tài liệu giảng dạy nguyên lý cắt nghề cắt gọt kim loại trung cấp

Muốn hớt đi một lớp kim loại dư thừa ra khỏi bề mặt cần gia công để đạt được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, trên các máy gia công kim loại bằng phương pháp c

Vật liệu làm dao

Vật liệu làm thân dao

- Thân làm dao phải có độ cứng, độ dẻo, độ dai

- Có khả năng chịu va đập

- Có khả năng chịu tải, chịu nhiệt trong quá trình cắt

1.1.2 Các loại vật liệu và phạm vi ứng dụng

Thân dao tiện được chế tạo từ thép C45 bằng phương pháp rèn, dập nóng hay đúc trong khuôn chính xác Sau đó gia công bằng phương pháp phay hoặc bào, nhằm đạt các kích thước theo tiêu chuẩn của thân dao Thân dao thường có tiết diện hình vuông hoặc hình chữ nhật với các kích thước theo tiêu chuẩn ISO như sau: 8 x 8, 10 x 10, 12 x 12 và

Trên cán dao thường ghi ký hiệu vật liệu làm dao.

Vật liệu làm phần cắt

Muốn hớt đi một lớp kim loại dư thừa ra khỏi bề mặt cần gia công để đạt được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, trên các máy gia công kim loại bằng phương pháp cắt gọt phải dùng các dụng cụ thường gọi là dụng cụ cắt

Thường vật liệu cần gia công trong chế tạo cơ khí là thép, gang… có độ cứng cao, do đó để có thể cắt được, vật liệu làm dao phần cắt dụng cụ phải có độ cứng cao hơn (60 – 65HRC) b Độ bền cơ học:

Dụng cụ cắt thường phải làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt : tải trọng lớn không ổn định, nhiệt độ cao, ma sát lớn, rung động… Dễ làm lưỡi cắt của dụng cụ sứt mẻ Do đó vật liệu làm phần cắt dụng cụ cần có độ bền cơ học (sức bền uốn, kéo, nén, va đập…) càng cao càng tốt c Tính chịu nóng: Ở vùng cắt, nơi tiếp xúc giữa dụng cụ và chi tiết gia công dụng cụ và chi tiết gia công, do kim loại bị biến dạng, ma sát…nên nhiệt độ rất cao (700 – 800 o C), có khi đạt đến hàng ngàn độ (khi mài) Ở nhiệt độ này vật liệu làm dụng cụ cắt có thể bị thay đổi cấu trúc do chuyển biến pha làm cho các tính năng cắt giảm xuống Vì vậy vật liệu phần cắt dụng cụ cần có tính chịu nóng cao nghĩa là vẫn giữ được tính cắt ở nhiệt độ cao trong một thời gian dài d Tính chịu mài mòn:

Trong điều kiện nhiệt độ cao và ma sát lớn, tình trạng mòn dao thường gặp do hiện tượng chảy dính giữa vật liệu gia công và vật liệu làm dụng cụ cắt Độ cứng của vật liệu giảm đáng kể ở phần cắt do nhiệt độ cao khiến quá trình mòn diễn ra mạnh mẽ hơn Sự mài mòn cơ học trở nên ít quan trọng hơn so với sự chảy dính, trở thành cơ chế mài mòn chủ đạo trong môi trường nhiệt độ cao từ 700 - 800 độ C.

Vì vậy, vật liệu làm phần cắt dụng cụ phải có tính chịu mòn cao e Tính công nghệ:

Vật liệu làm dụng cụ cắt phải dể chế tạo: dễ rèn, cán, dễ tạo hình bằng cắt gọt, có tính thấm tôi cao, dễ nhiệt luyện…

Ngoài những yêu cầu nêu trên, vật liệu làm phần cắt dụng cụ còn phải đảm bảo tính dẫn nhiệt tốt để tản nhiệt hiệu quả trong quá trình cắt, hạn chế hư hỏng dụng cụ.

1.2.2 Các loại vật liệu và phạm vi ứng dụng Để làm phần cắt dụng cụ, người ta có thể dùng các loại dụng cụ khác nhau tuỳ thuộc váo tính cơ lý của vật liệu cần gia công và diều kiện sản xuất cụ thể

Dưới đây lần lượt giới thiệu làm phần cắt dụng cụ theo sự phát triển và sự hoàn thiện về khả năng làm việc của chúng

Năm Vật liệu dụng cụ Ve,m/ph Nhiệt độ giới hạn đặt tính cắt 0 C Độ cứng

Thép Cacbon dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ

Thép gió(tăng Co và

Hợp kim cứngWC và TiC

Hợp kim cứng phủ(TiC)

92-94 8.000HV 18.000HV a Thép dụng cụ

Để đạt được độ cứng, khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn, hàm lượng C trong thép Cacbon chuyên dụng phải từ 0,7% trở lên (thường trong khoảng 0,7 - 1,3%), trong đó P và S phải thấp (P < 0,035%) Tỷ lệ này đảm bảo cho thép Cacbon chuyên dụng có được các đặc tính lý tưởng cho mục đích sử dụng của chúng.

S < 0,025%) Độ cứng sau khi tôi và ram đạt HRC = 60 - 62

-Sau khi ủ độ cứng đạt đượckhoảng HB = 107-217 nên dễ gia công cắt và gia công bằng áp lực

-Độthấm tôi nên thường tôi trong nước do đó dễ gây ra nứt vỡ nhất là những dụng cụ có kích thước lớn

-Tính chịu nóng kém, độ cứng giảm nhanh khi nhiệt độ đạt đến 200 o – 300 o C ứng với tốc độ cắt 4-5 m/ph

-Khó mài và dễ biến dạng khi nhiệt luyện do đó ít dùng để chế tạo những dụng cụ định hình, cần phải mài theo prôphin khi chế tạo

Dưới đây là bản nêu thành phần hóa học, cơ lý tính và phạm vi ứng dụng của một số mác thép Cácbon dụng cụ thường gặp

Giả sử ta có nhãn hiệuY10A

-Chữ Y: kí hiệu của Cácbon

-Chữ A:kí hiệu của chất lượng tốt(hàm lượng P,S 70-71)

- Độ chịu nhiệt cao:800-1000 0 C, do đó tốc độ cắt cho phép của HKC có thể đạt đến V

- Độ chịu mòn gấp 1,5 lần so với thép gió

- Chịu nén tốt hơn chịu uốn (hàm lượng Coban càng lớn thì sức bền uốn càng cao)

Hợp kim cứng được chế tạo qua các giai đoạn sau:

-Tạo bột Vonfram, Titan và Tantan nguyên chất

- Tạo ra các Cácbit tương ứng từ các bột nguyên chất W, Ti, Ta

- Trộn bột Cácbit vời bột Coban theo thành phần tương ứng với các loại hợp kim cứng

- Ép hỗn hợp dưới áp suất lớn (100-140MN/mm 2 ) nung sơ bộ đến 900 o C trong khoảng 1 giờ

- Tạo hình theo các dạng yêu cầu

- Thêu kết lần cuối ở nhiệt độ cao1400- 1500 0 C trong 1 đến 3 giờ tạo thành HKC

Khái niệm về dao tiện

Khái niệm

2.1.1 Công dụng và các chuyển động khi tiện

Mỗi loại máy cắt kim loại sở hữu quỹ đạo chuyển động tương đối giữa dao và chi tiết khác nhau Xét về chuyển động, có ba loại chính: a Chuyển động chính (hay chuyển động cắt chính) đóng vai trò cơ bản nhất Nó được thực hiện qua dụng cụ cắt hoặc chi tiết gia công, có thể là chuyển động quay, tịnh tiến khứ hồi hoặc dạng kết hợp

Ví dụ: Khi tiện chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi gá trên mâm cặp; khi phay, khoan, mài chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao phay, khoan và đá mài; còn khi bào và xọc là chuyển động tịnh tiến khứ hồi qua lại và lên xuống của dao… b Chuyển động chạy dao : là chuyển động của dao hay chi tiết gia công nó kết hợp với chuyển động chính tạo nên quá trình cắt gọt

Chuyển động chạy dao có thể liên tục hay gián đoạn Chuyển động này thường được thực hiện trong xu hướng vuông góc với chuyển động chính, cụ thể :

- Khi tiện, chuyển động chạy dao kà chuyển động ngang – dọc của bàn dao khi cắt:

- Khi phay là chuyển động ngang- dọc- đứng của bàn máy mang phôi;

- Khi bào là chuyển động ngang (đứng) của bàn máy và chuyển động lên xuống của đầu dao;

- Khi mài là chuyển đông tịnh tiến ngang (dọc) của bàn máy mang phôi hay trục của đá mài

- Khi khoan là chuyển động ăn xuống của mũi khoan c Chuyển động phụ: là chuyển động không trực tiếp tạo ra phoi như chuyển động tịnh tiến, lùi dao ( không cắt vào phôi)

2.1.2 Yếu tố cắt khi tiện

*Vận tốc cắt (Vc) là lượng dịch chuyển tương đối giữa lưỡi cắt và chi tiết gia công trong một đơn vị thời gian (hoặc lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên bề mặt chi tiết gia công và lưỡi cắt trong một đơn vị thời gian) ta có : Đa số các trường hợp trị số của vận tốc chuyển đông chay dao S rất nhỏ nên có thể coi vận tốc cắt là vận tốc chuyển động chính V  V

Ví dụ khi tiện ngoài chi tiết đường kính D (mm) số vòng quay trục chính n (vg/ph) thì trị số của tốc độ cắt có thể tính theo công thức:

“Khi tiện lỗ thì D là đường kính lỗ sau khi gia công, khi khoan D là đường kính mũi khoan, khi phay D là đường kính dao phay, khi mài D là đường kính của đá mài“

Nếu chuyển động chính là tịnh tiến (bào, xọc ) thì trị số vận tốc lấy theo giá trị vận tốc trung bình:

L: là chiều dài hành trình chạy dao (mm) n: là số hành trình kép trong một phút

*Chiều sâu cắt (t) : là chiều sâu lớp kim loại bị hớt đi sau một lần cắt (hoặc là khoảng cách giữa hai bề mặt đã và chưa gia công kề nhau đo theo phương vuông góc với phương chạy dao)

Ví dụ: Khi tiện thì chiều sâu cắt được tính: t = (D – d)/2 (khi tiện ngoài)mm t = (d – D)/2 (khi tiện trong)mm

*Lượng chạy dao (S) là quãng đường tương đối của lưỡi cắt so với chi tiết theo phương chuyển động chạy dao sau một đơn vị thời gian, sau một vòng quay của phôi hay sau một hành tình kép ứ m ph ự n

Khi tiện, lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển của dao theo phương chạy dao dọc theo bề mặt gia công sao một vòng quay của phôi (mm/vg)

Khi bào và xọc lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển của dao hoặc bàn máy thực hiện trong một hành trình kép của bàn máy (hoặc dao) và được tính bằng mm/hành trình kép Đối với dao nhiều lưỡi cắt như dao phay, lượng chạy dao có thể được tính theo răng dao (mm/rg), vòng quay của dao (mm/vg) hoặc phút làm việc của dao (mm/ph).

Tập hợp các yếu tố vận tốc cắt V, chiều sâu cắt t, lượng chạy dao S gọi là chế độ cắt Việc xác lập chế độ cắt dựa trên hệ thống công nghệ, bao gồm máy, dao, đồ gá và chi tiết gia công.

Hình dáng và kết cấu dao tiện

2.2.1 Các bộ phận dao tiện

Dao cắt kim loại giữ vai trò quan trọng trong quá trình gia công, nó trực tiếp tác động vào phôi liệu để tách ra phoi tạo thành bề mặt gia công

Mỗi dao (điển hình là dao tiện) thường gồm hai phần: a Thân dao : dùng để gá vào bàn dao, nó phải đủ độ bền và độ cứng vững,… Nhằm đảm bảo vị trí tương quan giữa dao và chi tiết b Đầu dao : là phần làm nhiệm vụ cắt gọt

2.2.2 Các mặt phẳng qui ước Đầu dao được hợp thành bởi các bề mặt sau:

- Mặt trước(1): là bề của dao tiếp xúc với phoi và phoi trực tiếp trượt trên trên đó và thoát ra ngoài

- Mặt sau chính(2): là bề của dao đối diện với mặt đang gia công

- Mặt sau chính(3): là bề của dao đối diện với mặt đã gia công

- Lưỡi cắt chính: là giao tuyến của mặt trước và và mặt sau chính, nó trực tiếp cắt vào kim loại Độ dài lưỡi cắt chính có liên quan đến chiều sâu cắt và bề rộng của phoi

- Lưỡi cắt phụ: là giao tuyến của mặt trước và và mặt sau phụ, một phần lưỡi cắt phụ gần mũi dao cũng tham gia cắt với lưỡi cắt chính

Lưỡi cắt nối tiếp là phần kết nối giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ, chỉ xuất hiện trên một số loại dao tiện Nếu không có lưỡi cắt nối tiếp, dao tiện sẽ có mũi nhọn hoặc mũi tròn tùy thuộc vào bán kính mũi dao (R = 1 – 2mm) Lưỡi cắt có thể là thẳng hoặc cong, và mỗi đầu dao có thể có một hoặc hai lưỡi cắt phụ.

Một dao có thể có nhiều đầu dao nên có rất nhiều lưỡi cắt Tuỳ theo số lượng của lưỡi cắt chính, người ta chia ra :

+Dao một lưỡi cắt : dao tiện, dao bào…

+Dao hai lưỡi cắt : mũi khoan

+Dao nhiều lưỡi cắt : dao phay, dao doa, dao cưa…

+Dao có vô số lưỡi cắt là đá mài, (mỗi hạt mài có vai trò như một lưỡi cắt)

2.2.3 Các góc dao tiện Để đảm bảo năng suất – chất lượng bề mặt gia công, dao cắt cần phải có hình dáng và góc độ hợp lý

Thông số hình học của dao được xét ở trạng thái tĩnh (khi dao chưa làm việc)

Góc độ của dao được xét trên cơ sở : dao tiện đầu thẳng đặt vuông góc với phương chạy dao, mũi dao được gá ngang tâm phôi

Thông số hình học dao giúp xác định vị trí các góc độ của dao nằm trên đầu dao Các thông số này được xác định ở các vị trí: mặt đáy dao, tiết diện chính N - N, tiết diện phụ N1 - N1 và mặt phẳng cắt gọt.

+ Góc trước : là góc tạo thành giữa mặt trước và mặt đáy đo trong tiết diện chính N –

Góc trước có giá trị dương khi mặt trước thấp hơn mặt đáy tính từ mũi dao, có giá trị âm khi mặt trước cao hơn mặt đáy và bằng không khi mặt trước song song với mặt đáy

Khi góc trước lớn biến dạng phoi nhỏ, việc thoát phoi dễ dàng, lực cắt và công tiêu hao giảm, năng suất tăng

+ Góc sau chính : là góc tạo thành giữa mặt sau và mặt phẳng cắt gọt đo trong tiết diện chính Góc sau thường có giá trị dương Góc sau càng lớn mặt sau ít bị ma sát vào bề mặt gia công nên chất lượng bề mặt gia công càng tốt

+ Góc cắt : là góc tạo bởi giữa mặt trước và mặt cắt đo trong tiết diện chính

+ Góc sắc : là góc được tạo bởi mặt trước và mặt sau chính đo trong tiết diện chính ta có quan hệ:  +  +  o ;  =  + 

+ Góc trước phụ 1: tương tự như góc trước, nhưng đo trong tiết diện phụ N – N,

+ Góc sau phụ 1: tương tự như góc sau , nhưng đo trong tiết diện phụ N – N

+ Góc mũi dao : là góc hợp bởi hình chiếu lưỡi cắt chính và hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt phẳng đáy

+ Góc nghiêng chính : là góc của hình chiếu lưỡi cắt chính với phương chạy dao đo trong mặt đáy

+ Góc nghiêng phụ 1: là góc của hình chiếu lưỡi cắt phụ với phương chạy dao đo trong mặt đáy

+ Góc nâng của lưỡi cắt chính : là góc tạo bởi lưỡi cắt chính và hình chiếu của nó

 Có giá trị âm, khi mũi dao là điểm cao nhất của lưỡi cắt

 = 0 Khi lưỡi cắt nằm ngang (song song với mặt đáy)

Các định nghĩa trên cũng đúng cho các loại dao khác.

Sự thay đổi góc dao khi làm việc

2.3.1 Do gá lắp a Sự thay đổi giá trị các góc  và 1 khi gá trục dụng cụ cắt không thẳng góc với đường tâm chi tiết:

Dụng cụ sau khi mài sắc có các góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ

Nếu khi gá dao, trục dao không vuông góc với đường tâm thì:

+ Nếu gá dao nghiêng về bên trái:

* Góc nghiêng chính khi làm việc c =  - (90 0 -)

* Góc nghiêng phụ khi làm việc 1c = 1 + (90 0 -)

+ Nếu gá dao nghiêng về bên phải:

* Góc nghiêng chính khi làm việc c =  + (90 0 -)

* Góc nghiêng phụ khi làm việc 1c = 1 - (90 0 -) b Sự thay đổi giá trị các góc khi mũi dao gá không ngang tâm máy:

Gá cao hơn tâm Thấp hơn tâm

Gá cao hơn tâm Thấp hơn tâm

- Khi tiện ngoài, nếu mũi dao gá cao hơn đường tâm của máy thì góc trước của dụng cụ khi làm việc tt sẽ tăng lên, góc sau tt sẽ giảm đi ; còn khi gá dao thấp hơn đường tâm của máy thì góc trước khi làm việc tt sẽ gảm đi, còn góc sau khi làm việc tt sẽ tăng lên

- Khi tiện trong kết quả sẽ ngược lại Ơ cả hai trường hợp trên, giá trị của các góc sẽ thay đổi một giá trị bằng góc Góc đó được tính theo công thức :

H: là độ cao (thấp) của mũi dao so với tâm máy

R: là bán kính của bề mặt được gia công (hay bán kính chi tiết)

Chuyển động chạy dao ngang và chuyển động chay dao dọc a Chuyển động chạy dao ngang (khi xén mặt đầu, cắt đứt )

Khi có chuyển động chạy dao ngang thì quỹ đạo của chuyển động cắt tương đối là đường acsimét

Do có lượng chạy dao ngang nên hướng của vectơ tốc độ cắt tổng hợp luôn luôn thay

Góc 1 được tính theo biểu thức sau:

Sn: lượng chay dao ngang sau một vòng quay của chi tiết (mm/vg)

D: là đường kính của chi tiết ở điểm khảo sát (mm)

Tiện cắt đức một chi tiết hình trụ với lượng chạy dao ngang Sn =0.2 mm/vòng Dao tiện cắt đức sau khi mài có y 0 Tính góc sau thực tế khi cắt đến điểm cách tâm một khoảng r = 1mm

Giải: Tính góc  theo côntg thức cho trên

Góc sau khi cắt đến điểm cách tam 1 mm sẽ là:

Như vậy do lượng chạy dao ngang bé nên sự thay đổi góc sau không đáng kể, có thể không đáng quan tâm

Tiện hớt lưng một dao phay định hình có các thông số sau: đường kính ngoài D 75mm, số răng Z = 10, lượng hớt lưng K = 4.5mm, cần mài góc sau y là bao nhiêu để làm việc ta có yc =8 0

Ta có: yc = y - với tg = Sn/D

Lượng hớt lưng K = 4.5mm, nghĩa là sau một góc giữa hai răng (360 0 / z) thì lượng tiến dao là 4.5mm

Vậy sau một vòng lượng tiến dao sẽ là:

Vậy cần mài góc sau: y = 8 0 +10 0 48’ 0 48’ b Chuyển động chạy dao dọc

Khi dao thực hiện chuyển động chạy dọc, chuyển động cắt tương đối sẽ theo đường xoắn ốc Vì vậy, vectơ tốc độ cắt tổng hợp sẽ tạo một góc 2 so với vectơ tốc độ cắt ban đầu ở trạng thái tĩnh.

