Thực chất của phương pháp gia công cắt gọt kim loại là cắt bỏ đi trên bề mặt của phôi một lớp kim loại dư thừa (gọi là lượng dư gia công) để tạo cho chi tiết có hình dáng, kích thước, độ chính xác và độ bóng bề mặt theo yêu cầu, trên các máy cắt gọt kim loại (máy tiện, phay, bào, khoan, doa, mài vv…) nhờ các dụng cụ cắt (dao tiện, phay, mũi khoan, đá mài vv..)
PHẦN THỨ HAI : GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG CẮT GỌT • Thực chất phương pháp gia cơng cắt gọt kim loại cắt bỏ bề mặt phôi lớp kim loại dư thừa (gọi lượng dư gia cơng) để tạo cho chi tiết có hình dáng, kích thước, độ xác độ bóng bề mặt theo yêu cầu, máy cắt gọt kim loại (máy tiện, phay, bào, khoan, doa, mài vv…) nhờ dụng cụ cắt (dao tiện, phay, mũi khoan, đá mài vv ) • Gia cơng cắt gọt thường gia công lần cuối để tạo cho chi tiết máy xác hình dạng kích thước Khả chế tạo chi tiết máy xác hay khơng xác, tốt hay xấu tùy thuộc vào trình độ kỹ thuật khả thiết bị gia cơng WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM • Tỷ trọng gia cơng cắt gọt kim loại xí nghiệp khí chiếm tới 60% tổng số hao phí để sản xuất máy móc Trong nhà máy khí, phân xưởng gia cơng khí thường phân xưởng lớn có nhiều máy cơng cụ Trong thiết bị ngành khí, máy cắt kim loại chiếm số lượng lớn giữ vị trí vơ quan trọng • Máy cắt kim loại (máy cơng cụ) thiết bị bao gồm chuyển động theo nguyên lý phù hợp với trình cắt Các dụng cụ cắt, gá kẹp máy hoạt động theo nguyên lý WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Nội dung phần thứ ba bao gồm : • Nguyên lý cắt gọt kim loại: trình bày khái niệm động học cắt, dạng gia công bề mặt máy, vấn đề dụng cụ cắt, tượng học vật lý quan trọng xảy cắt • Máy cơng cụ : trình bày số cấu thông thường dùng máy, sơ đồ động nguyên lý xích động học đơn giản, phương pháp điều chỉnh xích động học tính tốn, lựa chọn bánh thay máy cơng cụ • Ngun lý gia công máy cắt gọt tiện, phay, khoan, bào, mài Và phương pháp gia cơng cắt gọt đặc biệt, phương pháp gia công tiên tiến WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM CHƯƠNG VI : NGUYÊN LÝ CẮT GỌT KIM LOẠI NỢI DUNG BÀI GIẢNG • • • • Khái niệm trình cắt gọt kim loại (chuyển động bản, thông số chế độ cắt ) Hình dáng hình học thông số dụng cụ cắt, vật liệu chế tạo dụng cụ cắt (cấu tạo dụng cụ cắt, mặt phơi, thơng số hình học đầu dao ) Các tương vật lý học xảy trình cắt gọt (quá trình tạo thành phoi, nhiệt cắt ảnh hưởng nhiệt q trình cắt, mài mịn dụng cụ cắt, lực cắt ) Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt (yêu cầu vật liệu làm dao, loại vật liệu làm dao ) WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM I Những khái niệm q trình gia cơng cắt gọt Thực chất – đặc điểm • Gia cơng kim loại cắt gọt trình lấy lớp vật liệu phôi (được gọi lượng dư gia cơng) để nhận chi tiết có hình dạng, kích thước chất lượng bề mặt theo yêu cầu • Quá trình cắt gọt thực nhờ máy cơng cụ dụng cụ cắt • Gia cơng cắt gọt dùng để gia cơng thơ, gia công tinh, gia công lần cuối để đạt độ bóng, độ xác cao Gia