GIÁO TRÌNH Tên môn học: Nguyên lý cắt. NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ

BỘ LAO ĐỘNG-THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH Tên mơn học: Nguyên lý cắt NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Hà nội, năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong chiến lược phát triển đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho công nghiệp hóa lĩnh vực khí – Nghề cắt gọt kim loại nghề đào tạo nguồn nhân lực tham gia chế tạo chi tiết máy móc địi hỏi sinh viên học trường cần trang bị kiến thức, kỹ cần thiết để làm chủ công nghệ sau trường tiếp cận điều kiện sản xuất doanh nghiệp ngồi nước Khoa Cơ khí trường Cao đẳng nghề Kỹ Thuật Công Nghệ biên soạn giáo trình mơn học Ngun lý cắt Nội dung môn học để cập đến công việc, tập cụ thể phương pháp trình tự gia công chi tiết Căn vào trang thiết bị trường khả tổ chức học sinh thực tập công ty, doanh nghiệp bên mà nhà trường xây dựng tập thực hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh Mặc dù cố gắng q trình biên soạn, song khơng tránh khỏi sai sót Chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp để giáo trình hồn thiện Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Chủ Biên: Lê Văn Hùng MỤC LỤC TRANG CHƯƠNG - VẬT LIỆU LÀM DAO 1.Yêu cầu Các loại vật liệu phạm vi ứng dụng CHƯƠNG - KHÁI NIỆM VỀ TIỆN VÀ DAO TIỆN Khái niệm Hình dáng kết cấu dao tiện Sự thay đổi góc dao làm việc Các loại dao tiện CHƯƠNG - QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI Sự hình thành phoi loại phoi Biến dạng kim loại trình cắt Các biểu biến dạng Các tượng xảy trình cắt Sự tưới nguôi CHƯƠNG - LỰC CẮT KHI TIỆN Phân tích tổng hợp lực Tác dụng lực lên dao, máy, vật Các nhân tố ảnh hưởng đến lực CHƯƠNG - NHIỆT CẮT VÀ SỰ MỊN DAO Nhiệt cắt Sự mài mịn CHƯƠNG - TIỆN Tính chất tiện Khả công nghệ tiện Gá đặt chi tiết tiện Lực cắt tiện CHƯƠNG - BÀO VÀ XỌC Công dụng đặc điểm Cấu tạo dao bào dao xọc Yếu tố cắt bào xọc Lựa chọn chế độ cắt CHƯƠNG - KHOAN - KHOÉT - DOA Công dụng đặc điểm Khoan Khoét 08 09 18 20 24 30 32 34 35 39 42 43 46 47 50 51 55 55 57 59 62 63 64 66 68 69 77 4 Doa CHƯƠNG - PHAY Các loại dao phay công dụng Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu Yếu tố cắt phay Lực cắt phay Phay thuận phay nghịch Đường lối chọn chế độ cắt phay bảng số CHƯƠNG 10 - CHUỐT Khái niệm, công dụng Cấu tạo chuốt Các yếu tố cắt CHƯƠNG 11 - CẮT BÁNH RĂNG Khái niệm chung bánh Yêu cầu chung bánh Các phương pháp đặc điểm cuả trình gia cơng Cắt dao phay đĩa môđun Gia công bánh dao phay lăn Cắt dao xọc Cà Mài vê đầu CHƯƠNG 12: CẮT REN Các phương pháp gia công ren Ta rô bàn ren CHƯƠNG 13 - MÀI Đặc điểm phương thức phương pháp mài Các phương pháp mài Đá mài Cấu tạo đá mài Chọn chế độ cắt 82 87 89 90 94 97 98 102 103 105 108 108 109 111 113 116 119 120 122 129 133 134 139 140 144 TÊN MÔN HỌC: NGUYÊN LÝ CẮT Mã mơn học: MH CG 13 1.Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Vị trí: - Mơn học Ngun lý cắt cần bố trí sau sinh viên học xong mơn học MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH14, MH15 Tính chất: - Là mô đun chuyên môn nghề thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề; - Là môn học giúp cho sinh viên có kiến thức để lựa chọn máy, chế độ cắt, dụng cụ cắt thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng Ý nghĩa vai trị: - Mơn học Ngun lý cắt chương trình Cắt gọt kim loại có ý nghĩa vai trị quan trọng Người học trang bị kiến thức cắt gọt kim loại, loại dụng cụ cắt cách chọn chế độ cắt cho công việc gia công cụ thể, đảm bảo suất chất lượng gia công Mục tiêu mơn học: - Xác định hình dáng hình học loại dao góc loại dao; - Giải thích tượng vật lý xảy trình cắt như: biến dạng, lực, nhiệt, ma sát - Trình bày yếu tố ảnh hưởng đến tượng vật lý xảy ra; - Trình bày phương pháp gia công khác nhau; - Chọn thông số cắt hai phương pháp tính tốn tra bảng; - Đọc vẽ dao; - Chọn vật liệu làm dao, chọn góc độ dao, mài dao phương pháp an toàn… - Chọn thơng số hình học dao phù hợp ngun cơng cụ thể; - Tích cực học tập, tìm hiểu thêm trình thực tập xưởng; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập 3.Nội dung môn học: Số TT Tên chương, mục Vật liệu làm dao Vật liệu làm thân dao Vật liệu làm phần cắt II Khái niệm tiện dao tiện Khái niệm Hình dáng kết cấu dao tiện Sự thay đổi góc dao làm việc Các loại dao tiện III Quá trình cắt kim loại Sự hình thành phoi loại phoi Biến dạng kim loại trình cắt Các biểu biến dạng Các tượng xảy trình cắt Sự tưới ngi Lực cắt tiện IV Phân tích tổng hợp lực Tác dụng lực lên dao, máy, vật Các nhân tố ảnh hưởng đến lực Cơng thức tính lực thực hành tính lực V Nhiệt cắt mòn dao Nhiệt cắt Sự mài mòn VI Chọn chế độ cắt tiện Trình tự chọn chế độ cắt Tính chế độ cắt Chọn chế độ cắt bảng số VII Bào xọc Công dụng đặc điểm Cấu tạo dao bào dao xọc Yếu tố cắt bào xọc Lựa chọn chế độ cắt VIII Khoan, khoét , doa Công dụng đặc điểm Khoan I Thời gian Tổng Lý Bài Kiểm số thuyết tập tra* 2 0 0.5 0,5 0 1.5 1,5 0 1 0 1.0 1.0 0 0.5 0.5 0 1,5 0,5 5 0 1Thời gian: 0giờ 1 0 1 0 1 0 1 0 0.5 0.5 Thời gian: 0.5 1Thời gian: 0giờ 1Thời gian: 0giờ 1.5 0.5 1 0 1 1 1Thời gian: 0giờ 1,5 1,5 Thời gian: 1giờ 1,5 0,5 0.5 0.5 Thời gian: 0giờ 1Thời gian: 0giờ 1Thời gian: 0giờ 1.5 0.5 0.5 0.5 0 2.5 1.5 Khoét 0.5 Doa 0.5 IX Phay Các loại dao phay công dụng 0.5 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu Yếu tố cắt phay 0.5 Lực cắt phay 0.5 Đường lối chọn chế độ cắt phay bảng số 0.5 Ví dụ chọn chế độ cắt X Chuốt Khái niệm 0.5 Cấu tạo dao chuôt 0.5 Yếu tố cắt chuốt 0.5 Chọn chế độ cắt chuốt 0.5 XI Cắt bánh Các phương pháp cắt 0.5 Cấu tạo dao phay lăn xọc Các yếu tố cắt lăn xọc 0.5 Lựa chọn chế độ cắt phay lăn xọc Cắt ren XII Các phương pháp gia công ren 0.5 Tiện ren 1.5 Tarô bàn ren Mài XIII Đặc điểm phương thức phương pháp mài 0.5 Các loại đá mài ứng dụng 0.5 Cấu tạo đá mài ứng dụng Yếu tố cắt 0.5 Chọn chế độ cắt 0,5 Cộng 45 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết tính thực hành tính thực hành 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0 0.5 0 0 1 0.5 0 0.5 1 0 0 0.5 0 0,5 0 0 0.5 Thời gian:0.5 0 0,5 0 34 lý thuyết, kiểm tra CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU LÀM DAO Mã chương MHCG 13-01 Giới thiệu: Để nâng cao suât, chất lượng sản phẩm gia công cắt gọt phải hiểu yêu cầu vật liệu làm dao, loại vật liệu dùng làm dụng cụ cắt ứng dụng điều kiện vật liệu gia công cụ thể phù hợp với thiết bị phương pháp gia công, đáp ứng yêu cầu ngày phát triển ngành khí chế tạo Mục tiêu: - Trình bày tính năng, cơng dụng