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

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH NGUYÊN LÝ CẮT NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI (Ban hành theo định số 59/QĐ-CĐHHII, ngày 25 tháng năm 2021 Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II ( Lưu hành nội bộ) TP HCM , năm 2021 MỤC LỤC TRANG CHƯƠNG - VẬT LIỆU LÀM DAO 1.Yêu cầu 08 Các loại vật liệu phạm vi ứng dụng 09 CHƯƠNG - KHÁI NIỆM VỀ TIỆN VÀ DAO TIỆN Khái niệm 17 Hình dáng kết cấu dao tiện 20 Sự thay đổi góc dao làm việc 24 Các loại dao tiện 30 CHƯƠNG - Q TRÌNH CẮT KIM LOẠI Sự hình thành phoi loại phoi 31 Biến dạng kim loại trình cắt 34 Các biểu biến dạng 35 Các tượng xảy q trình cắt 39 Sự tưới ngi 42 CHƯƠNG - LỰC CẮT KHI TIỆN Phân tích tổng hợp lực 42 Tác dụng lực lên dao, máy, vật 46 Các nhân tố ảnh hưởng đến lực 47 CHƯƠNG - NHIỆT CẮT VÀ SỰ MỊN DAO Nhiệt cắt 49 Sự mài mịn 51 CHƯƠNG - TIỆN Tính chất tiện 54 Khả công nghệ tiện 55 Gá đặt chi tiết tiện 57 Lực cắt tiện 59 CHƯƠNG - BÀO VÀ XỌC Công dụng đặc điểm 61 Cấu tạo dao bào dao xọc 63 Yếu tố cắt bào xọc 64 Lựa chọn chế độ cắt 66 CHƯƠNG - KHOAN - KHOÉT - DOA Công dụng đặc điểm 67 Khoan 69 Khoét 77 Doa 82 CHƯƠNG - PHAY Các loại dao phay công dụng 86 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu 89 Yếu tố cắt phay 90 Lực cắt phay 94 Phay thuận phay nghịch 97 Đường lối chọn chế độ cắt phay bảng số 98 CHƯƠNG 10 - CHUỐT Khái niệm, công dụng 101 Cấu tạo chuốt 103 Các yếu tố cắt CHƯƠNG 11 - CẮT BÁNH RĂNG Khái niệm chung bánh 105 Yêu cầu chung bánh 108 Các phương pháp đặc điểm cuả q trình gia cơng 109 Cắt dao phay đĩa môđun 111 Gia công bánh dao phay lăn 113 Cắt dao xọc 116 Cà 119 Mài vê đầu 120 CHƯƠNG 12: CẮT REN Các phương pháp gia công ren Ta rô bàn ren CHƯƠNG 13 - MÀI Đặc điểm phương thức phương pháp mài 121 129 Các phương pháp mài 134 107 132 3 Đá mài 139 Cấu tạo đá mài 140 Chọn chế độ cắt 144 TÊN MƠN HỌC: NGUN LÝ CẮT Mã mơn học: MH19 1.Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Vị trí: - Mơn học Ngun lý cắt cần bố trí sau sinh viên học xong môn học MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH14, MH15 Tính chất: - Là mơ đun chun mơn nghề thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề; - Là mơn học giúp cho sinh viên có kiến thức để lựa chọn máy, chế độ cắt, dụng cụ cắt thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng Ý nghĩa vai trị: - Mơn học Ngun lý cắt chương trình Cắt gọt kim loại có ý nghĩa vai trò quan trọng Người học trang bị kiến thức cắt gọt kim loại, loại dụng cụ cắt cách chọn chế độ cắt cho công việc gia công cụ thể, đảm bảo suất chất lượng gia công Mục tiêu môn học: - 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 ra; - Trình bày phương pháp gia cơng khác nhau; - Chọn thông số cắt hai phương pháp tính tốn tra bảng; - Đọc vẽ dao; - Chọn