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

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 mônhọc sở của nghề Cắt gọt kim loại, biên soạn dựa theo chương trình khung chất lượng cao đã xây dựng ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Cắt gọt kim loại hệ Cao đẳng Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu, học có thí dụ tương ứng để làm sáng tỏ phần lý thuyết Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo giáo trình có cập nhật kiến thức có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung giáo trình biên soạn với lượng thời gian đào tạo 30 giờ gồm có: Chương 01 MH 16-01: Vật liệu làm dao Chương 02 MH 16-02: Khái niệm tiện dao tiện Chương 03 MH 16-03: Quá trình cắt kim loại Chương 04 MH 16-04 : Lực cắt tiện Chương 05 MH 16-05 : Nhiệt cắt mòn dao Chương 06 MH 16-06 : Chọn chế độ cắt tiện Chương 07 MH 16-07 : Bào Xọc Chương 08 MH 16-08 : Khoan , khoét, doa Chương 09 MH 16-09 : Phay Giáo trình tài liệu giảng dạy tham khảo tốt cho nghề Cắt gọt kim loại, cơng nghệ kỹ thuật khí Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến của thầy, cơ, bạn đọc để nhóm biên soạn điều chỉnh hoàn thiện Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: Trần Thanh Điền Hồ Minh Tâm ĐỀMỤC MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU CHƯƠNG I: VẬT LIỆU LÀM DAO 1.Vật liệu làm thân dao 2.Vật liệu làm phần cắt Câu hỏi ôn tập chương …………………………………………………………………10 CHƯƠNG II: KHÁI NIỆM VỀ TIỆN VÀ DAO TIỆN 13 1.Khái niệm 13 2.Hình dáng kết cấu dao tiện 14 3.Sự thay đổi góc dao làm việc 18 Câu hỏi ôn tập chương 2……………………………………………………………… 20 CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI 23 1.Sự hình thành phoi loại phoi 23 2.Biến dạng kim loại trình cắt 24 3.Các biểu của biến dạng 25 4.Các tượng xảy trình cắt 27 5.Sự tưới nguội 28 Câu hỏi ôn tập chương 3……………………………………………………………… … 29 CHƯƠNG 4: LỰC CẮT KHI TIỆN 30 1.Khái niệm 32 Các nhân tố ảnh hưởng đến lực 35 Cơng thức tính lực thực hành tính lực 36 Câu hỏi ôn tập chương …………………………………………………………………35 CHƯƠNG :NHIỆT CẮT VÀ SỰ MÒN DAO 41 1.Nhiệt cắt 41 Sự mài mòn 43 Câu hỏi ôn tập chương 5………………………………………………………………… 44 CHƯƠNG : CHỌN CHẾ ĐỘ CẮT KHI TIỆN 46 1.Trình tự chọn chế độ cắt 46 Tính chế độ cắt 47 Chọn chế độ cắt bảng số 50 Câu hỏi ôn tập chương 6………………………………………………………………… 50 CHƯƠNG 7: BÀO VÀ XỌC 53 Công dụng đặc điểm 53 Cấu tạo dao bào dao xọc 54 Yếu tố cắt bào xọc 55 Lực cắt bào xọc 57 Thục chọn chế độ cắt.………………………………………………………………… 56 Câu hỏi ôn tập chương 7………………………………………………………………… 57 CHƯƠNG 8:KHOAN, KHOÉT,DOA 60 1.Công dụng đặc điểm 60 2.Khoan……………………………………………………………………………………59 Khoét 66 Doa 67 Câu hỏi ôn tập chương 8………………………………………………………………… 67 CHƯƠNG 9: PHAY 70 1.Khái niệm 70 Các loại dao phay công dụng 71 Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu 72 Yếu tố cắt phay 75 Lực cắt phay 77 Chọn chế độ cắt phay bảng số 78 7.Ví dụ chọn chế độcắt 79 Câu hỏi ôn tập chương 9………………………………………………………………… 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: NGUN LÝ CẮT Mã môn học: MH 16 Thời gian thực môn học: 30 giờ; (Lý thuyết: 20 giờ; tập: giờ; Kiểm tra giờ) I.Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: + Mơn học thuộc lãnh vực kỹ thuật chuyên môn nội dung đào tạo của bậc cao đẳng Cắt gọt kim loại + Nguyên lý cắt cần dạy cho sinh viên bên cạnh mơn học VKT, Autocad, DS-ĐLKT, Vật liệu khí, KTAT-MTCN, môn tiền đề để học Công nghệ chế tạo máy - Tính chất: Là mơn học chun mơn nghề;, Là mơn học giúp cho sinh viên có khả thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng II.Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Xác định hình dáng hình học của loại dao góc của 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 + Trình bày phương pháp gia cơng khác + Chọn thông số cắt hai phương pháp tính tốn tra bảng - Về kỹ năng: + 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 ngun cơng cụ thể - Về lực tự chủ trách nhiệm:Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập III Nội dung môn học: 1.Nôi dung tổng quát phân phối thời gian: Thời gian Thực Số hành, thí Tên chương, mục Lý Kiểm TT Tổng số nghiệm, thuyết tra* thảo luận, tập I Vật liệu làm dao 2 Vật liệu làm thân dao 0.5 0.5 Vật liệu làm phần cắt 1.5 1.5 II Khái niệm tiện dao tiện Khái niệm Hình dáng kết cấu dao tiện 0.5 2.5 0.5 1.5 Sự thay đổi góc dao làm việc Các loại dao tiện Chương 3: Quá trình cắt kim loại Sự hình thành phoi loại phoi Biến dạng kim loại trình cắt Các biểu của biến dạng Các tượng xảy trình cắt Sự tưới nguôi IV Chương 4: Lực cắt tiện Phân tích tổng hợp lực Tác dụng của lực lên dao, máy, vật Các nhân tố ảnh hưởng đến lực Cơng thức tính lực thực hành tính lực V Chương :Nhiệt cắt mòn dao Nhiệt cắt Sự mài mòn Kiểm tra VI Chương 6: Chọn chế độ cắt tiện Trình tự chọn chế độ cắt Tính chế độ cắt Chọn chế độ cắt bảng số VII Chương 7:Bào xọc Công dụng đặc điểm Cấu tạo dao bào xọc Yếu tố cắt bào xọc Lực cắt bào xọc Lựa chọn chế độ cắt VIII Chương 8: Khoan, khoét, doa Công dụng đặc điểm Khoan Khoét Doa IX Chương 9: Phay Các loại dao phay công dụng Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu Yếu tố cắt phay Lực cắt phay Phương pháp chọn chế độ cắt phay cách tra bảng Ví dụ chọn chế độ cắt Kiểm tra Cộng III 0.5 0.5 0.5 1.5 1 0.5 0.5 1 1.5 1 1 1 0.5 0.5 1 0.5 1 0.5 1 1 0.25 0.25 0.5 1 0.25 1 0.75 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 1.5 0.25 0.5 0.5 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 30 20 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 CHƯƠNG I: VẬT LIỆU LÀMDAO Mã chương: MH 16-01 Giới thiệu: Trong qúa trình gia cơng cắt gọt kim loại máy công cụ dụng cắt dao tiện để đạt độ nhẵn bóng sản phẩm địi hỏi vật liệu làm dao tiện phải với yêu cầu vật liệu làm dao tiện cắt gọt nhiệt độ cao dao bị mịn q trình gia cơng Chương học giúp cho học viên kiến thức kỹ vật liệu làm dao tiện Mục tiêu: -Trình bày tính năng, cơng dụng của loại vật liệu làmdao - Chọn vật liệu làm dao phù hợp điều kiện gia công (phần thân dao lưỡicắt) - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung chính: 1.Vật liệu làm thân dao Yêu cầu Quá trình cắt gọt thân dao chịu tác dụng của lực học, biến dạng thân dao ảnh hưởng lớn đến góc độ đầu dao thân dao có yêucầu: Thân dao: bị lực cắt gây uốn, xoắn, nén, chủ yếu uốn thân dao phải có khả chịuuốn Khi kẹp lực kẹp nên mặt thân dao bị biến dạng thân dao phải có độ cứng bề mặt cao Các loại vật liệu phạm vi ứng dụng - Nên chọn thân dao làm vật liệu tùy vào điều kiện kỹ thuật sau: - Khi bề mặt thân dao có yêu cầu kỹ thuật không cao, sử dụng loại thép: CT45, CT61, C35,C65 - Khi bề mặt thân dao có yêu cầu kỹ thuật thông thường, sử dụng loại thép: C40, C45 - Bề mặt thân dao có u cầu xác cao ,tính bền chi tiết cao, sử dụng loại thép : 35Cr, 40Cr 2.Vật liệu làm phần cắt Yêu cầu Phần cắt phần trực tiếp cắt gọt phoi nên ảnh hưởng đến suất chất lượng bề mặt gia cơng, vật liệu làm phần cắt gọt phải đảm bảo yêu cầu sau: - Độ cứng cao Muốn cắt kim loại, vật liệu dao phải có độ cứng cao vật liệu gia công, thông thường vật liệu phần cắt phải có độ cứng (200 ÷ 240) HB, vật liệu phần cắt trunh bình lớn 60 HRC - Độ bền học Trong trình gia công phần cắt chịu lực học lớn (mặt trước của dao chịu áp lực lớn nên dễ mẻ, ) Ngồi cịn chịu rung động hệ thống công nghệ không đủ cứng vững, làm cho lực cắt không ổn định dễ gãy hỏng