Thứ Ba, 17 tháng 3, 2015

Độ nhấp nhô bề mặt gia công của chi tiết mộc

 1. Khái niệm về nhấp nhô của bề mặt gia công :
Gỗ hoặc ván nhân tạo qua gia công cắt gọt hoặc gia công ép, do trong quá trình công chịu ảnh hưởng trạng thái của máy gia công, độ chính xác hình học của , áp suất ép, nhiệt độ, loại gỗ và độ ẩm.... trên bề mặt sẽ có các độ không phẳng. 'mg độ không phẳng này có thể qui nạp thành những loại sau:

Vết hằn của dao: thường thành dạng răng lược hoặc dạng đường, hình dạng to và chiều sâu quyết định bởi hình dạng hình học của lưỡi dao và đặc trưng của /ển động cắt gọt. Như bề mặt gỗ xẻ bằng cưa đĩa sẽ có các vết cưa hình cung.

Gợn sóng-, một loại dạng sóng có hình dạng và kích thước gần nhau có qui luật, đây là vết để lại trên bề mặt gia công của dao cắt gọt hoặc là kết quả rung của hệ thống công nghệ máy gia công - dao - chi tiết gia công, như trên bề mặt chi tiết, sau khi gia công phay để lại gợn sóng bề mặt do quỹ đạo lưỡi dao hình thành.

Độ không phẳng do gổ bị phá huỷ: Các bó sợi trên bề mặt gỗ bị tước ra hoặc xé đứt hình thành, lượng cắt không phù hợp, độ không phẳng này càng rõ rệt, loại này xuất hiện trên bề mặt gỗ sau khi phay hoặc bóc.

Độ không phẳng khôi phục đàn hồi: Do tính không đồng nhất của gỗ, tức khối lượng thể tích và độ cứng của các bộ phận gỗ khác nhau, khi gia công cắt gọt, dao ép lên gỗ, hình thành biến dạng đàn hồi, sau khi bỏ lực ép, do lượng khôi phục đàn hồi của gỗ khác nhau mà hình thành độ không phẳng bề mặt. Bề mặt gỗ lá kim cắt theo chiều lớp vòng năm rõ nhất.

Lông gỗ: Lông gỗ được hình thành khi 1 đầu sợi gỗ vẫn liền với bề mặt gỗ, còn đầu kia dựng đứng hoặc dính lên bề mặt. Lông gỗ chỉ sợi gỗ thành bó hoặc thành lát vẫn chưa tách hoàn toàn khỏi bề mặt gỗ. Hình thành của chúng liên quan đến cấu tạo của sợi gỗ và điều kiện gia công. Thông thường khi đánh giá độ nhấp nhô bề mặt, không bao gồm lông gỗ, VI hiện nay vẫn chưa có dụng cụ và phương pháp phù hợp đánh giá chuẩn xác nó. Trong kỹ thuật đối với độ nhấp nhô bề mặt do lông gỗ, nay chưa xác định rõ, cho phép lông gỗ tồn tại hay không tồn tại và tồn tại đến mức nào.

Độ không phẳng giới thiệu ở trên có khoảng cách và đỉnh tương đối nhỏ. Độ nhấp nhô bề mặt gỗ là chỉ chúng có trên bề mặt gia công gỗ, thường là đặc tính dạng hình học vi mô của các khoảng cách và đỉnh nhọn tương đối nhỏ do phương pháp gia công và các nhân tố khác hình thành.

Ngoài ra, tế bào gỗ bị cắt, cũng lộ ra các rãnh lồi và lõm, kích thước và hình dạng của nó quyết định bởi kích thước của tế bào gỗ và vị trí tương đối của chúng với mặt cắt gọt. Đối với các chi tiết làm từ ván dăm, ván sợi, do hình dạng của dăm và sợi ở lớp mặt, kích thước và kết cấu không phẳng và lỗ mạch, vết nứt... có thể tồn tại trên mặt gỗ, không liên quan đến phương pháp gia công, cho nên thông thường không bao hàm trong phạm vi khái niệm độ nhấp nhô bề mặt gia công.

