Giáo trình nguyên lý cắt và dụng cụ cắt (dùng trong các trường trung học chuyên nghiệp) phần 1

Chủ biên: Phạm đình tân Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Sách dùng trờng THCN Hà nội Trờng trung học CôNg nghiệp Hà nội biên soạn Sở giáo dục đào tạo hà nội Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Sách dùng trờng THCN Hà nội Nhà xuất hà nội mục lôc Trang Môc lôc Lêi nãi ®Çu Lêi giíi thiƯu Bµi mở đầu Ch−¬ng : VËt liƯu lµm dao Chơng : Khái niệm tiện dao tiƯn 16 Ch−¬ng : Quá trình cắt gọt kim loại 27 Chơng : Lực cắt tiÖn .39 Chơng : Nhiệt cắt mòn dao 48 Ch−¬ng : Tốc độ cắt cho phép Lựa chọn thông số cắt 53 Ch−¬ng : Bµo vµ xäc 65 Ch−¬ng : Khoan- KhoÐt- Doa 70 Ch−¬ng : Phay 87 10 Ch−¬ng 10: Truèt 101 11 Ch−¬ng 11: Mµi 107 Hình tham khảo 114 Tài liệu tham khảo 126 Lêi giíi thiƯu Thùc hiƯn chđ tr−¬ng cđa l·nh đạo thành phố Hà Nội thực chơng trình mục tiêu Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nội, giai đoạn từ đến 2005 tiếp đến 2010, để đẩy mạnh đào tạo nhân lực bậc trung học chuyên nghiệp dạy nghề phục vụ công nghiệp hoá, đại hoá thủ đô, là: Biên soạn chơng trình giảng dạy giáo trình môn học trờng trung học chuyên nghiệp Hà Nội Bộ chơng trình giáo trình đợc sử dụng hệ thống trờng trung học chuyên nghiệp công lập, bán công, dân lập t thục Hà Nội Trờng Trung học Công nghiệp Hà Nội đà tổ chức biên soạn số giáo trình cho ngành "Sửa chữa, khai thác thiết bị khí", chuyên ngành Cắt gọt kim loại chuyên ngành sửa chữa; cố gắng lớn Cán giáo viên trờng ngành giáo dục chuyên nghiệp thành phố bớc thống nội dung dạy học trờng trung học chuyên nghiệp địa bàn Hà Nội Nội dung giáo trình đợc xây dựng sở kế thừa nội dung đà đợc giảng dạy gần 30 năm trờng THCN Hà Nội số trờng bạn có đào tạo chuyên ngành, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lợng đào tạo Các giáo trình đợc xây dựng sở ''Chơng trình đào tạo trung học chuyên nghiệp ngành Sửa chữa, khai thác thiết bị khí, chuyên ngành cắt gọt kim loại sửa chữa'' đà đợc Hội đồng thẩm định Bộ Giáo dục đào tạo thông qua ngày 12/4/2002 Giáo trình nhà giáo có nhiều kinh nghiệm giảng dạy Trờng Trung học Công nghiệp Hà Nội biên soạn, theo định hớng bản, phù hợp cấp học, cập nhật kiến thức có tính đến tính đa ngành tính liên thông; giáo trình đợc trình bầy ngắn gọn, dễ hiểu phù hợp với đối tợng học sinh trung học bổ ích đội ngũ kỹ thuật viên công nhân kỹ thuật để nâng cao kiến thức tay nghề Tuy tác giả đà có nhiều cố gắng biên soạn, song giáo trình chắn không tránh khỏi khiếm khuyết Hy vọng nhận đợc góp ý đồng nghiệp khác trờng bạn đọc để giáo trình đợc biên soạn tiếp tái lần sau có chất lợng tốt Mọi ý kiến xin gửi trờng Trung học Công nghiệp Hà Nội, địa 131 phố Thái Thịnh, Quận Đống Đa, thành phố Hà Nội Hiệu trởng Trờng Trung học Công nghiệp Hà Nội Phạm Đình Tân Lời nói đầu Trờng Trung học Công nghiệp Hà nội với bề dày truyền thống 30 năm xây dựng trởng thành tự hào nôi đào tạo công nhân lành nghề, kỹ thuật viên trung cấp Trờng có mặt mạnh đào tạo c¬ khÝ, thùc tÕ häc sinh cđa tr−êng sau trờng đà đạt yêu cầu đặt quan, xí nghiệp