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

Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại CHƯƠNG : NGUYÊN LÝ CẮT GỌT KIM LOẠI I−KHÁI NIệM : Gia công kim loại cách cắt gọt phương pháp gia công kim loại phổ biến ngành khí Quá trình cắt gọt kim loại trình dùng dụng cụ cắt để cắt lớp kim loại dư phôi, nhằm tạo sản phẩm theo yêu cầu hình dạng kích thước; vị trí tương quan mặt, độ nhám bề mặt Lớp kim loại dư phôi gọi lượng dư gia công Lớp kim loại dư cắt bỏ khỏi phôi gọi phoi cắt Muốn hòan thành nhiệm vụ cắt gọt, người phải sử dụng hệ thống thiết bị để tách lớp kim loại khỏi phôi Hệ thống thiết bị gọi hệ thống công nghệ Hệ thống công nghệ bao gồm : Máy, dao, đồ gá, chi tiết gia công, thường viết tắt M – D – G – C Trong : −Máy làm nhiệm vụ cung cấp lượng cần thiết cho trình cắt gọt −Dao có nhiệm vụ trực tiếp cắt bỏ lớp kim loại dư khỏi phôi nhờ lượng máy cung cấp −Đồ gá phận hệ thống công nghệ có nhiệm vụ xác định vị trí phôi so với dụng cắt, máy giữ chặt không cho phôi dịch chuyển lực cắt trọng lượng chi tiết −Chi tiết gia công đối tượng trình cắt gọt Mức độ xác máy, dao, đồ gá tay nghề người thợ có ảnh hưởng đến độ xác chi tiết gia công II−CÁC THÔNG SỐ CỦA YẾU TỐ CẮT VÀ CHẾ ĐỘ CẮT GỌT : Trong trình gia công hệ thống công nghệ tạo chuyển động tương đối nhằm hình thành bề mặt gia công Những chuyển động tương đối gọi chuyển động cắt Chuyển động cắt chia làm hai loại chuyển động : −Chuyển động −Chuyển động phụ 1-Chuyển động tốc đô cắt V : a-Chuyển động : chuyển động để tạo phoi Chuyển động chuyển động quay tròn tiện, khoan, phay, mài chuyển động tịnh tiến bào, xọc, chuốt Chuyển động phôi thực tiện; dụng cắt thực bào, phay, khoan, xọc, doa b-Tốc độ cắt : Để đặc trưng chuyển đọng ta sử dụng hai đại lượng : −Số vòng quay, số hành kép đơn vị thời gian Đợn vị vg/ph ; htk/ph −Tốc độ chuyển động hay gọi vận tốc cắt, ký hiệu V Đơn vị m/ph Riêng mài m/giây Tốc đô cắt V lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương vận tốc cắt V ứng với đơn vị thời gian *Nếu chuyển động quay tròn π Dn V = 1000 *Nếu chuyển động tịnh tiến Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại V = 2Ln 1000 Trong : −n số hành trình kép −L chiều dài hành trình 2−Chuyển động chay dao lượng chạy dao : *Chuyển động chạy dao: chuyển động chạy dao chuyển động nhằm cắt hết lượt lượng dư bề mặt phôi Phương chuyển động chạy dao ký hiệu S *Lượng chay dao vòng Sv : Là lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chay dao ứng với vòng quay (hoặc hành trình kép) chuyển động Đơn vị mm/vòng mm/htk *Lượng chạy dao Sph : Là lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chạy dao ứng với đơn vị thời gian Đơn vị mm/ph *Lượng chạy dao Sr : Khi dao có nhiêu lưỡi cắt lượng chay dao Sv Sph, ta có khái niệm chạy dao Lượng chạy dao Sr lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chạy dao ứng với lưỡi cắt Đơn vị mm/răng Với định nghĩa ta có mối quan hệ : Sph = Sv n = Sr Z n (mm/ph) Z : Số lưỡi cắt dao 3−Chiều sâu cắt : Chiều sâu cắt t, lượng dịch chuyển tương đối dao chi tiết theo phương chiều sâu cắt ứng với lần chạy dao Đơn vị mm Trong cắt gọt kim loại người ta gọi đại lượng đo chuyển động V, chuyển động chạy dao S chiều cắt t chế độ cắt gia công 4−Lớp cắt tiết diện lớp phoi cắt f : a−Lớp cắt : Giả sử mặt phẳng nằm tiếp xúc với lưỡi cắt vuông góc với véc tơ vận tốc V ta nhận tiết diện lớp cắt, tiết diện phôi cắt mà chưa kể đến biến dạng Lớp cắt có kích thước : Chiều rộng b, chiều dày a *Chiều rộng lớp cắt b : Khoảng bề mặt gia công bề mặt chưa gia công đo dọc theo lưỡi cắt đoạn lưỡi cắt tham gia cắt *Chiều dày cắt a : Khỏang cách hai vị trí liên tiếp lưỡi cắt sau vòng quay phôi đo theo phương vuông góc với b Nếu chiều dày lớp cắt a tăng lên lực cắt nhiệt cắt tăng dao mau mòn, a đăc trưng cho tải trọng riêng đơn vị chiều dài lưỡi cắt Nếu nguyên a mà thay đổi b tải trọng riêng đôn vị chiều dai không thay đổi Ta xét mối quan hệ chiều dày lớp cắt a, chiều rộng lớp cắt b, với lượng chạy dao S, chiều sâu cắt t góc nghiêng ϕ dao s t a b Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại b a http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại *Trường hợp a : a ≠ S, t ≠ b chúng có mối quan hệ : a = S ⋅ sin ϕ , b= t sin ϕ Từ công thức ta thấy góc nghiêng ϕ ảnh hưởng đến trị a b giữ nguyên giá trị s t Góc ϕ nhỏ phoi dài (b tăng) mỏng (a giảm) Công thức γ = λ = Các thông số a b nhận cách diểu máy mà diều chỉng máy có nhận chiều sâu cắt t lượng chạy dao S *Trường hợp b : a = S, t = b *Trường hợp c : Chiều dày lớp cắt a thay đổi suốt chiều dài làm việc thực tế lưỡi cắt Chiều dày lớp cắt trường hợp tính theo chiều dày trung bình atb S ⋅t atb = b b−Diện tích tiết diện lớp cắt : (1) *Trường hợp a : f = a b = S t (mm2) *Trường hợp b : Vì : a = S, t = b nên f = a t = S b (mm2) *Trường hợp c : f = S t = atb b (mm2) 5−Thời gian gia công Tgc : Thời gian gia công gồm thành phần : −Thời gian máy Tm : Là khỏang thời gian dao thực chuyển động chạy dao để cắt gọt tạo phoi (trong có thời gian dao chạy không lúc cắt vào lúc vừa thóat ra) −Thời gian phụ Tp : khỏang thời gian cần thiết để làm việc phục vụ trực tiếp cho việc cắt gọt : Gá tháo vật gia công, gá tháo dụng cắt, vặn dao tiến vào lùi dao ra, đo kiểm −Thời gian phục vụ Tpv : Khỏang thời gian để làm việc phục vụ tổ chức nơi làm việc kỹ thuật : quét phoi, lau máy, tra dầu mỡ −Thơi gian nghỉ làm việc cần thiết tự nhiên : Nghỉ giải lao, uống nước −Thời gian chuẩn bị kết thúc Tcb : để làm việc trước sau loạt sản xuất : Điều chỉnh máy, điều chỉnh dao, nghiên cứu vẽ quy trình Tgc = Tm + Tp + Tpv + Tn + Tcb Trong thời gian máy : Tm = i L + l + l1 phút S (i số lân chạy dao) 6−Năng suất cắt : Năng suất sản lượng sản phẩm máy gia công gia công đơn vị thời gian Trong ngành khí chu kỳ để hòan thành nguyên công hay chi tiết thời gian để hòan thành nguyên công hay chi tiết 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 