Độ nhấp nhô bề mặt gỗ là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng bề mặt sản phẩm mộc. Nó trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng dán dính và chất lượng trang sức của gỗ, ảnh hưởng đến lượng tiêu hao của keo và chất phủ. Ngoài ra, yêu cầu đối với độ nhấp nhô bề mặt gỗ, liên quan đến bố trí công nghệ gia công và xác định lượng gia công, vì vậy chúng cũng ảnh hưởng đến tiêu hao nguyên liệu và năng suất lao động.
2. Nhân tô ảnh hưởng đến độ nhấp nhô bề mặt gỗ :
Độ nhấp nhô bề mặt gỗ là kết quả của tác dụng chung của các nhân tố dưới đây trong quá trình cắt gọt:

- Chế độ cắt gọt bao gồm tốc độ cắt gọt, tốc độ đẩy gỗ và chiều dày lớp phôi cắt;

-    Tham số hình học, độ chính xác chế tạo, độ bóng nhẵn của bề mặt làm việc, công nghệ mài và độ mòn của lưỡi clao.

-    Độ cứng và tính ổn định của hệ thống công nghệ bao gồm máy gia công, dao, chi tiết được gia công.

-    Tính chất vật lý, cơ học của gỗ: bao gồm độ cứng, khối lượng thể tích, tính đàn hồi, độ ẩm...

-    Chiều cắt gọt: Cắt gọt chiều ngang , chiều dọc//, cắt bên ≠. Ngoài ra, khi thay đổi lượng dư gia công, tình huống thoát phoi và các nhân tố tính ngẫu nhiên khác, thường cũng ảnh hưởng đến độ nhấp nhô bề mặt.

-    Phương pháp gia công: Nguyên lý công nghệ khác nhau, nhân tố chủ yếu nhất ảnh hưởng đến độ nhấp nhô bề mặt gia công cũng sẽ khác nhau. Thực nghiệm cho thấy, khi cắt bằng cưa đĩa, độ nhấp nhô bề mặt chủ yếu quyết định bởi tốc độ cắt, tốc độ đẩy gỗ và góc gặp thớ gỗ. Khi tốc độ ăn dao mỗi răng dưới 0,5 mm, độ không phẳng bề mặt của gỗ chủ yếu là vết của răng cưa. Nhưng khi tốc độ ăn dao đạt mỗi răng lmm, phá huỷ độ không phẳng có dạng xé rách trên bề mặt... là hình thức chủ yếu của độ không phẳng.

Trong quá trình cắt bằng cưa đĩa, răng cưa hình thành vệt trên bề mặt gỗ theo quĩ đạo chuyển động của răng cưa, chiều rộng lớn nhất là:

Lmax = Un.Sinθmax    (1.24)

Trong đó: Un - lượng ăn dao mỗi vòng quay của lưỡi cưa đĩa;

θmax - góc gặp lớn nhất.

Chiều sâu của vệt răng cưa chủ yếu quyết định bởi độ chính xác hình học của náy gia công và lưỡi cưa, hình dạng răng và lượng ăn dao. Khi gia công trên máy )ào cuốn, bào thẩm, phay, độ không phẳng trên bề mặt chi tiết gia công, chủ yếu là r,ợn sóng được hình thành trên bề mặt chi tiết gia công do dao chuyển động quay ròn (hình 1.28). Khoảng cách giữa đỉnh sóng liền kề gọi là khoảng cách bước sóng, iá trị t bằng lượng ăn dao, tức là lượng đẩy gỗ tương ứng một lưỡi cắt.

t = (u/n.N).1000 (mm) (1.25)

Trong đó: u - tốc độ đẩy (m/phút);

n - tốc độ quay của đầu dao (vòng/phút);

N - số dao lắp trên đầu dao.

Từ biểu thức trên cho thấy, nếu tăng số dao lắp trên đầu dao, khoảng cách giữa ; bước sóng có thể nhỏ đi, nhưng khi dao lắp đặt không chính xác, lưỡi của một số ) không trên cùng đường tròn cắt, gợn sóng để lại trên bề mặt gia công sẽ là lưỡi dao lớn nhất trong vòng cắt. Lúc này, N trong công thức trên bằng 1, khoảng cách bước gợn sóng bằng lượng ăn dao mỗi vòng quay của đầu dao.

