Các chi tiết bằng đồng được sử dụng rộng rãi trong ngành gia công cơ khí và thường được tìm thấy trong các linh kiện điện tử, phụ kiện van, thiết bị thông tin liên lạc, phụ tùng ô tô và dụng cụ chính xác. So với thép thông thường, vật liệu đồng có độ dẫn nhiệt tốt, độ dẻo cao và lực cản cắt tương đối thấp, vì vậy nhiều người tin rằng gia công đồng rất dễ dàng. Tuy nhiên, trong quá trình gia công thực tế, việc thiết lập thông số không phù hợp, sử dụng dụng cụ không thích hợp hoặc kiểm soát quy trình kém vẫn có thể dẫn đến bavia, tích tụ phôi, kích thước không ổn định và bề mặt thô ráp. Đồng nguyên chất và đồng đỏ thường khó gia công hơn đồng thau. Để nâng cao chất lượng gia công đồng, cần phải điều chỉnh đúng cách dụng cụ, tốc độ cắt, thoát phôi và kiểm soát bề mặt.
Đặc tính vật liệu của đồng trong gia công tiện
Các loại vật liệu đồng khác nhau thể hiện các đặc tính gia công khác nhau. Hiểu rõ đặc tính vật liệu giúp người vận hành lựa chọn phương pháp gia công phù hợp. Đồng có khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời, cho phép nhiệt lượng sinh ra khi cắt tản ra nhanh chóng trong quá trình gia công, do đó nhiệt độ dụng cụ thường thấp hơn so với khi gia công thép không gỉ. Điều này giúp giảm nguy cơ cháy dụng cụ và hỗ trợ tốc độ cắt cao hơn. Tuy nhiên, khả năng dẫn nhiệt tốt không đảm bảo quá trình gia công ổn định. Nếu điều kiện cắt không ổn định, mài mòn dụng cụ và các vấn đề về bề mặt vẫn có thể xảy ra.
Tính dẻo cao của vật liệu đồng
Một số vật liệu đồng, đặc biệt là đồng nguyên chất và đồng đỏ, có tính dẻo cao và dễ bị biến dạng trong quá trình cắt gọt.
Các tình huống thường gặp bao gồm:
- Các mảnh vụn liên tục, khó bị vỡ.
- Hiện tượng rách bề mặt trên phôi gia công
- Dễ dàng tạo gờ
- Sự bám dính vật liệu trên dụng cụ cắt
Độ dẻo càng cao thì vấn đề thoát phôi càng trở nên nghiêm trọng hơn.
Các bộ phận bằng đồng rất dễ bị trầy xước.
Bề mặt đồng tương đối mềm, và nếu các mảnh vụn không được loại bỏ kịp thời trong quá trình gia công, chúng có thể liên tục cọ xát vào bề mặt phôi.
Các vấn đề thường gặp bao gồm:
- Vết xước bề mặt
- Chất lượng hoàn thiện bề mặt bị giảm
- Dấu vết gia công rõ ràng
- Sự đổi màu bề mặt
Kiểm soát phoi vụn đặc biệt quan trọng trong các công đoạn hoàn thiện.
Các kỹ thuật lựa chọn dụng cụ cho gia công tiện đồng
Tình trạng dụng cụ cắt ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng gia công đồng. Mặc dù đồng có lực cản cắt tương đối thấp, nhưng nó đòi hỏi dụng cụ cắt rất sắc bén. Nếu dụng cụ bị mòn, hiện tượng sần sùi bề mặt, hình thành bavia và biến động kích thước rất dễ xảy ra. Do đó, gia công đồng thường yêu cầu duy trì độ sắc bén của lưỡi cắt đồng thời giảm ma sát giữa dụng cụ và vật liệu.
Lựa chọn góc nghiêng phù hợp
Trong quá trình gia công đồng, góc thoát phôi thường được tăng lên một cách thích hợp.
Góc nghiêng lớn hơn có thể:
- Giảm lực cản khi cắt
- Cải thiện độ mượt khi cắt
- Tăng cường khả năng tản nhiệt chip
- Giảm độ bám dính vật liệu trên dụng cụ
Tuy nhiên, góc nghiêng lưỡi cắt quá lớn có thể làm giảm độ bền của lưỡi cắt.
Các loại vật liệu đồng khác nhau đòi hỏi các dụng cụ khác nhau.
Các loại vật liệu đồng khác nhau đòi hỏi các loại dụng cụ khác nhau.
Ví dụ:
- Đồng thau thích hợp cho gia công tốc độ cao.
- Đồng đỏ đòi hỏi dụng cụ phải cực kỳ sắc bén.
- Đồng berili cần các dụng cụ có khả năng chống mài mòn.
- Hợp kim đồng đòi hỏi lưỡi cắt phải ổn định.
Việc lựa chọn dụng cụ không phù hợp có thể dễ dàng dẫn đến sự không ổn định về kích thước và chất lượng bề mặt kém.
Cách điều chỉnh thông số cắt khi gia công tiện đồng
Mặc dù gia công đồng có lực cản cắt tương đối thấp, nhưng các thông số cắt vẫn cần được điều chỉnh phù hợp. Vật liệu đồng nói chung thích hợp cho tốc độ cắt tương đối cao. Gia công tốc độ cao giúp cải thiện hiệu quả, nâng cao chất lượng bề mặt và giảm sự hình thành các mảnh vụn bám dính. Tuy nhiên, cần duy trì độ ổn định của máy trong quá trình gia công tốc độ cao, nếu không sẽ xuất hiện các vết rung hoặc sai lệch kích thước.
