Bài giảng Nguyên lý gia công vật liệu BKHN

Tài liệu chuẩn và đầy đủ nhất môn học Nguyên lý gia công vật liệu ĐHBKHN .Bao gồm các thông số hình học của dụng cụ cắt , các hiện tượng xảy ra trong quá trình gia công cắt gọt , cách tính động học động lực học trong quá trình cắt như tiện ,khoan,phay, bào ,.v.v..,các dạng mòn dụng cụ cắt ,..và nhiều kiến thức quan trọng khác .Được các thầy ĐHBKHN biên soạn

Trang 1

BÀI GIẢNG

Viện Cơ Khí

Bộ môn: Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp

NGUYÊN LÝ GIA CÔNG VẬT LIỆU

TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội

THÔNG TIN CHUNG (1/4)

 Giảng viên: TS Nguyễn Trọng Hải

 Tốt nghiệp kỹ sư CNCTM tại ĐHBKHN, 2002.

 Công tác tại bộ môn GCVL&DCCN từ 2003.

 Tốt nghiệp thạc sĩ cơ khí và tự động hóa tại Đại Học Dayeh, Đài Loan, 2006.

 Tốt nghiệp tiến sĩ cơ khí tại Đại Học Michigan, Hoa Kỳ, 2013.

 Hướng nghiên cứu

 Gia công vật liệu (truyền thống và tiến tiến)

 Phân tích kết cấu (FEM)

 CAD/CAM/CAE

 Quản lý chất lượng (Lean-Six Sigma)

 Cơ điện tử

2

Chương mở đầu: Giới thiệu chung

 Email: hai.nguyentrong@hust.edu.vn

 Bộ Môn Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp-Viện Cơ Khí

 Điện thoại bộ môn: 04-38692007

 Địa chỉ: Phòng 226, nhà C1/Phòng 202, nhà C8, Đại Học Bách Khoa Hà Nội

 Điện thoại cá nhân: 0975401545 (chỉ liên hệ khi thật cần thiết, không gọi sau

giờ làm việc và cuối tuần)

 Tài Liệu: Sách + Slides

 Sách: Nguyên Lý Gia Công Vật Liệu – Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy – NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2001

Trang 2

 Quy định lớp học

 Sinh viên không nói chuyện riêng, làm việc riêng trong lớp.

 Sinh viên không sử dụng điện thoại trong lớp.

 Ra vào lớp không cần xin phép, chỉ cần giữ trật tự.

 Nếu có việc riêng sinh viên có thể tự ý nghỉ, không cần xin phép.

 Nếu sinh viên nào gây mất trật tự trong lớp mà bị giáo viên mời ra

do giảng viên trình bày sẽ không có trong sách hay slide.

 Khuyến khích sinh viên đi học đầy đủ nhưng không bắt buộc.

6

Hình Thức Trao Đổi Thông Tin

 Sinh viên -> Giảng viên: group email

 Giảng viên -> Sinh viên: group email*, email

( nlgcvl20141b@googlegroups.com ) (sinh viên nộp danh sách email

cho giảng viên chậm nhất là buổi thứ 3, sau khi đã chốt danh sách

lớp Sinh viên nào không gửi email cho giáo viên sẽ phải tự copy bài

giảng từ các sinh viên khác)

 Điện thoại (chỉ khi thật cần thiết)

*Khuyến khích sử dụng group email để mọi người cùng trao đổi, tránh trả lời nhiều lần

cùng một câu hỏi.

7 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Nội Dung Môn Học

 Chương 6 – Hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt

 Chương 7 – Mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt

 Chương 8 – Tính toán thời gian gia công cơ bản

 Chương 9 – Mài

8

Trang 3

SƠ QUA MỤC ĐÍCH MÔN HỌC

 Sinh viên hiểu được vai trò và vị trí của công nghệ cắt gọt kim loại trong sản

xuất cơ khí.

 Biết được một số vật liệu cơ bản dùng để chế tạo dụng cụ cắt, ưu nhược

điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại.

 Biết được cấu tạo của một số dụng cụ cắt phổ biến và một số thông số hình

học quan trọng.

