Hệ thống làm mát áp suất cao cho khoan sâu Phần chi tiết vòi phun có tổng chiều dài gia công là 105 mm, đường kính lỗ φ6 + 0,12 mm, độ dày thành 2 mm, độ nhám bề mặt ra3,2 μm và tỷ số sâu trên đường kính là 17:1, thuộc phạm vi gia công lỗ sâu; vật liệu chế tạo là gh4169, vốn rất khó gia công. So với gia công cắt gọt thép thông thường, tuổi thọ của dụng cụ gia công lỗ bằng hợp kim nhiệt độ cao loại này chỉ bằng dưới 50%, hiệu suất gia công thấp, chi phí lại cao. Những khó khăn chính trong gia công lỗ bằng hợp kim nhiệt độ cao bao gồm: lực cắt lớn, tiêu thụ công suất máy công cụ cao; quá trình gia công lỗ mang tính cắt gọt bán kín, sinh ra lượng nhiệt cắt cao, phoi khó được thoát kịp thời, bị đẩy ra xa mũi dao, dẫn đến mài mòn dụng cụ khá nghiêm trọng, do đó rất khó bảo đảm các yêu cầu về độ chính xác đối với lỗ hợp kim nhiệt độ cao khi sử dụng phương pháp khoan thông thường. Trong quá trình gia công lỗ bằng hợp kim nhiệt độ cao, tốc độ mài mòn của dụng cụ nhanh hơn nhiều so với khi gia công thép thông thường, vì vậy cần sử dụng vật liệu chế tạo dụng cụ có tính năng cắt gọt tốt. Để giải quyết những khó khăn nêu trên, khi gia công loại lỗ sâu này, nhất thiết phải lựa chọn thiết bị và dụng cụ gia công phù hợp nhằm bảo đảm độ chính xác gia công của chi tiết.

　　2. Hệ thống làm mát áp suất cao cho khoan sâu Thiết kế và phân tích quy trình công nghệ

　　Các doanh nghiệp gia công các chi tiết có lỗ sâu thường sử dụng phương pháp khoan thông thường, đòi hỏi phải dùng mũi khoan xoắn dài và thực hiện gia công phá phoi; cách làm này không chỉ dẫn đến độ chính xác gia công thấp, độ nhám bề mặt kém, hiệu suất làm việc thấp, cường độ lao động của người vận hành cao và khó bảo đảm chất lượng sản phẩm, mà còn rất dễ gây tắc phoi hoặc gãy mũi khoan, từ đó phát sinh những khó khăn lớn hơn trong quá trình gia công. Do đó, cần tự lựa chọn các dao cụ chuyên dụng cho gia công lỗ sâu. Khi lựa chọn thiết bị, cần xem xét đặc điểm sản phẩm của công ty – với đa dạng chủng loại thiết kế và sự khác biệt lớn trong cơ cấu thị trường sản phẩm gia công lỗ sâu – đồng thời do quy mô sản xuất từng lô nhỏ, việc mua sắm các máy chuyên dụng cho gia công lỗ sâu là không khả thi. Vì vậy, để bảo đảm tốt hơn độ chính xác của lỗ sâu đạt yêu cầu, căn cứ vào tình hình thực tế tại nhà máy Trung Quốc, cần lựa chọn một số thiết bị gia công phù hợp nhằm đáp ứng các yêu cầu về quản lý kỹ thuật trong gia công lỗ sâu.

　　1. Lựa chọn dụng cụ cắt

　　Có rất nhiều loại dao gia công lỗ sâu, chẳng hạn như khoan súng, khoan tiêm, khoan ống lồng, khoan lỗ sâu quay bằng hợp kim cứng, khoan lỗ sâu bằng mảnh phóng điện bên trong, hệ thống gia công lỗ sâu bán khô, v.v.

