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

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 LIÊN THÔNG 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 Ngun lý cắt phục vụ cho cơng tác giảng dạy Giáo trình thiết kế theo mơn học thuộc hệ thống mơn học MH09 chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại cấp trình độ cao dẳng liên thơng 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 22 Khái niệm 23 Hình dáng kết cấu dao tiện 25 Sự thay đổi góc dao làm việc 26 10 Các loại dao tiện 29 11 Chương 3: Quá trình cắt kim loại 32 12 Sự hình thành phoi loại phoi 33 13 Biến dạng kim loại trình cắt 34 14 Các biểu biến dạng 34 15 Các tượng xảy trình cắt 34 16 Sự tưới ngi 37 17 Chương 4: Lực cắt tiện 39 18 Phân tích tổng hợp lực 40 19 Tác dụng lực lên dao, máy, vật 41 20 Các nhân tố ảnh hưởng đến lực 41 21 Công thức tính lực thực hành tính lực 41 22 Chương 5: Nhiệt cắt mòn dao 44 23 Nhiệt cắt 44 24 Sự mài mòn 45 25 Chương 6: Chọn chế độ cắt tiện 49 26 Trình tự chọn chế độ cắt 50 27 Tính chế độ cắt 50 28 Chọn chế độ cắt bảng số 52 29 Chương 7: Bào xọc 54 30 Công dụng đặc điểm 55 31 Cấu tạo dao bào dao xọc 55 32 Yếu tố cắt bào xọc 56 33 Lựa chọn chế độ cắt 56 34 Chương 8: Khoan, khoét , doa 61 35 Công dụng đặc điểm 61 36 Khoan 61 37 Khoét 66 38 Doa 70 39 Chương 9: Phay 75 40 Các loại dao phay công dụng 76 41 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu 77 42 Yếu tố cắt phay 78 43 Lực cắt phay 79 44 Đường lối chọn chế độ cắt phay bảng số 79 45 Ví dụ chọn chế độ cắt 80 46 Chương 10: Chuốt 82 47 Khái niệm 83 48 Cấu tạo dao chuôt 84 49 Yếu tố cắt chuốt 84 50 Chọn chế độ cắt chuốt 85 51 Chương 11: Cắt bánh 88 52 Các phương pháp cắt 89 53 Cấu tạo dao phay lăn xọc 90 54 Các yếu tố cắt lăn xọc 91 55 Lựa chọn chế độ cắt phay lăn xọc 92 56 Chương 12: Cắt ren 94 57 Các phương pháp gia công ren 94 58 Tiện ren 95 59 Tarô bàn ren 95 60 Chương 13: Mài 101 61 Đặc điểm phương thức phương pháp mài 102 62 Các loại đá mài ứng dụng 102 63 Cấu tạo đá mài ứng dụng 103 64 Yếu tố cắt 107 65 Chọn chế độ cắt 108 66 Tài liệu tham khảo 110 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: NGUN LÝ CẮT Mã mơ đun: MH09 Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: + Mơn học Ngun Lý-Chi Tiết Máy bố trí sau sinh viên học xong tất môn học, mô-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 môn học chuyên mơn - Tính chất: + Là mơn học kỹ thuật sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết thực nghiệm + Là môn học giúp cho sinh viên có khả tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng đơn giản Mục tiêu môn 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 thơng dụng đơn giản - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập Chương trình khung nghề Cắt gọt kim loại Thời gian đào tạo (giờ) Trong Mã MH/MĐ I MH 01 MH 02 MH 03 Tên mô đun, môn học Các môn học chung Giáo dục quốc phịng Giáo dục thể chất Pháp luật Số tín Tổng số 1 180 45 15 30 Lý thuyết Thực hành/thực tập/thí nghiệm/bài tập Kiểm tra 63 26 107 16 27 10 MH 04 MH 05 MH 06 II MH 07 MH 08 MH 09 MĐ 10 MĐ 11 MĐ 12 MĐ 13 MĐ 14 MĐ 15 MĐ 16 MĐ 17 Chính trị Tin học Ngoại ngữ Các môn học, mô đun đào tạo chuyên môn Nguyên lý – Chi tiết máy Tổ chức quản lý sản xuất Nguyên lý cắt Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số Đồ gá Cơng nghệ chế tạo máy – TK QTCN Doa lỗ máy doa vạn Tiện chi tiết có gá lắp phức tạp 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 1 30 30 30 15 12 14 19 16 1 32 720 350 339 31 2 60 30 45 60 50 19 34 50 3 45 75 39 64 45 60 38 50 2 60 18 39 60 180 900 45 18 413 10 162 436 3 2 4 38 41 Chương trình chi tiết môn học Số TT I II III 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 Tổng số 0.5 1.5 1.5 0.5 1 1 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 IV Sự tưới nguôi Lực cắt tiện Phân tích tổng hợp lực Tác dụng lực lên dao, máy, vật V Các nhân tố ảnh hưởng đến lực Công thức tính lực thực hành tính lực VI Nhiệt cắt mòn dao Nhiệt cắt Sự mài mịn Chọn chế độ cắt tiện VII Trình tự chọn chế độ cắt Tính chế độ cắt Chọn chế độ cắt bảng số Bào xọc Công dụng đặc điểm VIII Cấu tạo dao bào dao xọc Yếu tố cắt bào xọc Lựa chọn chế độ cắt Khoan, khoét , doa Công dụng đặc điểm IX Khoan Khoét Doa Phay Các loại dao phay công dụng Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu Yếu tố cắt phay Lực cắt phay X Đường lối chọn chế độ cắt phay bảng số Ví dụ chọn chế độ cắt Chuốt Khái niệm XI Cấu tạo dao chuôt Yếu tố cắt chuốt Chọn chế độ cắt chuốt Cắt bánh 0.5 1 1.5 4 0.5 1 1.5 0.5 2.