Giáo trình Nguyên lý cắt gồm các nội dung chính sau: vật liệu làm dao; khái niệm về tiện và dao tiện; quá trình cắt kim loại; lực cắt khi tiện; nhiệt cắt và sự mòn dao; chọn chế độ cắt khi tiện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình.
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH : Nguyên Lý Cắt NGÀNH : CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP ( Ban hành theo QĐ số : / QĐ-CĐN, ngày tháng năm 2020 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang ) An Giang, năm: 2020 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 thời kỳ phát triển lên cơng nghiệp đại hóa đất nước địi hỏi ngành công nghiệp chiếm tỷ trọng thành phần lao động cao qua thúc đẩy ngành khác nông nghiệp, dịch vụ…cũng phát triển theo Nước ta có xu hướng thừa thầy thiếu thợ năm gần tỉnh, thành phố khắp nước, xây dựng lên trường dạy nghề nhằm đào tạo người thợ có tay nghề chuyên môn cao, để đáp ứng nhu cầu cho kinh tế đất nước ngày phát triển qua đời sống người dân bước cải thiện, có hiểu biết người dân mở rộng Với tỉnh An Giang chủ yếu dựa vào nông nghiệp, để phát triển kịp với kinh tế đất nước, thời kì phát triển Địi hỏi phải mạnh cơng nghiệp tỉnh nhà, muốn cần công nhân lành nghề, tỉnh ta xây dựng lên Trường Cao đẳng Nghề để đào tạo công nhân có tay nghề kiến thức cao, nhằm phục vụ cho kinh tế tỉnh nhà ngày phát triển mạnh mẽ hơn, đời sống người dân An Giang ngày nâng cao Do chúng tơi tiến hành biên soạn giáo trình ngun lý cắt dựa sở “ Chương trình khung, chương trình chi tiết phê duyệt Mã số mơ đun: MH 13 Thời gian thực môđun: 30giờ (Lý thuyết: 24 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận: giờ; kiểm tra: giờ) Vị trí, tính chất mơ đun: -Vị trí: + Mơn học thuộc lãnh vực kỹ thuật chuyên môn nội dung đào tạo bậc Trung cấp, Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại + Nguyên lý cắt cần dạy sau sinh viên phải học xong môn học MH07, MH08, MH09, MH10, MH11 tiền đề để học Công nghệ chế tạo máy -Tính chất: + Là mơn học chun môn nghề thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề tự chọn + Là môn học giúp cho sinh viên có khả thiết kế quy trình cơng nghệ gia công -Về kiến thức + 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 + Trình bày phương pháp gia công khác + Chọn thông số cắt hai phương pháp tính tốn tra bảng + Đọc vẽ dao - Về kỹ + Chọn vật liệu làm dao, chọn góc độ dao, mài dao phương pháp an tồn… + Chọn thơng số hình học dao phù hợp ngun cơng cụ thể + Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Cuốn giáo trình bao gồm 12 chương: Chương Vật liệu làm dao Chương Khái niệm tiện dao tiện Chương Quá trình cắt kim loại Chương Lực cắt tiện Chương Nhiệt cắt mòn dao Chương Chọn chế độ cắt tiện Chương Bào Chương Khoan, doa Chương Phay Chương 10 Cắt bánh Chương 11 Cắt ren Chương 12 Mài Mặc dù cố gắng việc biên soạn sách giáo trình chắn khơng thể tránh khỏi sai sót, mong