tuyển dụng Môn học Nguyên lý cắt dụng cụ cắt môn học sở ngành khí có nhiều thông tin vỊ lý thut nh−ng cã tÝnh øng dơng thùc tiƠn cao Qua nhiều năm giảng dạy môn học để đáp ứng với yêu cầu đào tạo xà hội cần phải rút ngắn chơng trình mà đảm bảo chất lợng đào tạo Xuất phát từ đòi hỏi yêu cầu thực tế qua trình liên tục giảng dạy, tích luỹ kinh nghiệm, đợc quan tâm giúp đỡ Sở Giáo dục đào tạo đồng nghiệp lần xuất giáo trình Nguyên lý cắt Dơng c¾t nh»m phơc vơ cho khèi häc sinh ngành Khai thác sửa chữa thiết bị khí Đây giáo trình viết ngắn gọn, tác giả cố gắng trình bày dễ hiểu, súc tích lý thuyết, khái niệm đồng thời đa chơng trình phù hợp với nội dung cần đào tạo, cố gắng cập nhật kiến thức để đa vào Giáo trình giúp đỡ học sinh nhiều em làm đồ án tốt nghiệp chuyên ngành khí, thông qua em hiểu cách rõ ràng nguyên lý cắt gọt, biết cách chọn chế độ cắt tối u mà làm tài liệu tham khảo bạn đọc quan tâm Quá trình biên soạn thời gian ngắn, với cố gắng cao giáo trình Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt viết không khỏi có khiếm khuyết, mong bạn đọc quan tâm cho ý kiến đánh giá, nhận xét để sách ngày hoàn thiện Chúng xin chân thành cảm ơn./ Cỏc tỏc gi Hà nội 2/2004 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Bài mở đầu nguyên lý cắt & dụng cụ cắt mở đầu (0,5 tiết) I) Vị trí môn học: Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt môn học đợc dạy vào phần đầu học chuyên môn hệ học sinh trung cấp khí Môn học đợc giảng dạy sau đà học xong môn học sở (vẽ kỹ thuật, dung sai, vật liệu , kiến thức môn học phục vụ cho môn đồ gá, công nghệ chế tạo phục vụ cho đồ án tốt nghiệp học sinh chuyên ngành khí hệ trung cấp nh giúp em làm quen dần với công việc sau II) Tính chất môn học: Nguyên lý cắt gọt kim loại môn học nghiên cứu quy luật việc gia công kim loại cắt gọt nhằm nâng cao suất lao động, môn học nghiên cứu tợng, quy luật vật lý xảy trình cắt từ xây dựng khái niệm, nguyên lý đặc trng cho phơng pháp gia công khí Nguyên lý cắt gọt môn học thực hành thông qua việc chọn dao, chọn thông số cắt, chọn vật liệu gia công , số lý luận đợc rút sở thực nghiệm nhằm tính toán chế độ cắt tối u gia công khí III) Mục đích môn học: Môn học có tác dụng bồi dỡng cho học sinh sở lý luận phơng pháp gia công khí, cung cấp cho học sinh lý luận sở cắt gọt kim loại, nghiên cứu loại dụng cụ cắt chọn đợc chế độ cắt, dao cắt cho công việc gia công cụ thể, cở sở để đảm bảo chất lợng bề mặt gia công nâng cao suất lao động, hạ giá thành sản phẩm IV) Yêu cầu môn học: Thông qua giảng lý thuyết, học sinh nắm vững tợng vật lý xảy trình cắt nh: biến dạng, lực, nhiệt, ma sát xảy trình cắt nhân tố ảnh hởng đến nó, qua hiểu đợc Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Bài mở đầu thông số cắt phơng pháp gia công khác chọn đợc thông số cắt hai phơng pháp: tính toán tra bảng Qua tài liệu này, học sinh nắm vững kết cấu dao: đọc đợc vẽ dao, chọn đợc góc độ dao, biết cách mài dao, chọn đựơc vật liệu dao , nh sử dụng dao cắt hợp lý nguyên công cụ thể phù hợp với yêu cầukỹ thuật điều kiện sở Quan hệ với môn học khác: Để