Giá trị của 2 được tính từ biểu thức:

Sd: là lượng chạy dao dọc sau một vòng quay chi tiết (mm/vg)

D: là đường kính chi tiết tại điểm khảo sát

Lượng chạy dao dọc càng lớn, đường kính chi tiết gia công càng bé thì góc 2 càng lớn Do đó khi cắt với lượng chạy dao lớn như khi cắt ren bước lớn như ren nhiều đầu mối, thì khi mài dao cần phải chú ý đến góc 2 để đảm bảo góc sau khi cắt không âm

Tiện một trục vít hình thang có

Prôfin như hình vẽ, đường kính trung bình của trục vít dtrung bình = 40 mm, môdun chiều trục m = 6 Góc

Người ta tiến hành tịên từng mặt một

Dao tiện tinh mặt trái ren có dạng như hình bên, góc trước γ = 0°, φ = 70°, λ = 0° Gá mũi dao ngang tâm máy Để tiện đạt yêu cầu thì góc sau tiết diện XX phải là αx = 0° Do đó, cần mài dao với góc αn bằng góc αx tại điểm nằm trên đường kính trung bình.

Tính x với Sd là lượng chạy dao theo chiều trục, lúc nào bằng bước chiều trục t0, do đó Sd =to = m = 6

 là bán kính vectơ tại điểm ta xét  = 20 mm

6  x  tg   tính góc sau  trong tiết diện NN n

Ta đã có quan hệ: cotgx – cotgn.sin  tg cos

Vì =0 nên cotgx = cotg sin

Hay : cotgn = cotgx sin Ơ đây : x = xc 0 53’, góc  p 0

Do đó tgn = cotgxc sin

Các loại dao tiện

Dao tiện trụ ngoài gồm có dao tiện đầu thẳng, dao tiện đầu cong Loại dao này vừa có thể tiện trụ ngoài vừa có thể tiện vạt mặt đầu

Dao tiện trụ ngoài còn chia ra dao tiện trụ suốt và dao tiện trụ bậc, trong hai kiểu dao này còn được chế tạo dao tiện trái và dao tiện phải Dao tiện trụ bậc thường có góc nghiêng chính bằng 90 0 Dao tiện trụ bậc thường dùng gia công các trục kém cứng vững nhằm làm giảm lực hướng kính làm cong trục Phần cắt gọt của dao tiện trụ ngoài được chế tạo chủ yếu từ hai vật liệu chính là: thép gió và hợp kim cứng b Dao tiện mặt đầu:

Dao tiện mặt đầu gồm có hai loại: dao vạt mặt đầu cong và dao vạt mặt đầu thẳng Dao vạt mặt đầu còn có thể sử dụng để tiện trụ suốt, đặc biệt là dao vạt mặt đầu cong Phần cắt gọt của dao vạt mặt đầu được chế tạo chủ yếu từ hai vật liệu chính là: thép gió và hợp kim cứng c Dao tiện lỗ:

Dao tiện lỗ thường có hai loại: dao tiện lỗ suốt và dao tiện lỗ kín Nhìn chung dao tiện lỗ thường có kích thước nhỏ hơn dao tiện trụ ngoài và cũng có phần cắt gọt được chế tạo bằng thép gió và hợp kim cứng d Dao cắt rãnh và dao cắt đứt:

Dao tiện rãnh dùng để cắt đứt hoặc cắt khe rãnh ngoài, trong trên các chi tiết hình trụ Dao cắt rãnh thường có 3 kiểu: dao đối xứng, dao phải, dao trái Cấu tạo của loại dao này tương tự như dao tiện cắt đứt và thường được chế tạo bằng thép gió hoặc hợp kim cứng.

Các loại dao tiện có nhiều chức năng khác nhau trong gia công kim loại Dao tiện ren sử dụng để tạo các ren ngoài hoặc trong, với hình dạng dao tiện ren phụ thuộc vào biên dạng ren như ren tam giác, ren vuông, ren hình thang Dao tiện định hình sử dụng để gia công các chi tiết định hình tròn xoay, có biên dạng tương tự biên dạng chi tiết gia công Tùy vào hình dạng chi tiết, dao định hình có thể được chia thành dao tiện định hình đĩa và dao tiện định hình lăng trụ.

Quá trình cắt kim loại

Sự hình thành phoi và các loại phoi

3.1.1 Quá trình hình thành phoi cắt

Khi cắt lưỡi cắt của dao tác dụng vào kim loại một lực (lực cắt), nó gây ra một sự thay đổi cơ lý tại vùng cắt của vật liệu

- Đầu tiên dưới tác dụng của lực P kim loại bị nén và biến dạng đàn hồi

- Dao tiến sâu vào (lực P càng lớn) gây nên ứng suất bên trong kim loại lơn hơn giới hạn đàn hồi do đó kim loại bắt đầu bị biến dạng dẻo (các phần từ bên trong kim loại bắt đầu bị trượt theo mặt trượt và phương trượt)

- Do biến dạng các tinh thể trên phương này bị kéo dài thành hình elíp (góc của mặt trượt so với phương của lực cắt là 1)

- Khi dao tiếp tục tiến thêm => áp lực gia tăng làm ứng suất tăng vượt quá giới hạn bền kim loại bị biến dạng lớn và bắt đầu bị phá huỷ

Trên phần kim loại của phôi ở mặt trước daop xuất hiệncác vết nứt theo góc phá huỷ

- Khi dao tiếp tục tiến, phoi bị cắt sẽ trượt trên mặt trước của dao, còn dao tiếp tục ép lên càc phần tử kim loại tiếp theo

Các nhà công nghệ có thể căn cứ vào sự hình thành phoi cắt mà đánh giá được các thông số của dụng cụ cắt, các yếu tố chế đô cắt được hợp lý hay chưa, mức độ tiêu hao năng lượng nhiều hay ít, chất lượng bế mặt gia công có đảm bảo hay không…

Có các dạng phoi cắt sau đây: a Phoi vụn: phoi cắt ra là những hạt nhỏ rời rạt có hình dáng kích thước khác nhau

Phoi vụn thường gặp khi gia công vật liệu giòn hay cắt với vận tốc thấp

Sự hình thành phoi không liên tục (phoi vụn) làm lực cắt thay đổi gây ra va đập, rung động … chất lượng bề mặt xấu đi, nhiệt và lực cắt chỉ tập trung ở mũi dao b Phoi xếp : Mặt phoi tiếp xúc với mặt trước của dao thì nhẵn bóng mặt đối diện với nó có những nếp gợn (nức nẻ), phoi bị đứt ra thành từng mảnh hoặc từng đoạn ngắn

Dạng phôi này trhường xuất hiện khi cắt các vật liệu dẻo vừa, (vận tốc cắt, lượng chạy dao trung bình và dao có góc trước  lớn)

Khi cắt ra phoi xếp thì bề mặt ra công nhẵn bóng hơn c Phoi dây: Thường gặp khi cắt các vật liệu dẻo hoặc khi cắt với - vận tốc cao, góc độ mài dao hợp lý Phoi có dạng dây dài – xoắn (mặt phoi tiếp xúc với mặt trước của dao nhẵn bóng, mặt còn lại gợn nứt) Phoi dây vẫn còn khả năng biến dạng dẻo

Do có phoi dây mà lực cắt thay đổi rất ít, tiêu hao năng lượng giảm, chất lượng bề mặt gia công càng tốt

Cần lưu ý rằng với cùng một loại vật liệu gia công, tùy vào điều kiện cắt gọt, thông số hình học của dao và chế độ cắt, ta có thể thu được phoi vụn, phoi xếp hoặc phoi dây.

Vì vậy từ chỗ quan sát phoi khi cắt người thợ có thể phán đoán nguyên nhân để có những điều chỉnh kịp thời.

Biến dạng kim loại trong quá trình cắt

3.2.1 Khái niệm về biến dạng bình quân và tổng quát

Ta thấy trong quá trình cắt của kim loại dẻo tương đương với quá trình chèn ép của kim loại, khi cắt gọt quá trình biến dạng từ kim loại ra phoi cắt chia làm ba giai đoạn sau: a Giai đoạn chèn: là thời kỳ dao bắt đầu tiếp xúc với vật cắt, ở chỗ tiếp xúc do tác dụng của lực ép, một bộ phận kim loại sinh ra biến dạng đàn hồi b Giai đoạn trượt: khi dao tiếp xúc và tiến vào bề mặt của phôi, ứng suất bên trong của kim loại tăng lên, các phần tử của kim loại bị trượt trên mặt thoát của dao và lớp cắt c Giai đoạn chèn và cắt đứt tạo thành phoi: khi dao tiến thêm một đoạn nữa, mảnh kim loại tách rời mặt cắt tạo thành phoi, kết thúc sự biến dạng gọi là giai đoạn cắt đứt, sau đó dao lại tiếp xúc với mảnh kim loại khác và quá trình cắt mới lại bắt đầu

3.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng.

Các biểu hiện của biến dạng

Sự co rút phoi là đặc điểm quan trọng phản ánh mức độ thay đổi về khối lượng của kim loại bị cắt gọt Nghiên cứu sự co rút phoi theo thể tích giúp xác định độ khó hoặc dễ cắt của vật liệu, cũng như lượng năng lượng tiêu thụ nhiều hay ít trong quá trình cắt.

Gọi a,b,L, là kích thước cần cắt; ap,bp,clà kích thước phoi, thì:

L> Lp a> ap b> bp hệ số co rút phoi theo:

Theo định luật bảo toàn thể tích: a.b.L = ap bp.Lp

Ta có :L/ Lp = ap /a hay: KL=Ka

3.3.2 Phoi bám a Hiện tượng: Khi cắt kim loại ở một khoảng tốc độ nào đó, trên mặt trước của dao xuất hiện một khối kim loại có độ cứng khá lớn, có tổ chức và tính chất khác biệt với vật liệu chi tiết gia công, vật liệu làm dao Khối kim loại này lúc to, lúc nhỏ khác nhau…

Nó xuất hiện và biến mất hàng chục lần trong một giây Đó là hiện tượng lẹo dao b Nguyên nhân:

Tại vùng vật liệu phoi tiếp xúc với mặt trước của dao đồng thời chịu tác dụng của ba lực:

T- Lực ma sát giữa phoi và mặt trước của dao

S- Lực liên kết giữa các lớp kim loại thuộc phoi

W- Lực thoát phoi Ở nhiệt độ thấp lực liên kết S (nội lực ma sát) còn lớn, khi nhiệt độ tăng lên lực S giảm dần nên : T > S + W và kim loại thuộc lớp tiếp xúc tách khỏi phoi nằm lại trên mặt trước của dao tạo thành khối lẹo dao

Khi nhiệt độ cao hơn nữa, lớp kim loại gần đến trạng thái nóng chảy làm cả nội ma sát (S) và cả ngoại ma sát (T) đều giảm nhưng T giảm nhanh hơn S nên lẹo dao không được hình thành, còn lẹo dao trước đó bị nung chảy rồi bị lực của dòng phoi cuốn đi

Lẹo dao đóng vai trò quan trọng trong gia công, giúp bảo vệ lưỡi cắt khỏi mài mòn và giảm lực cắt Tuy nhiên, lẹo dao cũng khiến lưỡi cắt trở nên kém sắc và dẫn đến hiện tượng rung động trong quá trình cắt, làm giảm độ bóng bề mặt sản phẩm Vậy nên, cần tránh để xảy ra hiện tượng lẹo dao trong quá trình gia công.

+ Tốc độ cắt : Từ thực nghiệm với một số điều kiện nhất định cho thấy lẹo dao chỉ hình thành trong phạm vi tốc độ cắt từ V1 đến V2

+Vật liệu gia công: Khi gia công vật liệu giòn phoi dễ phá huỷ và đứt ra sớm nên khó hình thành lẹo dao

Lẹo dao thường được hình thành khi gia công vật liệu dẻo Tính dẻo của vật liệu

- Góc trước của dao: Góc trước của dao nhỏ dẫn đến phoi dao biến động nhiều hơn Điều này làm giảm tần suất hình thành và biến mất của lẹo dao, nhưng ngược lại lại làm tăng chiều cao của lẹo dao.

+ Anh hưởng của chiều dày cắt (a): Khi chiều dày cắt lớn, tần số hình thành và biến mất của lẹo dao lớn

Trong quá trình gia công duới tác dụng của lực cắt, trên lớp bề mặt chi tiết gia công xảy ra hiện tượng dẻo  các hạt tinh thể bị kéo lệch mạng và giữa chúng sinh ra ứng suất Tác dụng này làm tăng thể tích riêng và làm giảm mật độ kim loại ” độ cứng, độ giòn, giới hạn bền tăng lên còn tình dẻo – dai bị giảm, tính dẫn từ thay đổi, … bề mặt kim loại được làm chắc” gọi là hiện tượng cứng nguội Đặc trưng của hiện tượng cứng nguội là cứng độ tế vi

Mức độ biến dạng cứng, chiều sâu lớp biến cứng tỷ lệ với mức độ biến dạng dẻo của lớp bề mặt kim loại

Hiện tượng cứng nguội gây ảnh hưởng xấu, làm giảm độ bóng, độ chính xác và cơ tính tổng hợp của lớp bề mặt chi tiết gây cảng trở đến lần gia công tiếp theo

Các nhân tố ảnh hưởng đến hiện tượng này gồm:

- Các thông số hình học của dao, các yếu tố của chế độ cắt làm tăng mức độ biến bạng của phôi, phoi thì đều tăng độ cứng nguội

- Mức độ mài mòn của dao tăng thì độ cứng nguội tăng;

- Bán kính mũi dao tăng, độ cứng nguội cũng tăng lên

Muốn giảm hiện tượng cứng nguội ta phải lựa chọn chế độ cắt hợp lý, thông số hình học dao thích hợp kết hợp với dung dịch trơn nguội trong khi cắt Đồng thời với hiện tượng làm chắc lớp kim loại bề mặt thì còn tồn tại một qúa trình ngược lại là làm cho kim loại suy yếu đi và trở lại trình trạng ban đầu chưa biến cứng Qúa trình này phụ thuộc vào nhiệt độ trong vùng cắt và khi nhiệt độ lớn kéo dài thì kim loại bề mặt có thể suy yếu mạnh Tính chất cuối cùng của lớp bề mặt tuỳ theo tỷ lệ tác động hai yếu tố lực và nhiệt tại vùng cắt.

Các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt

Trong quá trình cắt gọt, có sự rung động ở dụng cụ cắt, chi tiết gia công và máy a Nguyên nhân gây ra rung động:

- Lực cản của kim loại khi phá vỡ các phần tử phoi và sự tạo thành phoi bám;

- Lực cản của kim loại khi lượng dư gia công không đều nhau;

- Phôi và mâm cặp bị đảo (không đồng tâm) làm phát sinh lực ly tâm;

- Do ngoại lực tác động: ảnh hưởng của máy khác đặt bên cạnh (máy rèn, máy dập,

…) làm cho móng máy bị rung động

Rung động làm cho máy làm việc không ổn định, giảm tuổi thọ của dao và chất lượng của bề mặt gia công Máy bị mòn nhanh và làm việc không an toàn b Phương pháp chống rung động:

- Gia công những trục cứng vững kém và trung bình bằng dao có góc nghiêng lớn  60 0 - 90 0 ;m bán kính mũi dao nhỏ R = 1 + 1,5 mm

- Mâm cặp ba chấu khi lắp với mặt bích phải đồng tâm, khi gia công phôi không đối xứng phải cân bằng trọng lượng bằng vật đối trọng;

- Nếu gia công chi tiết trên hai mũi tâm, chỉ để nòng ụ sau thò ra ít nhất, hãm nòng ụ sau và hãm chặt ụ sau vào băng máy;

- Dao thò ra không vượt quá 1,5 chiều cao thân dao Trường hợp cần tăng chiều dài dao thì phải giảm chế độ cắt;

- Nếu phôi không cứng vững, dùng giá đỡ để tăng đọ cứng vững trong quá trình cắt gọt;

- Khi xén mặt đầu, cắt đứt, cắt rãnh, nếu không dùng đến bước tiến dọc thì hãm cố định bàn trượt xe dao lại;

- Nếu điều chỉnh dao theo cữ, không sử dụng bước tiến ngang, thì xiết nêm ở bàn trượt ngang;

- Không dùng dao đã cùn Phải mài lại dao và mài tinh, bảo đảm hình dáng hình học của dao;

- Trường hợp đặc biệt, phải sử dụng thiết bị chống rung động;

- Kịp thời điều chỉnh ổ đỡ của trục chính;

- Bulông bắt chặt máy vào móng máy cầm có đệm lót chống rung

3.4.2 Độ nhám bề mặt gia công Đối tượng của quá trình cắt gọt là chi tiết gia công Do ảnh hưởng nhiều yếu tố có liên quan đến quá trình cắt gọt cho nên chi tiết thực tế được gia công bao giờ cũng có sai lệch với chi tiết thực tế Những sai đó phân làm 2 nhóm:

- Nhóm sai lệch đại quan (phát hiện bằng mắt thường ) về kích thước, hình dáng vị trí tương quan giữa các bề mặt  khái niệm về độ chính xác gia công

- Nhóm sai lệch tế vi : độ nhấp nhô bề mặt, sự thay đổi tính chất cơ lý lớp bề mặt  khái niệm về chất lượng bề mặt gia công

Nguyên nhân sự khác nhau giữa bề mặt lý tưởng và bề mặt gia công thực tế

- Bề mặt đã gia công là sự sao chép hình dạng lưỡi cắt của dao

- Có lượng chạy dao S làm cho các vết cắt không liên tục để lại phần kim loại chưa cắt

- Do sự rung động của hệ thống công nghệ MGDC

- Do quá trình biến dạng và ma sát làm phát sinh những vết nứt tế vi

Kết quả của những nguyên nhân trên đã để lại trên bề mặt của chi tiết sau gia công những vết lồi, lõm.Vết lồi, lõm được gọi làđộ nhấp nhô và tuỳ thuộc vào chiều cao của các nhấp nhô phân làm các cấp độ bóng

* Các số đo nhám bề mặt đặc trưng 4 loại :

Độ không bằng phẳng (Rmax) là chỉ số đo độ gồ ghề của bề mặt đường bằng cách đo khoảng cách từ đỉnh nhô cao nhất đến đáy nhấp nhô sâu nhất trên một đơn vị chiều dài (mk) nhất định Chỉ số này phản ánh tình trạng bề mặt đường, càng phẳng thì Rmax càng nhỏ, ngược lại bề mặt đường càng gồ ghề thì Rmax càng lớn.

