de cuong hoc phan NLC CHUAN

LỜI NÓI ĐẦU Nguyên lý cắt môn học chuyên ngành(Học phần bắt buộc), dùng làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật khí, chương trình đào tạo 110 tín trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp Môn học cung cấp kiến thức ngun lý gia cơng có phoi, thơng số hình học phần cắt, vật liệu dụng cụ cắt phạm vi sử dụng chúng, nguyên tắc kết cấu dụng cụ cắt thơng thường Nhóm biên soạn xin trân trọng cảm ơn đóng góp ý kiến , phản biện giảng viên đồng nghiệp Do thời gian hạn chế lần biên soạn đầu tiên, chắn khơng tránh khỏi sai sót Nhóm biên soạn mong nhận ý kiến đóng góp bạn đồng nghiệp em sinh viên để tiếp tục chỉnh sữa, bổ sung nội dung cần thiết cho lần tái Mọi ý kiến đóng góp xin gửi tới người biên tập:Chu Việt Khánh email:khanhcv@bcit.edu.vn Xin trân trọng cảm ơn! MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ CHƯƠNG 2: CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 34 CHƯƠNG 3: CHẾ ĐỘ CẮT GIA CƠNG CƠ KHÍ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .111 CHƯƠNG 1: THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ CẮT VÀ LỚP CẮT 1.1: Những khái niệm định nghĩa 1.1.1: Các chuyển động cắt Các chuyển động diễn trình cắt gồm: chuyển động cắt chính, chuyển động chạy dao chuyển động phụ a b Hình 1.1: Các chuyển động trình cắt a: trình tiện; b: q trình phay V: chuyển động cắt chính; S: chuyển động chạy dao * Chuyển động cắt chính: - Là chuyển động tạo phoi - Xác định tốc độ bóc tách phoi tiêu thụ chủ yếu cơng suất cắt - Có thể chuyển động tịnh tiến quay tròn, dao phơi thực Ví dụ: Khi tiện, chuyển động quay tròn phơi chuyển động cắt chính.; Khi bào, chuyển động tịnh tiến dao bào chuyển động cắt chính; Khi khoan, chuyển động quay tròn mũi khoan chuyển động cắt chính; … * Chuyển động chạy dao: chuyển động cần thiết để trì q trình cắt Ví dụ: Khi tiện, chuyển động tịnh tiến dao sau vòng quay phơi chuyển động chạy dao Khi phay, chuyển động tịnh tiến bàn máy mang phôi chuyển động chạy dao Khi bào hay phay dao phay đĩa môđun, chuyển động chạy dao gián đoạn; Khi tiện, chuyển động chạy dao liên tục Hợp chuyển động cắt chuyển động chạy dao tạo nên quỹ đạo chuyển động cắt tương đối điểm lưỡi cắt so với chi tiết gia cơng Ví dụ tiện ngồi, quỹ đạo chuyển động cắt tương đối đường xoắn vít; tiện mặt đầu, quỹ đạo chuyển động cắt tương đối đường xoắn Acsimet; phay quỹ đạo chuyển động cắt tương đối đường Xycloit; bào đường thẳng … * Chuyển động phụ: chuyển động để chuẩn bị kết thúc q trình cắt Ví dụ: chuyển động điều chỉnh cho dao chạm vào chi tiết trước gia công chuyển động rút dao cắt xong lớp cắt 1.1.2: Các bề mặt hình thành phơi Q trình cắt q trình hớt từ phôi lớp kim loại thừa dạng phoi tác dụng khối hình chêm gọi dụng cụ cắt để đạt chi tiết có hình dáng, kích thước độ xác theo yêu cầu Q trình hớt lượng kim loại thừa tạo nên bề mặt phơi, bề mặt Hình 1.2: Các bề mặt hình thành trình cắt (1: Bề mặt chưa gia cơng; 2: Bề mặt gia công; 3: Bề mặt gia công) • Bề mặt gia công: bề mặt phôi hớt lớp kim loại dạng phoi • Bề mặt chưa gia cơng: bề