tiếp thu môn học, học sinh cần nắm vững môn học: toán, vật lý, vËt liƯu c¬ khÝ, c¬ kü tht, vÏ, søc bền vật liệu, máy cắt để hiểu nguyên lý, chất tính toán đại lợng cần thiết Môn nguyên lý cắt phục vụ cho môn học: + Máy cắt: Cung cấp số liệu để thiết kế cấu chấp hành máy + Công nghệ chế tạo: Căn vào sở nguyên lý cắt để chọn phơng pháp gia công định quy trình công nghệ + Đồ gá: Tính đợc trị số phơng tác dụng lực cắt, lực kẹp + Thiết kế xởng: Tính thời gian T gia công, từ ®¸nh sè m¸y, bè trÝ m¸y phơc vơ cho gia công khí sở số lợng chi tiết đà biết Khái quát nội dung: Chơng trình môn học đợc thực 45 tiết học bao gồm chơng sau: - Chơng : Vật liệu làm dao - Chơng : Khái niệm tiện dao tiện - Chơng : Quá trình cắt gọt kim loại - Chơng : Lực cắt tiện - Chơng : Nhiệt cắt mòn dao - Chơng : Tốc độ cắt cho phép - Lựa chọn thông số cắt - Chơng : Bào xọc - Chơng : Khoan- Khoét- Doa - Ch−¬ng : Phay - Ch−¬ng 10: Truèt - Chơng 11: Mài Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng I : Vật liệu làm dao Chơng Bµi vËt liƯu lµm dao (1,5 tiÕt) Mục đích: + Cung cấp cho học sinh biết loại vật liệu dùng làm dao cắt( phần cán lỡi cắt) Yêu cầu: + Thông qua học, học sinh nắm đợc tính loại vật liệu làm dao chọn đợc vật liệu làm dao hợp lý Nội dung 1.1 Vật liệu làm thân dao Quá trình cắt gọt thân dao chịu tác dụng lực học, biến dạng thân dao ảnh hởng lớn đến góc độ đầu dao thân dao có yêu cầu sau: ã Thân dao: bị lực cắt gây uốn, xoắn, nén chủ yếu uốn thân dao phải có khả chịu uốn ã Khi kẹp lực kẹp nên mặt thân dao bị biến dạng thân dao phải có độ cứng bề mặt cao Do yêu cầu nên chọn thân dao làm vật liệu tuỳ vào điều kiện kỹ thuật sau: + Khi bề mặt có yêu cầu kỹ thuật không cao, sử dụng loại thép : CT51, CT61, C35 (Cт5, Cт6, 35) + Khi bỊ mỈt có yêu cầu kỹ thuật thông thờng, sử dụng loại thép : C40(40) ,C45(45) + Bề mặt có yêu cầu xác, tính bền chi tiết cao, sử dụng loại thép: 35Cr (35X), 40Cr (40X) 1.2.Vật liệu làm phần cắt gọt 1.2.1/ Đặc điểm Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện Chơng Bài lực cắt tiện ( tiết) Mục đích: Nghiên cứu tác dụng lực lên dao cắt, phôi, máy Yêu cầu: - Tổng hợp phân tích đợc lực cắt - Nắm đợc tác dụng lực lên dao cắt, phôi, máy - Nắm đợc nhân tố ảnh hởng đến lực cắt tính đợc lực cắt nội dung 4.1 Khái niệm Muốn thực trình cắt, dao nhận công động lực máy cung cấp, nhờ động lực dao tác động cắt phần thừa kim loại Ngợc lại phản lực tác dụng trở lại vào dao lực lực tác động từ dao vào phôi nhng ngợc chiều Dao muốn cắt gọt đợc phải thắng đợc lực liên kết nội tinh thể kim loại mà thắng đợc lực ma sát, công dới dạng lực gọi lực cắt, phản lực lên dao gọi lực cản cắt gọt 4.2 phân tích tổng hợp lùc: Q1 Q2 F1 F2 N1 N2 R N2 F2 Q Q1 Q2 Q1 N1 H4.1 Phân tích tổng hợp lực 39 F1 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện Khi cắt, phoi tác dụng lênrmặt trớc dao , phân tích lùc bao gåm lùc r r ph¸p tuyÕn N1 , lực ma sát F1 , phân tích tơng tự mặt sau cã ph¸p tuyÕn F2 , r r lùc ma sát F2 Hợp lực R tổng hợp lực lực lên dao tiện Để tiện r nghiên cứu ngời ta thờng phân lực tổng hợp lực