+ Chiều cao nhấp nhô trung bình( Ra) là khoảng cách trung bình của các điểm trên prôfin đến đường trung bình Ra được xác định theo công thức:

+ Số đo độ nhám hq được tính theo biểu thức:

+ Chiều cao nhấp nhô Rz

Chiều cao nhấp nhô Rz được xác định bằng cách chọn trên chiều dài cơ sở 5 đỉnh nhấp nhô ổn định và 5 đáy nhấp nhô ổn định Độ chênh lệch trung bình giữa các đỉnh và đáy đó chính là Rz

Ví dụ: ta chọn 5 đỉnh 1,3,5,7,9 có khoảng cách tới đường chuẩn là h1,h3,h5,h7,h9

5 đáy 2,4,6,8,10 có khoảng cách từ đáy tới đường chuẩn là h2,h4,h6,h8,h10 thì:

Sự tưới nguôi

3.5.1 Tác dụng và các yêu cầu Để cải thiện điều kiện cắt gọt, nâng cao năng suất, tăng độ bóng bề mặt gia công…Người ta tưới vào vùng cắt một loại dung dịch trơn nguội Dung dịch trơn nguội có hai tính năng quan trọng:

- Làm nguội để giảm nhiệt độ vùng cắt, giảm biến dạng nhiệt, …

- Bôi trơn để giảm ma sát, giảm lực cắt để nâng cao năng suất

Yêu cầu đối với dung dịch trơn nguội là phải luôn ổn định có nghĩa là không bị biến chất trong một thời gian dài, mặt khác là không ảnh hưởng đến công nhân như gây mùi hôi hoặc ăn mòn da thịt – quần áo … ; không đông đặc hay ngưng tụ làm cản trở cho việc bơm tưới ; không làm gỉ sét hay ăn mòn máy, dao, chi tiết gia công

3.5.2 Các loại dung dịch thường dùng

Khi gia công thô người ta thường dùng dung dịch nước có pha chất chống ăn mòn như: Axit Nitơrít loãng, Xút, Êmuxi, …

Còn khi gia công tinh thường dùng dung dịch chứa các chất hoạt tính như Axít béo hữu cơ, Axít béo, Kiềm hữu cơ, Dầu thực vật…

3.5.3 Phương pháp tưới và bảo quản Để tưới dung dịch trơn nguội vào vùng cắt người ta người ta sử dụng hệ thống bơm kết hợp với vòi phun Lưu lượng dung dịch trơn nguội được tính toán và điều chỉnh sao cho đảm bảo được hiệu quả làm nguội và bôi trơn tại vùng cắt.

Lực cắt khi tiện

Phân tích và tổng hợp lực

Lực cắt là lực tác dụng từ dao vào phôi để tách ra phoi tạo nên bề mặt chi tiết gia công

Như đã phân tích, quá trình hình thành phoi là một quá trình cơ nhiệt phức tạp Việc nghiên cứu lực cắt là nghiên cứu nguyên nhân sâu xa của sự hình thành phoi Mặt khác giá trị của lực cắt là thông số để xác định lượng tiêu hao công suất máy, tính sức bền của thân dao, đồ gá,…

Tổng hợp và phân tích lực cắt

Khi cắt, trên mặt trước của dao xuất hiện lực pháp tuyến NT và lực tiếp tuyến FT (lực ma sát giữa dao và phoi) Trên mặt sau của dao xuất hiện lực pháp tuyến NS và lực tiếp tuyến FS (lực ma sát giữa dao và phôi) Hợp các lực lại ta được lực cắt P

Lực cắt phụ thuộc vào nhiều yếu tố và có thể thay đổi rộng tùy thuộc vào khả năng cắt của máy Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta lập hệ tọa độ Đề-các và phân tích lực P thành ba lực theo ba phương x, y, z.

Px _ Lực chiều trục, tác dụng lên cơ cấu chạy dao (còn gọi là lực chạy dao)

Lực Py gây ra võng chi tiết gia công và rung động trong mặt phẳng ngang xOy Lực này có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác hình dạng hình học và chất lượng bề mặt chi tiết gia công, do đó khi gia công cần phải kiểm soát lực Py để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Pz _ Lực tiếp tuyến có phương trùng với phương của chuyển động cắt chính Nó có trị số lớn nhất trong 3 thành phần lực phân tích, còn gọi là lực cắt chính

Lực PZ dùng để tính hoặc kiểm nghiệm về công suất cắt (mômen), tính hoặc kiểm nghiệm sức bền thân dao

Trong điều kiện gia công tiện bình thường với dao có mũi được gá ngang tâm (với S

Các nhân tố ảnh hưởng đến lực

Những nhân tố ảnh hưởng đến lực cắt

Có thể coi lực cắt là một hàm của các yếu tố:

V, t, S – Các yếu tố của chế độ cắt;

, , , R, , 1,… _ Các thông số hình học của dao cắt;

Công thức tính lực và thực hành tính lực

Một số tính toán liên quan đến các thành phần lực cắt

+ Công suất chạy dao: , (kW)

N cd  P x 6 Công suất cần thiết để chọn động cơ cho máy gia công:

- Mômen cắt của trục chính máy tiện: [M] , (Nmm)

- Độ võng của chi tiết gia công khi tiện (chi tiết được coi như một dầm chịu lực tập trung

Trong các công thức trên:

PX, PY, PZ _ tính bằng N;

V – Vận tốc chuyển động chính (m/ph);

N _ Số vòng quay trục chính máy (vg/ph);

S _ Lượng chạy dao (mm/vg);

 _ Hiệu suất các khâu truyền động trong máy tính từ động cơ;

D _ đường kính chi tiết gia công (mm);

I _ Mômen quán tính tiết diện chính của chi tiết gia công (mm 4 );

E _ Môđun đàn hồi vật liệu gia công (N/mm 2 );

K _ Hệ số phụ thuộc dạng liên kết ;

[y] _ độ võng cho phép của chi tiết (mm).

Nhiệt cắt và sự mòn dao

Nhiệt cắt

5.1.1 Nguồn gốc phát sinh và phân bố nhiệt

Trong quá trình cắt, công tiêu hao được chuyển thành nhiệt năng Nhiệt sinh ra trong quá trình cắt là một hiện tượng vật lý quan trọng trực tiếp ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công và độ bền của dao cụ Nhiệt sinh ra làm giảm năng suất và độ chính xác gia công

QF – Nhiệt đi vào phoi (Khoảng 75 – 80%)

Qd – Nhiệt đi vào dao (Khoảng 15 – 20%)

Qc – Nhiệtn đi vào chi tiết (Khoảng 4%)

Qmt – Nhiệt đi vào môi trường (Khoảng 2%)

5.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt cắt.

Sự mài mòn

Trong suốt quá trình cắt gọt mặt trước của dao luôn tiếp xúc và có chuyển động tương đối với mặt đã gia công của chi tiết Sự tiếp xúc giữa các phần tử kim loại có những đặc điểm đáng chú ý:

- Sự tiếp xúc thực hiện dưới áp lực lớn

- Quá trình diễn ra ở nhiệt độ cao

- Hệ số ma sát tại vùng tiếp xúc có chuyển động rất lớn ( =0.4 – 1 )

- Mỗi phần từ kim loại của dao chỉ tiếp xúc với phần tử phoi hay chi tiết có một lần và không lập lại

Từ lý thuyết về mài mòn Summer Smiht và Delepiereux đã khái quát thành 4 nguyên nhân dẫn đến mài mòn dao như sau :

+ Mài mòn do quá trình ma sát cơ học gây nên

Khi cắt các bề mặt của dao luôn tiếp xúc và chuyển động tương đối với phoi và chi tiết Dưới tác dụng của tải trọng các phần tử kim loại tại vùng tiếp xúc sẽ phát sinh mối liên kết kim loại Nếu mối liên hệ này lớn hơn độ bền bản thân mỗi kim loại tham gia tiếp xúc thì bản thân các phần tử kim loại loại có độ bền nhỏ sẽ bị bức ra và lôi đi

+ Mài mòn do sự xuất hiện và mất đi liên tục của các khối lẹo dao:

Khi cắt tại vùng tiếp xúc gần mũi dao hình thành nên các khối lẹo dao có độ cứng cao hơn độ cứng của bản thân kim loại tham gia tiếp xúc Mặt khác do sinh ra và bị lôi đi liên tục dẫn đến tốc độ mài mòn trên các bề mặt dao tăng lên

+ Mài mòn do hiện tượng khuếch tán tại vùng tiếp xúc:

Vật lý đã chứng minh: Có hai kim loại ép vào nhau nếu ta đốt nóng tại vùng tiếp xúc thì ở đó xuất hiện hiệu điện thế Các phần tử kim loại của hai vật tiếp xúc sẽ khuếch tán vào nhau Hiện tượng này còn gọi là hiện tượng thẩm thấu

5.2.1 Các giai đoạn mài mòn

Lý thuyết mài mòn nói chung và kết quả thí nghiệm về mài mòn dao đã nói riêng đã chứng minh rằng: quá trình mài mòn dao diễn ra trong ba giai đoạn

+ Giai đoạn bắt đầu mài mòn O có tốc độ mài mòn lớn diễn ra trong thời gian ngắn, mài mòn chủ yếu trong giai đoạn này là sang bằng cơ học các nhấp nhô để lại khi gia công cơ

+ Giai đoạn mài mòn bình thường  có tốc độ mài mòn nhỏ diễn ra trong thời gian dài, giai đoạn tương tự như giai đoạn làm việc bình thường của các chi tiết máy sau thời kỳ chạy rà

+ Giai đoạn mài mòn khóc liệt (sau ) với tốc độ lớn diễn ra trong thời gian ngắn liền sau đó là dao bị cháy hoặc bị gãy vỡ mất khả năng cắt Điểm  được gọi là điểm mòn tới hạn Độ cứng mài mòn tương ứng với điểm  gọi là độ mài mòn cho phép

5.2.2 Các dạng mài mòn và độ mòn dao thích hợp

Trong quá trình cắt gọt, thường có nhiều dạng mài mòn diễn ra đồng thời trên dao cắt Tuy nhiên, tùy thuộc vào từng loại dao cụ và điều kiện cắt cụ thể mà có thể chỉ có 1 hoặc 2 dạng mài mòn là đặc trưng Loại mài mòn đặc trưng phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật liệu chế tạo dao cụ, phương pháp cắt và đặc tính quá trình cắt gọt.

+ Mũi dao bị mài mòn : Vị trí tiếp xúc giữa dao và chi tiết (theo phương t ) sẽ thay đổi dẫn đến thay đổi đường kính gia công, mặt khác bán kính mũi dao (R ) thay đổi sẽ dẫn đến sự thay đổi khi cắt

+ Mặt sau khi bị mài mòn (góc sau O o ) làm tăng sự tiếp xúc giữa mặt sau dao và mặt đang gia công của chi tiết Sự tiếp xúc làm tăng sự đáng kể tải trọng lực và nhiệt

+ Mặt trước dao bị mài mòn ( góc trước dao  âm ) làm tăng mức độ biến dạng khi cắt và cũng dẫn đến tăng tải trọng

+ Mài mòn lưỡi liềm: làm tăng góc trước  tăng lên phoi dễ thoát, nhưng ngược lại làm yếu dao () Độ lớn lưỡi liềm này tăng đến mức nào đó dao không còn khả năng chịu được lực cắt được nữa sẽ gây gãy vở dao

+ Cùn lưỡi cắt: Dao cùn sẽ không thể hớt bớt lớp kim loại ra khỏi chi tiết mà chỉ trượt trên bề mặt gia công

5.2.3 Các chỉ tiêu đánh giá độ mòn dao thích hợp

Bài 6: Chọn chế độ cắt khi tiện

- Trình bày được cơ sở lựa chọn chế độ cắt

- Tra được chế độ cắt bằng bảng số

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.

Trình tự chọn chế độ cắt

Căn cứ vào điều kiện kỹ thuật của chi tiết gia công mà chọn vật liệu làm dao, các thông số hình học, kết cấu thân dao

2- Xác định chiều sâu cắt:

Khi xác định chiều sâu cắt phải dựa vào lượng dư và độ chính xác gia công (gia công tinh hay thô)

3- Xác định lượng chạy dao cho phép:

Tính chế độ cắt

: Là lượng dịch chuyển tương đối giữa lưỡi cắt và chi tiết gia công trong một đơn vị thời gian

(hoặc lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên bề mặt chi tiết gia công và lưỡi cắt trong một đơn vị thời gian) ta có :

 Đa số các trường hợp trị số của vận tốc chuyển đông chay dao S rất nhỏ nên có thể coi vận tốc cắt là vận tốc chuyển động chính Vc  V

Ví dụ khi tiện ngoài chi tiết đường kính D (mm) số vòng quay trục chính n (vg/ph) thì trị số của tốc độ cắt có thể tính theo công thức:

“Khi tiện lỗ thì D là đường kính lỗ sau khi gia công, khi khoan D là đường kính mũi khoan, khi phay D là đường kính dao phay, khi mài D là đường kính của đá mài“

Nếu chuyển động chính là tịnh tiến (bào, xọc ) thì trị số vận tốc lấy theo giá trị vận tốc trung bình: ứ m ph ự n

L: là chiều dài hành trình chạy dao (mm) n: là số hành trình kép trong một phút Đối với từng loại vật liệu làm dao ta có một vận tốc cắt cho phép tương ứng [v]:

- Hợp kim BK: BK6, BK8, … : v = 60  70 m/ph

- Hợp kim TK: T15K6, T5K10, … : v = 90 100 m/p b Chiều sâu cắt (t) : là chiều sâu lớp kim loại bị hớt đi sau một lần cắt (hoặc là khoảng cách giữa hai bề mặt đã và chưa gia công kề nhau đo theo phương vuông góc với phương chạy dao)

Ví dụ: Khi tiện thì chiều sâu cắt được tính: t = (D – d)/2 (khi tiện ngoài)mm t = (d – D)/2 (khi tiện trong)mm c Lượng chạy dao (S) là quãng đường tương đối của lưỡi cắt so với chi tiết theo phương chuyển động chạy dao sau một đơn vị thời gian, sau một vòng quay của phôi hay sau một hành tình kép

Khi tiện, lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển của dao theo phương chạy dao dọc theo bề mặt gia công sao một vòng quay của phôi (mm/vg)

Khi bào và xọc lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển của dao hay bàn máy sau một hành trình kép của bàn máy (hoặc dao) Đối với dao nhiều lưỡi cắt như dao phay có thể tính lượng chạy dao sau một răng dao (mm/rg), lượng chạy dao sau một vòng quay của dao (mm/vg), lượng chạy dao sau một phút làm việc của dao (mm/ph).

=> Tập hợp các yếu tố vận tốc cắt V, chiều sâu cắt t, lượng chạy dao S gọi là chế độ cắt Một chế độ cắt được xác lập trên hệ thống công nghệ bao gồm: Máy – Dao – Đồ gá và Chi tiết gia công.

Chọn chế độ cắt bằng bảng số

Các yếu tố của chế độ cắt được chọn dựa vào vật liệu gia công, vật liệu làm dao và tính chất gia công được cho trong bảng 6.1; bảng 6.2

Bảng 6.1: Lượng chạy dao được chọn tùy thuộc vào r và Rmax

Chiều cao nhấp nhô R trên bề Bán kính mũi dao r (mm)

Bảng 6.2: Các yếu tố của chế độ cắt

Vât liệu gia công Tính chất gia công

Dao là thép gió (HSS) Dao là hợp kim cứng v (m/ph) s

Gia công tinh 50 - 60 0,1 0,5 120 - 200 0,1 1,0 Thép hợp kim Gia công thô 10 - 20 0,8 6,0 20 - 40 1,0 8,0

Gia công tinh 20 - 30 0,1 0,5 50 - 100 0,1 1,0 Gang đúc Gia công thô 10 - 20 1,5 10,0 30 - 50 1,5 10,0

Gia công tinh 40 - 50 0,1 0,5 80 - 100 0,1 1,0 Kim loại màu Gia công thô 50 - 70 0,5 6,0 150 - 220 0,5 6,0

Gia công tinh 100 - 120 0.2 2,0 200 - 300 0,2 2,0 Chất dẻo tổng hợp Gia công thô 100 - 200 0,3 3,0 200 - 300 0,3 3,0

Ví dụ: Lựa chọn theo bảng chế độ cắt hợp lý để gia công trục có 80 mm, từ thép

45 có b = 85 kG/mm 2 , dao phá thẳng hàn hợp kim cứng T5K10 ( = 60 0 , 1 = 30 0 , r = 1 mm) có tiết diện thân dao 16 x 25, tuổi thọ của dao 60 phút, lượng dư gia công 3 mm, độ trơn láng5, máy 16K20 (Nđộng cơ = 10 kW, = 0,8)

Trình tự thực hiện như sau:

1 – Xác định chiều sâu cắt t: căn cứ vào độ trơn láng bề mặt theop yêu cầu là không cao (5), chọn chiều sâu cắt t = 3 mm (1 lát cắt)

2 – Theo sổ tay thợ tiện (Bảng 50), căn cứ vào độ trơn láng 5, chọn s = 0,3 – 0,45 mm/vòng Theo bảng thuyết minh của máy, lấy s = 0,4 mm/vòng

3 – Từ bảng 53 trong sổ tay thợ tiện, với t = 3 mm, s = 0,3 mm/vòng thì v = 198 m/phút; nếu s = 0,5 mm/vòng thì v = 166m/phút Vậy s = 0,4 mm/vòng lấy tốc độ cắt vbảng

Theo bảng 55 chọn thép có b = 80 kG/mm 2 , KMv = 0,88

Tốc độ cắt hợp lý sẽ là: v = vbảng.KMv = 182.0,88 = 160 m/phút

4 – Xác định số vòng quay của trục chính:

Theo bảng thuyết minh của máy, chọn n = 630 vòng/phút

Vậy nthực tế = 630 vòng/phút.