mặt phôi hớt lớp kim loại • Bề mặt gia cơng: bề mặt chuyển tiếp mặt chưa gia công Hay định nghĩa xác hơn: tập hợp quỹ đạo chuyển động cắt tương đối điểm đoạn lưỡi cắt tham gia cắt Bề mặt gia công tiếp xúc với đoạn lưỡi cắt tham gia cắt 1.1.3: Các bề mặt phần cắt dụng cụ cắt Quá trình cắt kim loại trình biến dạng dẻo cưỡng tách lớp kim loại tác dụng vật thể cứng có dạng chêm gọi dụng cụ cắt” Như vậy, dù có kết cấu bên ngồi khác nhau, dụng cụ có kết cấu giống phần cắt tương tự có dạng chêm Mặt khác, gia cơng cắt gia cơng dao cắt đơn chiếm vị trí quan trọng: tiện, bào, xọc…v.v Dao tiện sử dụng máy tiện chiếm tỷ lệ lớn 30-40% tổng số máy cắt kim loại Vì vậy, dao tiện dạng phổ biến có cấu tạo đơn giản dụng cụ cắt mà lại có đầy đủ yếu tố kết cấu dụng cụ cắt” Chính dao tiện ngồi lấy làm sở để nghiên cứu thống số hình học phần cắt dao Một dụng cụ cắt thông thường gồm hai phần phần thân phần cắt Hình 1.3: Quan hệ phần cắt dao tiện với số loại dao khác Phần thân Phần thân dụng cụ phần nối phần cắt dụng cụ với máy Nó có nhiệm vụ: - Định vị kẹp chặt phần cắt dụng cụ so với máy - Truyền chuyển động công suất cắt từ máy tới phần cắt dụng cụ Phần thân dụng cụ khối trụ tròn, lăng trụ hay Phần thân thường làm loại vật liệu có tính trung bình, khác với vật liệu phần cắt, ví dụ thép 45, 50, 40X, … Phần cắt Phần cắt dụng cụ phần trực tiếp tham gia trình cắt Phần cắt thường chế tạo loại vật liệu có tính cắt tốt thép gió, hợp kim cứng, gốm, kim cương,… Chất lượng độ xác phần cắt ảnh hưởng định đến chất lượng dụng cụ cắt Phần cắt dụng cụ bao gồm lưỡi cắt bề mặt nghiên cứu Hình 1.4: Các yếu tố phần cắt dao tiện a Các bề mặt hình thành phần cắt dụng cụ trình cắt • Mặt trước: bề mặt dao tiếp xúc với phoi Trong trình cắt phoi hình thành mặt trước • Mặt sau chính: bề mặt dao đối diện với mặt gia cơng phơi • Mặt sau phụ: bề mặt dao đối diện với mặt gia cơng phơi • Mặt chuyển tiếp: bề mặt nối tiếp mặt sau mặt sau phụ Mặt chuyển tiếp mặt phẳng mặt cong tuỳ theo kết cấu phần cắt dụng cụ cắt Các bề mặt phần cắt dụng cụ mặt phẳng, có mặt cong Giao tuyến chúng tạo nên lưỡi cắt • Lưỡi cắt chính: giao tuyến mặt trước mặt sau Lưỡi cắt tham gia cắt chủ yếu suốt q trình cắt • Lưỡi cắt phụ: giao tuyến mặt trước mặt sau phụ Trong trình cắt phần nhỏ lưỡi cắt phụ tham gia cắt Trên phần cắt có nhiều lưỡi cắt lưỡi cắt phụ Ví dụ: dao tiện ngồi có lưỡi cắt lưỡi cắt phụ; dao tiện cắt đứt có lưỡi cắt hai lưỡi cắt phụ; mũi khoan có hai lưỡi cắt hai lưỡi cắt phụ; Hình 1.5: Dao tiện cắt đứt dao tiện ngồi • Mũi dao: phần chuyển tiếp lưỡi cắt lưỡi cắt phụ Mũi dao nhọn có dạng cung tròn với bán kính ρ Thực tế mũi dao không nhọn tuyệt đối mà tồn bán kính cong ρ Trị số bán kính cong mũi dao ρ phụ thuộc vào vật liệu chế tạo dụng cụ cách mài dao Chế độ cắt có ảnh hưởng quan trọng nhiều mang tính định tới suất gia cơng chất lượng lớp bề mặt gia công Các yếu tố chế độ cắt bao gồm tốc độ cắt V, lượng chạy dao S, chiều sâu cắt t Hình 1.6: Các yếu tố trình cắt a Tiện với lượng chạy dao dọc; b Tiện với lượng chạy dao ngang • Tốc độ cắt: lượng dịch chuyển