cắt vào lúc vừa thóat Q= Gọi Q suất : 1 = T Tgc ⋅ Tck (chiếc/phút) (1) Sử có máy lý tưởng làm việc liên tục hành trình chạy không Tck = Q= Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại =K Tgc (K : Năng suất công nghệ) http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại K= Thế (2) vào (1) : Đặt : 1 ⇒ Tgc = Tgc K Q= = + Tck K η = + K ⋅ Tck Q = Kη (2) K =K + K ⋅ Tck + K ⋅ Tck : Hệ số suất Vậy : −η nói lên mức độ gia công liên tục trình công nghệ −Nếu η tăng Tck giảm dẫn đến Q tăng −Mặt khác : Q ∈ K η −Muốn tăng Q tăng K η, tức Tgc Tck phải giảm Nếu giảm thành phần Q → lim Qmax = lim Tck → K + K ⋅ Tck K K →∞ + K ⋅ T ck Qmax = lim Q = K = Tgc (chiếc/phút) Tck = Năng suất lý tưởng (1) Tck1 Tck2 Tck3 (2) Tck K (1)Năng suất lý tưởng Q = K, thực tế ta có Tck ≠ ta có suất thực tế đường cong (2), ta tăng K lên nhiều lần Q không tăng giới hạn Tck1< Tck2 < Tck3 Thí dụ : Tiện trục nhỏ có chiều dài l = 100mm, lượng chạy dao S = 0,1mm/ph Số vòng quay trục n = 1000Vg/ph Giải Tgc = 1phút Giả sử Tck = 1phút Q= 1 = = 0,5 Tgc ⋅ Tck + Q= 1 = = Tgc η = 1 = = 0,5 + K ⋅ Tck + ⋅ chiếc/phút Năng suất công nghệ : chiếc/phút Hệ số nắng suất : Nếu tăng K lên 10 lần = 0,09 + 10 ⋅ Q = K ⋅ η = 10 ⋅ 0,09 = 0,9 Chiếc/phút η= Với phương pháp kỹ thuật tiên tiến ta tăng K = 50 lần Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại = 0,02 + 50 ⋅ Q = K ⋅ η = 10 ⋅ 0,02 = Chiếc/phút η= Như suất công nghệ lên 50 lần phải cần phí tổn lớn, suất thực tế không tăng đến 20 lần Nếu muốn tự động hóa trình sản suất ta lưu ý giảm Tgc Tck 7−Độ nhám bề mặt chi tiết gia công : Bề mặt chi tiết sau gia công xong không phẳng cách lý tưởng mà có nhấp nhô Những nhấp nhô nguyên nhân : −Bề mặt gia công chép hình dạng lưỡi cắt dao −Lượng chạy dao S làm cho vết cắt không liên tục, để lại phần kim loại chưa bị cắt −Do rung động hệ thông công nghệ −Do trình biến dạng dẻo ma sát làm phát sinh vết nứt tế vi Nhám bề mặt thông số hình học có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sử dụng chi tiết máy phận máy Đối với bề mặt chi tiết mối ghép động bề mặt chi tiết làm việc tương nhau, nên nhám lớn khó bảo đảm hình thành màng dầu bôi trơn bề mặt, dễ dẫn đến trạng thái làm việc với ma sát nửa ước, chí ma sát khô, giảm thấp hiệu suất làm việc, tăng nhiệt độ việc, bề mặt làm việc bị mòn nhanh giản thời gian sử dụng chi tiết Đối với chi tiết có độ dôi lớn, ép hai chi tiết vào với nhấp nhô bị san bằng, độ dôi lắp ghép giảm giảm độ bền mối ghép Đối với chi tiết làm việc trạng thái chịu tải chu kỳ tải trọng động nhám yếu tố tập trung ứng suất dễ phát sinh rạn nứt làm giảm độ bền mỏi chi tiết Nhám nhỏ bề mặt nhẵn, khả chống lại ăn mòn tốt, bề mặt chi tiết lâu bị gỉ III−HIệN TƯợNG VậT LÝ VÀ CƠ HọC XảY RA KHI CắT GọT : 1−Sự hình thành phoi dạng phoi: a−Sự hình thành phoi Quan niệm ban đầu người ta cho : Cắt kim loại tương tự chu chẻ tre, nứa Tức tức phoi tách theo thớ kim loại Quan sát trình cắt thực tế, ta dễ dàng phát : −Phoi tách khỏi chi tiết không theo phương vận tốc V −Phoi bị uốn cong phía măt tự do; kích thước phoi bị thay đổi so với tính tóan Nhận xét bác bỏ quan niệm ban đầu cắt gọt kim loại Như thực chất trình tao thành phoi cắt gì? Bằng lý thuyết người ta không tìm lời giải thích đắn Do vây nhiều nhà nghiên tiến hành hàng lọat thí nghiệm có kết luận hình thành phoi α−Thí nghiệm với mẫu nén mẫu cắt : Khi quan thí nghiệm nén mẫu, người ta thấy : Các phân tử kim loại bị biến dạng sức ép đầu ép, phương biến dạng AB CD tao với phương tác dụng O P góc ψ xác định loại vật liệu (thép ψ = 45 ) Điều xảy tương tự mẫu cắt, phương CD phân tố kim loại bị phần kim loại mẫu chặn lại Do phương biến dạng AB Kết thí nghiệm cho ta kết luận quan trọng : Thực chất trình hình thành phoi trình biến dạng phần tử kim loại sức ép dao β−Thí nghiệm quan sát dịch chuyển phần tử kim loại cắt : Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại Ở thí nghệm này, ta đánh dấu phần tử kim loại mẫu thử Khi cắt ta quan sát dịch chuyển phần tử kim loại đánh dấu Ta quan sát phần tử kim loại P cắt Từ P đến điểm phân tử kim loại dịch chuyển gần song song với phương vận tốc V Qua khỏi điểm 1, đáng lẻ phần tử kim loại chuyển đến đếm diểm 2’, lại chuyển đến điểm Đoạn 2'2 gọi lượng trượt phần tử kim loại P thời điểm Điểm điểm bắt đầu trượt phần tử kim loại P cắt Tương tự thời điểm lượng trượt 3'3 Sau qua khỏi điểm phần tử kim, loại P di chuyển đến điểm Đoạn 34 song song với mặt trước dao Điều có nghĩa đến thời điểm trình trượt phần tử kim loại P kết thúc chuyển thành phoi cắt Điểm gọi điểm kết thúc trượt phần tử kim loại P cắt Bằng cách quan sát ta xây dựng đường dịch chuyển phân tố kim loại P cắt P1234 P' Trong đoạn P' cong phía mặt tự phoi có bán kính Rp Điểm xác định cách : Từ điểm tách rời tiếp phoi với mặt trước dao E ta kẻ EF vuông góc với mặt trước dao EF cắt đường P1234P’ Nếu quan sát vô số điểm mẫu cắt, ta nhận vô số đường dịch chuyển phần tử kim loại tương ứng; đồng thời xác lập mặt bắt đầu trượt OA mặt kết thúc trượt OC Vùng giới hạn bỡi mặt bắt đầu trượt mặt kết thúc trượt gọi vùng trượt Thí nghệm tiến hành với V = 0,002m/ph Trong thực tế, tốc độ lớn nhiều lần với tốc đô thí nghiệm, độ biến dạng trượt lớn Nên mặt bắt đầu trượt mặt kết thúc trượt gần trùng Khỏang cách giũa hai mặt nhỏ khỏang 0,03 – 0,2mm b−Quá trình hình thành bề mặt gia công : Thực tế cho thấy : dù dao dao chế tạo vật liệu mài sắc cách lưỡi cắt không sắc nhọn mà tồn bán kính cong ρ Mặt khác có tiếp xúc, ma sát mặt sau dao bề mặt gia công chi tiết Sự tiếp xúc mặt trình mài mòn mặt sau dao gây nên mặt khác biến dạng đàn hồi lớp kim loại sát bề mặt 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 trình cắt : −Phương trượt phần tử kim loại tạo áp lực cắt pháp tuyến lên phần tử kim loại góc ψ −Tại có phương trượt Vc // V −Tại 01 có phương trựot phía phoi, có khả trượt để tạo thành phoi −Tại 02 có phưong trượt hướng chi tiết gia công Do trượt bị chặn