Khoan, khoét (lã), doa(P2)

1.Vật liệu cho mũi khoan xoắn
Vật liệu sử dụng cho mũi khoan xoắn là thép gió (HSS) và hợp kim cứng (HM). Thép gió (HSS) có độ dai cao, do vậy đặc biệt thích hợp cho mũi khoan xoắn. Thép gió có chứa thêm coban (HSS-E) đạt độ bền mài mòn cao và độ cứng nóng cao. Mũi khoan bằng thép gió có thể bổ sung thêm một lớp phủ thường là titan nitrit (TiN) làm giảm mài mòn. Lớp phủ này rất cứng, có sức bền chống mài mòn và chống nhiệt.
Ưu điểm của mũi khoan xoắn có lớp phủ:
• Ứng dụng cho tất cả vật liệu, trừ các chất dẻo được gia cố bằng sợi có tác động mài mòn (thí dụ như chất dẻo được gia cố bằng sợi thủy tinh hay sợi carbon).
• Độ bóng bề mặt cao, bởi vì điều kiện trượt ở lưỡi cắt và rãnh phoi được tối ưu.
• Tuổi thọ lớn ở tốc độ cắt cao và bước dẫn tiến lớn hơn. Mũi khoan xoắn với mảnh cắt hợp kim cứng được hàn ghép hay kẹp hoặc đỉnh lưỡi khoan có thể tháo lắp được, tận dụng kết hợp độ bền mài mòn cao ở đỉnh mũi khoan bằng hợp kim cứng và độ đàn hồi của thân mũi khoan bằng thép gió HSS (Hình 1).

Với mũi khoan ghép với mảnh hợp kim cứng trở mặt phù hợp để khoan sâu với chiều sâu đến 5 lần đường kính (5xD) ở tốc độ cắt cao và bước dẫn tiến không lớn quá, cũng như với vật liệu khoan khó cắt tạo phoi. So sánh với mũi khoan hợp kim thép gió HSS có lớp phủ thì chi phí để mài lại mũi khoan hợp kim cứng thuận lợi hơn vì không cần thiết có lớp phủ lại.
Ưu điểm của mũi khoan hợp kim cứng nguyên khởi
• Do độ bền vững cao có thể khoan sơ không cần khoan mồi tâm trước và đuối khoan cũng như có thể khoan sơ ở mặt nghiêng đến 80.
• Đến IT8 có thể khoan thủng trực tiếp
• Thời gian sử dụng lâu (tuổi thọ cao) ở tốc độ cắt cao
• Thích hợp với vật liệu khoan cứng và chống mài mòn.

2.Sự mài mòn của dụng cụ
Mũi khoan mòn thể hiện đồng thời qua ứng suất cơ và ứng suất nhiệt. Nguyên nhân quan trọng nhất là sự khuếch tán, cọ mòn cơ khí, nẹt lửa và nứt mẻ vì biên tích tụ (lẹo dao) (Bảng 1)

3.Chọn dụng cụ và sự cố khoan
Sự chọn lựa mũi khoan tùy thuộc theo yêu cầu chất lượng của lỗ khoan, tính kinh tế cũng như điều kiện khoan (Bảng 1). 

Cách tiến hành việc lựa chọn dụng cụ
• Chọn loại mũi khoan phải phù hợp với đường kính, chiều sâu lỗ khoan và trường hợp ứng dụng.
• Kiểm tra xem khi chọn loại mũi khoan có đạt được dung sai yêu cầu không, độ bóng bề mặt có đạt được hay không và vật liệu có phù hợp để gia công tạo phoi hay không.
• Ở mũi khoan bằng hợp kim cứng, chọn loại vật liệu cắt tùy theo vật liệu gia công, với mảnh hợp kim trở mặt chọn thêm hình dạng mảnh cắt.
• Chọn loại chuôi lắp ghép, thí dụ như ti (cốt) xi lanh ở mâm kẹp thủy lực. Chọn thông số cắt Tốc độ cắt và dẫn tiến được xác định bởi vật liệu của chi tiết và loại mũi khoan (Bảng 1, trang 122). Với chi tiết bằng thép hợp kim cao tốc độ cắt được chọn với giá trị cao nhất để giữ cho sự cấu tạo biên tích tụ ít. Ở chiều dài lỗ khoan trên 5xD thì bước dẫn tiến giảm khoảng 25 %. Trong bất cứ trường hợp nào cũng phải chú ý đến sự giới thiệu của nhà sản xuất về dung dịch cắt gọt và phương pháp làm nguội. Phoi thoát ra và hình dạng phoi được đánh giá trong quá trình khoan và chỉnh sửa trị số cắt tùy theo hoàn cảnh xảy ra lúc khoan (Bảng 2). 

Biện pháp giải quyết sự cố ở khoan (Bảng 3) rất cần thiết khi chất lượng không đạt và khi hiệu quả kinh tế hay an toàn sản xuất có nguy cơ bị mất.

4.Những phương pháp khoan và dụng cụ khoan khác
Khoan định hình Mũi khoan tâm thực hiện lỗ tâm cho mũi chống để tiện và mài (Hình 1).