loại vật liệu làm dao; - Chọn vật liệu làm dao phù hợp điều kiện gia công (phần thân dao lưỡi cắt); - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Yêu cầu Vật liệu làm dao phải đảm bảo yêu cầu sau: - Có độ cứng cao (cao độ cứng vật liệu gia công) Thường vật liệu gia cơng khí thép, gang… có độ cứng cao, để cắt được, vật liệu làm dao phải có độ cứng cao (50 ÷ 60 HRC) - Có tính bền học: Dụng cụ cắt thường phải làm việc điều kiện khắc nghiệt: tải trọng lớn không ổn định, nhiệt độ cao, ma sát lớn, rung động… dễ làm lưỡi cắt dụng cụ cắt sứt mẻ Do vật liệu làm dao cần phải có độ bền học (sức bền uốn, kéo, nén, va đập) cao tốt - Có tính chịu nhiệt cao: Ở vùng cắt, nơi tiếp xúc dụng cụ cắt chi tiết gia công, kim loại biến dạng, ma sát nên nhiệt độ cao (700 ÷ 800 0C), có đến hàng ngàn 0C Ở nhiệt độ này, vật liệu làm dụng cụ cắt bị thay đổi cấu trúc chuyển biến pha làm cho tính cắt giảm xuống Vì vật liệu dụng cụ cắt cần có tính chịu nhiệt cao, nghĩa giữ tính chất ổn định nhiệt độ cao thời gian dài - Có tính chịu mài mịn: Làm việc điều kiện nhiệt độ cao, ma sát lớn, mịn dao điều thường xảy Thơng thường vật liệu cứng tính chống mài mịn cao Tuy nhiên điều kiện nhiệt độ cao cắt tượng mài mịn học khơng chủ yếu nữa, mà mài mịn chủ yếu tượng chảy dính (bám dính vật liệu làm dao vật liệu gia cơng) Ngồi việc giảm độ cứng phần cắt nhiệt độ cao khiến cho lúc tượng mòn xảy khốc liệt Vì vật liệu làm dao cần có tính chịu mài mịn cao - Có tính cơng nghệ kinh tế: Vật liệu làm dao cần có tính dễ cơng nghệ (dễ rèn, cán, dễ tạo hình cắt gọt, có tính thấm tơi cao, dễ nhiệt luyện) Các loại vật liệu phạm vi ứng dụng Để làm phần cắt dụng cụ, người ta dùng loại dụng cụ khác tuỳ thuộc váo tính lý vật liệu cần gia công diều kiện sản xuất cụ thể Dưới giới thiệu làm phần cắt dụng cụ theo phát triển hoàn thiện khả làm việc chúng Năm 1894 Vật liệu dụng cụ Ve,m/ph Nhiệt độ giới hạn đặt tính cắt 0C 200-300 Độ cứng HRC 60 60 Thép Cacbon dụng cụ 1900 Thép hợp kim 300-500 dụng cụ 1900 Thép gió 12 1908 Thép cải tiến 15-20 500-600 60-64 1913 Thép gió(tăng Co 20-30 600-650 WC) 1931 Hợp kim cứng 200 1000-1200 91 Cácbitvonfram 1934 Hợp kim cứngWC 300 1000-1200 91-92 TiC 1955 Kim cương nhân 800 100.000HV tạo 1957 Gốm 300-500 1500 92-94 1965 Nitrit Bo 100-200 1600 8.000HV 300 1970 Hợp kim cứng phủ 1000 18.000HV (TiC) a Thép Cacbon dụng cụ: Để đạt độ cứng, tính chịu nhiệt chịu mài mòn, lượng C thép Cacbon dụng cụ 0,7% (thường từ 0,7 - 1,3%)và lượng P, S thấp (P < 0,035%, S < 0,025%) Độ cứng sau ram đạt HRC = 60 - 62 - Sau ủ độ cứng đạt đượckhoảng HB = 107-217 nên dễ gia công cắt gia công áp lực 130 - Góc trước ; - Góc sau ; - Góc cắt ; Phần hiệu chỉnh có  = Phần hiệu chỉnh gọi phận sửa hay định hướng, có nhiệm vụ giữ cho ta rơ theo hướng xác định + Phần chi: Có đầu vng với kích thước quy chuẩn để lắp tay quay ta rơ Trên thân ta rơ có ghi ký hiệu chỉ mác thép loại ren Một ta rô thường chế tạo đến Để phân biệt, người ta ký hiệu số vạch vòng phần chuôi ta rô 2.2 Cấu tạo bàn ren: Bàn ren dụng cụ cắt ren tiêu chuẩn dùng để cắt ren ngồi Bàn ren có cấu tạo tương tự mũi ốc, chế tạo từ thép dụng cụ Trên bàn ren khoan từ ÷ lỡ, số lỡ phu thuộc vào kích thước bàn ren Giao tuyến lỡ với mặt ren tạo thành lưỡi cắt hình lược Lưỡi cắt hình lược vát