xác trong các đồ gá hoặc đồ gá.
4. Máy khoan đường
Máy khoan đường thẳng được thiết kế để thực hiện các hoạt động mở rộng và căn chỉnh nhiều lỗ được định vị trên cùng một đường tâm. Các máy này sử dụng thanh khoan quay với các dụng cụ cắt một điểm để loại bỏ vật liệu chậm và có thể đạt được đường kính chính xác tới 0.002%. Quy trình này cũng đảm bảo căn chỉnh hoàn hảo các lỗ lắp và cổ trục ổ trục.
5. Máy khoan hầm
Máy khoan hầm (TBM) dùng đầu cắt quay để đào hầm xuyên qua đất và đá. Máy sử dụng các lưỡi cắt dạng đĩa và hệ thống thủy lực để khoan chính xác, cùng với băng tải để vận chuyển vật liệu đã đào ra. Nó cũng dùng để đặt các lớp lót hầm, chẳng hạn như các đoạn bê tông, để gia cố.
6. Máy khoan xi lanh
Máy doa xi lanh chủ yếu được thiết kế để doa lại thành xi lanh động cơ nhằm loại bỏ phần vật liệu bị hư hỏng. Các máy này sử dụng các dụng cụ cắt đặc biệt và phần mềm tự động hóa CNC để loại bỏ vật liệu và đạt được kích thước mong muốn cũng như bề mặt nhẵn mịn trên nhiều xi lanh.
7. Máy khoan di động
Máy khoan di động là các công cụ dịch vụ tại hiện trường được chế tạo đặc biệt để sửa chữa tại chỗ các thiết bị hạng nặng. Các máy này được gắn trực tiếp vào phôi bằng các giá đỡ ba điểm và có động cơ servo điện để loại bỏ vật liệu có kiểm soát. Thiết kế mô-đun của các máy này bao gồm các bộ điều khiển, hệ thống truyền động và thanh khoan.
8. Máy khoan định hướng
Máy khoan định hướng ngang (HDD) hoặc máy khoan định hướng về cơ bản được sử dụng để tạo đường dẫn ngầm cho đường ống và cáp mà không cần đào bề mặt. Quy trình này có ba bước là khoan lỗ dẫn bằng đầu khoan có thể điều khiển, sau đó mở rộng lỗ bằng máy doa và cuối cùng là kéo ống tiện ích hoặc cáp trở lại. Các máy này, cũng với sự trợ giúp của hệ thống dung dịch khoan và hệ thống dẫn hướng điện tử, có thể thực hiện các lắp đặt ngầm chính xác.
Kỹ thuật gia công khoan
Khoan cần có các kỹ thuật cụ thể. Các kỹ thuật này quyết định chất lượng cuối cùng và độ chính xác về kích thước của các bộ phận gia công. Sau đây là các kỹ thuật gia công khoan nổi tiếng.
Khoan đường
Align boring hoặc line boring là một quy trình gia công hỗ trợ căn chỉnh lại nhiều lỗ khoan nằm trên đường tâm chung. Đầu tiên, bạn lắp một thanh khoan chính xác giữa các ổ trục hỗ trợ. Sau đó, thanh quay và một công cụ cắt một điểm dần dần mở rộng từng lỗ khoan. Cuối cùng, tốc độ nạp liệu tự động loại bỏ vật liệu đều đặn khỏi tất cả các lỗ.
Quay lại nhàm chán
Khoan ngược thường mở rộng các lỗ từ đầu xa về phía lối vào. Quy trình này có ba bước: đưa một công cụ chuyên dụng qua lỗ hiện có, triển khai các cạnh cắt có thể thu vào ở đầu xa và gia công ngược với tốc độ cấp liệu được kiểm soát để tạo ra các lỗ đối diện hoặc lỗ bậc thang.