 Nắm được các chuyển động trong một số nguyên công cắt gọt kim loại cơ

bản.

 Hiểu được vật lý quá trình cắt như mài mòn, nhiệt cắt, biến dạng kim loại, v.v.

 Nắm được lực và rung động trong quá trình cắt.

 Hiểu được sự mài mòn của dụng cụ cắt và cách tính tuổi thọ dụng cụ cắt.

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyên Lý Gia Công Vật Liệu – Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy – NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2001

[2] Thực hành cắt gọt kim loại trên máy tiện và máy phay – Nguyễn Chí Bảo, Nguyễn Hùng Cường, Lê Thế Hưng, Hoàng Vân Nam, Ngô Minh Nhật, Nguyễn Nhật Tân, Hoàng Xuân Thịnh – NXB Giáo Dục Việt Nam, 2009

[3] Giáo trình nguyên lý cắt kim loại – Nguyễn Thị Niên – Đại Học Công Nghiệp

Tp Hồ Chí Minh

12

?

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

Trang 4

Khái niệm về quá trình cắt gọt kim loại

15

Lượng dư

“Quá trình cắt gọt kim loại là quá trình con người sử dụng các dạng năng lượng

và dụng cụ cắt để cắt bỏ lớp kim loại thừa ra khỏi chi tiết, nhằm đạt được

những yêu cầu cho trước về hình dáng, kích thước, vị trí tương quan giữa các

bề mặt và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công” [2].

Xem thử trong thực tế người ta làm gì

5 axis high speed cutting (cắt cao tốc trên máy cnc 5 trục) High speed precision milling on 5 axis cnc (phay chính xác cao tốc trên máy 5 trục)

Những vấn đề trong thực tế

 Kỹ sư chế tạo máy có thể gặp những tình huống gì liên

quan đến lĩnh vực cắt gọt kim loại?

Môn học này sẽ giúp các kỹ sư kỹ thuật cơ khí chuẩn bị cho những tình huống này.

NỘI DUNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU

 Vấn đề cắt gọt nói chung trong thực tế.

 Những hiện tượng thường gặp trong cắt gọt.

 Vị trí của cắt gọt kim loại trong quá trình chế tạo các sản phẩm cơ khí.

 Vai trò và vị trí của cắt gọt kim loại trong nền công nghiệp chế tạo.

 Sai số trong gia công cắt gọt kim loại

18

Trang 5

Vấn đề cắt gọt nói chung trong thực tế

Liệt kê những quá trình cắt gọt bạn đã thấy

trong thực tế.

20

Đẽo, đục, tiện, cưa gỗ!

Cắt đậu phụ!

Chặt tre!

Cắt gọt kim loại: tiện, phay, bào, v.v

Trang 6

Những hiện tượng thường gặp trong cắt gọt

 Thế nào là dao tốt/không tốt?

 Thế nào là dao sắc/cùn? Sự khác nhau về lưỡi cắt như thế nào?

 Khi dao cùn thì mài lại dao như thế nào?

24

Vị trí của cắt gọt kim loại trong quá trình chế tạo các sản phẩm cơ khí

Trình tự chế tạo sản phẩm cơ khí?

26

Thiết kế Chế tạo phôi Gia công kim loại?

Gia công áp lực Gia công cắt gọt Các phương pháp khác (cắt laser, cắt dây, cắt bằng tia nước, v.v)

Xử lý nhiệt,

xử lý bề mặt, v.v.

Có thể thêm gia công tinh (mài, v.v)

Trang 7

Độ chính xác gia công

“Độ chính xác gia công của các chi tiết máy là mức độ giống nhau về

mặt hình học, về tính chất cơ, lý lớp bề mặt của chi tiết được gia công so

với chi tiết máy lý tưởng trên bản vẽ của người thiết kế” [2].