lại nên thể hình thành phoi cắt Từ nhận xét ta rút kết luận: Khi cắt, phần tử kim loại lớp cắt có chiều dày a nằm mặt OF bị trượt tạo thành phoi; phần tử kim loại nằm trước OF bị đầu dao nén chặt để tạo thành bề mặt gia công Lớp kim loại bị nén có chiều dày Δa Lớp kim loại Δa bị biến dạng sức ép đầu dao mặt sau dao, biến dạng có biến dạng dẻo biến dạng đàn hồi Do biến dạng đàn hồi nên thót ra khỏi mặt sau dao phần kim loại phục hồi lượng Δh < Δa Phân tích trạng thái ứng lực phần tử kim loại khu vực bị chèn ép ta thấy : Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại *Các phần tử kim loại nằm vùng từ O đến O3 vừa chịu lực nén, vừa chịu kéo ma sát mặt dao phần tử kim loại chi tiết Cũng tương tự phần tử kim loại khu vực O3A Riêng vùng AB phần tử kim loại chi tiết bị co giãn đột ngột từ vùng chèn ép trạng thái tự do, nên dễ phát sinh vết nứt tế vi Do tác dụng lực nhiệt cắt sinh trình cắt, lớp kim loại bề mặt gia công bị biến cứng (hóa bền), xuất ứng suất dư vết nứt tế vi lớp bề mặt gia công c−Các dạng phoi : *Phoi vụn : Thường cắt vật liệu giòn dẻo với tốc đô cắt tương đối nhỏ tạo phoi gãy vụn *Phoi xếp : Khi cắt vật liệu dẻo với với vận tốc cắt V thấp, lượng chạy dao lớn (a lớn) Phoi có đốt xếp lại Phoi xếp có độ biến dạng lớn Lực cắt ổn định cắt phoi vụn nên độ nhám bề mặt chi tiết cải thiện *Phoi dây : Gia công kim loại dẻo với vận tốc cắt V cao, lượng chạy dao nhỏ (a giảm) Phoi dây dạng phoi dây dài liên tục mặt trước gợn, mặt tiếp xúc với dao bóng Lực cắt ổn định, nên độ nhám bề mặt chi tiết cao 2−Nhiệt cắt : Muốn tách đựơc phoi thắng lực ma sát cắt cần có lực Lực cắt phân thành thành phần theo chuyển động Pz, Px, Py Như lượng tiêu hao để thực chuyển động : Ey = Py.Vy.τ Ez = Pz.Vz.τ ; Ex = Px.Vx.τ ; Trong : τ thời gian chuyển động Do cắt Vy = 0, nên Ey = Năng lượng tòan để thực biến dạng ma sát cắt : E = (Px.Vx + Pz.Vz)τ Kết kiểm tra chi tiêt gia công cho thấy : Hầu hết lượng biến thành nhiệt cắt kim loại Năng lượng để thể trình biến dạng rhắng ma sát cắt Điều nghĩa nguồn gốc nhiệt cắt biến dạng ma sát cắt Tức : Q = Qbd + Qms Nhiệt sinh phân tan phoi, dao, chi tiết môi trường xung quanh Q = Qf + Qd + Qct + Qmt Qd : Nhiệt tản vào dao Qct : Nhiệt tản vào chi tiết Qf : nhiệt tản vào phoi Qmt : Nhiệt tản vào môi trường Thực nghiệm chứng minh : Anh hưởng nhiệt với thành phần hệ thống công nghệ không đơn phụ thuộc vào độ lớn nhiệt lượng, mà phụ thuộc lớn vào khả tản nhiệt vật nhận nhiệt Để đặc trưng tượng vật lý tượng nhiệt, cắt gọt kim loại người ta dùng khái niệm nhiệt độ cắt Như : Nhiệt độ cắt độ lớn nhiệt độ sinh trình cắt gọt vị trí xác định hệ thống công nghệ Ký hiệu θo 3−Lực cắt : a−Khái niệm : Để tách phoi thắng ma sát cắt cần phải có lực Lực sinh cắt kim loại kết trình biến dạng ma sát Lực sinh trình cắt gọi lực cắt P Lực có độ lớn, phương ngược chiều với lực cắt gọi phản lực cắt P' Lực sinh biến dạng gồm có lực biến dạng đàn hồi Pdh lực biến dạng dẻo Pd Điểm đặc lực nằm dao Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại Pbd = Pdh1 + Pd Pbd = Pdh + Pd Pbd = Pbd + Pbd Pms = Pms1 + Pms : Gía trị của lực cắt : P = Pbd + Fms b−Phân tích thành phần lực : Ta phân tích lực theo mặt chuyển động hướng trựơt phoi * Pz : Là lực cắt tiếp tuyến, có phương trùng với phương vận tốc cắt V Đối với dao Pz uốn cong dao làm gẫy mẻ dao; trục máy sinh môment xoắn chống lại môment quay trục động truyền đến Đối với bàn máy Pz có khuynh hướng ép chặt trượt bàn máy với Lực để kiểm nghiệm mô men xoắn, tính công suất cắt công suất động độ bền thân dao * Px : Là lực cắt theo phương chạy dao S Ảnh hưởng xấu đến ổ đỡ trục chính, cấu chạy dao Lực dùng để tính công suất cấu chạy dao * Py : Là lực cắt theo phương chiều sâu cắt t Uốn cong phôi, đẩy lùi dao gây xác, nhám bề mặt tăng lên Về giá trị lực P cắt ta tính : P = Pz2 + Px2 + Pt Phương trình cuất lực cắt đựơc xây dựng sở thực nghiệm : Pz = Cpz Sypz txpz H Bnpz Kpz Py = Cpy Sxpy typy H Bnpy Kpy Pz = Cpx Sxpx txpy H Bnpx Kpx Từ vận tốc chuyển động theo phương lực cắt ứng theo phương đó, *Ta tính công suất cắt : Nc = *Công suất chạy dao : N chay dao = Pz ⋅ V 60 ⋅ 1020 (Pz : Neuton , V : m/ph) (N ) Px ⋅ S ⋅ n 60 ⋅ 1020 ⋅ 1000 (S : m/vg , n : v/ph) ( KN ) 4−Sự mài mòn tuổi bền 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 cắt Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại Mài mòn lưỡi liềm Mài mòn mũi dao http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại *Mài mòn mặt sau : Làm cho góc sau α giảm nên sinh ma sát lớn, hệ số co rút phoi K, lực cắt Pc 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 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 nhiệt độ cắt Q giảm, nhám bề mặt giảm Trong trường hợp dao yếu dễ gẫy *Mài lưỡi cắt : Trường hợp không cắt gọt đựợc *Mài mòn mũi dao : Bán kính r mũi dao tăng lên nên gia công kích thước chi tiết giảm, lực cắt tăng α−Các giai đoạn trình mài mòn dao : Độ mòn B Độ mòn giới hạn A T T Thời gian T Bằng thực nghiệm người ta xác định qua trình mài mòn dao diễn giai đoạn *Giai đoạn mài mòn ban đầu : Tốc độ mài mòn lớn, diễn thời gian ngắn chủ yếu san nhấp nhô mài dao (đoạn OA) *Giai đoạn mài mòn bình thường : Tốc độ mài mòn giảm, diễn thời gian dài Giai đoạn thời gain làm việc chủ yếu dao (đoạn AB) *Giai đọan mài mòn nhanh : Lúc dao khả cắt gọt (đoạn từ B trở đi) −Điểm B điểm tới hạn −Độ lớn thời gian ứng với điểm B tuổi bền dao −Độ lớn mài mòn ứng với điểm B ta gọi độ mài mòn cho phép hay độ mòn tới hạn β−Các nguyên nhân mài mòn dao : *Mài mòn trình ma sát học gây nên : Khi gia công bề mặt dao tiếp xúc có chuyển động tương phoi, tác dụng tải trọng, phần tử kim loại vùng tiếp xúc phát sinh mối liên kế kim loại mối liên kết lớn độ bền thân kim loại tham gia tiếp xúc, thân phần tử có độ bền nhỏ bứt bị lôi *Mài mòn xuất liên tục khối lẹo dao: Khi cắt (nhất cắt vật liệu dẻo) vùng tiếp xúc gần mũi dao hình thành nên khôi lẹo dao có độ cứng cao độ cứng