Giáo trình Nguyên lý cắt (Ngành Cắt gọt kim loại Trình độ Cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT NGUYỄN TRƢỜNG TỘ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: NGUYÊN LÝ CẮT NGÀNH/NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định 387 QĐ-CĐKTNTT, ngày 31 tháng 12 năm 2022 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Nguyễn Trường Tộ) (LƢU HÀNH NỘI BỘ) TP Hồ Chí Minh, năm 2022 LỜI NÓI ĐẦU Nhằm đổi phƣơng pháp giảng dạy, nâng cao chất lƣợng đào tạo đào tạo theo nhu cầu xã hội Trƣờng Cao Đẳng Kỹ thuật Nguyễn Trƣờng Tộ tổ chức biên soạn giáo trình trình độ Trung cấp, Cao đẳng cho tất môn học thuộc ngành, nghề đào tạo trƣờng Từ giúp cho học sinh – sinh viên có điều kiện học tập, nâng cao tính tự học sáng tạo Giáo trình mơn họcNgun lý cắt thuộc mơn chun ngành ngành đào tạo Cắt gọt kim loại tài liệu tham khảo cho ngành Cắt gọt kim loại trình độ Cao đẳng • Vị trí mơn học: đƣợc bố trí học kỳ chƣơng trình đào tạo cao đẳng học kỳ chƣơng trình trung cấp • Mục tiêu mơn học: Sau học xong mơn học ngƣời học có khả năng: * Kiến thức: + Xác định đƣợc hình dáng hình học loại dao nhƣ góc loại dao + Giải thích đƣợc tƣợng vật lý xảy trình cắt nhƣ: biến dạng, lực, nhiệt, ma sát + Trình bày đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến tƣợng vật lý xảy + Trình bày đƣợc phƣơng pháp gia công khác * Kỹ năng: + Chọn đƣợc thơng số cắt hai phƣơng pháp tính toán tra bảng + Đọc đƣợc vẽ dao Chọn đƣợc vật liệu làm dao, chọn đƣợc góc độ dao, mài dao phƣơng pháp an toàn… + Chọn đƣợc thơng số hình học dao phù hợp nguyên công cụ thể * Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Nhận thức đƣợc tầm quan trọng mơn học nghề nghiệp - Hình thành ý thức học tập, sai mê nghề nghiệp qua học - Có tác phong cơng nghiệp, an tồn lao động q trình làm thí nghiệm thực tập • Thời lƣợng nội dung mơn học: Thời lƣợng: 45 giờ; đó: Lý thuyết 34 giờ, Thực hành giờ, kiểm tra: Nội dung giáo trình gồm chƣơng: - CHƢƠNG - VẬT LIỆU LÀM DAO - CHƢƠNG - KHÁI NIỆM VỀ TIỆN VÀ DAO TIỆN - CHƢƠNG - QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI - CHƢƠNG - LỰC CẮT KHI TIỆN - CHƢƠNG - NHIỆT CẮT VÀ SỰ MÒN DAO - CHƢƠNG - TIỆN - CHƢƠNG - BÀO VÀ XỌC - CHƢƠNG - KHOAN - KHOÉT - DOA - CHƢƠNG - PHAY - CHƢƠNG 10 - CẮT REN - CHƢƠNG 11 - MÀI Trong trình biên soạn giáo trình tác giả chọn lọc kiến thức bản, bổ ích nhất, có chất lƣợng nhằm đáp ứng tốt nhu cầu giảng dạy giáo viên học tập học sinh – sinh viên bậc cao đẳng, trung cấp trƣờng Tuy nhiên, q trình thực khơng thể tránh thiếu sót, tác giả mong nhận đƣợc đóng góp quý thầy cô đồng nghiệp em học sinh – sinh viên để hiệu chỉnh giáo trình ngày hiệu Trân trọng cảm ơn Tác giả Huỳnh Văn Dinh MỤC LỤC Lời nói đầu 01 CHƢƠNG - VẬT LIỆU LÀM DAO 1.Yêu cầu 05 Các loại vật liệu phạm vi ứng dụng 09 CHƢƠNG - KHÁI NIỆM VỀ TIỆN VÀ DAO TIỆN Khái niệm 15 Hình dáng kết cấu dao tiện 18 Sự thay đổi góc dao làm việc 22 Các loại dao tiện 27 CHƢƠNG - QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI Sự hình thành phoi loại phoi 29 Biến dạng kim loại trình cắt 31 Các biểu biến dạng 32 Các tƣợng xảy trình cắt 35 Sự tƣới nguôi 38 CHƢƠNG - LỰC CẮT KHI TIỆN Phân tích tổng hợp lực 39 Tác dụng lực lên dao, máy, vật 42 Các nhân tố ảnh hƣởng đến lực 43 CHƢƠNG - NHIỆT CẮT VÀ SỰ MÒN DAO Nhiệt cắt 46 Sự mài mịn 47 CHƢƠNG - TIỆN Tính chất tiện 51 Khả công nghệ tiện 52 Gá đặt chi tiết tiện 53 Lực cắt tiện 54 CHƢƠNG - BÀO VÀ XỌC Công dụng đặc điểm 58 Cấu tạo dao bào dao xọc 59 Yếu tố cắt bào xọc 59 Lựa chọn chế độ cắt 61 CHƢƠNG - KHOAN - KHOÉT - DOA Công dụng đặc điểm 64 Khoan 69 Khoét 77 Doa 82 CHƢƠNG - PHAY Các loại dao phay công dụng 83 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu 83 Yếu tố cắt phay 84 Lực cắt phay 88 Phay thuận phay nghịch 90 Đƣờng lối chọn chế độ cắt phay bảng số 92 CHƢƠNG 10: CẮT REN Các phƣơng pháp gia công ren 94 Ta