R theo hớng tiếp tuyến, hớng kính ngợc với hớng chuyển động chạy dao Ta có: r PX : lực chạy dao tác dụng ngợc hớng với hớng chạy dao ( Px cần để tính độ bền chi tiết chuyển động phụ, độ bền dao cắt, công suất cấu chạy dao).r PY : lực hớng kính nằm mặt phẳng nằm ngang vuông góc với ®−êng t©m chi tiÕt n Px ϕ Py PN ψ Pz R H4.2 Phân tích lực r PZ lực tiếp tuyến tác dụng theo hớng chuyển động chính, mặt phẳng thẳng đứng cór tác dụng cản trở chun ®éng chÝnh r r r r r Ta cã vÐct¬ R = PX + PY + PZ = P n + P z §é lín Px= Px + Py + Pz H B Khi c¾t b»ng dao tiÖn ϕ = 45 , λ = 0 , γ = 15 ta cã c¸c quan hÖ sau: Px: Py: Pz ≈ 0,3: 0,4: 0,5 Thay vào ta có R 1.1 ữ 1,8 Pz Ta có góc hợp (Pz, R)= =250 ữ 400 Từ ta thấy lực cản r PZ không nhỏ lực tổng hợp bao nhiêu, từ ta r chủ yếu nghiên cứu lực cắt PZ 40 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện 4.3 Tác dụng lên dao phôi 4.3.1/ Tác dụng phản lực lên dao Pz gây uốn dao theo phơng thẳng đứng da muốn dao làm việc ta phải đảm bảo cho : σ u = Pz l ≤ [σ u ] Wx Trong l: chiều dài dao chịu uốn Wx : Môđun chống uốn, với thân dao có tiết diện hình chữ nhật Wx=BH2/6 thân dao có tiết diện hình tròn Wx= D / 32 (cm3) Py lực đẩy dao khỏi phôi gây nén lệch tâm dao nhng nhá nªn ng−êi ta th−êng bá qua Px gây uốn dao theo phơng ngang 4.3.2/ Tác dụng phản lực lên máy: Với tác dụng lực cắt Pz tạo mômen cắt Mc=PzD/2, Mc gây xoắn trục chính, uốn bánh máy, muốn cắt gọt đợc Mc [Mt ] , [Mt ] mômen xoắn lớn cho phép mà trục chịu đợc Py kết hợp với Px gây uốn trục thông qua bàn dao gây uốn trục trơn, trục vít me Px gây nén trục cần R ý chọn ổ lăn trục chính, Px gây cản trở chuyển động tiến gây Py n uốn chi tiết máy, làm tăng áp lực bàn dao lên rÃnh trợt làm mau mòn rÃnh trợt Q Pz 4.3.3 Tác dụng lên vật gia công Hợp lực Pz,Py rtạo mômen xoắn l r r vật uèn vËt: PZ + PY = Q H4.3 Lùc t¸c dụng dao vào phôi Q: Gây sai số đờng sinh làm cho chi tiết có hình tang trống loa kèn, sai số hình học chi tiết gia công, sai số phải đảm bảo: Q.L3 ≤[f] f = m.ESJ Q= Py + Px 41 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện Mâm cặp Tốc kẹp Mũi tâm H4.4 Các trờng hợp tiện Trong đó: L: chiều dài chịu uốn (mm) m: hệ số cứng vững E: môđun đàn hồi(KG/mm2) Thép E = 2.103 KG/mm2 Gang E = 8.103 KG/mm2 J: mômen quán tính J=0,05 d4(mm4) [f] độ võng cho phép Gia công thô [f] = 0,2ữ0,4 Gia công tinh [f] = 0,05ữ0,1 Nếu không đảm bảo điều kiện ta phải dùng biện pháp tăng cứng vững thay đổi chế độ cắt ( giảm t ) Nh ta đà biết lực cản cắt gọt biểu thị mức độ tiêu hao công suất động lực máy cung cấp Muốn làm việc đợc phải đảm bảo: Ncg Nđ Trong đó: Ncg = Pz.V (KW) 60.1020 Pz : Lùc c¾t (N) v : Vận tốc (v/ph) Nđ: công suất động cơ(KW) : hiệu suất máy 4.4 Các nhân tố ảnh hởng tới lực cắt 4.4.1/ Vật liệu gia công: Trị số lực cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công vào lý tÝnh vËt liƯu, vÝ dơ nh− lùc c¾t tiƯn vật liệu dẻo lớn tiện vật liệu giòn ThÐp cã σB = 75 KG/mm2, tiƯn gang cã ®é cứng 190HB làm tiêu chuẩn Khi cắt vật liệu khác điểu chỉnh cách nhân thêm hệ số KVL 42 