thân kim loại gia công Một mặt độ cứng cao, mặt khác sinh bị lôi liên tục dẫn đến tốc độ mài mòn bề mặt dao tăng lên *Mài mòn do tượng khuếch tán : Vật lý chứng minh : Hai kim loại ép vào nhau, nung nóng vùng tiếp xúc xuất hiệu diện Dưới hiệu điện đó, phần tử kim loại hai kim loại khuếch tán vào Hiện tượng gọi tượng thẩm thấu *Sự xuất phát triển vết nứt tế vi dẫn đến gẫy vỡ dao : Công tác thống kê nghiên cứu cắt gọt cho thấy Khi cắt có va đập 70% dao hợp kim cứng dùng thử nghiệm khả cắt gọt tượng rạng nứt gãy vỡ gây nên, mòn dao chưa vượt giới hạn cho phép b−Tuổi bền tuổi thọ dao : Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại α−Tuổi bền dao : Là khỏang thời gian dao bắt đầu làm việc đến dao không làm việc (T) β−Tuổi thọ dao : Khi dao mòn đem mài sử dụng lại Tổng thời gian sử dụng lại dao gọi tuối thọ dao (TO) To = n ∑T i=1 Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại i (Ti : Tuổi bền thứ i) http://www.ebook.edu.vn 10 *Xích bao hình : k vòng phôi Z k 72 25 25 25 25 46 30 30 e a1 c1 1vgdao ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = vòng phôi 18 25 25 25 25 46 30 30 f b1 d1 96 Z a c 24 ⇒ ix = ⋅ = e b1 d1 Z f 54 e = gia công bánh có số Z ≤ 161 Chọn f 54 36 e = gia công bánh có số Z ≥ 161 Chọn f 72 −Phương trình : 1vgdao ix = *Xích chạy dao đứng S1 : −Phương trình : 1vg phôi 1vgphôi is1 Pv = S1 (mm/vg phôi) 96 a c 45 19 16 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ C4 đóng ⋅ 10 = S1 (mm/vg phôi) ⋅ 24 b2 d 36 19 16 20 30 a c ⇒ is = ⋅ = ⋅S b2 d 10 *Xích chạy dao hướng kính S2 : Sử dụng gia công bánh trụ Phương trình : 1vg phôi is2 Pv = S2 (mm/vg phôi) 1vg phôi 96 a c 45 19 16 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ C3 đóng ⋅ 24 b2 d 36 19 16 20 a c ⇒ is2 = ⋅ = b2 d 2 20 ⋅ ⋅ 10 = S2 (mm/vg phôi) 20 25 S2 *Xích vi sai : Sử dụng gia công bánh xoắn Phương trình : 1vg phôi ix iy Pv = pc 1vg phôi π mn Z 96 d1 b1 f 30 a3 c3 45 19 16 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ivs ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ C4 đóng ⋅ ⋅ 10 = = sin β b1 a1 e b3 d 36 19 16 20 30 ⇒ iy = Đặt : k = iy = π mn Z a c3 e ⋅ = ⋅ ix ⋅ f b3 d sin β ⋅ ivs ⋅ 24 ⋅ 50 24k e Z⋅ f π mn Z 24k e = ⋅ ⋅ e f sin β ⋅ ⋅ 24 ⋅ 50 Z f Z e ⋅ ix ⋅ 24 f a c3 ⋅ b3 d ⇒ ix = ; ivs = = π ⋅ mn ⋅ k 25 sin β *Xích chạy dao tiếp tuyến : Dùng để cắt bánh bánh vít Phương trình : nđc3 ix Pv = S3 (mm/ph) nđc3 = ⋅ ⋅ = S3 (mm/ph) 16 120 *Xích chạy dao nhanh : http://www.ebook.edu.vn C4 đóng nđc2 ⋅ 10 = S1 nhanh (mm/ph) 30 16 45 19 16 ⋅ C1 đóng ⋅ ⋅ ⋅ 42 36 19 16 20 C3 đóng 20 ⋅ ⋅ 10 30 25 = S2 nhanh (mm/ph) Thí dụ : Điều chỉnh máy phay lăn 5E32 để gia công bánh xoắn Z = 36 , mn = 2, sinβ = 0,2 Dao phay lăn có k = 1, đường kính dao Dd = 80mm Vận tốc cho phép [V] = 12m/ph Lượng chạy dao đứng S1 = 3mm/vg phôi Sử dụng bánh Cho e =1 f Giải 1-Xích tốc độ nd : n a c ⋅ = d b d 126 1000 ⋅ 12 1000[V ] = = 48 vg/ph nd = nd = π ⋅ 80 π Dd iv = iv = 48 30 40 30 40 a c = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ 126 14 70 45 45 70 b d 2-Xích bao hình : ix = a1 c1 = ⋅ b1 d1 24 24 80 60 = = ⋅ = ⋅ e 36 6 60 120 Z f 3-Xích chạy dao S1 : is = 4-Xích vi sai : iy = a2 c2 3 3 90 75 ⋅3 = ⋅ = ⋅ ⋅ S1 = = ⋅ 10 b2 d 10 75 100 π ⋅ mn ⋅ k a c3 22 11 20 55 20 ⋅ = ⋅ = ⋅ = = ⋅ 25 sin β 25 ⋅ 0,2 25 25 35 b3 d III-Máy xọc : 1-Nguyên lý bao hình : Dựa ăn khớp bánh răng−bánh Trong có bánh đóng vai trò dao 2-Các chuyển động tạo hình bề mặt chu trình gia công : a-Chuyển động cắt : Dao xọc thực chuyển động khứu hồi, gọi hành trình kép nhtk b-Chuyển động bao hình : Chuyển động bao hình gồm chuyển động nd nph có mối quan hệ : 1 vòng dao → vòng phôi Z ph Zd ⇒ vòng dao → Zd vòng phôi Z ph c-Chuyển động chạy dao hướng kính vào tâm phôi : Chuyển động nhằm hình thành hình thành chiều cao Chuyển động tồn đến dao thực cắt đủ chiều cao lúc khỏang cách trục A = A0 − h Thường http://www.ebook.edu.vn tính tóan phôi quay 1/3 vòng, dao chạy hướng kính kết thúc, sau phôi dao tiếp tục quay ăn khớp để gia công hết tòan đến chiều cao yêu cầu *Ngoài cắt bánh nghiêng dao phải có chuyển động quay thêm IV-MỘT SỐ CƠ CẤU CỦA MÁY XỌC RĂNG : 1-Cơ cấu cam : Tùy theo giá trị modul(m) bánh gia công mà máy thực chu kỳ gia công với lần chạy dao hướng kính, hai lần ba lần Thường m < mm cần lần chạy dao hướng kính đạt chiều cao răng, m < phải hai lần chạy dao hướng kính, m ≥ phải ba lần chạy dao hướng kính Tương ứng với số lần chạy dao hướng kính chu trình gia công người ta thiết kế ba loại cam : Cam lần, hai lần, ba lần ăn dao 2-Trục dao để gia công bánh nghiêng : Muốn gia công bánh nghiêng phải dùng dao xọc nghiêng bạc có rẵnh xoắn gắn với trụ dao Bạc có rãnh xoắn gắn cứng với trục xọc, bạc gắn cứng với bánh vít có Z = 100 Khi trục xọc chuyển động tịnh tiến rãnh bạc tì vào rãnh bạc cưỡng tục xọc quay thêm để chuyển động theo đường nghiêng gia công 3-Cơ cấu điều khiển hành trình vị trí trục dao xọc : −Muốn điều chỉnh độ lớn hành trình dao xọc ta phải vặn 51 làm thay đổi độ lệch tâm chốt 53 đĩa biên 31 hành trình chuyển động 29 thay đổi −Muốn điều chỉnh vị trí dao xọc ta vặn 57 làm thay đổi vị trí ăn khớp 29 bánh 26 làm quay trục III, trục dao vị trí cần điều chỉnh, http://www.ebook.edu.vn CHƯƠNG 10 : MÁY MÀI I-CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY MÀI : 1-Công dụng : Máy mài dùng để gia công tinh với lượng dư bé Dùng để mài mặt trụ ngoài, trong, côn, định hình, mài ren, bánh Mài bóng có vai trò quan trọng ngành chế tạo máy 2-Phân loại : Máy mài tròn ngoài, máy mài mặt phẳng, máy mài tròn trong, máy mài không tâm, máy mài chuyên dùng, máy mài dụng cụ cắt, máy mài nghiền phân thành ba nhóm −Nhóm máy mài tròn −Nhóm máy mài phẳng −Nhóm máy mài bóng II-MÁY MÀI TRÒN NGOÀI : 1-Phân tích chuyển động máy mài tròn : a-Chuyển động nđ : Là chuyển động quay tròn đá mài với vận tốc 50m/s b-Chuyển động chạy dao gồm có : *Chuyển động chạy dao vòng Sv chi tiết quay tròn để mài hết chu vi *Chuyển