Giáo trình nguyên lý cắt (nghề cắt gọt kim loại CĐTC)

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ – XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: NGUN LÝ CẮT NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số:……, ngày……, tháng……, năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng ngun 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 Nguyên Lý Cắt mơn học bắt buộc chƣơng trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại trình độ cao đẳng nghề, trung cấp nghề nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức Giáo trình đƣợc biên soạn phù hợp với nghề mà nhà trƣờng đào tạo phục vụ theo yêu cầu thực tế sản xuất cơng nghiệp Trong q trình biên soạn tham khảo nhiều tài liệu Nguyên Lý Cắt trƣờng dạy nghề nhiều tài liệu khác Mặc dù có nhiều cố gắng, song khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong đƣợc đồng nghiệp bạn đọc góp ý kiến để tập tài liệu ngày hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Đồng Tháp, ngày ….tháng … năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU CHƢƠNG 1: NGUYÊN LÝ CẮT GỌT Những khái niệm định nghĩa Chế độ cắt Sự hình thành bề mặt chi tiết trình cắt Khái niệm dao cắt,vật liệu làm dao 10 Sự hình thành phoi loại phoi 32 Các tƣợng xảy trình cắt 37 CHƢƠNG 2: LỰC CẮT KHI TIỆN 41 Phân tích tổng hợp lực 41 Tác dụng lực lên dao, máy, vật 47 Các nhân tố ảnh hƣởng đến lực 49 Cơng thức tính lực thực hành tính lực 55 CHƢƠNG 3: PHAY 59 Các loại dao phay công dụng 59 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu 61 Yếu tố cắt phay 63 Lực cắt phay 67 Đƣờng lối chọn chế độ cắt phay bảng số 72 CHƢƠNG 4: BÀO VÀ XỌC 74 Cấu tạo dao bào dao xọc 75 Yếu tố cắt bào xọc 76 Lựa chọn chế độ cắt 78 CHƢƠNG 5: KHOAN 80 Công dụng đặc điểm 80 Khoan 81 CHƢƠNG 6: MÀI 89 Đặc điểm trình mài 89 Tính chất chung đá mài 90 Các phƣơng pháp mài 90 Đá mài 95 Chế độ cắt thành phần lớp cắt 101 Lực cắt công suất cắt mài 103 Chọn chế độ cắt mài 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 CHƢƠNG 1: NGUYÊN LÝ CẮT GỌT Mã chƣơng: CMH16 - 01 Mục tiêu: - Trình bày đƣợc tính năng, công dụng loại vật liệu làm dao - Chọn đƣợc vật liệu làm dao phù hợp điều kiện gia công (phần thân dao lƣỡi cắt) - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Những khái niệm định nghĩa - Cắt gọt kim loại q trình cơng nghệ tạo nên sản phẩm khí có hình dáng kích thƣớc độ bóng bề mặt … theo yêu cầu kỹ thuật từ phôi liệu ban đầu nhờ cắt bỏ lớp kim loại dƣới dạng phoi - Gia công cắt gọt đƣợc thực nhiệt độ bình thƣờng môi trƣờng (cả trƣớc sau nguyên công nhiệt luyện ) Nó cho độ bóng độ xác cao phƣơng pháp gia công hàn, đúc, rèn, dập nóng… - Phƣơng pháp gia cơng cắt gọt chiếm 30% khơi lƣợng cơng việc gia cơng khí tƣơng lai nhiều Chuyển động trình cắt