dao Muốn làm việc lâu dài, dao cần phải có độ bền học cao (sức bền độ dẻo cao) - Tính chịu nhiệt Khả giữ đặc tính cắt nhiệt độ cao thời gian dài Nhiệt cắt thường lớn đến 1.0000C, tính chịu nhiệt đặc tính quan trọng của vật liệu làm phần cắt - Tính chịu mịn Trong trình cắt, mặt trước tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp xúc với mặt gia công chi tiết, với tốc độ trượt lớn nên vật liệu dụng cụ phải có tính chịu mịn cao Ngồi ngun nhân chủ yếu làm cho dao chóng mịn tượng chảy dính vật liệu gia cơng vật liệu làm dao Thực tế rõ độ cứng cao tính chịu mịn vật liệu cao Tính chịu mịn vật liệu tỷ lệ thuận với độ cứng - Tính cơng nghệ Được đặc trưng tính khó hay dễ q trình gia cơng để tạo hình phần cắt Tính cơng nghệ thể nhiều mặt: tính khó hay dễ gia cơng cắt, gia công nhiệt luyện, độ dẽo trạng thái nguội nóng, Ngồi cịn cần thêm tính dẫn nhiệt cao, độ dẫn điện, giá thành thấp, chủng loại phải đa dạng phụ thuộc vào yêu cầu sản xuất Các loại vật liệu phạm vi ứng dụng Hiện nay, vật liệu phần cắt sử dụng gồm loại sau: thép bon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật liệu sành sứ, vật liệu tổng hợp vật liệu mài Thép dụng cụ: Thép bon dụng cụ: Thép bon dụng cụ có độ thấm tơi thấp nên tơi nước Vì thép bon dụng cụ dùng làm dụng cụ gia công tay (Đục, giũa); Do tính chịu nóng thấp, độ cứng giảm nhanh bị nung nóng nên dụng cụ cắt thép bon làm việc đến nhiệt độ 200÷3000C, với tốc độ cắt 4÷5m/phút Thép hợp kim dụng cụ: loại thép có lượng bon cao với số nguyên tố hợp kim khoảng 0,5÷3% Các nguyên tố hợp kim như: Cr, W, Co, V có tác dụng tăng khả chịu nhiệt tính thấm tơi của thép hợp kim dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ dầu chịu nhiệt đến 3000C Thép gió: Thép gió loại thép hợp kim dụng cụ hàm lượng hợp kim Vonphram cao từ 6÷18%, nên tính của đặc biệt, tính chịu mịn tính chịu nhiệt tăng cao Thép gió sử dụng rộng rãi tốc độ cắt nâng cao gấp 2÷4 lần, tuổi bền nâng cao từ 8÷15 lần so với thép cacbon thép hợp kim dụng cụ Để nâng cao độ chịu nhiệt dùng gia cơng loại thép hợp kim có độ cứng cao người ta thêm Vanadi Coban -Những tính thép gió: - Độ thấm tơi lớn, sau đạt độ cứng HRC = 63 ÷66 - Độ chịu nhiệt khoảng 6000C tương ứng với tốc độ cắt V = 25 ÷ 35m/ph - So sánh P9 P18: - Năng suất gia công khác không đáng kể - P9 giá rẻ P18 (vì hàm lượng W nửa) - P18 chịu mòn tốt hơn, dễ mài sắc, mài bóng có tính bền cao P9 Hợp kim cứng (HKC) -Hợp kim cứng (HKC) loại vật liệu làm phần cắt của dụng cụ chế tạo theo phương pháp luyện kim bột Thành phần chủ yếu của HKC các-bít của số kim loại khó nóng chảy như: Vonfram, Titan, Tantan liên kết kim loại - Tính chất của HKC pha các-bít kim loại định Độ bền học Coban tạo nên Những tính HKC so với loại vật liệu làm dao khác sau: -Độ cứng cao HRA - 80 ÷ 90 (HRC > 70÷71) - Độ chịu nhiệt cao: 800 ÷ 10000C, tốc độ cắt cho phép của HKC đạt đến V > 100m/ph -Độ chịu mịn gấp 1,5 lần so với thép gió - Chịu nén tốt chịu uốn (hàm lượng Coban lớn sức bền uốn cao) Hợp kim cứng chế tạo qua giai đoạn sau: - Tạo bột Vonfram, Titan, Tantan nguyên chất - Tạo Các-bít tương ứng từ bột nguyên chất W, Ti,Ta - Trơn bột Các-bít với bột Coban theo thành phần tương ứng với loại HKC - Ép hỗn hợp áp suất lớn (100 ÷ 140MN/mm2) nung sơ đến 9000C khoảng 1giờ - Tạo hình theo dạng yêu cầu - Thêu kết lần cuối nhiệt độ cao 1.400 ÷ 1.5000C đến giờ tạo thành HKC Sau thêu kết, HKC có độ cứng cao nên gia cơng phương pháp mài phương pháp đặc biệt (điện hóa, tia lửa điện…) HKC loại kim loại bột nên có độ xốp (khoảng 5%) Hạt các-bít mịn, phân bố tính của HKC cao, chủ yếu độ cứng tính chịu mài mịn Độ cứng của HKC phụ thuộc vào lượng Các-bít Vonfram, Các-bít