Nguyên Lý cắt gọt kim loại

- Diện tích lớp cắt chiều rộng cắt và chiều dày cắt - Thời gian để gia công một chi tiết máy và thời gian máy.. - Đối với máy có dụng cụ hoặc phôi chuyển động thẳng VD: bào, vận tốc c

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nguyên lý cắt gọt kim loại Khoa CK_Lớp CTK2A

Nguyên lý cắt gọt kim loại.

i Những khái niệm cơ bản về quá trình cắt gọt kim loại.

1 Các chuyển động để thực hiện việc cắt gọt kim loại.

* Các chuyến động cơ bản:gồm có

- Chuyển động chạy dao

- Chuyển động chính

* Chuyển động phụ

1.1 Chuyển động chính: là chuyển động cơ bản có tốc độ lớn nhất

trong tất cả các loại chuyển động

1.2 Chuyển động chạy dao ( chuyển động bớc tiến ): là chuyển động

cơ bản có tốc độ nhỏ hơn chuyển động chính

2 Các thông số của chế độ cắt gọt kim loại.

- Vận tốc cắt

- Lợng chạy dao ( bớc tiến )

- Chiều sâu cắt

- Diện tích lớp cắt ( chiều rộng cắt và chiều dày cắt )

- Thời gian để gia công một chi tiết máy và thời gian máy

2.1 Vận tốc cắt: là đoạn đờng đi trong một đơn vị thời gian của một

Đối với máy có phôi hoặc dụng cụ cắt quoay tròn ( ví dụ: tiện ) vận tốc cắt tính theo công thức

V=

1000

.D n



(m/phút) Trong đó : D: Đờng kính của phôi

n: Số vòng quoay của phôi hoặc dụng cụ cắt trong một phút

- Đối với máy có dụng cụ hoặc phôi chuyển động thẳng ( VD: bào), vận tốc cắt tính theo công thức

V=

t

L

.

1000 Trong đó L: Chiều dài hành trình(mm) t: thời gian của một hành trình

2.2 Lợng chạy dao S.

- Lợng chạy dao ( bớc tiến )S khi tiện: là khoảng di động của dụng cụ cắt theo chiều dọc khi phôi quoay đợc một vòng (mm/vòng)

- Lợng chạy dao khi phay: là sự di chuyển của phôi ( tính bằng

mm) khi dao quoay một vòng ( S0) hoặc khi dao quoay đợc một răng ( Sz) Hoặc là sự di chuyển của phôi ( tính bằng mm) trong một phút ( Sm)

S0  Sz z Trong đó: Z số răng của dao phay

Sm  S0 n  Sz Z n n: Số vòng quoay của dao pgay trong một phút

- Lợng chạy dao khi khoan: là khoảng di động của mũi

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nguyên lý cắt gọt kim loại Khoa CK_Lớp CTK2A

2

d D

t   (mm) Trong đó : D : đờng kính của mũi khoan

d : đờng kính của mặt cần gia công

- Chiều sâu cắt khi phay : đo trong mặt phẳng vuông góc với trục dao phay và bằng chiều dày của lớp kim loại hớt đi sau một lần chạy dao

-Chiều sâu cắt khi khoan : bằng nửa đờng kính của mũi khoan:

2

D

t  (mm) : D đờng kính của mũi khoan

2.4 Diện tích lớp cắt.

Là tích số giữa bớc tiến S và chiều dày cắt hoặc tích số giữa chiều dày cắt a và chiều rộng cắt b

f =s.t = a.b

2.5 Thời gian để gia công một chi tiết trên máy :gồm thời gian máy,

thời gian phụ, thời gianphục vụ và thời gian nghỉ ngơi

Thời gian máy Tm: dùng để tiện một chi tiết với nhiều lần chạy dao và tính theo công thức:

n S

i L

.