tương đối điểm lưỡi cắt so với bề mặt gia công Đo theo phương chuyển động cắt tương đối đơn vị thời gian • Tốc độ cắt xác định tốc độ bóc tách phoi n   V0 V Hình 7: Các thành phần véctơ tốc độ cắt Tốc độ cắt điểm lưỡi cắt biểu diễn vectơ V :    V = Vο + S  Vo - vectơ tốc độ chuyển động cắt  S - vectơ tốc độ chạy dao Trị số tốc độ chạy dao S thường nhỏ so với tốc độ cắt V o Do đó, tốc độ cắt V tốc độ cắt V o có trị số xấp xỉ Để đơn giản cho việc tính tốn, trị số tốc độ cắt điểm lưỡi cắt coi trị số tốc độ cắt điểm đó, tốc độ cắt tính gần đúng: V = Vο Khi tiện ngoài, tốc độ cắt thay đổi theo quy luật giảm dần ứng với điểm gần mũi dao Khi tiện cắt đứt xén mặt đầu, tốc độ cắt giảm dần mũi dao tiến gần tới tâm phơi Vì vậy, trị số tốc độ cắt qui ước tính điều kiện làm việc nặng nề tức tính ứng với đường kính lớn phơi gia cơng bề mặt ngồi đường kính lớn chi tiết gia cơng bề mặt Ví dụ tiện ngồi, tiện cắt đứt, xén mặt đầu tính theo đường kính bề mặt chưa gia cơng Khi tiện lỗ tính theo đường kính bề mặt gia cơng Khi tiện phơi có đường kính D [mm], tốc độ quay trục n [v/p] tốc độ cắt tính bằng: V = ∏ D.n [m / p ] 1000 Khi gia công, tốc độ cắt V xác định (bằng cách tính tra sổ tay), muốn đạt tốc độ cắt ta phải tính tốc độ quay trục chính, sau đối chiếu với cấp tốc độ máy Tốc độ quay trục tính theo cơng thức: n= V 1000 [v / p ] Π.D n: tốc độ vòng quay trục [v/p] D: đường kính phơi gia cơng điểm xét [mm] Tốc độ cắt có ảnh hưởng quan trọng tới chất lượng bề mặt gia công, suất gia công, tuổi bền dụng cụ, … Tuỳ theo vật liệu gia công, vật liệu dụng cụ cắt, tính chất gia cơng, … mà chọn trị số vận tốc cắt V thích hợp Lượng chạy dao: lượng dịch chuyển lưỡi cắt so với bề mặt gia công đơn vị quy ước đo theo phương chuyển động chạy dao Đơn vị quy ước phút, giây, vòng, hay hành trình kép Lượng chạy dao ảnh hưởng định đến độ nhẵn bóng bề mặt gia công, tuổi bền dụng cụ, suất gia công, … Chọn trị số lượng chạy dao S hợp lý có ý nghĩa thực tiễn to lớn Tuỳ theo phương chạy dao tuỳ theo đơn vị quy ước mà ta có loại lượng chạy dao khác Khi phương chạy dao song song với đường tâm chi tiết ta có chạy dao dọc Khi phương chạy dao vng góc với đường tâm chi tiết ta có chạy dao ngang Khi phương chạy dao hợp với đường tâm chi tiết góc ta có chạy dao đường chéo Khi lượng chạy dao tính lượng dịch chuyển lưỡi cắt so với bề mặt gia công đo theo phương chạy dao thời gian phút ta có lượng chạy dao phút: Sp [mm/p] Khi lượng chạy dao tính lượng dịch chuyển lưỡi cắt so với bề mặt gia công phơi dao quay vòng ta có lượng chạy dao vòng: Sv [mm/v] Khi lượng chạy dao tính lượng dịch chuyển lưỡi cắt so với bề mặt gia công đo theo phương chuyển động chạy dao thời gian dao quay góc góc hai răng, ta có lượng chạy dao răng: Sr [mm/r] Khi lượng chạy dao tính lượng dịch chuyển lưỡi cắt so với bề mặt gia công đo theo phương chạy dao dao phơi thực hành trình kép ta có lượng chạy dao hành trình kép: Shtk [mm/htk] Khi phay với số dao phay Z dao quay vòng Z răng, lượng chạy dao vòng tính bằng: Sv = Z.Sr • Chiều sâu cắt: khoảng cách bề mặt gia công bề mặt