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 3 0.5 1 0.5 1 1 0.5 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Các phương pháp cắt Cấu tạo dao phay lăn xọc XII Các yếu tố cắt lăn xọc Lựa chọn chế độ cắt phay lăn xọc Cắt ren XIII Các phương pháp gia công ren Tiện ren Tarô bàn ren Mài Đặc điểm phương thức phương pháp mài Các loại đá mài ứng dụng Cấu tạo đá mài ứng dụng Yếu tố cắt Chọn chế độ cắt Cộng 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 0 0 0 1 0 0 0 45 34 3 Điều kiện thực môn học: 3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế tượng vật lý xảy trình cắt gọt kim loại Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - 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 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá 10 Theo cơng dụng chia ta rơ thành nhóm sau : Ta rơ tay, ta rơ 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 chi có đoạn ngắn có tiết diện vuông, để kẹp ta-rô tay quay làm việc tay Ngồi phần cán cịn 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- rô 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 tarơ chọn khoảng - 300 tùy theo vật liệu gia cơng Góc sau phần cắt tạo cách mài hớt lưng theo đường kính ngồi Tùy theo vật gia công 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 vuông góc với trục ta-rơ khơng 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 96 Rãnh ta rô dùng để chứa phoi Tùy theo đường kính mà số rãnh từ - Đối với ta-rô 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 công 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 công ren lỗ thông) 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 97 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-rô để gia công ren cấp xác thơng 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 côn 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 công 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) 98 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 cơng 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 -rô (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 cơng 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= 99 CÂU HỎI ƠN 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 tốn chế độ cắt cắt ren 100 CHƯƠNG 13: MÀI Mục tiêu: - Mô tả kết cấu đá mài - Phân tích ký hiệu đá mài - Chọn đá mài gia công - Trình bày số phương pháp mài thơng 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: Khơng 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 101 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 dùng để gia công 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 cơng 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 khơng 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 lưỡi cắt khơng liên tục, hạt mài nằm cách biệt mặt làm việc đá Mỗi hạt cắt phoi riêng, xem 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 ngun 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 102 Bản chất 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 cơng gia cơng 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 công 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 103 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 nhơm cao khoảng 97 – 98,5% +Corum đơn tinh thể có độ bền có tính cắt cao Thành phần Oxit nhơm 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 công 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 hố 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) 104 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 ngun cơng 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 xô 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 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 105 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 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 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) 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 công lớn, hạt mài mòn 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 106 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 dòng 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 công 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 tròn ngồi mặt trịn 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 thơ 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 thô 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 khơng đủ Dung dịch trơn nguội khó vào đến vùng gia công 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 107 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 cơng suất tiêu tốn` mài Tính thời gian gia công 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= 108 CÂU HỎI ƠN 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 tốn chế độ cắt cắt mài 109 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 110