rô bàn ren 101 CHƢƠNG 11 - MÀI Đặc điểm phƣơng thức phƣơng pháp mài 102 Các phƣơng pháp mài 105 Đá mài 109 Cấu tạo đá mài 110 Chọn chế độ cắt 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 CHƢƠNG 1: VẬT LIỆU LÀM DAO Giới thiệu: Để nâng cao suât, chất lƣợng sản phẩm gia công cắt gọt phải hiểu đƣợc 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 phƣơng pháp gia công, đáp ứng yêu cầu ngày phát triển ngành khí chế tạo Mục tiêu: - Trình bày đƣợc tính năng, cơng 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 Yêu cầu Mục tiêu: - Nêu phân tích đƣợc yêu cầu vật liệu làm dao; - Chủ động tích cực học tập Vật liệu làm dao phải đảm bảo yêu cầu sau: - Có độ cứng cao (cao độ cứng vật liệu gia công) Thƣờng vật liệu gia cơng khí thép, gang… có độ cứng cao, để cắt đƣợc, vật liệu làm dao phải có độ cứng cao (50 ÷ 60 HRC) - Có tính bền học: Dụng cụ cắt thƣờng phải làm việc điều kiện khắc nghiệt: tải trọng lớn không ổn định, nhiệt độ cao, ma sát lớn, rung động… dễ làm lƣỡi 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 ÷ 8000C), 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 đƣợc 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 thƣờng xảy Thơng thƣờng vật liệu cứng tính chống mài mịn cao Tuy nhiên điều kiện nhiệt độ cao cắt tƣợng mài mịn học khơng chủ yếu nữa, mà mài mịn chủ yếu tƣợng 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 tƣợng 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 Mục tiêu: - Nêu đƣợc đặc tính loại vật liệu làm dao; - Giải thích đƣợc thành phần hóa học có loại vật liệu; - Lựa chọn đƣợc vật liệu làm dao thích hợp điều kiện gia cơng cụ thể; - Chủ động tích cực học tập Để làm phần cắt dụng cụ, ngƣời ta dùng loại dụng cụ khác tuỳ thuộc váo tính lý vật liệu cần gia công diều kiện sản xuất cụ thể Dƣới lần lƣợt giới thiệu làm phần cắt dụng cụ theo phát triển hoàn thiện khả làm việc chúng Ve,m/ph Nhiệt độ giới hạn đặt tính cắt 0C Độ cứng Thép Cacbon dụng cụ 200-300 60 Thép hợp kim dụng cụ Năm Vật liệu dụng cụ 1894 1900 1900 1908 1913 Thép gió Thép cải tiến Thép gió(tăng Co WC) HRC 60 300-500 - 12 - 15-20 500-600 20-30 600-650 60-64 1931 Hợp kim cứng Cácbitvonfram 200 1000-1200 91 1934 Hợp kim cứngWC TiC 300 1000-1200 91-92 800 100.000HV 300-500 1500 92-94 100-200 1600 8.000HV 300 1000 18.000HV Kim cƣơng nhân tạo 1955 Gốm Nitrit Bo 1957 1965 Hợp kim cứng phủ (TiC) 1970 a Th p Cac on ụng cụ: Để đạt đƣợc độ cứng, tính chịu nhiệt chịu mài mòn, lƣợng C thép Cacbon dụng cụ đƣợc dƣới 0,7 (thƣờng từ 0,7 - 1,3 )và lƣợng P, S thấp (P < 0,035%, S < 0,025%) Độ cứng sau ram đạt HRC = 60 - 62 - Sau ủ độ cứng đạt đƣợckhoảng HB = 107-217 nên dễ gia công cắt gia công áp lực - Độ thấm tơi nên thƣờng tơi nƣớc dễ gây nứt vỡ dụng cụ có kích thƣớc lớn - Tính chịu nóng kém, độ cứng giảm nhanh nhiệt độ đạt đến 200o – 300oC ứng với tốc độ cắt 4-5 m/ph - Khó mài dễ biến dạng nhiệt luyện dùng để chế tạo dụng cụ định hình, cần phải mài theo prôphin chế tạo Dư i đ y n nêu thành ph n h a h c c l t nh ph m vi ứng ụng s mác th p Các on ụng cụ thường g p Giả s ta có nhãn hiệuY10A - Chữ Y: kí hiệu Cácbon - Chữ A:kí hiệu chất lƣợng tốt (hàm lƣợng P, S < 0,03 ) - Số10: giá trị trung bình cácbon thép (0,95 - 1,09%) Ngồi cịn có nhãn hiệu khác nhƣ Y7,Y8…Y10,Y12 nhƣng chất lƣợng hơn(khơng có chữ A) nên dùng Th p h p kim ụng cụ: Thép hợp kim dụng cụ loại thép có hàm lƣợng Cacbon cao, ngồi cịn có thêm số nguyên tố hợp kim với hàm lƣợng định ( 0.5 – 3%) Các nguyên tố hợp kim nhƣ: Cr, W, Co, V có tác dụng: - Làm tăng tính thấm tơi thép - Tăng tính chịu nóng đến 300oC, tƣơng ứng với tốc độ cắt cao thép cacbon dụng cụ khoảng 20 Thành phần hoá học số nhãn hiệu thép hợp kim dụng cụ Nh m I Nh n hiệu Thép Cr05 Kí hiệu Nga III Mn 12,5-1,1 0,2-0,4 0,8-,0,9 0,3-0,6 XB 85CrV II C 0,95-1,1 Cr X 9CrSi 9XC 0,850,95 0,3-0,6 CrMn X 1,3-1,5 0,45-0,7 CrWMn XB 0,9-1,0