chưa gia cơng, đo theo phương vng góc với bề mặt gia cơng Kí hiệu: t [mm] Chiều sâu cắt t có ý nghĩa quan trọng, ảnh hưởng tới chất lượng chi tiết gia công, tuổi bền dụng cụ, suất gia công, … Khi chọn trị số chiều sâu cắt lớn suất gia công cao chất lượng bề mặt gia công lại thấp Chiều sâu cắt tiện ngồi tính theo công thức: t= Do − D [mm] Chiều sâu cắt tiện tính theo cơng thức: t= D − Do [mm] D0: đường kính chi tiết trước gia cơng D: đường kính chi tiết sau gia cơng Hình 1.8: Chiều sâu cắt tiện tiện ngồi 1.2: Thơng số hình học phần cắt xét trạng thái tĩnh 1.2.1: Xác định tiết diện phụ Khi nghiên cứu thơng số hình học dụng cụ cắt, phải đặt dụng cụ mặt phẳng toạ độ Các mặt toạ độ quy ước, nhằm xác định xác thống góc phần cắt dao, chúng gồm: mặt cắt, mặt đáy, tiết diện chính, tiết diện phụ, tiết diện dọc, tiết diện ngang, Hình 1.9: Mặt đáy mặt cắt Khi nghiên cứu ảnh hưởng thông số hình học phần cắt dụng cụ tới trình cắt, người ta phải xét trị số thông số hình học tiết diện tiết diện phụ Nhưng đồ gá mài sắc dụng cụ quay theo phương vng góc, nên để đạt trị số xác thơng số hình học dụng cụ tiết diện phụ người ta phải nghiên cứu thơng số hình học dụng cụ tiết diện dọc ngang, phải nghiên cứu mối quan hệ thơng số hình học dụng cụ tiết diện phụ với thơng số hình học dụng cụ tiết diện dọc ngang Mặt cắt điểm lưỡi cắt mặt phẳng chứa véc tơ tốc độ cắt điểm tồn lưỡi cắt (nếu lưỡi cắt thẳng) chứa đường thẳng tiếp tuyến với lưỡi cắt điểm (nếu lưỡi cắt cong) Mặt đáy điểm lưỡi cắt mặt phẳng vng góc với véctơ tốc độ cắt điểm Mặt đáy điểm lưỡi cắt ln vng góc vi mt ct ti im ú X-X Vết mặt đáy Vết mặt cắt N1-N1 N-N Y n Y-Y N1 N X S N1 X Y N Hình 1.10: Tiết diện (N-N), tiết diện phụ (N1-N1), tiết diện dọc (Y-Y) ngang (X-X) • Tiết diện điểm lưỡi cắt mặt phẳng vng góc với hình chiếu lưỡi cắt mặt đáy • Tiết diện phụ điểm lưỡi cắt phụ mặt phẳng vng góc với hình chiếu lưỡi cắt phụ mặt đáy • Tiết diện ngang (X-X) điểm lưỡi cắt mặt phẳng chứa phương chạy dao thẳng góc với mặt đáy điểm • Tiết diện dọc (Y-Y) điểm lưỡi cắt mặt phẳng đồng thời thẳng góc với mặt đáy tiết diện ngang điểm Các góc dao xét trạng thái tĩnh gọi góc tĩnh, góc tĩnh cần thiết cho việc thiết kế, chế tạo kiểm tra hình dáng hình học dụng cụ Nó gồm góc sau: 10 i - số lần chuyển dao để cắt hết lượng dư Lực cắt phay tớnh theo cụng thức: Pz = C P t 0xp S Zyp B zp D qp Z KV K γ , N Cụng suất cắt phay tớnh theo cụng thức: N C = C N t 0xn S Zyn B zn D qn K N , KW Cỏc hệ số, số mũ hệ số điều chỉnh tra sổ tay Tính Pz cú thể tính cụng suất cắt theo công thức: NC = PZ V , KW 60.103 3.4 Chế độ cắt gia công mài: 3.4.1 Các phương pháp mài: Đặc điểm phương pháp Mài phương phỏp gia cụng cắt sử dụng rộng rúi cỳ lịch sử lõu đời Tuy nhiờn phải đến kỷ thứ 19, xuất mỏy mài cỏc loại vật liệu tổng hợp thỡ việc gia cụng mài cú bước phỏt triển nhảy vọt Hình 3.22 Sơ đồ cắt hạt mài 98 + Đỏ mài coi loại dụng cụ cắt nhiều lưỡi, cỏc lưỡi cắt khụng giống nhau, mà xếp lộn xộn chất dớnh kết + Hỡnh dạng hỡnh học hạt mài khỏc nhau, gúc trước thường γ < 00, đú khụng thuận lợi cho quỏ trỡnh