Bào và xọc

Công dụng và đặc điểm

Bào và xọc là hai phương pháp gia công kim loại có các chuyển động gần giống nhau trong quá trình cắt Đối với bào, chuyển động chính là chuyển động thẳng, tịnh tiến khứ hồi gồm một hành trình có tải và một hành trình không tải Chuyển động này có thể do dao hoặc bàn máy mang chi tiết thực hiện Chuyển động này thường có phương nằm ngang

Xọc là trường hợp đặc biệt của bào có chuyển chính do dao thực hiện theo phương thẳng đứng còn chuyển động chạy dao do chi tiết thực hiện

Do chuyển động cắt thực hiện theo hai phương khác nhau nên tính năng và khả năng công nghệ cũng khác nhau Nhìn chung năng suất của cả hai phương pháp này đều thấp vì các lí do sau:

-Sử dụng dao chỉ có một lưỡi cắt

-Tốn thời gian cho hành trình chạy không tải

-Tốc độ cắt bị hạn chế do quá trình chuyển động khứ hồi Khi thay đổi chiều quay đòi hỏi mômen quán tính lớn Để biến chuyển động quay của mô tơ thành chuyển động thẳng của đầu dao bào cần thông qua một hệ cơ cấu culít Tốc độ chuyển động thẳng khứ hồi được xác định như sau:

Vt – tốc độ trung bình của hành trình kép

Vc –tốc độ trung bình của hành trình cắt

V0 – tốc độ trung bình của hành trình chạy không

L – độ dài chuyển động thẳng của cơ cấu Culít(mm)

Z – tổng số hành trình kép sau một phút

 - góc giới hạn vị trí của cơ cấu culít, được tính:

 = 360 -  Ơ đây  được xác định như sau:

R –chiều dài cánh tay đòn của cơ cấu culít.

Cấu tạo dao bào và dao xọc

Về mặt hình học, dao bào và dao xọc có thông số gần giống với dao tiện Dựa theo vị trí của lưỡi cắt, dao bào lại chia thành dao bào phải, dao bào trái Điểm khác biệt của dao xọc là được lắp song song với trục chính theo chiều thẳng đứng.

Các loại dao bào xọc gồm một số loại dao phụ thuộc vào biện pháp công nghệ và tính chất công việc như dao bào lưỡi cắt cong; dao gia công bề mặt thẳng đứng dao gia công bề mặt nghiêng; dao gia công rãnh; dao gia công tinh; dao xọc

Nhìn chung về kết cấu, các loại dao bào và xọc đơn giản, chế tạo dễ dàng, giá thàng không cao.

Yếu tố cắt khi bào và xọc

Trên hình biểu diễn hướng chuyển động của phôi và dao cũng như hình dạng hình học của lớp kim loại bị cắt khi bào

Hình dạng lớp kim loại bị cắt khi bào cũng giống như ở tiện, phụ thuộc vào hình dạng lưỡi cắt chính Do đó việc xác định các thành phần của tiết diện cắt cũng như tiện

Quan hệ giữa chiều dày cắt và lượng chạy dao, chiều rộng cắt và chiều sâu cắt, cũng như diện tích tiết diện ngang của lớp kim loại bị cắt, được biểu diển bằng các công thức: a = S sin mm; b t sin (mm) f = a.b = S.t (mm 2 ) Trong đó : a chiều dày cắt b chiều rộng cắt

S lượng chạy dao t chiều sâu cắt f diện tích cắt

Sơ đồ cắt khi xọc răng giống bào,chỉ khác là dao xọc thường có  = 900 nên: Đối với bào, khi tốc độ hành trình làm việc thay đổi thì tốc độ cắt trung bình vtb có thể tính theo công thức: vtb = (1 ) 1000

Chiều dài hành trình dao (L) theo hướng chuyển động chính bằng tổng chiều dài bề mặt gia công, lượng ăn tới và lượng vượt quá của dao (tính bằng mm).

K- số hành trình kép cuả đầu máy bào hoặc bàn trượt của máy xọc trong một phút M- tỉ số vận tốc của hành trình làm việc chạy không, trung bình m = 0,75

Khi xọc thì trị số m = 1 và do đó tốc độ cắt trung bình có thể tính theo công thức:

Thông số hình học của dao xọc và bào, về cơ bản giống dao tiện và phụ thuộc điều kiện cắt

Góc trước  thường nhỏ hơn góc trước của dao tiện, vì trong quá trình cắt có va đập (nhằm tăng góc ) Tùy từng trường hợp cụ thể, góc trước có thể có trị số từ -15 + 20 0

Một số góc chủ yếu khác của dao có thể chọn như sau :

Trong quá trình cắt, lực tác động lên thân dao thẳng có thể khiến thân dao bị biến dạng và cong quanh điểm O Hệ quả là mũi dao chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính R, làm bề mặt chi tiết bị cắt lẹm Để khắc phục tình trạng này, thường sử dụng dao bào có đầu cong Điểm đặc biệt của dao này là mũi dao và mặt tựa nằm trên cùng một mặt phẳng, nên bán kính R bằng chiều dài đoạn nhô ra của đầu dao Cấu trúc cong của dao này giúp tránh hiện tượng cắt lẹm vào chi tiết gia công.

Lựa chọn chế độ cắt

Như đã trình bày ở trên, máy bào và máy xọc vì nguyên lý kết cấu truyền chuyển động, nên không làm việc được ở tốc độ cao khi cắt Do đó phải ưu tiên chọn chiều sâu cắt lớn, lượng chạy dao tối đa cho phép rồi mới chọn tốc độ cắt Khi công suất của máy bị hạn chế, thì phải giảm tốc độ cắt và tăng lượng chạy dao

Trình tự xác định chế độ cắt như sau:

Căn cứ vào điều kiện kỹ thuật của chi tiết gia công mà chọn vật liệu làm dao, các thông số hình học, kết cấu thân dao

2- Xác định chiều sâu cắt:

Khi xác định chiều sâu cắt phải dựa vào lượng dư và độ chính xác gia công (gia công tinh hay thô)

3- Xác định lượng chạy dao cho phép :

Khi bào mặt phẳng trên máy bào ngang thì chọn :

S = 0,4 - 4 mm/ hành trình kép, khi gia công thô thép và gang

S = 0,25 - 1,2 mm/ hành trình kép, khi gia công tinh thép và gang

Nếu bào tinh (dao rộng bản) với 1 = 0 và t  0,1 mm , thì lấy :

Theo tốc độ cắt đã tính, xác định hành trình kép trong một phút, từ đó chọn số hành trình kép có trên máy và tốc độ cắt thực tế

Tốc độ cắt thực tế tính như sau: vc =k L (1 m)

 m/ph Ở máy bào, do tốc độ hành trình của đầu máy thay đổi nên V c cũng là tốc độ cắt trung bình (vtb) như ở trên

5- Xác định thời gian máy:

Thời gian công nghệ cơ bản (thời gian máy) khi bào và xọc có thể tính theo công thức:

B - chiều rộng của bề mặt gia công mm

B1- lượng ăn tới của dao mm

B1 = t.cotg n - số hành trình kép trong một phút.

Khoan, khoét, doa

Công dụng và đặc điểm

Khoan, khoét, doa đều là các phương pháp gia công lỗ thông dụng Tùy theo hình dạng, kích thước lỗ, tính chất vật liệu gia công và chất lượng yêu cầu mà người ta lựa chọn một, hai hoặc cả ba phương pháp để đạt được lỗ gia công mong muốn.

Ví dụ: có lỗ chỉ cần khoan, có lỗ khoan xong rồi khoét nhưng có lỗ khoan xong rồi khoét và doa

Tuy khoan, khoét, doa có thể đạt độ chính xác khác nhau nhưng chúng đều có chung các chuyển động sau đây:

- Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao (dụng cụ cắt)

- Chuyển động chạy dao là chuyển động dọc trục mang dao

- Tốc độ cắt được tính :

Trong đó : D – đường kính của mũi khoan, doa, khoét n – số vòng quay sau một phút

- Lượng chạy dao sau một vòng quay được tính :S0 = Sz.Z

Trong đó : Sz - lượng chạy dao của một lưỡi cắt của dao

Z - số lưỡi cắt của dao

- Chiều sâu cắt khi khoan (phôi chưa có lỗ) được tính: , (mm)

- Khi phôi đã có lỗ với đường kính d thì chiều sâu cắt được tính :

Khoan

- Mũi khoan ruột gà: còn gọi là mũi khoan xoắn, loại này được dùng phổ biến nhất, chuôi của mũi khoan có 2 loại: chuôi côn và chuôi trụ tròn Mũi khoan xoắn có tác dụng để tạo lỗ mới và mở rộng lỗ

- Mũi khoan bẹt: cấu tạo tương tự như mũi khoan ruột gà, chỉ khác ở phần định hoặc côn ngược 2 – 3% để giảm ma sát với thành lỗ Đặc điểm của mũi khoan là đơn giản, dễ chế tạo nhưng lỗ khoan kém chính xác

- Mũi khoan tâm: là loại chuyên dùng để khoan tâm, nó chỉ có công dụng là khoan lỗ ở mặt đầu những chi tiết trục

- Mũi khoan tổ hợp: là một loại dụng cụ cắt liên hợp, cùng một lúc làm được nhiều công việc khác nhau

8.2.2 Cấu tạo mũi khoan ruột gà

Về mặt kết cấu chung thì mũi khoan chia làm ba bộ phận:

1-Phần cán (đuôi): là bộ phận dùng lắp vào trục chính của máy khoan để truyền mô men xoắn và truyền chuyển động khi cắt Mũi khoan đường kính lớn hơn 20mm làm cán hình côn, còn đường kính nhỏ hơn 10mm thì có cán hình trụ, đường kính từ 10 đến 20 có thể cán hình côn hoặc trụ

Phần cổ dao nằm giữa cán dao và phần làm việc, có tác dụng chính là tạo khoảng trống thoát đá mài trong quá trình mài phần chuôi và phần làm việc Đây cũng là vị trí thường được in nhãn hiệu của mũi khoan.

3-Phần làm việc : gồm có phần sửa đúng và phần cắt : a- Phần sửa đúng (trụ định hướng): có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc Nó còn là phần dự trữ khi mài lại phần cắt đã bị mòn Đường kính của phần định hướng giảm dần từ phần cắt về phía chuôi, để tạo thành góc nghiêng phụ 1 Lượng giảm thường là từ 0,01-0,08 mm trên 100 mm chiều dài Trên phần định hướng có hai rãnh xoắn để thoát phoi, với góc xoắn  -30 0 , thay đổi tùy theo đường kính và điều kiện gia công Dọc theo rãnh xoắn, ứng với đường kính ngoài có

2 dãy cạnh viền chiều rộng f Chính cạnh viền này có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc Mặt khác nó có tác dụng làm giảm ma sát giữa mặt trụ mũi khoan và mặt đã gia công của lỗ Phần kim loại giữa 2 rãnh xoắn là lõi mũi khoan Thường đường kính lõi làm lớn dần về phía chuôi để tăng sức bền của mũi khoan Lượng tăng thường từ 1,4-1,8 mm trên 100 mm chiều dài của mũi khoan, tuỳ theo vật liệu làm dụng cụ b- Phần cắt : là phần chủ yếu của mũi khoan dùng để cắt vật liệu tạo ra phoi Mũi khoan có thể coi như là hai dao tiện ghép với nhau bằng lõi hình trụ

Mũi khoan gồm có 5 lưỡi cắt: 2 lưỡi cắt chính và; hai lưỡi cắt phụ và một lưỡi cắt ngang Lưỡi cắt phụ là đường xoắn, chạy dọc cạnh viền của mũi khoan, nó chỉ tham gia cắt trên một đoạn ngắn chừng một nửa lượng chạy dao

Mặt trước của mũi khoan là mặt xoắn Mặt sau của nó có thể là mặt côn, mặt xoắn, mặt phẳng hay mặt trụ, tùy theo cách mài mặt sau

8.2.3 Yếu tố cắt khi khoan

Các yếu tố của chế độ cắt khi khoan

- Tốc độ cắt v: Đó là tốc độ vòng ứng với đường kính lớn nhất của mũi khoan v =  Dn

Trong đó: D - đường kính của mũi khoan, mm n - số vòng quay của mũi khoan trong một phút , vg/ph

Khi khoan lỗ trong phôi đặc: t = D

2 mm Trong đó: d- đường kính lỗ trước khi khoan rộng mm

- Lượng chạy dao S: Lượng dịch chuyển của mũi khoan theo chiều trục sau khi mũi khoan quay một vòng (mm/vg) sz = s

2 mm/răng Lượng chạy dao phút tính theo công thức: sph = s n mm/ph

- Chiều rộng cắt b, chiều dày cắt a và diện tích cắt f:

Khi tính ta bỏ qua không tính đến ảnh hưởng của lưỡi cắt ngang Ta có: b = D

Khi khoan lỗ ở vật liệu đặc thì: f = a.b = D s

4 mm 2 Diện tích cắt ứng với một vòng quay của mũi khoan là:

Công cắt khi khoan là do lực tác dụng lên lưỡi cắt của mũi khoan sinh ra.Tuy rằng tại mỗi điểm của lưỡi cắt lực tác dụng khác nhau, song để tiện nghiên cứu ta coi hợp lực của các phân tố đó tập trung ở điểm A cách tâm điểm khoan một đoạn bằng D/4

Cũng như dao tiện, lực tác dụng lên mũi khoan cũng được phân thành ba thành phần lực theo các trục tọa độ ox, oy, oz Các thành phằn đó là:

AA a- Lực Py còn gọi là lực hướng kính tác dụng trên hai lưỡi cắt chính, có trị số bằng nhau và ngược chiều nhau nên cùng triệt tiêu lẫn nhau Nếu chú ý cả hai lưỡi cắt phụ thì phải kể cả hai lực Py’ nữa và chúng cũng triệt tiêu lẫn nhau b- Lực chiều trục P0 có xu hướng chống lại lực chạy dao Lực P0 bằng tổng các lực chiều trục Px tác dụng lên lưỡi cắt chính, lực chiều trục Px’ tác dụng lên lưỡi cắt phụ và lực chiều trục Pn tác dụng lên lưỡi cắt ngang

Lực Px chiếm khoảng 40% lực P0

Lực Px’ chiếm khoảng 3% lực P0

Lực Pn chiếm khoảng 57% lực P0 c- Lực tiếp tuyến Pz gây ra mômen cắt chính Thực nghiệm chứng tỏ rằng 80% mômen là do lực tiếp tuyến tác dụng trên lưỡi cắt chính, 12% là do lực tiếp tuyến trên lưỡi cắt phụ, còn lại 8% là do lực tiếp tuyến trên lưỡi cắt ngang

Hiện nay chưa có công thức lý thuyết để tính mômen cắt và lực chiều trục Người ta nghiên cứu bằng thực nghiệm ảnh hưởng của các yếu tố cắt và điều kiện gia công đến mô men và lực cắt rồi từ đó lập nên các công thức thực nghiệm có dạng sau đây:

Mô men cắt : Mx = Cm D x m s y m Km N.mm

Trong đó: Cm, C0 - Hệ số phụ thuộc tính chất vật liệu gia công, hình dạng hình học của mũi khoan và các điều kiện khác

D-Đường kính mũi khoan mm S- lượng chạy dao mm/vg

Các giá trị của các hệ số Cm, C0 của các số mũ xm, ym, xp, yp và giá trị của các hệ số điều chỉnh Km, Kp0 có thể dễ dàng tìm thấy trong sổ tay về chế độ cắt Tài liệu tham khảo này cung cấp thông tin toàn diện về các hệ số và cách sử dụng chúng để tính toán chế độ cắt phù hợp cho từng tình huống cụ thể.

8.2.5 Chọn chế độ cắt bằng số

Phương pháp xác định chế độ cắt khi khoan cũng tiến hành như tiện, để xác định chế độ cắt và các thông số hình học hợp lý của mũi khoan phải xuất phát từ các điều cơ bản sau : a Lượng chạy dao nên chọn lớn nhất, nhưng phải phù hợp với các điều kiện kỹ thuật của lỗ gia công như độ bóng, độ chính xác, các nguyên công tiếp sau khi khoan b Tốc độ cắt phải đảm bảo tuổi bền lớn nhất

Cụ thể chế độ cắt được lựa chọn theo trình tự sau:

Khóet

8.3.1 Khả năng công nghệ của khoét:

Khoét nhằm mục đích nâng cao độ chính xác của lỗ sau khi khoan Khoét có thể đạt độ chính xác cấp 9 – 12 và độ bóng đạt Ra=1,6 đến 12,5m khoét có thể chỉ là nguyên công trung gian cho doa

Dao khoét thường có nhiều lưỡi cắt hơn mũi khoan tuy nhiên đối với các trường hợp gia công lỗ có đường kính lớn có thể sử dụng loại dao có 1 hoặc 2 lưỡi cắt được gắn vào trục hoặc đầu dao Đặc biệt là khi gia công phá các lỗ lớn đúc sâu hoặc rèn, dập

8.3.2 Kết cấu của mũi khoét và quá trình cắt khi khoét: a- Các yếu tố về kết cấu của mũi khoét:

Cấu tạo của mũi khoét rất giống mũi khoan chỉ khác là chúng có nhiều răng hơn và không có lưỡi cắt ngang Mũi khoét thường có 3 - 4 răng Nếu đường kính nhỏ hơn 35 mm thì làm 3 răng, còn dường kính lớn 35 mm làm 4 răng Mũi khoét cũng gồm các phần: cán dao, cổ dao, phần làm việc, giống như mũi khoan

Góc trước  của răng mũi khoét là góc làm bởi mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trước ở một điểm nhất định và mặt phẳng chứa trục mũi khoét đi qua điểm đang khảo sát

Góc trước  được đo trong tiết diện chính N-N, ở tiết diện AA và BB ta có góc trước 1 đo trong tiết diện ngang Còn ở tiết diện FF tiết diện dọc ta có góc trước 2

Giữa góc trước  và góc trước 1, 2 và  ta có quan hệ sau: tg  = tg 1 cos  + tg 2 sin 

Góc nghiêng chính  của lưỡi cắt là góc làm bởi hình chiếu của lưỡi cắt trên mặt phẳng qua trục của mũi khoét và phương chạy dao Đối với mũi khoét thép gió chọn

 = 45 - 60 0 , còn đối với mũi khoét hợp kim cứng thì  = 60 - 75 0

Góc sau của mũi khoét cũng thay đổi tùy theo từng điểm của lưỡi cắt chính Chọn góc sau cũng phải dựa vào chiều dày lớp cắt Thông thường mũi khoét làm việc với lượng chạy dao 0,4 - 1,2mm/vg và chiều dày lớp cắt tương ứng a = 0,28 - 0,85 mm , do đó với mũi thép bằng thép gió góc sau hợp lý  = 6 - 10 0 , còn đối với mũi khoét hợp kim cứng thì  = 10 - 15 0

Góc nghiêng  của rãnh xoắn thoát phoi có quan hệ với góc trước theo công thức: tg  = tg sin

Do đó, nếu tăng  thì góc trưóc tăng , lực chiều trục P0 và mômen Mx giảm xuống Ngoài ra góc nghiêng  còn ảnh hưởng đến sự thoát phoi Do đó khi dùng mũi khoét để

Phần cán mũi khoét cạnh viền có tác dụng định hướng cho mũi khoét vào trong lỗ và đạt được kích thước cuối cùng của lỗ Theo kinh nghiệm, chiều rộng cạnh viền hợp lý nên chọn trong khoảng 12 - 1,3 mm Nếu cạnh viền quá nhỏ, lưỡi cắt của mũi khoét dễ mòn góc và lay rộng Ngược lại, nếu cạnh viền quá lớn sẽ làm tăng ma sát giữa mũi khoét và bề mặt gia công, gây kẹt phoi, mòn răng dao và giảm độ bóng của bề mặt gia công.