nhận đóng góp tận tình đồng nghiệp để làm cho giáo trình hoàn chỉnh chi tiết An Giang, ngày 29 tháng 06 năm 2020 Chủ biên Trần Văn Dũng PHỤ LỤC LỜI GIỚI THIỆU 2 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC 17 CHƯƠNG1 VẬT LIỆU LÀM DAO 22 1.1 Vật liệu làm thân dao: 22 1.2.Vật liệu làm phần cắt gọt 23 1.2.1 Đặc điểm 23 1.2.2 Các loại vật liệu làm phần cắt gọt: 24 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 36 CHƯƠNG KHÁI NIỆM VỀ TIỆN VÀ DAO TIỆN 37 2.1.Khái niệm phương pháp tiện 38 2.1.1.Khái niệm tiện: 38 2.1.2 Các chuyển động máy tiện: 38 2.1.3.1 Tốc độ cắt v: 39 2.1.3.2 Bước tiến S: 40 2.1.3.4 Diện tích lát cắt: 40 2.1.3.5 Thời gian chạy máy: 41 2.4 Hình dáng kết cấu dao tiên: 42 2.4.1 Các phận dao tiện: 43 2.4.1.1 Phần làm việc: 43 2.4.1.2 Thân dao: 44 2.4.2 Các góc dao: 45 2.4.2.1 Các góc lưỡi dao: 45 2.4.2.2.sự thay đổi góc dao gá lắp: 48 2.5 Các loại dao tiện: 51 2.5.1 Dao tiện ngoài: 51 2.5.2 Dao tiện trong: 52 2.5.3 Các loại dao khác: 53 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 54 CHƯƠNG QUÁ TRÌNH CẮT GỌT KIM LOẠI 55 3.1 Sự hình thành phoi loại phoi: 55 3.1.1 Sự hình thành phoi : 55 3.1.2.Các loại phoi : 57 3.2 Biến dạng kim loại trình cắt : 58 3.2.1 Biến dạng bình quân( BDBQ) biến dạng tổng cộng( BDTC) 58 3.2.2.Các nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng : 59 3.2.2.1 Ảnh hưởng kim loại gia công : 59 3.2.2.2 Chế độ cắt ( v,S,t ): 59 3.2.2.3 Hình dáng hình học dao : 60 3.3.Các biểu biến dạng kim loại : 60 3.3.1 Hiện tượng co phoi : 60 3.1.1 Hiện tượng : 60 3.3.1.2 Nhận xét : 61 3.3.2 Hiện tượng lẹo dao ( phoi bám ): 62 3.3.2.l Hiện tượng: 62 3.3.2.2 Các loại lẹo dao: 62 3.3.2.3 Giải thích: 63 3.3.3 Sự hoá cứng: 64 3.3.3.1.Hiện tượng : 64 3.4.Các tượng Xẩy trình cắt: 65 3.4.1.Hiện tượng rung động: 65 3.4.1.1 Rung động cưỡng bức: 65 3.4.2 Chất lượng bề mặt gia công: 66 3.4.2.1 Ảnh hưởng độ bóng bề mặt tái tính làm việc chi tiết: 66 3.4.2.3 Một số thông số khác: 68 3.5 Dung dịch trơn nguội (tưới nguội): 69 3.5.1 Tác dụng dung dịch tưới trình cắt: 69 3.5.2 Yêu cầu dung dịch tưới: 69 3.5.3 Một số dung dịch tưới thông dụng : 69 3.5.3.1 Nước tưới: 69 3.5.3.2 Dầu hoà tan nhũ tương ( Êmunxi ): 70 3.5.3.3 Dầu tưới : 70 3.5.4 Phương pháp tưới dung dịch: 71 3.5.4.l Yêu cầu tưới: 71 3.5.4.2 Các phương pháp tưới nguội : 71 3.5.4.3 Lưu lượng tưới : 72 3.5.5 Những ý dùng dung dịch tưới nguội: 72 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 73 CHƯƠNG LỰC CẮT KHI TIỆN 74 4.1 Khái niệm: 74 4.2.Phân tích tổng hợp lực: 75 4.3.Tác dụng lên dao phôi: 76 4.3 1.Tác dụng phản lực lên dao: 76 4.3.2.Tác dụng phản lực lên máy: 77 4.4.Các nhân tố ảnh hưởng tới lực cắt: 79 4.5.Cơng thức tổng qt tính lực cắt: 82 4.5.1.Tính cơng suất cắt: 82 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 87 CHƯƠNG NHIỆT CẮT VÀ SỰ MÒN DAO 88 5.1 Nguồn góc phát sinh nhiệt: 88 5.1.1 Nguốn góc phát sinh