hai đầu tạo thành hình cơn, nên từ đầu bàn ren cắt gọt dễ dàng Phần hình trụ phần hiệu chỉnh gồm ÷ vịng ren Phần hiệu chỉnh ren theo kích thước độ trơn láng theo yêu cầu Trên mặt đầu bàn ren ghi ký hiệu kích thước ren, vật liệu chế tạo Bàn ren kẹp chặt tay quay bàn ren 131 b Phân loại bàn ren + Bàn ren tròn: Chia làm hai loại; Ren liền ren xẻ rãnh + Bàn ren điều chỉnh + Bàn ren chuyên để cắt ren ống - Bàn ren liền để cắt ren có đường kính đến 52 mm, có độ cứng vững cao, ren bóng Nhược điểm mau hỏng mịn kích thước lớn kích thước tiêu chuẩn - Bàn ren có xẻ rãnh có chiều rộng rãnh 0,5 ÷ 1,5 mm, nhờ có rãnh xẻ nên bàn ren mịn điều chỉnh kích thước đường kính ren từ 0,1 ÷ 0,25 mm Bàn ren xẻ rãnh có độ cứng vững thấp, sau điều chỉnh ren có prơfin khơng Hình 12.6: Cấu tạo bàn ren 132 CHƯƠNG 13 : MÀI Mã chương MHCG 13-13 Giới thiệu: Nội dung chương giới thiệu đặc điểm mài, chất trình mài, chọn đá mài gia công, biết số phương pháp mài thơng dụng, từ vận dụng vào q trình gia cơng Mục tiêu: - Mơ tả kết cấu đá mài; - Phân tích ký hiệu đá mài; - Chọn đá mài gia cơng; - Trình bày số phương pháp mài thơng dụng; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Đặc điểm phương thức phương pháp mài 1.1.Đặc điểm, phương thức Quá trình mài kim loại có tác dụng để gia cơng tinh gia công thô chi tiết máy dao cắt Mài dùng để gia công mặt trịn ngồi trịn mà cịn gia cơng mặt phẳng, mặt cơn, mặt định hình có hình dáng khác chi tiết So với dạng gia cơng khác, mài có đặc điểm sau đây: - Tốc độ mài lớn (20 ÷ 40m/s) đặc biệt lên đến 50 ÷ 70 m/s hay cao - Đá mài bao gồm nhiều hạt mài liên kết với chất kết dính Coi mỗi hạt mài lưỡi cắt Các hạt mài khơng giống hình dáng hình học, kích thước vị trí, góc cắt hạt mài khơng giống khó đạt trị số hợp lý - Nhiệt độ cắt trình mài tương đối cao (1000 ÷ 1500oC) tốc độ cắt lớn đồng thời chiều dài phơi nhỏ góc trước âm sinh biến dạng kim loại nhiều - Khác với loại dao cắt khác đá mài khơng có lưỡi cắt không liên tục, hạt mài nằm cách biệt mặt làm việc đá Mỗi hạt cắt phoi riêng, xem trình mài trình cào 133 - Trong thời gian làm việc đá mài có khả tự mài sắc phần Một số hạt mài sau cắt xong tự tróc khỏi mặt đá làm xuất hạt mài sắc bén 1.2 Tính chất chung đá mài Hình 13.1: Cấu trúc đá mài Về nguyên lý, mài có tính chất tương tự giống phay, chỉ khác kích thước số lượng lưỡi cắt dao phay đá mài Đá mài loại dao có vơ số lưỡi cắt, mỡi hạt có kích thước khoảng 0,003 đến 3mm Các hạt mài có hình dạng khác nhau, phân bố bất kỳ nhờ chất kết dính đá mài Bản chất trình mài cọ sát tế vi bề mặt vật rắn hạt mài có vận tốc cao Mài gia công loại vật liệu cứng lại không phù hợp gia công loại vật liệ mềm Tốc độ cắt mài lớn nhiều so với phay, đạt từ 10 – 80m/s Mài nguyên công gia công tinh, mài thơ đạt cấp xác cấp độ bóng bề mặt Ra = 0,2 – 1,6m Mài tinh mỏng đạt cấp xác đến Ra = 0,025 – 0,4m Các phương pháp mài Mài gia cơng nhiều dạng bề mặt khác mặt phẳng, mặt trụ trong, mặt trụ ngồi, mặt cơn, bề mặt định hình … tuỳ theo hình dạng bề mặt gia cơng mà ta chia thành phương pháp sau: 134 - Mài mặt trụ - Mài mặt trụ - Mài mặt phẳng - Mài bề mặt dịnh hình 2.1 Mài mặt trụ Khi mài mặt trụ ta thực hai phương pháp mài có tâm mài khơng tâm a) Mài có tâm: Hình 13.2: Ngun lý mài vơ tâm Là chi tiết gá vào hai