Khoan súng – Hướng dẫn tối ưu
Khoan cho phép bạn tạo ra các lỗ tròn trong vật liệu rắn bằng cách sử dụng một công cụ quay. Đây là một trong những hoạt động gia công cung cấp cho bạn một cách để tạo ra các lỗ có đường kính và độ sâu xác định. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau để khoan, và ở đây chúng tôi thảo luận về khoan súng.
Khoan súng là gì?
Với khoan súng, bạn có thể thực hiện các hoạt động khoan chính xác và sâu trên nhiều loại vật liệu. Phương pháp khoan này ban đầu được sử dụng để chế tạo nòng súng, từ đó nó có tên như vậy. Tuy nhiên, khoan súng như một quy trình đã phát triển và được sử dụng trong các hoạt động khoan có độ chính xác cao.
Với khoan súng, bạn có thể tạo ra các lỗ thẳng có độ sâu lớn với tỷ lệ chiều dài trên đường kính hơn 300:1. Chất làm mát được đưa qua lỗ rỗng của dụng cụ khoan cho phép đạt được bề mặt nhẵn mịn thông qua việc loại bỏ nhiệt và loại bỏ phoi.
Ưu điểm của khoan súng trên máy tiện
Sử dụng khoan súng trên máy tiện kết hợp tính linh hoạt của máy tiện và độ chính xác của khoan súng. Sau đây là một số lợi thế khi cấu hình thiết bị khoan của bạn theo cách này:
- Máy tiện cho phép bạn căn chỉnh dụng cụ khoan súng với phôi. Theo cách này, bạn có thể tạo ra các lỗ thẳng và sâu ấn tượng, đặc biệt là trên các phôi dài và mảnh với độ chính xác cao.
- Mức độ dung sai trong khoan súng rất chặt chẽ. Với máy tiện, bạn có thể lặp lại các thao tác khoan súng để có kết quả nhất quán.
- Việc quay của máy tiện thúc đẩy quá trình đưa vật liệu vào ổn định, đảm bảo bạn có được bề mặt nhẵn mịn mà không cần phải xử lý sau.
- Việc triển khai máy tiện trong hoạt động khoan súng của bạn mang lại sự ổn định cho quy trình, giảm lỗi căn chỉnh sai và độ lệch của dụng cụ. Theo cách này, hoạt động khoan súng của bạn sẽ hiệu quả, cho phép đạt được tỷ lệ chiều dài trên đường kính tối đa.
- Hệ thống cung cấp chất làm mát của máy tiện đảm bảo cung cấp liên tục cho dụng cụ khoan súng cho phép tăng cường thoát phoi. Với hệ thống này, bạn sẽ giảm tắc nghẽn và thậm chí hỏng dụng cụ khi tạo lỗ trên chiều dài kéo dài.
- Tính linh hoạt của máy tiện cho phép bạn thực hiện các thao tác khoan súng trên các phôi có kích thước đa dạng. Các phôi có đường kính và chiều dài khác nhau có thể được giữ trong máy tiện trước khi thực hiện thao tác khoan.
- Độ ổn định mà máy tiện mang lại đảm bảo điều kiện cắt được kiểm soát, giảm thiểu tải trọng va đập và rung động. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của dụng cụ, đảm bảo bạn đạt được hiệu quả vận hành tối đa.
- Bằng cách kết hợp máy tiện và thiết bị khoan súng, bạn có thể giảm thời gian thiết lập và chi phí cần thiết khi so sánh với việc sử dụng nhiều thiết bị. Điều này hiệu quả hơn.
Cách chọn máy khoan súng
Sự thành công của hoạt động khoan súng của bạn sẽ phụ thuộc vào lựa chọn máy khoan của bạn. Lựa chọn của bạn lý tưởng nhất là chịu ảnh hưởng của một số yếu tố, một số trong đó được nêu dưới đây:
· Loại vật liệu
Bạn có thể khoan bằng súng nhiều loại vật liệu có tính chất vật lý và cơ học khác nhau. Trong khi một số vật liệu như nhôm mềm thì một số khác như thép lại cứng. Do đó, máy khoan bằng súng dùng cho nhôm sẽ không hoạt động hiệu quả trên thép.