Titan, Các-bít Tantan Lượng Các-bít lớn độ cứng cao Lượng Coban nhiều độ cứng giảm, nhiên độ bền tính dẽo tăng Có ba nhóm HKC thường gặp sau: Nhóm Các-bít (ký hiệu BK) thành phần gồm: Các-bít Vonfram (WC) vàCoban (Co) nhóm chủ yếu để gia cơng vật liệu giịn: gang, kim loại màu… Nhóm hai Các-bít (ký hiệu TK) thành phần gồm: Các-bít Vonfram (WC) Các-bít Titan (TiC) Coban (Co) Nhóm hai Các-bít có tính chóng dính cao nên dùng để gia cơng kim loại dẽo thép,… (thường hình thành phoi dây cắt có nhiệt độ cắt cao mặttrước) Nhóm ba Các-bít (ký hiệu TTK) thành phần gồm: Các-bít Vonfram (WC) Các-bít Titan (TiC), Các-bít Tantan (TaC) Coban(Co) Loại thường dùng để gia công loại vật liệu khó gia cơng Để sử dụng hợp lý có hiệu HKC cần ý điều kiện sau: *Chế độ gia công: - Lựa chọn HKC cho vật liệu gia công theo yêu cầu gia công (gia công thô,tinh) - Xác định chế độ gia công (tốc độ cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt) phù hợp cặp vật liệu (chi tiết - dụng cụ cắt) yêu cầu gia công cần ý đến việc chọn tuổi bền, kinh tế - Không dùng dung dịch trơn nguội (gia công thô) phải tưới mạnh nhiều * Đối với dụngcụ: - Xác định thơng số hình học theo điều kiện gia cơng - Đảm bảo kích thước thân dụng cụ để gia công không rung động - Mài sắc hợp lý từ từ đá mài sắc Các-bít Silic đa mài kim cương * Đối với máy công cụ: - Máy có độ cứng vững tốt khơng rung động tốc độc cắt cao lực cắt lớn, đảm bảo kẹp chặt dụng cụ chi tiết - Kiểm tra công suất cắt công suất máy để tránh tải Sứ kim cương Sứ: Sứ loại vật liệu rẻ tiền, có tính cắt gọt tốt, chịu nóng, chịu mài mịn cao Thành phần hóa học chủ yếu Al2O3 Vật liệu sứ đất sét kỹ thuật nung nóng nhiệt độ cao khoảng 1.400 ÷ 1.6000C Sản phẩm thu đem nghiền nhỏ đạt kích thước khoảng 1mm, sau đem ép thành mảnh dao có kích thước thích hợp mang thêu kết Sứ có độ cứng 92 ÷ 93 HRC có độ chịu nhiệt từ 1.1000C ÷ 1.2000C Tuổi bền dao sư gấp ÷ lần dao HKC Dao sứ cắt đến tốc độ 600m/ph Có thể gia cơng vật liệu đã nhiệt luyện đến độ cứng 66HRC Dụng cụ sứ chịu mài mịn của cát tạp chất có vật đúc Khuyết điểm chủ yếu của sứ giịn, giới hạn uốn thấp, khơng chịu va đập, rung động khó mài sắc Kim cương: Kim cương gồm hai loại: tự nhiên nhân tạo Kim cương nhân tạo tổng hợp từ graphit điều kiện áp suất nhiệt độ đặc biệt Kim cương nhân tạo sử dụng nhiều để chế tạo đá mài, dùng mài sắc dụng cụ gia công loại vật liệu khó gia cơng Ngồi dùng làm dao tiện để gia công HKC, hợp kim màu vật liệu phi kim loại tốc độ cắt cao Kim cương có độ cứng cao HKC từ ÷ lần, tính dẫn nhiệt cao từ 1.5 ÷ 2.5 lần Độ chịu nhiệt thấp từ 800 ÷ 1.0000C; Tốc độ cắt lên tới hàng ngàn m/ph Nhược điểm của kim cương cứng giòn, dễ vỡ Hiện nay, kim cương chủ yếu dùng chế tạo đá mài để mài sắc mài bóng dụng cụ cắt Trọng tâm cần ý chương - Nắm vững tính năng, cơng dụng của loại vật liệu làm dao - Chọn vật liệu làm dao phù hợp với điều kiện gia công Câu hỏi ôn tập chương Câu Nêu vật liệu làm dao, thân dao Các loại vật liệu làm thân dao có tính chất, đặc điểm gì? Câu Nêu yêu cầu của vật liệu làm phần cắt? Câu Nêu loại vật liệu làm phần cắt thường dùng; So sánh loại vật liệu thông dụng làm phần cắt? 10 Câu Cho biết yếu tố cắt khoét doa ? Câu Phương pháp gia công khoan – khoét – doa có cơng dụng đặc điểm ? Câu Thảo luận nhóm đưa giống khác của hai phương pháp doa khoét?  