thoỏt phoi cắt gọt Vỡ lực hướng kớnh Py mài lớn + Tốc độ cắt mài lớn V=30÷ 50m/s, cựng lỳc, thời gian ngắn tớnh giõy cú nhiều hạt mài cựng tham gia vào cắt gọt tạo nhiều phoi vụn + Độ cứng hạt mài cao, đú cú thể cắt gọt loại vật liệu cứng mà cỏc loại dụng cụ cắt khắc, khụng cắt như: thộp đú tụi, hợp kim cứng v.v… + Do cú nhiều hạt mài cựng tham gia cắt gọt với γ < 00 tạo ma sỏt lớn với vật liệu gia cụng gọi tượng “ cắt, cào xước” làm chi tiết gia cụng bị nung núng nhanh nhiệt độ vựng mài lớn (từ 10000C – 15000C) + Lực mài nhỏ diện tớch tiếp xỳc đỉnh hạt mài với bề mặt gia cụng nhỏ nờn lực cắt đơn vị lớn + Trong quỏ trỡnh mài, đỏ mài cú khả tự mài sắc nghĩa cỏc hạt cựn bị bật khỏi chất dớnh kết cỏc hạt cú đỉnh sắc lõn cận tham gia cắt Hoặc hạt mài cựn bị vỡ tạo thành cỏc lưỡi cắt sắc mới, tham gia cắt + Do khụng thể thay đổi vị trớ hỡnh dạng hỡnh học hạt mài đỏ mài nờn việc điều khiển quỏ trỡnh mài khú khăn + Quỏ trỡnh mài tạo cho bề mặt gia cụng lớp cứng nguội, phõn bố khụng đều, chiều dày vào khoảng 2µk hỡnh thành lờn ứng suất dư giỏ trị ứng suất dư quỏ lớn, tạo vết nứt tế vi làm giảm độ bền chi tiết, để khắc phục cần mài nghiền Đặc biệt cứng T ĐC T1, T2 ĐC1, ĐC2 99 Chỳ thớch: Độ cứng tăng theo chiều tăng số cấp độ cứng Khi mài tinh dựng cỡ hạt nhỏ Khi gia cụng vật liệu mềm dẻo, để giảm tượng nhột phoi lỗ bề mặt đỏ mài, nờn dựng cỡ hạt lớn Hạt mài phõn thành nhúm (bảng): TT Nhúm Độ hạt Hạt mài 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16 Bột mài 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3 Bột m ịn M63, M50, M40, M28, M20, M14 Bột cực mịn M10, M7, M5, M3, M2, M1 Nhúm 1và đơn vị ứng với 0.01mm Nhúm đơn vị ứng với 0.001mm Ngoài kớch thước hạt cũn phải tăng trường hợp sau: - Dựng đỏ chất Bakờlit, B để thay cho chất dớnh kết K - Tăng số vũng quay đỏ - Tăng cung tiếp xỳc đỏ mài chi tiết gia cụng - Mài vật liệu cú độ dẻo cao Cấu trúc đá mài Cấu trúc đỏ mài thể tỷ lệ phần trăm thể tớch hạt mài, thể tớch chất dớnh kết, thể tớch khoảng trống đỏ mài Cỏc tỷ lệ thể tớch đú định độ chặt (hay độ xốp) đỏ mài Cấu trỳc đỏ mài chia làm 13 cấp, đỏnh số từ cấp 0÷ 12 Số cấp cấu trỳc cao, khoảng cỏch cỏc hạt mài lớn, đú đỏ mài xốp nghĩa số lượng hạt mài giảm khoảng trống tăng Phõn loại cấu trỳc đỏ mài tỷ lệ phần trăm hạt mài cấp cho bảng sau: 100 Loại Cấu Chặt Trung bỡnh Xốp trúc Cấp Cấu trúc 11 12 Số % hạt mài 62 60 58 thể 56 54 52 50 48 46 44 40 38 tớch đỏ mài Đỏ cú cấu trỳc xốp dựng để mài cao tốc tốt vỡ phoi ớt bị nhột vào đỏ, ma sỏt giảm nờn cú thể mài với chiều sõu cắt lớn, sửa đỏ ớt tăng suất cao Thực nghiệm cho thấy, đỏ mài xốp, bề mặt gia cụng ớt bị chỏy Nếu đỏ mài mềm, nờn chọn cấu trỳc xốp để phoi ớt bị nhột vào bề mặt đỏ Để tạo độ xốp cho đỏ, chế tạo đỏ mài người ta trộn thờm cỏc chất phụ mựn cưa, than vụn, graphit…Khi thiờu kết, cỏc chất phụ chỏy tạo cỏc khoảng trống Hỡnh dỏng đỏ mài Hỡnh dỏng đỏ mài quy định theo tiờu chuẩn phõn loại sau: Đối với viờn mài cú cỏc loại từ V1 đến V20 Đối với đầu mài cú cỏc loại từ Đ1 đến Đ7 Với thỏi mài cú: T1đến T6, với miếng mài cú: M1 đến M6 