lỗ tâm đầu vào mâm cặp đầu vào mũi chơng tâm Mài có tâm gia cơng trục trơn, trục bậc, bề mặt côn, rãnh bề mặt trụ ngồi, góc lượn Khi mài có tâm, chi tiết đá quay ngược chiều tốc độ quay đá lớn gấp khoảng 100 lần so với tốc độ chi tiết Mài có tâm thường thực chay dao dọc, chiều sâu bé bé từ 0,005 đến 0,2 mm Muốn có chiều sâu cắt lớn đá mài cần vát phần với góc  = – 3o Đối với trục ngắn có đường kính lớn nên thực chạy dao ngang Phương pháp đòi hỏi độ cứng vững chi tiết tốt, chiều rộng đá lớn đặc biệt phải sửa đá thật xác Phương pháp chạy dao ngang sử dụng mài bề mặt định hình trịn xoay Khi gia cơng mặt đầu mặt trụ trục bậc đá cịn thực ăn dao xiên Trong trường hợp ta thấy tốc độ cắt điểm tiếp xúc đá chi tiết không nhau, dó đá mịn khơng mặt trụ dễ bị côn mặt đầu không thẳng góc với mặt trụ 135 Trường hợp mài mặt ta gá chi tiết hay đá mài hình sau b) Mài khơng tâm: Mài không tâm sử dụng bề mặt gia công để làm chuẩn định vị cho chi tiết gia công Sơ đồ mài không tâm mô tả hình Hình 13.3: sơ đồ mài khơng tâm Trong chi tiết (1) đặt hai đá mài (3) (4) Đá mài (3) làm nhiệm vụ bánh dẫn truyền chuyển động cho chi tiết Đá (4) có đường kính gấp đơi đá dẫn có tốc độ quay lớn 100 lần so với đá dẫn Chi tiết (1) đỡ nhờ đỡ (2) Thanh đỡ (2) ln giữ cho chi tiết có tâm cao tâm hai đá mài khoảng d đường kính chi tiết h = là16 − d Nhưng h không phép vượt 10 ÷ 15mm Thanh dẫn thường vát để tạo điều kiện cho chi tiết áp sát vào bánh dẫn Khi mài không tâm, chi tiết thực chuyển động dọc tự động nhờ góc nghiêng trục bánh dẫn trục chi tiết, Góc có giá trị  = ÷ 60 Để tiếp xúc đá dẫn chi tiết tốt hơn, bánh dẫn thường có dạng hypepolơit Đặc điểm phương pháp mài khơng tâm là: - Giảm thời gian phụ (thời gian gá đặt) thời gian công chuẩn - Dễ tự động hố q trình cơng nghệ - Độ cứng vữ gá đặt cao mài có tâm 136 - Chủ yếu dùng để gia công trục trơn 2.2 Mài trụ Khi mài trụ đường kính đá mài phải nhỏ đường kính lỡ mài Thường chọn đường kính đá 0,7 – 0,9 đường kính lỡ cần mài Mài mặt trụ tiến hành hai phương pháp mài có tâm mài khơng tâm a.Mài có tâm: Hình 13.4: Sơ đồ mài có tâm Mài lỡ có tâm có hai cách gá đặt chi tiết Cách thứ chi tiết kẹp chặt mâm cặp quay trịn Trục đá quay trịn chuyển động thực chuyển động chạy dao dọc chuyển động chạy dao ngang Phương pháp gá đặt thường dùng để mài chi tiết nhỏ, mặt tròn xoay vật dễ gá mâm cặp Phương pháp thứ hai chi tiết gá cố định bàn máy Trục mang đá thực tất chuyển động gồm : chuyển động quay tròn đá, chuyển động chạy dao dọc ngang chuyển động hành trình đá xung qunh tâm lỡ gia cơng để cắt hết bề nặt chu vi lỗ Thực chất chuyển động hành trình đá phương pháp thứ hai thay cho chuyển động quay tròn chi tiết gia công phương pháp thứ Phương pháp thứ hai thuận tiện gia công chi tiết lớn như: thân động cơ, loại hộp, chi tiết cồng kềnh b Mài lỗ không tâm: Chi tiết giữ tạo chuyển động quay nhờ hai bánh đỡ bánh đá dẫn, Bánh đá dẫn có đường kính lớn nhiềi so với bánh đỡ Đá mài chuyển động quay tròn vá chuyển động chạy dao 137 Khi mài khơng tâm, bể mặt ngồi củ chi tết mặt chuẩn định vị nên trước mài phải gia công tinh bán tinh bề mặt Phương pháp cho suất cao, khả đạt độ xác độ đồng tâm cao, chủ yếu để gia cơng bạc có thành mỏng Phương pháp gia cơng lỡ ta nghiêng trục đá so với trục lỗ góc định Góc