GIÁO TRÌNH kỹ thuật cắt gọt kim loại (trần văn khánh)

−Đồ gá là một bộ phận của hệ thống công nghệ có nhiệm vụ xác định vị trí của phôi so với dụng cắt, máy và giữ chặt không cho phôi dịch chuyển do lực cắt và trọng lượng của chi tiết −Chi

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

Lớp kim loại dư trên phôi gọi là lượng dư gia công Lớp kim loại dư cắt bỏ khỏi phôi gọi là phoi cắt

Muốn hòan thành nhiệm vụ cắt gọt, con người phải sử dụng một hệ thống thiết bị để tách lớp kim loại ra khỏi phôi Hệ thống thiết bị đó gọi là hệ thống công nghệ

Hệ thống công nghệ bao gồm : Máy, dao, đồ gá, và chi tiết gia công, thường được viết tắt là M – D – G – C

Trong đó : −Máy làm nhiệm vụ cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình cắt gọt −Dao có nhiệm vụ trực tiếp cắt bỏ lớp kim loại dư ra khỏi phôi nhờ năng lượng của máy cung cấp

−Đồ gá là một bộ phận của hệ thống công nghệ có nhiệm vụ xác định vị trí của phôi so với dụng cắt, máy và giữ chặt không cho phôi dịch chuyển do lực cắt và trọng lượng của chi tiết

−Chi tiết gia công là đối tượng của quá trình cắt gọt Mức độ chính xác của máy, dao, đồ gá và tay nghề của người thợ đều có ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết gia công

II−CÁC THÔNG SỐ CỦA YẾU TỐ CẮT VÀ CHẾ ĐỘ CẮT GỌT :

Trong quá trình gia công thì hệ thống công nghệ tạo ra những chuyển động tương đối nhằm hình thành bề mặt gia công

Những chuyển động tương đối đó gọi là chuyển động cắt Chuyển động cắt chia làm hai loại chuyển động :

−Chuyển động chính

−Chuyển động phụ

1-Chuyển động chính và tốc đô cắt V :

a-Chuyển động chính : là chuyển động cơ bản để tạo ra phoi Chuyển động chính có

thể là chuyển động quay tròn như tiện, khoan, phay, mài cũng có thể là chuyển động tịnh tiến như bào, xọc, chuốt

Chuyển động chính có thể do phôi thực hiện như tiện; do dụng cắt thực hiện như bào, phay, khoan, xọc, doa

b-Tốc độ cắt :

Để đặc trưng chuyển đọng chính ta sử dụng hai đại lượng :

−Số vòng quay, hoặc số hành kép trong một đơn vị thời gian Đợn vị là vg/ph ; htk/ph

−Tốc độ chuyển động chính hay còn gọi là vận tốc cắt, ký hiệu là V Đơn vị m/ph Riêng trong mài là m/giây

Tốc đô cắt V là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương vận

tốc cắt V ứng với một đơn vị thời gian

*Nếu chuyển động chính quay tròn

1000

n D

V = π *Nếu chuyển động chính tịnh tiến

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

−L là chiều dài hành trình

2−Chuyển động chay dao và lượng chạy dao :

*Chuyển động chạy dao: chuyển động chạy dao là chuyển động nhằm cắt hết một lượt lượng dư trên bề mặt phôi Phương của chuyển động chạy dao ký hiệu là S

*Lượng chay dao vòng Sv : Là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương chay dao ứng với một vòng quay (hoặc một hành trình kép) của chuyển động chính Đơn vị mm/vòng hoặc mm/htk

*Lượng chạy dao Sph : Là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương chạy dao ứng với một đơn vị thời gian Đơn vị mm/ph

*Lượng chạy dao răng Sr : Khi dao có nhiêu lưỡi cắt thì ngoài lượng chay dao Sv và

Sph, ta có khái niệm chạy dao răng

Lượng chạy dao răng Sr là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương chạy dao ứng với một lưỡi cắt Đơn vị mm/răng

Với những định nghĩa trên ta có mối quan hệ :

Trong cắt gọt kim loại người ta gọi các đại lượng đo của chuyển động chính V,

chuyển động chạy dao S và chiều cắt t là chế độ cắt khi gia công cơ

4−Lớp cắt và tiết diện lớp phoi cắt f :

a−Lớp cắt :

Giả sử một mặt phẳng nằm tiếp xúc với lưỡi cắt và vuông góc với véc tơ vận tốc

V ta nhận được tiết diện lớp cắt, hay là tiết diện của phôi được cắt ra mà chưa kể đến sự biến dạng Lớp cắt có kích thước : Chiều rộng b, chiều dày a

*Chiều rộng lớp cắt b : Khoảng giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công đo dọc theo lưỡi cắt chính hay đó cũng chính là đoạn lưỡi cắt chính tham gia cắt

*Chiều dày cắt a : Khỏang cách giữa hai vị trí liên tiếp của lưỡi cắt chính sau một vòng quay của phôi đo theo phương vuông góc với b

Nếu chiều dày lớp cắt a tăng lên thì lực cắt và nhiệt cắt tăng do đó dao mau mòn,

cho nên a là đăc trưng cho tải trọng riêng trên 1 đơn vị chiều dài lưỡi cắt Nếu giữa nguyên

a mà thay đổi b thì tải trọng riêng trên một đôn vị chiều dai không thay đổi

Ta xét mối quan hệ giữa chiều dày lớp cắt a, chiều rộng lớp cắt b, với lượng chạy dao S, chiều sâu cắt t và góc nghiêng chính ϕ của dao

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

*Trường hợp a : a ≠ S, t ≠ b và giữa chúng có mối quan hệ :

ϕ

ϕ

sin,

Góc ϕ càng nhỏ thì phoi càng dài (b tăng) và càng mỏng (a giảm)

Công thức trên chỉ đúng khi γ = 0 và λ = 0

Các thông số a và b không thể nhận được bằng cách diểu máy mà bằng diều chỉng máy chỉ có thể chỉ có nhận được chiều sâu cắt t và lượng chạy dao S

5−Thời gian gia công T gc :

Thời gian gia công gồm các thành phần :

−Thời gian máy Tm : Là khỏang thời gian dao thực hiện chuyển động chạy dao để cắt gọt tạo phoi (trong đó có thời gian dao chạy không lúc sắp cắt vào và lúc vừa thóat ra) −Thời gian phụ Tp : là khỏang thời gian cần thiết để làm các việc phục vụ trực tiếp cho việc cắt gọt : Gá và tháo vật gia công, gá và tháo dụng cắt, vặn dao tiến vào lùi dao ra,

Tgc = Tm + Tp + Tpv + Tn + Tcb

Trong đó thời gian máy : Tm = i

S

l l

Tm = Tcg + Tck

Tm : Thời gian máy

Tgc : Thời gian gia công Là thời gian dao trực tiếp cắt gọt phôi

Tck : Thời gian dao chạy không lúc sắp cắt vào và lúc vừa thóat ra

Gọi Q là năng suất :

ck

gc T T T

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

ck T

gc

1 1

ck

T K

K T K

K T

K

Q

⋅+

=

⋅+

=+

=

1

11

K⋅+

=1

1

η : Hệ số năng suất Vậy : Q=Kη

−η nói lên mức độ gia công liên tục của quá trình công nghệ

−Nếu η tăng thì Tck giảm dẫn đến Q tăng

−Mặt khác : Q ∈ K và η

−Muốn tăng Q thì tăng K và η, tức là Tgc và Tck phải giảm

Nếu chỉ giảm 1 trong 2 thành phần trên thì Q → lim

gc ck

K Q

ck

1 1

lim 0

⋅ +

=

ck ck

đường cong (2), cho nên ta tăng K lên nhiều lần thì Q cũng không tăng quá giới hạn

1 1

= +

11

1

=

⋅+

=

⋅+

=

ck T K

η Nếu tăng K lên 10 lần thì

η =

1101

1

⋅

+ = 0,09

Q= K⋅η =10⋅0,09=0,9 Chiếc/phút

Với phương pháp kỹ thuật tiên tiến ta tăng K = 50 lần

Năng suất lý tưởng

Tck1

K

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

η =

1501

Nếu muốn tự động hóa quá trình sản suất ta lưu ý giảm Tgc và Tck

7−Độ nhám bề mặt chi tiết gia công :

Bề mặt chi tiết sau khi gia công xong không bằng phẳng một cách lý tưởng mà có những nhấp nhô Những nhấp nhô này là nguyên nhân :

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

−Lượng chạy dao S làm cho các vết cắt không liên tục, để lại phần kim loại chưa bị cắt

−Do sự rung động của hệ thông công nghệ

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

Nhám bề mặt là thông số hình học có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sử dụng của chi tiết máy và bộ phận của máy Đối với những bề mặt chi tiết trong mối ghép động bề mặt chi tiết làm việc tương đối với nhau, nên khi nhám càng lớn thì khó bảo đảm hình thành màng dầu bôi trơn bề mặt, dễ dẫn đến trạng thái làm việc với ma sát nửa ước, thậm chí cả ma sát khô, khi giảm thấp hiệu suất làm việc, tăng nhiệt độ làn việc, bề mặt làm việc bị mòn nhanh giản thời gian sử dụng của chi tiết

Đối với những chi tiết có độ dôi lớn, khi ép hai chi tiết vào với nhau thì nhấp nhô bị san bằng, độ dôi lắp ghép càng giảm do đó giảm độ bền chắc của mối ghép

Đối với chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải chu kỳ và tải trọng động thì nhám là yếu tố tập trung ứng suất dễ phát sinh rạn nứt làm giảm độ bền mỏi của chi tiết

Nhám càng nhỏ thì bề mặt càng nhẵn, khả năng chống lại sự ăn mòn càng tốt, bề mặt chi tiết càng lâu bị gỉ

III−HIệN TƯợNG VậT LÝ VÀ CƠ HọC XảY RA KHI CắT GọT :

1−Sự hình thành phoi và các dạng phoi:

a−Sự hình thành phoi

Quan niệm ban đầu người ta cho rằng : Cắt kim loại cũng tương tự chu chẻ tre, nứa Tức là tức là phoi được tách theo thớ của kim loại

Quan sát quá trình cắt thực tế, ta dễ dàng phát hiện :