động tịnh tiến chi tiết Sd để mài hết chiều dài *Chuyển động hướng kính đá Sx để gia công hết lượng dư chi tiết gia công 2-Phân loại : −Loại thường : Dùng để mài mặt trụ ngoài, mặt côn −Loại vạn : Bàn máy ụ mài quay chung quanh trục thẳng đứng để mài chi tiết có độ côn lớn Máy mài tròn Các kích thước máy mài : Đường kính lớn vật mài, khỏang cách lớn hai mũi tâm máy, góc quay lớn ụ đá bàn máy Các phận máy mài tròn : Thân máy Bên chứa động điện truyền dẫn cho hệ thống thủy lực thực chuyển động chạy dao dọc Sd bàn máy 2, bàn máy có lắp ụ quay phôi ụ đỡ phôi Cả bàn máy quay góc ± 10o để gia công mặt côn Hai vấu lắp bàn máy để khống chế đảo chiều hành trình máy gạt vào tay gạt Ụ mài lắp thân máy trượt ngang đoạn sống trượt ngang thân máy Vô lăng để di động bàn máy tay, vô lăng điều khiển di động ụ đá mài Trên thân máy có nút nhấn để đóng mở máy 3-Sơ đồ động máy mài tròn 315 : a-Chuyển động nđá : nđc1 Φ146 = nđá (vg/ph) Φ 232 b-Chuyển động chạy dao : *Chạy dao vòng Sv ( chạy dao khí) nđc2 Φ90 Φ 228 Φ121 Φ 204 Φ155 Φ114 II L1 đóng Φ81 = Sv Φ161 http://www.ebook.edu.vn *Chạy dao dọc Sd (Chạy dao thủy lực) : Có ba trạng thái : Trạng thái làm việc, trạng thái tải, trạng thái cân −Trạng thái làm việc : Dầu qua bơm theo đường ống rẽ sang trái qua van đảo chiều dẫn vào buồng xylindre đẩy piston chuyển động bàn máy từ phải qua trái Khi vấu 15 chuyển động tới gạt tay đòn 13 sang trái đẩy piston van đảo chiều sang trái, thay đổi vị trí đóng mở đường dầu, dầu từ bơm truyền vào buồng trái xylindre đẩy piston sang phải làm bàn máy đảo chiều từ trái sang phải vấu 15 gạt tay đòn 13 sang phải bàn máy tiếp tục đảo chiều −Trạng thái hãm : Dầu bơm dầu bơm vào hai buồng xylidre, bàn máy chuyển động hãm tức thời vị trí cần thiết Khi ta gạt tay gạt van điều khiển tự động để dầu từ bơm qua van đảo chiều rẽ theo hai ngã Một vào buồng bên phải xylidre xuống van điều khiển trở van đảo chiều vào buồng trái xylindre −Trạng thái tải : Gạt tay gạt van điều khiển cho đường dầu từ bơm rẽ vào van bể dầu Mặt khác máy bị tải dầu qua van an tòan 11 bể dầu −Chạy dao tự động : Luôn có đường dầu qua van điều khiển đẩy piston 44, bánh 15 không ăn khớp với bánh 31 Tay quay 22 quay tác dụng làm bàn máy di động −Chạy dao ngang Sk dầu ép, không liên tục : Dầu từ bơm vòa van trượt 16, vấu 15 ấn vào tay gạt hạ piston 16 xuống dầu đẩy piston mang cóc đầu cần 17 làm bánh cóc quay truyền qua cặp bánh 24 30 ⋅ ⋅ ụ mài thực 80 72 chạy dao Sk Khi bàn máy chuyển động, vấu 15 rời khỏi tay gạt, lò xo đẩy piston 16 lên trên, đường dầu bị ngắt, ngừng chạy dao ngang Muốn chạy dao ngang gằng tay để điều chỉnh lúc ban đầu gia công, ta quay vô lăng 19 tay quay nhỏ 18 dùng di chuyển nhỏ ụ mài gia công gần xong 1vg tay quay 18 ⋅ 24 30 ⋅ ⋅ ⋅8 128 80 73 = mm di động ăn sâu ụ đá mài 16 Chạy dao nhanh, dầu từ bơm qua van 21 đến cylindre 20 đẩy vít me tịnh tiến, ụ đá di động nhanh Điều khiển van 21 đảo chiều chuyển động Van tiết lưu 10 để điều chỉnh tốc độ chạy dọc bàn máy III-MÁY MÀI TRÒN TRONG : 1-Chuyển động máy mài tròn : −Đá quay tròn với vận tốc cao, đường kính bị giới hạn đường kính lỗ cần gia công, nên muốn bảo đảm V đến 50m/s, số vòng quay đá cao, tới 24.000v/ph −Các chuyển động chạy dao Sd, Sk tính theo mm/hành trình kép Chuyển động chạy dao dao quay tròn Sv chi tiết thực hoạc đá mài chuyển động hành tinh thực 2-Các phận máy mài tròn : −Máy mài tròn chi tiết quay : Thân máy chứa phận truyền dẫn thủy lực; ụ quay chi tiết 2; ụ quay đá 5; vô lăng thực chạy dao Sk, bàn máy di động sống trượt; vấu điều chỉnh chiều dài hành trình, gạt đảo chiều quay bàn máy; vô lăng 10 để di chuyển bàn máy tay −Máy mài tròn chuyển động hành tinh : Trục đá mài quay tròn Ụ mài qua cấu hành tinh làm quay hành tinhn trục Loại máy dùng để http://www.ebook.edu.vn gia công đường kính lỗ tới 1500mm, chiều sâu 3000mm, gia công lỗ nhỏ − 25mm IV-MÁY MÀI KHÔNG TÂM : 1-Nguyên lý mài không tâm : a-Mài không tâm chạy dao dọc mặt trụ : Đá mài hình trụ, quay với tốc độ V1 = 30 ÷ 60m/s Bánh dẫn có hình yên ngựa quay với tốc độ V2 = 10 ÷ 50m/ph Chi tiết quay tròn với tốc độ Vc Thanh đỡ 4, máng dẫn giữ cho chi tiết trượt dọc Phân tích chuyển động : Bánh dẫn tác dụng mài chi tiết Vì bánh dẫn có hình yên ngựa, muốn tiếp xúc chi tiết dang trục theo đường sinh nên phải đặt nghiêng góc α so với trục chi tiết Do đó, bánh dẫn quay với tốc độ V2 tác dụng vào chi tiết phân thành hai thành phần : V = Vc + S d Vc làm quay chi tiết thực chạy dao vòng Sv Chạy dao dọc Sd làm cho chi tiết tịnh tiến dọc theo máng từ trước sau máy : V0 = V2 cosα Sd = V2 sinα Góc α có ảng hưởng đến đô lớn lương chạy dao Khi mài thô lấy trị số α = 1,5 o ÷ , mài tinh α = 0,5 ÷ 1,5o Mặt khác phải ý đặt chi tiết cao tâm đá khỏang h để bảo đảm chi tiết khỏi bị kẹt hai đá tránh sai số in dập hình dáng ban đầu chi tiết Thường h = (0,15 ÷ 0,25)D nhỏ 10 ÷ 12mm b-Mài không tâm lỗ : Mài không tâm lỗ dùng để bảo đảm lỗ mặt trụ đồng tâm ta phải mài mặt trụ xác làm chuẩn 2-Các phận máy mài không tâm : Thân máy lắp đá mài 2, bánh dẫn 3, chi tiết mài Đông điện đặt phần công son làm quay đá mài, Cơ cấu sữa đá 7, Ụ bánh dẫn di động hướng kính vào chi tiết vô lăng 10 hay tay gạt 3-Máy mài không tâm 3180 : a-Chuyển động : nđc Φ158 = nđá Đồng thời trục đá mài quay truyền qua trục vít qua Φ190 34 thống đòn đòn kéo cho đá mài di động dọc trục b-Chuyển động quay bánh dẫn thủy lực khí : −Chuyển động thủy lực : Dầu từ bơm qua I, qua van cao áp II đến động thủy lực làm quay bánh dẫn Động thủy lực biến dầu cao áp thành động quay tục dẫn đá Nguyên lý làm việc đông thủy lực : Khi đĩa vênh quay xung quanh trục thẳng đứng vòng, đẩy piston xuống xylindre lần Ngược lại ta dẫn dầu cao áp cho piston lên xuống làm cho đĩa vênh quay tròn có tác dụng động −Chuyển động khí : a ⋅ b 30 = nđá dẫn http://www.ebook.edu.vn nđc Φ 66,10 Φ94,59 Tháo a, b L đóng 16 55 = nđá dẫn (chạy nhanh) −Chuyển động hướng kính chi tiết ụ đá dẫn : Vô