nhiệt: 88 5.1.2.Công thúc tính nhiệt cắt: 89 5.2.1.Vật liệu gia công: 90 5.2.2.Chế độ cắt: 90 5.2.2.l Chiều sâu cắt t: 90 5.2.2.2 Bước tiến S : 90 5.2.2.3 Tốc độ cắt v: 90 5.2.3 Một số nhân tố khác: 90 5.2.3.l Góc cắt δ : 90 5.2.3.2 Góc lệch φ: 91 5.2.3.3.Bán kính mũi dao, tiết diện thân dao: 91 5.2.3.4.Dung dịch tưới: 91 5.3 Sự mòn dao: 92 5.3.1 Khái niệm mòn hình thức mịn dao 92 5.3.2 Các dạng mài mòn dao: 92 Tùy theo điều kiện cắt, tính chat vật liệu gia cơng, vật liệu dao: 92 5.3.3 Các giai đoạn mài mòn: 93 5.3.4 Các tiêu mài dao: 94 5.3.4.2 Tiêu chuẩn lực đẩy: 95 5.3.4.3 Tiêu chuẩn độ mịn thích hợp: 95 5.3.4.4.Tiêu chuẩn kỹ thuật: 96 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 97 CHƯƠNG TỐC ÐỘ CẮT CHO PHÉP – LỰA CHỌN THÔNG SỐ CẮT 98 6.1.Khái niệm tốc độ cắt cho phép v: 98 6.1.1 Khái niệm: 98 6.1.2.Quan hệ đại lượng thành phần: 99 6.2.Sự ảnh hưởng nhân tố bền tốc độ cắt v: 100 6.2.1.Kim loại gia công: 100 6.2.2.Ảnh hưởng vật liệu làm phần cắt gọt: 100 6.2.3 Ảnh hưởng hình dáng hình học dao cắt: 101 6.3 Chọn chế độ cắt phương pháp tính: 102 6.3.1 Lựa chọn t: 102 6.3.2 Chọn S theo sức bền cấu chay dao: 103 6.3.3 Chọn S theo độ cứng vững chi tiết gia công: 104 6.3.4.Tính tốc độ v: 105 Ðơn vị: Pz (N), V(v/ph) Nđ: Công suất động ƞ: hiệu suất máy Chú ý: Trong tính cơng suất ta bỏ qua Px, Py nhỏ so với Pz coi Pz tiêu hao công suất máy cung cấp Ta bỏ qua công suất chạy dao công thức: Thí dụ: Người ta tiện dọc trục D = 50±0,02 chiều dài L=300 Vật liệu thép Cac bon kết cấu < 0,6% C không cứng σb = 75KG/mm2, từ phơi có đường kính DF = 54 dao hợp kim cứng T5K10 có kết cấu sau: F=20x30; φ = 45 o; φ1 = 10o; γ = -150; λ=0 Q trình cắt khơng tưới nguội, tuổi bền trung bình dao T= 50phút Xác định chế độ cắt gia công máy 1A62 Chi tiết gá hai mũi tâm 83 Bài giải: 84 85 So sánh với công suất bảng, máy làm việc đảm bảo an tồn 86 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG l Trình bày cách phân tích lực ( trường hợp tiện ngồi)? Cách tính cơng suất cắt, lượng chay dao theo sức bền thân dao, sức bền cấu máy? Các nhân tố ảnh hưởng đến lực cắt? Cơng thúc tính tốn lực cắt giải thích thông số kèm theo? 87 CHƯƠNG NHIỆT CẮT VÀ SỰ MÒN DAO I MỤC TIÊU: + Nghiên cứu tác động nhiệt tới dao mòn dao + Hiểu nguồn gốc phân bố nhiệt + Nắm nhân tố ảnh hưởng tới nhiệt + Nắm giai đoạn mòn dao, tiêu chủẩn mòn dao II NỘI DUNG CỦA BÀI: 5.1 Nguồn góc phát sinh nhiệt: 5.1.1 Nguốn góc phát sinh nhiệt: Khi gia cơng thép Khi gia cơng gang Hình 5.l.Các trường hợpphát sinh nhiệt Trong trình cắt gọt kim loại có chủyển hố cơng sang nhiệt cơng máy cung cấp để: + Gây biến dạng dẻo lớp cắt + Thắng lực ma sát mặt mặt sát dao 88 Ðó nguồn gốc chủ yếu sinh nhiệt cắt 5.1.2.Cơng thúc tính nhiệt cắt: - Từ nhiệt lượng cắt sinh ra, thực nghiệm người ta tính cơng thức: Q = Pz.V/E ( Kcal/ph) + Trong đó: PzV: cơng cắt gọt (KGm/ph) E: đương lượng công nhiệt E = 427 