vật liệu làm dao, chọn góc độ dao, mài dao phương pháp an tồn… - Chọn thơng số hình học dao phù hợp nguyên công cụ thể; - Tích cực học tập, tìm hiểu thêm q trình thực tập xưởng; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập 3.Nội dung môn học: Số TT Tên chương, mục Vật liệu làm dao Vật liệu làm thân dao Vật liệu làm phần cắt II Khái niệm tiện dao tiện Khái niệm Hình dáng kết cấu dao tiện Sự thay đổi góc dao làm việc Các loại dao tiện III Quá trình cắt kim loại Sự hình thành phoi loại phoi Biến dạng kim loại trình cắt Các biểu biến dạng Các tượng xảy trình cắt Sự tưới ngi Lực cắt tiện IV Phân tích tổng hợp lực Tác dụng lực lên dao, máy, vật Các nhân tố ảnh hưởng đến lực Cơng thức tính lực thực hành tính lực V Nhiệt cắt mòn dao Nhiệt cắt Sự mài mòn VI Chọn chế độ cắt tiện Trình tự chọn chế độ cắt Tính chế độ cắt Chọn chế độ cắt bảng số VII Bào xọc Công dụng đặc điểm Cấu tạo dao bào dao xọc Yếu tố cắt bào xọc Lựa chọn chế độ cắt VIII Khoan, khoét , doa Công dụng đặc điểm Khoan Khoét Doa I Thời gian Tổng Lý Bài Kiểm số thuyết tập tra* 2 0 0.5 0,5 0 1.5 1,5 0 1 0 1.0 1.0 0 0.5 0.5 0 1,5 0,5 5 0 1Thời gian: 0giờ 1 0 1 0 1 0 1 0 0.5 0.5 Thời gian: 0.5 1Thời gian: 0giờ 1Thời gian: 0giờ 1.5 0.5 1 0 1 1 1Thời gian: 0giờ 1,5 1,5 Thời gian: 1giờ 1,5 0,5 0.5 0.5 Thời gian: 0giờ 1Thời gian: 0giờ 1Thời gian: 0giờ 1.5 0.5 0.5 0.5 0 2.5 1.5 0.5 0.5 0 0.5 0.5 0 IX Phay Các loại dao phay công dụng 0.5 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu Yếu tố cắt phay 0.5 Lực cắt phay 0.5 Đường lối chọn chế độ cắt phay bảng số 0.5 Ví dụ chọn chế độ cắt X Chuốt Khái niệm 0.5 Cấu tạo dao chuôt 0.5 Yếu tố cắt chuốt 0.5 Chọn chế độ cắt chuốt 0.5 XI Cắt bánh Các phương pháp cắt 0.5 Cấu tạo dao phay lăn xọc Các yếu tố cắt lăn xọc 0.5 Lựa chọn chế độ cắt phay lăn xọc Cắt ren XII Các phương pháp gia công ren 0.5 Tiện ren 1.5 Tarô bàn ren Mài XIII Đặc điểm phương thức phương pháp mài 0.5 Các loại đá mài ứng dụng 0.5 Cấu tạo đá mài ứng dụng Yếu tố cắt 0.5 Chọn chế độ cắt 0,5 Cộng 45 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết tính thực hành tính thực hành 0.5 0 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0 0.5 0 0 1 0.5 0 0.5 1 0 0 0.5 0 0,5 0 0 0.5 Thời gian:0.5 0 0,5 0 34 lý thuyết, kiểm tra CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU LÀM DAO Mã chương MH19-01 Giới thiệu: Để nâng cao suât, chất lượng sản phẩm gia công cắt gọt phải hiểu 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 phương pháp gia công, đáp ứng yêu cầu ngày phát triển ngành khí chế tạo Mục tiêu: - Trình bày tính năng, cơng dụng loại vật liệu làm dao; - Chọn vật liệu làm dao phù hợp điều kiện gia công (phần thân dao lưỡi 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 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) Thường vật liệu gia cơng khí thép, gang… có