phụ thuộc vào độ lỡ 2.3 Mài mặt phẳng Hình 13.5: Sơ đồ mài phẳng Khi mài mặt phẳng sử dụng đá mài mặt trụ hay đá mài mặt đầu Mài đá mài mặt trụ cho độ xác độ bóng bề mặt cao phoi, nhiệt tưới dung dịch trơn nguội vào khu vực gia công dễ dàng Đá mài chuyển động quay tròn, bàn máy mang chi tiết chuyển động thẳng theo chiều dọc để cắt hết chiều dài chi tiết sau chuyển động ngang để cắt hết chiều rộng chi tiết Bàn máy chuyển động quay trịn Phương pháp có suất khơng cao diện tích tiếp xúc đá mài chi tiết khơng lớn Khi mài mặt phẳng đá mài mặt đầu, diện tích tiếp xúc đá chi tiết gia công lớn nên suất cao so với mài đá mài mặt trụ Tuy 138 nhiên việc thoát phoi, nhiệt tưới dung dịch khó khăn nên độ xác độ bóng bề mặt lại Để giải việc thoát phoi thoát nhiệt tưới dung dịch dễ dàng ta nghiêng mặt đá so với mặt phẳng gia công góc từ – 40 có độ bóng bề mặt lại nhiều bề bặt có vết mài bị lõm xuống Mài mặt phẳng phương pháp gia công tinh mặt phẳng phay hay bào qua nhiệt luyện (tơi) Mài mặt phẳng đạt cấp xác – độ bóng Ra = 0,2 - 1m trường hợp mài tinh đạt cấp xác – Ra = 0,025 – 0,4m Độ xác độ bóng cơng suất mài phụ thuộc vào số yếu tố độ cứng vững máy mài, độ lớn hạt mài, loại chất dính kết chế độ cắt mài 2.4 Mài định hình Mài định hình sử dụng đá mài có biên dạng giống biên dạng bề mặt gia cơng bề mặt trịn xoay mặt định hình thẳng (rãnh) Khi mài chỉ tiến dao ngang mặt trịn xoay tiến dao dọc với chi tiết có mặt định hình thẳng Khi mài phải sửa đá thật xác theo hình dáng đạt yêu cầu Đá mài Đá mài dụng cụ cắt đặc biệt có vô số lưỡi cắt dụng cụ cắt không hồn tồn giống kích thứơc hình dáng Đá mài tạo thành từ hạt mài chất dính kết Hạt mài thành phần đá mài, mỡi hạt mài có nhiệm vụ lưỡi cắt nên phải có yêu cầu loại vật liệu làm lưởi cắt Hạt mài chế tạo từ loại vật liệu kim cương, cacbit Silit (SiC), Oxit nhôm (Al2O3), cacbit bo (B4C) … hạt mài sản suất theo kivh thước (cỡ) hạt khác từ 5m đến 3200m để chế tạo loại đá khác Kích thước hạt phụ thuộc vào kích thước rây để sàng phân loại độ lớn hạt Chất kết dính dùng để liên kết hạt mài tạo nên hình dáng đá mài Chất dính kết định độ bền, độ cứng độ bền đá mài Chất dính kết thường dùng gồm chất kết dính vơ keramit, chất kết dính hữu bakelit, caosu… 139 Độ cứng độ mềm đá mài không phụ thuộc vào vật liệu chế tạo hạt mài mà khả tách rời hạt mài có lực tác dụng lực cắt để tạo nên bề mặt đá lớp hạt mài Đá cứng loại đá mà hạt mài khó tách khỏi đá mài Loại dùng để gia công loại vật liệu mềm vật liệu mềm khơng địi hỏi cao độ sắc lưỡi cắt Đà mềm loại đá dễ tách hạt mài khỏi đá mài tạo nên bề mặt đá hạt mài lưỡi cắt nên lưỡi cắt sắc bén Thường dùng để gia công vật liệu cứng Một đặc trưng đá mài mà loại dụng cụ cắt khác khơng có độ xốp Độ xốp đá mài tỷ lệ phần trăm phần rỡng đơn vị thể tích đá mài Đá mài có độ hạt lớn độ xốp lớn ngược lại Hình dáng đá mài đa dạng, tuỳ theo mục đích sử dụng tuỳ theo loại máy mà đá mài sản suất theo hình dáng tính chất khác Trong mỡi loại hình dáng đá có nhiều loại đá mài với tính chất khác độ hạt, độ cứng, độ xốp độ lớn kích thước 3.1 Cấu tạo đá mài Vật liệu làm hạt mài Vật liệu dùng làm hạt mài có thiên nhiên nhân tạo Vật liệu nhân tạo như: cacbitsilic cácbitbo Hạt mài kim cương có loại nhân loại nhân tạo có loại thiên nhiên Độ cứng tế vi sớ vật liệu hạt mài sau: Kim cương 98690 N/mm2 CacbitBo 36300 – 48 070 N/mm2 CacbitSilic 29460 N/mm2 Corum điện 20200 N/mm2 Corum điện hình thành từ Oxit nhơm Al2O3 luyện từ bocxit có ba loại: corum điện thường, corum điện trắng, corm đơn tinh thể + Corum điện thường (Cn) dùng phổ biến thường có màu thay đổi nâu sẫm đến hồng + Corum điện trắng: (Chương trình) có chất lượng tốt hơncorm điện thường có chứa tỷ lệ Oxit nhôm cao khoảng 97 – 98,5% + Corum đơn tinh thể có độ bền có tính cắt cao Thành phần Oxit nhôm 97 – 99% 140 Phạm vi sử dụng: Corum điện thường dùng làm đa mài để mài thô bán tinh tinh thép, gang dẽo hay dụng cụ thép dụng cụ Corum điện trắng dùng cho nguyên công mài bán tinh tinh thép cứng như mài sắc dao cắt thép dụng cụ Cacbuasilic hợp chất Silic cacbon ( nhiệt độ 2200 – 23000C) có hai loại cacbuasilic xanh chứa 98 – 99% Silic cacbuasilic đen chứa 97 – 98 % Silic Chất lượng cacbuasilic xanh tốt chứa nhiều silic cacbuasilic xanh dùng để mài sắc dao HK cứng, dao sứ cacbuasilic đen dùng để gia cơng vật liệu có giới hạn bền thấp kim loại dẽo, gang xám, nhôm, đồng, vật liệu phi kim loại CacbicBo cứng giịn cacbitsilic Nó gồm 70 – 90% B4C lại Bo, graphit tạp chất khác Kim cương dùng để mài sa9c1 mài bóng dao hợp kim cứng mài vật liệu có độ cứng cao Chất kết dính Việc liên kết hạt mài để tạo hình dáng kích thước đá mài nhờ chất kết dính Hiện chất kết dính dùng phổ biến làhai loại vơ ( Keramic) hữu (Bakelit Vunganhit) + hất kết dính Keramic (G) Chất kết dính Keramic tạo từ đất sét trắng chịu lửa, Spat hoạt thạch, đơi cịn thêm vào phấn, thạch anh, nước thuỷ tinh Đá mài có chất kết dính Keramic có độ bền hoá học cao, chịu ẩm nhiệt độ cao, đảm bảo prôfin đá mài Nhưng đá mài làm việc với tốc độ thấp V đ 35mm/s có nhược điểm độ giịn cao + Chất dính kết Bakelit (B) Là chất nhựa nhân tạo chế tạo từ nhựa Cacbonic Fomalin, nên làm việc tốc độ căt lớn đến 50m/s, số trường hợp đặc biệt đến 70m/s nhiệt độ 1800, chất dính kết Bakelit tính bền Vì đá mài kiểu không chịu nhiệt độ cao, đồng thời không chịu tác dụng kiềm, dung dịch trơn nguội độ kiềm không 1.5 141 + Chất kết dính vunkahit (V) gồm 70 cao su 30 lưu huỳnh Đá mài có chất kết dính vunkahit có độ bền tính đàn hồi cao đá Bakelit, ngồi cịn giữ tốt prơfin đá, chất dính Vunkahit dùng để chế tạo đá mài định hình loại đá cắt đứt có chiều dày mỏng 0.3 ÷ 0.5mm (với đường kính 150 ÷ 200mm) Nhược điểm đá mài độ xốp kém, mặt đá bị lì nhanh , chịu nhiệt (ở nhiệt độ >2000C Vunkahit bị cháy) nên sử dụng thiết phải dùng dung dịch nguội lạnh Ở nhiệt độ 150oC Vunkahit bị mềm ra, hạt mài dễ ấn sâu vào chất kết dính, áp lực hạt mài lên bề mặt gia công giảm, nên sử dụng nguyên cơng mài bóng, mài tinh 3.2 Độ hạt đá mài Cỡ hạt đặc trưng cho kích thước hạt mài Phân loại kích thước hạt mài cách cho chúng lần lược lọt qua lỗ rây từ to đến nhỏ Theo kích thước lỡ rây mà người ta phân loại độ hạt hạt mài Đối với bột mài xác định kích thước hiển vi hay phương pháp mlắng động nước Tiêu chuẩn liên xơ qui định sau: Hạt mài có cỡ hạt từ 200 - 16m Hạt mài có cỡ hạt từ 12 - 3m Hạt mài có cỡ hạt mịn từ M40 – M5 Dưới kích thước hạt mài tương ứng với cỡ hạt nó: Cỡ hạt 200 100 50 32 25 16 M40 M5 Kích thước lỗ rây m 2000 – 2500 1000 – 1250 500 – 630 315 - 400 250 – 315 160 – 200 