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

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: NGUN LÝ CẮT NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm…… Trường cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin 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 Môn học Nguyên lý cắt  là môn học sở ngành khí có nhiều thơng tin lý thuyết có tính ứng dụng thực tiễn cao, thơng qua em hiểu rõ ràng lý thuyết cắt gọt, biết cách chọn chế độ cắt gọn tối ưu làm tài liệu tham khảo bạn đọc quan tâm Hiện nay, có nhiều giáo trình, tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn nguyên lý cắt biên soạn biên dịch nhiều tác giả, chuyên gia đầu ngành nguyên lý cắt Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trình đào tạo nhà trường phải bám sát chương trình khung giáo trình Nguyên lý cắt biên soạn tham gia giảng viên trường Cao đẳng Cơ giới dựa sở chương trình khung đào tạo ban hành, trường Cao đẳng Cơ giới với giáo viên có nhiều kinh nghiệm tham khảo nguồn tài liệu khác để thực biên soạn giáo trình Nguyên lý cắt phục vụ cho công tác giảng dạy Giáo trình thiết kế theo mơn học thuộc hệ thống mơn học MH16 chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại cấp trình độ cao dẳng nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mơ đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun khác nghề Quảng Ngãi, ngày tháng năm Tham gia biên soạn Trương Thị Ngọc Thư Chủ biên ………… ……… … MỤC LỤC TT NỘI DUNG TRANG Lời giới thiệu Mục lục Chương 1: Vật liệu làm dao 13 Vật liệu làm thân dao 14 Vật liệu làm phần cắt 14 Chương 2: Khái niệm tiện dao tiện 23 Khái niệm 24 Hình dáng kết cấu dao tiện 26 Sự thay đổi góc dao làm việc 27 10 Các loại dao tiện 30 11 Chương 3: Quá trình cắt kim loại 33 12 Sự hình thành phoi loại phoi 34 13 Biến dạng kim loại trình cắt 35 14 Các biểu biến dạng 35 15 Các tượng xảy trình cắt 35 16 Sự tưới nguôi 38 17 Chương 4: Lực cắt tiện 40 18 Phân tích tổng hợp lực 41 19 Tác dụng lực lên dao, máy, vật 42 20 Các nhân tố ảnh hưởng đến lực 42 21 Cơng thức tính lực thực hành tính lực 42 22 Chương 5: Nhiệt cắt mòn dao 45 23 Nhiệt cắt 45 24 Sự mài mòn 46 25 Chương 6: Chọn chế độ cắt tiện 50 26 Trình tự chọn chế độ cắt 51 27 Tính chế độ cắt 51 28 Chọn chế độ cắt bảng số 53 29 Chương 7: Bào xọc 55 30 Công dụng đặc điểm 56 31 Cấu tạo dao bào dao xọc 56 32 Yếu tố cắt bào xọc 57 33 Lựa chọn chế độ cắt 57 34 Chương 8: Khoan, khoét , doa 62 35 Công dụng đặc điểm 62 36 Khoan 62 37 Khoét 67 38 Doa 71 39 Chương 9: Phay 76 40 Các loại dao phay công dụng 77 41 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu 78 42 Yếu tố cắt phay 79 43 Lực cắt phay 80 44 Đường lối chọn chế độ cắt phay bảng số 80 45 Ví dụ chọn chế độ cắt 81 46 Chương 10: Chuốt 83 47 Khái niệm 84 48 Cấu tạo dao chuôt 85 49 Yếu tố cắt chuốt 85 50 Chọn chế độ cắt chuốt 86 51 Chương 11: Cắt bánh 89 52 Các phương pháp cắt 90 53 Cấu tạo dao phay lăn xọc 91 54 Các yếu tố cắt lăn xọc 92 55 Lựa chọn chế độ cắt phay lăn xọc 93 56 Chương 12: Cắt ren 95 57 Các phương pháp gia công ren 95 58 Tiện ren 96 59 Tarô bàn ren 96 60 Chương 13: Mài 102 61 Đặc điểm phương thức phương pháp mài 103 62 Các loại đá mài ứng dụng 103 63 Cấu tạo đá mài ứng dụng 104 64 Yếu tố cắt 108 