Để tiện cho việc chọn đỏ, trờn mặt đầu đỏ mài ghi cỏc thụng số kỹ thuật đỏ mài Vớ dụ: Cn40CV1G 101 V1-400x40x203 30m/s Mài tròn ngồi Hình 23 Sơ đồ cắt mài tròn Quỏ trỡnh mài trũn cỳ bốn chuyển động cắt: -Chuyển động quay trũn đỏ chuyển động cắt chớnh Tốc độ cắt đỏ mài tớnh bằng: VK = π D K n K , m/s 1000.60 Thường lấy: Vk=18 ÷ 50m/s -Chuyển động quay trũn cỏc chi tiết gia cụng với tốc độ tớnh theo cụng thức: 102 V= Thường lấy: π D.n , m/phỳt 1000 V=( 1 ÷ ) VK 40 100 -Chuyển động tịnh tiến đảo chiều đỏ dọc theo trục chi tiết gia cụng Đú chuyển động chạy dao hướng trục với lượng chạy dao bằng: St = (0,3 ÷ 0,6)B -Chuyển động chạy dao hướng kớnh St Đú chớnh chiều sõu ăn dao ứng với lần chạy dao Thường lượng chạy dao hướng kớnh mài nhỏ, khoảng St = 0.005÷ 0.025 mm đõy: DK - Đường kớnh đỏ mài, mm nK - Số vũng quay đỏ mài phỳt, vg/ph D - Đường kớnh phụi, mm N - Số vũng quay phụi phỳt, vg/ph B - Chiều rộng đỏ mài, mm Mài trũn (mài lỗ) Hình 24 Sơ đồ cắt mài trũn 103 Mài lỗ cú bốn chuyển động cắt mài trũn Chuyển động quay trũn đỏ chuyển động cắt chớnh, với tốc độ cắt Vđ = 18÷ 30m/s Tốc độ cắt mài lỗ thường nhỏ so với mài trũn vỡ mài lỗ, đường kớnh đỏ mài bị khống chế đường kớnh lỗ phụi Để vừa đảm bảo suất cắt, vừa đảm bảo chất lượng bề mặt gia cụng, thường chọn đường kớnh đỏ mài lỗ Dk = (0,6÷ 0,8)D Trong đú D đường kớnh lỗ phụi Mặt khỏc số vũng quay đỏ bị giới hạn số vũng quay trục chớnh mỏy mài Chi tiết quay ngược chiều với đỏ mài, thường lấy số vũng quay chi tiết lớn so với trường hợp mài trũn ngoài, lượng chạy dao hướng kớnh lấy nhỏ so với mài trũn Cũn lượng chạy dao hướng kớnh lấy bằng: St = (0,2÷ 0,8)B Trong đú: B - chiểu rộng đỏ mài, mm Khi mài trũn chi tiết lớn, nặng: chi tiết đứng yờn, cũn đỏ mài vừa quay trũn quanh trục nú vừa quay hành tinh theo bề mặt lỗ phụi, đồng thời thực cỏc chuyển động chạy dao hướng trục hướng kớnh Mài vụ tõm Hình 25 Sơ đồ mài vụ tõm 104 Mài vụ tõm phương phỏp mài cho hiệu kinh tế cao vỡ giảm bớt đựơc thời gian kẹp chặt định tõm chi tiết, yờu cầu tay nghề cụng nhõn khụng cao, ớt phế phẩm dễ tự động hoỏ Mài vụ tõm dựng để mài trũn trong, cho chất lượng bề mặt gia cụng cao Cú thể thực phương phỏp chạy dao: Mài chạy dao dọc mài chạy dao ngang Phương phỏp thứ dựng để mài cỏc chi tiết dai khụng cú bậc, phương phỏp thứ hai dựng để mài cỏc chi tiết cú bậc, cỏc chi tiết cú chiểu dài gần chiều rộng đỏ Khi mài vụ tõm chạy dao dọc, chi tiết đặt tự trờn phiến tỳ 2, đỏ mài đỏ dẫn Phiến tỳ đặt song song với trục đỏ mài, mặt vỏt nú ộp chi tiết tiếp xỳc với đỏ dẫn để nhận chuyển động đỏ dẫn tạo nờn Trục đỏ dẫn gỏ nghiờng so với trục chi tiết gúc α = 10÷ 50 để truyền cho chi tiết chuyển động quay trũn chuyển động chạy dao dọc trục Do bề mặt đỏ dẫn chi tiết cú tiếp xỳc điểm Để trỏnh tượng trượt, bề mặt đỏ dẫn chế tạo theo dạng hypecbụlụit trũng xoay cỳ đường sinh đường thẳng Đỏ dẫn chế tạo chất dớnh kết Vunkanớt cú đàn tớnh cao để tạo ỏp lực tiếp xỳc đỏ dẫn với chi tiết Đồng thời tận lượng độ bền mũn cao đỏ Vunkanit nhằm tăng chất lượng bề mặt gia cụng Đỏ dẫn cú độ hạt chọn khoảng 16÷ 