cơng cắt gọt kim loại dễ tự động hố, khí hố cho suất cao dùng sản xuất đơn chiếc, hàng loạt hàng khối WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM D phoâ i D c hi tiế t Lượng dư gia c ô ng Quá trình tiện Chuyển động quay tròn của phôi (chuyển động cắt) Chuyển động tiến dao dọc L c hi tiế t L tớ i Chuyển động lùi dao hướng kính Chuyển động lùi dao về vị trí ban đầu Chuyển động tiến dao hướng kính WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Chuyển động bản cắt gọt 2.1 Chủn đợng tác đợng • • • Chuyển động chính (chuyển động cắt) chuyển động tạo tốc độ cắt Vc Hướng của vectơ tốc đợ cắt gọi hướng cắt • Khi tiện chuyển động chuyển động quay trịn phơi, hướng cắt hướng tiếp tuyến với phơi • Khi phay, khoan, khoét, doa chuyển động chuyển động quay tròn dao, hướng cắt tùy thuộc vào đường kính dao • Khi bào chuyển động chuyển động tịnh tiến dao bào, hướng cắt trùng với hướng tiến dao Chuyển động tiến dao (chạy dao) chuyển động trì cho quá trình cắt diễn liên tục nhằm cắt hết bề mặt cần gia cơng Chủn đợng chạy dao có thể liên tục tiện, khoan, doa hay gián đoạn bào, xọc Chủn đợng tiến dao có tốc đợ nhỏ chủn đợng cắt Ký hiệu Vs • Khi tiện chuyển động tiến dao dọc ngang bàn xe dao (hoặc bàn dao dọc trên) bàn dao dao ngang thực • Khi phay, bào, mài chuyển động tiến dao bàn máy thực 1 2 Chuyển động cắt Chuyển động chạy dao WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM b Các loại vật liệu làm dao • Thép gió : thép gió thép hợp kim có hàm lượng vonfram cao (từ 0,9% đến 19%), cịn chứa ngun tố hợp kim khác crơm (3,8% - 4,6%), vanadium (1% - 5,1%), coban (0% - 10,5%), molipden (0% - 8,6%) Thép gió làm việc nhiệt độ 3500C – 6000C , độ cứng 62 – 65 HRC, thường dùng để làm dụng cụ cắt tarô , mũi khoan, dao tiện cắt đứt • Hợp kim cứng : hợp kim cứng chế tạo phương pháp luyện kim bột, quy trình luyện kim khơng nấu chảy Thành phần chủ yếu hợp kim cứng các bit khó nóng chảy cácbit wolfram (WC), cácbit Titan (TiC), cácbit Tantan (TaC) chất kết dính cơban tạo thành Các cácbit khó nóng chảy tạo dạng bột mịn, bột trộn với chất kết dính chủ yếu cơban theo tỷ lệ xác định Hỗn hợp sau trộn cho vào khn ép định hình để ép mảnh hợp kim cứng có kích thước hình dạng khác Các mảnh hợp kim cứng sau ép thêu kết lần cuối nhiệt độ 14000C – 16000C mơi trường hydro, lúc chất dính kết cơban chảy liên kết hạt cácbit lại với – Tùy theo thành phần cácbit mà loại hợp kim cứng có cơng dụng cụ thể khác Hợp kim cứng thường dùng để làm dao tiện để gia công loại thép, thép hợp kim, gang WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM • Vật liệu gốm: loại vật liệu phi kim loại, thành phần chủ yếu oxit nhôm (Al2O3) gờm có : loại gốm túy ( > 99,7% Al2O3 ) ; gốm + oxit (Al2O3 + ZnO2) , gốm + cácbit (Al2O3 + TiC Al2O3 + WC ) Gốm có độ cứng độ bền nhiệt cao (>12000C) độ bền uốn thấp Vật liệu gốm thường dùng chế tạo mảnh dao tiên tiêu chuẩn để gia cơng loại gang, thép • Nitribo (BN): có độ cứng, độ bền nhiệt, thường dùng làm dụng cụ gia cơng loại vật liệu có