gọt: Mỗi loại máy cắt kim loại có quỹ đạo chuyển động tƣơng đối dao chi tiết khác Ngƣời ta phân ba loại chuyển động: a Chuyển động chính: (chuyển động cắt chính) chuyển động máy cắt đƣợc thực hiên qua dụng cụ cắt hay chi tiết gia cơng Nó chuyển động quay, tịnh tiến dạng kết hợp … Ví dụ: Khi tiện chuyển động chuyển động quay trịn phơi gá mâm cặp; phay, khoan, mài chuyển động chuyển động quay trịn dao phay, khoan đá mài; bào xọc chuyển động tịnh tiến qua lại lên xuống dao… b Chuyển động chạy dao: chuyển động dao hay chi tiết gia công kết hợp với chuyển động tạo nên q trình cắt gọt Chuyển động chạy dao liên tục hay gián đoạn Chuyển động thƣờng đƣợc thực xu hƣớng vng góc với chuyển động chính, cụ thể - Khi tiện, chuyển động chạy dao kà chuyển động ngang – dọc bàn dao cắt - Khi phay chuyển động ngang - dọc - đứng bàn máy mang phôi - Khi bào chuyển động ngang (đứng) bàn máy chuyển động lên xuống đầu dao - Khi mài chuyển đông tịnh tiến ngang (dọc) bàn máy mang phôi hay trục đá mài - Khi khoan chuyển động ăn xuống mũi khoan c Chuyển động phụ: chuyển động không trực tiếp tạo phoi nhƣ chuyển động tịnh tiến, lùi dao ( không cắt vào phôi) Chế độ cắt a Vận tốc cắt (⃗⃗⃗⃗ ) Là lƣợng dịch chuyển tƣơng đối lƣỡi cắt chi tiết gia công đơn vị thời gian (hoặc lƣợng dịch chuyển tƣơng đối điểm bề mặt chi tiết gia công lƣỡi cắt đơn vị thời gian) ta có : ⃗⃗⃗⃗ ⃗ Đa số trƣờng hợp trị số vận tốc chuyển đông chay dao S nhỏ nên coi vận tốc cắt vận tốc chuyển động V  Vc Ví dụ tiện ngồi chi tiết đƣờng kính D (mm) số vịng quay trục n (vg/ph) trị số tốc độ cắt tính theo cơng thức: V   D.n 1000 , m / ph  “Khi tiện lỗ D đƣờng kính lỗ sau gia cơng, khoan D đƣờng kính mũi khoan, phay D đƣờng kính dao phay, mài D đƣờng kính đá mài“ Nếu chuyển động tịnh tiến (bào, xọc ) trị số vận tốc lấy theo Vtb  giá trị vận tốc trung bình: 2.L.n , m / ph  1000 Trong đó: L: chiều dài hành trình chạy dao (mm) n: số hành trình kép phút b Chiều sâu cắt (t) Là chiều sâu lớp kim loại bị hớt sau lần cắt (hoặc khoảng cách hai bề mặt chƣa gia công kề đo theo phƣơng vng góc với phƣơng chạy dao) Ví dụ: Khi tiện chiều sâu cắt đƣợc tính: t = (D – d)/2 (khi tiện ngoài) mm t = (d – D)/2 (khi tiện trong) mm c Lƣợng chạy dao (s) Hình 1.1a Lượng chạy dao Là quãng đƣờng tƣơng đối lƣỡi cắt so với chi tiết theo phƣơng chuyển động chạy dao sau đơn vị thời gian, sau vịng quay phơi hay sau hành tình kép Khi tiện, lƣợng chạy dao S lƣợng dịch chuyển dao theo phƣơng chạy dao dọc theo bề mặt gia cơng vịng quay phôi (mm/vg) Khi bào xọc lƣợng chay dao S lƣợng dịch chuyển dao hay bàn máy sau hành trình kép bàn máy (hoặc dao) – mm/h.t.kép Đối với dao nhiều lƣỡi cắt nhƣ dao phay tính lƣợng chạy dao sau dao (mm/rg), lƣợng chạy dao sau vòng quay dao (mm/vg), lƣợng chạy dao sau phút làm