Nhàm chán
Khoan tinh là một kỹ thuật hoàn thiện chính xác được thực hiện trên các lỗ hiện có để có được chất lượng bề mặt tốt hơn và dung sai lỗ hẹp hơn. Đây là một quy trình gồm hai bước. Đầu tiên, các vết cắt ban đầu loại bỏ vật liệu bằng các vết cắt sâu với tốc độ nạp cao là 0.004” mỗi lần. Sau đó, một lần hoàn thiện cuối cùng bằng các công cụ có thể điều chỉnh nhỏ ở tốc độ nạp tối thiểu tạo ra bề mặt giống như gương và đường kính chính xác.
Nhàm chán
Khoan thô là quá trình gia công ban đầu loại bỏ vật liệu nhanh chóng khỏi các lỗ đã có. Quá trình bắt đầu bằng việc định vị dụng cụ tại lối vào lỗ, sau đó cắt sâu với tốc độ nạp cao 0.04” mỗi lần. Nhiều lần cắt tuần tự mở rộng lỗ và để lại 0.02” để hoàn thiện cuối cùng.
Ứng dụng của gia công khoan
Gia công khoan được sử dụng trong một số ngành công nghiệp để thực hiện các chức năng quan trọng. Quy trình này đặc biệt hiệu quả trong các ứng dụng cần kích thước đường kính bên trong chính xác.
Công nghiệp ô tô
Gia công doa là một công đoạn quan trọng trong sản xuất khối động cơ, đặc biệt là đối với bạc trục khuỷu, dẫn hướng van và lỗ xi lanh. Quá trình này đạt được dung sai độ trụ 0.01 mm và độ nhám bề mặt 0.4 Ra, điều này rất quan trọng đối với hiệu suất động cơ và kiểm soát tiêu hao dầu.
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ
Đối với việc sản xuất các bộ phận như vỏ tua-bin, trục động cơ và thanh chống bánh đáp, phương pháp gia công khoan được sử dụng do tính an toàn của linh kiện và độ hoàn thiện bề mặt vượt trội.
Máy móc hạng nặng
Thông qua gia công khoan, các thành phần nền tảng của máy móc hạng nặng, ví dụ như trục, bánh răng và ổ trục được sản xuất. Các thành phần này là các bộ phận không thể thiếu của máy móc được sử dụng trong ngành xây dựng và khai thác mỏ. Bên cạnh đó, khoan cung cấp độ nhẵn bề mặt cần thiết để giảm thiểu ma sát và mài mòn ở các bộ phận chuyển động.
Dầu khí
Ngành công nghiệp dầu khí sử dụng gia công khoan cho các thành phần an toàn như thiết bị chống phun trào, thiết bị đầu giếng, phụ kiện mặt bích, ống khoan và thân van ngầm. Các ứng dụng này đảm bảo hoạt động không bị rò rỉ dưới áp suất cao.
Khuôn và Khuôn mẫu
Khoan được sử dụng trong khuôn và khuôn dập để sản xuất các thanh dẫn hướng chốt đẩy, lỗ căn chỉnh lõi và khoang, các đường dẫn kênh làm mát, ống lót chốt dẫn, ống lót phun và lỗ thông hơi đường phân khuôn. Các tính năng này cần bề mặt hoàn thiện 32 micro inch để có hiệu suất tốt hơn.
Lợi ích của gia công khoan
Gia công khoan mang lại nhiều lợi thế kỹ thuật trong sản xuất chính xác. Sau đây là lý do tại sao các nhà sản xuất chọn quy trình này cho các bộ phận quan trọng.
Độ chính xác và độ chính xác cao
Gia công khoan mang lại độ chính xác kích thước vượt trội vì nó có thể đạt được dung sai hẹp tới 0005”. Máy khoan CNC hiện đại sử dụng các chỉ số kỹ thuật số và vị trí gia công chính xác để giữ dung sai lỗ trong phạm vi ±0.005 mm để vừa vặn và hoạt động tốt hơn trong các ứng dụng.