 (phút) : L: Chiều dài của hành trình theo hớng chạy dao (mm)

i: Số lần chạy dao

S: Lợng chạy dao của dao (mm/vòng)

N: Số vòng quoay của phôi trong một phút

2.5.2 Thời gian phụ: là thời gian mà ngời thợdùng để đảm bảo

hoàn thành nhiệm vụ công nghệ cơ bảnnh thời gian gá đặt, kẹp và tháo chi tiết, thời gian điều khiển các cơ cấu của máy, thời gian di chuyển dụng cụ, thời gian đo chi tiết

2.5.3 Thời gian phục vụ chỗ làm việc: là thời gian ngời thợ dùng

để chuẩn bị chỗ làm việc ( máy, dụng cụ, đồ gá ) trong vòng một ca

2.5.4 Thời gian nghỉ ngơi Tn : gồm thời gian hạn định bởi các

điều kiện làm việc của máy và của sản xuất

- thời gian để gia công một chi tiết trên máy (mức thời gian cho

một sản phẩm) đợc tính theo công thức:

Tc  Tm Tp Tpv Tn(phút).

- Năng xuất của máy trong một phút đơc tính thêo công thức: N=

Tc

1 ( cái/ phút)

II Hình dáng hình học và thông số của dụng cụ cắt.

1 Cấu tạo của dụng cụ cắt.

Trêng §HSPKT Hng Yªn Nguyªn lý c¾t gät kim lo¹i Khoa CK_Líp CTK2A

2 Các mặt trên phôi.

Có 3 bềmặt khi gia công chi tiết:

-bề mặt cần gia công là bề mặt cần hớt phoi1

- bề mặt đã gia công: là bề mặt có đợc sau khi hớt phoi-3

- bề mặt đang gia công: là bề mặt do lỡi cắt chính tạo nên

3 Các thông số hình học của đầu dao.

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nguyên lý cắt gọt kim loại Khoa CK_Lớp CTK2A

 Mặt phẳng cắt gọt: là mặt phẳng tiếp tuyến với bề mặt đang

gia công và đi qua lỡi cắt chính

 Mặt phẳng cơ sở: là mặt phẳng song song với hớng chạy dao

dọc và hớng chạy dao ngang

 Góc sau chính  : là góc hợp thành bởi mặt phẳng cắt gọt Góc

sau dùng để giam ma sát giữa bề mặt đang gia công và mặt sau của dao

 Góc trớc chính : là góc hợp thành bởi mặt trớc của dao và

mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng cắt gọt và đi qua lỡi cắt chính Góc trớc làm cho quá trình cắt đợc dễ dàng hơn

 Góc sắc là góc hợp bởi mặt ttrớc và mặt sau chính Góc này

có ảnh hởng đến độ sắc khi cắt và quan hệ với góc trớc , góc

sau  theo công thức: 900





 



 Góc cắt  : là góc hợp bởi mặt trớc và mặt phẳng cắt Góc này

xác định vị trí của điểm cắt và có quan hệ với góc  theo công

thức : 900





 hoặc:     

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nguyên lý cắt gọt kim loại Khoa CK_Lớp CTK2A

 Góc nghiêng chính nằm trên mặt phẳng  là góc giữa hình chiếu của lỡi cắt chính lên mặt phẳng cơ sở và hớng chạy dao

 Góc nghiêng phụ nằm trên mặt phẳng 1: là góc giữa hình

chiếu của lỡi cắt phụlên mặt phẳng cơ sở và hớng chạy dao

 Góc đỉnh dao  : là góc hình thành gia hình chiếu của lỡi cắt

chính và phụ trên mặt đáy Cùng với hai góc nghiêng  và 1

góc đỉnh  có quan hệ nh sau: 1800

1 





 Góc nâng : ảnh hởng đến sự thoát phoi

III Các hiện tợng vật lý trong quá trình cắt gọt kim loại.

Trong quá trình cắt gọt kim loại xẩy ra nhiều hiện tợng vật lý và cơ học trong vùng cắt nh: quá trình hình thành phoi, lực cắt, sự tạo thành nhiệt cắt, sự mài mòn dao, …

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nguyên lý cắt gọt kim loại Khoa CK_Lớp CTK2A

Các dạng phoi tuỳ thuộc vào vật liệu đợc cắt:

- Phoi xÕp.