10 Tốc độ đú dẫn chọn nhỏ để tăng hệ số ma sỏt nhằm tăng lực ma sỏt đỏ dẫn với chi tiết Tõm chi tiết đặt cao tõm đỏ mài lượng h tra sổ tay (phụ thuộc vào đường kớnh chi tiết) Nếu gỏ chi tiết khụng đỳng nhận bề mặt gia cụng khụng trũn, cỳ dạng ụ van đa giỏc Cú thể lấy h = (0,5 ÷ 1)R Trong đú: R – bỏn kớnh chi tiết, h khụng vượt quỏ 10÷ 15mm Mài phẳng 105 Cú hai phương phỏp mài phẳng: Hình 26 Các phương pháp mài -Dựng mặt đầu đỏ để mài, gọi mài mặt mài xoa -Dựng chu vi đỏ để mài gọi mài lăn Phương phỏp mài xoa cú diện tớch tiếp xỳc mặt đầu đỏ với bề mặt gia cụng lớn nờn cho suất cắt cao Nhưng chất lượng bề mặt gia cụng thấp vỡ điều kiện làm nguội khú khăn Nhiệt mài phỏt sinh lớn, dễ gõy biến dạng nhiệt quỏ trớnh mài Khắc phục cỏch gỏ nghiờng trục đỏ gúc khoảng 0÷ 20 để giảm diện tớch tiếp xỳc đỏ với bề mặt gia cụng, đồng thời đưa dung dịch trơn nguội tới vựng cắt dễ Phương phỏp thường dựng để mài chi tiết cú độ chớnh xỏc thấp bề rộng mài nhỏ Phương phỏp mài lăn cú diện tớch tiếp xỳc chu vi đỏ với bề mặt gia cụng nhỏ nờn suất cắt thấp Nhưng dễ làm nguội cho chất lượng bề mặt gia cụng cao Phương phỏp thường dựng để mài chi tiết cú bề rộng lớn yờu cầu chớnh xỏc cao Mài phẳng cú bốn chuyển động cắt mài trũn ngoài: Đỏ mài thực chuyển động cắt chớnh chuyển động quay trũn quanh trục nú Sau hành trỡnh bàn mỏy, đỏ mài thực chuyển động ăn dao để cắt hết lượng dư Chi tiết kẹp trờn bàn mỏy thực chuyển động chạy dao dọc 106 chuyển động tịnh tiến quay trũn theo bàn mỏy, tuỳ thuộc vào kiểu mỏy mài sử dụng Để cắt hết chiều rộng chi tiết, đỏ mài thực chuyển động chạy dao ngang 4- LỰC VÀ CƠNG SUẤT CẮT KHI MÀI Hình 27 Lực cắt mài Khi mài, lực cắt phõn thành ba thành phần lực: Px, Py, Pz Do lượng dư mài nhỏ nên thành phần lực tiếp tuyến Pz đặc biệt lực chiểu trục Px nhỏ Do hạt mài phải bố bất hợp lý, góc trước γ đỉnh hạt mài thường có trị số lõm Nên tạo lực hướng kính Py lớn so với thành phần lực khác Thông thường: Py = (1 ÷ 3)Pz; Px = (0,05 ÷ 0,07)Pz Lực tiếp tuyến Pz tính theo cơng thức sau: Pz = Cpz V0,7 S0,7 t0,6, N Trong đó: V - tốc độ chi tiết gia công, m/ph 107 St - lượng chạy dao dọc, mm/vg t - chiều sau cắt, mm/htk CpZ - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công Khi mài thép tôi, lấy: Cpz=22 Khi mài thép chưa tôi, lấy: Cpz=21 Khi mài gang, lấy: Cpz=20 Mặc dù lực cắt Pz nhỏ tốc độ cắt đỏ mài lớn, nên cơng suất cắt mài lớn tính theo công thức sau: N = CN Vk0,5 St0.55 t0.5, KW Trong đó: Vk - tốc độ cắt đá mài, m/s CN - hệ số phụ thuộc vào loại đá mài, tra sổ tay Công suất động điện làm quay đá mài tính bằng: Ndc = Pz V K , KW 60.10 3.η1 Công suất động điện làm quay chi tiết gia công: N dc = Pz Vk K , KW 1000.