· Thông số lỗ
Các thông số chính ảnh hưởng đến việc bạn lựa chọn máy khoan súng là đường kính và độ sâu. Giá trị tối đa và tối thiểu thường nằm trong khoảng từ 1mm đến 50mm được cung cấp cho đường kính. Độ sâu được xác định bởi tỷ lệ chiều dài trên đường kính thường đạt tới 300:1.
· Khối lượng sản xuất
Bạn có thể có một máy khoan súng vận hành thủ công hoặc CNC tùy thuộc vào số lượng sản phẩm bạn dự định sản xuất. Một máy khoan súng có Điều khiển CNC tạo nên các tính năng và hệ thống tự động lý tưởng cho sản xuất khối lượng lớn.
· Kích thước và hình dạng phôi
Kích thước của phôi quyết định chiều dài bệ máy và khả năng giữ phôi của máy. Khi phôi của bạn dài, máy khoan súng của bạn phải có thể chứa được nó một cách thoải mái. Hơn nữa, máy phải có đồ gá lý tưởng để giữ chặt phôi có bất kỳ hình dạng nào.
· Cấu trúc máy
Khoan súng là một hoạt động có độ chính xác cao, không phù hợp với các vấn đề như rung động và tải trọng ứng suất. Nếu không, nó có thể dẫn đến lỗ khoan không hiệu quả và tệ nhất là hư hỏng dụng cụ. Một máy có các tính năng như đường dẫn hướng và vít me bi cung cấp sự ổn định cho chuyển động dụng cụ trơn tru.
· Khả năng tương thích của công cụ
Với các công cụ khác nhau cần thiết cho hoạt động khoan súng, một số máy chỉ có thể hỗ trợ một số công cụ nhất định. Các máy khác có tính linh hoạt cao với khả năng chứa nhiều loại công cụ khác nhau. Trừ khi thực hiện các hoạt động khoan giải trí chuyên dụng cao, thì loại sau luôn lý tưởng.
· Thoát nước làm mát và phoi
Do độ sâu cắt đạt được bằng cách khoan súng, cần phải có một hệ thống có thể dẫn chất làm mát hiệu quả. Hệ thống áp suất cao được ưu tiên với khay thu gom để có thể tái chế. Theo cách này, bạn có thể loại bỏ hiệu quả các mảnh vụn và bôi trơn dụng cụ.
· Trị giá
Chi phí mua máy khoan sẽ thay đổi tùy theo kích thước máy và mức độ tự động hóa được xác định bởi quy mô hoạt động của bạn. Đối với hoạt động có khối lượng thấp, không cần phải đầu tư vào máy tự động lớn. Hiểu rằng chi phí vận hành cũng liên quan trực tiếp đến kích thước.
Các bước trong quy trình khoan súng
Khi thực hiện khoan súng, có một số bước thiết yếu bạn thực hiện để tạo ra các lỗ sâu và chính xác. Khoan súng là một hoạt động có tính chuyên môn cao, đòi hỏi phải thiết lập và thực hiện hợp lý để có kết quả chất lượng.
1. Thiết lập
Đầu tiên, bạn cố định phôi vào máy sao cho phôi không bị dịch chuyển trong quá trình khoan. Bạn có thể sử dụng các đồ gá hỗ trợ bổ sung như ống lót và giá đỡ cố định cho các phôi dài. Sau đó, bạn gắn máy khoan súng vào giá đỡ dụng cụ của máy.
2. Căn chỉnh
Ống lót dẫn hướng có hiệu quả trong việc giúp bạn căn chỉnh mũi khoan với vị trí bạn định tạo lỗ. Theo cách này, nó giữ cho mũi khoan súng được khóa chặt, đảm bảo không bị lệch. Sau đó, bạn căn giữa mũi khoan với vị trí lỗ của mình.