40 142 Lựa chọn cỡ hạt đá mài tuỳ theo mđộ xác độ nhẵn bề mặt gia cơng, tính chất vật liệu gia cơng diện tích tiếp xúc bề mặt đá với bề mặt chi tiết gia công Khi mài thô nên dùng đá mài có cỡ hạt lớn mài tinh Khi gia công kim loại mềm dẽo, để tránh đá bị tránh cùn, nên chọn đá mài có cỡ hạt lớn Khi gia cơng kim loại hay vật liệu cứng,dùng đá mài có cở hạt bé Diện tích tiếp xúc đá màivà chi tiết gia cơng lớn đá mài cần có hạt lớn 3,3 Độ cứng Trong thời gian làm việc, hạt mài bị cùn đi, lực tác dụng vào hạt mài tăng lên, đến mức làm cho hạt mài tróc khỏi bề mặt đá mài Độ cứng đá mài khả chống lại tróc hạt mài, thời gian làm việc Đá mài gọi mềm hạt mài dễ tróc đá mài cứng hạt mài khó tróc Trong thời gian làm việc,hạt mài bị cùn , lực tác dụng vào hạt mài tăng lên, đến mức làm cho hạt mài tróc khỏi bề mặt đá mài Độ cứng đá mài khả chống lại tróc hạt mài, thời gian làm việc Đá mài gọi mềm hạt mài dễ tróc đá mài cứng hạt mài khó tróc Theo tiêu chuẩn Liên Xơ, quy định cấp tốc độ cứng đá mài sau : Độ cứng mài Ký hiệu Mềm –M M1,M2,M3 Mềm vừa –CM MV1,MV2 Trung bình –C TB1,TB2 Cứng vừa- chi tiết CV1,CV2,CV3 Cứng –T C1,C2,C3 Rất cứng –T RC1,RC2,RC3 Đặc biệt cứng ĐC1,ĐC2 Trong nhóm độ cứng, độ cứng tăng dần theo thứ tự 1, 2, Đá mài có chất kết dính Keramic Bakelit chế tạo với tất cấp độ cứng nêu Đá mài có chất dính kết Vunkahit chỉ chế tạo cấp độ cứng MV, IB, GV, C Độ cứng đá mài đo phương pháp: Phun cát (với áp suất 1.5at), khoan lõm vào mặt đá mài (tác dụng tải trọng lên mũi khoan 25 ÷ 35kg) 143 ấn lõm vào mặt đá mài bi thép đường kính 6.35mm (theo chiều sâu vết lõm để xác định độ cứng) Tuy nhiên phương pháp chưa biểu hoàn toàn khả làm việc đá mài Thường đánh giá chất lượng đá mài tuổi bền đá lượng tiêu hao cắt 1cm vật liệu gia công Khi mài vật liệu cứng, hạt mài mòn nhanh cần chọn đá mài mềm, (để hạt mài dễ tróc tạo khả tự mài sắc phần) ngược lại vật liệu gia công mềm ,cần chọn đá mài có độ cứng` cao hơn, mài vật liệu dẽo (nhơm, đồng…)ngồi tượng mịn hạt mài, mặt đá mài cịn bị lì … (do phoi bịt kín khe hở hạt) cần chọn đá mềm Mặt tiếp xúc đá mài chi tiết gia cơng lớn, hạt mài mịn nhanh cần chọn đá mài mềm Chọn chế độ cắt 4.1 Chọn đá mài - Chọn vật liệu hạt mài, hình dáng đá cấu trúc, độ hạt độ cứng… - Chọn chiều sâu cắt t = 0,005 ÷ 0,09 mm - Xác định nchi tiết xuất phát từ số điều kiện công nghệ gia công số sản phẩm: + Vật liệu gia công có độ cứng cao mài dễ cháy nứt, mài nên chọn tốc độ quay lớn + Chi tiết gia cơng có độ xác u cầu cao tốc độ quay đá nên chọn thấp 4.2 Chọn tốc độ mài - Hiệu chỉnh số vịng quay tính tốn chi tiết cho phù hợp với số vòng quay máy 4.3 Chọn lượng chạy dao; - Xác định lượng chạy dao dọc lượng chạy dao phút đá, kinh nghiệm thường chọn S = (0,3 ÷ 0,6)B: B – Chiều rộng đá Điều chỉnh tốc độ quay đá phù hợp với công suất mày sức bền đá CÂU HỎI ÔN TẬP Nêu đặc điểm phương pháp mài? Trình bày kết cấu đá mài số cách chọn đá mài? Một số phương pháp gia công mài thơng dụng khí? 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Địch Sổ tay gia công NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2002 Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Trần Thế San Chế độ cắt gia cơng khí NXB Đà Nẳng, 2001 Phạm Đình Tân Giáo trình Nguyên lý cắt dụng cụ cắt NXB Hà Nội, 2005