Mũi khoan sơ NC (Hình 2) phục vụ để khoan sơ đúng vị trí vào toàn bộ phôi hay khoan lấy tâm trên máy khoan điều khiển bằng kỹ thuật số (NC).

Nó được chế tạo với góc đỉnh từ  900 hoặc 1200 và có thể lã (khoét) đồng thời với lỗ định tâm để ven răng sau này. Dụng cụ (có) hệ thống Với dụng cụ hệ thống hiện đại người ta có thể gia công các lỗ khoan đòi hỏi độ chính xác cao và lỗ khoan định hình, thí dụ vỏ bơm, toàn bộ với một dụng cụ.

Dụng cụ để xử lý là mũi khoan nhiều bậc (Hình 3) hay mũi khoan hệ thống, gồm một giá mang, thanh trượt dẫn hướng điều chỉnh được và một bộ phận cắt với lưỡi cắt có thể thay đổi và điều chỉnh. Việc xử lý sau (gia công lại) như doa và lã thường có thể loại bỏ. Dụng cụ hệ thống thường được sử dụng trong hệ thống dụng cụ khoan (Hình 4).

Trục gá tạo nơi tiếp xúc giữa dụng cụ khoan và máy. Để momen quay (ngẫu lực) và lực bước tiến truyền qua dễ dàng, không được để xảy ra chạy trượt và đẩy theo chiều dọc ở gá kẹp. Độ lệch tâm (tâm sai) và độ bền vững thấp là những nguyên nhân thường gặp ở khoan (Trang 126). Khoan quẹt rộng (Khoan lớn ra) Khoan quẹt rộng là khoan rộng ra lỗ đã khoan, lỗ đúc sẵnhay lỗ đã dập trước hoặc khoan chỉnh lại hai lỗ bị lệch. Lưỡi quẹt (Lưỡi lã xoắn) là những dụng cụ có từ một đến bốn lưỡi cắt (Hình 5).

Đường kính mép vát được tính toán sao cho tối thiểu phải đạt được là 70% so với đường kính lỗ khoan đã chuẩn bị trước. Tốc độ cắt và bước dẫn tiến được chọn cũng như khoan với mũi khoan bằng thép gió HSS. Dụng cụ khoan quẹt rộng với mảnh hợp kim cứng dùng để khoan các lỗ có đường kính lớn (Hình 6). 

Đầu khoan tinh chính xác (Hình 7) có thể chỉnh đường kính của lỗ qua một thước có du xích trong phạm vi µm. Khoan quẹt rộng áp dụng để khoan hoàn chỉnh hay khoan tinh các lỗ khoan đã khoan trước. Dụng cụ khoan quẹt rộng dùng chỉnh sửa kích thước chính xác, hình dáng chính xác và vị trí chính xác cũng như độ bóng bề mặt của lỗ khoan

5.Khoan lỗ sâu và khoan sâu
Phương pháp này dùng để gia công lỗ khoan với đường kính D từ 0,8 đến 1500 mm và chiều sâu từ khoảng 3 x D trở lên. Khoan lỗ sâu Mũi khoan lỗ sâu xoắn (Hình 1) bằng thép gió đặc biệt thích hợp cho khoan lỗ sâu, thẳng góc hay nghiêng với đường kính đến 30mm. Bề dày lõi của mũi khoan được tăng cường và buồng thoát phoi lớn đạt được sự ổn định cần thiết và có thể dẫn phoi tốt ra khỏi lỗ khoan.

Lỗ khoan có thể khoan sâu đối với thép là 15 x D, ở gang xám là 25 x D mà không cần đem phoi ra. Đối với vật liệu cho phoi ngắn thí dụ như gang xám, người ta dùng mũi khoan rãnh thẳng bằng hợp kim cứng cho lỗ sâu đến 10 x D. Khoan sâu Với phương pháp khoan một mép (me) gồm có một đầu khoan hợp kim cứng với một lưỡi cắt (mép cắt) và chủ yếu có hai thanh trượt dẫn hướng làm cho phôi được khoan thủng (Hình 2).

Đầu khoan được gắn vào trục ống, trong ống có cán một gân nhỏ. Lúc khoan chi tiết mũi khoan sâu được định tâm bằng đuôi khoan qua thanh trượt dẫn hướng ở trục, sau đó tự định tâm trong lỗ khoan. Dung dịch cắt thổi vào đỉnh mũi khoan  bởi khí nén và thổi phoi ra ngoài qua các buồng bọng của trục từ lỗ khoan. Với phương pháp khoan sâu BTA (BTA=Boring and Trepanning Asscociation, Hiệp Hội Khoan Sâu) các lỗ khoan suốt (thủng) có đường kính từ 6 đến 1500 mm. Dung dịch cắt được dẫn dọc theo ống cốt khoan và thổi phoi trong máng ống ra ngoài (Hình 3).

 Ở hệ thống hai ống, dung dịch cắt gọt được đặt ở giữa các ống đồng tâm và cùng với phoi từ trong thoát ra.