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện Đối với thép: KVL= ( σB ) np 75 HB §èi víi gang: KVL= ( ) np 190 4.4.2/ Tốc độ cắt: Pz 20 40 60 80 V(m/p) Nếu tăng tốc độ cắt lúc đầu lực cắt giảm chút có xuất lẹo dao làm biến dạng giảm, sau biến dạng tăng lên ma sát làm tăng lẹo dao, cuối biến dạng giảm nên biến dạng có biến đổi nh− hÖ sè co phoi 4.4.3 Gãc sau α: NÕu lớn lực cắt giảm ma sát dao chi tiết giảm biến dạng giảm H4.5 Biểu đồ biểu thị phụ thuộc lực cắt vào vËn tèc c¾t 4.4.4/ Gãc tr−íc γ: NÕu gãc tr−íc lớn phoi thoát dễ hơn, dễ gây biến dạng làm giảm lực cắt, qua thực nghiệm ảnh hởng đến Px, Py nhiều Pz 4.4.5/ Góc lệch : Với r = 0, cố định t S, tăng chiều dày cắt tăng hệ số co phoi giảm dẫn đến Px giảm Nếu r 600, Pz giảm , tăng > 600 Pz tăng > 600 chiều dài phần cong lỡi cắt tăng, biến dạng tăng Pz tăng (so với r=0) Qua thực nghiệm thấy: tăng, Py giảm, Px tăng mặt khác Py = PN cos, Px = PNsinϕ 4.4.6/ Gãc nghiªng phơ ϕ1: Gãc nghiªng phơ ảnh hởng không lớn đến lực cắt, tăng chiều dài đoạn cong lỡi cắt phụ tăng, biến dạng tăng dẫn đến lực cắt tăng 4.4.7/ Bán kính mũi dao r: Khi r tăng làm Px, Py tăng biến dạng tăng Px giảm góc nghiêng phần cong lỡi cắt giảm 4.4.8/ Góc nâng : Nếu thay đổi từ (-50 ữ +50) hầu nh không ảnh hởng đến lực cắt Nếu tăng dẫn đến hệ số co phoi tăng, áp lực phoi lên mặt dao tăng làm hệ số ma sát tăng dẫn đến lực cắt tăng 43 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện 4.4.9/ Vật liệu làm dao: Chủ yếu ảnh hởng ma sát vật liệu dao phoi Nếu quy ớc lực cắt thép gió, hợp kim cứng BK 100% Cắt dao TK, (90ữ95)% Cắt dao sứ (88ữ90)% 4.4.10/ Độ mòn dao hs: Độ mòn dao làm cho mặt tiếp xúc với mặt làm việc, bán kính mũi dao r tăng, giảm phận cắt (,) làm biến dạng tăng, lực cắt tăng rõ rệt 4.4.11/ Dung dịch tới: tới dung dịch làm ma sát giảm dẫn đến lực cắt giảm 4.5 Công thức tổng quát tính lực cắt: Tổng hợp tất yếu tố ảnh hởng đến lực cắt ta có công thức thực nghiệm ®Ĩ tÝnh Pz chän tiƯn ngoµi nh− sau: Pz = CPz.txpz.Sypz.Vnpz.Kpz (KG) Trong đó: r PZ : Lực cắt r PX : Lùc h−íng kÝnh r PY : Lùc däc trơc Cpz: hƯ sè t theo vËt liƯu gia công (bảng 17 trang 17 CĐCGCC) t,S,v chế độ cắt tiƯn - Xpz, Ypz, Npz sè mị (b¶ng 17 CĐCKGCC) Kpz hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào yếu tố ảnh hởng đến lực cắt - Kpz = Kmz.Kz.Kz.KrzKh lần lợt hệ số hiệu chỉnh vật liệu gia công, góc trớc, bán kính, mũi dao, độ mòn daoTra bảng 18-19 (CĐCKGCC).Tơng tự nh Py,Px chØ thay ch÷ z b»ng ch÷ x,y 4.5.1 TÝnh công suất cắt: Nh biết lực cản cắt gọt biểu thị mức độ tiêu hao công suất động lực máy cung cấp-muốn làm việc đợc phải đảm bảo: Ncg Nđ. - Trong đó: Ncg = Pz.V (KW) 60.1020 - Đơn vị: Pz (N), V(v/ph) Nđ: Công suất động :hiệu suất máy Chú ý: Trong tính công 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: 44 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện Ns = Px.n.s KW , Px nhỏ 60.1020.1000 4.5.2 Thí dơ: Ng−êi ta tiƯn däc mét trơc D = 50 0, 02 chiều dài L=300 Vật liệu thép cácbon kết cÊu < 0,6% C kh«ng vá cøng σb = 75KG/mm2, tõ ph«i cã ®−êng kÝnh DF = 54 b»ng dao hỵp kim cøng T5K10 cã kÕt