Góc nâng  cũng như ở dao tiện có thể có các trị số âm, bằng không hay dương Góc

 biểu diễn theo 1 ,2 và  theo công thức sau : tg  = tg1 cos - tg2 sin

Góc  nằm trong giới hạn từ - 5  15 0 Để thoát phoi về phía đầu dao (khi khoét lổ thông) thì chọn  < 0, còn muốn thoát phoi về phía cán dao chọn  >0

Tùy theo đường kính mũi khoét, với mục đích tiết kiệm kim loại làm dụng cụ, mũi khoét có thể được chế tạo răng liền hay răng chắp, cán liền hay cán lắp Hình4-16 cho ta kết cấu mũi khoét cán lắp b- Các yếu tố khi khoét:

Giống như khi khoan rộng, các yếu tố khi khoét gồm:

-Lượng chạy dao răng sx = s z s n s

Trong đó : z - số răng của mũi khoét so- lượng chạy dao sau một vòng quay của chi tiết mm/vg sph- lượng chạy dao sau một phút mm/ph n - số vòng quay sau một phút vg/ph

-Chiều dày cắt a= sxsin = s z sin mm -Chiều rộng cắt b= t sin  mm

Diện tích cắt do mỗi răng cắt ra: fx = ab =s t z s D d z

Tổng diện tích do z răng cắt ra là:

Trong đó : d -đường kính lỗ trước khi khoét mm

D-đường kính lỗ sau khi khoét mm c- Lực và mômen xoắn khi khoét:

Cũng như khoan, khi khoét có lực chiều trục P0 và mômen xoắn Mx.Song vì lưỡi khoét cắt lớp kim loại có diện tích cắt nhỏ nên lực P0 và mômen xoắn Mx nhỏ hơn khi khoan nhiều Do đó việc tính lực cắt và mômen xoắn để tính công suất hiệu dụng của máy khoan chỉ có ý nghĩa khi cắt ở tốc độ cao bằng mũi khoét gắn hợp kim cứng

Mômen xoắn khi khoét được tính theo các công thức sau: a-Với mũi khoét gắn hợp kim T15K6, gia công thép các-bon, thép hợp kim crôm, crôm-ni-ken

Mx = 370.D 0.75 t 0.8 s 0.95 b0.75 N/mm b-Với mũi khoét gắn hợp kim cứng BK8 dùng gia công gang xám và gang rèn:

97510 4 kW d-Tuổi bền và tốc độ cắt khi khoét

Tùy theo điều kiện gia công, mũi khoét có thể mòn theo mặt sau, mặt trước và theo cạnh viền Độ mòn theo cạnh viền trước tiên phát triển chậm, sau khi đạt đến trị số tiêu chuẩn (khoảng 1-2mm) thì phát triển rất nhanh Độ mòn theo mặt trước thường tạo ra rãnh lõm không sâu (20-30 micron)

Khi dùng mũi khoét thép gió gia công gang, người ta thường lấy độ mòn cạnh viền (mòn góc) làm tiêu chuẩn Tiêu chuẩn mòn hv = 0,8-1,5mm

Khi gia công thép, tiêu chuẩn mòn theo mặt sau là hs = 1,2-1,5mm, thép tôi hs 0,7mm

Tuổi bền của mũi khoét nằm trong giới hạn T = 15-80 phút Đường kính mũi khoét càng lớn thì chọn tuổi bền càng lớn

Các hệ số và số mũ tra trong sổ tay chế độ cắt

Doa

8.4.1 Khả năng công nghệ của doa:

Doa là nguyên công gia công tinh các lỗ đã được khoan hoặc khoét Độ chính xác có thể đạt từ cấp 7 đến 9, độ bóng có thể đạt được Ra=1,6 đến 6,3m Với dao có chất lượng tốt, chế độ cắt hợp lý, doa có thể đạt cấp 6 và Ra= 0,63 m

Khi doa có thể thực hiện bằng doa cưỡng bức hoặc doa tuỳ động

Doa cưỡng bức là khi dao doa được lắp cứng vào trục máy.Phương pháp này có hiện tượng lay rộng lỗ, nguyên nhân là do tâm của trục dao và trục chính của máy có độ đảo , do dao mài không tốt , do lẹo dao xuất hiện ở một số lưỡi cắt , do vật liệu ở thành lỗ gia công không đồng đều

Dao doa tùy động được kết nối linh hoạt với trục máy, giúp loại bỏ sai sót giữa tâm trục máy và tâm dao Ngoài ra, để khắc phục tình trạng hao mòn dao do mài nhiều lần, các loại dao doa tùy động còn có khả năng tự điều chỉnh kích thước đường kính.

Tuỳ theo yêu cầu chất lượng và kích thước mà chọn dao hợp lý Dao doa thường có nhiều lưỡi cắt, cá lưỡi cắt song song hoặc nghiêng với trục dao một góc rất bé

8.4.2 -Kết cấu của mũi doa và quá trình cắt doa: a -Các yếu tố về kết cấu:

Tuỳ theo đường kính lỗ gia công mà mũi doa có kết cấu khác nhau Có thể có các mũi doa răng liền, doa răng chắp (điều chỉnh theo đường kính) Các răng doa có thể làm bằng thép cac bon, thép hợp kim dụng cụ, thép gió hoặc hợp kim cứng

Cũng như mũi khoan, khoét, mũi doa cũng có 3 phần: phần làm việc,cổ doa và chuôi

Phần làm việc là phần chính của mũi doa,có chiều dài L Đầu mút phần làm việc có độ lớn tương đối lớn (45 0 ) để mũi doa dễ đưa vào lỗ.Tiếp sau đó là phần còn cắt nghiêng một góc  Phần này có lưõi cắt chính để cắt hết lượng dư khi doa.Tiếp theo là phần trụ có chiều dài l2 ,dùng để định hướng mũi doa trong lỗ khi làm việc, đồng thời làm phần dự trữ khi mài lại mũi doa Trên phần hình trụ này có các lưỡi cắt phụ dọc theo răng của mũi

Phần làm việc Phần cán doa Các lưỡi cắt phụ có tác dụng sữa đúng và làm tăng độ bóng bề mặt lỗ , do đó phần trụ còn có tên gọi là phần sữa đúng

Sau phần sữa đúng là phần côn ngược l3 Phần này có tác dụng giảm ma sát giữa mũi doa và bề mặt lỗ đã gia công và giảm lượng lay rộng lỗ Đối với lưỡi do tay thì độ côn ngược là 0,005mm, đối với với lưỡi doa máy là 0,04 - -,06 mm trên cả chiều dài phần côn ngược

Mũi doa có số lưỡi cắt lớn (z= 6 - 18) Lưỡi cắt có thể bố trí thẳng hoặc nghiêng đối với trục doa Do công dụng mà chia ra doa máy, doa tay, Hình II-49 cho ta các yếu tố hình học phần cắt của doa

Góc nghiêng chính  của mũi doa trên phần côn cắt đóng vai trò như mũi khoét Đối với mũi doa máy được sử dụng để gia công vật liệu dẻo, góc  được đặt thành 0 độ Góc  bằng 0 độ giúp đảm bảo độ bóng gia công cao nhất và độ lay rộng lỗ nhỏ nhất.

Khi doa thô cũng như khi doa lỗ không thông, góc  = 45 0 Khi gia công vật liệu ít dẻo thì = 5 0 Đối với mũi doa hợp kim cứng thì  = 30 - 45 0

Góc trước  của lưỡi cắt đo trong tiết diện chính AA hình 4- 21 được chọn theo vật liệu gia công và vật liệu làm dao Góc trước của mũi doa tinh có trị số bằng không, còn đối với mũi doa thô thì góc trước chọn từ 5 - 10 0

Góc sau  cũng đo trong tiết diện AA, được chọn trong giới hạn từ 6 - 12 0 Khi gia công vật liệu dẻo và gia công thô thì lấy trị số lớn, còn khi gia công tinh thì lấy giá trị nhỏ

Trên phần sửa đúng, dọc theo các răng có cạnh viền f nằm trên mặt trục của dao Chiều rộng cạnh viền f= 0,05 - 0,3mm Cạnh viền đảm bảo để mũi dao hướng đúng vào lỗ và làm cho lỗ đạt được độ bóng và độ chính xác cao Khi gia công vật liệu dẻo để tránh hiện tượng kẹt phoi ta giảm chiều rộng cạnh viền xuống khoảng 0,05 - 0,08 mm

Góc sau của bộ phận sửa đúng 1 - 20 0

Mũi doa thường có răng thẳng để tạo phoi vụn Tuy nhiên, để thoát phoi tốt hơn, nâng cao chất lượng bề mặt gia công, đặc biệt là khi doa các lỗ sâu có rãnh, người ta sử dụng mũi doa có răng nghiêng.

Khi gia công lỗ thông, để thoát phoi về phía đầu dao, người ta làm rãnh xoắn trái, còn khi gia công lỗ thông người ta làm rãnh xoắn phải

Khi gia công thép cứng thì  = 7 - 8 0 , khi gia công gang rèn và thép dẻo vừa thì

 = 12 - 20 0 Khi gia công kim loại màu thì  = 35 - 45 0 b - Các yếu tố của quá trình cắt:

Phay

Các loại dao phay và công dụng

Khác với dao tiện, dao phay có rất nhiều lưỡi cắt, các lưỡi cắt này có thể chế tạo liền với thân dao, có thể được chế tạo riêng gọi là răng chắp Lưỡi cắt được bố trí trên mặt trụ, mặt đầu hoặc cả mặt trụ và mặt đầu Tuỳ theo hình dạng, vị trí lưỡi cắt và cấu tạo, dao phay được chia thành các loại sau:

- Dao phay mặt trụ là loại dao mà lưỡi cắt được bố trí trên mặt trụ của dao Có hai loại dao phay mặt trụ là dao phay răng thẳng và dao phay răng nghiêng Dao phay răng thẳng là dao phay có phương của lưỡi cắt chính song song với trục dao Dao phay răng nghiêng có lưỡi cắt chính tạo với trục dao một góc nhất định

- Dao phay mặt đầu là dao phay có lưỡi cắt được bố trí trên mặt đầu của dao Dao phay mặt đầu có thể là răng liền hay răng chắp

- Dao phay ngón có thể có từ 2 đến 8 lưỡi cắt

Ngoài ra còn có các loại dao phay định hình, dao phay rãnh then, dao phay lăn răng môđun dùng để gia công bánh răng

Các loại dao phay nên có góc sau  từ 10 đến 20 0 và góc cắt từ 60 đến 90 0 Khi phay các vật liệu mềm nên chọn góc  lớn và góc cắt  nhỏ hơn.

Cấu tạo dao phay mặt trụ và dao phay mặt đầu

9.2.1 Dao phay trụ Đối với dao phay trụ góc trước tạo thành bởi đường tiếp tuyến với mặt trước và mặt chiều trục, tức đường kính đi qua điểm khảo sát trên lưỡi cắt Góc trước đo trong tiết diện chính N – N, góc sau  có tác dụng giảm ma sát giữa mặt sau và chi tiết gia công Góc sau là góc gồm giữa tiếp tuyến của quỹ đạo chuyển động của điểm khảo sát trên lưỡi cắt quanh trục dao phay và mặt sau Đối với dao phay răng xoắn góc sau đo trong các tiết diện N-N và M-M có dạng sau: tg = tgN.cos tg = tgN.cos

Trong đó  góc nghiêng của rãnh xoắn

Chú ý: Phay bằng dao phay răng trụ là phay tự do, vì chỉ có một lưỡi chính tham gia cắt gọt

* Bước vòng của dao là khoảng cách giữa hai răng kề nhau đo theo cung tròn z

Z - là số răng của dao

D - là đường kính dao phay (mm)

* Bước chiều trục l;à khoảng cách giữa hai răng kề nhau đo theo đường sinh của hình trụ

* Bước pháp tuyến đo theo phương vuông góc với lưõi cắt TN = Tv cos

9.2.2 Dao phay mặt đầu Ở dao phay mặt đầu các lưỡi cắt hình thành như các daop tiện ngoài có lưỡi chuyển tiếp Góc trước được đo trong tiết diện chính, góc sau được đo trong mặt phẳng quỹ đạo chuyển động, tức mặt vuông góc với trục dao

Quan hệ gưãi góc sau 1 ở tiết diện mặt đầu và góc n ở tiết diện pháp tuyến với lưỡi cắt như sau :

Trong đó  là góc nâng của lưỡi cắt chính

 là góc nghiêng chính tgN = tg1.sin + tg2.cos

Chọn thông số hình học dao phay cũng xuất phát từ tính chất vật liệu gia công thông số kết cấu của dao…

Dao phay mặt đầu hợp kim cứng phay thép có góc trước từ -10 độ đến +10 độ, phay gang có góc trước từ 5 độ đến 10 độ Góc nghiêng chính dao phay mặt đầu thường là 45-60 độ, lựa chọn tùy theo độ cứng vững của hệ máy - dao - đồ gá - chi tiết Góc nghiêng phụ phụ thuộc vào nhu cầu độ nhẵn, thường là 5-10 độ.

Yếu tố cắt khi phay

Tốc độ xác định theo công thức:

Trong đó: D là đường kính dao phay (mm) n số vòng quay của dao trong 1 phút Đối với dao phay có mặt làm việc nằm trên đường kính khác nhau

Ví dụ: đối với dao phay định hình, dao phay góc xác định tốc độ theo đường kính lớn nhất của dao

Khi phay ngoài chiều sâu cắt t còn xét đến chiều rộng phay b Chiều rộng phay và chiều sâu phay là kích thước lớp kim loại được cắt đo trong phương trục dao phay

Chiều sâu phaylà kích thước của lớp kim loại bị cắt đo trong phương thgẳng góc với trục dao

Trong quá trình phay người ta qui định ba loại lượng chạy dao

*Lượng chạy dao răng Sz là lượng dịch chuyển của bàn máy sau khi dao quay được

*Lượng chạy dao vòng Sv là lượng dịch chuyển của bàn máy khi dao quay được 1 vòng (mm/vòng)

*Lượng chạy dao phút Sph là lượng dịch chuyển của bàn máy trong thời gian 1 phút (mm/phút)

Có mối quan hệ như sau:

Sph = Sv.n = Sz.Z.n b Thành phần lớp cắt:

Trước khi xác định chiều dầy cắt và diện tích lớp cắt, ta cần xác định trị số góc tiếp xúc  tức là góc tâm tương ứng với cung tiếp xúc giữa dao và phôi

*Đối với dao phay hình trụ:

Từ tam giác OBC ta có

*Đối với dao phay mặt đầu đối xứng :

*Thành phần lớp cắt đối vối dao phay trụ răng thẳng:

Khoảng cách giữa hai vị trí kế tiếp nhau của quỹ đạo hai răng liền nhau đo theo phương pháp tuyến tức là phương hướng kính (coi đường xicloit gần như đường tròn) vì lượng chạy dao quá nhỏ so với đường kính dao phay Theo hình sau điểm B ứng với thời gian răng thứ nhất đi ra khỏi vùng tiếp xúc với phôi, điểm E đối với răng thứ hai,  góc tiếp xúc Cho cung EC bằng đoạn EC

Từ tam giác BEC ta có:

Trong đó:  góc tiếp xúc tức thời

Hoặc tính tương ứng với góc /2: atb = Sz.Sin/2

Theo lượng giác ta có :

+ Chiều rộng cắt b: Đối với dao phay trụ răng thẳng, chiều rộng cắt b bằng chiều rộng phay B

Xác định diện tích cắt lớn nhất của một răng dao như sau: Để xác định diện tích cắt tổng cộng cần biết số răng đồng thời tham gia cắt

 là góc tâm giữa 2 răng dao

Z là số răng dao phay Đối với mỗi răng dao diện tích cắt tức thời tính theo công thức

Trong đó : i góc tiếp xúc tức thời của răng thứ i

Vậy diện tích cắt tổng cộng là:

F =  fi = B.Sz.(Sin1 + Sin2 + … + Sinn) Ở vị trí có diện tích cắt tổng cộng lớn nhất trị số các góc tiếp xúc như sau:

* Thành phần lớp cắt đối với dao phay răng trụ răng nghiêng: Đối với dao dao phay trụ răng nghiêng chiều dài cắt cũng được tính như đối với răng dao thẳng Nhưng chiều dày cắt không nhgững thay đổi theo vị trí cung tiếp xúc tức thời ở mỗi điểm Xét tại một phần vô cùng nhỏ bên chiều dài lưỡi cắt ta có diện tích cắt bằng:

Từ đó suy ra diện tích cắt của cả lưỡi cắt:

Và diện tích cắt của m răng đồng thời tham gia cắt:

Lực vòng P (Tương ứng với trục Pz trong tiện) tác dụng theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động của lưỡi cắt và lực hướng kính Py

Ngoài ra còn có thể phân lực R1 làm hai phần: lực ngang Pn và lực đứng Pđ Đối với dao phay trụ răng nghiêng bên cạnh lực R1 trong mặt vuông với trục dao, còn có lực chiều trục Po

Thành phần lực cần quan tâm nhất là thành phần lực vòng P sinh ra công cắt chủ yếu Lực vòng P là cơ sở để tính toán công suất và các chi tiết máy của cơ cấu truyền chuyển động chính.

Lực hướng kính Py tác dụng lê các ổ trục chính làm võng trục gá dao Lực ngang Pn để tính cơ cấu chạy dao và gá lắp kẹp phôi Lực ngang có thể sinh ra rung động giữa vít me và đai ốc của bàn máy có khe hở

Lực Pd có tác dụng làm bật phôi ra khỏi bàn máy Xác định công thức tính lực vòng của dao phay trụ răng thẳng như sau, cho lực P tác dụng lên một răng:

Trong đó: p là lực cắt đơn vị

F là diện tích cắt trên một răng dao ở một thời điểm nào đó

Lực cắt đơn vị được tính theo công thức :

Trong đó A hệ số phụ thuộc điều kiện gia công vật liệu gia công và thông số hình học của răng dao phay n < 1 số mũ phản ánh mứt độ ảnh hưởng của chiều dày cắt tức thời lực ax đến lực p Biết p và f xác định được P’

Trường hợp tính lực cắt trung bình

Xét lực cắt của m răng đồng thời tham gia cắt: P = P’.m x n a

Nếu chỉ lấy hai số hạng đầu ta có

Công thức trên đựoc xác định theo lý thuyết dạng công thức đúng cho trường hợp phay bằng dao phay trụ cũng như các dao phay mặt đầu , dao phay đĩa…

Biết lực cắt P, tốc độ cắt V có thể tính công suất tiêu hao khi phay:

Công suất cho chạy dao thường không quá 15% công suất cắt NC

Phân tích công thức lý thuyết và công thức thực nghiệm ta thấy lực cắt P:

+Lực cắt P tỷ lệ thuận với chiều rộng dao phay B và số răng dao phay z z

Tương tự như gia công tiện, ảnh hưởng của lực tiến dao đến lực cắt tuân theo hàm mũ với số mũ xấp xỉ 0,75 Tuy nhiên, khác với gia công tiện có số mũ t = 1, gia công phay có số mũ t nhỏ hơn 1 Điều này là do bản chất vật lý của chiều sâu cắt trong hai quá trình gia công khác nhau Trong khi chiều sâu cắt t ở gia công tiện đại diện cho chiều rộng cắt, thì ở gia công phay, chiều sâu cắt lại xác định chiều dài cung tiếp xúc hoặc góc tiếp xúc, cũng như chiều dày lớp cắt trung bình Do đó, khi chiều sâu cắt tăng lên, lực cắt đơn vị sẽ giảm.