Thảo luận nhóm: Theo hướng dẫn của giáo viên, tổ chức chia nhóm - sinh viên Các nhóm có nhiệm vụ tìm hiểu giải cơng việc sau: - Tìm hiểu cấu tạo công dụng mũi khoan yếu tố cắt khoan - Tìm hiểu Phương pháp gia cơng khoan – kht – doa có cơng dụng đặc điểm gì? - Tính chế chế độ cắt khoan - Vẽ sơ đồ Cấu tạo, công dụng mũi doa; chế độ cắt khoét, doa - Các nhóm thực tập độc lập, sáng tạo, trao đổi nhóm tạo bước phù hợp, hiệu Nếu thấy cần thiết trao đổi với giáo viên hay số điểm - Báo cáo kết sau hoàn thành Yêu cầu đánh giá kết học tập chương Nội dung: - Về kiến thức:Trình bày cấu tạo, cơng dụng của mũi khoan, khoét, doa, vẽ góc độ dao khoan, khoét, doa - Về kỹ năng:Nắm vững góc độ mũi khoan, khoét, doa, vẽ góc độ dao khoan, khoét, doa - Về lực tự chủ trách nhiệm: Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm cơng việc, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Phương pháp đánh giá: - Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết trắc nghiệm - Về kỹ năng: Đánh giá thông qua tập cá nhân tập nhóm Người học ứng dụng cơng nghệ thơng tin làm việc nhóm để trình bày giải vấn đề trước tập thể lớp nhanh chóng xác - Về lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá thái độ phong cách học tập 69 CHƯƠNG 9: PHAY Mã chương: MH 16-09 Giới thiệu: Phay phương pháp gia cơng cắt gọt có phoi Phương pháp phay có hai chuyển động tạo hình Chuyển động tạo hình thứ (chính) : dao phay quay trịn Chuyển động tạo hình thứ hai (chạy dao) : chi tiết chuyển động tịnh tiến theo phương Chương học cung cấp cho sinh viên kiến thức kỹ đặc điểm cơng dung dao phay, tính tốn chế độ cắt phay Mục tiêu: - Trình bày đặc trưng gia cơng cắt gọt phay - Trình bày công dụng, đặc điểm kết cấu loại dao phay - Vẽ góc độ dao - Tra chế độ cắt bảng số - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung 1.Khái niệm - Phay phương pháp gia cơng cắt gọt có phoi Phương pháp phay có hai chuyển động tạo hình - Chuyển động tạo hình thứ (chuyển động chính) dao phay quay trịn - Chuyển động tạo hình thứ hai (chuyển động chạy dao) chi tiết chuyển động tịnh tiến theo phương - Chuyển động tịnh tiến độc lập phương độc lập với Hình 9.1: Phay mặt phẳng - Đặcđiểm: + Ưu điểm:  Là phương pháp gia cơng cắt gọt có suất cao Bởi vì, dao phay có nhiều lưỡi cắt dao lâu mịn, lượng chạy dao lớn  Khả cơng nghệ tương tối cao, tổng khối lượng gia công cắt gọt phay chiếm khoảng10% 70  Độ xác gia công tương đối cao  Phoi đứt đoạn, đó, an tồn cho người thợ + Nhược điểm: Lưỡi cắt thường xuyên va đập vào bề mặt gia công gây rung động Các loại dao phay công dụng Lưỡi cắt dao phay nằm chủ yếu vị trí sau: lưỡi cắt nằm thân, lưỡi cắt nằm mặt đầu, lưỡi cắt vừa nằm thân vừa nằm mặt đầu Dựa vào đặc điểm bản, phân loại dao phay sau: Theo đặc điểm công nghệ: - Dao phay mặt phẳng - Dao phay rãnh bậc - Dao phay bề mặt định hình - Dao phay bánh ren - Dao phay tạo lỗ - Dao phay rãnh chữ T - Dao phay cắt vật liệu a Dao phaymặtđầu b Dao phay trụ Hình 9.2: Dao phay mặt phẳng b Dao phay đĩa a Dao phay ngón c Dao phay rãnh đuôi én d Dao phay rãnh chữ T Hình 9.3: Dao phay rãnh bậc 71 a Dao bo góc d Dao góc đơn b Dao bán cầu lồi đ Dao góc kép Hình 9.4: Dao phay định hình c Dao mơ đun e Dao bán cầu lõm Theo đặc điểm cấu tạo hướng dao phay: - Dao thẳng: song song với trục dao - Dao nghiêng: thẳng nằm nghiêng góc với trục dao - Dao xoắn: nằm vị trí đường xoắn ốc - Dao sole: nghiêng theo hướng khác cách khơng Theo đặc điểm cấu tạo tồn dao phay: - Dao phay liền khối: thân dao chế tạo loại vật liệu - Dao phay ghép: chế tạo vật liệu khác vào thân dao Theo đặc điểm cấu tạo chuôi dao: - Chi dao rời: thân dao có lỗ để lắp chi cố định then vít - Dao liền chuôi - Đầu phay: loại dao ghép, khơng có chi, lắp trực tiếp vào trục Theo điều kiện cắt gọt dao phay: - Dao phay mặt trụ: lưỡi cắt nằm mặt trụ của dao trục dao song song với bề mặt gia cơng - Dao phay mặt đầu: lưỡi cắt nằm mặt đầu của dao trục dao vuông góc với bề mặt gia cơng Cấu tạo dao phay mặt trụ dao phay mặt đầu Dao phay mặt trụ a Các kích thước