−Phoi được tách ra khỏi chi tiết không theo phương của vận tốc V

−Phoi bị uốn cong về phía măt tự do; kích thước của phoi bị thay đổi so với tính tóan Nhận xét trên bác bỏ quan niệm ban đầu về cắt gọt kim loại Như vậy thực chất của quá trình tao thành phoi cắt là gì? Bằng lý thuyết người ta không tìm nổi lời giải thích đúng đắn Do vây nhiều nhà nghiên cứ đã tiến hành hàng lọat thí nghiệm mới có kết luận về sự hình thành phoi

α−Thí nghiệm với mẫu nén và mẫu cắt :

Khi quan thí nghiệm nén mẫu, người ta thấy rằng : Các phân tử kim loại bị biến dạng dưới sức ép của đầu ép, phương biến dạng là AB và CD tao với phương tác dụng

Pmột góc ψ xác định đối với từng loại vật liệu (thép ψ = 45O)

Điều đó xảy ra tương tự đối với mẫu cắt, nhưng phương CD thì các phân tố kim loại đã bị phần kim loại trên mẫu chặn lại Do đó phương biến dạng chỉ còn là AB

Kết quả thí nghiệm trên cho ta kết luận quan trọng : Thực chất của quá trình hình thành phoi là quá trình biến dạng của các phần tử kim loại dưới sức ép của dao

β−Thí nghiệm quan sát sự dịch chuyển của các phần tử kim loại khi cắt :

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

Ở thí nghệm này, ta đánh dấu các phần tử kim loại trên mẫu thử Khi cắt ta quan sát

sự dịch chuyển của các phần tử kim loại đã được đánh dấu

Ta quan sát phần tử kim loại P khi cắt Từ P đến điểm 1 phân tử kim loại dịch chuyển gần như song song với phương vận tốc V Qua khỏi điểm 1, đáng lẻ phần tử kim loại chuyển đến đếm diểm 2’, nhưng lại chuyển đến điểm 2 Đoạn 2'2 gọi là lượng trượt của phần tử kim loại P tại thời điểm 2 Điểm 1 là điểm bắt đầu trượt của phần tử kim loại

P khi cắt

Tương tự như vậy ở thời điểm 3 lượng trượt là 3 ' 3 Sau khi qua khỏi điểm 3 phần

tử kim, loại P di chuyển đến điểm 4 Đoạn 34 song song với mặt trước của dao Điều đó có nghĩa là đến thời điểm 3 thì quá trình trượt của phần tử kim loại P kết thúc và nó chuyển

thành phoi cắt Điểm 3 gọi là điểm kết thúc trượt của phần tử kim loại P khi cắt Bằng

cách quan sát ta xây dựng được đường dịch chuyển của phân tố kim loại P khi cắt là

'

1234P

P Trong đó đoạn 4P' cong về phía mặt tự do của phoi có bán kính Rp

Điểm 4 được xác định bằng cách : Từ điểm tách rời sự tiếp của phoi với mặt trước của dao E ta kẻ EF vuông góc với mặt trước của dao EF cắt đường P1234P’ tại 4

Nếu quan sát vô số điểm trên mẫu cắt, ta nhận được vô số đường dịch chuyển của

phần tử kim loại tương ứng; đồng thời xác lập được mặt bắt đầu trượt OA và mặt kết thúc trượt OC Vùng giới hạn bỡi mặt bắt đầu trượt và mặt kết thúc trượt gọi là vùng trượt

Thí nghệm trên tiến hành với V = 0,002m/ph Trong thực tế, tốc độ lớn hơn nhiều lần do với tốc đô thí nghiệm, do đó độ biến dạng trượt cũng rất lớn Nên mặt bắt đầu trượt

và mặt kết thúc trượt gần như trùng nhau Khỏang cách giũa hai mặt này rất nhỏ khỏang 0,03 – 0,2mm

b−Quá trình hình thành bề mặt gia công :

Thực tế cho thấy : dù dao dao được chế tạo vật liệu gì và mài sắc bằng cách nào thì lưỡi cắt cũng không sắc nhọn mà luôn tồn tại bán kính cong ρ Mặt khác có sự tiếp xúc,

ma sát giữa mặt sau của dao và bề mặt đã gia công của chi tiết Sự tiếp xúc này một mặt do quá trình mài mòn mặt sau của dao gây nên mặt khác do biến dạng đàn hồi của lớp kim loại sát bề mặt đã gia công

Thí dụ : Dao thép gió có bán kính ρ = 10 - 18ηm

Dao hợp kim cứng có bán kính cong ρ = 18 −32ηm

Ta khảo sát ba phần tử kim loại 0, 01, 02 trong quá trình cắt :

−Phương trượt của các phần tử kim loại tạo áp lực cắt pháp tuyến lên phần tử kim loại đó một góc ψ

−Tại 0 có phương trượt V c// V

−Tại 01 có phương trựot về phía phoi, do đó có khả năng trượt để tạo thành phoi −Tại 02 có phưong trượt về hướng chi tiết gia công Do đó sự trượt bị chặn lại nên thể hình thành phoi cắt

Từ những nhận xét trên ta rút ra kết luận:

Khi cắt, những phần tử kim loại trên lớp cắt có chiều dày a nằm trên mặt OF sẽ bị trượt và tạo thành phoi; những phần tử kim loại nằm trước OF sẽ bị đầu dao nén chặt để tạo thành bề mặt đã gia công Lớp kim loại bị nén đó có chiều dày Δa Lớp kim loại Δa bị biến dạng dưới sức ép của đầu dao và mặt sau của dao, sự biến dạng này có cả sự biến dạng dẻo

và biến dạng đàn hồi Do biến dạng đàn hồi nên khi thót ra ra khỏi mặt sau của dao một phần kim loại được phục hồi một lượng Δh < Δa

Phân tích trạng thái ứng lực của các phần tử kim loại trong khu vực bị chèn ép ta thấy :

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

*Các phần tử kim loại nằm trong vùng từ O đến O3 vừa chịu lực nén, vừa chịu kéo

do ma sát giữa mặt dao và các phần tử kim loại trên chi tiết đó Cũng tương tự như vậy đối với phần tử kim loại trong khu vực O3A Riêng trong vùng AB thì các phần tử kim loại trên chi tiết bị co giãn đột ngột từ vùng chèn ép ra trạng thái tự do, nên dễ phát sinh các vết nứt

tế vi

Do tác dụng lực và nhiệt cắt sinh ra trong quá trình cắt, một lớp kim loại của bề mặt đã gia công bị biến cứng (hóa bền), xuất hiện ứng suất dư và vết nứt tế vi trong lớp bề mặt đã gia công

*Phoi dây : Gia công kim loại dẻo với vận tốc cắt V cao, lượng chạy dao nhỏ (a giảm) Phoi dây là dạng phoi dây dài liên tục mặt trước hơi gợn, mặt tiếp xúc với dao bóng Lực cắt ổn định, nên độ nhám bề mặt chi tiết cao

Do khi cắt Vy = 0, nên Ey = 0 Năng lượng tòan bộ để thực hiện biến dạng và ma sát khi cắt sẽ là :

E = (Px.Vx + Pz.Vz)τ

Kết quả kiểm tra trên chi tiêt gia công cho thấy :

Hầu hết năng lượng trên biến thành nhiệt khi cắt kim loại Năng lượng này chính là

để thể hiện quá trình biến dạng và rhắng ma sát khi cắt Điều đó nghĩa là nguồn gốc của nhiệt cắt là biến dạng và ma sát khi cắt Tức là :

Q = Qbd + Qms

Nhiệt sinh ra phân tan ra phoi, dao, chi tiết và môi trường xung quanh

Q = Qf + Qd + Qct + Qmt

Qf : nhiệt tản vào phoi Qd : Nhiệt tản vào dao Qct : Nhiệt tản vào chi tiết

Qmt : Nhiệt tản vào môi trường

Thực nghiệm chứng minh : Anh hưởng của nhiệt với các thành phần của hệ thống công nghệ không chỉ đơn thuần phụ thuộc vào độ lớn của nhiệt lượng, mà còn phụ thuộc rất lớn vào khả năng tản nhiệt của vật nhận nhiệt

Để đặc trưng hiện tượng vật lý của hiện tượng nhiệt, trong cắt gọt kim loại người

ta dùng khái niệm nhiệt độ cắt Như vậy : Nhiệt độ cắt là độ lớn nhiệt độ sinh ra trong quá trình cắt gọt tại vị trí xác định trên hệ thống công nghệ Ký hiệu θo

3−Lực cắt :

a−Khái niệm : Để tách được phoi và thắng được ma sát khi cắt cần phải có lực Lực

sinh ra khi cắt kim loại là kết quả của quá trình biến dạng và ma sát

Lực sinh ra trong quá trình cắt gọi là lực cắt P Lực có cùng độ lớn, cùng phương nhưng ngược chiều với lực cắt gọi là phản lực cắt P'

Lực sinh ra biến dạng gồm có lực biến dạng đàn hồi P dh và lực biến dạng dẻo P d Điểm đặc của lực nằm trên dao

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

Ta phân tích lực theo các mặt chuyển động và hướng trựơt phoi

*P z : Là lực cắt tiếp tuyến, có phương trùng với phương vận tốc cắt V Đối với

daoP z uốn cong dao và làm gẫy mẻ dao; đối với trục chính của máy sinh ra môment xoắn

chống lại môment quay của trục chính do động cơ truyền đến Đối với bàn máy Pz có

khuynh hướng ép chặt các trượt của bàn máy với nhau Lực này để kiểm nghiệm mô men

xoắn, tính công suất cắt hoặc công suất của động cơ độ bền của thân dao

*P x : Là lực cắt theo phương chạy dao S Ảnh hưởng xấu đến các ổ đỡ của trục chính,

và cơ cấu chạy dao Lực này dùng để tính công suất của cơ cấu chạy dao

*P y : Là lực cắt theo phương chiều sâu cắt t Uốn cong phôi, đẩy lùi dao gây mất

chính xác, nhám bề mặt tăng lên

Về giá trị lực P cắt ta tính được :

2 2 2

t x

Từ vận tốc chuyển động theo các phương và lực cắt ứng theo các phương đó,

*Ta tính được công suất cắt :

( )

1020

V P

n S P

4−Sự mài mòn và tuổi bền của dao :

a−Các hình thức mài mòn dao :

Có năm hình thức mài mòn dao :

Mài mòn măt sau Mài mòn mặt trước Mài mòn lưỡi liềm

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

Độ mòn giới hạn

*Mài mòn mặt sau : Làm cho góc sau α giảm nên sinh ma sát lớn, hệ số co rút phoi

K, lực cắt Pc và nhiệt độ cắt Q tăng lên, nhám bề mặt tăng lên

*Mài mòn mặt trước : Góc thóat phoi γ giảm phoi khó thóat, hệ số co rút phoi K, lực cắt Pc và nhiệt độ cắt Q tăng lên, nhám bề mặt tăng lên

*Mài mòn lưỡi liềm : Góc thóat phoi γ tăng, phoi dễ thóat, hệ số co rút phoi K, lực cắt Pc và nhiệt độ cắt Q giảm, nhám bề mặt giảm Trong trường hợp này dao yếu dễ gẫy *Mài lưỡi cắt chính : Trường hợp này không cắt gọt đựợc

*Mài mòn mũi dao : Bán kính r mũi dao tăng lên nên khi gia công kích thước chi tiết giảm, lực cắt tăng

α−Các giai đoạn của quá trình mài mòn dao :

Bằng thực nghiệm người ta xác định qua trình mài mòn dao diễn ra 3 giai đoạn *Giai đoạn mài mòn ban đầu : Tốc độ mài mòn lớn, diễn ra trong một thời gian rất ngắn chủ yếu san bằng các nhấp nhô do mài dao (đoạn OA)

*Giai đoạn mài mòn bình thường : Tốc độ mài mòn giảm, diễn ra trong thời gian dài Giai đoạn này là thời gain làm việc chủ yếu của dao (đoạn AB)

*Giai đọan mài mòn nhanh : Lúc này dao mất khả năng cắt gọt (đoạn từ B trở đi) −Điểm B là điểm tới hạn

−Độ lớn thời gian ứng với điểm B là tuổi bền dao

−Độ lớn về mài mòn ứng với điểm B ta gọi là độ mài mòn cho phép hay độ mòn tới hạn

β−Các nguyên nhân mài mòn dao :

*Mài mòn do quá trình ma sát cơ học gây nên : Khi gia công các bề mặt của dao luôn tiếp xúc và có chuyển động tương đối với phoi, dưới tác dụng của tải trọng, các phần tử kim loại tại những vùng tiếp xúc sẽ phát sinh ra mối liên kế kim loại mối liên kết này lớn hơn độ bền của bản thân mỗi kim loại tham gia tiếp xúc, thì bản thân các phần tử có độ bền nhỏ hơn sẽ bứt ra và bị lôi đi

*Mài mòn do sự xuất hiện và mất đi liên tục của các khối lẹo dao: Khi cắt (nhất là khi cắt các vật liệu dẻo) tại vùng tiếp xúc gần mũi dao hình thành nên các khôi lẹo dao có

độ cứng cao hơn độ cứng bản thân kim loại gia công Một mặt do độ cứng cao, mặt khác do sinh ra và bị lôi đi liên tục dẫn đến tốc độ mài mòn trên bề mặt dao tăng lên

*Mài mòn do do hiện tượng khuếch tán : Vật lý đã chứng minh : Hai kim loại được

ép vào nhau, và nung nóng vùng tiếp xúc thì ở đó xuất hiện hiệu diện thế Dưới hiệu điện thế đó, các phần tử kim loại của hai kim loại đó sẽ khuếch tán vào nhau Hiện tượng này còn gọi là hiện tượng thẩm thấu

*Sự xuất hiện và phát triển các vết nứt tế vi dẫn đến gẫy vỡ dao : Công tác thống kê trong nghiên cứu cắt gọt cho thấy Khi cắt có va đập trên 70% dao hợp kim cứng dùng trong thử nghiệm mất khả năng cắt gọt do hiện tượng rạng nứt và gãy vỡ gây nên, trong khi đó mòn dao chưa vượt quá giới hạn cho phép

b−Tuổi bền và tuổi thọ của dao :

Thời gian

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

α−Tuổi bền của dao : Là khỏang thời gian dao bắt đầu làm việc đến khi dao không còn làm việc được nữa (T)

β−Tuổi thọ của dao : Khi dao mòn đem mài và sử dụng lại Tổng thời gian sử dụng lại của dao gọi là tuối thọ của dao (TO) To = ∑

=

n i i

T

1 (Ti : Tuổi bền thứ i)

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

2−Phần thân dao : Phần để gá dao vào máy

3−Phân loại dao tiện :

a−Căn cứ vào hướng tiến của dao :

−Dao phải : Đặt dụng cụ thẳng đứng, úp bàn tay phải lên mặt trước của dao thì lưỡi cắt chính nằm về phía ngón tay cái Trên máy tiện, hướng làm việc của dao từ phải sang trái −Dao trái : Đặt dụng cụ thẳng đứng, úp bàn tay trái lên mặt trước của dao thì lưỡi cắt chính nằm về phía ngón tay cái Hướng làm việc của dao ngược lại với dao phải

b−Theo hình dáng của đầu dao so với thân dao : Có dao đầu thẳng, dao đầu cong

và cắt

c−Theo công dụng của dao : Dao phá thẳng, dao phá đầu cong, dao vai, dap xén

mặt đầu, dao cắt rẵnh, dao cắt đứt Dao định hình, dao ren, dao tiện lỗ Dao còn được chia ra dao tiện thô, dao rtiện tinh

d−Theo kết cấu : dao thân liền, dao chắp

II−THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN LÀM VIỆC CỦA DỤNG CỤ CẮT :

*Khái niệm về các bề mặt trên chi tiết :

1-Bề mặt chưa gia công 2-Bề mặt đang gia công 3-Bề mặt đã gia công *Phần làm việc của dụng cắt có các mặt sau đây tạo nên :

−Mặt trước (1) : Còn gọi là mặt thóat phoi, là mặt tiếp xúc với phoi khi phoi thóat ra −Mặt sau chính (2) : là mặt của dao đối diện với bề mặt đang gia công Mặt này chứa lưỡi cắt chính

−Mặt sau phụ (3) : Là bề mặt của dao đối diện với bề mặt gia công

−Lưỡi cắt chính (4) : Là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính Nhiệm vụ chủ yếu cắt gọt tạo ra phoi trong suốt quá trình cắt

32

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

−Lưỡi cắt phụ (5) : Giao tuyến mặt trước và mặt sau phụ Trong quá trình cắt một của lưỡi cắt phụ tham gia cắt gọt

−Mũi dao (6) : Có thể nhọn r = 0, tròn r ≠ 0

III−THÔNG SỐ HÌNH CỦA DỤNG CẮT Ở TRẠNG THÁI TĨNH :

*Dao ở trạng thái tĩnh là sau khi mài xong chưa gá đặt lên máy

1−Các mặt phẳng tọa độ của dao :

a−Măt phẳng cắt : Là mặt phẳng tiếp tuyến với lưỡi cắt tại điểm đang xét nếu lưỡi

cắt cong, hoặc chứa tòan bộ lưỡi cắt nếu là lưỡi cắt thẳng và chứa phương của vectơ vận tốc tại điểm đang xét

*Ở trạng thái tĩnh người ta quy ước vectơ vận tốc ngược chiều với hướng quay của chi tiết

b−Mặt phẳng đáy : Là mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt và vuông góc với

vectơ vận tốc cắt Do đó mặt phẳng đáy luôn luôn vuông góc với mặt phẳng cắt

c−Tiết diện chính : Là mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt chính và thẳng góc

với hình chiếu của cắt chính trên mặt phẳng đáy

d−Tiết diện phụ : Là mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt phụ và thẳng góc với

hình chiếu của cắt phụ trên mặt phẳng đáy

2-Các góc ở phần làm việc của dụng cụ cắt ở trạng thái tĩnh :

a-Góc trước γ : Còn gọi là góc thóat phoi, là góc tạo bởi mặt trước của dao và mặt đáy

đo trong tiết diện chính

Góc trước ảnh hưởng đến quá trình thóat và biến dạng của phoi khi cắt Góc trước càng lớn thì lực cắt càng giảm

b-Góc sau chính α : Còn gọi là góc sát, là góc tạo bỡi mạt sau và mặt phẳng cắt đo

trong tiết diện chính

Góc sau ảnh hưởng đến ma sát giữa mặt sau của dao và bề mặt đang gia công Góc sau luôn luôn dương (α > 0)

c-Góc sắc β : Là góc tạo bỡi mặt trước và mặt sau đo trong tiết diện chính

d-Góc cắt δ : Là góc tạo bỡi mặt phẳng cắt và mặt sau đo trong tiết diện chính

Ta có : α + β + γ = 90o

δ + γ = 90o

*Góc α và γ là hai góc độc lập phụ thuộc và vật liệu gia công và yêu cầu kỹ thuật *Góc β và δ là hai phụ thuộc vào α và γ

e-Góc nghiêng chính ϕ : Là hình chiếu của lưỡi cắt chính lên mặt phẳng đáy và

phương chạy dao giả định

f-Góc nghiêng phụ ϕ 1 : Là hình chiếu của lưỡi cắt phụ lên mặt phẳng đáy và phương chạy dao giả định

g-Góc mũi dao ε : Là góc hợp bỡi hình chiếu của hai lưỡi cắt lên mặt phẳng đáy

ϕ + ε + ϕ = 180o

h-Góc nâng của lữoi cắt chính λ : Là góc tạo bỡi lưỡi cắt chính và hình chiếu của

nó lên mặt phẳng đáy đo trong mặt phẳng cắt

Giá trị của góc nâng không những quyết định hướng thóat phoi khi cắt, mà còn quyết định điểm tiếp xúc đầu tiên của dao vào chi tiết khi cắt Điều này có ý nghĩa lớn đến

độ bền của dao cung như chất lượng bề mặt gia công

*Nếu tòan bộ lưỡi cắt chính nằm phía trên mặt đáy đi qua mũi dao ta có λ > 0, thì phoi thóat ra phía mặt đã gia công

*Nếu tòan bộ lưỡi cắt chính nằm phía dưới mặt đáy đi qua mũi dao ta có λ < 0, thì phoi thóat ra phía mặt chưa gia công

*Nếu tòan bộ lưỡi cắt nằm trong mặt đáy đi qua mũi dao ta có λ = 0, thì phoi thóat