Từ hình 1.28. có thể thấy, chiều sâu gợn sóng R, tính theo công thức sau:


Trong đó: r - bán kính vòng cắt gọt (mm).
Công thức dưới đây tính chiều sâu gợn sóng cho giá trị chính xác cao hơn.


 Như vậy, khi phay mặt phẳng, có thể dùng các giải pháp tăng đường kính tròn cắt, nâng cao tốc độ quay đầu dao, tăng số lượng dao và giảm tốc độ đẩy gỗ, tất nhiên là phải trong phạm vi cho phép... để giảm độ nhấp nhô bề mặt gia công.
Khi đánh nhẵn bề mặt gỗ bằng máy đánh nhẵn, kích thước hạt nhám, tốc độ đánh nhẵn, áp suất khi đánh nhẵn, chiều đánh nhẵn và tính chất của gỗ... đều ảnh hưởng rất lớn đến độ nhấp nhô bề mặt.

Tóm lại, phải từ loại hình và độ chính xác của máy gia công, dao, lượng cắt gọt... để tìm giải pháp có hiệu quả giảm độ nhấp nhô bề mặt. Đồng thời, cần nhấn mạnh: phải căn cứ vào yêu cầu chất lượng khác nhau, qui định hợp lý độ nhấp nhô bề mặt gia công, giải quyết chính xác mâu thuẫn có thể tồn tại giữa giảm độ nhấp nhô bề mặt và nâng cao năng suất lao động.

3. Đánh giá độ nhấp nhô bề mặt :

Đánh giá độ nhấp nhô bề mặt gỗ là một vấn đề tương đối phức tạp, hiện nay dùng rộng rãi các tham số biểu trưng chiều cao mấp mô lớn nhất đường bao, độ không phẳng vi mô + chênh lệch trung bình thuật toán chiều cao điểm và đường bao, khoảng cách trung bình độ không phẳng vi mô đường bao... để đánh giá.

Thuật ngữ có liên quan trong dánh giá độ nhấp nhô bề mặt

(1)    Đường bao bề mặt (profin): Là đường bao tạo ta do mặt phẳng cắt bề mặt.

Đường bao do mặt phẳng cắt bề mặt thực tế là đường bao thực tế. Đường bao do mặt phẳng cắt bề mặt danh nghĩa là đường bao danh nghĩa (hình 1.29).

(2)    Đường chuẩn: Là đường dùng để đánh giá tham số độ nhấp nhô bề mặt.

(3)    Chiều dài lấy mẫu l : Là 1 đoạn chiều dài đường chuẩn qui định dùng để phân biệt và đo đặc trưng độ nhấp nhô bề mặt. Qui định và chọn chiều dài này để hạn chế và giảm ảnh hưởng của độ gợn sóng bê mặt đối với kết quả đo độ nhấp nhô bề mặt. Chiều dài lấy mẫu đo tăng theo độ lớn nhấp nhô của đường bao.

(4)    Trung tuyến qui định: Lấy trung tuyến làm đường chuẩn đánh giá đặc tính qui định của đường bao. Trong chiều dài lấy mẫu, đường này phân chia profin bề mặt (đường bao), làm cho diện tích 2 bên trên, dưới bằng nhau (hình 1.30).

(5)    Khoảng lệch đường bao y: Là khoảng cách vuông góc giữa điểm trên đường bao và đường chuẩn.

Tham số đánh giá độ nhấp nhô bề mặt

(1) Chiều cao lớn nhất đường bao Ry: Khoảng cách giữa đường đỉnh đường bao và đường đáy đường bao trong chiều dài lấy mẫu (hình 1.31).

Chiều cao lớn nhất của đường bao, tham số này là một trong những nhân tố quyết định loại bỏ độ không phẳng do các nguyên công trước để lại trên chi tiết trong quá trình gia công, chiều dày lớp gỗ cần phải cắt bỏ từ bề mặt chi tiết gia công. Vì vậy, nó là 1 phần tổ thành lượng dư gia công, điều này đặc biệt quan trọng khi yêu cầu độ nhấp nhô bề mặt đối với gỗ xẻ qui định. Ngoài ra, tham số này còn liên quan đến giá trị lõm và cường độ dán dính của bề mặt chi tiết dán mặt. Vì thế, nó là 1 tham số rất quan trọng. Nhưng nó chỉ phù hợp trong tình huống dùng mắt có thể nhìn thấy rõ chỗ có độ cao lớn Iihất của đường bao, nếu khi trên bề mặt gia công phá huỷ với độ không phẳng chiếm chủ yếu, dùng tham số này rất thuận tiện còn đối với độ không phẳng vi mô tương đối nhỏ, bề mặt có độ nhấp nhô tương đối đồng đều có thể không phù hợp dùng làm tham số đánh giá chủ yếu.