27

Độ chính xác gia công

Độ chính xác của một chi tiết Độ chính xác của loạt chi tiết

Sai lệch kích thước Sai lệch bề mặt chi tiết Sai số tổng cộng

Độ sóng

Độ nhám

Sai số ngẫu nhiên

Sai số hệ thống thay đổi

Sai số hệ thống cố định

HẾT CHƯƠNG MỞ ĐẦU

28

Trang 8

BÀI GIẢNG

Viện Cơ Khí

NỘI DUNG CHƯƠNG 1

 Yêu cầu của vật liệu phần cắt dụng cụ cắt (VLPCDCC)

Các yêu cầu của VLPCDC

Từ kinh nghiệm thực tế cắt gọt vật liệu, theo bạn vật liệu của dụng cụ cắt nói chung (dao, kéo, v.v) cần có những đặc tính gì?

4

Trang 9

Các yêu cầu của VLPCDCC

Theo bạn có những điểm khác biệt nào giữa cắt gọt vật liệu thông

thường (tre, gỗ, hoa quả, v.v) và cắt gọt vật liệu kim loại?

Các yêu cầu của vật liệu DCC

Theo bạn khi cắt vật liệu kim loại, vật liệu dụng cụ cắt cần có những đặc tính gì?

6

Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt

Những đặc tính (cơ) cơ bản của vật liệu kim loại

Trong qúa trình cắt gọt kim loại, các quá trình biết dạng của VLGC có tuân

Các cơ tính kim loại

 Độ bền (tĩnh)

 Trong thực tế những kim loại nào có độ bền cao?

 Nếu dùng cảm tính để đánh giá độ bền thì như thế nào?

 Thông số kỹ thuật gì được dùng để đánh giá độ bền?

 Độ dẻo

 Kim loại như thế nào thì được gọi là dẻo?

 Độ cứng

 Kim loại như thế nào thì được gọi là cứng?

 Thông số kỹ thuật nào được dùng để đánh giá độ cứng?

 Độ dai va đập

 Độ dai va đập là gì?

Trang 10

 Đặc tính VLPCDC ảnh hưởng đến những yếu tố nào?

 Năng suất gia công

 Chất lượng bề mặt gia công

 Yêu cầu chính của vật liệu DCC

Độ cứng, đồ bền Cơ tính vật liệu gia công

Độ dai va đập Tính liên tục trong quá trình cắt (phay),

rung động máy, … Tính chịu nóng Nhiệt độ vùng cắt

Các yêu cầu của VLPCDCC – Độ cứng

Độ cứng của DCC nên như thế nào?

 Để gia công được chi tiết thì dụng cụ phải có độ cứng cao hơn vật liệu gia công Độ cứng dụng cụ được lựa chọn phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu gia công.

 Ví dụ: vật liệu cắt cần có độ cứng khoảng 59 ÷ 61 HRC (tương đương 650 HB) để cắt được các loại vật liệu thông thường (200 ÷ 220 HB) Khi gia công các loại thép cứng thì độ cứng dụng cụ phải lớn hơn 65 HRC.

12

Trang 11

Các yêu cầu của VLPCDCC – Độ bền

Do dụng cụ làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt: tải trọng lớn, xung

lực, ma sát lớn và nhiệt độ cao làm lưỡi cắt dễ bị gãy, mẻ Do đó vật

liệu làm DCC cần có độ bền cơ học cao (ứng suất kéo, nén, uốn, va

đập…).

Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính chịu nhiệt

Là khả năng giữ được đặc tính cắt (độ cứng, độ bền cơ học … ) ở nhiệt

độ cao trong thời gian dài vì vật liệu càng bị nung nóng thì cơ tính (độ cứng) càng giảm.

Ở vùng cắt tiếp xúc giữa dụng cụ và chi tiết, do biến dạng của kim loại và

ma sát tiếp xúc của dụng cụ - phoi, dụng cụ - chi tiết nên nhiệt cắt rất lớn khoảng 700 ÷ 8000C (10000C) Ở nhiệt độ này dụng cụ có thể bị mất cơ tính và thay đổi cấu trúc do chuyển biến pha Do đó vật liệu cần có tính chịu nóng tốt.