việc dao (mm/ph) => Tập hợp yếu tố vận tốc cắt V, chiều sâu cắt t, lƣợng chạy dao S gọi chế độ cắt Một chế độ cắt đƣợc xác lập hệ thống công nghệ bao gồm : Máy – Dao – Đồ gá Chi tiết gia cơng Hình 1.2b Lượng chạy dao Sự hình thành bề mặt chi tiết trình cắt Bất kỳ phƣơng pháp gia cơng nào, q trình hớt bỏ dần lớp lƣợng dƣ gia công (quá trình cắt) hình thành chi tiết bề mặt có đặc điểm khác Xét thời điểm q trình gia cơng (khi tiện), ba bề mặt đƣợc phân biệt nhƣ sau: Hình 1.2 bề mặt chi tiết trình cắt Mặt gia công: bề mặt phôi mà dao cắt đến theo qui luật chuyển động Tính chất bề mặt tính chất bề mặt phôi Mặt gia công: bề mặt chi tiết mà dao cắt qua Tính chất bề mặt phản ánh kết tƣợng lý trình cắt Mặt gia công: bề mặt chi tiết mà lƣỡi dao trực tiếp thực tách phoi Cũng mặt nối tiếp mặt gia công mặt gia công Trên bề mặt diễn tƣợng phức tạp Vùng cắt : Là phần kim loại cuả chi tiết vừa đƣợc tách gần mũi dao lƣỡi cắt nhƣng chƣa thoát Đây vùng xảy trình lý phức tạp Khái niệm dao cắt,vật liệu làm dao 4.1 Các mặt phẳng dao cắt kim loại Để xác định góc độ dao khảo sát lực cắt, vận tốc cắt, nhiệt cắt… ngƣời ta qui định mặt phẳng toạ độ dao ( dao tiện) Hệ toạ độ đƣợc xác định sở ba phƣơng chuyển động cắt ( ⃗⃗⃗ ) Mặt phẳng 1: Đƣợc tạo vectơ tốc độ cắt vectơ chạy dao Mặt phẳng 2: Đƣợc tạo vectơ tốc độ cắt vectơ chiều sâu Mặt phẳng 3: (còn gọi mặt đáy) Đƣợc tạo vectơ chạy dao ⃗⃗ vectơ chiều sâu cắt Là mặt phẳng qua điểm lƣỡi cắt vng góc với vectơ vận tốc cắt điểm Đối với dao có tiết diện hình lăng trụ mặt đáy song song với mặt tỳ thân dao ổ gá dao Mặt phẳng cắt mặt phẳng qua điểm lƣỡi cắt tiếp xúc với mặt gia công Mặt cắt chứa vectơ vận tốc cắt Hay mặt phẳng chứa lƣỡi cắt vectơ vận tốc cắt mà vng góc với mặt đáy (gọi mặt phẳng cắt gọt Tiết diện N – N: mặt phẳng qua điểm lƣỡi cắt vng góc với hình chiếu lƣỡi cắt mặt đáy Tiết diện phụ N1 – N1: mặt phẳng qua điểm lƣỡi cắt phụ vng góc với hình chiếu lƣỡi cắt phụ mặt đáy 10 Khi mài mặt trụ ngồi ta thực hai phƣơng pháp mài có tâm mài khơng tâm a) Mài có tâm Hình 6.2 Mài có tâm Là chi tiết đƣợc gá vào hai lỗ tâm đầu vào mâm cặp đầu vào mũi chơng tâm Mài có tâm gia cơng đƣợc trục trơn, trục bậc, bề mặt côn, rãnh bề mặt trụ ngồi, góc lƣợn Khi mài có tâm, chi tiết đá quay ngƣợc chiều tốc độ quay đá lớn gấp khoảng 100 lần so với tốc độ chi tiết Mài có tâm thƣờng thực chay dao dọc, chiều sâu bé bé từ 0,005 đến 0,2 mm Muốn có chiều sâu cắt đƣợc lớn đá mài cần đƣợc vát phần với góc  = – 3o Đối với trục ngắn có đƣờng kính lớn nên thực chạy dao ngang Phƣơng pháp đòi hỏi độ cứng vững chi tiết tốt, chiều rộng đá lớn đặc biệt phải sửa đá thật xác Phƣơng pháp chạy dao ngang cịn sử dụng mài bề mặt định hình trịn xoay Khi gia cơng mặt đầu mặt trụ ngồi trục bậc đá cịn thực ăn dao xiên Trong