65 Chọn chế độ cắt 109 66 Tài liệu tham khảo 111 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: NGUYÊN LÝ CẮT Mã mô đun: MH16 Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: + Mơn học Ngun Lý-Chi Tiết Máy bố trí sau sinh viên học xong tất mơn học, mơ-đun: vẽ kỹ thuật, vật liệu khí, lý thuyết, sức bền vật liệu, Autocad, dung sai–đo lường kỹ thuật + Môn học bắt buộc trước sinh viên học mơn học chun mơn - Tính chất: + Là môn học kỹ thuật sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết thực nghiệm + Là mơn học giúp cho sinh viên có khả tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng đơn giản Mục tiêu mơn học: - Nêu lên tính chất, cơng dụng số cấu truyền phận máy thường gặp - Phân biệt cấu tạo, phạm vi sử dụng, ưu khuyết điểm chi tiết máy thông dụng để lựa chọn sử dụng hợp lý - Phân tích động học cấu truyền khí thơng dụng - Xác định yếu tố gây dạng hỏng đề phương pháp tính tốn, thiết kế thay thế, có biện pháp sử lý lựa chọn kết cấu, vật liệu để tăng độ bền cho chi tiết máy - Vận dụng kiến thức mơn học tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng đơn giản - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập Chương trình khung nghề Cắt gọt kim loại Mã MH, MĐ I MH 01 MH 02 MH Số tín Tên mơn học, mơ đun Các mơn học chung Chính trị 18 Thời gian đào tạo (giờ) Trong Tổn Lý Thực Kiểm g số thuyế hành tra t 435 157 255 23 75 41 29 2 30 60 18 10 51 Pháp luật Giáo dục thể chất 03 MH 04 MH 05 MH 06 II MH 07 MH 08 MH 09 MH 10 MH 11 MH 12 MH 13 MH 14 MH 15 MH 16 MH 17 MH 18 MH 19 MĐ 20 MĐ 21 Giáo dục quốc phòng - An ninh 75 36 35 75 15 58 120 42 72 106 2370 860 1411 99 60 33 24 60 20 38 60 46 12 45 34 45 34 45 41 2 60 50 30 28 30 19 45 34 60 50 5 45 39 75 64 60 14 43 45 37 Tin học Ngoại ngữ (Anh văn) Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Vẽ kỹ thuật Autocad Cơ lý thuyết Sức bền vật liệu Dung sai – Đo lường kỹ thuật Vật liệu khí Nguyên lý – Chi tiết máy Kỹ thuật an toàn Bảo hộ lao động Tổ chức quản lý sản xuất 3 3 2 Nguyên lý cắt Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số Đồ gá Cơng nghệ chế tạo máy Thiết kế quy trình cơng nghệ Nguội Kỹ thuật điện – Điện tử công nghiệp 3 MĐ 22 MĐ 23 MĐ 24 MĐ 25 MĐ 26 MĐ 27 MĐ 28 MĐ 29 MĐ 30 MĐ 31 MĐ 32 MĐ 33 MĐ 34 MĐ 35 MĐ 36 MĐ 37 MĐ 38 MĐ 39 MĐ 40 MĐ Tiện trụ ngắn, trụ bậc, tiện trụ dài l10d Tiện rãnh, cắt đứt Gia công lỗ máy tiện Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng Phay, bào mặt phẳng bậc Phay, bào rãnh, cắt đứt Tiện côn Phay, bào rãnh chốt đuôi én chữ T Tiện ren tam giác Tiên ren vuông Tiện ren thang Phay đa giác Phay bánh trụ thẳng Phay bánh trụ nghiêng, rãnh xoắn Tiện CNC Phay CNC 3 2 3 2 3 90 16 71 30 24 75 16 56 90 15 72 45 35 45 35 45 10 33 75 20 52 60 13 45 60 11 47 60 11 47 45 36 60 50 45 15 28 75 65 75 65 15 57 50 12 38 46 2 Tiện lệch tâm, tiện định hình 75 Tiện chi tiết có gá lắp phức tạp 60 Doa lỗ máy doa vạn Thực hành hàn 45 60 41 MĐ 42 MĐ 43 MĐ 44 MĐ 45 MĐ 46 Mài mặt phẳng 45 12 31 45 12 31 60 18 39 60 40 16 180 18 162 2805 1017 1666 122 Mài trụ ngồi, mài ngồi Lập chương trình gia cơng sử dụng chu trình tự động, bù dao tự động máy phay CNC Ngoại ngữ chuyên ngành Thực tập sản xuất Tổng cộng 126 Chương trình chi tiết mơn học Số TT I II