14

Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính chịu nhiệt

Độ cứng của vật liệu DCC giảm khi nhiệt độ tăng

Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính chịu mài mòn

Độ cứng càng cao thì tính chịu mài mòn càng tốt Dụng cụ trong quá trình làm việc chịu nhiều ma sát lớn với phoi và chi tiết gia công và dưới tác dụng của nhiệt dễ gây ra các hiện tượng mòn (chảy dính, bám dính…) ảnh hưởng đến điều kiện làm việc bình thường của dụng cụ Vật liệu dao càng tốt thì nhiệt độ chảy dính càng cao.

Trang 12

Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính công nghệ

 Tính công nghệ của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi tính khó hay dễ

trong quá trình gia công để tạo hình dụng cụ cắt.

 Tính công nghệ được thể hiện nhiều mặt:

 Tính tôi được, độ thấm tôi cao

 Mức thoát Cacbon khi nhiệt luyện cao

 Độ dẻo ở trạng thái nguội và nóng

 Tính dễ gia công bằng cắt gọt

Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính dẫn nhiệt

 VLPCDCC có tính dẫn nhiệt tốt sẽ giúp giảm sự tập trung nhiệt tại vùng cắt, giữ được cơ tính VLPCDCC tốt hơn.

 Tính dẫn nhiệt cao cũng giúp dụng cụ cắt tránh được sốc nhiệt và tăng sức bền mỏi nhiệt.

18

Các loại VLPCDCC cơ bản

1 Thép Cacbon dụng cụ (carbon steel)

2 Thép hợp kim dụng cụ - (low, medium alloy steel)

3 Thép gió (high speed steel (HSS))

Trang 13

TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 21

% vật liệu cứng

Từ các giá trị độ cứng ở Bảng 1.1 và biểu đồ này, bạn có nhận xét gì?

VLPCDCC – Tính chất vật liệu (Hình 1.1)

22

Thép dụng cụ Thép HK dụng cụ

Thép gió Thép Stellite

HKC thông dụng

HKC đặc biệt Sứ

VL cắt siêu cứng

Sức bền uốn

Độ cứng

 Sau tôi, ram: HRC 60 ÷ 62, sau ủ HB 107 ÷ 217

=> Dễ gia công cắt và gia công áp lực.

 Do phải tôi trong nước nên dụng cụ cắt giòn, dễ vỡ.

 Tính thấm tôi kém nên phần lõi dẻo.

 Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ mài sắc.

Trang 14

28

Trang 15

 Hàm lượng Volfram rất cao (9 ÷ 18%)

 Cr, Co, V nhằm cải thiện khả năng cắt gọt (Cr làm tăng độ thấm tôi, V tăng cứng và tính chịu mòn cao).

 Độ dai cao (khả năng chông va đập cao) so với hợp kim cứng

 Có thể chế tạo bằng rèn, đúc hoặc luyện kim bột.

 Có thể phủ vật liệu khác, xử lý bề mặt để tăng khả năng cắt.

Trang 16

VLPCDCC - Thép gió

33

Vận tốc cắt của một số loại thép gió [3]

VLPCDCC - Thép gió

34

Một số loại thép gió thường gặp theo ISO

 HSS – thép gió thông thường: được sử dụng rộng rãi do độ cứng, độ bền cơ học, chịu nhiệt và mài mòn tốt (P9, P18)

 HSSV – tăng thêm Vanadium để tăng độ cứng và khả năng chịu mài mòn

 HSCo – tăng thêm Coban để tăng độ bền nóng, khả năng cắt gọt và mài mòn

 HSS XS1 – luyện kim bột không Coban để tăng tuổi bền, mài mòn

 HSCoXP – phương pháp thiêu kết bột Coban: siêu bền cơ học

 CS – thép Cr (Chromium Steel) dùng làm dụng cụ gia công ren

 Không gia công được ở tốc độ cao

 Năng suất gia công thấp

 Ví dụ: Các bít canxi, các bít silicon, các bít Volfram

38

Sự liên kết trong các bít Volfram

Trang 17

VLPCDCC - Hợp kim cứng (HKC)

Là loại vật liệu dụng cụ được chế tạo bằng phương pháp luyện kim bột (HK bột)

nghĩa là loại hợp kim không qua nấu chảy HKC được chế tạo từ các loại cacbit

HK và bột HK.