3. Khoan
Xoay mũi khoan súng ở tốc độ cao sẽ bắt đầu quá trình khoan. Tốc độ nạp chậm là lý tưởng khi bạn hướng mũi khoan khi nó cắt vào vật liệu. Tốc độ nạp chậm đảm bảo bạn không bị tích tụ phoi, giúp bạn đạt được bề mặt nhẵn mịn. Nó cũng ngăn ngừa mài mòn dụng cụ và hư hỏng sớm.
4. Phun chất làm mát
Quá trình này xảy ra đồng thời với quá trình khoan. Nó có nhiều chức năng; làm mát dụng cụ do nhiệt do ma sát gây ra và xả sạch phoi. Chất làm mát được dẫn qua lỗ rỗng của mũi khoan súng đến điểm tác động.
5. Loại bỏ chip
Việc liên tục loại bỏ phoi trong quá trình khoan là cần thiết để ngăn chặn đường đi bị tắc và đảm bảo chất lượng hoàn thiện cao. Bạn cung cấp chất làm mát dưới áp suất cao đủ để đẩy chúng ra khỏi khoang lỗ một cách mạnh mẽ.
6. Kiểm tra lỗ
Kiểm tra nhằm xác nhận độ chính xác về kích thước của lỗ và chất lượng liên quan đến độ thẳng và độ hoàn thiện bề mặt. Sau khi hoàn tất quá trình khoan, bạn rút mũi khoan ra để tiến hành kiểm tra. Các công cụ chính xác như thước đo dựa trên laser là cần thiết để xác nhận thông số kỹ thuật của lỗ.
Các yếu tố cần xem xét trong quá trình khoan súng
Khi thực hiện hoạt động khoan súng, bạn cần phải kiểm soát cẩn thận nhiều thông số để có kết quả thành công. Dưới đây là một số yếu tố quan trọng cần cân nhắc:
· Thuộc tính vật liệu
Độ cứng, độ dai, độ dẻo và độ mài mòn của vật liệu phôi ảnh hưởng đến quá trình khoan súng. Vật liệu cứng và mài mòn đòi hỏi dụng cụ cứng hơn, tốc độ cắt chậm hơn và chất làm mát áp suất cao. Vật liệu dẻo tạo ra phoi dạng sợi, có thể ảnh hưởng đến quá trình thoát phoi.
· Thiết kế công cụ
Hãy xem xét lưỡi cắt của dụng cụ để đảm bảo cân bằng giữa việc loại bỏ vật liệu và hình thành phoi. Phù hợp với mũi khoan súng của bạn với đường kính lỗ mong muốn, ảnh hưởng đến tốc độ cấp liệu, lưu lượng chất làm mát và tỷ lệ chiều dài trên đường kính. Sử dụng HSS làm vật liệu dụng cụ cho vật liệu mềm và cacbua cho vật liệu cứng hơn.
· Thông số kỹ thuật lỗ
Tham số chính cần xem xét khi khoan bằng súng là tỷ lệ chiều dài trên đường kính. Mặc dù bạn có thể đạt được tỷ lệ lên tới 300:1, nhưng bạn cần có dụng cụ phù hợp để duy trì độ chính xác và giải quyết vấn đề thoát phoi. Cân nhắc sử dụng ống lót dẫn hướng ngay từ đầu để tránh bị lệch.
· Tốc độ ăn dao và tốc độ cắt
Khi khoan súng, nên sử dụng tốc độ nạp liệu thấp để tăng độ chính xác và giảm hao mòn dụng cụ. Tốc độ cắt cao giúp tạo ra đường cắt mịn. Tuy nhiên, bạn cần cân bằng tốc độ nạp liệu và tốc độ cắt tùy thuộc vào vật liệu phôi.
· Hệ thống làm mát
Sử dụng hệ thống làm mát áp suất cao đặc biệt cho các lỗ sâu để ngăn ngừa tắc phoi, quá nhiệt, bề mặt hoàn thiện kém và mài mòn dụng cụ. Có nhiều loại chất làm mát khác nhau mà bạn có thể lựa chọn từ chất lỏng tổng hợp đến dầu hòa tan trong nước tùy thuộc vào điều kiện cắt và vật liệu.