Tốc độ cấp liệu không nên quá cao.
Bề mặt đồng tương đối mềm, và tốc độ cấp liệu quá cao có thể dễ dàng để lại các vết cắt rõ rệt trên bề mặt.
Điều này có thể dẫn đến:
- Bề mặt thô
- Kích thước không ổn định
- Độ chính xác gia công giảm
- Dấu hiệu rung động tăng lên
Các công đoạn hoàn thiện thường yêu cầu tốc độ cấp liệu thấp hơn.
Kiểm soát chi phí hoàn thiện
Dung sai hoàn thiện cho các chi tiết bằng đồng phải được phân bổ hợp lý.
Nếu hạn mức quá lớn:
- Khả năng chống cắt tăng lên
- Chất lượng bề mặt giảm
- Khả năng biến dạng phôi gia công trở nên cao hơn.
Nếu hạn mức quá nhỏ:
- Hiện tượng cắt do ma sát có thể xảy ra.
- Bề mặt có thể không đều độ sáng.
- Việc hiệu chỉnh kích thước trở nên khó khăn.
Khoảng dung sai hợp lý giúp cải thiện độ ổn định gia công.
Hút và làm mát phoi trong gia công đồng
Nhiều vấn đề khi gia công đồng không phải do chính dụng cụ cắt gây ra, mà là do việc thoát phoi và kiểm soát làm mát kém hiệu quả. Trong quá trình gia công đồng, nếu phoi quấn quanh dụng cụ, chúng có thể cọ xát liên tục vào bề mặt phôi, gây ra trầy xước, rách và các vết gia công rõ ràng. Do đó, phoi phải được loại bỏ hiệu quả để ngăn phoi đồng tồn đọng quá lâu trong khu vực cắt.
Sử dụng chất làm mát ổn định
Mặc dù vật liệu đồng dẫn nhiệt tốt, chất làm mát vẫn rất quan trọng.
Làm mát hiệu quả có thể:
- Giảm ma sát dụng cụ
- Giảm nguy cơ hình thành các gờ nhô cao
- Cải thiện chất lượng bề mặt
- Tăng cường tính ổn định về kích thước
Làm mát ổn định đặc biệt quan trọng trong quá trình gia công liên tục.
Cắt khô không phù hợp với tất cả các loại vật liệu đồng.
Một số vật liệu đồng thau có thể được gia công bằng phương pháp cắt khô, nhưng đồng nguyên chất và đồng đỏ dễ bị dính vào dụng cụ hơn.
Nếu hệ thống làm mát không đủ:
- Cạnh được tạo thành có thể dễ dàng
- Hiện tượng đổi màu bề mặt có thể xuất hiện.
- Chất lượng hoàn thiện bề mặt giảm
Do đó, phương pháp làm mát nên được lựa chọn tùy thuộc vào loại vật liệu.
Làm thế nào để cải thiện chất lượng bề mặt trong gia công tiện đồng?
Chất lượng bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến hình thức và hiệu suất sản phẩm, do đó các công đoạn hoàn thiện đòi hỏi độ ổn định cao hơn. Khi dụng cụ cắt bị mòn, bề mặt đồng sẽ trở nên thô ráp hơn, đồng thời có thể xuất hiện các vết cắt sâu hơn và nhiều bavia hơn. Do đó, việc kiểm tra thường xuyên tình trạng dụng cụ là cần thiết. Mặc dù lực cắt đồng tương đối thấp, nhưng độ cứng vững của máy không đủ vẫn có thể gây ra các vết rung, vì vậy độ ổn định kẹp và độ nhô ra của dụng cụ ngắn hơn cũng rất quan trọng.
Tránh cắt đi cắt lại nhiều lần trong quá trình hoàn thiện.
Bề mặt đồng tương đối mềm, và việc cắt đi cắt lại nhiều lần rất dễ tạo ra bề mặt không đồng đều.
Trong quá trình hoàn thiện sản phẩm:
- Cố gắng hoàn thành bề mặt trong một lần.
- Tránh cắt gọt không cần thiết nhiều lần
- Giảm thiểu thời gian tạm dừng công cụ không cần thiết
- Duy trì chuyển động ổn định của dụng cụ
Các phương pháp này giúp đạt được bề mặt hoàn thiện mịn hơn và đồng đều hơn.
Cách duy trì sự ổn định trong gia công tiện đồng
Điều kiện cắt ổn định có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt trong quá trình gia công đồng. Nếu tốc độ trục chính dao động mạnh hoặc việc kẹp dụng cụ không ổn định, các vết rung và sai sót kích thước có thể dễ dàng xuất hiện trên bề mặt phôi. Việc cắt ổn định và liên tục giúp giảm tác động của dụng cụ và giảm nguy cơ rách bề mặt.
Các thông số gia công cũng cần được điều chỉnh tùy thuộc vào loại vật liệu đồng khác nhau. Đồng thau thích hợp cho tốc độ cắt cao hơn, trong khi đồng nguyên chất đòi hỏi sự chú ý nhiều hơn đến độ sắc bén của dụng cụ và điều kiện làm mát. Trong quá trình sản xuất hàng loạt, cần kiểm tra độ mòn của dụng cụ thường xuyên để tránh chất lượng sản phẩm không ổn định do lưỡi cắt cùn.