 Thành phần

 Chủ yếu là các loại bột mịn: cacbit vonfram (WC), cacbit titan (TiC), cacbit

tantan (TaC) và thành phần coban (Co) làm nhiệm vụ liên kết.

 Carbide Titan + Carbide Tantan (TT) + Carbide Volfram + Co (K)

 Ví dụ: TT7K12 (7% TiC + TaC, 12% Co, 81% WC)

 Độ bền cao, tính chống mòn cao, thường dùng gia công các vật liệu có

Bước 2: Tạo cacbit tương ứng từ các bột W, Ti, Ta nguyên chất

VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp)

Bước 3: Trộn bột coban và cacbit theo thành phần tương ứng với các

loại hợp kim

Trang 18

VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp)

43

Bước 4: Ép hỗn hợp dưới áp suất lớn (100-140 MN/mm2), nung sơ bộ ở

nhiệt độ 900oC trong khoảng 1 giờ Tạo hình theo các dạng yêu cầu.

VLPCDCC - Hợp kim cứng/Thép gió/Thép cacbon dc

VLPCDCC – HKC – Thành phần và đặc tính

46

Trang 19

Nghiền nhỏ thành bột mịn (1 m)

 Al2O3+ TiC + WC + TaC + TiN

 Sức bền cao, gia công gang cứng, thép tôi

 Vật liệu sứ không có oxit

 Nitrit silic (Si3N4)

 Sức bền uốn cao, gia công nhôm và HK nhôm

Trang 20

VLPCDCC - Sứ (tiếp)

Đặc điểm

 Độ cứng và tính giòn cao  chịu mòn cao

 Chịu nhiệt cao 1000 – 1200 0 C  dùng cắt được ở các

 Mài sắc khó (dùng đá mài kim cương)

VLPCDCC - Sứ (tiếp)

Phạm vi ứng dụng

 Tốc độ cắt lớn (> 100m/ph)

 Gia công tinh, lượng chạy dao và chiều sâu cắt nhỏ

 Không dùng dung dịch trơn nguội trừ (Si 3 N 4 )

 Dùng cho các nguyên công có độ chính xác, chất lượng

 Kim cương tự nhiên HVm  100 Gpa

 Kim cương tổng hợp HVm  90  100 Gpa

 Nitrit Bo HVm  50  90 Gpa

56

Trang 21

VLPCDCC – Vật liệu tổng hợp (tiếp)

Kim cương nhân tạo

 Độ cứng tế vi cao hơn kim cương tự

 Chịu nhiệt cao 1200  14000C

 Hệ số ma sát với kim loại nhỏ

 Dùng để gia công thép tôi có HRC 39 – 66

và gang, gia công hợp kim cứng

Trang 22

VLPCDCC – Vật liệu mài (tiếp)

 Vật liệu mài: (hạt mài và bột mài) được chế tạo từ vật liệu thiên

nhiên hoặc nhân tạo có độ cứng cao, bột mài và hạt mài được

trộn với chất kết dính tạo thành các dụng cụ mài (đá mài, thanh

mài, bột nhào …).

 Ví dụ: korum thiên nhiên (Al2O3 + Fe2O3) dùng để mài thép có

tính dẻo cao …

VLPCDCC – Vật liệu mài (tiếp)

Nâng cao khả năng cắt – Phủ bề mặt

Hàng ngày các loại hợp kim và vật liệu mới được phát triển liên tục để tăng độ bền, độ dai, khả năng chống mài mòn cơ học và hóa học Do đó công nghệ phủ

bề mặt cũng được phát triển để đáp ứng yêu cầu cắt gọt mới.