III IV V Tên chương, mục Vật liệu làm dao Vật liệu làm thân dao Vật liệu làm phần cắt Khái niệm tiện dao tiện Khái niệm Hình dáng kết cấu dao tiện Sự thay đổi góc dao làm việc Các loại dao tiện Quá trình cắt kim loại Sự hình thành phoi loại phoi gian: Biến dạng kim loại trình cắt Các biểu biến dạng Các tượng xảy trình cắt Sự tưới ngi Lực cắt tiện Phân tích tổng hợp lực Tác dụng lực lên dao, máy, vật Các nhân tố ảnh hưởng đến lực Tổng số 0.5 1.5 1.5 0.5 1 1 0.5 1 1.5 Thời gian Lý Bài Kiểm thuyết tập tra* 0 0 0 0 0 0 1.5 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0 0 0 0.5 1 0 10 Theo cơng dụng chia ta rơ thành nhóm sau : Ta rô tay, ta rô máy, ta rô đai ốc, ta rô để gia công bàn ren, v.v Nhưng mặt kết cấu chung chúng giống Ta rơ có hai thành phần : phần làm việc phần cán (phần đuôi) Trên phần làm việc lại chia làm hai phần : -Phần cắt có chiều dài : với góc nghiêng  =25 – 300, làm nhiệm vụ cắt lượng dư kim loại tạo hình ren - Phần sửa : dùng để sửa prôfin ren đồng thời có tác dụng định hướng ta -rơ q trình cắt Do người ta cịn gọi phần phần định hướng Để giảm ma sát bề mặt ren ta -rô chi tiết gia công, đồng thời để giảm độ lay rộng lỗ ren, người ta làm đường kính ren phần sửa nhỏ dần phía chi với lượng giảm khoảng 0,1 - 0,3 mm 100 mm chiều dài - Phần cán : dùng kẹp ta-rô đầu kẹp để truyền mô -men xoắn tarô Ở cuối phần chuôi có đoạn ngắn có tiết diện vng, để kẹp ta-rơ tay quay làm việc tay Ngồi phần cán nơi để ghi nhãn hiệu số ta - rô - Đối với ta-rơ tay có từ 2-3 Đường kính ta-rơ số nhỏ đến số (nếu ) Ta- rơ số cuối có đường kính phù hợp với đường kính ren cần gia cơng Mục đích nhằm phân chia tải trọng cho lần cắt Thơng số hình học tarơ: Góc trước tarô chọn khoảng - 300 tùy theo vật liệu gia cơng Góc sau phần cịn cắt tạo cách mài hớt lưng theo đường kính ngồi Tùy theo vật gia cơng kiểu ta-rô mà  = -120 Đối với ta-rơ có mài prơfin ren người ta tạo góc sau phần định hướng đường kính ngồi hai lưỡi bên Góc sau hai lưỡi cắt đo tiết diện vng góc với trục ta-rô không lớn lắm, thường khoảng 15-20 phút Việc hớt lưng tiến hành đồng thời với trình mài ren máy mài ren Góc nghiêng  tùy theo loại ta-rơ điều kiện cắt mà có giá trị khoảng 30’ 250 98 Rãnh ta rô dùng để chứa phoi Tùy theo đường kính mà số rãnh từ - Đối với ta-rơ tiêu chuẩn, để dễ chế tạo người ta thường làm rãnh thẳng Khi gia cơng ren có độ xác cao ren bàn ren hay ren lỗ sâu, để dễ thoát phoi người ta làm rãnh xoắn Để gia cơng ren lỗ sâu làm rãnh xoắn trái, cịn thơng thường làm rãnh xoắn phải Góc xoắn  thường lấy từ 10  160 Ở tarô rãnh thẳng, để hướng phoi phiá đầu ta-rô (khi gia cơng ren lỗ thơng) người ta mài vát rãnh phần cắt nghiêng góc  =  100 Kết cấu bàn ren tròn: Bàn ren dụng cụ để cắt ren ren tiêu chuẩn Về mặt cấu tạo chung giống chi tiết có ren (đai ốc), xung quanh khoan từ đến lỗ để tạo lưỡi cắt phoi Ngồi bàn ren cịn có rãnh chống xoay, lỗ để tỳ vít bắt chặt … Các kích thước bàn ren trịn sau: Đường kính ngồi bàn ren d: đường kính tiêu chuẩn hố phù hợp với kích thước dụng cụ lắp bàn ren Bề dày bàn ren l: tuỳ theo kích thước bước ren mà có chiều dáy khác nhau, phải đủ cho phần sửa bàn ren có từ đến đỉnh ren Trong phần làm việc bàn ren có cấu tạo kiểu lược, phần cắt có hai đầu độ vát với góc  khoảng 