· Kiểm soát chip
Nếu không được quản lý, các mảnh vụn phát sinh trong quá trình khoan súng có thể gây tắc nghẽn, hư hỏng dụng cụ, khuyết tật bề mặt và/hoặc độ lệch lỗ. Sử dụng máy khoan súng có rãnh xoắn ốc giúp loại bỏ các mảnh vụn. Bạn cũng có thể cân nhắc kết hợp các bộ phận phá vỡ mảnh vụn để đơn giản hóa quá trình loại bỏ.
· Hỗ trợ phôi
Việc ngăn ngừa chuyển động trong quá trình khoan súng là điều cần thiết và kẹp chặt phôi có thể hữu ích cho vấn đề này. Khi làm việc trên các phôi dài, hãy sử dụng ống lót và giá đỡ hoặc ống lót chắc chắn để hỗ trợ thêm, ngăn ngừa độ lệch.
· Dụng cụ mài mòn
Sau thời gian sử dụng kéo dài, bạn chắc chắn sẽ gặp phải tình trạng dụng cụ bị mòn. Theo dõi tốc độ mòn thông qua kiểm tra thường xuyên và cân nhắc các biện pháp can thiệp như thay thế. Ngoài ra, bạn có thể áp dụng lớp phủ chống mài mòn như titan nitride để kéo dài tuổi thọ dụng cụ bằng cách giảm ma sát và do đó cải thiện hiệu suất.
Ứng dụng chính
Có một số ứng dụng cần các lỗ thẳng, sâu, nhẵn và chính xác với độ chính xác cao. Do đó, bạn thấy việc sử dụng khoan súng như một kỹ thuật chế tạo trong các ngành công nghiệp sau:
· Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ
Các lỗ có đường kính nhỏ, chính xác trong các vòi phun nhiên liệu dùng để kiểm soát dòng nhiên liệu trong động cơ máy bay được khoan bằng súng. Các bộ phận của bánh đáp được chế tạo bằng các rãnh rỗng để có cấu trúc thích hợp. Ngoài ra, các hệ thống thủy lực dùng để truyền chất lỏng áp suất cao được khoan bằng cách khoan bằng súng.
· Công nghiệp ô tô
Kim phun nhiên liệu có độ chính xác cao sử dụng phương pháp khoan súng để đạt được thiết kế hiệu quả được sử dụng để hỗ trợ quá trình đốt cháy. Các thành phần động cơ như hộp số và trục khuỷu được chế tạo thông qua kỹ thuật này để cung cấp tính toàn vẹn về cấu trúc và các kênh bôi trơn.
· Sản xuất vũ khí
Như đã lưu ý trước đó, khoan súng được sử dụng để chế tạo nòng súng, từ đó nó có tên như vậy. Cho đến ngày nay, khoan súng là kỹ thuật được sử dụng để chế tạo nòng súng ngắn như súng trường và súng ngắn. Nó cũng được sử dụng để chế tạo đạn pháo và đạn dược cũng như các thành phần tên lửa.
· Các thiết bị y tế
Các dụng cụ phẫu thuật như kim sinh thiết và dụng cụ nội soi sử dụng khoan súng để tạo ra các lỗ thẳng, sâu chính xác. Bạn cũng sử dụng phương pháp này để chế tạo các cấy ghép chỉnh hình cần các kênh rỗng để đặt vào cơ thể.
· Ngành năng lượng
Khoan súng tạo ra các lỗ sâu để cân bằng dụng cụ và phân phối trọng lượng trong các vòng khoan được sử dụng trong thăm dò dầu khí. Các hệ thống thủy lực như ống phân phối và van được chế tạo bằng cách sử dụng thiết bị khoan súng. Các cánh tuabin chạy bằng hơi nước hoặc khí sử dụng khoan súng để tạo ra các đường dẫn tản nhiệt.
· Làm khuôn và khuôn
Khoan súng hữu ích trong việc tạo ra các kênh làm mát có độ chính xác cao bên trong khuôn để làm mát đồng đều và do đó giảm thời gian chu kỳ. Khi được sử dụng trong chế tạo khuôn chính xác, khoan súng giúp thiết kế khuôn dập và các quy trình rèn khác.