trƣờng hợp ta thấy tốc độ cắt điểm tiếp xúc đá chi tiết khơng nhau, dó đá mịn khơng mặt trụ dễ bị côn mặt đầu không đƣợc thẳng góc với mặt trụ Trƣờng hợp mài mặt ta gá chi tiết hay đá mài nhƣ hình sau 91 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 đƣợc mô tả hình Sơ đồ mài không tâm Hình 6.3 sơ đồ mài vơ tâm Trong chi tiết (1) đƣợc đặt hai đá mài (3) (4) Đá mài (3) làm nhiệm vụ bánh d n truyền chuyển động cho chi tiết Đá (4) có đƣờng kính gấp đơi đá d n có tốc độ quay lớn 100 lần so với đá d n Chi tiết (1) đƣợc đỡ nhờ đỡ (2) Thanh đỡ (2) giữ cho chi tiết có tâm cao tâm hai đá mài khoảng d đƣờng kính chi tiết Nhƣng h không đƣợc phép vƣợt 10 – 15mm Thanh d n thƣờng đƣợc vát để tạo điều kiện cho chi tiết đƣợc áp sát vào bánh d n Khi mài không tâm, chi tiết thực chuyển động dọc tự động nhờ góc nghiêng trục bánh d n trục chi tiết, Góc có giá trị  = – 60 Để tiếp xúc đá d n chi tiết đƣợc tốt hơn, bánh d n thƣờng có dạng hypepolơit Đặc điểm phƣơng pháp mài không tâm là: - Giảm đƣợc 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 - Chủ yếu dùng để gia công trục trơn 92 3.2 Mài trụ Khi mài trụ đƣờng kính đá mài phải nhỏ đƣờng kính lỗ mài Thƣờng chọn đƣờng kính đá 0,7 – 0,9 đƣờng kính lỗ cần mài Mài mặt trụ đƣợc tiến hành hai phƣơng pháp mài có tâm mài khơng tâm a Mài có tâm: Chi tiết Đá mài Hình 6.3 sơ đồ mài trụ Mài lỗ có tâm có hai cách gá đặt chi tiết Cách thứ chi tiết đƣợc k p chặt mâm cặp quay tròn Trục đá quay trịn chuyển động thực chuyển động chạy dao dọc chuyển động chạy dao ngang Phƣơng pháp gá đặt thƣờng dùng để mài chi tiết nhỏ, mặt tròn xoay vật dễ gá mâm cặp Phƣơng pháp thứ hai chi tiết đƣợc 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 lỗ gia cơng để cắt hết bề nặt chu vi lỗ Thực chất chuyển động hành trình đá phƣơng pháp thứ hai thay cho chuyển động quay tròn chi tiết gia công phƣơng pháp thứ Phƣơng pháp thứ hai thuận tiện gia công chi tiết lớn nhƣ: thân động cơ, loại hộp, chi tiết cồng kềnh b Mài lỗ không tâm Chi tiết đƣợc giữ tạo chuyển động quay nhờ hai bánh đỡ bánh đá d n, Bánh đá d n có đƣờng kính lớn nhiềi so với bánh đỡ Đá mài chuyển động quay tròn vá chuyển động chạy dao 93 Khi mài khơng tâm, bể mặt ngồi củ chi tết mặt chuẩn định vị nên trƣớc mài phải gia công tinh bán tinh bề mặt Phƣơng pháp cho suất cao, khả đạt độ xác độ đồng tâm cao, chủ yếu để gia cơng bạc có thành mỏng Phƣơng pháp gia cơng đƣợc lỗ ta nghiêng trục đá so với trục lỗ góc định Góc phụ thuộc vào độ lỗ 3.3 Mài mặt phẳng Đá mài Đá mài Chi tiết Chi tiết Hình 6.4 sơ đồ mài mặt 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 tƣới dung dịch trơn nguội vào khu vực gia công đƣợc 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 Phƣơng pháp có suất khơng cao diện tích tiếp xúc đá mài chi tiết