+ Tăng đường kính dao phay, lực cắ sẽ giảm là vì số răng đồng thời tham gia cắt giảm va chiều dày cắt cũng giảm

Các thành phần lực cắt khác thường được xác định theo 1 tỷ lệ với lực vòng

- Đối với dao phay mặt đầu:

- Đối với dao phay trụ răng nghiêng cần tính lực chiều trục Po Tuỳ theo góc nghiêng 

Po= (0,35 – 0,55)P có thể khắc phục lực chiều trục bằng cách dùng hai dao phay gá trên một trục với các phương răng nghiêng ngược nhau

9.5 Đường lối chọn chế độ cắt khi phay bằng bảng số

Trình tự chọn chế độ cắt khi phay

1) Chọn chế độ cắt khi phay:

Chọn loại dao, đường kính dao, số răng, vật liệu…

Việc chọn chiều sâu cắt phụ thuộc vào lượng dư như khi tiện Nên cần lượng chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư để giảm thời gian máy

Các yếu tố quyết định lượng chạy dao là: độ nhẵn, độ chính xác gia công,

Tính chất cơ lý của vật liệu gia công, vật liệu làm dao, tuổi bền của dao phay độ bền và độ cứng vững của trục gá Độn cứng vững của hệ thống máy -chi tiết- dao, công suất của máy, độ bền của cơ cấu chạy dao và độ đảo của răng dao

Lượng chạy dao phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, do đó không có công thức chung để xác định chính xác lượng chạy dao Trên thực tế, người ta thường sử dụng các giá trị thực nghiệm để lựa chọn lượng chạy dao phù hợp.

Khi phay ta chọn lượng chạy dao vòng Svòng và Sv có ảnh hưởng quyết định đến độ nhấp nhô bề mặt phay

Khi phay thép (độ bền trung bình) bằng dao phay mặt đầu hợp kim cứng với  =5 0 độ nhẵn gia công 2 có thể chọn S = 0.5 0.8 mm/ vg, độ nhẵn 3 chọn S = 0.2 0.3mm/vg Khi gia công băng dao phay trụ thép gió, độ nhẵn gia công 5 đạt được khi trọn S =1.5 

2 mm/vg và độ nhẵn khi chọn S =1 2mm/vg

Đường lối chọn chế độ cắt khi phay bằng bảng số

Trình tự chọn chế độ cắt khi phay

1) Chọn chế độ cắt khi phay:

Chọn loại dao, đường kính dao, số răng, vật liệu…

Việc chọn chiều sâu cắt phụ thuộc vào lượng dư như khi tiện Nên cần lượng chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư để giảm thời gian máy

Các yếu tố quyết định lượng chạy dao là: độ nhẵn, độ chính xác gia công,

Tính chất cơ lý của vật liệu gia công, vật liệu làm dao, tuổi bền của dao phay độ bền và độ cứng vững của trục gá Độn cứng vững của hệ thống máy -chi tiết- dao, công suất của máy, độ bền của cơ cấu chạy dao và độ đảo của răng dao

Như vậy ta thấy lượng chạy dao phụ thuộc rất nhiều yếu tố, cho nên không thể tìm ra công thức chung để xác định lượng chạy dao, trong thực tế Sz thường chọn theo các số liệu thực nghiệm

Khi phay ta chọn lượng chạy dao vòng Svòng và Sv có ảnh hưởng quyết định đến độ nhấp nhô bề mặt phay

Khi phay thép (độ bền trung bình) bằng dao phay mặt đầu hợp kim cứng với  =5 0 độ nhẵn gia công 2 có thể chọn S = 0.5 0.8 mm/ vg, độ nhẵn 3 chọn S = 0.2 0.3mm/vg Khi gia công băng dao phay trụ thép gió, độ nhẵn gia công 5 đạt được khi trọn S =1.5 

2 mm/vg và độ nhẵn khi chọn S =1 2mm/vg

4- Xác định tuổi bền dao phay theo các sổ tay về chế độ cắt Trong đó cần chú ý rằng dao phay làdụng cụ cắt tương đối đắt tiền hơn dao tiện hay mũi khoan, số lần mài sác cho phép lại hạn chế nên tuổi bền của dao phay nên chọn lớn Ví dụ tuổi bền trụng bình của dao phay trụ và mặt đầu 3 4, dao phay đĩa là 2.5 3, dao phay rãnh then 1 1.5 giờ

5- Theo các số liệu đã chọn trên mà xác định tốc độn cắt

6- Tính lực cắt P Z , lực chạy dao P N , momen xoắn và công suất Kiểm tra khả năng máy theo các số liệu tính toán về lực và công suất

L Chiều dài trung bình của hành trình dao phay theo lượng chạy dao,mm l chiều dài bề mặt gia công l2 lượng ăn tới của dao,mm l1 lượng vượt quá của dao,mm i số lần chuyển dao

Lượng ăn tới của dao được tính theo công thức sau:

+ Khi gia công bằng dao phay trụ:

+ Khi phay đối xứng bằng dao phay mặt đầu: l2=0.5(D-d)D 2 -B 2 mm +Khi phay không đối xứng bằng dao phay mặt đầu: l2=t(D-d) mm

Ví dụ về chọn chế độ cắt

Chuốt

Khái niệm

Xét về các chuyển động trong quá trình cắt của chuốt thì tương tự như bào va xọc, tuy nhiên một số trường hợp chuyển động chạy dao là chuyển động quay tròn và được thực hiện đồng thời với chuyển động chính Điều khác biệt nhất của chuốt so với bào và xọc là kết cấu của dao chuốt Dao chuốt có rất nhiều lưỡi cắt Trên một dao có thể có một số lưỡi cắt gia công thô và phần lưỡi cắt để thực hiện gia công tinh và sửa đúng

Chuốt có thể gia công mặt phẳng ngoài các lổ tròn các lỗ có rãnh thẳng hoặc rãnh xoắn, lỗ then, lỗ then hoa và các dạng lỗ định hình khác Ưu điểm của phương pháp chuốt là : Độ chính xác có thể đạt cấp 7, độ bóng bề mặt đạt Ra = 0.6 – 0.8m, chất lượng bề mặt gia công tốt vì vận tốc cắt nhỏ, biến dạng dẽo không lớn

Năng suất cao vì số lưỡi cắt nhiều

Một lần cắt có thể vừa là gia công thô vừa là gia công tinh

Có thể gia công được nhiều dạng lỗ khàc nhau

Có thể gia công được các lỗ có đường kính đến 320mm, then hoa có đường kính đến 420mm, chiều rộng của rãnh đến 100mm, chiều đài của lỗ đến 10 000mm

Nhược điểm của dao chuốt:

Dao chuốt khó chế tạo, đắt tiền

Chỉ gia công được các lỗ thông suốt, thẳng và có đường kính không thay đổi Đòi hỏi máy phải có công suất lớn vì lực chuốt lớn

Chuốt không sửa được các sai lệch về vị trí tương quan

Khi chuốt các lỗ có chiều dầy thành lỗ không đồng đều thì lỗ dễ bị biến dạng

Cấu tạo của chuốt

Ở đây ta lấy dao chuốt lỗ để nghiên cứu cấu tạo của dao

Dao chuốt gồm 7 phần: đầu dao, cổ dao l2 , côn chuyển tiếp l3, định hướng phía trước l4, phần cắt l5, phần sửa đúng l6, phần định hướng phía sau l7

Phần đẩu dao l1 dùng để kẹp dao và truyền lực

Phần cổ dao l2 và côn chuyể tiếp l3

Phần l4: định hướng phía trước dùng định tâm chi tiết trước khi cắt đồng thời để bảo vệ dao khỏi bị quá tải do lượng dư ban đầu lớn

Phần l5 là phần cắt Làm nhiệm vụ cắt hết lượng dư Các răng cắt ở phần này có đường kính tăng dần giữa các răng cắt, một lượng là 2SZ SZ gọi là lượng nâng của răng dao chuốt Trên răng cắt có các rãnh chia phoi ( rãnh chia chia phoi ở răng sau và răng trước bố trí xen kẽ nhau) để chia phoi thành những đoạn nhỏ, do đó giảm biến dạng và lực cắt

Phần l6 là phần sửa đúng có tác dụng sửa đúng kích thước lỗ và làm tăng độ bóng bề mặt Trên phần này có khoảng 1 đến 8 răng với đường kính bằng nhau, tương ứng với kích thước lỗ cần gia công Răng sửa đúng không có rãnh chia phôi.

Phần l7 phần định hướng sau, làm nhiện vụ định hướng chi tiết khi răng cuối cùng cuả dao chưa ra khỏi mặt lỗ Mục đích là trành hư hỏng, bề mặt lỗ và gãy rãnh dao do chia tiết bị lệch

Trên dao chuối, bộ phận cắt và bộ phận sửa đóng vai trò quan trọng nhất Độ chính xác và độ bóng của lỗ gia công chủ yếu phụ thuộc vào cấu tạo cũng như hình dạng hình học của răng dao.

- Góc trước  : Đo trong mặt phẳng thẳng góc với lưỡi cắt

Trị số góc cắt  chòn theo vật liệu gia công, chiều dày lớp chuốt, độ bóng và độ chính xác của bề mặt gia công Thường lấy  = 0 0 18 0

Góc sau  ảnh hưởng lớn đến tuổi bền và kích nhưng như vậy thì đường kính dao chuốt giảm đi rất nhanh sau mỗi lần mại lại Cho nên ở răng dao chuốt góc sau thường nhỏ

+ Đối với răng sửa đúng: =1 0 2 0

+ Dao chuốt ngoài: =5 0 10 0 vì nó có thể điều chỉnh kính thước gia công.

Yếu tố cắt khi chuốt

Chiều dày cắt khi chuốt bằng lượng nâng mỗi răng(a=sZ) như trên đã trình bày, chiều dày cắt a do mỗi răng cắt a không được nhỏ hơn 0.02mm vì a càng nhỏ biến dạng kim loại càng tăng, đưa đến lực cắt đơ vị tăng, độ bóng giảm

Ngược lại a quá lớn làm phoi khó cuốn tròn và chứa đầy rãnh, dễ làm gãy dao dẫn đến làm giảm độ bóng gia công A =0.02-0.03mm tuỳ theo vật liệu gia công

Vật liệu dẻo kém bền chon a lớn và ngược lại

Chiều dài lưỡi cắt tham gia cắt Dao chuốt lỗ tròn b=.D

Dao chuốt rãnh then b = B B chiều rộng cắt

Dao chuốt lỗ then hoa b = n.B n số rãnh then Để giảm biến dạng phôi, trên các răng làm rãnh chia phoi để phân phoi thành từng đoạn, lúc đó chiếu rộng cắt phải trừ đi một lượng bằng chiều rộng của rãnh chia phoi

Diện tích cắt do mỗi răng cắt ra f = a.b mm 2

Tổng diện tích cắt do số răng đồng thời tham gia cắt gọt trong lỗ là F= f.z mm 2

Trong đó: z là số răng đồng thời tham gia cắt z = L/t

L chiều dài mặt được chuốt

Cắt bánh răng

Các phương pháp cắt răng

Bánh răng là một chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong truyền động cơ khí nói chung Hiện nay việc tạo hình bánh răng đạt độ chính xác yêu cầu, chủ yếu vẫn bằng phương pháp cắt gọt Đối với bánh răng môđun nhỏ có thể được tạo hình bằng phương pháp cán (biến dạng dẻo) và có những bánh răng có độ chính xác thấp có thể chế tạo bằng phương pháp đúc

Quá trình cắt răng có một số đặc điểm sau:

- Tiết diện lớp cắt thay đổi theo chu kỳ trong thời gian gia công

Các đoạn khác nhau trên lưỡi cắt chịu tải trọng khác nhau do chiều dài của lớp cắt ở các đoạn này khác nhau Ngoài ra, do lớp cắt và lượng chạy dao cũng không đồng nhất ở các đoạn khác nhau này.

- Trị số góc trước và góc sau thay đổi dọc theo lưỡi cắt của dao, cần lưu ý tránh hiện tượng ma sát ở các đoạn có góc sau nhỏ

Ngoài thông số hình học hợp lý cần phải đảm bảo độ chính xác prôfin lưỡi cắt khi mài lại

- Một số dao cắt răng phải thực hiện các chuyển động quá phức tạp khi làm việc

11.1.2 So sánh ưu khuyết điểm và ứng dụng

Bản chất của phương pháp chép hình là profin răng của bánh răng được chép lại theo prôfin lưỡi cắt của dao, các dao dùng trong phương pháp này gồm có: dao phay đĩa môđun, dao phay ngón môđun, dao chuốt răng, đầu dao sọc răng…

Dùng dao phay đĩa môđun, dao phay ngón môđun có thể gia công dược bánh răng hình trụ và hình côn răng thẳng cấp chính xác 9 và 10 Cũng có thể gia công được bánh răng hình trụ nghiêng dựa trên nguyên lý bao hình không tâm tích Tuy nhiên đó chỉ là tạo hình gần đúng, độ chính xác gia công thấp, vì prôfin của các dao phay đĩa môđun trong bộ dao không hoàn toàn tương ứng với prôfin bánh răng gia công cùng môdun và số răng của nó Ngoài ra việc phân độ làm quá trình cắt không liên tục, năng suất gia công thấp mà còn giảm độ chính xác gia công (về bước răng) Tuy nhiên những nhược điểm trên, nhưng chúng vẫn được dùng trong sản xuất nhỏ và sửa chữa để gia công bánh răng chính xác thấp, vì có thể dùng trên các máy phay vạn năng có đầu phân độ

Trong phương pháp chép hình, dùng các dao chuốt răng, cần dao xọc răng thì độ chính xác gia công và công suất gia công đạt được cao, vì quá trình gia công bằng nhiều răng cắt đồng thời tuy nhiên cũng phải dùng nhiều dao chép hình này chỉ dùng trong sản hàng loạt lớn và sản xuất hàng khối

Bánh răng được gia công theo phương pháp này có thể đạt cấp chính xác 7-8 (bằng dao phay lăn răng và xọc răng ) và đạt cấp chính xác 5-7 (bằng dao cà răng mài răng) quá trình cắt liên tục năng suất gia công cao Phương pháp này dùng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt

Trong phương pháp bao hình prôfin bánh răng gia công được tạo nên trong quá trình là hình bao các vị trí liên tiếp (các nhát cắt) của prôfin lưỡi cắt của dao.

Cấu tạo dao phay lăn răng và xọc răng

Gia công bánh răng theo phương pháp phay lăn răng là sử dụng dao phay lăn răng

Phương pháp gia công bằng dao phay đĩa ren dựa trên nguyên lý ăn khớp giữa trục vít vô tận với bánh vít Trong đó trục vít vô tận là dụng cụ cắt, có số răng từ 3 đến 5 đầu mối ren và được thiết kế với các rãnh để thoát phoi từ mặt trước và hớt lưng răng, tạo nên góc sau cho răng dao.

Khi phay bánh răng trụ răng thẳng thì trục dao nghiêng với mặt đầu của bánh răng một góc  Góc  có giá trị bằng góc nâng ren của dao

Góc tạo bởi trục dao và mặt đầu bánh răng khi phay bánh răng trụ răng nghiêng là   , trong đó  là góc nghiêng của răng và  là góc xoắn của dao Nếu dao bánh răng có cùng chiều xoắn với bánh răng thì dấu trừ (-) được sử dụng, còn nếu dao và bánh răng ngược chiều xoắn thì dấu cộng (+) được sử dụng.

Khi phay lăn răng cũng có thể thực hiện bằng một trong hai phương pháp là phay thuận phay nghịch (xem lại)

Khi phay có thể thực hiện tiến dao theo hai cách là tiến dao theo hướng trục và tiến dao theo hướng kính rồi tiến dao theo hướng trục

Răng dao gồm có hai lưỡi ở đỉnh răng và hai lưỡi cắt bên, mặt trước là mặt xoắn acsimet Góc trước và góc sau qui ước đo trong tiết diện thẳng góc với trục dao: Đối với dao phay tinh chọn: =0 0 Đối với dao phay thô: =510 0

Góc sau quan hệ với lượng hớt lưng K bằng công thức sau:

Trong đó: D đường kính dao phay

Đối với dao phay lăn răng hợp kim cứng, trong quá trình mài sắc cần chừa lại một cạnh viền dọc theo lưỡi cắt có chiều rộng f=0,30,8 mm Cạnh viền này có góc trước v=-510 0 khi gia công gang.

Nguyên lý của xọc răng cũng tương tự như nguyên lý phay lăn răng đó là sự lăn các răng của dụng cụ cắt theo các răng của chi tiết

Hình dạng của dao xọc răng có hai loại đó là dạng một bánh răng tròn xoay và dạng thanh hay còn gọi là dạng răng lược

Nguyên lý làm việc của dao xọc răng bằng dao xọc dạng tròn xoay được mô tả như trên hình sau:

Dao xọc được gắn với thanh trượt, truyền động dao động tịnh tiến qua cơ cấu thanh culít Cơ cấu thanh culít có khả năng điều chỉnh hành trình cho thanh trượt Dao và chi tiết gia công chuyển động ngược chiều, tỷ số truyền giữa dao và chi tiết phụ thuộc vào số răng của chúng.

Trong đó: nd – số vòng quay của dao nc – số vòng quay của chi tiết zc – số răng của chi tiết zd – số răng của dao

Khi dao thực hiện hành trình chạy không thì gưãi dao và chi tiết có chuyển động hướng kính để dao không ma sát vào bề mặt răng của chi tiết Chuyển động này nhờ vào cơ cấu (5) thực hiện

Xọc răng là phương pháp gia công thô bánh tăng Năng suất của phương pháp này không cao.