cÊu nh− sau: F=20x30; ϕ  = 450; ϕ1 = 100; =150;=0.Quá trình cắt không tới nguội, tuổi bền trung bình dao T= 50phút Xác định chế độ cắt gia công máy 1A62 Chi tiết gá hai mũi chống tâm Bài giải: 1- Chọn chiều sâu cắt: h= DF − D 54 − 50 = = 2mm nên chọn lần cắt đạt 2 kích thớc, t=2mm 2- Bớc tiÕn TÝnh theo søc bỊn c¸n dao St = Ypz BH [σ ]u (mm / v) 6.C Pz t xPz V nz K Pz l Dùa vµo søc bỊn vật liệu làm dao, vật liệu gia công chọn vận tốc sơ Vsb= 190m/phút (Bảng 35-1) Theo số liệu ban đầu BxH=20x30; []u=20KG/mm2 l=1,5H=1,5.30=45(mm) Theo bảng: (11-1): Cpz=300; Xpz =1,0; Ypz=0,75; nz=-0,15 (12-1): Kmp=1,0 (15-1): Kϕpz=1,0; Kγpz=1,25; Kλpz=1 VËy Kpz=1,25 Thay vào công thức S2= 0,75 20.302.20 = 4,8 (mm/v) 6.45.300.21.190 0,15.1,25 Tính theo sức bền cấu chạy dao: S2= üp Pm 1,45C px t Xpx V n x K px Theo máy Pm=350KG Theo bảng (11-1): Cpx=339; Ypx=0,5; Xpx=1,0 (12-1): Kmp=1,0 (15-1): Kϕpx=1; Kγpx=2; Kλpx=1 VËy Kpx=2 45 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện Thay vào công thức: S 2= , 350 = 0,2 (mm/v) 1,45.339.21.190 − 0, 4.2 Theo độ xác chi tiết gia công: S 3= Ypz KEJ [ f ] 1,1.L Cpz.T Xpz V n z Kpz K=48;E=2,1.104; J=0,05.D4; [f]=0,01 S3= 0,75 48.2,1.1040,05.504.0,01 = 0,3 (mm/v) 1,1.3003.300.21.190− 0,15.1,25 Chän S=Smin=0,2 mm/vßng theo thuyết minh máy chọn SM=0,2 3- Vận tốc cắt: Tính theo c«ng thøc: V= Cv Kv (m/ph) T t Xv S Yv m Theo b¶ng (1-1): Cv=273; Xv=0,15; Yv=0,35; m=0,2 (2-1): Kmv=1,0 (7-1):Knv=1,0 (8-1):Kuv=1,0 (9-1):Kϕv=1,0; Kϕ1v=1,0; Kqv=1 (10-1): Kov=1,0 vËy Kv=1 Thay vào công thức: V= 273 = 112 (mm/ph) 60 20,15.0,20,35 0, Sè vßng quay mét phót: 1000.V 1000.112 = = 713 (v/ph) 3,14.50 π D π D.n 3,14.50.765 VËn tèc thùc c¾t: V= = = 120 (m/ph) 1000 3,14.50 n= 4- TÝnh lùc c¾t: Lùc tiÕp tuyÕn: Pz = Cpz.tXpz.SYpz.Vnz.Kpz(KG) = 300.21.0,20,75.120-0,15.1,25=107 (KG) Lùc h−íng kÝnh Py= Cpy.tXpySypy.Vny.Kpy; KG Theo b¶ng (11-1): Cpy=243; Xpy=0,9; Ypy=0,6; ny=-0,3 (12-1): Kmp=1 (15-1): Kϕpy=1; Kγpy=2; Kλpy=1  Thay vµo: Py=243.20,9.0,20,6.120-0,3.2=117 (KG) Lùc däc trôc: Px= Cpx.tXpx.SYpx.Vnx.Kpx ( KG) = 339.21.0,20,5.120-0,4.2=89(KG) 46 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 4: Lực cắt tiện 5- Công suất tiêu thụ cắt Tính theo công thức: N= 107.120 Pz.V = = 2,14( KW 60.102 60.102 ) So sánh với công suất bảng, máy làm việc đảm bảo an toàn Câu hỏi ôn tập chơng Trình bày cách phân tích lực ( trờng hợp tiện ngoài)? Cách tính công suất cắt, lợng chạy dao theo sức bền thân dao, sức bền cấu máy? Các nhân tố ảnh hởng đến lực cắt? Công thức tính toán lực cắt giải thích thông số kèm theo? 47 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 5: Nhiệt cắt mòn dao Chơng Bài Nhiệt cắt mòn dao ( tiết) Mục đích: + Nghiên cứu tác động nhiệt tới dao mòn dao Yêu cầu : + Hiểu đợc nguồn gốc phân bố nhiệt + Nắm đợc nhân tố ảnh hởng tới nhiệt + Nắm đợc giai đoạn mòn dao, tiêu chuẩn mòn dao Nội dung 5.1 Nguồn gốc phát sinh nhiƯt 5.1.1/ Ngn gèc ph¸t sinh nhiƯt: o θ o θ Khi gia c«ng thÐp Khi gia c«ng gang H5.1 Các trờng hợp phát sinh nhiệt * Trong trình cắt gọt kim loại có chuyển hoá công sang