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

α1

i-Bán kính cong ρ của lưỡi cắt : Dao sau khi mài và mài bóng cẩn thận dao cũng

không bao giờ sác bén một cách lý tưởng mà luôn luôn tồn tại bán kính cong ρ ở lưỡi cắt

Chiều dày của lớp kim loại mà dụng cụ có thể cắt được phụ thuộc vào độ sắc của dao, nghĩa là phụ thuộc vào ρ Thực vậy, nếu chiều dày lớp kim loại định cắt đi quá bé so với ρ thì quá trình cắt không thể thực hiên được và thay cho quá trình cắt ta có hiện tượng trượt

IV-THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA DỤNG CẮT Ở TRẠNG THÁI LÀM VIỆC :

*Dao ở trạng thái làm viêc là sau khi mài xong dao được gá đặt lên máy (còn gọi là dao ở trạng thái tĩnh)

1-Sự thay đổi giá trị các góc ϕ và ϕ 1 :

Nếu khi gá dao, trục dao không vuông góc với đường tâm máy thì các góc nghiêng ϕ

và ϕ1 thay đổi

2-Sự thay đổi giá trị các góc khi mũi dao gá không ngang tâm máy :

Khi tiện ngoài nếu mũi dao gá cao hơn đường tâm máy thì góc trước của dao khi làm việc γg sẽ tăng lên, góc sau αg sẽ giảm đi, còn khi gá mũi dap thấp hơn đường tâm của máy thì góc trước khi làm việc γg sẽ giảm đi, còn góc sau khi làm việc αg sẽ tăng lên

Khi tiện trong thì ngược lại

3-Sự thay đổi giá trị các góc của dao khi có thêm các chuyển động phụ

a-Chuyển động chạy dao ngang :

Khi có chuyển động chạy dao ngang thì quỷ đạo chuyển động cắt là đường Archimède Nên hướng của vectơ vận tốc cắt tổng hợp luôn luôn thay đổi, làm thay đổi góc độ của dụng cụ cắt

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

D càng giảm nên tgμ1 giảm đến lúc nào đó μ1 ≥ αt lúc đó αđ ≤ 0, dao không cắt được nữa

mà đè gẫy chi tiết hoặc gẫy dao

Cho nên khi cắt đứt hay tiện hớt lưng thì ta phải mài dao có góc αt lớn bình thường

b−Chuyển động chạy dao dọc :

Khi có chuyển động chạy dao dọc thì quỷ đạo chuyển động cắt là đường xoắn ốc Vectơ vận tốc cắt tổng hợp sẽ nghiêng với vectơ tốc độ cắt ở trạng thái tĩnh một góc μ2

π Khi Sd tăng và D giảm thì μ2 càng tăng Do đó khi cắt với lượng chạy dao lớn như tiện ren bước lớn, ren nhiều đầu mối thì khi mài dao cần chú ý đến góc μ2 lớn hơn bình thường

V−CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI VẬT LIỆU LÀM DỤNG CỤ CẮT :

1−Độ cứng :

Dao muốn tách được phoi phải có độ cứng cao hơn độ cứng của chi tiết gia công, và

độ cứng đó phải duy trì ở nhiệt độ cắt cho phép Cụ thể theo thực nghiệm, độ cứng ở nhiệt

độ bình thương phải đạt từ 60 − 65 HRC Khi cắt ở nhiệt độ cao, độ cứng đó phải duy trì trên 55HRC

Thí du : Vật liệu làm dao chia làm 3 nhóm :

*Nhóm I : Gồm các vật liệu làm dao cắt với tốc độ thấp.:

−Thép carbon dụng cụ : sau khi tôi dạt độ cứng HRC 60 – 64 Dao làm bằng vật liệu này, tính cắt gọt chỉ bảo đảm ở nhiệt độ 200 − 250oC, vì vậy nó ít sử dụng

−Thép hợp kim dụng cụ : Sau khi nhiệt luyện, cắt gọy ở nhiệt độ 250 − 300oC

*Nhóm II : Gồm các vật làm dao cắt gọt ở tốc độ cao :

−Thép gió : Sau khi nhiệt luyện đạy độ cứng HRC 62 – 65 Tính chịu mài mòn và tính chịu nhiệt đến 650oC

*Nhóm III : Gồm các vật liệu cắt gọt ở tốc độ cao hơn nhóm II

−Hợp kim cứng được chế tạo thành từng miếng nhỏ Độ bền ở nhiệt độ cao đạt

1000oC

2−Đô bền cơ học :

Dụng cắt thường phải làm việc trong điều kiện 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 chế tạo dao phải có độ bền và độ dẻo cần thiết Có như vậy mới chịu được áp lực lớn và

va đập lớn

3−Tính chịu nóng :

Ở vùng cắt, nơi tiếp xúc giữa dụng cụ cắt và chi tiết gia công nhiệt độ cắt rất cao 700

− 800oC Ở nhiệt độ này, vật liệu dễ bị thay đổi cấu trúc do chuyển biến pha làm tính năng cắt giảm xuống Vì vậy vật liệu chế tạo dao phải chịu nhiệt tốt, nghĩa là khi cắt ở nhiệt đô cao thì cơ, lý tính của vật liệu thay đổi trong một phạm vi cho phép

4−Tính chịu mài mòn :

Thông thường vật liệu càng cứng thì tính chống mài mòn cao Tuy nhiên ở điều kiện nhiệt độ cắt cao thì hiện tượng mòn cơ học học không còn là chủ yếu, mà ở đây sự mài mòn chủ yếu do hiện tượng chảy dính là cơ bản Do đó vật liệu chế tạo dao phải có tính chịu mài mòn cao

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

5-Tính công nghệ : Vật liệu chế tạo dao phải có tính công nghệ tốt : dễ rèn, cán, có

tính thấm tôi cao và tinh kinh tế cao Điều đó có nghĩa là vật liệu dùng để chế tạo dao phải được gia công dễ dàng

VI-CÁC LOẠI VẬT LIỆU LÀM DỤNG CỤ CẮT :

1-Thép carbon dụng cụ :

a-Thành phần hóa :

Gồm có Fe và C Trong đó hàm lượng carbon chiếm khỏang 0,7 −1,3%, lượng P và

S thấp (P < 0,035%, S < 0,025%) Hàm lượng carbon quyết định độ cứng của thép

Loại vật liệu này sau khi tôi và ram đạt độ cứng HRC 60 −62

Dễ biến dạng sau khi nhiệt luyện

Tính chịu nóng kém Độ cứng giảm nhanh khi nhiệt độ cắt đạt đến 200 − 300oC ứng với tốc độ cắt 4 − 5m/ph

Thép carbom dụng cụ thường dùng Y7A, Y8A, Y9A, Y10A

Y : Ký hiệu của C ; A : Ký hiệu chất lượng tốt (hàm lượng P,S < 0,03%) ; Số 10 : Giá trị trung bình của carbon trong thép (0,95 – 1,09%)

Ứng dụng : Thường dùng làm đục và môt số dụng cụ cắt cầm tay

Thép hợp kim dụng cụ gồm có các nhóm sau đây :

−Nhóm I : Chế tạo các dụng cụ gia công gỗ

−Nhóm II : Do có lượng Cr lớn (1 − 1,5%) nên có tính thấm tôi và tính cắt tốt hơn Loại này chịu nhiệt độ 220 − 300oC

−Nhóm III : Có độ thấm tôi cao, ít thay đổi kích thước sau khi nhiệt luyện Nên dùng

để chế tạo các loại dụng cụ có độ chính cao và hình dạng phức tạp : mũi doa, tarô, dao chuốt

và các loại dụng cụ đo

−Nhóm IV : Có hàm lượng W lớn, hạt mịn nên độ cứng cao, tuy nhiên độ thấm tôi thấp dùng để chế tạo dụng cụ cần lưỡi sắc, tuổi bền cao và để gia công các loại vật liệu cứng

b-Thép gió (HSS : High speed steel) :

Là thép carbon nhưng có hàm lượng C cao hơn, đặc biệt hàm lượng nguyên tố hợp kim : Cr, W, Co, V tăng lên, đáng kể nhất là W

Thép gió nếu nhiệt luyện với chế độ hợp lý có thể đạt được cứng 64 HRC, độ cứng này không thay đổi khi nhiệt độ tăng đến 550 − 600oC

Thép gió có hai loại : P9 và P18

c-Hợp kim cứng :

Hợp kim cứng được chế tạo bằng cách trộn một hay nhiều lọai bột carbít với bột coban, sau đó đem nung nóng rồi ép lại với nhau thành những mảnh tiêu chuẩn Các loại và hàm lượng carbít quyết định tính năng cắt gọt của hợp kim cứng; bột coban chủ yếu có tác dụng dính kết, đồng thời có tác dụng làm tăng độ dẻo của hợp kim cứng

Hợp kim cứng có các nhóm sau :

c.1-Hợp kim cứng 1 carbit : gồm có bột carbit Wolfram (BC) và bột dính kết Koban

(K) Nhóm này có độ cứng 87 − 92HRC, khả năng chịu nhiệt trong khỏang 800 − 900oC Chịu va đập, gia công vật liệu giòn : gang, kim loại màu

Ký hiệu : −Theo Liên Xô cũ :BK (BK3, BK4, BK6, BK8)

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

c.2-Hợp kim cứng hai carbít : gồm bột carbít Wolfram (BC), carbít Titan (TiC) và

chất kết đinh Koban (K) để thiêu kết Nhóm này có độ cứng trong khỏang 90 − 93HRC, khả năng chịu nhiệt trong khỏang 900o − 1000oC Thích hợp để gia công vật liệu dẻo, không va đập

Ký hiệu : −Theo Liên Xô cũ : TK (T5K10, T14K8, T15K6, T30K4)

c.3-Hợp kim cứng có ba carbít Bao gồm carbít Wolfram (BC), carbít Titan (TiC),

carbít Tatan (TaC) với bột coban đem thiêu kết Nhóm này có khả năng chịu nhiệt đến

1400oC, vận tốc cắt trong khỏang 50m/ph − 400m/ph Thích hợp cho việc gia công vật liệu

Để chuyển hóa hoàn tòan từ γAl2O3 sang αAl2O3, người ta nung Al2O3 ở nhiệt độ

1400 − 1600oC Sau đó nghiền nhỏ thành bột mịn Bột được ép thành những mảnh dao có hình dáng và kích thước tiêu chuẩn sau đó mang thiêu kết