lăng di động trung bình, vô lăng di động chậm, đòn di động nhanh để đinh vị 4-Ưu khuyết điểm máy mài không tâm : −Năng suất cao thời gian phụ không −Tự định tâm mài nên độ xác cao −Gia công chi tiết nhỏ ngắn thuận lợi Gia công chi tiết dai không bị cong −Công nhân điều chỉnh máy không yêu cầu bậc thợ cao −Điều chỉnh máy có phức tạp, thích ứng cho sản xuất hàng loạt V-MÁY MÀI PHẲNG : 1-Công dụng phân loại : a-Công dụng : Dùng gia công tinh mặt phẳng b-Phân loại : Theo vị trí trục đá : −Máy mài trục nằm ngang −Máy mài trục thẳng đứng Theo bàn máy : −Loại bàn máy hình chữ nhật −Loại bàn máy tròn 2-Máy mài dùng chu vi đá để mài : a-Các chuyển động máy : −Chuyển động nđ : chuyển động quay tròn đá −Chuyển động chạy dao : *Chuyển động chạy dao dọc bàn máy mang phôi thực *Chuyển động chạy dao ngang đá thực b-Các phận máy : Thân máy có dạng hình hộp, chứa hệ thống thủy lực truyền chuyển động qua lại đến piston bàn máy Trên bàn máy có rãnh chữ T dùng để kẹp chặt chi tiết gia công lắp bàn kẹp từ Vấu điều chỉnh hành trình bàn máy Tay gạt đảo chiều chuyển động bàn máy Vô lăng 10 di chuyển chuyển ụ mài trụ đứng 8, tiến ngang vào chi tiết tay Vô lăng di động mài theo phương thẳng đứng 3-Máy mài phẳng dùng mặt đầu đá để mài : Các phận máy : Trên thân máy lắp bàn quay 4, nam châm điện dòng diện mọt chiều cung cấp Động điện có cấu tạo đặc biệt ụ mài truyền chuyển động quay cho trục đá Vô lăng 10 dùng để di động nhanh ụ mài Kích thước máy đường kính bàn quay D chiều cao mài h VI-MÁY MÀI REN VÀ THEN HOA : 1-Máy mài ren : Các chuyển động : http://www.ebook.edu.vn −Chuyển động quay tròn đá Q1 : Tạo hình đơn giản −Chuyển động quay tịnh tiến chi tiết Q2, T3 : tạo hình phức tạp Đá mài hình đĩa để mài ren lớn, ren hình thang, chiều dài ren lớn Đá mài đĩa ghép phẳng nghiêng mài ren nhỏ mài ngang từ phôi thô chưa có ren, chiều dài ren ngắn, loại suất cao Máy mài ren dùng chủ yếu để mài ren xác, độ bóng cao, mài bàn ren, ta rô, ca líp 2-Máy mài then hoa, rãnh sống trượt : Các phương pháp mài chuyển động hình vẽ VII-CÁC LOẠI MÁY MÀI TINH XÁC : 1-Máy mài doa : a-Công dụng : Để gia công lỗ có độ xác độ bóng cao lỗ cylindre máy nổ Máy mài sửa lại sai số đô côn, độ ô van chủ yếu nâng cao độ bóng lỗ cần gia công Kích thước lỗ gia công ∅ = − 1.500mm, chiều cao lỗ L = 10 − 20.000mm b-Kết cấu đá mài : Thanh mài (có đến 12 thanh) kẹp vào đầu mài điều chỉnh hướng kính tự động hai mặt côn lắp ghép rem vpứi trục Sau hành trình kép đầu đá mài, trục quay, côn côn tiến gần lại chốt làm mài nở ra, có áp suất với bề mặt mài Tùy theo độ bóng chi tiết đá mài có độ hạt từ 80 − 500 c-Các phận máy : Giống máy khoan đứng, đông điện truyền dẫn chuyển động quay cho đầu mài doa 2, đầu mài chuyển động lên xuống liên tục hệ thống thủy lực thân máy 1, 4, trục cử khống chế hành trình Tay gạt diều khiển hệ thống thủy lực Bàn máy lắp chi tiết 2-Máy mài bóng : Thực mài bóng tay máy −Bằng tay : Bột màu + dầu công nhân dùng tay để mài bóng −Bằng máy : Mặt mài bóng kim loại có dung đá mòn Dĩa để đỡ phía tạo áp lực Chi tiết lắp rãnh đỡ chi tiết Khi mài cho bột màu dầu vào Đá mài 1, đĩa đỡ quay ngược chiều Chi tiết vừa quay vừa lăn Lượng dư mài bóng 0,005 − 0,02mm 3-Máy mài siêu tinh : Máy mài có độ bóng cao Dùng để gia công mặt trụ ngoài, phẳng Đá mài có độ cứng cao, độ hạt nhỏ, ép sát vào bề mặt gia công lò xo hay cấu thủy lực Có tới 12 chuyển động khác đá chi tiết gia công máy Dung dịch làm nguội dầu dầu hỏa Lượng dư gia công mài siêu tinh xác : 0,005 − 0,008mm Độ nhấp nhô bề mặt sau gia công 0,01 − 0,25μm Độ hạt đá mài 200 − 600 Ap lực mài 30 − http://www.ebook.edu.vn 450g số vòng quay chi tiết khỏang 200 − 400v/ph, số lần dao động 250 − 900lần/ph Dung dịch làm nguội : dầu hỏa (90 − 95%) dầu máy (5−10%) IX-MÁY MÀI SắC DụNG Cụ CắT : Dùng để mài sắc dụng cụ cắt gọt Có hai loại : loại vạn loại chuyên dùng 1-Máy mài sắc vạn : Bàn máy lắp phôi hay ụ máy quay góc khác để mài góc α, β, γ dao cắt Sơ đồ động máy mài vạn 3A64 : Đá quay tròn động diện N = 0,65kW, n = 2800v/ph, poulie hai bậc đến trục mang đá Trục đứng mang đá lên xuống theo phương đứng vô lăng Bàn máy tịnh tiến dọc nhanh vô lăng quay làm chuyển động bánh 18 19 ⋅ ⋅ 14 ⋅ π m 20 19 Bàn máy chuyển động ngang quay tay quay làm quay vít me có bước ren Pv = 2mm 2-Các loại máy chuyên dùng : Loại mài dao tiện 326, loại mài mũi khoan, bàn ren, ta rô 3628 VI–GIA CÔNG MẶT ĐỊNH HÌNH : 1–Gia công mặt định hình phương pháp phối hợp hai chuyểng động : Bất kỳ mặt định hình chi tiết quay tròng có thê gia cong cách phối hợp hai chuyển động : tiến dọc ngang Phôi gia công sơ gần giống để có hình dáng gần giống với chi tiết cần gia công Phương pháp cho suất thấp áp dụng sản xuất đơn Sử dụng đồ gá gia công nhanh chóng mặt định hình Cho máy chạy tự đông dao dọc, điều khiển chạy dao ngang tay 2–Gia công mặt định hình theo dưỡng chép hình : Thước gia công mặt côn gia công mặt định hình Muốn thay cho thước quay, người ta gá dưỡng có rãnh định hình lên đỡ dụng cụ gá Trong rãnh có lăn liên kết với xe dao giằng giống trường hợp http://www.ebook.edu.vn tiện côn, bàn trượt ngang dịch chuyển theo lăn rãnh dưỡng dao chép lại phôi hình dáng giống hình rãnh dưỡng Kiểm tra mặt định hình : Mặt định hình kiểm tra dưỡng Đường bao dưỡng giống đường bao chi tiết 3–Gia công mặt định hình dao định hình : Mặt định hình có chiều dài đến 60mm sản xuất hàng loạt gia công dao định hình Trắc diện lưỡi cắt dao phù hợp với trắc diện bề mặt cần gia công +Dao : loại dao định hình đơn giản có cán liền cán hàn thép gió Dao mài mặt thóat dao, sau mài xong lưỡi cắt giữ nguyên hình dáng +Dao lăng trụ : Mặt sát dao lăng trụ mài phù hợp với đường sinh củ chi tiết cần gia công Dao kẹp cán dao chuyên dùng có dạng mang cá Để tạo thành góc sat, dao đựơc gá nghiêng góc so với cán dao Dao mài mặt thóat +Dao đĩa dao tròn : Mặt mặt định hình Hình dạng mặt định hình dao hình tương phản với hình dạng chi tiết Dao cắt phần đêr