nhiệt công máy cung cấp để: + Gây biến dạng dẻo lớp cắt + Thắng lực ma sát mặt thoát mặt sát dao nguồn gốc chủ yếu sinh nhiệt cắt 48 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 5: Nhiệt cắt mòn dao 5.1.2/ Công thức tính nhiệt cắt: - Từ nhiệt lợng cắt sinh ra, thực nghiƯm ng−êi ta tÝnh c«ng thøc: Q= Pz.V ( Kcal/ph) E + Trong đó: - PzV: công cắt gọt (KGm/ph) - E: đơng lợng công nhiệt E = 427 KGm/Kcal + Nhiệt lợng sinh vùng cắt gọt truyền vào dao, phoi, chi tiết, không khÝ vËy ta cã: Qtc = Qf + Qv + Qd + Qkk + Qtc, Qf, Qv, Qd, Qkk: nhiệt lợng tổng cộng, nhiệt lợng tản phoi, vật, dao không khí - 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 trớc + Kim loại giòn: không hình thành phoi dây nên áp lực chủ yếu mặt sau, nhiệt truyền theo mặt sau chủ yếu lên dao 5.2 Sự ảnh hởng nhân tố đến nhiệt dao Nhiệt lợng sinh dao qua trình cắt phụ thuộc u tè sau: 5.2.1/ VËt liƯu gia c«ng: Chđ u ảnh hởng độ bền B tính dẫn nhiệt kim loại thông thờng kimloại dẫn nhiệt B tăng, lực cản lớn dẫn đến Qtc tăngdo Qd tăng 5.2.2/ Chế độ cắt: 5.2.2.1 Chiều sâu cắt t: * Khi t tăng tdẫn đến Pz Qtcdẫn đến Qd nhng tlàm cho rộng lớp cắt b, kết hợp với Fcắtlàm cho nhiệt lợng thoát theo phoi (Qf) lớndẫn đến Qd * Tổng hợp lại ta thấy: t tăng Qd tăng 5.2.2.2 Bớc tiến S: Khi Sthì lực dọc trục Pxdẫn đến diện tích lớp cắt F cắt làm cho nhiệt lợng thoát theo phoi (Qf) Nhng a tăng áp lực dao lớn S tăng Qd tăng vừa phải (nhiều tăng t) 5.2.2.3 Tốc độ cắt: 49 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 5: Nhiệt cắt mòn dao Khi tăng v: nhiệt lợng sinh biến dạng giảm Nhng nhiệt cắt ma sát lớn nên vdẫn đến Qd nhng mức độ chậm tăng v 5.2.2/ Một số nhân tố khác 5.2.2.1 Góc cắt : Khi góc cắt () phoi khó thoát Pxdo Qd , mặt khác khác khả tản nhịêt thân dao tốt nªn Qd↓ * Theo thùc nghiƯm ta thÊy: v Khi = (650ữ750) nhiệt thay đổi không 440 đáng kể 420 = ( 75 ữ 85 )0C nhiệt tăng phát 400 nhiệt lớn tản nhiệt t=2 s=0,5mm/v 380 5.2.2.4 Gãc lÖch chÝnh ϕ γ=15° 360 Khi ϕ ↑ t¶i träng gi¶m Ýt Q ↓ Ýt nh−ng mặt v=15m/ph 340 khác chiều dài lỡi cắt b ↓ gãc mòi ϕ 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° dao gi¶m trun nhiƯt kÐm KÕt qu¶: ϕ↑→Qd↑ H5.2 Sù phơ thc cđa gãcϕ vµo vËn tèc v 5.2.2.3 Bán kính mũi dao, tiết diện thân dao: Khi R , F dẫn đến 5.2.2.4 Dung dịch tới Khi tới dung dịch trơn nguội Qd Tóm lại: Muốn xác định nhiệt dao ngời ta dùng công thøc thùc nghiÖm sau: θ0 = Cθ.tx,Sy.Vz.Kθ Cθ : h»ng sè phơ thc vËt liƯu dao, chi tiÕt Kθ: hƯ số biểu thị quan hệ thông số khác với nhiệt độ dao 5.3 Sự mòn dao 5.3.1/ Khái niệm mòn hình thức mòn dao Trong trình cắt kim loại ma sát phoi mặt thoát, vật mặt trớc làm cho dao bị mài mòn, làm thay đổi hình dạng góc độ dao 50 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 5: Nhiệt cắt mòn dao fº f hs β B hf hs B γ f β ρ β α α (a) (c) (b) (d) H5.3 Các hình thức mòn dao Tuỳ theo điều kiện cắt, tính chất vật liệu gia công, vật liệu dao: Dao bị mòn theo hình thức sau: + Mài mòn theo mặt sau (hs) : Xảy cắt chiều dầy bé t < 0,4mm, gia công vật liệu giòn + Mài mòn theo mặt trớc: Xảy gia công