η Trong đó: η1 η2 - hiệu suất truyền động từ động điện đến đá mài chi tiết gia công K - hệ số an toàn, bào đảm cho mày làm việc ổn định Thường lấy: K = 1,2 ÷ 1,5 - SỰ MÀI MÒN VÀ TUỔI BỀN CỦA ĐÁ MÀI Trong trình mài, hạt mài bị mòn khả cắt Tốc độ quay chi tiết, lượng chạy dao, chiều sâu mài ứng với t>0,005mm, độ cứng vật liệu 108 gia công lớn, độ hạt lớn, tốc độ quay đá nhỏ lực tác dụng lớn hạt mài riêng biệt lớn làm cho độ mòn đỉnh hạt mài lớn Đặc biệt hạt mài bị mòn nhiều chiều sâu mài t≤ 0,005mm xẩy trượt lớn hạt mài với bề mặt gia cơng Ngồi độ mòn đỉnh hạt mài, hố rỗng hạt mài bị bớt kín bụi phoi, mảnh hạt chất dính kết sinh mòn làm giảm khả cắt đá mài Khi gia công thô, thấy xuất chấn động, bề mặt gia công bị gằn Khi gia cơng tinh thấy xuất vệt sóng gợn sóng bề mặt gia cơng thấy độ nhẵn bề mặt gia cơng giảm cần phải tiến hành sửa đá vỡ đá bị mòn Có thể sửa đá đầu kim cương đá mài khác cứng hơn, sửa đá việc làm hạt bị cứng tạo hình dạng hình học xác cho đá mài bị sai lệch mòn không Đá mài chủ yếu để gia công tinh nên tiêu chuẩn mài mòn đá tiêu chuẩn mài mòn cơng nghệ tra sổ tay Khoảng thời gian cắt liên tục đá mài hai lần sửa đá gọi tuổi bền đá mài Tuổi bền đá mài thường lấy T=10 ÷ 16ph phụ thuộc vào kiểu mài Khi mài tròn ngồi, lấy: T= 30 ÷ 40ph Khi mài lỗ, mài định hình, lấy: T= 10ph Khi mài vơ tâm, lấy: T= 30 ÷ 60ph - CHỌN CHẾ ĐỘ CẮT KHI MÀI 1- Chọn đá mài: tuỳ theo điều kiện mài, yêu cầu gia công, vật liệu gia công mà chọn vật liệu mài, cỡ hạt, chất dính kết, cấu trúc đá mài, độ cứng hình dạng kích thước đá mài, tốc độ tiếp tuyến lớn cho phép đá mài Chọn sổ tay mài 109 3.4.2 Chiều sâu cắt: Phụ thuộc vào kiểu mài u cấu gia cơng: -Mài tròn ngồi: mài thơ, chọn: t = 0,01 ÷ 0,25mm mài tinh, chọn: t = 0,005 ÷ 0,075mm -Mài lỗ: mài thơ, chọn: t = 0,005 ÷ 0,03mm mài tinh, chọn: t = 0,002 ÷ 0,01mm -Mài vơ tâm: Khi mài thơ, chọn: t = 0,02 ÷ 0,2mm mài tinh, chọn: t = 0,0025 ÷ 0,01mm -Mài phẳng: mài thơ, chọn: t = 0,015 ÷ 0,15mm mài tinh, chọn: t = 0,005 ÷ 0,015mm Chiều sâu cắt mài tra sổ tay 3.4.3 Chọn lượng chạy dao dọc Lượng chạy dao dọc tính sau vòng quay chi tiết mài tròn sau hành trình kép bàn máy mài phẳng Thường lấy: St = (0,3 ÷ 0,6)B Trong đó: B- chiều rộng đá mài Lượng chạy dao dọc tra sổ tay 3.4 Chọn tốc độ cắt mài Tốc độ cắt đá mài chọn theo sổ tay, phụ thuộc vào độ bền đá mài, độ cứng vững cụng suất máy mài Theo tốc độ cắt đá chọn, cần hiệu chỉnh theo số vòng quay thiết kế máy mài Số vòng quay chi tiết gia công chọn theo sổ tay phụ thuộc vào vật liệu gia cơng, tính chất gia cơng độ cứng đá mài 110 3.4 Công suất cắt T0 = L h K , ph n S1 t Trong đó: L- chiều dài chi tiết gia cụng mài trũn chiều rộng chi tiết mài phẳng, mm n- số vũng quay chi tiết phỳt số hành trỡnh kộp bàn mỏy phút St- lượng chạy dao dọc sau vũng quay chi tiết sau hành trỡnh kộp bàn máy h- lượng dư gia cụng, mm t- chiều sau mài tinh sau lần chuyển dao, mm/htk K- hệ số tính đến việc quay dao thêm máy lần cuối để tăng độ nhẵn bề mặt Thường lấy: K = 1,4 ÷ 2,5 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình nguyên lý dụng cụ cắt Nhà xuất Hà Nội [2] Giáo trình dụng cụ cắt Nhà xuất trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp [3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tl,T2 Bộ môn Công nghê CTM Trường ĐHBK Hà nội.NXB Khoa học kỹ thuật( 1998-1999) [4] Chế đọ cắt gia công Bộ môn Công nghê CTM Trường ĐHBK Hà nội.(1975) [5] Nguyên ly cắt kim loại 111 Chủ biên Trần Sỹ Tuý 1985 112