300 để cắt dần chiều sâu ren định hướng cho bàn ren bắt đầu cắt Phần dẫn hướng phần sửa làm nhiệm vụ cắt tinh đảm bảo cho ren kích thước Góc trước  bàn ren lấy khoảng 10÷250 phụ thuộc vào vật liệu gia cơng Góc sau  bàn ren phần côn cắt lấy khoảng 0÷90 đo tiết diện vng góc với đường tâm bàn ren 99 Việc tạo góc sau phần cắt hai đầu bàn ren thực cách hớt lưng (tiện mài) theo phương chiều trục bàn ren Răng phần sửa khơng có góc sau 3.2 Yếu tố cắt Tùy theo yêu cầu độ xác ren gia công mà người ta dùng sơ đồ cắt khác Theo sơ đồ hình (a): cắt bề mặt ren sau cắt có dộ bóng thấp, việc chế tạo phần cắt dụng cụ dễ dàng, có góc  Khi chế tạo ta-rô hay bàn ren, người ta việc hớt bỏ phần đỉnh theo góc  Loại thường dùng cho loại ta-rơ để gia cơng ren cấp xác thông thường cho bàn ren tiêu chuẩn Theo hình (b): Ren phần cắt chế tạo dạng ren với góc nghiêng ren 1 góc nghiêng bề mặt phần cắt  Với sơ đồ cắt này, bề mặt ren cắt có độ bóng tốt loại trên, chiều dầy cắt lưỡi cắt nhỏ mà chiều rộng cắt lại lớn Do tải trọng đơn vị tăng lên, thêm vào ,việc chế tạo phần ren khó khăn Kết cấu loại thường dùng cho ta-rô để gia công thô bàn ren số tarô tinh khác Theo sơ đồ (c),cả đường kính ren phần cắt có góc nghiêng 1, nghĩa có dạng ren có góc 1 Ren cắt theo sơ đồ đạt dộ bóng xác cao Lưỡi cắt đỉnh cắt lớp kim loại có chiều dầy a mỏng loại theo sơ đồ hình b Việc chế tạo loại ta-rơ theo kiểu sơ đồ cắt phức tạp loại thứ hai Nó thường dùng cho ta-rơ để gia cơng tinh bàn ren ca-lip ren lỗ Chiều rộng cắt b lượng thay đổi từ lớp cắt đến lớp cắt Chiều dày cắt a’ đo phương vng góc với lưỡi cắt (ở vng góc với phương b) 100 Song góc  thường nhỏ, nên chiều dày cắt gần lấy a vng góc với tarơ Nếu ta- rơ có Z rãnh chiều dài bước ren, chiều dày cắt tổng t tính theo công thức sau: Z.a Chiều dày cắt cắt a= P mm Trong : t - chiều cao ren mm P- số cắt (hình lược) tất mặt cắt thuộc phần côn cắt Nếu gọi n số mc ta -rơ (hay bàn ren ) thì: t p = n.Z : a = n Z t s Vì n = t1/ s nên viết sau : t Z a= mm s Vì t/t1 = tg  nên ta có : a = Z tg (*) Trong : t1 chiều dài phần côn cắt mm s bước ren mm Z số rãnh chứa phoi (hay số mc) Theo công thức (*) chiều dày cắt a tỷ lệ nghịch với số mc Z tỷ lệ thuận với tg Qua quan hệ này,ta phân tích ảnh hưởng góc  số rãnh Z đến lực cắt đơn vị, nhiệt cắt, độ mòn lưỡi cắt qua thay đổi chiều dày cắt a Diện tích cắt tổng tất cắt ta-rô làm việc(đối với ren tam s.t giác) tính theo cơng thức sau: F= 101 CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Trình bày cơng dụng đặc điểm phương pháp cắt ren? Câu 2: Trình bày yếu tố cắt ren? Câu 3: Xác định tính toán chế độ cắt cắt ren 102 CHƯƠNG 13: MÀI Mục tiêu: - Mô tả kết cấu đá mài - Phân tích ký hiệu đá mài - Chọn đá mài gia cơng - Trình bày số phương pháp mài thông dụng - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Phương pháp giảng dạy học tập - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực học - Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng học chun mơn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, tài liệu liên quan - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra đánh giá học - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kĩ  Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có 103 