Các kích thước của dao phay tiêu chuẩn hố như: đường kính D, số Z, dạng răng, bước, chiều cao v.v … - Đường kính D: Đường kính D của dao ảnh hưởng đến suất giá thành của dao vì: Khi tăng D chiều dày cắt tăng, góc tiếp xúc, số cắt đồng thời v.v… tăng, cho phép lượng chạy dao SZ tăng lên, thời gian chạy máy giảm xuống; Khi 72 tăng D moment công suất cắt tăng lên đường kính dao chọn lớn thích hợp với máy có độ cứng vững cao Ta chọn D theo kinh nghiệm D = 2,5 d d đường kính trục lắp dao Kích thước D d chọn theo tiêu chuẩn, tra sổ tay công nghệ sổ tay chế độ cắt phay - Chiều cao (h) khoảng cách lưỡi cắt đáy của rãnh, đo tiết diện hướng kính vng góc với đường tâm của dao t t=D Hình 4-5 Chiều rộng chiều sâu cắt phay dao phay ngón - Bước vịng bước trục: + Bước vịng của răng: khoảng cách điểm tương ứng lưỡi cắt của hai liền đo theo cung tròn với tâm nằm trục dao mặt phẳng vng góc với mặt Bước vịng của dao phay khơng + Bước vịng phụ thuộc đường kính D số Z:+ Bước trục có quan hệ với TV  D Z a) Hình 4-4 Dao phay trụ xoắn (a): Xoắn phải; (b): Xoắn trái Hình 4-3 Chiều rộng chiều sâu cắt phay dao phay trụ bước vòng sau: Tvòng  Ttruc cotg b) Đối với dao phay thẳng  = nên không xác định Ttrục - Số Z: số Z ảnh hưởng đến số cắt đồng thời độ bền của mà chọn Z phụ thuộc vào đường kính vật liệu làm dao, theo kinh nghiệm chọn số Z sau: zm D 73 Ở m = 0,5 hệ số phụ thuộc vào loại dao điều kiện gia cơng (ví dụ: máy đủ cứng vững vật liệu làm dao thép gió chọn m lớn Đối với hợp kim cứng chọn m nhỏ) Hình 4-7 Thơng số hình học dao phay trụ Hình 4-6 Chiều rộng chiều sâu cắt phay dao phay đĩa Từ yếu tố D Z ta tra bảng chọn yếu tố khác của dao b.Các góc dao - Góc xoắn : góc xoắn  lớn tuổi bền của dao cao độ bóng tăng lên độ bền uốn kém,  lớn dùng cho dao phay tinh Thường dùng góc xoắn  = 30  600 dao phay trụ phẳng góc  = - Góc trước : lấy mặt phẳng vng góc với lưỡi cắt chính( B-B) Trị số của phụ thuộc vào vật liệu gia cơng độ bền của vật liệu làm dao Đối với dao thép gió  =  200 , cịn dao hợp kim cứng  = -15  150 (trị số nhỏ dùng gia công vật liệu cứng, trị số lớn dùng gia công vật liệu dẻo) - Góc sau : lấy mặt phẳng vng góc với đường tâm của dao Trị số  phụ thuộc vào dạng dao yêu cầu gia công Đối với dao thép gió  = 12 200 (dao phay cắt dao phay rãnh  = 300 ) Đối với dao hợp kim cứng  =  200 ( phay tinh  =  80 nhằm giảm độ mòn mặt sau) Dao phay mặt đầu Mối quan hệ yếu tố với điều Hình 4-8 Chiều rộng chiều sâu cắt phay dao phay mặt đầu 74 kiện cắt giống dao phay trụ, có số thay đổi sau: a Đường kính D Khi cắt dao thép gió D = 1.1 B Khi cắt dao hợp kim cứng D = (1,2  1,6)B Trong B chiều rộng phay (đường kính d) b Các góc dao - Góc : chọn nhỏ dao phay trụ ảnh hưởng đến độ bóng mà chủ yếu làm tăng độ bền của lưỡi cắt  khơng nên chọn q lớn Chọn  = 25  300 - Góc trước   dao phay trụ - Góc lệch  và1 xác định dao tiện Trị số góc  1 nhỏ Hình 4-9 Thơng số hình học lực P0 lớn làm tăng dao phay mặt đầu độ cứng vững cho dao Khi  1 nhỏ chiều dài lưỡi cắt tăng, tuổi bền tăng, mặt khác làm tăng độ bóng bề mặt Vì dao phay mặt đầu thích hợp với trị số  1 nhỏ  =15  250, 1 30 Trường hợp phay tinh lấy 1 = l0 =(4  6)s Trường hợp đặc biệt lấy  = 900 - Góc nghiêng lưỡi cắt  : để giảm bớt va chạm góc  chọn sau: dao HKC góc  = 12  150 Dao thép gió  = 100 - Góc ω: nhỏ dao phay trụ ảnh hưởng đến độ bóng mà chủ yếu làm tăng độ bền lưỡi cắt ω = 250 ÷350 - Góc trước γ, góc sau α dao mặt trụ - Góc lệch nghiêng φ, góc lệch nghiêng phụ φ1 nhỏ chiều lưỡi cắt lớn làm tăng độ bền cao, độ bóngcao - Khi phay tinh sử dụng φ0 = 0,10 = (4 ÷ 6) S0 lấy 0 =900 Yếu tố cắt phay Chiều sâu cắt t0: 75 Là khoảng cách bề mặt chưa gia công bề mặt đã gia