Lợi ích của phủ bề mặt

1 Giảm ma sát

2 Tăng độ kết dính

3 Tăng khả năng chống mòn và nứt tế vi

4 Chống sự thâm nhậm của vật liệu gia công

5 Tăng khả năng chịu nhiệt và va đập

6 Giảm quá trình oxy hoá ở nhiệt độ cao hơn 800oC

65

Trang 23

Nâng cao khả năng cắt – Phủ bề mặt (tiếp)

Các loại vật liệu phủ thông thường

1 Nitrit Titan (Titanium nitride – TiN)

2 Cac bít Titan (Titanium carbide – TiC)

3 Các bon Nitrit Titan (Titanium CarboNitride - TiCN)

4 Oxit Nhôm (Aluminum oxide – Al2O3)

Ứng dụng phủ cho các vật liệu: Thép gió, vật liệu hợp kim

66

Các loại vật liệu DCC cơ bản – Phủ bề mặt

68

Công nghệ phủ bề mặt

 CVD (Chemical Vapour Deposition) – bốc bay hoá học

 PVD (Physical Vapour Deposition) – bốc bay vật lý

Phủ Nitrit Titan (Titanium-nitride)

 Hệ số ma sát thấp, độ cứng cao, chịu nhiệt tốt và khả năng bám dính bề mặt

cần phủ cao.

 Nâng cao tuổi thọ của dụng cụ thép gió, thép hợp kim cứng, mũi khoan.

 Cắt tốt ở tốc độ cắt cao và lượng ăn dao lớn.

Trang 24

71

 Đặc tính của các lớp phủ có thể được kết hợp lại thành nhiều lớp phủ để tăng

tính cắt của DCC.

Phủ bề mặt nhiều lớp

72

Phủ bề mặt nhiều lớp (tiếp)

 Titanium carbonitride (TiCN) và titanium-aluminum nitride (TiAlN)

được chế tạo để cắt thép không gỉ.

 Chromium carbide (CrC) được chế tạo để gia công vật liệu mềm

hơn và hay bị dính vào lưỡi cắt.

 Gần đây phủ nano và composite cũng đã được phát triển.

Trang 25

Các loại vật liệu DCC cơ bản – Thấm bề mặt (tiếp)

75

Kết quả thấm bề mặt

 Chiều sâu lớp thấm: 0,075 – 1 mm

 Độ cứng tăng 5 – 7 HRC

 Tăng khả năng chống mòn của DCC

Các loại vật liệu DCC cơ bản – So sánh

77

Các loại vật liệu DCC cơ bản – So sánh

Câu hỏi ôn tập

CH1-1 Những yêu cầu cơ bản của vật liệu dụng cụ cắt Trình bày lý do vì sao

những yêu cầu đó là cần thiết.

CH1-2 Trình bày đặc điểm cơ bản, ký hiệu, phạm vi sử dụng của thép gió.

CH1-3 Trình bày đặc điểm cơ bản, ký hiệu, phạm vi sử dụng của hợp kim cứng.

Trang 26

HẾT CHƯƠNG 1 (VẬT LIỆU PHẦN CẮT DỤNG

CỤ CẮT)

85

Trang 27

BÀI GIẢNG

Viện Cơ Khí

Bộ Môn Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp

(ME4212)

1

CHƯƠNG 2 THÀNH PHẦN KẾT CẤU VÀ THÔNG SỐ HÌNH HỌC

CỦA DỤNG CỤ CẮT

(Phiên bản 03, 10/2014)

Nội Dung Chương 2

 Những bộ phận chính của dụng cụ cắt

 Thông số hình học phần cắt của dụng cụ

 Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh

 Thông số hình học của dao khi làm việc

 Trong thực tế khi cắt gọt các vật liệu gia dụng, chúng

ta chọn thông số hình học dụng cụ cắt như thế nào?

Chương 2: Thành phần kết cấu và thông số hình học dụng cụ cắt

Cắt tự do (orthogonal cutting)

Hình 2.1 Cắt tự do (hai chiều) Pháp tuyến với bề

mặt gia công

Trang 28

Cắt Không Tự Do (oblique cutting)

5

Hình chiếu đứng

Góc nghiêng lưỡi cắt Lưỡi cắt

Hình dạng phoi

Các phương pháp gia công khác nhau

6

Phương pháp gia công nào có quá trình cắt tự do/không tự do?