Nội dung chính: Đặc điểm phương thức phương pháp mài Quá trình mài kim loại có tác dụng để gia cơng tinh gia công thô chi tiết máy dao cắt Mài khơng dùng để gia cơng mặt trịn ngồi trịn mà cịn gia cơng mặt phẳng, mặt cơn, mặt định hình có hình dáng khác chi tiết So với dạng gia công khác, mài có đặc điểm sau đây: - Tốc độ mài lớn (20 – 40m/s) đặc biệt lên đến 50 – 70 m/s hay cao - Đá mài bao gồm nhiều hạt mài liên kết với chất kết dính Coi hạt mài lưỡi cắt Các hạt mài không giống hình dáng hình học, kích thước vị trí, góc cắt hạt mài khơng giống khó đạt trị số hợp lý - Nhiệt độ cắt trình mài tương đối cao (1000 – 1500 oC) tốc độ cắt lớn đồng thời chiều dài phơi nhỏ góc trước âm sinh biến dạng kim loại nhiều - Khác với loại dao cắt khác đá mài khơng có lưỡi cắt không liên tục, hạt mài nằm cách biệt mặt làm việc đá Mỗi hạt cắt phoi riêng, xem q trình mài trình cào - Trong thời gian làm việc đá mài có khả tự mài sắc phần Một số hạt mài sau cắt xong tự tróc khỏi mặt đá làm xuất hạt mài sắc bén Các loại đá mài ứng dụng Về nguyên lý, mài có tính chất tương tự giống phay, khác kích thước số lượng lưỡi cắt dao phay đá mài Đá mài loại dao có vơ số lưỡi cắt, hạt có kích thước khoảng 0,003 đến 3mm Các hạt mài có hình dạng khác nhau, phân bố nhờ chất kết dính đá mài 104 Bản chất q trình mài cọ sát tế vi bề mặt vật rắn hạt mài có vận tốc cao Mài gia cơng loại vật liệu cứng lại không phù hợp gia công loại vật liệ mềm Tốc độ cắt mài lớn nhiều so với phay, đạt từ 10 – 80m/s Mài nguyên công gia công tinh, mài thơ đạt cấp xác cấp độ bóng bề mặt Ra = 0,2 – 1,6m Mài tinh mỏng đạt cấp xác đến Ra = 0,025 – 0,4m Cấu tạo đá mài ứng dụng Đá mài dụng cụ cắt đặc biệt có vơ số lưỡi cắt dụng cụ cắt khơng hồn tồn giống kích thứơc hình dáng Đá mài tạo thành từ hạt mài chất dính kết Hạt mài thành phần đá mài, hạt mài có nhiệm vụ lưỡi cắt nên phải có yêu cầu loại vật liệu làm lưởi cắt Hạt mài chế tạo từ loại vật liệu kim cương, cacbit Silit (SiC), Oxit nhôm (Al 2O3), cacbit bo (B4C) … hạt mài sản suất theo kivh thước (cỡ) hạt khác từ 5m đến 3200m để chế tạo loại đá khác Kích thước hạt phụ thuộc vào kích thước 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 thường dùng gồm chất kết dính vơ keramit, chất kết dính hữu 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 lưỡi cắt Đà mềm loại đá dễ tách hạt mài khỏi đá mài tạo nên bề mặt đá hạt mài lưỡi cắt nên lưỡi cắt sắc bén Thường dùng để gia công vật liệu cứng Một đặc trưng 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 ngược 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 Trong loại hình dáng đá có nhiều loại đá mài với tính chất khác độ hạt, độ cứng, độ xốp độ lớn kích thước 3.1 Vật liệu làm hạt mài Vật liệu dùng làm hạt mài có thiên nhiên nhân tạo Vật liệu nhân tạo như: cacbitsilic cácbitbo Hạt mài kim cương có loại nhân loại nhân tạo có loại thiên nhiên 105 Độ cứng tế vi sớ vật liệu hạt mài sau: Kim cương 98690 N/mm2 CacbitBo 36300 – 48 070 N/mm2 CacbitSilic 29460 N/mm2 Corum điện 20200 N/mm2 Corum điện hình thành từ Oxit nhơm Al2O3 luyện từ bocxit có ba loại: corum điện thường, corum điện trắng, corm đơn tinh thể +Corum điện thường (Cn) dùng phổ biến thường có màu thay đổi nâu sẫm đến hồng +Corum điện trắng: (Chương