công lát cắt Lượng chạy dao S: Người ta phân biệt loại lượng chạy dao: - Lượng chạy dao S (Sr ) mm/răng: Là khoảng dịch chuyển của bàn máy dao quay góc ; - Lượng chạy dao S vòng (Sv) mm/vòng: Là khoảng dịch chuyển của bàn máy sau vòng quay của dao quay Sv =Sr Z - Lượng chạy dao S phút (Sf) mm/phút: Là khoảng dịch chuyển của bàn máy sau thời gian phút Sf =Sr Z.n Tốc độ cắt V: Thực tế phay quỹ đạo của lưỡi cắt tổng hợphai chuyển động Chuyển động quay tròn của dao Vn chuyển động tịnh tiến Vs, Nhưng Vs nhỏ so với Vn nên phay người ta cho phép tính tốc độ cắt theo cơng thức: Vthực =  D.n thực 1000 [m/phút] Chiều sâu phay: Là kích thước lớp kim loại cắt đo theo phương vng góc với trục của dao, ứng với góc tiếp xúc Ψ; Khi phay dao phay trụ thẳng, xoắn, dao phay đĩa, dao phay định hình, dao phay góc chiều sâu phay t trùng với chiều sâu cắt t0 Khi phay dao phay ngón chiều sâu phay t trùng với đường kính dao, phay đối xứng chiều sâu phayt chiều rộng chi tiết Hình 9.10: Chiều sâu cắt phay 76 Chiều rộng phay B: Là kích lớp kim loại cắt đo theo phương chiều trục của dao phay Khi phay dao phay trụ chiều rộng phay chiều rộng chi tiết Khi phay dao phay đĩa chiều rộng phay chiều dầy dao phay, phay dao phay ngón chiều rộng phay chiều sâu rãnh, phay dao phay mặt đầu chiều rộng phay chiều sâu cắt t0 Hình 9.11: Hình ảnh loại dao phay bậc rãnh Lực cắt phay Phay thuận: Phay thuận trường hợp phay mà dao quay chiều với chiều chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công - Ưu điểm: + Chiều dày cắt thay đổi từ amax đến amin nên thời điểm lưỡi cắt bắt đầu tiếp xúc với chi tiết gia công khơng xảy trượt, dao mịn tuổi bền tăng; + Có thành phần lực Pd đè chi tiết xuống tăng khả kẹp chặt, giảm rung động Hình 9.11: Phay thuận 77 - Nhược điểm: +Bắt đầu cắt gọt a=amaxnên xảy va chạm đột ngột,dao dễ mẻ, rung động tăng + Thành phần lực Pn đẩy chi tiết theo phương chuyển động S nên tiếp xúc bề mặt ren của vít me truyền lực đai ốc khơng liên tục dẫn đển máy bị giật cục sinh rung động - Công Dụng: Phương pháp dùng gia công tinh chiều dày cắt a nhỏ, Pn nhỏ nên rung động ít, mặt khác khơng bị trượt dao nên độ bóng cao, dao lâu mịn Phay nghịch: Phay nghịch trường hợp phay mà dao quay ngược chiều với chiều chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia cơng Hình 9.12: Phay nghịch - Ưu điểm: + Chiều dày cắt thay đổi từ amin đến amax nên lực cắt tăng dần từ P = đến P=Pmax nên tránh rung động va đạp; + Thành phần lực nằm ngang có xu hướng làm tăng ăn khớp của vít me truyền lực đai ốc nên tránh đô rơ, rung động - Nhược điểm: + Do ban đầu a = nên xảy trượt lưỡi cắt chi tiết gia công, dao nhanh mịn làm xấu bề mặt gia cơng; + Lực Pd có xu hướng nâng chi tiết lên gây rung động địi hỏi lực kẹp phải lớn - Công dụng: Phương pháp dùng để gia công thô Chọn chế độ cắt phay bảng số - Tính chiều sâu cắt: Phụ thuộc lượng dư cắt, độ bóng bề mặt , cơng suất máy, độ cứng vững hệ thống - Chọn bước tiến S (tra bảng): Phụ thuộc tính chất vật liệu độ bóng bề mặt, độ cứng vững hệ thống + Gia công thô: Chọn Sz(mm/răng); + Gia công tinh: ChọnSp(mm/phút) - Tốc độ cắt (Tra bảng): Phụ thuộc vào kích thước dao, t,S - Tính số vịng quay (theo cơng thức) - Chọn số vịng quay theomáy - Tính tốc độ cắt thực (theo cơng thức) - Tính lại Sp, Sz thực 78 - Tính lực cắt (theo cơng thức) - Cơng suất cắt - Kiểm nghiệm 7.Ví dụ chọn chế độ cắt Tra chế độ cắt để phay máy 6H82 phay thô bề mặt rộng 130 mm dài 500 mm,lượng dư 2mm Phơi thép C45 có b = 65 kg/mm2 có vỏ cứng Dao phay mặt đầu gắng mảnh hợp kim T5K10 D dao =250 mm ; Z=8 ,  = 50 ,  = 150 , = 150 , = 600 ,1 = 50 Tuổi bền dao T=180 phút Hệ thống công nghệ cứng vững Giải Chiều sâu cắt: t =2mm Lượng chạy dao Sz: Tra bảng ta có: Sz = 0,12÷ 0,14 mm/răng Hệ số phụ thuộc sơ đồ gá dao: St = Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính: S = Chọn Sz = 0,12 x x = 0,12 mm/răng Tốc độ cắt: Tra bảng ta có: V = 298 m/phút Hệ số phụ thuộc dạng gia công: Vgc =1 Hệ số phụ thuộc tính của thép: Vct = 1,12 Hệ số phụ thuộc tuổi bền dao: Vtb = Hệ số phụ thuộc ký hiệu hợp kim cứng: Vkh = 0,66 Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công: Vbm =0,9 Hệ số phụ thuộc chiều rộng phay: Vcr =1 Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính: Vcr = V = 298 x x 1,12 x x 0,66 x 0,9 x x = 198 m/phút Số vòng quay 𝑛= 1000 𝑉 1000.198 = = 252 𝑣/𝑝ℎ 𝜋𝐷 3,14.250 Cho số vòng quay theo máy nm= 235 v/ph Vận tốc cắt thực tế: 𝑉𝑡𝑡 = 𝜋 𝐷 𝑛 13,14.250.235000.198 = = 184.5 𝑚/𝑝ℎ 1000 1000 Lượng chạy dao phút Sm lượng chạy dao Sz thựctế: Sm = Sz.Z.n = 0,12.8.235 = 225,6mm/ph Theo chế độ cắt máy Sm=190 mm/phút Vậy Sz thực tế 𝑆𝑧 = Lực cắt Pz: 𝑃𝑧 = 𝑆𝑡𝑡 = = 0.1 𝑚𝑚/𝑟ă𝑛𝑔 𝑍 𝑛 8.235 82521 0,10,75 1301 0,96 = 15,3𝐾𝐺 2501,3 2500,2 79 Công suất cắt: 𝑵= 𝑷𝒁 𝑽 𝟏𝟓, 𝟑 𝟏𝟖𝟒, 𝟓 = = 𝟎, 𝟒𝟔 𝑲𝑾 𝟔𝟎 𝟏𝟎𝟐 𝟔𝟎 𝟏𝟎𝟐 So với công suất máy , máy làm việc an toàn Trọng tâm cần ý chương: - Trình bày đặc trưng gia cơng cắt gọt phay - Trình bày cơng dụng, đặc điểm kết cấu loại dao phay - Vẽ góc độ dao phay - Tra chế độ cắt bảng số Câu hỏi ôn tập chương Câu 1.Trình bày cơng dụng, đặc điểm, phân loại loại dao phay? Câu 2.Trình bày dao phay trụ, dao phay mặt đầu ? Câu 3.Thế phay thuận, phay nghịch? Giải thích.? Câu Trình bày kích thước của dao phay mặt trụ Câu Dao phay mặt trụ hình thành từ gócđộ nào? Cho biết cách chọn góc độ dao phay trụ? Câu 6.Chế độ cắt phay xác định theo trình tự nào.? Câu 7.Cho biết cách chọn đường kính D góc độ dao phay trụ.? Câu 8: Thảo luận nhóm đưa khác giống của hai dao phay hình sau: Câu Tính Momen xoắn trục máy phay biết Pz = 0.2 , D = 250 mm ? 80 Câu 10: Thảo luận nhóm hồn thành bảng hình ảnh dao phay sau ? Hình Tên 81 Ứng dụng  Thảo luận nhóm: Theo hướng dẫn của giáo viên, tổ chức chia nhóm - sinh viên Các nhóm có nhiệm vụ tìm hiểu giải cơng việc sau: - Tìm hiểu đặc trưng gia công cắt gọt phay - Tính chọn thơng số cắt phay phù hợp điều kiện gia cơng - Tóm lược cơng dụng, đặc điểm, phân loại loại dao phay - Vẽ hình góc độ dao phay - Các nhóm thực tập độc lập, sáng tạo, trao đổi nhóm tạo bước phù hợp, hiệu Nếu thấy cần thiết trao đổi với giáo viên hay số điểm - Báo cáo kết sau hoàn thành Yêu cầu đánh giá kết học tập chương Nội dung: - Về kiến thức: Trình bày cơng dụng, đặc điểm, phân loại loại dao phay - Về kỹ năng: Tính chọn thông số cắt phay phù hợp điều kiện gia công - Về lực tự chủ trách nhiệm: Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm cơng việc, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Phương pháp đánh giá: - Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết trắc nghiệm - Về kỹ năng: Đánh giá thông qua tập cá nhân tập nhóm Người học ứng dụng cơng nghệ thơng tin làm việc nhóm để trình bày giải vấn đề trước tập thể lớp nhanh chóng xác - Về lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá thái độ phong cách học tập 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO   PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc, Nguyên lý cắt kimloại Nguyễn Duy – Trần Sĩ Túy – Trịnh Văn Tư, Nguyên lý cắt kim loại, Nhà Xuất Bản Đại học Trung học chuyênnghiệp Bành Tiến Long – Trần Thế Lực – Trần Sĩ Túy, Nguyên lý gia công vật liệu, Nhà Xuất Khoa học – Kỹthuật TS Nguyễn Tiến Lưỡng – PGS.TS Trần Sĩ Túy - TS.Bùi Thế Lực, Cơ sở Kỹ thuật cắt gọt kim loại, Nhà Xuất Bản giáodục Ph.A Basơbasôp –Người dịch: Trần Văn Địch, Kỹ thuậ phay, Nhà Xuất Bản Thanhniên 83