tạo thành lưỡi cắt Khi mài dao phải bảo đảm mặt thóat nằm mặt phẳng tiếp xúc với đường tròn có bán kính r = Rsin (α + γ) α : góc sát γ : góc thóat Để bảo đản độ nhẵn nên sử dụng tốc đọ cắt V ≤ 30m/phvà tưới nguội 4–Gia công mặt cầu : Mặt cầu có đường kính & ≤ 40mm gia công bằnh dao định hình Muốn bảo đảm độ xác suất cao, sử dụng đồ gá chuyên dùng Nửa mặt cầu cá R > 100mm gia công không cần đồ gá cách dùng cử có chiều dài bán kính R mặt cầu Để tiện mặt cầu lồi bàn trượt ngang với cử chuyên dùng kẹp máy, cử dao chạm vào đường kính lớn phôi, đầu cử đặt vào lỗ khuyết cữ Khi cho dao tự động tiến ngang, cử quay quanh đầu cố định bên trái đẩy bàn xe dao sang phái bên phải, lúc dao cắt mặt cong có bán kính R tạo thành mặt nửa cầu Trong sản xuất hàng lọat dùng đồ gá để gia công mặt cầu hình 217 5–Gia công mặt định hình trục bậc xe dao chép hình thủy lực : Dùng xe dao chép hình thủy lực tăng xuất lên 25440%, đạt độ xác cấp 345 độ nhẵn độ nhẵn Rz = 80 Xe dao chép hình gá bàn trượt ngang thay vị trí bàn trượt dọc đế xoay Để tiện dọc phần xe dao chép hình gá xiên góc 60o so vói hướng tiến dọc Khi tiện mặt đàu phần xe dao gá xiên phía ổ dao sau góc 30o so với hướng tiến dọc VII–GIA CÔNG TINH NHẴN BỀ MẶT : 1–Mài bóng : Gia công tinh nhẵn bề mặt phương pháp mài bóng nhằm dạt độ xác cao (cấp 2, 1) độ nhẵn bề mặt chi tiết cao Dụng cụ để mài nghiền bạc gang đồng có xẻ rãnh Trên bề mặt dung cụ có phủ lớp bột mài Trong trình mài nghiền, dụng cụ mài nghiền http://www.ebook.edu.vn ép chặt cách xiết chặt vít Để mài bóng lỗ dùng dụng cụ mài nghiền tự bung Muốn bạc nở ra, xiết đai ốc đồng thời nới đai ốc Trục mài nghiền gá trục máy Tốc độ V = 10420m/ph, trình mài nghiền phải thay đổi chiều quay trục theo chu kỳ 2–Đánh bóng : Dánh bóng máy tiện vải nháp Căn vào kích thước hạt mài vải nháp có loại : thô (số 6, 5, 4) ; trung bình (số 3, 2) ; mịn (số 1, 0) mịn (số 00, 000) Khi đánh bóng máy dùng kẹp gồm gỗ liên kết với lề, có lót giấy nháp Dung tay kẹp, tạo nên lực ấn vải nháp với vật gia công, tay phải khớp lề thực chuyển động tịnh tiến dọc Có thể kẹp vải nháp vào ổ dao hình vẽ Tốc độ đánh bóng vải nháp V = 60470m/ph 3–Biến dạng dẻo bề mặt : Biến dạng dẻo bề mặt chi tiết nguyên công tinh chế thực máy tiện Thực chất trình làm giản độ nhấp nhô tế vi áp lực dụng cụ lăn cán để tăng độ nhẵn bề mặt đến Rz = 90 Bề mặt sau lăn cán hóa cứng tăng độ cứng khả chịu mài mòn cao Cán lăn sử dụng với loại chi tiết chịu áp lực, chịu mài mòn cao, tải trọng thay đổi Lượng dư cán lăn không đáng kể, không ảnh hưởng lớn đến kích thước san độ nhấp nhô tế vi nằm giới hạn dung sai cấp trơn láng cho phép 4–Lăn khía nhám : Một số chi tiết tay quay, đầu vít tay nắm calíp có khía nhám bề mặt với vân khía khác VIII–CẮT REN BẰNG DAO TIỆN : 1–Dao tiện ren : Dao tiện tiện ren ren chế tạo thép gió hay hợp kim cứng Trắc diện ren phù hợp với trắc diện ren Đối với ren quốc tế (ren hệ mét), góc đỉnh dao ε = 60o, ren Anh, ε = 55o Trong trình cắt gọt, dao làm mở rộng rãnh ren, trắc diện dao thực tế mài nhỏ so với lý thuyết, phụ thuộc vào vật liệu làm dao Đối với dao thép gió, góc mũi dao mài nhỏ 10420’, dao hợp kim 20430’ Góc thóat (γ) tiện tinh γ = 0, tiện thô γ = 5410o, Góc sát hai bên α1 = α2 = 345o Góc sát α = 12415o Sau mài dao dược kiểm tra dưỡng Khi cắt ren có bước lớn, để mặt sát dao không cọ sat vào sườn ren, ta mài góc sát theo hai cách : a–Cách thứ : Mài góc sát lưỡi cắt bên (theo hướng tiến dao) lớn góc nâng ren (tgτ = p ) π d2 Trường hợp ren phải, góc sát bên trái α trái = τ + α Trường hợp ren trái, góc sát bên phải αphải = τ + α Trong μ : Góc nâng ren Mài theo phương pháp góc thóat phải âm γ2 < ren phải Như không nên trình cắt gọt sinh rung động, độ nhẵn sườn ren Để khắc phục tình trạng trên, dọc theo lưỡi cắt mặt thóat dao mài thành rãnh nhỏ, bảo đản cho phoi thóat dễ dàng b–Cách thứ hai : http://www.ebook.edu.vn Dao mài hai góc sát α1 = α2 Khi gá dao xoay nghiêng góc τ Muốn cần sử dụng cán gá dao có đầu quay vạch chia độ Để rút ngắn thời gian đơn giản mài dao ta dùng dao lược lăng trụ hình đĩa Khi mài lại, cần mài mặt thóat dao Khi cắt ren lỗ suốt, người ta thường dùng dao ren lược, có hình dáng gần giống mũi ta rô Dao có hai : Phần phần cắt gọt (có chiều cao ren tăng dần) phần hiệu chỉnh Dùng dao gia công hòan chỉnh ren sau hành trình chạy dao Dao lược có loại thanh, hình lăng trụ hình đĩa 2–Điều chỉnh máy để tiện ren dao : Chuyển động tạo hình tiện ren : Vật quay vòng, dao dịch chuyển đoạn bước ren Xe dao tịnh tiến nhờ có vit me đai ốc hai nửa Sau quay vít me, xe dao dịch chuyển đoạn bước vít me, lúc dao vạch chi tiết đường ren có bước : Pct = Pvm nvm nvm : Tốc đô quay vít me Pvm : Bước vít me Pct : Bước ren vật gia công Tốc độ quay vít me phụ thuộc vào tốc độ quay trục tỉ số truyền trục trục vít me nvm = ntc i Hoặc : Pct = Pvm ntc I ntc : Tốc đô quay trục i : Tỉ số truyền giũa trục vít me Xích truyền động qua bánh đảo chiều, bánh thay hộp bước tiến Vì tỉ số truyền chung : i = i1 i2 i3 i1 : Bộ bánh đảo chiều i2 : Bộ bánh thay i3 : Hộp bước tiến Sau vòng quay trục chính, bước ren chi tiết tính toán : Pct = Pvm i ⇒ i = Pct Pvm 3–Tiện ren tam giác dao : a–Chuẩn bị phôi để tiện ren : Khi tiện ren thường có tượng dồn ép kim loại tiện ren Vì đường kính trục tiện phải nhỏ đường kính đầu ren Đối với lỗ trước tiện ren phải lớn lơn dt = d – kP d : Đương kính danh nghĩa ren k : Hệ số 0,07 ren có đường kính đến 60mm 0,05 ren có đường kính lớn 60mm Thí dụ : Ren 42x2, đường kính phôi thanh: dt = 42 – 0,07 = 41,86mm Đường kính lỗ để cắt ren hệ mét : http://www.ebook.edu.vn dl = d – 0,94P Thí dụ : Ren M56x3, đường kinh lỗ : dl = 56 – 0,94x3 = 53,18mm Đường kính phôi phụ thuộc vào vật liệu gia công bước ren, xác định sổ tay kỹ thuật Ở đoạn cuối ống có cắt rãnh để thóat dao, chiều rộng rãnh phải lớn bước ren (nếu cắt với tốc độ cao chiều rộng thóat dao phải gấp – lần bước ren) chiều rãnh lớn chiều sâu ren từ 0,1 – 