Hiện nay có ba loại vật liệu gốm thông dụng :

a-Oxit nhôm thuần khiết : (99% Al2O3)

Ngoài Al2O3 còn có thêm không dưới 10% oxit kẽm (ZnO2) làm tăng thêm sức bền

b-Vật liệu gốm trộn :

Ngoài Al2O3 còn có thêm các carbit kim loại như carbit Titan (TiC), carbit Wolfram (WC) Carbit Tatan (TaC), nitric Titan (TiN) Loại này có sức bền cao, dùng để tiện tinh các loại vật liệu như gang cứng, thép tôi

c-Vật liệu gốm không có oxit :

Loại này được chế tạo từ Si3N4 có sức bền uốn cao hơn nhiều so với hai loại trên, chủ yếu dùng để gia công nhôm và hợp kim nhôm

Các đặc tính chủ yếu của hợp kim gốm :

−Không gia công tốc độ nhỏ hơn 100m/ph

−Khi gia công thép, tốc độ cắt v = 1 − 2 lần so với khi cắt bằng dao hợp kim cứng −Khi gia công gang, tốc độ cắt v = 2 − 3 lần so với khi cắt bằng dao hợp kim cứng −Tốc độ cắt tinh lớn nhất khi gia công thép xây dựng có thể đạt đến 600m/ph, khi gia công gang v = 800m/ph

−Vì chịu va đập và rung động kém nên chủ yếu để gia công tinh Chiều sâu cắt và lượng dư bé

6−Vật liệu tổng hợp siêu cứng :

a-Kim cương nhân tạo :

Tổng hợp từ than chì (graphit) ở áp lực và nhiệt độ cao

*Tính năng cơ bản của kim cương nhân tạo :

−Đô cứng cao kim cương nhân tạo hơn hợp kim cứng từ 5− 6 lần

−Đô dẫn nhiệt cao gấp 2 lần hợp kim cứng

−Chịu nhiệt kém (800o

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại

−Giòn, chịu tải trọng va đập kém

*Phạm vi sử dụng :

−Dùng làm đá mài để mài sắc dụng cụ cắt bằng hợp kim cứng

−Dùng làm dao tiện để gia công gang và các kim loại mài

b-Nitrit Bo lập phương (còn gọi là El-bo)

Là hợp chất Nitơ và nguyên tố Bor

−Chịu nhiệt trong khỏang 1500 − 2000oC

−Chống mòn tốt

−Gia công tinh thép tôi cứng có HRC ≈ 39 − 66 HRC, đặc biệt là thép gió

7−Biện pháp nâng cao khả năng cắt của vật liệu làm dao :

a-Thấm bề mặt :

Đối với thép dụng cụ cũng như thép hợp kim cứng ít Wolfram mà chất kết dinh là vật liệu thép thì biện pháp thấn được áp dụng

*Công nghệ thấm : Chất liệu thấm là nitơ Thấm tiến hành sau khi tôi, trong môi

trường khi NH3 phân ly Nhiệt độ thấm khỏang 500 − 600oC Hiện nay công nghệ thấm có một bước phát triển mới, đó là thấm ở nhiệt độ thấp khỏang 200 − 300oC trong môi trường muối không độc không gây ô nhiễm

*Chất liệu phun phủ : TiN, TiC, Mo2N, Al2O3

*Kết quả của việc phủ phần cắt dụng cụ :

−Làm giảm hệ số ma sát khi cắt gang thép

−Phủ chất TiN và Mo2N làm tăng sức bền tĩnh và va đập chu kỳ củ hợp kim cứng TiC làm giảm độ bền của hợp kim cứng

−Phủ TiN và TiC làm giảm quá trình oxy hóa các loại hợp kim cứng

−Khả làm việc của dung cụ sau khi phủ tăng lên rõ rệt

VII −KẾT CẤU VÀ THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT CỦA DỤNG CỤ GIA CÔNG MẶT PHẲNG, LỖ, REN, BÁNH RĂNG :

CHƯƠNG 3 : CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

I−KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN :

Trong hệ thống máy và thiết bị luôn luôn tồn tại hai hệ thống truyền động : Truyền động chính – mạch động lực và truyền động điều khiển – mạch điều khiển

Về mặt chuyển động thì ở cơ cấu chấp hành có thể là chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay Số cấp tốc độ và giới hạn trị số tốc đọ tùy thuộc theo yêu cầu sử dụng, có thể là phân cấp hoặc vô cấp Nhiệm vụ của cơ cấu truyền động II phải thỏa mản yêu cầu của cơ cấu chấp hành III

−Truyền động phân cấp : Trong giới hạn tốc độ từ nhỏ đến lớn có hữu hạn cấp tốc độ được gọi là truyền dẫn phân cấp

−Truyền dẫn vô cấp : Trong giới hạn tốc độ từ nhỏ đến lớn có vô hạn cấp tốc độ được gọi là truyền dẫn vô cấp Ưu điểm của loại này là cần tốc đô nào trong khỏang ấy đều có

II−CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG :

1−Truyền dẫn cơ khí :

a−Truyền động bằng ma sát :

α−Truyền động đai : Theo tiết diện có đai tròn, đai dẹt, đai thang, đai răng Truyền động đai dùng để truyền động giữa hai trục song song, bảo đảm cùng chiều quay hoặc ngược chiều

*Truyền đọng đai vô cấp : Kéo càng gạt A dây đai thay đổi vị trí bất kỳ vị trí nào của hai bánh đai '

i d

d

i= *Quay tay quay 8 làm vít me 9 (ren trái – phải) sez điều chỉnh ra vào trên các trục của các bánh đai 3, 4 làm thay đổi vị trí tiếp xúc của đai, thay đổi tỉ số truyền vô cấp cho

d

d d

d d

d

n = ⋅ ⋅ ' =

6

6 4

3 ' 2 2

Công suất loại này đạt 15 kW

*Ưu điểm : Bộ truyền đai làm việc êm, truyền dẫn với khỏang trục cách lớn

Truyền dẫn với hai trục song song hay vuông góc nhau Khi quá tải có sự trượt giữa bánh đai và dây đai nên an tòan cho bộ truyền

*Nhược điểm : Tỉ số truyền không ổn định vì có hiện tượng trượt đai, nên

không dùng cho xích cắt ren và xích bao hình

β−Bánh ma sát : Dùng truyền động hai trục đồng tâm , song song, vuông góc, cắt nhau Thông thường tỷ số truyền của bộ truyền ma sát là vô cấp

Nhược điểm lớn nhất của bộ truyền này là công suất truyền không cao, nếu muốn truyền công suất cao, lực ép lớn làm mau mòn các cặp bánh ma sát Nên chỉ sử dụng ở cấp tốc độ nhanh trong xích truyền động

Để truyền hai trục song song và cách xa nhau có thể dùng đai kim loại với bánh

ma sát Chi tiết 1 và 4 lắp cố định trên trục I và II, điều chỉnh di trượt đồng bộ hai chi tiết 2 và 4 sẽ thay đổi vô cấp tỉ số truyền của bộ truyền

b.2−Truyền động dùng bánh răng trụ di trượt :

Bánh răng trụ dùng để truyền động giữa hai trục song song nhau Bánh răng trụ răng nghiêng dùng để truyền động hai trục song song hay chéo nhau, truyền động bánh răng nghiêng ít để thay đổi tỉ số truyền bằng cách di trượt vì ra khớp vào khớp rất khó khăn Truyền dẫn bánh răng ăn khớp ngoài, chiều quay của bánh răng chủ động và

bị động ngược chiều nhau; ăn khớp trong thì ngược lại

Tỉ số truyền động của bánh răng di trượt :

Số cấp tốc độ của bộ truyền bánh răng di trượt : 3 x 2 = 6

Trong bộ truyền bánh răng ăn khớp ngoài, nếu số cặp bánh răng ăn khớp là chẵn thì chiều quay của trục cuối cùng chiều và số cặp bánh răng ăn khớp là lẻ thì ngược chiều với chiều của trục vào

Gọi n : là số cặp bánh răng ăn khớp ngoài

(-1)n > 0 : cùng chiều nếu n chẳn

(-1)n < 0 : ngược chiều nếu n lẻ

*Để giảm số bánh răng trong bộ truyền, người ta dùng bánh răng dùng chung

Có thể dùng một hoặc hai bánh răng dùng chung Ít khi dùng ba bánh răng dùng chung

*Để giảm số trục truyền động ta dùng cơ cấu phản hồi :

Theo hình vẽ đường truyền của cơ cấu phản hồi là :

−Đường truyền gián tiếp :

III

n Z

Z Z

Z Z

3 2

2 1 −Đường truyền trực tiếp :

1 1

b.3−Truyền động dùng bộ bánh răng thay thế :

Trong trường hợp ít khi phải thay đổi tốc đô như các máy tự động hay các máy chuyên dùng, hay sau một loạt sản phẩm cần phải thay đổi tốc độ để gia công lọat sản mới thì dùng bánh răng thay thế (được ứng dụng khi gia công ren trên máy tiện) Điều kiện lắp các bánh răng trong bộ bánh răng thay thế :

*Ưu điểm : Có tính tự hãm, tỉ số truyền lớn nhưng kích thước gọn

*Nhược điểm : Ma sát lớn nên nên khi làm việc bộ truyền sinh nhiệt lớn *ứng dụng : Dùng cho tời, palăng nâng hạ tải trọng

b.5−Truyền động bánh răng côn :

Muốn truyền đọng hai trục vuông góc cắt nhau hay hai trục vuông góc chéo nhau, thì dùng bộ bánh răng côn đồng quy hay không đồng quy

b.6−Truyền động dùng cơ cấu hình tháp (Norton):

Cơ cấu gồm có bộ bánh răng hình tháp lắp cố định trên trục I, truyền động đến trục II thông qua bánh răng đệm Zo và bánh răng di trượt Z cả hai khối bánh răng Zo và

Z cùng với tay gạt A lần lượt ăn khớp với các bánh răng Z1 ÷ Z

Z

Z Z

Z

o

i

i = ⋅ (Zi : bánh răng bất kỳ trong bộ bánh răng hình tháp)

*Ưu điểm : Cơ cấu này là giảm được số bánh răng, cho nhiều tỷ số truyền *Nhược điểm : Vì có bánh đện nên kém cứng vững

*Ứng dụng : dùng cho bộ truyền công suất nhỏ như nhóm cơ sở hộp chạy dao

máy tiện T620

b.7−Truyền động dùng then kéo:

Gồm hai khối bánh răng hình tháp lắp đối nhau Khối 1 lắp cố định trên trục 1.Khối lắp lồng không trên trục II có rãnh then, then hai lắp trên trục II Nếu then kéo ghép nối với bánh răng nào thì truyền động theo bánh răng đó còn bánh răng khác quay tự do

*Ưu điểm : Kích thước nhỏ, kết cấy chặt chẻ

*Nhược điểm : Trục II rỗng do có then di động nên kém bền, lực truyền nhỏ *Ứng dụng : Dùng trong họp chạy dao máy khoan

b.8−Truyền động cơ cấu Me-An

Gồm nhiều khôi bánh răng bánh răng hai bậc giông nhau Bánh răng Z di trượt lần lượt ăn khớp với các bánh răng Z3 trên trục III

Cơ cấu này có khả năng tạo các tỉ số truyền lân cận lệch nhau hai lần Nó dùng trong hóm gấp bội ở máy tiện T616

Giả sử : Z3 = 2Z2, Z = Z2

Z

Z Z

Z 3

1

2 ⋅ = 1

iI,III =

1

1 3

2

Z

Z Z

Z ⋅

Z

Z Z

1

1 3

2

Z

Z Z

Z ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

1

1 3

2

Z

Z Z

Z

Z

Z Z

Z 3

3

2 ⋅ =

41

b.9−Truyền động vi sai :

Truyền đọng vi sai có tác dụng tổng hợp các chuyển động : Hai đường truyền vào đồng thời là việc và ra một đường mà cơ cấu không bị phá hỏng

Các đường vào I, II và đường ra III

*Hình 3.18a : −Tỉ số truyền vào đường I và ra đường II :

*Hình 3.18c : −Tỉ số truyền vào đường I và ra đường II : i I −III = 1

−Tỉ số truyền vào đường II và ra đường III : i I −III = 2

c−Bộ đảo chiều :

c.1−Bộ đảo chiều đơn giản :

Bộ đảo chiều gồm có các bánh răng 5, 4, 3, 1 và tay gạt điều khiển 7 trục I có chiều quay cố định, khi tay gạt ở vị trí A, B, C thì trục II quay trái đứng yên và quay phải Bộ này dùng trong xích chạy dao máy tiện, máy tiện ren vít và các máy khác

c.2−Bộ đảo chiều dùng bánh răng rông bản :

Trong nhiều máy tiện dùng bộ truyền đảo chiều có bánh răng rộng bản 2 Cần chú ý bố trí không gian giữa trục I,trục II và trục 5, chiều dài bánh răng 2 đủ lớn để bảo đảm khi gạt bánh răng 6 ăn khớp với nó không bị cham vào bánh răng 1

c.3−Bộ đảo chiêu bánh răng song song :

Bánh đệm hai để đảo chiều quay từ trục I sang trục II

c.4−Bộ đảo chiều dùng bánh răng côn :

Muố đảo chiều chuyển động giữa hai trục song song và vuông góc, có kết cấu gọn ta dùng cơ cấu đảo chiều bánh răng côn Thường dung trong cơ cấu đảo chiều chạy dao máy phay

2−Cơ cấu biến đổi chuyển động :

a−Cơ cấu cu-lít :

a.1 −Cơ cấu cu-lít lắc

*Nguyên lý làm việc : Cần OA quay đều với vận tốc góc ω (ω = 2πn) không đổi, chốt A gắn lồng không với con trượt B Con trượt B di trượt trong rãnh trượt cần lắc O’C, CD gắn với bàn máy

Khi OA quay thì bàn máy chuyển động với vận tốc Vct và vận tốc chạy không

Vck Cơ cấu cu-lít lắc làm việc không đều, sự chênh lịch giữa vận tốc Vct và Vck ít

Cơ cấu này dùng trong máy bào

a.2−Cơ cấu cu-lít quay :

Vận tốc công tác và chạy không chênh lệch lớn, hành trình làm việc ngắn Cơ cấu này dùng trong máy xọc

b−Cơ cấu bánh răng-thanh răng :

*Nguyên lý làm việc : Khi thanh răng quay thì bánh răng tiện tiến và ngược lại khi thanh răng tịnh tiến thì bánh răng quay

c−Cơ cấu vít me-đai ốc :

*Nguyên lý làm việc : Biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến

Cứ một vòng quay thì chuyển động tịnh tiến bằng một bước ren p

Tùy theo tiết diện mà ta có : ren tam giác, ren vuông, ren thang, ren tròn Trong truyền dẫn thường dùng vít me-đai ốc nhiều đầu mối để có tốc độ di chuyển nhanh, chịu lực lớn Ren nhiều đầu mối có tính tự hãm rất tốt

d−Cơ cấu cam :

Cơ cấu cam dùng để biến chuyển chuyển động quay của cam thành chuyển động thẳng hay lắc của cần

Cơ cấu cam đựơc dùng trong máy tiện tự đọng để thực hiện chạy dao tự động : *Chạy dao ngang :

Lò xo 9 luôn kéo con lăn 10 tì sát vaò mặt chu vi cam 11 Khi cam quay con lăn 10 nâng hạ quạt răng 5 ăn khứp với thanh răng 8 làm bàn dao 7 mang dao 6 tiến hoặc lùi tương ứng với việc nâng hạ của cam đã được thiết kế theo chu kỳ định sẵn *Chạy dao dọc :

Cam thùng 7 quay, con lăn 6 tỳ vào rãnh cam, cánh tay đòn 4 quay quanh gối

đỡ 5, thông qua khớp 1 làm bàn trượt 2 mang dao 3 thực hiện chạy dao dọc

3−Cơ cấu chuyển động gián đoạn :

Nắp chắn 1 có tác dụng hạn chế số răng bánh cóc cần gạt sau mỗi hành trình kép của đầu bào

Góc lắc của con cóc được điều chỉnh thêo độ lệch tâm của chốt 7

Sau một vòng quay của bánh răng Z2, bánh cóc quay một góc tương ứng số răng Zi, tỉ số truyền là :

Z

Z

i = i (Z : Số răng của bánh cóc) Muốn đảo chiều quay tục 3, ta xoay con cóc quay trcj thẳng dứng một góc 180o

b−Cơ cấu man-tít :

Gồm có tay quay 1, khi chốt 2 vào rãnh đĩa 3 sẽ làm quay đĩa 3 một góc

*Ưu điểm : Chuyển động êm dễ tao ra truyền dẫn vô cấp, kích thước, trọng lượng nhỏ nhưng tạo ra công suất lớn, đễ tự động hóa, dễ phòng quá tải

*Nhược điểm : Làm việc không ổn định khi nhiệt độ thay đổi

III−CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN CƠ KHÍ :

1−Điều khiển dùng tay gạt trực tiếp :

Trên hình vẽ cơ cấu này là một dạng của bánh răng-thanh răng Gạt trực tiếp bằng cách quay tay quay làm trục 1 quay, dịch chuyển qua hệ thông răng quạt, thanh răng làm vòng gạt 2 dịch chuyển dọc

2−Điều khiển dùng cam :

a−Điều khiển dùng cam đĩa :

Hình 3.34a : Com lăn 2 nằm trong rãnh cam đĩa 1 Khi cam quay làm con lăn dịch chuyển theo đọ nâng, hạ x của cam theo hướng kính qua hệ thống tay đòn 3 sẽ thực hiện lượng gạt L do cơ cấu yêu cầu Ta có mối quan hệ

2

1 L

x

L L = dùng để thiết kế cam

Hình 3.34b giới thiệu kết cấu điều khiển dùng cam đĩa gạt trực tiếp hai khối bánh răng 1, 1’ thông qua càng gạt có dẫn hướng 2, 2’ Khi cam quay, các con lăn 4, 4’ dịch chuyển theo hướng kính làm 2, 2’ di chuyển gạt 1, 1’

Cam đĩa điều khiển vững hơn cam thùng, vhiều dày cam mỏng có thể đạt rãnh điều khiển ở cả hai mặt đĩa, do đó kết cấu gọn hơn

b−Điều khiển dùng cam thùng :

Khi cam 1 quay, con lăn 2 trong rãnh cam dịch chuyển một đọan x thông qua trục dẫn hướng càng gạt 3 sẽ gạt khối bánh răng 4 dịch chuyển theo độ nâng hạ của cam

3−Điều khiển dùng đĩa lỗ :

Càng gạt khối bánh răng gắn liền với thanh răng I với điểm xác định đầu chốt

M Tahnh răng II cá tác dụng liên kết cho hệ thống điều khiển chặt chẻ, cứng vững thông qua bánh răng Z

*Nguyên lý hoạt động : Thanh răng II di chuyển, thông qua bánh răng Z thanh răng I di chuyển gạt khối bánh răng sang phải hay sang trái

*Ưu điểm : Kích thước nhỏ gọn

*Nhược điểm : thời gian điều khiển lâu

CHƯƠNG 4 : ĐẠI CƯƠNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG HỌC

TRONG MÁY CÔNG CỤ

I−PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BỀ MẶT CHI TIẾT :

Bề mặt chi tiết có nhiều hình dạng khác nhau, các bề mặt được xây dựng trên cơ

sở phương trình tóan học như : mặt trụ, mặt côn, mặt cầu,

Phần lớn các bề đựoc tạo bởi đường chuẩn C và đường S rõ ràng Việc gọi đường sinh và đường chuẩn chỉ là tương đối, ở đây với mục đích là để phân loai bề mặt chi tiết từ đó tìm ra phương pháp gia công tức là tìm ra cách tạo chuyển động tạo hình bề mặt chi tiết

1-Dạng bề mặt tròn xoay :

Đặc trưng của mẳ tròn xoay có đường chuẩn là đường tròn có trục đối xứng hoặc tâm đối xứng

Tùy thuộc và vị trí tương quan giữa trục chuẩn OO’ và đường đường sinh sẽ tạo

ra các bề mặt kác nhau Nếu đường sinh thẳng song song và quay trục OO’ sẽ tạo mặt tròn xoay, nếu cắt OO’ ẽ tạo mặt côn tròn xoay, nếu chéo sẽ tạo mặt yên ngựa tròn xoay

