cat got kim loai 3817

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ********* GIÁO TRÌNH CƠ SỞ CẮT GỌT KIM LOẠI Dùng cho Sinh viên Khoa Cơ khí Đại học Bách Khoa (Dùng lưu hành nội cập nhật hàng năm học) Số tiết: 45 tiết lý thuyết theo niên chế Số tín chỉ: tín theo học chế tín Các Giảng viên phụ trách biên soạn: * GVC NGUYỄN THẾ TRANH * GVC TRẦN QUỐC VIỆT A Phần lý thuyết Chương 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CẮT GỌT KIM LOẠI Chương 2: NHỮNG YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA DỤNG CỤ CẮT KIM LOẠI Chương 3: BIẾN DẠNG VÀ MA SÁT KHI CẮT KIM LOẠI Chương 4: LỰC CẮT Chương 5: NHIỆT CẮT Chương 6: MÀI MÒN VÀ TUỔI BỀN DAO Chương 7: CHẤT LƯỢNG CHI TIẾT GIA CÔNG CƠ B Phần Bài tập thí nghiệm Bài tập lớn: 01 - Xác định chế độ cắt gia công tính lực cắt Bài thí nghiệm: 02 thí nghiệm: - Đo hệ số co rut phoi K - Đo lực cắt PZ C KNCB CGKL GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CẮT GỌT KIM LOẠI Gia công kim loại cắt gọt phương pháp gia công kim loại phổ biến ngành khí chế tạo máy Q trình cắt kim loại trình người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt yêu cầu cho trước hình dáng, kích thước, vị trí tương quan bề mặt chất lượng bề mặt chi tiết gia công Lớp kim loại thừa chi tiết cần hớt bỏ gọi lượng dư gia công Lớp kim loại bị cắt bỏ khỏi chi tiết gọi phoi cắt Hiểu biết vận dụng tốt kết nghiên cứu cắt gọt giúp tạo chi tiết, sản phẩm khí ngày hồn hảo khí chế tạo đại ngày phát triển Mặt khác thành tựu lĩnh vực nghiên cứu cắt gọt góp phần vào việc tính tốn thiết kế máy, dao, đồ gá cơng nghệ cách xác kinh tế 1.1 HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT Muốn hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt, người phải sử dụng hệ thống thiết bị nhằm tách lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, đồng thời phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho vẽ Hệ thống thiết bị dùng để hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt gọi hệ thống công nghệ Hệ thống công nghệ bao gồm: máy, dao, đồ gá chi tiết gia công, thường viết tắt hệ thống M - D - G - C Trong đó: Máy có nhiệm vụ cung cấp lượng chuyển động cần thiết cho trình cắt gọt Dao hệ thống cơng nghệ có nhiệm vụ trực tiếp cắt bỏ lớp lượng dư khỏi chi tiết nhờ lượng máy cung cấp thông qua chuyển động tương đối Đồ gá phận hệ thống cơng nghệ có nhiệm vụ xác định giữ vị trí tương quan xác dao chi tiết gia công suốt trình gia cơng chi tiết Chi tiết gia cơng thành phần hệ thống công nghệ - đối tượng trình cắt gọt Mọi hậu trình cắt phản ảnh lên chi tiết gia cơng Tất nhiên để hồn thành nhiệm vụ cắt gọt, phận hệ thống công nghệ có nhiệm vụ riêng, đồng thời phải có mối quan hệ tác động lẫn 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẮT GỌT KIM LOẠI Bề mặt gia công chi tiết đa dạng, phải có nhiều phương pháp cắt gọt để thoả mãn yêu cầu đa dạng Xuất phát từ mục đích nghiên cứu, sử dụng khác nhau, có nhiều cách phân loại phương pháp gia cơng: Xuất phát từ ngun lý tạo hình bề mặt ta phân phương pháp gia