Bề mặt hoàn thiện cao cấp
Gia công khoan tạo ra bề mặt hoàn thiện tuyệt vời do độ nhám thấp 32 µinches Ra so với 125 µinches khoan. Công cụ một điểm, nguồn cấp dữ liệu được kiểm soát và cấu trúc cứng cáp tạo ra bề mặt bên trong mịn, bền với ít ma sát và mài mòn hơn.
Độ đồng tâm và căn chỉnh tốt hơn
Ưu điểm chính khác của gia công khoan là đảm bảo các lỗ không chỉ có kích thước chính xác mà còn thẳng hàng với các đặc điểm khác của bộ phận. Độ đồng tâm này rất quan trọng đối với các bộ phận như trục và ổ trục, nơi mà sự không thẳng hàng có thể gây ra hiệu suất kém hoặc hỏng hóc.
Tính linh hoạt
Hoạt động gia công khoan có thể xử lý các vật liệu khác nhau từ nhôm đến titan và có thể tạo ra các lỗ có đường kính từ 0.5 đến 2000 mm. Cả thiết lập theo chiều dọc và chiều ngang đều mang lại tính linh hoạt tuyệt vời cho nhiều ứng dụng gia công.
Chi phí hiệu quả
Trong khi chi phí thiết lập ban đầu của máy khoan có thể cao, độ chính xác và độ hoàn thiện bề mặt mà nó có thể đạt được làm giảm nhu cầu về các hoạt động thứ cấp như mài hoặc mài. Vì vậy, về lâu dài, nó hiệu quả về mặt chi phí đối với sản xuất khối lượng lớn.
Những thách thức trong gia công khoan
Mặc dù có khả năng chính xác, gia công khoan vẫn đặt ra những thách thức kỹ thuật sau.
- Điều kiện cắt không ổn định, lựa chọn dụng cụ không đúng và độ cứng của máy gây ra rung động và tiếng kêu khi khoan, dẫn đến độ chính xác không cao, bề mặt gia công kém và dụng cụ bị mòn.
- Lực cắt động khiến thanh khoan uốn cong dưới sức cản trong các lỗ sâu. Độ lệch này phải dưới 0.001” để có chất lượng bề mặt và độ chính xác tốt hơn.
- Để đạt được độ hoàn thiện bề mặt dưới 0.032” Ra, cần phải kiểm soát chính xác hình dạng dụng cụ, thông số cắt và khả năng thoát phoi.
- Dụng cụ đo không phù hợp và không được hiệu chuẩn tốt cũng có thể gây ra sai số về kích thước khi đo đường kính lỗ khoan và dung sai hình học trong các lỗ sâu.
- Sự mài mòn mặt bên và hình thành hố trên các dụng cụ khoan có thể làm giảm hiệu quả cắt và độ chính xác về kích thước khi gia công ở mức trên 45 HRC.
Mẹo để gia công khoan tốt hơn
Chọn đúng công cụ khoan
Thanh khoan cacbua thích hợp để hoàn thiện do độ chính xác và khả năng chống mài mòn. Mặt khác, thanh kim loại nặng có khối lượng và độ cứng lớn hơn thích hợp để gia công thô nhằm giảm độ rung và độ lệch.
Thông số cắt
Cần phải duy trì tốc độ cắt 200-500 fpm và tốc độ ăn dao 0.002-0.008 ipr. Trong trường hợp vật liệu cứng, tốc độ và tốc độ ăn dao thấp hơn sẽ phù hợp hơn để tránh mài mòn dụng cụ và tích tụ nhiệt trong khi vật liệu mềm hơn cung cấp tốc độ và tốc độ ăn dao lớn hơn mà không làm giảm tuổi thọ dụng cụ hoặc chất lượng hoàn thiện.