Trường hợp có dang bất kỳ (cong hoặc thẳng) sẽ tạo ra bề mặt định hình tròn xoay

Với hình cầu có thể hiểu hai ý : có tâm chuẩn là O hoặc trục chuẩn O1O1, đường sinh là nửa vòng tròn bán kính r

Gia công mặt tròn xoay thường thưc hiện trên máy tiện, máy khoan, máy mài tròn

Khi gia công các chi tiết có các dạng mặt trên đây ta phải điều chỉnh máy sao cho chuyển động tạo hình của máy có quỷ đạo giống như đường chuẩn

II−CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BỀ MẶT CHI TIẾT :

2−Gia công theo vết :

Bề mặt tạo hình là vết chuyển động của dao cắt, tiếp xúc giữa dao và phôi khi cắt có thể là “điểm” hoặc “đường” tùy thuộc phương pháp gia công

Thí dụ 1 : Phôi quay tròn tạo đường chuẩn và tạo tốc độ cắt, chuyển động chạy dao để tạo ra đường sinh

Thí dụ 2 : Khi khoan lỗ mũi khoan quay tròn, lưỡi cắt tạo đường chuẩn, chuyển động tịnh tiến của khoan (chuyển động chạy dao) để tạo đường sinh của lỗ

Thí dụ 3 : Tiện chép hình bằng phương pháp theo vết dùng thước chép hình Phôi quay tạo mặt chuẩn, dao tiện tỳ vào thước chép hình, biên dạng của thước chép hình quyết định biên dạng của bề mặt cần gia công

3−Gia công bao hình :

Đặc điểm của phương pháp này là lưỡi cắt tiếp xúc với đường sinh của bề mặt tạo hình chỉ theo điểm Hình dạng bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào dạng lưỡi cắt

Có thể tóm tắt : Bề mặt tạo hình là đường bao của chuyển động lưỡi cắt

Thí dụ : Khi gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình

*Các phương pháp gia công trên đây nhằm mục đích tạo đường chuẩn, đường sinh cho bề mặt chi tiết cần gia công được hợp lý, hai đường đó có thể do chuyển động của phôi hay của dao thực hiện

III−PHÂN LOẠI CÁC CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY CÔNG CỤ :

1−Chuyển động cơ bản – chuyển động chính :

Chuyển động chính gồm chuyển động cắt và chuyển động chạy dao

a-Chuyển động cắt : Là chuyển động tạo ra tốc độ cắt

*Máy có chuyển động cắt quay tròn : Như máy Tiện, Khoan, Phay

1000

n D

v=π (m/ph) *Máy có chuyển động cắt thẳng : Như máy Bào, xọc

1000

2L n htk

v= (m/ph)

b−Chuyển động chạy dao :

Chuyển động chạy dao có thể do dao thực hiện (tiện, khoan ), hoặc do phôi thực hiện (phay, mài ) Tên gọi chạy dao thường gọi theo hướng chuyển động : chạy dao dọc Sd, chạy dao ngang Sn, chạy dao đứng Sđ

Chuyển động chạy dao có ảnh hửơng lớn đến năng suất và độ bóng bề mặt chi tiết gia công

c−Chuyển động tạo hình :

Chuyển động tạo hình là chuyển động trực tiếp tạo ra bề mặt gia công Nếu các chuyển động (chuyển động chính và chuyển chạy dao) không ràng buộc nhau gọi

là chuyển động tạo hình đơn giản (tiện trơn, phay mặt phẳng ), ngược lại có quan

hệ ràng buộc chặt chẽ thì gọi là chuyển động tạo hình phức tạp (tiện ren, phay rãnh xoắn )

2−Chuyển động phân độ :

Chuyển động phân độ là chuyển động nhằm thay đổi vị trí bề mặt gia công mới

và vị trí bề mặt này có mối quan hệ nhất định với vị trí bề mặt cũ

Phân độ gián đọan : Là thực hiện tạo hình bề mặt sau khi phân độ để gia công bề mặt khác

Phân độ liên tục : Là phân độ xãy ra liên tục khi gia công Thí dụ gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình, phôi và dao quay liên tục để tạo ra các răng trên bánh răng đều nhau

3−Chuyển động chạy không và chuyển động phụ :

Chuyển động chạy không là chuyển động tiến dao vào, lùi dao ra, dưa dao về vị trí ban đầu trong quá trình gia công

Chuyển động phụ là chuyển động đóng mở ly hợp thay đổi chế độ cắt

IV−PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU MÁY CÔNG CỤ :

1−Phân loại :

−Theo phương phạm vi sử dụng : Máy vạn năng, máy chuyên môn hóa, máy chuyên dùng, máy tổ hợp

−Theo mức độ tự động hóa : Máy tự động, máy bán tự động

−Theo cấp chính xác : Máy cấp chính xác thường, cao, đặc biệt

−Theo trọng lượng máy : Loại nhẹ (trọng lượng nhỏ hơn 1 tấn), loại trung bình (dưới 10 tấn), loại trung bình nặng (3 − 30 tấn), loại nặng (30 − 100 tấn), loại đặc biệt nặng (trên 100 tấn)

2−Ký hiệu :

Ký hiệu máy ghi rõ nhóm máy bằng chữ cái đầu tiên, kiểu máy ghi bằng một chữ số theo sau chữ cái, các số tiếp theo chỉ kích thước quan trọng của máy, nếu có thêm chữ cái nào đó là chỉ rõ chức năng, mức độ tự động, độ chính xác và sự cải tiến của náy

CHƯƠNG 5 : MÁY TIỆN

I−CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI :

1−Công dụng :

Gia công chi tiết dạng tròn xoay như mặt trụ, mặt côn, khoan lỗ, cắt ren, mặt đầu

2−Phân loại :

*Theo công dụng có máy tiện vạn năng, máy tiện chuyên dùng

*Theo vị trí trục chính có máy tiện cụt, tiện đứng

*Theo mức độ tự động có máy tiện bán tự động, máy tiện tự động

3−Ký hiệu :

T620A

−Chữ T : máy tiện; số 6 : vạn năng; số 20 : chỉ chiều cao tâm máy 200 mm (tương ứng đường kính gia công lớn nhất là 400 mm; chữ A : Đã cải tiến từ máy T620

II−MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG :

1−Các chuyển động cần thiết và sơ đồ nguyên lý truyền dẫn của máy :

a−Chuyển động cắt :

Chuyển động tạo ra tốc độ cắt là chuyển động quay của trục chính mang phôi, tốc

độ quay của trục chính :

)/(

1000

ph vg D

v

n tc

π

= *Ứng với mỗi tốc độ ta có phương trình xích tốc độ :

n đc i v = n tc ⇒ i v =

dc

tc tc

n

n

n min ÷ max

b−Chuyển động chạy dao :

*Chuyển động chạy dao khi cắt ren : chuyển động tạo hình khi cắt ren là trục chính mang phôi quay một vòng thì bàn máy mang dao chuyển động một khỏang bằng bước ren cần cắt pct

Phương trình xích chạy dao khi cắt ren :

1vgtc iđc icđ itt is Pvm = pct

itt : tỷ số truyền bánh răng thay thế

is : Tỷ số truyền hộp chạy dao

Pvm : Bước ren của trục vít me dọc

pct : Bước ren của chi tiết cần tiện

*Chuyển động chay dao khi tiện trơn :

Phương trình xích chạy dao khi tiện trơn :

πmZ = Sd (mm/vg)

itt is ixd

Pxn = Sn (mm/vg)

ixd : tỷ số truyền của hộp xe dao

m, Z : môđun, số răng của thanh răng

*Sơ đồ động là sơ đồ thể hiện thể hiện các cơ cấu liên động và cách bố trí cơ cấu truyền động bên trong máy

Quy ước :

−Các cơ cấu được vẽ trãi trên một mặt phẳng

−Các cơ cấu truyền động được ký hiệu như bản vẽ trang

−Tỷ số truyền của bánh răng i =

1

2 1

1

n

n Z

Z

=

′

−Tỷ số truyền của trục vít – bánh vít : i =

o

Z k

−Số răng của cặp bánh răng trong nhóm di trượt phải thỏa mản điều kiện :

Z1 + Z1’ = Z2 + Z2’ = Z3 + Z3’ = = 2Zo = const

2−Máy tiện ren vít van năng T6P16 :

a−Các bộ phận chính của máy :

−Bộ phận cố định : Trên thân máy có lắp hộp tốc độ mang trục chính (ụ trước) và

hộp chạy dao

−Bộ phận di động : Ụ động (ụ sau), và bàn dao

−Bộ phận điều khiển : Các tay gạt, nút bấm, công tắc hành trình, bảng điện

−Hệ thống bôi trơn, làm mát, chiếu sáng và các phụ tùng kèm theo như giá đỡ, mân

27 ⋅ VII = ntc (Đ.t gián tiếp) *Số cấp tốc độ : 12 cấp

Trong đó : −Cấp tốc độ cao (đường truyền trực tiếp) : 1 x 3 x 2 x 1 = 6

−Cấp tốc độ thấp (đường truyền gián tiếp) : 1 x 3 x 2 x 1 x 1 = 6

*Cơ cấu truyền động của xích tốc độ : Bánh răng di trượt và cơ cấu Hac-ne

b.2-Xích chạy dao tiện ren :

24

27

26

5239

39 ⋅

26

5252

26 ⋅ 1vgtc VIII

39

3952

36

27

39

3952

26 ⋅

39

3952

39 ⋅ = 2; igb2 =

26

5252

26 ⋅ = 1;

igb3 =

39

3952

26 ⋅

26

5252

26 ⋅

39

3952

26 ⋅

⋅

26

5252

26 ⋅

41

38

Pvmn = Sn 1vgtc i đc i cđ i tt i cs i gb

39

39XIV45

2

c−Một số cơ cấu của máy :

*Ly hợp dùng bánh răng ăn khớp trong :

*Ly hợp mặt côn

*Cơ cấu an tòan chạy dao

*Đai ốc hai nửa

3−Điều chỉnh máy :

a−Điều chỉnh máy để tiện ren :

*Khi tính toán bộ bánh răng thay thế để cắt ren ta thường gặp trị số 25,4 và π Để dễ

dàng trong việc tính tóan ta chọn số 25,4 và π tương đương

Số inch (25,4) tương đương : Số π (3,14159265 ) tương đương :

*Các bộ bánh răng thay thế :