không 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 nhiên việc thoát phoi, thoát nhiệt tƣới dung dịch khó khăn nên độ xác độ bóng bề mặt lại Để giải việc thoát phoi thoát nhiệt tƣới dung dịch đƣợc dễ dàng ta nghiêng mặt đá so với mặt phẳng gia cơng góc từ – 40 nhƣng có độ bóng bề mặt lại nhiều bề bặt có vết mài bị l m xuống 94 Mài mặt phẳng phƣơng 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 trƣờng hợp mài tinh đạt cấp xác – Ra = 0,025 – 0,4m Độ xác nhƣ độ bóng cơng suất mài phụ thuộc vào số yếu tố nhƣ độ cứng vững máy mài, độ lớn hạt mài, loại chất dính kết chế độ cắt mài 3.4 Mài định hình Mài định hình sử dụng đá mài có biên dạng giống nhƣ biên dạng bề mặt gia cơng bề mặt trịn xoay mặt định hình thẳng (rãnh) Khi mài tiến dao ngang mặt tròn 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 vơ số lƣỡi cắt dụng cụ cắt khơng hồn tồn giống kích thứơc hình dáng Đá mài đƣợc tạo thành từ hạt mài chất dính kết Hạt mài thành phần đá mài, hạt mài có nhiệm vụ nhƣ lƣỡi cắt nên phải có yêu cầu nhƣ loại vật liệu làm lƣởi cắt Hạt mài đƣợc chế tạo từ loại vật liệu nhƣ kim cƣơng, cacbit Silit (SiC), Oxit nhôm (Al2O3), cacbit bo (B4C) … hạt mài đƣợc sản suất theo kivh thƣớc (cỡ) hạt khác từ 5m đến 3200m để chế tạo loại đá khác Kích thƣớc hạt phụ thuộc vào kích thƣớc 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 thƣờng dùng gồm chất kết dính vơ nhƣ keramit, chất kết dính hữu nhƣ bakelit, caosu… 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 cơng loại vật liệu mềm vật liệu mềm khơng địi hỏi cao độ sắc lƣỡi cắt Đà mềm loại đá dễ tách hạt mài khỏi đá mài tạo nên bề mặt đá hạt mài lƣỡi cắt nên lƣỡi cắt sắc bén Thƣờng dùng để gia công vật liệu cứng Một đặc trƣng đá mài mà loại dụng cụ cắt khác khơng có độ xốp Độ xốp đá mài tỷ lệ phần trăm phần rỗng đơn vị thể tích đá mài Đá mài có độ hạt lớn độ xốp lớn ngƣợc 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 95 Trong loại hình dáng đá có nhiều loại đá mài với tính chất khác nhƣ độ hạt, độ cứng, độ xốp độ lớn kích thƣớc 96 4.1 Vật liệu hạt mài Vật liệu dùng làm hạt mài có thiên nhiên nhân tạo Vật liệu nhân tạo nhƣ: cacbitsilic cácbitbo Hạt mài kim cƣơng có loại nhân loại nhân tạo có loại thiên nhiên Độ cứng tế vi sớ vật liệu hạt mài nhƣ sau: - Kim cƣơng 98690 N/mm2 - CacbitBo 36300 – 48 070 N/mm2 - CacbitSilic 29460 N/mm2 - Corum điện 20200 N/mm2 - Corum điện đƣợc hình thành từ Oxit nhơm Al 2O3 luyện từ bocxit có ba loại: corum điện thƣờng, corum điện trắng, corm đơn tinh thể + Corum điện thƣờng (Cn) đƣợc dùng phổ biến thƣờng có màu thay đổi nâu s m đến hồng + Corum điện trắng: (Chƣơng trình) có chất lƣợng tốt hơncorm điện thƣờng 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% Phạm vi s dụng: Corum điện thƣờng 