Các yếu tố cắt khi lăn và xọc răng

11.3.1 Khi lăn răng a Chiều sâu cắt : phụ thuộc môđun của bánh răng gia công, công suất máy, độ cứng vững của hệ thống chi tiết – dao – máy và đặc tính gia công(thô hay tinh) Nên tận lưỡi cắt thô trong một lần chạy dao Trường hợp công suất máy và độ cứng vững của hệ thống không đủ thì có thể chọn cắt thô hai lần Lần thứ nhất cắt với chiều sâu 1.4m và lần thứ hai với chiều sâu 0.7m ( :môđun) b Lượng chạy dao : là lượng dịch chuyển của dao phay dọc trục chi tiết sau một vòng quay của chi tiết gia công ( phoi )

Việc chọn lựa chạy dao phay phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia công, môđun, độ bóng và độ chính xác của bánh răng Khi cắt thô, lượng chay dao phụ thuộc váo độ cứng vững của máy và độ bền của dao Khi cắt tinh, lượng chạy chủ yếu phụ thuộc vào độ nhẵn và độ chính xác của bánh răng

Lượng chạy dao khi gia công thép 45 bằng dao thép gió như sau:

Khi gia công thô bánh răng m=616 trên máy có công suất 59 kw

Khi gia công tinh đạt 6 (không qua gia công thô) với m=1.53 mm

S = 0.51.0 mm/vg c.Tốc độ cắt:

Gia công thô bánh răng từ thép 45 bằng dao phay thép gió P18, m=726 thì tốc độ tính theo công thức sau: d c c d z z n n 

Trong đó: T là tuổi bền của dao phay lăn răng

Gia công tinh không qua nguyên công thô m =1.53

Gia công tinh bằng dao phay hợp kim cứng với lượng chạy dao S=13 mm/vòng

Trong đó: L chiều dài hành trình của dao

N : số vòng quay của dao trong một phút

Q : số đầu mối của dao e Lực và công suất cắt:

Diện tích cắt khi phay lăn răng là một lượng thay đổi, do đó lực cắt khi gia công cũng là một lượng thay đổi

Lực vòng trung bình có thể xác định theo công thức thực nghiệm

Trong đo: Cp hằng số phụ thuộc vật liệu gia công

M môđun của bánh răng gia công

Các hệ số CP, xp, yp thấy theo bảng sau:

Vật liệu gia công Cp Xp Yp

Lực vòng trung bình cũng có thể xác định từ trị số công suất cắt

Công suất cắt khi gia công bằng dao phay lăn răng một đầu mối, vật liệu gia công là thép 45, được tính bằng công thức :

Trong đó: D là đường kính ngoài của dao phay

11.3.2 Khi xọc răng a Chiều sâu cắt: Được chọn tương tự như trường hợp gia công bằng phay lăn răng b Lượng chạy dao:

Khi xọc răng là lượng chạy dao vòng sau mỗi hành trình kép của dao xọc, đó là chiều dài chạy theo vòng lăn của phôi

Khi cắt thô bánh răng m =6 – 8 vật liệu bằng thép, dao thép gió máy có công suất :

Khi cắt bánh răng m = 2 – 3 mm với độ nhẵn theo yêu cầu 6

Lượng chạy dao hướng kính để dao xọc đi vào cắt hết chiều cao của răng lấy theo tỷ lệ sau:

Sk=0,1.Svòng (mm/htk) c Tốc độ và tuổi bền:

Nói chung các dao cắt răng, cắt với lớp kim loại mỏng do đó thường bị mòn chủ yếu theo mặt sau Lượng mài cho phép theo mặt sau của dao xọc là :

Khi gia công thô: hs = 0,8 – 1mm

Khi gia công tinh: hs = 0,1 – 2mm

Tuổi bền của dao xọc răng khi gia công thô lấy T= 360 phút, gia công tinh T0 phút

Tốc độ cắt khi xọc răng bằng dao xọc thép gió tính theo công thức sau:

Số lần chạy dao được tính theo công thức này trong trường hợp chỉ gia công với một lần chuyển dao và lấy độ sâu cắt bằng độ cao của răng cắt Nếu gia công nhiều lần, cần tính thời gian cho từng lần chuyển dao và cộng tổng số thời gian đó lại.

Trong công thức trên, thành phần thư nhất là thời gian cắt vào (chạy dao hướng kính) cho hết chiều cao răng, thành phần thứ hai là thời gian cần để gia công xong toàn bộ bánh răng n là số hành trình kép trong 1 phút giá trị n tính theo tốc độ cắt được xác định từ công thức : e Lực cắt và công suất cắt:

Trong quá trình cắt, lực xọc răng thay đổi, vì thế để tính toán có thể dùng các trị số lực trung bình và lực cực đại

Khi gia công thép 45 lực cắt trung bình tính theo công thức:

Tính lực cực đại Pmax = (1,3 – 1,5)PTB

Khi cắt bánh răng ăn khớp trọng lực cực đại tính theo công thức: k

  Trong đó C – hằng số phụ thuộc vật liệu gia công

Công suất tính theo công thức:

Lựa chọn chế độ cắt khi phay lăn răng và xọc răng

Cắt ren

Các phương pháp gia công ren

Qúa trình tạo ren, nhất là ren chính xác cao là một quá trình phức tạp và công phu Tuỳ theo dạng ren, kích thước ren, độ chính xác của ren và loại hình sản xuất mà người ta có thể tạo ren bằng các phương pháp khác nhau

Cắt ren bằng dao tiện ren được thực hiện trên máy tiện ren vạn năng, là phương pháp gia công ren linh hoạt và phổ biến nhất Bằng cách tiện, người ta có thể tạo ra các loại ren theo ý muốn, với kích thước tùy ý.

Cắt ren bằng taro bàn ren là phương pháp gia công tạo ren bằng cách sử dụng dụng cụ cắt taro có hình dạng giống ren cần gia công Phương pháp này có thể thực hiện thủ công bằng tay, hoặc sử dụng các loại máy như máy khoan với đồ gá, máy rê-von-ve, máy tự động hoặc máy chuyên dụng.

+ Cắt ren bằng dao răng lược thường tiến hành trên các máy Rơ-von-ve, bán tự động và tự động Nó là một hình thức tiện ren với dao tiện có kết cấu đặc biệt

+ Cắt ren bằng dao phay được tiến hành trên máy phay chuyên dùng gia công ren Dùng phay ren để cắt ren trên các chi tiết lớn, ren nhiều đầu mối hoặc ren trên các chi tiết có rãnh và chi tiết có thành mỏng Nó có thể tạo ren ngoài hoặc ren trong đạt cấp chính xác 2-3 trên các chi tiết hình trụ hoặc côn Phương pháp gia công ren bằng phay thường được dùng trong sản xuất hàng loạt

+ Cắt ren bằng đầu cắt ren : Dùng đầu cắt ren có thể cắt ren ngoài và ren trong trên máy chuyên dùng hoặc trên máy tiện ren vạn năng Trên thân của đầu cắt ren có lắp các dao cắt ren răng lược.Ở cuối hành trình cắt, các dao này có thể được nới nhanh ra khỏi vùng tiếp xúc với chi tiết, do đó việc lùi dao (hành trình chạy không) được tiến hành nhanh hơn và sẽ giảm thời gian phụ

Năng suất của quá trình cắt ren bằng đầu cắt ren rất cao, do đó cắt ren bằng đầu cắt ren thường được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

+ Mài ren : Mài ren thường gọi là gia công tinh, gia công chính xác ren đã qua tôi cứng

+ Cán ren : Có các phương pháp cán ren như sau: cán ren hướng kính, cán ren tiếp tuyến, cán bằng bàn cán, cán bằng vành cán

Cán ren hướng kính: Bước ren của quả cán được chế tạo bằng bước ren cần cán Đường kính của cán D và số vòng quay n như nhau quay ngược chiều nhau, phôi cần cán đặt giữa hai quả cán trong vùng cán phôi tự quay tại chỗ, một trong hai quả cán tiến dần (A) vào phôi để cán

Khi tiến đủ chiều cao ren cần cán thì ngừng chạy vào và chạy ra ngược lại để lấy phôi Phương pháp này ép dần dần nên cán được ren có kích thước lớn, đường kính của quả cán không phụ thuộc vào đường kính ren cần cán, nhưng có nhược điểm là thời gian chạy không lớn (quả cán phải lùi ra để lấy sản phẩm)

Cán ren tiếp tuyến: Nguyên tắc của cán ren tiếp tuyến là,Với kích thước bước ren đường kính ren nhất định phải tính toán thiết kế các thông số hình học quả cán hoặc số vòng quay các trục cán sao cho phôi cán vừa tự quay và tự chuyển động qua vùng cán, khi đó khoảnh cách tâm hai trục cán không đổi (A=const)

Phương pháp cán nóng có năng suất cao, dễ dàng tự động hóa ở cấp độ cao và thời gian chạy không đáng kể (lăn liên tục) Tuy nhiên, phương pháp này cũng có hạn chế về kích thước phôi cán do công suất bị hạn chế.

Cán ren bằng bàn cán rất phù hợp cho cán ren đường kính bé như nan hoa xe đạp

Tiện ren

Tiện ren là phương pháp gia công ren được dùng rộng rãi nhất Nó được tiến hành trên máy vạn năng Dùng dao tiện có hình dạng lưỡi cắt thích hợp, người ta có thể tiện ren tam giác, ren hình thang, ren vuông, ren tròn vv…với mức ren đường kính tuỳ ý

12.2.1 Cấu tạo dao tiện ren

Dao tiện ren được sử dụng tùy theo nhu cầu sản xuất và máy tiện Có các loại dao tiện ren phổ biến như: dao tiện ren hình vuông, dao tiện ren hình thông thường, dao tiện ren hình lăng trụ một hoặc nhiều.

Loại dao tiện ren hình thang được dùng phổ biến hơn cả, vì nó đơn giản, nhưng khi mòn ta phải mài lại cả mặt trước và mặt sau nên tuổi thọ kém Dao tiện ren hình đĩa và lăng trụ (một răng hay răng lược) khi mòn chỉ mài theo mặt trước ,do đó tuổi thọ cao hơn

Khi tiện ren, vị trí tương đối của phần cắt của lưỡi dao đối với bề mặt gia công có ảnh hưởng tới độ chính xác của ren được cắt và các góc độ của dao trong quá trình trình cắt

Bề mặt ren thường dùng trong lắp ghép cơ khí có hình dạng ren Ac-si-mét Để gia công ren chính xác, dao tiện ren phải có góc trước bằng 0 độ, góc mũi dao trên mặt trước bằng góc dạng ren Khi gá dao, mặt trước dao phải nằm trong mặt phẳng đáy đi qua tâm chi tiết Khi gia công thô, có thể điều chỉnh góc trước trong khoảng 5-25 độ tùy vào vật liệu gia công và dao cụ.

Do ảnh hưởng của lượng chạy dao (bằng bước ren) nên góc sau ở hai lưỡi bên của dao tiện ren bị thay đổi Nếu kí hiệu góc sau mài 1 và2, góc sau khi cắt và c1 và c2, lượng thay đổi x thì ta có:

Nếu kí nhiệu góc sau mài là 1 và2, goá sau khi cắt là c1 vàc2 , lượng thay đổi

Góc sau x chính là góc nâng của đương ren ứng với điểm ren khảo sát trên lưỡi cắt

Nếu ta lấy điểm măn trên đường kính trung của ren để khảo sát:

  Trong đó: S bước ren (mm)

D đường kính trung bình của ren (mm)

Chính góc sau trong qúa trình cắt c1 vàc2 mới có vai trò quan trọng khi cắt ren tam giác thì góc x thường nhỏ (nhỏ hơn 2 -3 độ) do đó ta có thể bỏ thể bỏ qua đồng thời để đơn giản cho giản cho chế tạo ta lấy góc sau mài ở hai đầu lưỡi bên bằng nhau và bằng góc sau khi cắt

Khi cắt ren hình thang, ren vuông hoặc các rãnh xoắn có bước lớn thì thường góc x có giá trị lớn Lúc đó phải đảm bảo góc sau tối thiểu khi cắt ở tiết diện chính A-A và B-B khoảng 2-3 độ) Nghĩa là khi mài ta phải đảm bảo góc sau ở lưỡi trái (A) và lưỡi cắt phải(B) như sau:

cA và cB là góc sau trong quá trình cắt đo trong tiết diện pháp với lưỡi cắt trái và phải

N là lượng chênh lệch giữa góc sau tĩnh và động trong tiết diện pháp tgN= tgx sin

: là góc hình dạng của ren

Trường hợp gia công thô, để tránh phải mài lại hai góc sau khác nhau, đồng thời để cải tạo điều kiện cắt ở lưỡi cắt bên phải (tại đây góc trước có giá trị âm), ta quay dao tiện đi quanh trục của nó một góc  Khi đó góc sau trong quá trình cắt ở lưỡi trái và phải bằng nhau

+ Sơ đồ cắt ren khi tiện ren:

Cắt ren với những sơ đồ khác nhau có ảnh hưởng đến độ chính xác và tuổi bền của dao người ta có thể cắt ren theo các sơ đồ cắt sau đây

Theo sơ đồ hình (a) trên sau mỗi lần chuyển dao, dao tiện được chuyển dịch thẳng góc với đường tâm chi tiết để cắt lớp kim loại tiếp theo Trường hợp này cả hai lưỡi cắt cùng tham gia cắt, do đó lực cắt lớn nhưng độ bóng mặt ren cao, thường được dùng gia công ren có bước P 2.5mm

Trong sơ đồ (b), lưỡi dao bên phải thực hiện phần lớn quá trình cắt, tuy nhiên vẫn xảy ra ma sát với bề mặt gia công dẫn đến bề mặt ren bị xỉn và lưỡi dao nhanh mòn Ngược lại, lưỡi dao bên trái cắt lớp phoi mỏng, giảm lực cắt đơn vị và tạo điều kiện thoát phoi thuận lợi Do đó, sơ đồ cắt ren này thường được áp dụng khi gia công thô ren có bước P lớn hơn hoặc bằng 2,5mm.

Sơ đồ hình (c) kết hợp cả hai sơ đồ a và b để tận dụng ưu điểm của chúng khi cắt thô thì theo sơ đồ b, đến lúc cắt tinh thì theo sơ đồ a, ren được cắt sẽ có độ bóng cao và điều kiện cắt thuận lơị hơn

Giá trị của sz quyết định số lần chuyển dao Thường những hành trình trước lấy sz lớn còn những hành trình cuối lấy sz nhỏ để đảm bảo độ bóng của ren cao

Khi cắt thô: sz =0,4 -0,25 mm

Khi cắt tinh: sz = 0,15 -0,1 mm b- Tốc độ cắt:

Khi tiện ren bằng dao tiện thép gió, tốc độ cắt tính theo công thức sau: ph m s K s T v C x v y z m v v v , /

Trong đó : T tuổi bền của dao phút

Sz lượng chạy dao ngang sau mỗi hành trình chạy dao mm i số hành trình chạy dao

b giới hạn bền của vật liệu gia công N /mm 2

12.2.3 Chọn chế độ cắt khi tiện ren

- Chọn vận tốc cắt v (m/ph)

- Chọn phương pháp tiến dao

Bảng: 12.1 Số lần chạy dao khi tiện ren hệ mét bằng dao thép gió

Vật liệu gia công Thép các bon Thép hợp kim Gang, đồng đỏ, đồng thanh

Vật liệu làm dao thô tinh thô tinh thô tinh

Bảng: 12.2 Vận tốc cắt khi cắt ren hệ mét bằng dao thép gió, m/phút

Bước ren, mm Tiện thô Tiện bán tinh Tiện tinh Đến 2,5 36 64 4

Ta rô và bàn ren

Ta rô và bàn ren là hai dụng cụ cắt ren đã được tiêu chuẩu hóa và thông dụng Ta rô dùng để cắt ren trong, còn bàn ren để cắt ren ngoài Tùy theo hình dạng kết cấu và độ chính xác chế tạo mà ta rô có thể cắt ren đạt tới độ chính xác cấp 1, còn bàn ren thường chỉ để cắt ren cấp chính xác 3 Người ta có thể sử dụng chúng bằng tay (trong sản xuất đơn chiếc hay sửa chữa) hoặc trên các máy vạn năng, máy tự động và máy chuyên dùng

12.3.1 Cấu tạo a Kết cấu của ta rô

Theo công dụng có thể chia ta rô thành các nhóm sau : Ta rô tay, ta rô máy, ta rô đai ốc, ta rô để gia công bàn ren, v.v Nhưng về mặt kết cấu chung thì chúng đều giống nhau

Ta rô có hai thành phần chính: phần làm việc và phần cán (phần đuôi) Trên phần làm việc lại được chia ra làm hai phần:

- Phần cắt có chiều dài: với góc nghiêng chính là  % – 30 0 , làm nhiệm vụ cắt lượng dư kim loại và tạo hình ren

- Phần sửa đúng: dùng để sửa đúng prôfin của ren đồng thời có tác dụng định hướng ta -rô trong quá trình cắt Do đó người ta còn gọi phần này là phần định hướng Để giảm ma sát giữa bề mặt ren của ta -rô và của chi tiết gia công, đồng thời để giảm độ lay rộng lỗ ren, người ta làm đường kính ren ở phần sửa đúng nhỏ dần về phía chuôi với lượng giảm khoảng 0,1 - 0,3 mm trên 100 mm chiều dài

- Phần cán: dùng kẹp ta-rô trong đầu kẹp để truyền mô -men xoắn khi tarô Ở cuối

Phần làm việcPhần sửa đúng

- Đối với ta-rô tay mỗi bộ có từ 2-3 chiếc Đường kính của ta-rô số 1 nhỏ nhất rồi đến số 2 hoặc 3 (nếu là bộ 3 chiếc ) Ta- rô số cuối cùng trong bộ có đường kính phù hợp với đường kính ren cần gia công Mục đích là nhằm phân chia tải trọng cho mỗi lần cắt

Thông số hình học của tarô:

Góc trước của tarô chọn trong khoảng 0 - 30 0 tùy theo vật liệu gia công

Góc sau trên phần còn cắt được tạo ra bằng cách mài hớt lưng răng theo đường kính ngoài Tùy theo vật gia công và kiểu ta-rô mà  = 3 -120 Đối với những ta-rô có mài prôfin ren thì người ta tạo góc sau cả trên phần định hướng ở đường kính ngoài và hai lưỡi bên của răng Góc sau trên hai lưỡi cắt đo trong tiết diện vuông góc với trục ta-rô không lớn lắm, thường khoảng 15-20 phút Việc hớt lưng tiến hành đồng thời với quá trình mài ren ở trên máy mài ren

Góc nghiêng chính  tùy theo loại ta-rô và điều kiện cắt mà có giá trị khoảng

Rãnh ta rô dùng để chứa phoi Tùy theo đường kính mà số rãnh có thể từ 3 - 6 Đối với ta-rô tiêu chuẩn, để dễ chế tạo người ta thường làm rãnh thẳng Khi gia công ren có độ chính xác cao như ren của bàn ren hay ren trong lỗ sâu, để dễ thoát phoi người ta làm rãnh xoắn Để gia công ren trong lỗ sâu thì làm rãnh xoắn trái, còn thông thường thì làm rãnh xoắn phải Góc xoắn  thường lấy từ 10  16 0 Ở tarô rãnh thẳng, để hướng phoi về phiá đầu ta-rô (khi gia công ren trong lỗ thông) thì người ta mài vát rãnh trên phần côn cắt nghiêng một góc  = 7  10 0 b Kết cấu bàn ren tròn:

Bàn ren là dụng cụ để cắt ren ngoài của ren tiêu chuẩn Về mặt cấu tạo chung giống như một chi tiết có ren trong (đai ốc), xung quanh được khoan từ 3 đến 5 lỗ để tạo ra lưỡi cắt và thoát phoi Ngoài ra trên bàn ren còn có rãnh chống xoay, lỗ để tỳ vít bắt chặt …

Các kích thước của bàn ren tròn như sau: Đường kính ngoài của bàn ren d: đường kính này đã được tiêu chuẩn hoá phù hợp với kích thước của dụng cụ lắp bàn ren

Bề dày bàn ren l: tuỳ theo kích thước bước ren mà có chiều dáy khác nhau, nhưng ít nhất cũng phải đủ cho phần sửa đúng của bàn ren có từ 5 đến 6 đỉnh ren

Phần làm việc của bàn ren gồm có kết cấu răng lược với phần cắt nằm ở cả hai đầu, được vát một góc xấp xỉ 30 độ để cắt dần độ sâu của ren và định hướng cho bàn ren khi bắt đầu cắt Phần dẫn hướng và phần sửa đúng cùng nhau thực hiện chức năng cắt tinh, giúp đảm bảo kích thước ren chính xác.

