Gần đây, khi tôi đang xem một số bài viết về việc cạo thủ công, tôi tìm thấy một hiện tượng rất thú vị. Có rất nhiều ý kiến khác nhau trên Internet về việc liệu máy công cụ có còn cần cạo thủ công hay không và liệu việc mài có thể thay thế hoàn toàn việc cạo thủ công hay không. Điều này khiến tôi rơi vào trầm tư. Xét cho cùng, việc cạo thủ công luôn đóng một vai trò không thể thay thế trong lĩnh vực xử lý máy công cụ. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ, các kịch bản và phương pháp ứng dụng của nó đã thay đổi rất nhiều. Hôm nay chúng ta hãy thảo luận sâu hơn về chủ đề này.
Cạo là một quá trình hoàn thiện sử dụng các dụng cụ nạo, bề mặt tham chiếu, dụng cụ đo và chỉ báo để vận hành thủ công đồng thời mài các điểm, đo và cạo để làm cho phôi đáp ứng các yêu cầu về kích thước, hình học, độ nhám bề mặt và độ kín được quy định trong quy trình.
01
Giá trị “cốt lõi” của việc cạo thủ công
Đầu tiên, ưu điểm của nó là-xử lý bề mặt có độ chính xác cao. Máy cạo thủ công loại bỏ vài micron đến hàng chục micron vật liệu mỗi lần và tinh chỉnh- từng chút một có thể làm cho độ phẳng đạt dưới 0,001 mm/m và độ nhám bề mặt Ra dưới 0,1μm. Độ chính xác này không phải là tuyệt vời sao? Bề mặt tiếp xúc của các bộ phận chính như ray dẫn hướng máy công cụ, bàn làm việc và bệ ổ trục yêu cầu độ cứng tiếp xúc cao. Nói chung, cần có 8 đến 20 điểm tiếp xúc trên diện tích 25 mm × 25 mm để đảm bảo chuyển động của máy công cụ chính xác và ổn định. Tính đồng nhất tiếp xúc có độ chính xác cực cao này không dễ đạt được bằng quá trình xử lý cơ học thông thường, chẳng hạn như mài và phay.
Thứ hai là xử lý bề mặt phức tạp và hiệu chỉnh lắp ráp. Khi gặp các bề mặt không đều, chẳng hạn như ray dẫn hướng hình vòng cung, bề mặt khớp có hình dạng-đặc biệt hoặc điều chỉnh độ chính xác động sau khi lắp ráp nhiều-thành phần, chẳng hạn như khớp ray dẫn hướng và thanh trượt, trục xoay và vòng bi, thì ưu điểm của việc cạo thủ công sẽ xuất hiện. Những bậc thầy có kinh nghiệm có thể đưa ra-các đánh giá và điều chỉnh theo thời gian thực tùy theo điều kiện thực tế. Tính linh hoạt này có thể bù đắp cho những thiếu sót của quá trình xử lý tự động. Ví dụ: đối với-máy khoan tọa độ và máy mài bánh răng có độ chính xác cao, các bề mặt tiếp xúc chính phải được lắp ráp với "độ hở bằng 0", điều này thực sự không thể tách rời khỏi quy trình cạo thủ công.
Đồng thời, nó cũng rất quan trọng trong việc bù lỗi và bảo trì độ chính xác. Máy công cụ sau khi được sử dụng một thời gian dài thì không thể tránh khỏi tình trạng độ chính xác sẽ giảm sút do biến dạng, hao mòn. Tại thời điểm này, việc cạo thủ công có thể sửa chữa các lỗi cục bộ một cách có chủ đích và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Vai trò này đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực như dụng cụ chính xác và thiết bị xử lý hàng không vũ trụ đòi hỏi độ chính xác và độ ổn định cực cao.