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 nhƣ nhƣ 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 lƣợng 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 giòn cacbitsilic Nó gồm 70 – 90% B4C cịn lại Bo, graphit tạp chất khác Kim cƣơng dùng để mài sa9c1 mài bóng dao hợp kim cứng nhƣ mài vật liệu có độ cứng cao 4.2 Cỡ hạt: Cỡ hạt đặc trƣng cho kích thƣớc hạt mài Phân loại kích thƣớc hạt mài cách cho chúng lần lƣợc lọt qua lỗ rây từ to đến nhỏ Theo kích thƣớc lỗ rây mà ngƣời ta phân loại độ hạt hạt mài 97 Đối với bột mài xác định kích thƣớc hiển vi hay phƣơng pháp mlắng động nƣớc Tiêu chuẩn liên ô qui định nhƣ 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 Dƣới kích thƣớc hạt mài tƣơng ứng với cỡ hạt nó: Cỡ hạt Kích thƣớc lỗ rây m 200 2000 – 2500 100 1000 – 1250 50 500 – 630 32 315 - 400 25 250 – 315 16 160 – 200 M40 40 M5 Lựa chọn cỡ hạt đá mài tuỳ theo mđộ xác độ nh n 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 thơ 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 4.3 Chất kết dính Việc liên kết hạt mài để tạo hình dáng kích thƣớc đá mài nhờ chất kết dính Hiện chất kết dính đƣợc dùng phổ biến làhai loại vơ ( Keramic) hữu (Bakelit Vunganhit) + Chất kết dính Keramic (G) Chất kết dính Keramic đƣợc tạo từ đất sét trắng chịu lửa, Spat hoạt thạch, đơi cịn thêm vào phấn, thạch anh, nƣớc thuỷ tinh Đá mài có chất kết dính Keramic có độ bền hoá học cao, chịu đƣợc ẩm nhiệt độ cao, đảm bảo đƣợc prôfin đá mài Nhƣng đá mài làm việc với tốc độ thấp V đ 35mm/s có nhƣợc điểm độ giịn cao + Chất dính kết Bakelit (B) 98 Là chất nhựa nhân tạo chế tạo từ nhựa Cacbonic Fomalin, nên làm việc tốc độ căt lớn đến 50m/s, số trƣờng hợp đặc biệt đến 70m/s nhiệt độ 1800, chất dính kết Bakelit tính bền Vì đá mài kiểu không chịu đƣợc nhiệt độ cao, đồng thời không chịu đƣợc tác dụng kiềm, dung dịch trơn nguội độ kiềm không đƣợc 1.5 + Chất kết dính vunkahit (V) gồm 70 cao su 30 lƣu huỳnh Đá mài có chất kết dính vunkahit có độ bền tính đàn hồi cao đá Bakelit, ngồi cịn giữ đƣợc tốt prơfin đá, chất dính Vunkahit đƣợc dùng để chế tạo đá mài định hình loại đá cắt đứt có chiều dày mỏng 0.3  0.5mm (với đƣờng kính 150  200mm ) Nhƣợc 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 đƣợc sử dụng ngun cơng mài bóng, mài tinh 4.4 Độ cứng 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 nhƣ sau : Độ cứng mài Mềm –M Mềm vừa –CM Ký hiệu M1,M2,M3 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 đƣợc chế tạo với tất cấp độ cứng nêu Đá mài có chất dính kết Vunkahit chế tạo cấp độ cứng MV, IB, GV, C Độ cứng đá mài đƣợc đo phƣơng pháp: Phun cát (với áp suất 1.5at), khoan l m vào mặt đá mài (tác dụng tải trọng lên mũi khoan 25 35kg) ấn l m vào mặt đá mài bi thép đƣờng kính 6.35mm (theo chiều sâu vết l m để xác định