- Phoi bËc

- Phoi d©y xo¾n

- Phoi d©y h×nh d¶i

- Phoi vôn

Trêng §HSPKT Hng Yªn Nguyªn lý c¾t gät kim lo¹i Khoa CK_Líp CTK2A

- Nhiệt sinh ra ở vùng cắt do biến dạng dẻo của kim loại vùng đó

và một phần do ma sát giữa dao và phôi hoặc dao và phoi

- Lợng nhiệt sinh ra phụ thuộc vào vật liệu phôi, dao cắt, chế độ cắt ( s, v, t ) các yếu tố hình học của dao

- Trong đó: Qc : Lợng nhiệt truyền vào chi tiết (  4 %

Qd : Lợng nhiệt truyền vào dao (  15 %  20 %)

Qp: Lợng nhiệt truyền voà phoi (  75 %  80 %)

Qkk: Lợng nhiệt truyền vào không khí ( khoảng

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nguyên lý cắt gọt kim loại Khoa CK_Lớp CTK2A

- Hình a: mòn mặt sau

- Hình b : mài mòn mặt trớc

- Hình c : Mài mòn cả hai mặt

4 Lực cắt: Trong quá trình cắt, dao chụi tác dụng của một số thành phần

lực cắt nh lực ma sát giữa phôi và dao; lực sinh và do biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi, …

- Lực Pz gọi là lực cắt chính: nó có xu hớng uốn cong thân

dao hoặc làm gãy dao Ngời ta dùng lực Pz để tính công suất dộng cơ chính của máy và kiểm nghiệm độ bền thân dao

- Lực chạy dao Px : có chiều ngợc lại với chiều dịc chuyển

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nguyên lý cắt gọt kim loại Khoa CK_Lớp CTK2A

- Lực hớng kính Py: là lực sinh và phôi tác dụng theo chiều ăn

sâu của dao và dọc theo thân dao Py gây sự mất ổn định của phôi và cũng tác dụng lên cơ cấu kẹp dao, bàn xe dao Giá trị

Py không lớn lắm

p PZ PY PX

2 2 2







- Giá trị các lực thành phần thờng theo tỷ lệ sau:

PZ: PY: PX  1:0,4:0,25 P  1,11PZ

IV Các hiện tợng vật lý trong quá trình cắt gọt kim loại.

1 Yêu cầu.

- Độ cứng của phần lỡi cắt cao hơn nhiều so với phần vật liệu phôi

- Chịu mài mòn tốt để tăng tuổi bền

- Có độ bền cần thiết và độ dẻo đảm bảo để chống lại lực va đập, lực uốn,…

- Độ chịu nhiệt càng cao càng tốt

- Phải phục hồi đợc và công nghệ chế tạo tốt

- Giá thành hạ

2 Các loại vật liệu dùng để chế tạo dụng cụ cắt gồm.

2.1. Thép cácbon dụng cụ.

- Thép này sau khi nhiệt luyên đạt dộ cứng 6063 HRC, dễ mài sắc và có độ bóng cao

- Thép cácbon dụng cụ có tính nhiệt luyện kém, chịu nhiệt độ thấp Nóng đến 2000 3000

 thép mất độ cứng

- Ngày nay chỉ dùng thép này trong chế tạo dụng cụ cắt trong gia công nguội nh: ca, dũa, đục,

- Đặc tính cơ học của loại này cũng giống nh thép cácbon dụng cụ

- Điểm nổi bật của loại thép này là tính nhiệt luyện tốt, độ sâu nhiệt luyện cao hơn, ít biến dạng, chịu mài mòn, …

- Mác thép 9XC, XB,…dùng để chế tạo các dụng cụ cắt nh taro, bàn ren…

2.3. Thép gió.

- Làm dụng cụ cắt rất phổ biến

- Nó có độ cứng không cao hơn hai loại trên nhiều ( 6265 HRC) nhng độ chịu nhiệt cao hơn ( đến 6500

)

- Thép gió dùng để chế tọ dao tiện, mũi khoan, lỡi cắt của dao phay

2.4. Hợp kim cứng.

2.5. Kim cơng.

2.6. Gốm.