cơng chép hình, phương pháp gia cơng định hình,phương pháp gia cơng bao hình Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia cơng ta có gia cơng thơ, gia cơng bán tinh, gia cơng tinh gia cơng bóng Phổ biến phân loại theo máy gia công Theo cách phân loại ta có: Gia cơng máy tiện, gia công máy phay, gia công máy bào, gia công máy khoan, gia công máy mài Ngồi cịn vào bề mặt gia công ta phân ra: gia công mặt phẳng, gia cơng mặt trụ ngồi, gia cơng lỗ, gia cơng rãnh C KNCB CGKL GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT 1.3 BỀ MẶT ĐƯỢC HÌNH THÀNH TRÊN CHI TIẾT TRONG QUÁ TRÌNH CẮT Bất kỳ phương pháp gia cơng nào, q trình hớt bỏ dần lớp lượng dư gia cơng (q trình cắt) hình thành chi tiết ba bề mặt có đặc điểm khác Xét thời điểm q trình gia cơng (khi tiện), ba bề mặt chi tiết phân biệt hình 1.1 MỈt đà gia công Mặt gia công Mặt đà gia công Mặt gia công Mặt gia công Vùng cắt Mặt gia công n Vùng cắt t s Hình 1.1 Mặt gia cơng bề mặt củ phoi mà dao cắt đến theo qui luật chuyển động Tính chất bề mặt tính chất bề mặt phoi Mặt gia công bề mặt chi tiết mà lưỡi dao trực tiếp thực tách phoi Trên bề mặt diễn tượng cơ-lý phức tạp Mặt gia công bề mặt chi tiết mà dao cắt qua Tính chất bề mặt phản ảnh kết tượng cơ-lý trình cắt Vùng cắt phần kim loại chi tiết vừa tách sát mũi dao lưỡi cắt cảu dao chưa ngồi Đây vùng xảy trình cơ-lý phức tạp 1.4 CÁC CHUYỂN ĐỘNG CẮT GỌT Tuỳ thuộc vào phương pháp gia cơng, tuỳ thuộc vào u cầu tạo hình bề mặt, hệ thống công nghệ cần tạo chuyển động tương đối nhằm hình thành nên bề mặt cần gia cơng Những chuyển động tương đối nhằm hình thành bề mặt gia công gọi chuyển động cắt gọt Những chuyển động cắt gọt phân làm hai loại chuyển động: - Chuyển động - Các chuyển động phụ 1.4.1 Chuyển động tốc độ cắt v Chuyển động chuyển động tạo phoi tiêu hao lượng cắt lớn Chuyển động chuyển động quay trịn tiện, khoan, phay, mài; chuyển động tịnh tiến bào, xọc, chuốt 3 C KNCB CGKL GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Chuyển động cấu chấp hành khác thực Ví dụ chi tiết thực tiện; dao thực bào, xọc, khoan, phay Để đặc trưng cho chuyển động chính, ta sử dụng hai đại lượng: - Số vịng quay n (hoặc số hành trình kép) đơn vị thời gian Số đo vg/ph, htk/ph Theo hệ ISO ký hiệu S (Speed) - Tốc độ chuyển động hay gọi vận tốc cắt (tốc độ cắt) ký hiệu v Đơn vị m/ph Riêng tốc độ cắt trường hợp mài lấy đơn vị m/sec Tốc độ cắt v lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương vận tốc cắt  v ứng với đơn vị thời gian (ph) Nếu chuyển động chuyển động quay trịn, vận tốc cắt (v), số vịng quay n (vg/ph) đường kính chi tiết D (mm) có quan hệ sau: v  Dn 1000 (m/ph) (1.1) Nếu chuyển động chuyển động tịnh tiến, vận tốc cắt v (m/ph), số hành trình kép n (hkt/ph) chiều dài hành trình L (mm) có quan hệ sau: v Ln 1000 (m/ph) (1.2) 1.4.2 Các chuyển động phụ Chuyển động phụ chuyển động tiếp tục tạo phoi Như ta biết: lớp lượng dư khối không gian, để tách hết lớp khơng gian số chuyển động tối thiểu phải thực theo ba phương hệ trục toạ độ khơng gian vng góc