[2) Độ không phẳng vi mô với độ cao 10 điểm (Rz: Nó là tổng giá trị của 5 giá trị trung bình đỉnh đường bao lớn nhất và 5 giá trị trung bình sâu nhất của đường bao (hình 1.32), được tính theo công thức dưới đây.

Trong đó : Ypi - là ciều ca đỉnh lớn nhất thứ i;
Yvi - là chiều sâu đỉnh lớn nhất thứ i.



Độ không phẳng vi mô với chiều cao 10 điểm Rz có tính đại diện càng rộng hơn so với chiều cao lớn nhất đường bao Ry, vì nó là giá trị trung bình của 5 chiều cao lớn nhất đường bao trong phạm vi chiều dài lấy mẫu. Tham số này phù hợp với bề mặt .độ không phẳng tương đối nhỏ, độ nhấp nhô phân bố tương đối đồng đều. Đối với bề mặt gỗ và ván nhân tạo dán mặt bằng màng mỏng hoặc sơn nền dùng Rz làm tham số biểu trưng đánh giá độ nhấp nhô bề mặt.

(3)    Sai lệch trung bình đường bao Ra: Nó là giá trị trung bình thuật toán của giá trị tuyệt đối sai lệch đường bao trong chiều dài lấy mẫu. Như hình 1.33.

Tham số Ra có thể tính theo diện tích giữa đường bao và trang tuyến.


Giá trị gần đúng được công thức dưới đây, lấy hàng loạt (n - Số lượng điểm đo) giá trị sai lệch Y theo trục tung, với giá trị tuyệt đối.


Sai lệch trung bình đường bao Ra phù hợp với bề mặt có khoảng cách độ không phẳng tương đối nhỏ, độ nhấp nhô phân bố đồng đều, đặc biệt phù hợp với vật liệu có kết cấu tương đối đồng đều, như độ nhấp nhô bề mặt đánh nhẵn ván sợi và ván dăm nhiều lớp.
Tham số này có thể dùng máy đo đường bao để tiến hành đo tự động, khi kim tiếp xúc dịch chuyển theo bề mặt gia công, máy đo có thể đo tự động, tính, hiển thị hoặc ghi lại giá trị sai lệch trung bình thuật toán đường bao của bề mặt đo Ra, như thế có thể tránh tính phức tạp, rút ngắn thời gian đo. Cho nên, nếu dùng máy đo đường bao, xác định Ra so với Rz thuận tiện hơn.

(4)    Khoảng cách trung bình độ không phẳng vi mô đường bao Sm: Là giá trị trung bình khoảng cách độ không phẳng vi mô đường bao trong chiều dài lấy mẫu (hình 1.34). Khoảng cách trung bình của độ không phẳng vi mô đường bao thích hợp để đánh giá độ nhấp nhô bề mặt sau phay, nếu 2 bề mặt sau phay, tức là khi Rz đo được bằng nhau, cũng chưa thể nói độ nhấp nhô của chũng bằng nhau, vì khoảng cách trung bình của độ không phẳng khác nhau, đặc tính độ nhấp nhô phản ánh sẽ có sai khác rất lớn.

Sm không chỉ phản ánh đặc trưng khoảng cách độ không phẳng, cũng có thể dùng để xác định quan hệ tỷ lệ giữa khoảng cách độ không phẳng và chiều cao không phẳng. Đối với các chi tiết dán keo, độ không phẳng vật liệu nền, dễ dẫn đến lõm của lớp mặt dán, không chỉ quyết định bởi chiều cao của độ không phẳng, mà còn quyết định bởi tỷ lệ giữa khoảng cách độ không phảng và chiều cao. Để đảm bảo yêu cầu chất lượng bề mặt dán, dùng Sm làm tham số bổ sung độ nhấp nhô bề mặt vật liệu nền qui định. Tham số này cũng phù hợp để đánh giá độ nhấp nhô bề mặt ván dăm dán mặt bằng ván lạng hoặc trang sức bằng chất liệu lỏng.