Những bộ phận chính của dụng cụ cắt (tiện)

1 Thân dao

2 Phần làm việc

Những bộ phận chính của dụng cụ cắt

8

Hãy chỉ ra đâu là phần thân, đâu là phần làm việc của những dụng cụ sau.

Trang 29

Phần làm việc (phần cắt) của dụng cụ

Là phần có các lưỡi cắt làm nhiệm vụ trực tiếp hớt đi phần vật liệu dư ra khỏi

phôi để tạo thành bề mặt chi tiết.

Chiều dài phần làm việc (l): từ mũi dao đến giao tuyến giữa mặt trước và thân

dao.

Chiều cao phần làm việc (h): khoảng cách từ mũi dao đến mặt tỳ của thanh

dao.

9 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà NộiTS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Phần làm việc của dụng cụ (tiếp)

 Mặt trước (A) – Bề mặt dụng cụ nơi phoi thoát ra khi cắt.

 Mặt sau chính (A) – Bề mặt dụng cụ đối diện với bề mặt đang gia công của

 Lưỡi cắt chính (S) – Giao tuyến giữa mắt trước và mặt sau chính, giữ nhiệm

Dao tiện thường Dao tiện cắt đứt

Các yếu tố trên phần cắt của dao tiện ngoài

Trang 30

Lưỡi dao

 Không bao giờ có lưỡi dao sắc tuyệt đối Lưỡi dao luôn có bán kính   0.

 Bán kính lưỡi dao phụ thuộc vật liệu dao và công nghệ chế tạo.

Ví dụ:

 Dao thép gió  = (1215) 10-3mm

 Dao hợp kim cứng  = (1824) 10-3mm

14

Tản mạn … độ sắc của dao cạo

15

Dao cạo có bán kính lưỡi cắt như thế nào thì là sắc? Cùn?

 Lưỡi dao cạo có bán kính >0.005 mm thì coi là cùn

Lưỡi dao cạo thương mại có bán kính lưỡi cắt là bao nhiêu?

 0,0004 mm

Nguồn: https://northarmknives.com/razor-sharp/

Bán kính lưỡi cắt  chiều sâu cắt nhỏ nhất

16

Chiều sâu cắt (t) < ½ bán kính lưỡi cắt () thì quá trình cắt không thực hiện được mà sinh ra hiện tượng trượt.

 t

Bề mặt chi tiết sau khi ra công

Bề mặt chi tiết trước khi ra công

Lưỡi cắt

Trang 31

Một số loại dao tiện và các nguyên công

Nguyên công tiện

Dao tiện

Dao tiện và các nguyên công

Các mảnh lưỡi cắt

Các bề mặt trên chi tiết gia công

Mặt đang gia công C

Mặt đã gia công E Vùng cắt

Mặt chưa gia công F

Trang 32

Thông số hình học dao ở trạng thái tĩnh

Trạng thái tĩnh

 Dao được xét như một vật thể hình học đứng yên coi

như không có chuyển động chạy dao (S = 0).

 Dao được gá đúng (mũi dao gá ngang tâm chi tiết, trục

dao thẳng góc với đường tâm chi tiết)

 Không kể đến các hiện tượng vật lý xảy ra trong quá

trình cắt (rung động, nhiệt, biến dạng v.v…)

Thông số hình học dao ở trạng thái tĩnh (tiếp)

22

Trang 33

Hệ quả:  +  + 1 = 1800

Xác định trên mặt phẳng cắt

 Góc nâng

26

Góc nâng của lưỡi cắt chính

Góc trong các tiết diện

Các góc của mũi khoan

Trang 34

Các góc của dao phay trụ răng nghiêng

Các góc của dao phay mặt đầu răng chắp

30

Các góc của dao phay mặt đầu răng chắp

31

Có 3 lưỡi cắt: 1-2, 2-3, 3-4

- Khi phay bằng mặt đầu: 2-3 là lưỡi cắt chính, 3-4 là lưỡi cắt phụ, 2-1

không tham gia làm việc.