　　Qua việc so sánh các loại dao gia công lỗ sâu nêu trên, kết hợp với tình hình thực tế của nhà máy chúng tôi, quyết định áp dụng hệ thống làm mát bằng áp suất cao cho mũi khoan lỗ sâu. Cấu tạo cơ bản được thể hiện gồm mũi khoan bằng hợp kim cứng, thân khoan và chuôi dao. Để tăng cường khả năng làm mát và bôi trơn cho mũi khoan, đồng thời đảm bảo việc thoát phoi một cách thuận lợi, trên đỉnh mũi khoan của mũi khoan kiểu súng được thiết kế các lỗ dẫn dầu; vật liệu nền được chọn là hợp kim cứng có độ dẻo và khả năng chống rung tốt; bề mặt mũi khoan có thể được phủ lớp TiC hoặc TiN nhằm nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn của mũi khoan; thân khoan thường sử dụng ống thép không hàn loại 40Cr. Dầu áp suất cao được bơm vào lỗ giữa ở phần sau của thân khoan, qua các lỗ hình thắt lưng để đến khu vực cắt, từ đó ép phoi cùng với dung dịch cắt gọt thoát ra khỏi khoảng trống giữa rãnh hình chữ V và thành lỗ của chi tiết gia công. Loại lỗ sâu này thông thường khi chế tạo được khoan với góc trước bằng 0°. Trong sáng chế này, điểm khoan được đặt lệch khỏi trục; trong quá trình khoan, phía trước điểm khoan sẽ hình thành một hình nón nhỏ, nhờ đó phoi bị chia thành hai phần tại điểm khoan, giúp phoi dễ dàng thoát ra.

　　2. Thiết bị

　　Mũi khoan được sử dụng để khoan lỗ tại tâm của chi tiết gia công quay. Trong quá trình gia công, chi tiết thường quay còn mũi khoan tiến dao theo phương thẳng đứng. Phương pháp này phù hợp hơn với các trung tâm gia công, máy tiện và máy công cụ đứng được trang bị hệ thống làm mát áp lực cao, cũng như trong các trường hợp cần xoay chuyển dụng cụ cắt hoặc chi tiết gia công. Xét đến đặc điểm ứng dụng của mũi khoan súng và tình hình thiết bị hiện có của công ty, khi gia công chi tiết này đã lựa chọn sử dụng trung tâm gia công phay–tiện tích hợp. Thiết bị này có khả năng thực hiện việc quay chi tiết và được trang bị hệ thống làm mát bên trong áp lực cao, đáp ứng yêu cầu của ứng dụng mũi khoan súng, đồng thời cho phép thực hiện thao tác khoan.

　　3. Gia công lỗ dẫn bằng khoan súng

　　Khoan súng thuộc loại dụng cụ khoan không cân bằng; hình dạng rãnh không cân đối của mũi khoan dẫn đến sự phân bố không đồng đều của các lực cắt. Để giảm bớt lực cắt hướng kính tác động lên chu vi tiếp xúc giữa mũi khoan và phôi, cần phải nhờ vào ống dẫn hoặc lỗ dẫn để chia sẻ tải trọng này. Trên các máy khoan súng thông thường đều được trang bị ống dẫn khoan súng; tuy nhiên, trong nghiên cứu lần này, trung tâm gia công tiện-phay được lựa chọn lại không phải là một máy chuyên dùng cho khoan súng, do đó không có ống dẫn kèm theo và cũng không có bất kỳ đồ gá nào phù hợp để lắp đặt ống dẫn, vì vậy không thể đáp ứng yêu cầu thiết kế về ống dẫn. Do đó, tác giả chủ yếu xem xét phương pháp sử dụng lỗ dẫn khoan nhằm cân bằng lực cắt của mũi khoan súng. Qua phân tích số liệu từ nhiều thí nghiệm liên quan, chúng tôi rút ra rằng độ sâu của lỗ dẫn khoan súng nên bằng 1–2 lần đường kính mũi khoan súng, đồng thời đường kính lỗ dẫn nên lớn hơn đường kính mũi khoan súng khoảng 0,004–0,012 mm là thích hợp nhất.

　　4. Thử nghiệm và phân tích công nghệ

　　Hình minh họa quy trình gia công lỗ sâu được thể hiện như trong Hình 3. Sử dụng bộ ba mâm cặp mềm để định vị và kẹp giữ lỗ dẫn trên mặt đầu của chi tiết xe. Khi khoan lỗ dẫn, các loại mũi khoan của từng nhà sản xuất sẽ áp dụng các thông số cắt khác nhau; khi gia công lỗ sâu, chúng tôi lựa chọn mũi khoan của ISCAR và áp dụng các phương pháp gia công cũng như các thông số cắt phù hợp.

　　Trên đây là những kiến thức thiết yếu về hệ thống làm mát áp suất cao cho khoan sâu mà bạn nhất định phải nắm vững! Nếu cần tìm hiểu thêm, vui lòng liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào! Công ty chúng tôi có nhiều năm kinh nghiệm và luôn mong chờ sự hợp tác của quý khách.