độ cứng cao, để cắt được, vật liệu làm dao phải có độ cứng cao (50 ÷ 60 HRC) - Có tính bền học: Dụng cụ cắt thường phải làm việc điều kiện khắc nghiệt: tải trọng lớn không ổn định, nhiệt độ cao, ma sát lớn, rung động… dễ làm lưỡi 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 ÷ 800 0C), 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 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 thường xảy Thơng thường vật liệu cứng tính chống mài mịn cao Tuy nhiên điều kiện nhiệt độ cao cắt tượng mài mịn học khơng cịn chủ yếu nữa, mà mài mòn chủ yếu tượng 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 tượng 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 đặc tính loại vật liệu làm dao; - Giải thích thành phần hóa học có loại vật liệu; - Lựa chọn vật liệu làm dao thích hợp điều kiện gia cơng cụ thể; - Chủ động tích cực học tập Để làm phần cắt dụng cụ, người ta dùng loại dụng cụ khác tuỳ thuộc váo tính lý vật liệu cần gia công diều kiện sản xuất cụ thể Dưới giới thiệu làm phần cắt dụng cụ theo phát triển hoàn thiện khả làm việc chúng Năm Vật liệu dụng cụ Thép Cacbon dụng cụ 1900 Thép hợp kim dụng cụ 1900 Thép gió 1908 Thép cải tiến 1913 Thép gió(tăng Co WC) 1931 Hợp kim cứng Cácbitvonfram 1934 Hợp kim cứngWC TiC 1955 Kim cương nhân tạo 1957 Gốm 1965 Nitrit Bo 1970 Hợp kim cứng phủ (TiC) a Thép Cacbon dụng cụ: 1894 Ve,m/ph Nhiệt độ giới hạn đặt tính cắt 0C 200-300 Độ cứng HRC 60 60 12 15-20 20-30 300-500 500-600 600-650 200 1000-1200 91 300 1000-1200 91-92 800 100.000HV 1500 1600 1000 92-94 8.000HV 18.000HV 300-500 100-200 300 60-64 Để đạt độ cứng, tính chịu nhiệt chịu mài mịn, lượng C thép Cacbon dụng cụ 0,7% (thường từ 0,7 - 1,3%)và lượng P, S thấp (P < 0,035%, S < 0,025%) Độ cứng sau ram đạt HRC = 60 - 62 - Sau ủ độ cứng đạt đượckhoảng HB = 107-217 nên dễ gia công cắt gia công áp lực - Độ thấm nên thường nước dễ gây nứt vỡ dụng cụ có kích thước 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 prơphin chế tạo Dưới nêu thành phần hóa học, lý tính phạm vi ứng dụng mợt số mác thép Cácbon dụng cụ thường gặp Giả sử ta có nhãn hiệuY10A - Chữ Y: kí hiệu Cácbon - Chữ A:kí hiệu chất lượng tốt (hàm lượng P, S < 0,03%) - Số10: giá trị trung bình cácbon thép (0,95 - 1,09%) Ngồi cịn có nhãn hiệu khác Y7,Y8…Y10,Y12 chất lượng hơn(khơng có chữ A) nên dùng b Thép hợp kim dụng cụ: Thép hợp kim dụng cụ loại thép có hàm lượng Cacbon cao, ngồi cịn có thêm số ngun tố hợp kim với hàm lượng định ( 0.5 – 3%) Các nguyên tố hợp kim như: Cr, W, Co, V có tác dụng: - Làm tăng tính thấm tơi thép - Tăng tính chịu nóng đến 300oC, tương ứng với tốc độ cắt cao thép cacbon dụng cụ khoảng 20% Thành phần hoá học số nhãn hiệu thép hợp kim dụng cụ % Nhóm Nhãn hiệu I Thép Cr05 85CrV XB Cr 9CrSi X 9XC II Kí hiệu Nga C Mn 12,5-1,1 0,2-0,4 0,8-,0,9 0,3-0,6 0,95-1,1 0,85-0,95