02
Sự “thay đổi và bất biến” của công nghệ cạo
Tuy nhiên, tiến bộ công nghệ hiện nay thực sự đã mang lại những thay đổi. Một mặt, xử lý tự động đã thay thế một số quy trình. Ví dụ: máy mài siêu chính xác CNC{2}}, máy mài dẫn hướng có độ chính xác 0,1μm và đánh bóng cơ học hóa học CMP trong công nghệ mài có thể xử lý-độ chính xác cao của một số mặt phẳng và bề mặt hình trụ, đồng thời nhu cầu cạo các mặt phẳng đơn giản không còn nhiều như trước. Mặt khác, việc nâng cấp công cụ cũng hỗ trợ việc cạo. Việc cạo không còn hoàn toàn dựa trên kinh nghiệm nữa. Các thiết bị kiểm tra độ chính xác như giao thoa kế laser và ba-máy đo tọa độ đã trở nên hữu ích. Vị trí và mức độ thu thập dữ liệu được định hướng bằng cách định lượng dữ liệu, đã thay đổi từ "định hướng theo trải nghiệm" trước đây sang "theo định hướng dữ liệu" và tính hiệu quả cũng như tính nhất quán đã được cải thiện rất nhiều.
03
Những “điểm đau” mà công nghệ cạo phải đối mặt
Tuy nhiên, việc cạo thủ công cũng có ngưỡng riêng của nó. Việc đào tạo một kỹ thuật viên cạo có tay nghề cao không phải là điều dễ dàng. Phải mất nhiều năm kinh nghiệm để tích lũy. Cách nhận định sự phân bố điểm tiếp xúc và cách điều khiển lực cạp đều là kiến thức. Chi phí đào tạo cao. Ngành này vẫn đang thiếu hụt lao động kỹ thuật lành nghề. Một số công ty đã cố gắng phát triển công nghệ robot cạo, sử dụng robot điều khiển lực-để mô phỏng các thao tác thủ công, nhưng xét về khả năng thích ứng và độ ổn định chính xác của các bề mặt phức tạp, nó vẫn kém hơn một chút so với công việc thủ công và chưa thể thay thế hoàn toàn trong thời điểm hiện tại.
Xem xét tình hình ứng dụng hiện tại trong ngành, các công cụ máy móc có độ chính xác cao-vẫn phụ thuộc nhiều vào việc quét thủ công. Đối với các máy công cụ có mức độ chính xác trên IT3, chẳng hạn như máy mài tọa độ-có độ chính xác cao và máy xử lý thấu kính quang học, việc cạo thủ công vẫn là một quy trình quan trọng, có thể chiếm 30%~50% thời gian xử lý của các bộ phận chính. Tình huống sẽ khác đối với các máy công cụ cấp trung- và cấp thấp-. Máy công cụ CNC thông thường có độ chính xác IT6-IT7, hầu hết đều sử dụng mài và mài phù hợp nên việc cạo ít được sử dụng hơn nhiều. Từ góc độ xu hướng trong tương lai, việc cạo thủ công sẽ dần dần chuyển thành "chỉnh sửa lắp ráp chính xác" và hợp tác với xử lý tự động, thay vì được thay thế hoàn toàn.
04
Các loại mẫu cạo
Cuối cùng, tôi sẽ giới thiệu một số loại mẫu cạo, chẳng hạn như mẫu vòng cung, mẫu hình vuông, mẫu sóng và mẫu hình quạt. Các mẫu vòng cung chủ yếu bao gồm các mẫu mặt trăng và các mẫu chim én.
(1) Mẫu vòng cung và phương pháp cạo. Đầu tiên, dùng mặt bên trái của lưỡi nạo để thả dao xuống, sau đó cạo theo đường chéo từ trái sang phải (như hình a bên dưới). Đồng thời, vặn cổ tay trái để lưỡi dao chuyển động từ trái sang phải (như hình b bên dưới), sao cho chuyển động cạo của lưỡi dao chuyển từ trái sang phải. Chiều dài dọc của dấu dao thường khoảng 10 mm. Toàn bộ quá trình cạo được hoàn thành ngay lập tức, do đó có thể loại bỏ các mẫu vòng cung khác nhau. Bạn cũng có thể cạo xiên từ phải sang trái, bằng cách dùng cổ tay trái ấn xuống và vặn cổ tay phải để lưỡi dao chuyển động từ phải sang trái, sao cho lưỡi dao cạo chuyển từ phải sang trái.