Như ngồi chuyển động cần phải có hai chuyển động vng góc với vng góc với phương chuyển động Hai chuyển động cắt gọt kim loại chuyển động chạy dao chuyển động theo phương chiều sâu cắt (hình 1.1) Chuyển động chạy dao lượng chạy dao s Chuyển động chạy dao chuyển động phụ nhằm cắt hết lượt bề mặt chi tiết  Phương chuyển động chạy dao ký hiệu s Để đặc trưng cho chuyển động chạy dao, thường dùng đại lượng: - Lượng chạy dao, ký hiệu s, lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chạy dao tương ứng với vòng quay (hoặc hành trình kép) chuyển động Đơn vị đo mm/vòng mm/htk - Tốc độ chạy dao, ký hiệu vs, lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chạy dao ứng với đơn vị thời gian Đơn vị tính mm/ph Theo ISO ký hiệu F - Lượng chạy dao Khi dao có nhiều lưỡi cắt (nhiều dao) lượng chạy dao s, tốc độ chạy dao vs, ta dùng khái niệm lượng chạy dao để biểu thị chuyển động chạy dao, ký hiệu sz, lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chạy dao ứng với dao quay góc dao, ví dụ trường hợp phay Đơnvị tính mm/răng Với định nghĩa có mối quan hệ vs, s sz, sau: vs  s.n  s z Z n [mm/ph ] Z: số số lưỡi cắt dao (1.3) C KNCB CGKL GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Chuyển động theo phương chiều sâu cắt chiều sâu cắt Chuyển động theo phương chiều sâu cắt chuyển động phụ nhằm cắt hết chiều dày lớp lượng dư gia công Chuyển động chiều sâu cắt chuyển động gián đoạn thực sau lần chạy dao Đại lượng chuyển động chiều sâu cắt chiều sâu cắt t, lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chiều sâu cắt ứng với lần chạy dao Đơn vị tính mm Trong cắt gọt kim loại người ta gọi đại lượng đặc trưng chuyển động chuyển động phụ (v,s,t) chế độ cắt gia công 1.5 LỚP CẮT VÀ TIẾT DIỆN LỚP CẮT Lớp kim loại bị hớt bỏ ứng với vòng quay hay hành trình kép chuyển động gọi lớp cắt  Nếu cắt lớp cắt mặt phẳng chứa lưỡi cắt vng góc với vectơ vận tốc cắt v ta nhận tiết diện lớp cắt (hình 1.2) n n n b t t b t s b s s   s  s t s t t ao ao Hình 1.2: Các loại tiết diện lớp cắt tiện Tiết diện lớp cắt có ý nghĩa quan trọng cơng tác nghiên cứu cắt gọt kim loại Từ hình 1.2 ta dễ dàng nhận thấy độ lớn tiết diện lớp cắt (diện tích) đặc trưng hai cặp kích thước: a,b s,t Trong đó: a chiều dày lớp cắt kích thước tiết diện lớp cắt đo theo phương vng góc với lưỡi cắt - tính mm b chiều rộng lớp cắt kích thước khác tiết diện lớp cắt, b chiều dài cắt thực tế lưỡi cắt - tính mm s t hai thơng số chuyển động phụ Cũng từ hình 1.2 rõ ràng là: Trong trường hợp cắt a a # s, t # b chúng có mối quan hệ sau: a = s.sin, b = t/sin Trường hợp b a = s t = b Đặc biệt trường hợp c chiều dày cắt a thay đổi suốt chiều dài làm việc thực tế lưỡi cắt Để đặc trưng chiều dày cắt, người ta dùng khái niệm chiều dày cắt trung bình - ký hiệu atb Ta gọi q diện tích tiết diện lớp cắt - đơn vị tính mm2, theo hình 1.2, cách tổng quát ta viết: q  s.t  atb b (mm2) (1.4) C8 BPCTDKC CGKL GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Chọn theo vật liệu gia công Khi gia cơng vật liệu dịn (gang, đồng thanh) thường