Góc trước  của bàn ren nằm trong khoảng 10÷25 độ, tùy thuộc vào vật liệu gia công Góc sau  của bàn ren tại phần côn cắt vào khoảng 6÷9 độ, được đo theo tiết diện vuông góc với đường tâm của bàn ren.

Việc tạo góc sau trên phần còn cắt ở cả hai đầu bàn ren được thực hiện bằng cách hớt lưng (tiện và mài) theo phương chiều trục của bàn ren Răng trên phần sửa đúng không có góc sau

Tùy theo yêu cầu về độ chính xác của ren được gia công mà người ta dùng các sơ đồ ở cắt khác nhau

Theo sơ đồ hình (a): cắt bề mặt ren sau khi cắt có dộ bóng thấp, nhưng việc chế tạo phần còn cắt của dụng cụ dễ dàng, vì chỉ có một góc 

Khi chế tạo ta-rô hay bàn ren, người ta chỉ việc hớt bỏ phần đỉnh theo góc  Loại này thường dùng cho các loại ta-rô để gia công ren cấp chính xác thông thường và cho bàn ren tiêu chuẩn

Theo hình (b): Ren trên phần côn cắt được chế tạo dưới dạng ren côn với góc nghiêng của ren là 1 và góc nghiêng của bề mặt phần côn cắt là  Với sơ đồ cắt này, bề mặt ren được cắt ra sẽ có độ bóng tốt hơn loại trên, nhưng chiều dầy cắt do lưỡi cắt ra nhỏ mà chiều rộng cắt lại lớn

Mài

Đặc điểm phương thức và các phương pháp mài

Quá trình mài kim loại có tác dụng để gia công tinh cũng như gia công thô các chi tiết máy và dao cắt Mài không những dùng để gia công các mặt tròn ngoài và tròn trong mà còn gia công các mặt phẳng, mặt côn, mặt định hình có hình dáng khác nhau của chi tiết

So với các dạng gia công khác, mài có những đặc điểm sau đây:

- Tốc độ mài lớn (20 – 40m/s) đặc biệt có thể lên đến 50 – 70 m/s hay cao hơn nữa

Đá mài được cấu tạo từ nhiều hạt mài được liên kết với nhau bởi chất kết dính Có thể coi mỗi hạt mài như một lưỡi cắt với hình dáng, kích thước và vị trí khác nhau, dẫn đến các góc cắt cũng không đồng đều, khó đạt được giá trị lý tưởng.

Nhiệt độ cắt trong quá trình mài rất cao (1000 – 1500 độ C) bởi vì tốc độ cắt lớn, chiều dài phôi nhỏ và góc trước âm tạo ra biến dạng kim loại nhiều.

- Khác với các loại dao cắt khác đá mài không có lưỡi cắt không liên tục, các hạt mài nằm cách biệt nhau trên mặt làm việc của đá Mỗi hạt sẽ cắt một phoi riêng, do đó có thể xem quá trình mài như là quá trình cào

- Trong thời gian làm việc đá mài có khả năng tự mài sắc một phần nào Một số hạt mài sau khi cắt xong có thể tự tróc ra khỏi mặt đá làm xuất hiện các hạt mài mới sắc bén hơn b Các phương pháp mài

Mài có thể gia công trên nhiều dạng bề mặt như mặt phẳng, mặt trụ trong, mặt trụ ngoài, mặt côn, bề mặt định hình Phương pháp mài được lựa chọn dựa theo hình dạng bề mặt cần gia công.

- Mài bề mặt dịnh hình.

Các loại đá mài và ứng dụng

Đá mài bao gồm các hạt mài và chất kết dính Hạt mài đóng vai trò quan trọng như lưỡi cắt, do đó yêu cầu về vật liệu cấu tạo phải tương tự như các vật liệu làm lưỡi cắt Hạt mài có thể được chế tạo từ kim cương, cacbit silic (SiC), oxit nhôm (Al2O3), cacbit bo (B4C), Kích thước hạt mài nằm trong khoảng từ 5m đến 3200m, phụ thuộc vào kích thước rây được sử dụng để sàng và phân loại độ lớn của hạt.

Chất kết dính dùng để liên kết các hạt mài và tạo nên hình dáng của đá mài Chất dính kết quyết định độ bền, độ cứng và độ bền của đá mài

Chất dính kết thường dùng gồm chất kết dính vô cơ như keramit, chất kết dính hữu cơ như bakelit, caosu… Độ cứng hoặc độ mềm của đá mài không phụ thuộc vào vật liệu chế tạo hạt mài mà là khả năng tách rời của các hạt mài khi có lực tác dụng của lực cắt để tạo nên trên bề mặt của đá một lớp hạt mài mới Đá cứng là loại đá mà các hạt mài khó tách khỏi đá mài Loại này dùng để gia công các loại vật liệu mềm vì vật liệu mềm không đòi hỏi cao về độ sắc của lưỡi cắt Đà mềm là loại đá dễ tách các hạt mài ra khỏi đá mài và tạo nên bề mặt của đá các hạt mài mới và các lưỡi cắt mới nên lưỡi cắt sắc bén hơn Thường dùng để gia công các vật liệu cứng

Một đặc trưng nữa của đá mài mà các loại dụng cụ cắt khác không có đó là độ xốp Độ xốp của đá mài là tỷ lệ phần trăm phần rỗng trong một đơn vị thể tích của đá mài Đá mài có độ hạt lớn thì độ xốp càng lớn và ngược lại

Hình dáng của đá mài rất đa dạng, tuỳ theo mục đích sử dụng và tuỳ theo loại máy mà đá mài sản suất theo hình dáng và tính chất khác nhau

Mỗi hình dáng đá mài lại có nhiều loại với đặc tính riêng biệt Các đặc tính này bao gồm độ hạt, độ cứng, độ xốp và kích thước.

Cấu tạo đá mài và ứng dụng

13.3.1 Vật liệu làm hạt mài

Vật liệu dùng làm hạt mài có ở thiên nhiên và nhân tạo

Vật liệu nhân tạo như: cacbitsilic và cácbitbo Hạt mài bằng kim cương có loại nhân loại nhân tạo và cũng có loại thiên nhiên Độ cứng tế vi của một sớ vật liệu hạt mài như sau:

Corum điện được hình thành từ Oxit nhôm Al2O3 luyện từ bocxit có ba loại: corum điện thường, corum điện trắng, corm đơn tinh thể

+Corum điện thường (Cn) được dùng phổ biến nhất thường có các màu thay đổi nâu sẫm đến hồng

+Corum điện trắng: (Chương trình) có chất lượng tốt hơncorm điện thường vì có chứa tỷ lệ Oxit nhôm cao hơn khoảng 97 – 98,5%

+Corum đơn tinh thể có độ bền và 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 và tinh thép, gang dẽo hay dụng cụ bằng thép dụng cụ

Corum điện trắng dùng cho nguyên công mài bán tinh và tinh các thép cứng cũng như cũng như mài sắc dao cắt bằng thép dụng cụ

Cacbuasilic là hợp chất giữa Silic và cacbon ( ở nhiệt độ 2200 – 2300 0 C) có hai loại cacbuasilic xanh chứa 98 – 99% Silic và cacbuasilic đen chứa 97 – 98 % Silic

Chất lượng cacbuasilic xanh tốt hơn vì chứa nhiều silic hơn cacbuasilic xanh dùng để mài sắc dao HK cứng, dao sứ cacbuasilic đen dùng để gia công vật liệu có giới hạn bền thấp và các kim loại dẽo, gang xám, nhôm, đồng, vật liệu phi kim loại

CacbicBo cứng và giòn hơn cacbitsilic Nó gồm 70 – 90% B4C còn lại là Bo, graphit và các tạp chất khác

Kim cương dùng để mài sa9c1 mài bóng dao hợp kim cứng cũng như mài các vật liệu có độ cứng cao

Việc liên kết các hạt mài để tạo hình dáng và kích thước của đá mài là nhờ chất kết dính

Hiện nay chất kết dính được dùng phổ biến nhất làhai loại vô cơ ( Keramic) và hữu cơ (Bakelit và Vunganhit)

Keo kết dính Keramic cấu tạo từ đất sét trắng chịu lửa, Spat và hoạt thạch, đôi khi thêm phấn, thạch anh, nước thủy tinh Đá mài sử dụng chất kết dính Keramic có khả năng chịu mài mòn cao, chống ẩm và chịu nhiệt tốt, đảm bảo tính chất của đá mài Tuy nhiên, loại đá mài này chỉ hoạt động ở tốc độ thấp Vđ 35 mm/s và có nhược điểm là độ giòn cao.

Là chất nhựa nhân tạo chế tạo từ nhựa Cacbonic và Fomalin, nên có thể làm việc ở tốc độ căt lớn đến 50m/s, ở một số trường hợp đặc biệt có thể đến 70m/s ở nhiệt độ trên

Tại nhiệt độ 180 độ C, chất dính kết Bakelit mất độ bền, do đó đá mài từ Bakelit không chịu được nhiệt độ cao Ngoài ra, đá mài Bakelit cũng không chịu được tác dụng của kiềm, vì vậy khi sử dụng dung dịch trơn nguội, độ kiềm không được vượt quá 1,5%.

+Chất kết dính vunkahit (V) gồm 70 cao su và 30 lưu huỳnh Đá mài có chất kết tốt prôfin của đá, vì vậy chất dính Vunkahit được dùng để chế tạo đá mài định hình và các loại đá cắt đứt có chiều dày mỏng 0.3  0.5mm (với đường kính 150  200mm )

Nhược điểm của đá mài này là độ xốp kém, mặt đá bị lì nhanh , chịu nhiệt kém (ở nhiệt độ >200 0 C Vunkahit bị cháy) nên khi sử dụng nhất thiết phải dùng dung dịch nguội lạnh Ở nhiệt độ 150 o C Vunkahit bị mềm ra, hạt mài dễ ấn sâu vào chất kết dính, áp lực của hạt mài lên bề mặt gia công giảm, nên được sử dụng trong các nguyên công mài bóng, mài tinh

13.3.3 Độ hạt của đá mài

Cỡ hạt đặc trưng cho kích thước của hạt mài Phân loại kích thước hạt mài bằng cách cho chúng lần lược lọt qua các lỗ của các rây từ to đến nhỏ Theo kích thước lỗ rây mà người ta phân loại độ hạt của hạt mài Đối với bột mài xác định bằng kích thước hiển vi hay bằng phương pháp mlắng động trong nước

Tiêu chuẩn liên xô qui định như 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 đây là kích thước của hạt mài tương ứng với cỡ hạt của nó:

Cỡ hạt Kích thước của lỗ rây m

Lựa chọn cỡ hạt của đá mài tuỳ theo mđộ chính xác và độ nhẵn bề mặt gia công, tính chất vật liệu gia công và diện tích tiếp xúc của bề mặt đá với bề mặt chi tiết gia công Khi mài thô nên dùng đá mài có cỡ hạt lớn hơn khi mài tinh Khi gia công kim loại mềm và dẽo, để tránh đá bị tránh cùn, nên chọn đá mài có cỡ hạt lớn Khi gia công kim loại hay vật liệu cứng,dùng đá mài có cở hạt bé Diện tích tiếp xúc giữa đá màivà chi tiết gia công càng lớn đá mài càng cần có hạt lớn

Trong thời gian làm việc,hạt mài bị cùn đi , lực tác dụng vào hạt mài tăng lên, đến mức nào đó có thể làm cho hạt mài tróc ra khỏi bề mặt đá mài Độ cứng của đá mài là khả năng chống lại sự tróc của hạt mài, trong thời gian làm việc Đá mài gọi là mềm khi hạt mài dễ tróc ra và đá mài cứng khi hạt mài khó tróc hơn

Theo tiêu chuẩn Liên Xô, quy định các cấp tốc độ cứng đá mài như sau : Độ cứng mài Ký hiệu

Mềm vừa –CM MV1,MV2

Cứng vừa- CHI TIẾT CV1,CV2,CV3

Rất cứng –T RC1,RC2,RC3 Đặc biệt cứng - ĐC1,ĐC2

Độ cứng của đá mài được phân thành các cấp độ, trong đó độ cứng tăng dần theo thứ tự 1, 2 và 3 Các loại đá mài có chất kết dính Keramic và Bakelit được chế tạo với đầy đủ các cấp độ cứng kể trên, trong khi đá mài có chất kết dính Vunkahit chỉ được chế tạo với các cấp độ cứng MV, IB, GV và C Độ cứng của đá mài được đo bằng các phương pháp như phun cát, khoan lõm và ấn lõm bằng bi thép Tuy nhiên, các phương pháp này chỉ phản ánh một phần khả năng làm việc thực tế của đá mài.

Tỉ lệ về số lượng của hạt mài , chất dính kết và khoảng trốngtrong mộtđơn vị thể tích của đá mài là đặc trưng của cấu trúc đá mài Cấu trúc của đá có kí hiệu từ 0-12 Số hiệu của cấu trúc càng lớn thì đá mài càng xốp nghĩa là tỉ lệ khoảng trống càng lớn Cấu trúc từ 1-4 gọi là cấu trúc chặt , từ 5-8 là cấu trúc trung bình và từ 9-12 là cấu trúc xốp Trong một đơn vị thể tích đá mài, hạt mài càng lớn, cấu trúc của đá càng chặt Đá có cấu trúc xốp, khoảng hở giữa các hạt mài lớn mặt đá mài khó bị lì (phoi khó bị kẹt vào khoảng hở giữa các hạt mài) Mặt kháckhi đá quay với tốc độ cao dễ tạo nên dòng khí lưu thông giữa các khe hở đó, cũng như dung dịch làm nguội cũng dễ thẩm thấu qua các khe hở của hạt mài để làm nguội trực tiếp bề mặt gia công ở vùng mài Tuy vậy đá mài có cấu trúc xốp cũng có nhiều nhựơc điểm là sức bền kém, không giữ được lâu

Việc chọn cấu trúc của đá mài theo cách sau : trong mài tĩnh và mài định hình, chọn đá có cấu trúc chặt, bởi vì cần bảo đảm prôfin mặt đá mài Đá mài có cấu trúc chặt trung bình dùng để mài thép đã tôi, mài sắc dụng cụ cắt và mài phẳng, mài tròn ngoài bằng mặt tròn của đá Cấu trúc xốp dùng khi mài kim loại mềm và dẽo, khi mài phẳng mặt đầu của đá.

Yếu tố cắt

Khi mài nên chọn tốc độ lớn (tốc độ cắt thường bị hạn chế bởi sức bền của đá mài) Khi mài tròn ngoài thường chọn tốc độ màiVđ5  40 m/s Tốc độ quay chi tiết gia công trong khoảng:

Vc/tiết  85 m/p khi gia công thô

Vctiết  50m/p khi gia công tinh

Hay lượng chạy dao ngang đo trong một hành trình kép của chi tiết Khi mài thô thép chọn t = 0.01 0.07mm/htk và khi mài tinh thép t =0.0050.02mm/htk

Chọn tuỳ theo độ rộng của đá mài , khi mài thô s =(0.2 0.3)B (mm/vòng chi tiết) Khi mài các chi tiết có chiều dài tương đối ngắn, đặc biệt khi mài định hình dùng phương pháp mài hướng kính Khi ấy lượng chạy dao ngang t= 0,02 – 0,07mm Đường kính đá màiphải nhỏ hơn lỗ gia công, bề mặt tiếp xúc giữa đá mài và chi tiết tương đối lớn, tải trọng lên hạt mài cao hơn

Vì đá mài có kích thước lỗ nhỏ, độ cứng của trục đá không đủ

Dung dịch trơn nguội khó vào đến vùng gia công Đối với mặt phẳng và tuỳ theo chiều dài của chi tiết gia công, chọn chiều sâu cắt t trong khoảng 0,05 – 0,1mm, chọn t lớn khi chi tiết cứng vững lớn, các thành phần chế độ cắt khác chọn gần giống như mài tròn ngoài

Trong quá trình gia công có thể xem đá mài là một dao quay có nhiều lưỡi cắt

Diện tích cắt khi mài có thể tính như sau: Gọi thể tích kim loại cắt ra sau một phút : V00.VC.S.t

Diện tích lớp cắt trung bình: mm 3

L là chiều dài hạt mài di chuyển trong một phút

S là lượng chạy dao dọc d

Chọn chế độ cắt

Xác định chế độ cắt khi mài theo trình tự sau:

1 Tuỳ theo điều kiện mài mà chọn đá

2 Xác định chiều sâu cắt ( lượng chạy dao ngang )

3 Xác định tốc độ quay của chi tiết gia công

Chọn tốc độ quay của chi ytiết gia công phụ thuộc vào nhiều yếu tố công nghệ Tốc độ càng lớn, điều kiện truyềng nhiệt càng tốt, vì chi tiết tiếp xúc với đá mài tronmg thời gian ngắn hơn, do vậy chi tiết ít có bị vết cháy Bên cạnh ưu điểm đó, còn nhược điểm làm biên độ dao động tăng, lực li tâm tăng, mũi tâm mòn nhanh hơn

Khi mài vật liệu càng cứng, dễ bị cháy và nứt, cần tăng tốc độ quay của chi tiết

Mài chi tiết có yêu cầu độ chính xác cao, cần chọn vc thấp

4 Hiệu chỉnh số vòng quay tính toán của chi tiết cho phù hợp với số vòng quay có sẵn của máy

5 Xác định lươ6ng5 chạy dao dọc: Thường lấy S=( 0,3 – 0,6 )B

6 Xác định tốc độ quay của đá mài: Việc tăng tốc độ cắt bị hạn chế bởi công suất máy và sức bền của đá Theo tốc độ cắt đã chọn , hiệu chinjh3theo số vòng quay có sẵn của trục chính đá mài

7 Xác định lựcpz và công suất tiêu tốn` khi mài

8 Tính thời gian gia công cơ bản

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 một vòng quay của chi tiết mm/v n: số vòng quay của chi tiết trong một phúc v/ph

Km : hệ số tính đến số lần chạy rà lần cuối phụ thuộc vào độ cứng vững của máy (