trình) có chất lượng tốt hơncorm điện thường 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 sử dụng: Corum điện thường 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 như mài sắc dao cắt thép dụng cụ Cacbuasilic hợp chất Silic cacbon ( nhiệt độ 2200 – 2300 0C) có hai loại cacbuasilic xanh chứa 98 – 99% Silic cacbuasilic đen chứa 97 – 98 % Silic Chất lượng 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 giịn cacbitsilic Nó gồm 70 – 90% B 4C lại Bo, graphit tạp chất khác Kim cương dùng để mài sa9c1 mài bóng dao hợp kim cứng mài vật liệu có độ cứng cao 3.2 Chất kết dính Việc liên kết hạt mài để tạo hình dáng kích thước đá mài nhờ chất kết dính Hiện chất kết dính dùng phổ biến làhai loại vô ( Keramic) hữu (Bakelit Vunganhit) +Chất kết dính Keramic (G) Chất kết dính Keramic tạo từ đất sét trắng chịu lửa, Spat hoạt thạch, đơi cịn thêm vào phấn, thạch anh, nước thuỷ tinh Đá mài có chất kết dính Keramic có độ bền hoá học cao, chịu ẩm nhiệt độ cao, đảm bảo prôfin đá mài Nhưng đá mài làm việc với tốc độ thấp V đ 35mm/s có nhược điểm độ giịn cao +Chất dính kết Bakelit (B) 106 Là chất nhựa nhân tạo chế tạo từ nhựa Cacbonic Fomalin, nên làm việc tốc độ căt lớn đến 50m/s, số trường hợp đặc biệt đến 70m/s nhiệt độ 1800, chất dính kết Bakelit tính bền Vì đá mài kiểu không chịu nhiệt độ cao, đồng thời không chịu tác dụng kiềm, dung dịch trơn nguội độ kiềm không 1.5 +Chất kết dính vunkahit (V) gồm 70 cao su 30 lưu huỳnh Đá mài có chất kết dính vunkahit có độ bền tính đàn hồi cao đá Bakelit, ngồi cịn giữ tốt prơfin đá, chất dính Vunkahit dùng để chế tạo đá mài định hình loại đá cắt đứt có chiều dày mỏng 0.3  0.5mm (với đường kính 150  200mm ) Nhược 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 sử dụng nguyên công mài bóng, mài tinh 3.3 Độ hạt đá mài Cỡ hạt đặc trưng cho kích thước hạt mài Phân loại kích thước hạt mài cách cho chúng lần lược lọt qua lỗ rây từ to đến nhỏ Theo kích thước lỗ rây mà người ta phân loại độ hạt hạt mài Đối với bột mài xác định kích thước hiển vi hay phương pháp mlắng động nước Tiêu chuẩn liên xơ qui định 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 Dưới kích thước hạt mài tương ứng với cỡ hạt nó: Cỡ hạt Kích thước 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 nhẵn 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 thô 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 công 107 kim loại hay vật liệu cứng,dùng đá mài có cở hạt bé Diện tích tiếp xúc đá màivà chi tiết gia công lớn đá mài cần có hạt lớn 3.4 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 Xô, quy định cấp tốc độ cứng đá mài sau : Độ cứng mài Ký hiệu Mềm –M M1,M2,M3 Mềm vừa –CM 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 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 đo phương pháp: Phun cát (với áp suất 1.5at), khoan lõm vào mặt đá mài (tác dụng tải trọng lên mũi khoan 25 35kg) ấn lõm vào mặt đá mài bi thép đường kính 6.35mm (theo chiều sâu vết lõm để xác định độ cứng) Tuy nhiên phương pháp chưa biểu hoàn toàn khả làm việc đá mài Thường đánh giá chất lượng đá mài tuổi bền đá lượng tiêu hao cắt 1cm3 vật liệu gia công Khi mài vật liệu cứng, hạt mài mòn nhanh cần chọn đá mài mềm, (để hạt mài dễ tróc tạo khả tự mài sắc