(5) Tổng chiều cao của từng độ không phẳng vi mô trong đơn vị chiều dài Rpv: Trong chiều dài đo đã cho (L) lấy tổng chiều cao từng độ không phẳng vi mô (hj) chia cho chiều dài đo (hình 1.35) và được tính theo công thức dưới đây:
 
Đối với bề mặt gỗ lá rộng cứng có ống mạch thô, độ không phẳng kết cấu hình thành do ống mạch bị cắt... đưa đến trở ngại ờ mức độ khác nhau đối với việc xác định độ nhấp nhô bề mặt sau gia công cắt gọt, còn dùng tham số Rpv giảm tương đối mức độ ảnh hưởng của nó, phản ánh tương đối chân thực trạng thái nhấp nhô bề mặt, đồng thời cũng có thể đánh giá tương đối chính xác mức độ nhấp nhô sau khi dùng băng nhám (giấy nhám) có kích thước hạt khác nhau đánh nhẵn bề mặt. Do đó, Rpv chủ yếu là tham số dùng để xác định độ nhấp nhô bề mặt loại này.
Các tham số ở trên phản ánh đặc trưng đường bao nhấp nhô bề mặt từ nhiều phía, khi sử dụng thực tế, có thể căn cứ vào phương thức gia công khác nhau và yêu cầu chất lượng bề mặt, chọn dùng 1 hoặc 2 - 3 tham số trong đó để đánh giá.

Bề mặt gỗ xẻ dùng giá trị Ry, bề mặt bào và phay dùng giá trị Rz và Sm, bề mặt dán keo và phun quét dùng Ra (hoặc Rz và Sm để phân biệt xác định độ nhấp nhô bề mặt của nó).

Giá trị của tham số độ nhấp nhô bê mặt chi tiết

Trong tiêu chuẩn "Tham số độ nhấp nhô bề mặt chi tiết đồ mộc và giá trị của nó" - GB 12472 - 90 của Trung Quốc, qui định dùng trung tuyến đánh giá độ nhấp nhô bề mặt chi tiết đồ mộc, tham số độ nhấp nhô bề mặt của nó từ sai lệch trung bình thuật toán Ra, độ không phẳng vi mô với chiều cao 10 điểm Rz, và chiều cao lớn nhất đường bao Ry, ngoài ra căn cứ vào trạng thái bề mặt thêm 2 tham số bổ sung khoảng cách trung bình độ không phẳng vi mô đường bao Sm và chiều cao tổng của từng độ không phẳng vi mô trong đơn vị chiều dài Rpv. Chiều dài lấy mẫu qui định 4 dãy 0,8; 2,5; 8 và 25 mm. Giá trị Ra, Rz, và Ry xem bảng 1.3.


Khi đo tham số Rpv, chiều dài đo L qui định từ 20 - 200mm. ở tình huống bình thường là 20mm, nếu kích thước bổ mặt được xác định độ nhấp nhô tương đối nhỏ, hoặc độ không phẳng vi mô tương đối đồng đều dùng 200mm.

Trong sản xuất đồ mộc, đối với loại hình gia công, phương pháp gia công và chất lượng bề mặt khác nhau, cần đưa ra yêu cầu tương ứng đối với độ nhấp nhô bề mặt chi tiết đồ mộc, ghi rõ tham số nhấp nhô bề mặt qui định và giá trị của nó. Khi dùng Ra, Rz và Ry đánh giá độ nhấp nhô bề mặt thường tách riêng phần bề mặt ống mạch bị cắt tương đối tập trung, nếu không tách riêng được, khi đánh giá cần loại bỏ phần lõm đường bao do ống mạch bị cắt hình thành. Đối với bề mặt có các khuyết tật nứt, mắt, đứt sợi, bề mặt bị va đập.... cần giới hạn và qui định riêng.

Nguồn : Sách Công Nghệ Mộc
















EmoticonEmoticon