KGm/Kgal + Nhiệt lượng sinh vùng cắt gọt truyền vào dao, phoi, chi tiết khơng khí ta có: Qtc = Qf + Qv + Qd + Qkk + Qtc, Qf, Qv, Qd, Qkk: nhiệt lượng tổng cộng, nhiệt lượng tan phoi,vật, dao khơng khí - Ở ta nghiên cứu nhiệt dao ta thấy: + Kim loại dẻo: Khi gia công nhiệt từ vùng cắt gọt vào dao từ chỗ tiếp xúc phoi mặt trước + Kim loại giịn: khơng hình thành phoi dây nên áp lực chủ yếu mặt sau, nhiệt truyền theo mặt sau chủ yếu lên dao 5.2 Sự ảnh hưởng nhân tố bền nhiệt dao: Nhiệt lượng sinh dao qua trình cắt phụ thuộc yếu tố sau: 89 5.2.1.Vật liệu gia công: Chủ yếu ảnh hưởng độ bền aB tính dẫn nhiệt kim loại thông thường kim loại dẫn nhiệt aB tǎng, lực gần lớn dẫn đến ọtg tǎng Qd tǎng 5.2.2.Chế độ cắt: 5.2.2.l Chiều sâu cắt t: - Khi t tǎng t tăng dẫn đến Pz tăng Qtc tăng dẫn đến Qd tăng t tăng làm cho rộng lớp cắt b tăng, kết hợp với Fcắt tăng làm cho nhiệt lượng thoát theo phoi (Qf) lớn dẫn đến Qd tăng Tổng hợp lại ta thấy: t tǎng Qd tǎng 5.2.2.2 Bước tiến S : Khi S tăng lực dọc trục Px tăng dẫn đến diện tích lớp cắt F cắt tăng làm cho nhiệt lượng thoát theo phoi (Qf) tăng Nhưng a tǎng áp lực dao lớn S tǎng Qd tǎng vừa phải (nhiều tǎng t) 5.2.2.3 Tốc độ cắt v: Khi tǎng v: nhiệt lượng sinh biến dạng giảm Nhưng nhiệt cắt ma sát lớn nên v tăng dẫn đến Qd tăng mức độ chậm tǎng v 5.2.3 Một số nhân tố khác: 5.2.3.l Góc cắt δ : Khi góc cắt δ tăng lên (γ giảm xuống ) phoi khó Px tăng lên Qd tăng lên, mặt khác khác δ tăng lên khả nǎng tản nhiệt thân dao tốt nên Qd giảm xuống 90 *Theo thực nghiệm ta thấy: Khi δ = (65o ÷ 75o) nhiệt thay đổi khơng đáng kể Khi δ = (75o ÷ 85o) nhiệt tǎng phát nhiệt lớn tản nhiệt 5.2.3.2 Góc lệch φ: Khi φ tăng lên tải trọng giảm Q giảm mặt khác φ tăng lên chiều dài lưỡi cắt giảm xuống b giảm góc mũi dao giảm truyền nhiệt Kết quả: Hình 5.2 Sự phụ thuộc gócφ vào vận tốc v 5.2.3.3.Bán kính mũi dao, tiết diện thân dao: Khi R tăng lên , F tăng lên dẫn đến θ o giảm xuống 5.2.3.4.Dung dịch tưới: Khi tưới dung dịch trơn nguội Qd tăng lên 91 Tóm lại: Muốn xác định nhiệt dao người ta dùng công thức thực nghiệm sau: θo = Cθ.tx,Sy.Vz.Kθ Cθ: số phụ thuộc vật liệu dao, chi tiết Kθ: hệ số biểu thị quan hệ thơng số khác với nhiệt độ dao 5.3 Sự mịn dao: 5.3.1 Khái niệm mòn hình thức mịn dao Trong q trình cắt kim loại ma sát phoi mặt thoát, vật mặt trước làm cho dao bị mài mòn, làm thay đổi hình dạng góc độ dao Hình 5.3 Các hình thúc mịn dao 5.3.2 Các dạng mài mịn dao: Tùy theo điều kiện cắt, tính chat vật liệu gia cơng, vật liệu dao: - Mài mịn mặt sau - Mài mòn mặt trước - Mài mòn lưỡi liềm - Mái mòn mũi dao - Mài mòn lưỡi cắt 92 Thơng thường dạng mài mịn đồng thời xảy dao cắt Song với dao cho trước thời điểm khảo sát với điều kiện cắt cụ thể có dạng mài mòn đặc trưng Loại mài mòn đặc trưng thường phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật liệu dao, phương pháp cắt tính chất cắt gọt + Mũi dao bị mài mịn : Vị trí tiếp xúc dao chi tiết (theo phương t ) thay đổi dẫn đến thay đổi đường kính gia cơng, mặt khác bán kính mũi dao (R ) thay đổi dẫn đến thay đổi cắt + Mặt sau bị mài mịn (góc sau Oo) làm tăng tiếp xúc mặt sau dao mặt gia công chi tiết Sự tiếp xúc làm tăng đáng kể tải trọng lực nhiệt + Mặt trước dao bị mài mịn ( góc trước dao âm ) làm tăng mức độ biến dạng cắt dẫn đến tăng tải trọng + Mài mịn lưỡi liềm: làm tăng góc trước tăng lên phoi dễ thoát, ngược lại làm yếu dao () Độ lớn lưỡi liềm tăng đến mức dao khơng cịn khả chịu lực cắt gây gãy dao + Mòn lưỡi cắt: Dao cùn hớt bớt lớp kim loại khỏi chi tiết mà trượt bề mặt gia cơng 5.3.3 Các giai đoạn mài mịn: Sự mài mòn dao theo giai đoạn - Giai đoạn I: Gọi sơ khởi, dao bị mòn nhanh t o thấp chủ yếu san nhấp nhô vết mài độ bóng tăng mịn chậm - Giai đoạn II: Sự mòn học mòn chậm ổn định 93 - Giai đoạn III: Mòn khốc liệt, dao đạt độ mòn cao: hs, ma sát tăng, to, áp suất tăng dẫn đến mòn xảy nhanh mãnh liệt, tiếp tục làm việc dao nhanh chóng hình dáng hình học Trị số hs ( cuối giai đoạn II ) chọn làm chuẩn mài mịn Hình 5.4 Các giai đoạn mòn dao 5.3.4 Các tiêu mài dao: Ở ta xét việc xác định độ mịn dao thích hợp để mài dao theo kinh nghiệm ta có phương pháp: 5.3.4.1 Tiêu chuẩn vết sáng: Khi dao mòn đến điểm B ( đạt độ mòn hs ) bề mặt gia công xuất vết sáng trắng gia công thép,vệt nâu gia công gang ( có trượt ) lúc ta mài dao, tiêu chuẩn đơn giản 94 Hình 5.5.Tiêu chuẩn vẹt sáng 5.3.4.2 Tiêu chuẩn lực đẩy: ( T.c Sle-din -gơ ): Khi dao mịn lực Py tǎng thơng qua dao truyền sang lực kế Khi đến giai đoạn III lực kế thay đổi đột ngột ta mài lại dao Tiêu chuẩn để xác định, xong thiết bị cịng kềnh, phức tạp Hình 5.6 Tiêu chuẩn lực đẩy 5.3.4.3 Tiêu chuẩn độ mịn thích hợp: Cǎn vào độ mòn hs người ta xác định tuổi thọ dao T, cǎn vào Tm ta xác định T/ Tm = n chi tiết ( n chi tiết gia công), sau n chi tiết ta đem dao mài 95 Tiêu chuẩn thích hợp với sản xuất lớn, dụng cụ xác kích thước yêu cầu kỹ thuật, độ mòn cho phép hs nhỏ 5.3.4.4.Tiêu chuẩn kỹ thuật: Tiêu chuẩn dùng cho gia công tinh phát độ bóng chi tiết khơng đạt u cầu đem dao mài, tiêu chuẩn địi hỏi người sử dụng phải thợ bậc cao 96 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG l Trình bày nhiệt cắt nhân tố ảnh hưởng đến dao cắt? Thế mòn dao, giai đoạn mòn dao? Người ta đánh giá mòn dao theo tiêu chuẩn nào? 97 ... 18 7 10 .5 .1 Dao phay lăn răng: 19 0 10 .5.2.Chế độ cắt: 19 1 10 .5.2 .1 Chiều sâu cắt: 19 1 13 10 .5.2.2 Lượng chạy dao: 19 1 10 .5.2.3 Tốc độ cắt: ... cơng: 203 11 .2.3.3.Tính thời gian máy: 210 14 11 .4 Cắt ren ta-rô bàn ren: 211 11 .4 .1. Kết cấu ta rô: 211 11 .4.2.Thơng số hình học tarơ: 212 11 .4.3 Kết cấu... 213 11 .4.4 Sơ đồ cắt yếu tố cắt cắt ren ta-rô bàn ren: 214 11 .4.5 Mô men xoắn tốc độ cắt cắt ren ta-rô bàn ren: 217 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 11 220 CHƯƠNG 12 MÀI 2 21 12.1