không nên dùng dung dịch trơn nguội chủ yếu bảo vệ hệ thống cơng nghệ, cắt vật liệu dòn tạo phoi vụn, dung dịch trơn nguội dễ vào khe hở lắp ghép mát, đồ gá, làm tổn hại thiết bị Cùng gia cơng vật liệu dịn, hệ thống che chắn bảo vệ tốt, dẫn dung dịch trơn nguội vào vùng cắt phương pháp tiên tiến dẫn bên (khi khoan lỗ sâu), tưới, thổi (thể khí) với áp lực lớn sử dụng chất trơn - nguội cho phép tăng tốc độ cắt lên 15-30% so với không bôi trơn làm nguội Khi chọn loại dung dịch trơn - nguội cần đặc biệt ý tránh gây phản ứng hoá học dung dịch trơn - nguội vật liệu gia công Chọn vật liệu theo phương pháp gia công: cần lưu ý: (1) Khi gia công thô: nhiệt cắt, lực cắt cơng suất cắt lớn - Vì làm nguội yêu cầu chủ yếu, bên cạnh cần giảm bớt lực cắt cách giảm ma sát Vì nên chọn nhóm (2) Khi gia cơng mục đích làm tăng độ bóng bề mặt đảm bảo tuổi bền dao Thích hợp gia cơng tinh nên chọn nhóm (3) Khi cắt tốc độ cao dao hợp kim cứng thường không nên tưới dung dịch trơn nguội để tránh gây nứt vỡ hợp kim cứng đồng thời tránh gây bắn dung dịch tung toé xung quanh Cũng cần lưu ý rằng: nhiều trường hợp phải cần tưới dung dịch trơn nguội, lúc cần ý tưới liên tục lượng tưới lớn Chọn thiết bị gia công cần lưu ý tránh việc thâm nhập dung dịch vào thiết bị Để tiện việc lựa chọn sử dụng xin giới thiệu bảng sau: Bảng 8.1 Các dung dịch trơn nguội thường dùng Nhóm Tên gọi Cơng dụng Thành phần% Nước Cacbonatcanxi Dung dịch nước Làm nguội Nước Ninatrifotfat Nitritnatri Nước Chủ yếu Xà phòng Dung dịch nước làm nguội xà phịng Trinatrifotfat có tác dụng bơi trơn Nitritnatri Nước 10% Emulxi Emulxi Dầu cọc sợi số 80 Sulfattfrezon Nigron 180 Chủ yếu bơi trơn có Lưu huỳnh tác dụng làm nguội Sulfofrezon 70 Dầu phức hợp Dầu thực vật 30 98 99 0,8 0,2 98,2 0,9 0,5 0,4 90 10 C8 BPCTDKC CGKL GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Bảng 8.2 Kinh nghiệm sử dụng dung dịch trơn - nguội Vật liệu Loại gia công dung dịch Thép Thép dụng cụ Thép đúc Dùng phương pháp gia công tiện phay khoan dao cắt ren Cắt chuốt Emulxi + + + + + Sulfofrezon + + + + + + + + + + + + + + + + + + Dầu thực vật Emulxi + Dầu thực vật + + Sulfofrezon Gang Không dùng Nhôm Dura + + Dầu mỏ Thép đúc Emulxi Đặc biệt Đồng + + + + + + + + + + + + + Không dùng + + + + + Emulxi + + + Khơng khí + Khơng dùng + + + + Emulxi + + + + Dầu mỏ + + + + Không dùng + Dầu mỏ + Emulxi Silimin + + + + Emulxi + Dầu + Dầu mỏ + + + + + + ... BẢN VỀ CẮT GỌT KIM LOẠI Gia công kim loại cắt gọt phương pháp gia công kim loại phổ biến ngành khí chế tạo máy Quá trình cắt kim loại trình người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ lớp kim loại thừa... vị trí tương quan bề mặt chất lượng bề mặt chi tiết gia công Lớp kim loại thừa chi tiết cần hớt bỏ gọi lượng dư gia công Lớp kim loại bị cắt bỏ khỏi chi tiết gọi phoi cắt Hiểu biết vận dụng tốt... Đơn vị tính mm Trong cắt gọt kim loại người ta gọi đại lượng đặc trưng chuyển động chuyển động phụ (v,s,t) chế độ cắt gia công 1.5 LỚP CẮT VÀ TIẾT DIỆN LỚP CẮT Lớp kim loại bị hớt bỏ ứng với vịng