Độ cứng của máy và dụng cụ
Thiết lập công cụ và điều kiện máy phải được quản lý cẩn thận. Để giảm độ rung và độ lệch, bạn nên duy trì tỷ lệ 4:1 L/D cho thanh thép và đối với thanh cacbua, tỷ lệ 7:1 L/D là quan trọng. Bên cạnh tỷ lệ L/D, các giá đỡ dụng cụ mài chính xác cung cấp diện tích tiếp xúc tối đa để giảm chuyển động và độ lệch của dụng cụ.
Thực hiện kiểm soát chip đúng cách
Tích hợp hệ thống bẻ phoi và dẫn chất làm mát áp suất cao (chất làm mát tổng hợp) trực tiếp vào vùng cắt. Hệ thống bẻ phoi giúp chia nhỏ các mảnh phoi lớn thành những mảnh nhỏ, nhờ đó ngăn chúng bị rối hoặc quấn ngược trở lại dụng cụ cắt. Đồng thời, chất làm mát áp suất cao làm mát và loại bỏ phoi để duy trì nhiệt độ cắt ổn định.
Bảo trì và giám sát công cụ
Kiểm tra dụng cụ khoan trước mỗi lần sử dụng, vệ sinh sau khi sử dụng và kiểm tra căn chỉnh hàng tuần. Kiểm tra lưỡi cắt bằng mắt thường và đo độ mòn của mặt bên theo định kỳ. Khi độ mòn đạt 0.3 mm, hãy thay thế miếng chèn để tránh hỏng dụng cụ và duy trì hiệu suất ổn định.
RichconnGia công khoan của 's
Richconn cung cấp dịch vụ khoan thông qua thợ thủ công lành nghề và máy CNC tiên tiến. Cơ sở của chúng tôi có máy phay khoan ngang và dọc có thể xử lý các phôi có chiều dài lên đến 2300 mm. Chúng tôi là nhà sản xuất lành nghề các thành phần phức tạp cho ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ và y tế với dung sai ±0.01 mm và độ hoàn thiện bề mặt xuống đến Ra 0.8 µm. Hệ thống kiểm soát chất lượng của chúng tôi cũng có xác minh CMM và theo dõi sản xuất theo thời gian thực để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy tối đa.
Tóm lại
Tóm lại, gia công khoan vẫn quan trọng đối với sản xuất có độ chính xác cao trong các ngành công nghiệp khác nhau. Với hệ thống CNC, thông số cắt được tối ưu hóa và bảo trì thích hợp, các công cụ hoặc máy khoan hiện đại có thể đạt độ chính xác vượt trội tới 0.0005” và độ hoàn thiện bề mặt là 0.4 Ra.
Nếu bạn cần bất kỳ dịch vụ gia công và khoan CNC tiên tiến nào, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào để thảo luận về dự án của mình.
Câu Hỏi Thường Gặp
Có thể khoan trên máy tiện CNC được không?
Có, thông qua các đường dẫn công cụ được lập trình, máy tiện CNC có thể thực hiện việc doa. Đặc biệt, các máy móc hiện đại có chức năng bù công cụ tự động và thiết lập đo lường kỹ thuật số để có kết quả chính xác.
Yếu tố nào quyết định việc lựa chọn dụng cụ khoan?
Một số yếu tố như tỷ lệ độ sâu trên đường kính, đường kính lỗ, độ hoàn thiện bề mặt yêu cầu, tính chất vật liệu và độ cứng của máy quyết định dụng cụ khoan.
Có thể gia công những vật liệu nào bằng phương pháp khoan?
Máy khoan có thể gia công hầu hết các loại vật liệu kỹ thuật, ví dụ như nhôm, thép, gang, vật liệu tổng hợp và titan, v.v.
Khoan khác với khoan như thế nào?
Khoan sử dụng một công cụ điểm duy nhất để tinh chỉnh hoặc mở rộng một lỗ đã có. Nhưng khoan sử dụng mũi khoan 2 điểm và tạo ra các lỗ mới. Ngoài ra, khoan cho bề mặt hoàn thiện tốt hơn và chính xác hơn.