độ cứng) Tuy nhiên phƣơng pháp chƣa biểu 99 hoàn toàn khả làm việc đá mài Thƣờng đánh giá chất lƣợng đá mài tuổi bền đá lƣợng tiêu hao cắt đƣợc 1cm3 vật liệu gia cơng Khi mài vật liệu cứng, hạt mài mịn nhanh cần chọn đá mài mềm, (để hạt mài dễ tróc tạo khả tự mài sắc phần) ngƣợc lại vật liệu gia công mềm ,cần chọn đá mài có độ cứng` cao hơn, mài vật liệu dẽo (nhơm, đồng…)ngồi tƣợng 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 công lớn, hạt mài mòn nhanh cần chọn đá mài mềm 4.5 Cấu tr c đá mài Tỉ lệ số lƣợng hạt mài , chất dính kết khoảng trốngtrong mộtđơn vị thể tích đá mài đặc trƣng cấu trúc đá mài Cấu trúc đá có kí hiệu từ 0-12 Số hiệu cấu trúc lớn đá mài xốp nghĩa tỉ lệ khoảng trống lớn Cấu trúc từ 1-4 gọi cấu trúc chặt, từ 5-8 cấu trúc trung bình từ 9-12 cấu trúc xốp Trong đơn vị thể tích đá mài, hạt mài lớn, cấu trúc đá chặt Đá có cấu trúc xốp, khoảng hở hạt mài lớn mặt đá mài khó bị lì (phoi khó bị k t vào khoảng hở hạt mài) Mặt kháckhi đá quay với tốc độ cao dễ tạo nên dòng khí lƣu thơng khe hở đó, nhƣ dung dịch làm nguội dễ thẩm thấu qua khe hở hạt mài để làm nguội trực tiếp bề mặt gia công vùng mài Tuy đá mài có cấu trúc xốp có nhiều nhựơc điểm sức bền kém, không giữ đƣợc lâu prôfin mặt đá Việc chọn cấu trúc đá mài theo cách sau : mài tĩnh mài định hình, chọn đá có cấu trúc chặt, cần bảo đảm prơfin mặt đá mài Đá mài có cấu trúc chặt trung bình dùng để mài thép tơi, mài sắc dụng cụ cắt mài phẳng, mài tròn ngồi mặt trịn đá Cấu trúc xốp dùng mài kim loại mềm dẽo, mài phẳng mặt đầu đá 100 Chế độ cắt thành phần lớp cắt + Tốc độ cắt Khi mài nên chọn tốc độ lớn (tốc độ cắt thƣờng bị hạn chế sức bền đá mài) Khi mài trịn ngồi thƣờng chọn tốc độ màiV đ = 35  40 m/s Tốc độ quay chi tiết gia công khoảng: Vc/tiết = 20  85 m/p gia công thô Vctiết = 15  50 m/p gia công tinh + Chiều sâu cắt Hay lƣợng chạy dao ngang đo hành trình kép chi tiết Khi mài thô thép chọn t = 0.01 0.07mm/htk mài tinh thép t =0.0050.02mm/htk + Lƣợng chạy dao dọc Chọn tuỳ theo độ rộng đá mài , mài thơ s =(0.2 0.3)B (mm/vịng chi tiết) Khi mài chi tiết có chiều dài tƣơng đối ngắn, đặc biệt mài định hình dùng phƣơng pháp mài hƣớng kính Khi lƣợng chạy dao ngang t= 0,02 – 0,07mm Đƣờng kính đá mài phải nhỏ lỗ gia công, bề mặt tiếp xúc đá mài chi tiết tƣơng đối lớn, tải trọng lên hạt mài cao Vì đá mài có kích thƣớc lỗ nhỏ, độ cứng trục đá không đủ Dung dịch trơn nguội khó vào đến vùng gia cơng Đối với mặt phẳng tuỳ theo chiều dài chi tiết gia công, chọn chiều sâu cắt t khoảng 0,05 – 0,1mm, chọn t lớn chi tiết cứng vững lớn, thành phần chế độ cắt khác chọn gần giống nhƣ mài trịn ngồi + Chiều dày cắt Trong q trình gia cơng xem đá mài dao quay có nhiều lƣỡi cắt + Tiết diện cắt Diện tích cắt mài tính nhƣ sau: Gọi thể tích kim loại cắt