−Bánh răng bộ 4 : Gồm các bánh răng : 20; 24; 28; 32; 36; 40; ; 120

−Bánh răng bộ 5 : Gồm các bánh răng : 20, 25; 30; 35; 40; 45; ; 120

−Bộ bánh răng đặc biệt : Gồm có các bánh răng : 47; 97; 127; 157

a.1-Máy tiện không có hộp chạy dao :

*Phương trình tổng quát cho xích cắt ren là :

1vgtc i đc i cđ

d

c b

a ⋅ P vm = p ct

itt =

d

c b

a ⋅ =

cd dc vm

ct i i P

p

⋅

⋅ *Vị trí các bánh răng thay thế trong cầu chuyển động : Thí dụ 1 : Tính bánh răng thay thế để tiện ren Quốc tế có bước ren 1,25 mm Biết

máy tiện có bước vít me 6mm; icđ = 1 Sử dụng bánh răng bộ 5 và đặc biệt

Giải

*Ap dụng công thức : i tt =

d

c b

a ⋅ =

cd dc vm

ct i i P

p

=

60

2040

2515

58

5120

25600

1256

25,

i tt =

d

c b

a ⋅ =

60

2040

25 ⋅ *Thử lại : = mm= p ct

⋅

⋅

⋅

25,16040

62025

*Điều lắp các bánh răng thay thế : 25 + 40 > 20 + 20

20 + 60 > 40 + 20

*Vị trí các bánh răng thay thế trong cầu chuyển động :

Thí dụ 2 : Tính bánh răng thay thế để tiên ren Anh n = 8ren/inch trên máy tiện có

32095

12747

=

⋅

⋅ sai số : -0,0005

14226804,

3597

3127

2119

=

⋅ sai số : 0,004

3,142857147

22 = sai số : 0,00126

14,350

157

= sai số : -0,05

Giải Bước ren cần tiện : pct =

8

4,25 = 3,174mm ; chọn 25,4 =

a ⋅ =

cd dc vm

ct i i P

p

⋅

ct P

p

=

6865

3055

⋅

⋅

⋅ =

865

555

⋅

⋅ =

65

2540

55 ⋅

*Thử lại :

4065

62555

⋅

⋅

⋅ = 3,174mm *Điều lắp các bánh răng thay thế : 55 + 40 > 25 + 20

65 + 25 > 40 + 20

*Vị trí các bánh răng thay thế trong cầu chuyển động :

Thí dụ 3 : Tính bánh răng thay thế để cắt ren Quốc tế có bước ren 4mm trên máy

tiện có bước vít me ¼ inch Biết iđc = 1; icđ = 1 Sử dụng bánh răng bội 5và đặc biệt

Giải

*Ap dụng công thức : i tt =

d

c b

a ⋅ =

cd dc vm

ct i i P

p

⋅

ct P

p

= 4

4,25

4 = 154

160 = 127

80 =

b a

80254127

804

4,25

Thí dụ 4 : Hãy tính bánh răng thay thế để cắt một trục vít có m = 4 trên máy tiện có

bước vít me 6 mm Biết iđc = 1; icđ = 1 Sử dụng bánh răng bội 5và đặc biệt

Giải

Chọn π =

7

22 *Bước ren của chi tiết : pct = mπ = 4 .

722

*Ap dụng công thức : i tt =

d

c b

a ⋅ =

cd dc vm

ct i i P

p

⋅

ct P

p

=

35

5530

4073

11442

8867

655

⋅

⋅

⋅

a.2-Máy tiện có hộp chạy dao :

*Bước 1 : Điều chỉnh hộp chạy dao theo bước ren P vm′ có trong bảng gần bằng với bước ren cần tiện

*Bước 2 : Tính lại bộ bánh răng thay thế :

Thí dụ 1 : Điều chỉnh máy để gia công ren quốc tế có pct = 2,25 mm (không có trong bảng)

Giải

*Bước 1 : Điều chỉnh hộp chạy dao theo pct = 2mm

*Bước 2 : Tính lại bộ bánh răng thay thế

Tiện ren quốc tế p ct = 2mm, dùng itt =

96

4296

9595

c b

a

i′ = ⋅ = ′ ⋅

120

10580

4548

2140

4596

424

5,496

424

25,

=

′

tt i

Thí dụ 1 : Điều chỉnh máy để gia công ren Anh có n = 61/2 /1 inch (không có trong bảng)

Giải

*Bước 1 : Điều chỉnh hộp chạy dao theo n = 6ren/1 inch

*Bước 2 : Tính lại bộ bánh răng thay thế

Tiện ren Anh n = 6ren/1 inch ⇒ pct =

6

4,25, dùng itt =

50

4250

9595

42⋅ =

Tiện ren Anh n’= 61/2ren/1 inch ⇒

5,6

4,25

c b

a

i′ = ⋅ = ′ ⋅

65

6050

4265

650

4250

424,25

65,6

25,2

b−Điều chỉnh máy để cắt ren nhiều đầu mối :

Trước hết ta điều chỉnh máy để cắt được bứớc xoắn Sx Sau đó thực hiện phân độ :

b.1-Phân độ phôi :

Sau khi cắt được một bước xoắn, ta ngắt ly hợp đường truyền từ trục chính đến vít

me bàn máy, và quay phôi đi một góc α =

k

o

360 (k :là số đầu mối) Phân độ xong ta đóng

ly hợp về vị trí cũ để cắt bước xoắn tiếp theo Xác định góc α bằng vành chia độ phía sau trục chính

b.2-Phân độ dao :

Khi thực hiện theo phương pháp này, trước hết ta phải chỉnh xe dao trên về vị trí không Vạch chuẩn trên vành du xích cũng về vị trí không Sau khi cắt được một bước xoắn, ta vặn tay quay của xe dao trên dịch chuyển một lượng

k

S

p= x Khi cắt ren nhiều đầu mối ta có thể dùng nhiều dao gắn trên ổ dao, Khỏang cách giữa hai trục dao bằng

c.2-Xoay nghiêng bàn dao trên :

*Góc xoay bàn dao trên :

l

d D tg

2

−

=

α

*Ưu điểm : Gia công đựoc mặt côn trong và ngoài với góc α bất kỳ

*Khuyết điểm : Độ nhẵn kém, chiều dài côn phụ thuộc vào hành trình của bàn dao trên

c.3-Dịch ngang ụ động :

*Khoảng dịch ngang ụ động : sinα =

2

−

⋅ (mm) *Ưu điểm : tiện đựơc góc côn lớn, độ nhẵn cao

*Khuyết điểm : Không tiện được côn lỗ, chỉ tiện được góc côn nhỏ (α < 10o)

2

tiện được chiếu dài côn lớn, độ nhẵn cao

*Khuyết điểm : Gia công góc côn hạn chế

= Ltg H

L : Chiều dài của chi tiết gia công ; α : Góc dốc của mặt côn ;

α1 : Góc quay của thước

III−KIỂM TRA THÔNG SỐ HÌNH HỌC MÁY TIỆN :

1−Kiểm tra độ đảo hướng tâm của trục chính :

2−Kiểm tra độ đảo hướng trục của trục chính :

3−Kiểm tra độ đảo tâm của lỗ trục chính :

4−Kiểm tra độ song song của tâm trục chính với bàn dao dọc :

5−Kiểm tra độ song song của đường tâm ụ động với chạy dao dọc :

III−MÁY TIỆN RÊ-VÔN-VE, MÁY TIỆN CỤT, MÁY TIỆN ĐỨNG :

1−Máy tiện Rê-vôn-ve :

−Công dụng : Dùng trong sản xuất hàng lọat để gia công sản phẩm có dàng tròn xoay, làm nhiều công việc khác nhau với bằng nhiều dao khác nhau : dao tiện, khoan, tarô, bàn ren, doa Khi điều chỉnh máy ta lắp sẵn trên máy tất cả các dao cần dùng theo thứ tự quy trình công nghệ đã định

−Về hình dạng bên ngoài máy này giống máy tiện thường nhưng có thêm một ụ lắp dao (lắp được nhiều dao) thay chỗ ụ động của máy tiện, máy có thêm một cữ để hạn chế hành trình tiến dọc để xác định chiều dài cần cần gia công Máy không có trục vít me vì cắt ren bằng tarô, bàn ren, thước chép hình ren mẫu Có hộp chạy dao để điều khiển chạy dao tự động ụ dao rê-vôn-ve

−Phân loại : Hiện nay người ta phân ra máy gia công vật liệu thanh và máy gia công bằng mân cập hoăc máy có ụ Rê-vôn-ve thẳng đứng và máy có ụ Rê-von-ve nằm ngang −Kích thước cơ bản của máy : Là đường kính lớn nhất của thanh gia công ( loại máy gia công vật liệu thanh) và đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên thân máy và trên bàn dao (loại máy gia công trên mân cập)

−Đặc điểm chính của máy là : Gia công chi tiết theo nguyên tắc tập trung nguyên công, năng suất cao, thời gian phụ ít, điều khiển máy chỉ cần thợ bậc thấp, tốn thời gian điều chỉnh máy

http://www.ebook.edu.vn 1

I–CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOAỊ

1–Công dụng :

Trên máy phay, ta có thể gia công các mặt phẳng, mặt cong Với kiểu máy, kiểu dao, cách gá lắp, cách thao tác máy, có thể làm được các việc cơ bản sau :

*Gia công mặt phẳng

*Gia công các mặt cong phức tạp

*Gia công các loại rãnh

*Gia công mặt tròn xoay

*Gia công các loại bánh răng

2–Phân loại và ký hiệu máy phay:

1 : máy phay đứng công xôn 6 : máy phay giường

2 : máy phay liên tục 7 : máy phay vạn năng

3 : máy phay răng 8 : mấy phay ngang công xôn

4 : máy phay chép hình 9 và 10 : các dạng khác

5 : máy phay gia công ren và răng

*Con số thứ hai chỉ cỡ bàn máy :

Máy đã cải tiến thì thêm chữ cái A, B, C đặt cuối cùng

Thí dụ : Máy phay có ký hiệu P82A

1000

= (vg/ph)

b −Chuyển động chạy dao : là chuyển đông do bàn máy mang phôi, gồm

có chạy dao dọc Sd, chuyển động chạy dao ngang Sn , chuyển động chạy dao đứng

2–Sơ đồ động của máy:

Sơ đồ động của máy:

a–Xích tốc độ thực hiện chuyển động của trục chính :

19 71

38 82

37 21

40 40

37