- Khi phay mặt phẳng thẳng đứng bằng lưỡi cắt trên mặt trục: chỉ có

1-2 tham gia cắt, lúc này dao phay mặt đầu làm việc như dao phay trụ.

Các góc mài

Vấn đề khi mài: các góc mài nằm trong tiết diện dọc và ngang.

Cách giải quyết?

32

Trang 35

Quan hệ góc độ của dao giữa tiết diện chính phụ và tiết diện dọc

ngang

33

x y x y

Dấu trên ứng với λ <0

Dấu dưới ứng với λ >0

Thông số hình học của dao khi làm việc (trạng thái động)

Khi có chạy dao dọc

Véc tơ tốc độ cắt chính

Điểm trên lưỡi cắt

Chương 2: Thành phần kết cấu và thông số hình học dụng cụ cắtThông số hình học của dao khi làm việc (trạng thái động)

Các mặt tọa độ

 Mặt đáy dụng cụ cắt khi làm việc (Pre)

 Mặt cắt dụng cụ cắt khi làm việc (Pse)

 Mặt phẳng làm việc (Pxe)

 Mặt phẳng song song trục thân dao (Pye)

Các mặt tọa độ ở trạng thái làm việc và trạng thái tĩnh khác nhau như thế nào?

Chương 2: Thành phần kết cấu và thông số hình học dụng cụ cắtThông số hình học của dao

Các yếu tố ảnh hưởng góc dao

 Trục dao không thẳng góc với trục chi tiết

 Gá đặt mũi dao không ngang tâm

 Ảnh hưởng của chuyển động chạy dao

 Ảnh hưởng của các hiện tượng vật lí xảy ra trong quá trình cắt (lẹo dao, mòn dao)

Trang 36

Thông số hình học của dao

37

Ảnh hưởng của việc gá trục dao không vuông góc với đường tâm

chi tiết

- Dấu trên ứng với dao nghiêng sang phải

- Dấu dưới ứng với dao nghiêng sang trái.

39

Ảnh hưởng của việc gá dao không ngang tâm chi tiết

y- góc giữa vị trí I và II của mặt cắt (và do đó là góc giữa hai vị trí I và II của mặt đáy), về trị số:

Trang 37

41

Khi tiện bề mặt ngoài :

- Gá cao hơn tâm  và 1tăng

- Gá thấp hơn tâm  và 1giảm

Khi tiện bề mặt trong :

- Gá cao hơn tâm  và 1giảm

- Gá thấp hơn tâm  và 1tăng

Ảnh hưởng của việc gá dao không ngang tâm chi tiết (tiếp)

42

Ảnh hưởng của chạy dao ngang

1 1

Ảnh hưởng của chạy dao dọc

222

Câu hỏi ôn tập

2-1 Hãy trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi góc độ của dụng cụ cắt

trong quá trình làm việc (vẽ hình minh họa)

Trang 38

HẾT CHƯƠNG 2

Trang 39

BÀI GIẢNG

Viện Cơ Khí

Nội dung Chương 3

Tản mạn … chuyển động cắt gọt trong đời thường

Hãy miêu tả một số chuyển động cắt thường gặp trong đời

 Chuyển động ăn dao

Là chuyển động để cắt hết lượng vật liệu dư

Trang 40

Tản mạn …

Phân tích chuyển động cắt và chuyển động ăn dao trong các

quá trình cắt (ăn dần) gặp trong đời sống hàng ngày.

Ví dụ sơ đồ động học quá trình cắt (tiếp)

 Chi tiết quay, dụng cụ tịnh tiến

 Tiện chạy dao dọc

 …

 Dụng cụ quay, chi tiết tịnh tiến

 Tiện trong ăn dao dọc trên máy doa

 Tiện ren trên máy tự động

 …

 Dụng cụ vừa quay vừa tịnh tiến

 Khoan trên máy khoan

Tiện mặt trụ ngoài

Khỏa mặt đầu

Các nguyên công tiện

Tiện côn

Định dạng
Số trang	116
Dung lượng	17,76 MB