vật liệu dẻo t > 0,6mm, t0 mặt trớc lớn t0 phía sau + Mài mòn mặt trớc mặt sau: Xảy gia công vật liệu dẫn nhiệt kém, gia công chất dẻo ( trờng hợp nhng nhỏ ) Trong dạng mài mòn theo mặt sau dạng mài mòn chủ yếu dễ đo nhÊt, ng−êi ta dïng trÞ sè hs ( chiỊu cao diện tích bị mài mòn theo mặt sau ) tiêu chuẩn mài mòn hs : gọi độ mài mòn cho phép họăc tiêu chuẩn mài mòn + Chú ý: Khi gia công tinh ngời to quy định tiêu chuẩn mài mòn khác: Tiêu chuẩn mài mòn công nghệ ( Đảm bảo độ bóng độ xác gia công ) hs (mm) 5.3.2/ Các giai đoạn mài mòn: III Sự mài mòn dao theo giai đoạn * Giai đoạn I: Gọi sơ khởi, dao bị mòn nhanh t0 thấp B chủ yếu san A nhấp nhô vết mài t1 t2 t (phút) độ bóng tăng mòn chậm Các giai đoạn mòn dao * Giai đoạn II: Sự mòn học mòn chậm ổn định Giai đoạn III: Ι hs O H5.28 * II 51 Nguyªn lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 5: Nhiệt cắt mòn dao Mòn khốc liệt, dao đạt độ mòn cao:hs, ma sát , t0 , áp suất mòn xảy nhanh mÃnh liệt, tiếp tục làm việc dao nhanh chóng hình dáng hình học Trị số hs ( cuối giai đoạn II ) đợc chọn làm chuẩn mài mòn 5.3.3/ Các tiêu mài dao: ta xét việc xác định đợc độ mòn dao thích hợp để mài dao theo kinh nghiệm ta có phơng pháp sau: 5.3.3.1 Tiêu chuẩn vết sáng: (Trờng hợp a) 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 trợt ) lúc ta mài dao, tiêu chuẩn đơn giản, thích hợp với dụng cụ đơn giản Vết sáng a) Tiêu chuẩn vết sáng b) Tiêu chuẩn lực đẩy H5.5 Xác định mòn dao theo tiêu chuẩn 5.3.3.2 Tiêu chuẩn lực đẩy ( T.c Sle-din -gơ ): (Trờng hợp b) Khi dao mòn lực Py tăng thông qua dao truyền sang lực kế Khi đến giai đoạn III lực kế thay đổi đột ngột ta mài lại dao Tiêu chuẩn dễ xác định, xong thiết bị cồng kềnh, phức tạp 5.3.3.3 Tiêu chuẩn độ mòn thích hợp: Căn vào độ mòn hs ngời ta xác định tuổi thọ dao T, vào Tm ta xác định T = n chi tiÕt( n chi tiÕt gia c«ng), sau n chi tiết ta đem dao mài Tm Tiêu chuẩn thích hợp với sản xuất lớn, dụng cụ xác kích thớc nh yêu cầu kỹ thuật, độ mòn cho phép hs nhỏ 5.3.3.4 Tiêu chuẩn kỹ thuật: 52 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Chơng 5: Nhiệt cắt mòn dao Tiêu chuẩn dùng cho gia công tinh phát độ bóng chi tiết không đạt yêu cầu đem dao mài, tiêu chuẩn đòi hỏi ngời sử dụng phải thợ bậc cao Câu hỏi ôn tập chơng Trình bày nhiệt cắt nhân tố ảnh hởng đến dao cắt Thế mòn dao, giai đoạn mòn dao? Ngời ta đánh giá mòn dao theo tiêu chuÈn nµo? 53 ... 2/2004 Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt Bài mở đầu nguyên lý cắt & dụng cụ cắt mở đầu (0,5 tiết) I) Vị trí môn học: Nguyên lý cắt & Dụng cụ cắt môn học đợc dạy vào phần đầu học chuyên môn hệ học sinh trung. .. Kmv =1, 0 (7 -1) :Knv =1, 0 (8 -1) :Kuv =1, 0 (9 -1) :Kϕv =1, 0; Kϕ1v =1, 0; Kqv =1 (10 -1) : Kov =1, 0 vËy Kv =1 Thay vµo c«ng thøc: V= 273 = 11 2 (mm/ph) 60 20 ,15 .0,20,35 0, Sè vßng quay mét phót: 10 00.V 10 00 .11 2... 94 92 90 85 80 75 66 79 78 85 83 30 15 14 3 6 10 15 20 25 12 10 00 10 00 11 00 13 50 14 50 15 00 16 00 16 00 18 00 19 00 2000 900 11 50 12 50 13 50 16 00 90 89 91 89,5 88,5 87,5 87,5 87 86 84,5 83 92 90 89,5