sau phút : V=1000.VC.S.t V VCD S t  L 60.Vd Diện tích lớp cắt trung bình: mm3 Ftb  Trong đó: L chiều dài hạt mài di chuyển phút 101 S lƣợng chạy dao dọc 102 Lực cắt công suất cắt mài Lực cắt mài thƣờng nhỏ (không 300 – 400N) lớp cắt phoi mỏng Cơng suất mài lớn tốc độ cắt lớn.Khi mài trịn ngồi lực cắt phân thành ba lực thành phần p z, py , px nhƣ tiện Đặc biệt mài, góc trƣớc hạt mài thƣờng âm nên lực hƣớng kính lớn lực tiếp tuyến ( ) Lực hƣớng trục px bé so với pz Tính lực pz theo cơng thức kinh nghiệm sau : p z  c p vc s 0, t 0, 0, - Khi mài với đá mài có đƣờng kính D=500 mm chiều rộng đá B=40mm thép cp = 21,6 gang cp =19,6 Khi mài cao tốc thép nhãn hiệu 30XF CA 18XHBA với đá mài có đƣờng kính D = 400mm , chiều rộng B = 50mm pz  124.Vc , 72 Vd S 0, t 0,85 , 75 Lƣc cắt mài đá mài kim cƣơng bé mài thơng dụng, hạt mài kim cƣơng có bán kính cong lƣỡi cắt bé hơn, mặt khác khả tự mài đá kim cƣơng có chất kết dính Bakelit tốt Công suất động quay đá mài xác định theo cơng thức sau: Nd  Trong : Pz Vd 10 3.  Hiệu suất động Cơng suất động làm quay chi tiết tính theo công thức tƣơng tự Chọn chế độ cắt mài Xác định chế độ cắt mài theo trình tự sau: Tuỳ theo điều kiện mài mà chọn đá Xác định chiều sâu cắt ( lƣợng chạy dao ngang ) Xác định tốc độ quay chi tiết gia công Chọn tốc độ quay chi ytiết gia công phụ thuộc vào nhiều yếu tố công nghệ Tốc độ lớn, điều kiện truyềng nhiệt tốt, chi tiết tiếp xúc với đá mài tronmg thời gian ngắn hơn, chi tiết có bị vết cháy Bên cạnh ƣu 103 điểm đó, nhƣợc điểm làm biên độ dao động tăng, lực li tâm tăng, mũi tâm mòn nhanh Khi mài vật liệu cứng, dễ bị cháy nứt, cần tăng tốc độ quay chi tiết Mài chi tiết có u cầu độ xác cao, cần chọn vc thấp Hiệu chỉnh số vịng quay tính tốn chi tiết cho phù hợp với số vịng quay có s n máy Xác định lƣơ6ng5 chạy dao dọc: Thƣờng lấy S=( 0,3 – 0,6 )B B : chiều rộng đá mài Xác định tốc độ quay đá mài: Việc tăng tốc độ cắt bị hạn chế công suất máy sức bền đá Theo tốc độ cắt chọn , hiệu chinjh3theo số vịng quay có s n trục đá mài Xác định lựcpz công suất tiêu tốn` mài Tính thời gian gia cơng T0  Trong đó: L.i Km n.s i h t L : chiều dài chi tiết cần gia công mm h: lƣợng dƣ mài mm t: chiều sâu mài mm s : lƣợng chạy dao dọc sau vòng quay chi tiết mm/v n: số vòng quay chi tiết phúc v/ph Km : hệ số tính đến số lần chạy rà lần cuối phụ thuộc vào độ cứng vững máy ( Km = 1,5 – 2,5 ) 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Trần Văn Địch Sổ tay gia công NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2002 [2] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Trần Thế San Chế độ cắt gia cơng khí NXB Đà Nẳng 2001 [3] Phạm Đình Tân Giáo trình Nguyên lý cắt dụng cụ cắt NXB Hà Nội 2005 105 ... cũ 1, 3-1 ,5 0, 9-1 ,0 1,2 5-, 1,5 0,4 5-0 ,7 0, 8-1 ,0