Phương pháp cạo cơ bản cho các mẫu vòng cung
Những điều cần thiết để cạo các mẫu vòng cung: Do các điều kiện cạo và phương pháp vận hành khác nhau nên hình dạng và góc của các mẫu vòng cung được cạo ra cũng khác nhau đáng kể. Đầu tiên, bạn nên chú ý chọn loại cạp phù hợp, vì chiều rộng, độ dày, bán kính của cung lưỡi và kích thước của góc nêm có ảnh hưởng nhất định đến hình dạng của mẫu vòng cung; thứ hai, bạn sẽ có thể kiểm soát biên độ của hành động vặn cổ tay và độ dài của hành trình đẩy và cạo khi cạo; thứ ba, bạn nên sử dụng hiệu ứng đàn hồi của đầu lưỡi dao. Nói chung, biên độ của hành động vặn cổ tay càng lớn và hành trình đẩy và cạo càng ngắn thì góc và hình dạng của mẫu vòng cung được cạo ra càng nhỏ, như trong Hình c ở trên.
1) Mô hình mặt trăng và phương pháp cạo. Trước khi cạo, dùng bút chì vẽ các hình vuông có khoảng cách nhất định trên bề mặt phôi. Khi cạo, sử dụng một dụng cụ cạo mịn có lưỡi hình vòng cung, đường tâm của mặt phẳng lưỡi dao nghiêng một góc 45 độ so với đường tâm dọc của bề mặt phôi và cạo từ trước ra sau của phôi.
2) Kiểu nuốt và phương pháp cạo. Mẫu chim én được thể hiện trong hình dưới đây. Trước khi cạo, dùng bút chì vẽ các hình vuông có khoảng cách nhất định trên bề mặt phôi. Khi cạo, sử dụng một dụng cụ cạo mịn có lưỡi hình vòng cung, đường tâm của mặt phẳng lưỡi dao nghiêng một góc 45 độ so với đường tâm dọc của bề mặt phôi và cạo từ trước ra sau của phôi. Phương pháp cạo phổ biến là:
Đầu tiên, cạo một mẫu vòng cung bằng con dao đầu tiên, sau đó cạo một mẫu vòng cung thứ hai ở phía dưới mẫu vòng cung đầu tiên một chút để có thể cạo ra một mẫu tương tự như con én, như trong Hình b ở trên.
(2) Mẫu hình vuông và phương pháp cạo. Mẫu hình vuông được thể hiện trong hình dưới đây. Trước khi cạo, dùng bút chì vẽ các hình vuông có khoảng cách nhất định trên bề mặt phôi. Khi cạo, đường tâm của mặt phẳng lưỡi cắt nghiêng một góc 45 độ so với đường tâm dọc của bề mặt phôi và cạo từ trước ra sau của phôi. Phương pháp cạo cơ bản là: sử dụng một dụng cụ cạo hẹp có cạnh thẳng (hoặc cạnh cung có bán kính lớn) để thực hiện thao tác cạo phạm vi-ngắn. Sau khi cạo hình vuông đầu tiên, bạn nên chừa một khoảng trống hình vuông giữa hình vuông thứ nhất rồi cạo hình vuông thứ hai.