phần) ngược lại vật liệu gia công mềm ,cần chọn đá mài có độ cứng` cao hơn, mài vật liệu dẽo (nhơm, đồng…)ngồi tượng 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 cơng lớn, hạt mài mịn nhanh cần chọn đá mài mềm 3.5 Cấu trúc đá mài Tỉ lệ số lượng hạt mài , chất dính kết khoảng trốngtrong mộtđơn vị thể tích đá mài đặc trưng 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 108 Đá có cấu trúc xốp, khoảng hở hạt mài lớn mặt đá mài khó bị lì (phoi khó bị kẹt vào khoảng hở hạt mài) Mặt kháckhi đá quay với tốc độ cao dễ tạo nên dịng khí lưu thơng khe hở đó, dung dịch làm nguội dễ thẩm thấu qua khe hở hạt mài để làm nguội trực tiếp bề mặt gia cơng vùng mài Tuy đá mài có cấu trúc xốp có nhiều nhựơc điểm sức bền kém, không giữ 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 trịn ngồi mặt tròn đá Cấu trúc xốp dùng mài kim loại mềm dẽo, mài phẳng mặt đầu đá Yếu tố cắt +Tốc độ cắt: Khi mài nên chọn tốc độ lớn (tốc độ cắt thường bị hạn chế sức bền đá mài) Khi mài trịn ngồi thường 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  50m/p gia công tinh +Chiều sâu cắt: Hay lượng 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 +Lượng 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 tương đối ngắn, đặc biệt mài định hình dùng phương pháp mài hướng kính Khi lượng chạy dao ngang t= 0,02 – 0,07mm Đường kính đá màiphải nhỏ lỗ gia công, bề mặt tiếp xúc đá mài chi tiết tương đối lớn, tải trọng lên hạt mài cao Vì đá mài có kích thước 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 mài trịn ngồi +Chiều dày cắt: Trong q trình gia cơng xem đá mài dao quay có nhiều lưỡi cắt +Tiết diện cắt: Diện tích cắt mài tính sau: Gọi thể tích kim loại cắt sau phút : V=1000.VC.S.t Diện tích lớp cắt trung bình: mm3 V V S.t Ftb= = CD L 60 V d 109 Trong đó: L chiều dài hạt mài di chuyển phút S lượng chạy dao dọc Chọn chế độ cắt Xác định chế độ cắt mài theo trình tự sau: Tuỳ theo điều kiện mài mà chọn đá Xác định chiều sâu cắt ( lượng 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 ưu điểm đó, cịn nhược 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 sẵn máy Xác định lươ6ng5 chạy dao dọc: Thường 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 sẵn trục đá mài Xác định lựcpz công suất tiêu tốn` mài Tính thời gian gia cơng T 0= L i Km n.s Trong : h t L : chiều dài chi tiết cần gia công mm h: lượng dư mài mm t: chiều sâu mài mm s : lượng 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 ) i= 110 CÂU HỎI ÔN TẬP Câu Trình bày đặc điểm phương thức phương pháp mài? Câu Phân biệt loại đá mài ứng dụng chúng? Câu3 Cấu tạo đá mài ứng dụng Câu Xác định tính toán chế độ cắt cắt mài 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Nguyên lý cắt, lý thuyết, thiết kế, ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật 2008 [2]- Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Nguyên lý cắt, Nxb Khoa học kỹ thuật 2004 [3]- Võ Minh Chính, Nguyên lý cắt, Nxb Khoa học kỹ thuật 2008 [4] - Phạm Quốc Hải, Phân tích giải mạch nguyên lý cắt, Nxb Khoa học kỹ thuật 2002 [5] – Lê Đăng Doanh, Nguyễn Thế công, Trần Văn Thịnh, Nguyên lý cắt tập 1,2, Nxb Khoa học kỹ thuật 2007 [6]- Tập thể giáo viên khoa Cơ điện – Trường CĐ Cơ giới, Giáo trình Nguyên lý cắt, 2018 112