· Thiết bị và máy móc hạng nặng
Các kênh chất lỏng trong xi lanh thủy lực được sử dụng trong máy móc hạng nặng được chế tạo theo cách này để đạt được độ chính xác cao. Ngoài ra, trục chính trong máy công cụ sử dụng đường dẫn hình trụ để làm mát và bôi trơn bằng cách khoan súng.
Câu hỏi thường gặp
1. Sự khác biệt giữa khoan súng và khoan BTA là gì?
Khoan súng và khoan BTA (Boring and Trepanning Association) đều là các kỹ thuật khoan lỗ sâu. Tuy nhiên, khoan súng thường được sử dụng để tạo ra các lỗ có độ sâu và đường kính nhỏ hơn, thường nằm trong khoảng từ 1-50 mm. Khoan BTA có thể tạo ra các lỗ có đường kính lớn, thường trên 50 mm.
2. Máy khoan súng có thể khoan sâu đến mức nào?
Các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến độ sâu tối đa có thể đạt được bằng máy khoan súng như đường kính lỗ và loại vật liệu. Tuy nhiên, máy khoan súng thường có thể đạt được tỷ lệ chiều dài trên đường kính vượt quá 300:1. Tuy nhiên, đường kính càng cao thì tỷ lệ chiều dài trên đường kính càng thấp.
3. Hạn chế của việc khoan súng là gì?
Chúng tôi đã đề cập đến những lợi thế chính của việc sử dụng khoan súng cho dự án của bạn. Tuy nhiên, nó cũng không thiếu những hạn chế như sau:
- So với các phương pháp khoan khác, khoan súng chậm hơn đáng kể, đặc biệt là đối với các lỗ lớn hơn, dẫn đến thời gian chu kỳ dài hơn.
- Khoan súng chỉ khả thi với các lỗ có đường kính nhỏ (từ 1-50mm) và không phù hợp để khoan các lỗ có đường kính rất lớn.
- Việc loại bỏ phoi rất khó khăn, đặc biệt là ở độ sâu lớn hơn, dẫn đến tình trạng mài mòn dụng cụ tăng lên và bề mặt hoàn thiện kém.
- Thiết kế thanh mảnh của máy khoan súng kết hợp với một lưỡi cắt duy nhất khiến chúng dễ bị mài mòn và có khả năng bị gãy. Điều này đặc biệt đúng ở độ sâu lớn và khi sử dụng trên các vật liệu cứng hơn.
- Hiệu quả khoan khi sử dụng trên các vật liệu cứng hơn hoặc dai hơn như thép tôi và siêu hợp kim sẽ giảm đi đáng kể.
- Mặc dù có thể đạt được tỷ lệ độ sâu trên đường kính cực đại, nhưng việc đạt được độ thẳng, độ chính xác và khả năng loại bỏ phoi sẽ ngày càng khó khăn hơn khi vượt quá 300:1.
4. Dung sai của khoan súng là bao nhiêu?
Độ chính xác cao là một trong những lợi thế chính của khoan súng lý tưởng khi dung sai chặt chẽ và định vị lỗ chính xác là rất quan trọng. Trong khi vật liệu phôi và thiết lập máy có thể ảnh hưởng đến dung sai, khoan súng có thể đạt được dung sai kích thước ±0,0008″ đến ±0,002″.
Phần kết luận
Quy trình khoan súng là một kỹ thuật cực kỳ hiệu quả khi gia công các lỗ và rãnh có đường kính nhỏ với độ chính xác và tính nhất quán cao. Tính linh hoạt của nó cho phép bạn triển khai trong xưởng của mình cho các dự án nhỏ và trong các sàn sản xuất lớn với dung sai chặt chẽ.
Tài nguyên liên quan:
Máy khoan – Nguồn: TSINFA
Linh kiện máy khoan xuyên tâm – Nguồn: TSINFA
Máy khoan và máy phay – Nguồn: TSINFA
Quá trình khoan – Nguồn: WIKIPEDIA
Nhà sản xuất máy khoan – Nguồn: TSINFA