(3) Kiểu sóng và phương pháp cạo. Mẫu sóng được thể hiện trong Hình a bên dưới. Trước khi cạo, dùng bút chì vẽ các hình vuông có khoảng cách nhất định trên bề mặt phôi. Khi cạo, đường tâm của mặt phẳng lưỡi dao phải song song với đường tâm dọc của bề mặt phôi và cạo từ phía sau ra phía trước phôi. Phương pháp cạo cơ bản là: dùng dao cạo có khía để cạo, chọn vị trí thả dao (thường là điểm giao nhau), sau đó di chuyển theo đường chéo sang trái sau khi dao rơi xuống. Khi đạt đến một độ dài nhất định (thường là điểm giao nhau), di chuyển theo đường chéo sang phải để cạo đến một vị trí nhất định rồi khởi động dao như hình b bên dưới.
(4) Kiểu quạt và phương pháp cạo. Mẫu quạt được thể hiện trong Hình a bên dưới. Trước khi cạo, dùng bút chì vẽ các hình vuông và đường góc có khoảng cách nhất định trên bề mặt phôi. Để cạo mẫu hình quạt-, bạn cần sử dụng dụng cụ cạo đầu móc-(như trong Hình b bên dưới). Đầu bên phải của lưỡi dao phải được mài sắc, đầu bên trái hơi cùn và đường lưỡi dao phải thẳng. Phương pháp cạo cơ bản là:
Chọn vị trí thả dao tốt (thường là điểm giao nhau), giữ tay trái cách lưỡi dao 50mm, ấn xuống bên trái, lấy đầu bên trái của lưỡi dao làm tâm vòng tròn và xoay tay phải theo chiều kim đồng hồ. Góc quay thường là 90 độ và 135 độ. Mẫu hình quạt-chính xác được hiển thị trong Hình c ở trên. Do dùng lực không đúng nên dễ cạo cả hai đầu cùng lúc, tạo thành vết như hình d bên trên. Bằng cách này, dấu vết của mẫu bị cạo sẽ quá nông, đó là mẫu không chính xác.
Trong phân tích cuối cùng, việc quét thủ công vẫn không thể thiếu trong quá trình khớp-có độ chính xác cao của các bộ phận chính của máy công cụ chính xác, xử lý bề mặt phức tạp và hiệu chỉnh độ chính xác của cụm. Mặc dù công nghệ xử lý tự động ngày càng được cải thiện nhưng tính linh hoạt, khả năng phán đoán theo kinh nghiệm và khả năng-hiệu chỉnh vi mô của quá trình cạo đã khiến nó trở thành quy trình cốt lõi trong "dặm cuối" của sản xuất chính xác, đặc biệt là trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, dụng cụ quang học và khuôn mẫu có độ chính xác cao. Vai trò của nó là không thể thay thế. Trong tương lai, khi công nghệ và công cụ phát hiện tiếp tục nâng cấp, việc quét thủ công sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào hướng dẫn-dựa trên dữ liệu và phát triển theo hướng hiệu quả và chính xác hơn thay vì bị loại bỏ hoàn toàn.
Nguồn nội dung: Thế giới máy công cụ Machinist, Thư viện Baidu,
Người biên tập số này: Tiểu Ái
Gửi bài viết: Là nền tảng dịch vụ ngành công nghệ sản xuất công nghệ tiên tiến-công nghệ cao hàng đầu, AMT chấp nhận việc gửi bài viết học thuật;
Việc xuất bản các bản thảo hoàn toàn phi lợi nhuận-và miễn phí; Email gửi bài: info@amtbbs.org
Tuyên bố về bản quyền: AMT tôn trọng bản quyền và cảm ơn mọi tác giả vì sự chăm chỉ và sáng tạo của họ; trừ những tác phẩm không thể truy nguyên, chúng tôi có ghi nguồn ở cuối bài; nếu bài viết, video, hình ảnh hoặc văn bản liên quan đến bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi sớm nhất có thể. Chúng tôi sẽ xóa nội dung ngay sau khi xác nhận bản quyền dựa trên tài liệu chứng minh bạn cung cấp hoặc trả thù lao theo tiêu chuẩn quốc gia!