0,2mm b–Gá dao : Dao phải gá xác so với tâm vật gia công Nếu gá dao thấp hơn, trắc diện ren sai Còn gá dao cao hơn, dao cọ sát vào sườn ren Khi gá dao ta phải dùng dưỡng mũi chống tâm để chỉnh dao c–Tiện ren dao : Ren cắt gọt số lắt cắt Sau lát cắt ta phải đưa dao vị trí ban đầu để thực hiên lát cắt Số lần chạy dao phụ thuộc vào bước ren vật liệu làm dao Số lát cắt xác định Sổ tay công nghệ chế tạo máy hay Chế độ cắt gọt Nếu bước vít me chia hết cho bước ren chi tiết cần gia công (ren chẵn), sau lát cắt ta mở đai ốc hai nửa đưa xe dao vị trí ban đầu cách quay vô lăng tiến dọc bàn máy, sau thực lắt cắt Nếu bước vít me không chia hết cho bước ren chi tiết cần gia công (ren lẽ), sau lát cắt ta không mở đai ốc hai nửa để đưa xe dao vị trí ban đầu, mà ta phải đảo chiều quay trục Giữa đai ốc hai nửa vít me có độ rơ Để khắc phục độ rơ đó, trước thực lát cắt ta đưa dao cách mặt đầu chi tiết khỏang – bước ren d–Chọn phương pháp tiến dao : +Dịch chuyển dao theo phương ngang : Toàn chiều cao ren hình thành sau số lần chạy dao Sau hành trình chạy dao, lùi dao khỏi rãnh với dịch chuyển ngang bàn dao ngang, đưa bàn xe dao dọc vị trí ban đầu để tiếp tục hành trình chạy dao Trước thực hành trình chạy dao tiếp theo, cho dao dịch chuyển theo phương ngang cách quay tay tay quay bàn dao ngang Khỏang dịch chuyển xác định theo du xích Quá tình lập lại cắt hết tòan chiều sâu profin Phương pháp áp dụng cho ren có bước ren P≤2mm +Phối hợp dịch chuyển ngang : Khi cắt ren có bước lớn P>2mm, dịch chuyển dao sau hành trình cắt thường đựoc phối hợp dịch chuyển ngang dao với dịch chuyển dọc bàn dao theo hướng lần lược theo hai hướng Trước thực hành trình chạy dao để cắt lớp kim loại cần dịch chuyển dao theo phương ngang bàn dao ngang, sau dịch chuyển dao theo phương dọc bàn dao với lượng dịch chuyển nhỏ lượng dịch chuyển ngang Thường theo tỉ lệ : dịch chuyển dịch dọc 1/3 dịch chuyển ngang Dịch chuyển theo phương pháp này, lưỡi cắt bên phải không tham gia cắt, lưỡi cắt bên trái lại cắt lớp phôi có chiêu dày cắt lớn, lực cắt đơn vị giảm đi, điều kiện thóat phôi tốt hơn, độ nhẵn mặt ren thấp dễ gây sai số profin ren, nên phương pháp để cắt thô, cắt tinh sử dụng phương pháp dịch chuyển dao theo phương ngang để sửa sai số profin ren tăng độ nhẵn bề mặt ren Phương pháp tiến dao sử dụng cắt ren vật liệu giòn (gang xám, đồng thau, đồng đỏ) http://www.ebook.edu.vn 10 +Dịch chuyển dao theo phương nghiêng : Khi cắt ren lớn (S/2mm) ta nên thực dịch chuyển dao theo phương nghiêng nửa góc profin ren Để cắt ren theo phương nghiêng ta xoay bàn xe dao góc ε/2 (ren hệ mét ε = 60o, ren Anh ε = 55o) Khi tiện ren xoắn phải xoay xe theo chiều kim đồng hồ Dịch chuyển chuyển dao theo phương nghiêng, sau hành trình cắt, để cắt lớp kim loại đựơc thực cách quay tay tay quay bàn xe dao khỏang 0,1 – 0,3mm Khỏang dịch chuyển dao xác định vào vạch chuẩn du xích bàn dao Trứớc tiến hành cắt ren ta quay tay quay xe dao ngang để dao chạm vào chi tiết, giữ nguyên vị trí chỉnh vành du xích xe dao ngang vạch số không Cuối hành trình quay tay quay xe dao ngang để dao thóat khỏi chi tiết, đưa dao vị trí ban đầu Quay tay quay bàn xe dao ngang cho vạch không ban đầu Tăng chiều sâu cắt cách tiến bàn xe dao (lúc xoay nghiêng góc ε/2) Thực một, hai lát cắt tinh cuối bàn xe dao ngang e–Tiện ren trái : Khi tiện ren trái trục vít me quay ngược chiều Muốn vạy ta phải sử dụng cấu đảo chiều quay trục vít me, lúc dao tiến từ mân cặp đến ụ động, vị phải cắt rãnh vào dao g–Chế độ cắt tiện ren : Chiều sâu cắt xác định số lát cắt Chiều sâu ren xác định: h = 0,703P Bước tiến điều chỉnh theo bước ren Nếu cắt ren nhiều đầu mối chỉnh theo bước xoắn S (S = k.P) Tốc độ cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công vật liệu làm dao Thí dụ : Gia công thép dao thép gió V = 20 – 35m/ph Gia công gang dao thép gió V = 10 – 15m/ph Gia công thép dao hợp kim cứng V = 100 – 150m/ph Gia công gang dao hợp kim cứng V = 40 – 60m/ph Khi tiện tinh tốc độ cắt tăng 1,5 đến lần Cắt ren tốc độ giảm 20 – 30% h–Cắt ren để truyền động : Ren để truyền động gồm có ren thang, ren vuông, ren thang vuông, ren môđun, ren pít-sơ Ren thang có trắc diện hình thang cân, góc đỉnh 30o Ren vuông có trắc diện hình vuông, chiều cao nửa bước Ren vuông gia công không theo tiêu chuẩn định, công nghiệp sử dụng thay ren thang Ren mô-đun có trắc diện hình thang cân, góc đỉnh 40o Sử dụng vít vô tận Bước ren : Pct = πm i–Ren pit sơ : Công dụng ren mô đun Có bước đo theo hệ Anh Pct = 25,4 P P : Đơn vị đo bước ren 4–Phương pháp cắt ren truyền động : http://www.ebook.edu.vn 11 Ren vuông, ren thang, ren thang vuông có bước p≤3mm cắt dao ren với số lát cắt giống ren tam giác Ren thang có bước P > 3mm cắt sơ dao ren vuông, sau cắt tinh dao thang, tiến dao xiên góc ε = 15o hay phối hợp chuyển động tiến ngang với dao theo sườn ren Ren thang có bước P ≤ 8mm cắt gọt sơ dao cắt lữoi rộng với chiều sâu cắt 0,25P, sau cắt lưỡi hẹp đến hết chiêu sâu Cuối cắt thinh dao ren thang 5–Cắt ren nhiều đầu mối : Khi cắt ren nhiều đầu mối, điều chỉnh máy theo bứớc xoắn ren Khi cắt ren nhiều đầu mối, cần phải bảo đảm khỏang cách rãnh ren Để bảo đảm khoảng cách rãnh ren cần sử dụng số phương pháp phân độ tiện ren nhiều đầu mối : a–Sử dụng đĩa chia đô chuyên dùng : Đĩa chia độ chuyên dùng lắp đầu trục lắp hộp bánh thay Trường hợp lắp đầu trục http://www.ebook.edu.vn 12 ... phần tử kim loại cắt : Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại Ở thí nghệm này, ta đánh dấu phần tử kim loại mẫu thử Khi cắt ta quan... −Lưỡi cắt (4) : Là giao tuyến mặt trước mặt sau Nhiệm vụ chủ yếu cắt gọt tạo phoi suốt trình cắt Chương : Dao cắt http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại −Lưỡi cắt phụ... Chiếc/phút η= Với phương pháp kỹ thuật tiên tiến ta tăng K = 50 lần Chương : Nguyên lý cắt gọt kim loại http://www.ebook.edu.vn Nguyễn văn Khánh Kỹ thuật cắt gọt kim loại = 0,02 + 50 ⋅ Q = K ⋅ η