độ cứng cao thép hợp kim, thép Hiện người ta thường dùng nitritbo dạng lập phương thể tâm (CBN) • Kim cương (diamond) : có độ cứng cao độ bền nhiệt vad độ bền uốn thấp Hiện chủ yếu người ta dùng kim cương nhân tạo tổng hợp từ graphit áp suất nhiệt độ cao ( ≈ 10000at ; ≈ 25000C), thường dạng bột để chế tạo đá mài • Xem thêm bảng 6.1.trong SGK WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM III Cơ chế trình tạo phoi Các khái niệm trình tạo phoi Phoi Mặt phẳng trượt Dao Phôi WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Các loại phoi tiện WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM IV Các thông số chế độ cắt tiện Gồm tốc độ cắt Vc , bước tiến dao S chiều sâu cắt t • Tốc độ cắt tiện • Trong mặt phẳng làmurviệc u Prlv tốcurđộ cắt Ve theo phương tác động xác định :V e V c V c • Trong : Ve tốc độ cắt theo phương tác động Vc tốc độ cắt theo phương vng góc với bán kính quay phơi Vs tốc độ tiến dao dọc • Vì VC >> VS nên tính gần tốc độ cắt theo D: phnph phương tác dộng V sau V e V (m/ ph) e c 1000 • Trong : Dph đường kính phơi (mm) nph số vịng quay phơi phút (vg/phút) WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM • Chiều sâu cắt t khoảng cách giữa bề mặt gia công bề mặt chưa gia cơng (mm) • Bước tiến S khoảng cách liên tiếp giữa hai điểm lưỡi cắt sau dao dịch chuyển đoạn đường ứng với vịng quay phơi (mm/vịng) • Chiều dày phoi: a = S sin φ • Chiều rộng phoi: b = t /sin φ • Tiết diện lớp cắt F: F = a.b (mm2) WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Vs Vc t Lưỡi cắt phụ Lưỡi cắt chính Vết của mặt phẳng làm việc s t Vc Vs A φ b a Tiết diện ngang của phoi V Nhiệt cắt Các ng̀n nhiệt cắt • Ma sát: – Giữa phoi với mặt trước dao – Giữa mặt gia cơng với mặt sau dao • Sự biến dạng: Biến dạng đàn hồi, dẻo, phá huỷ lớp kim loại nằm phía trước dụng cụ cắt (sự dịch chuyển lớp kim loại theo mặt trượt hình hành phoi WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Sự phân bố nhiệt cắt • Nhiệt cắt Q sinh phân bố sau : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 (Kcalo/phút) Trong : • Q1 : lượng nhiệt truyền vào chi tiết gia công : – Làm thay đổi kích thước gia cơng – Gây sai số đo Gây tượng cháy bề mặt gia công • Q2 : lượng nhiệt truyền vào phoi, chiếm tỉ lệ lớn • Q3 : lượng nhiệt truyền vào dao : – Tăng khả mòn nhiệt độ cao, – Giảm tuổi bền dao • Q4 : lượng nhiệt truyền vào mơi trường WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM VI Mịn dụng cụ cắt a) b) c) d) Mòn mặt sau Mòn mặt trước sau Mòn mặt trước Mòn mũi dao WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM VII Bơi trơn làm nguội cắt • Để giảm ma sát nhiệt độ cắt khu vực cắt người ta tưới dung dịch trơn nguội, với mục đích: • Giảm q trình mịn dụng cụ cắt tăng chất lượng bề mặt gia công Dung dịch trơn nguội phải đảm bảo yêu cầu: Không làm gỉ máy, dụng cụ chi tiết gia công Không tác hại đến người Người ta thường sử dụng dung dịch trơn nguội Êmunxi WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Tưới dung dịch trơn nguội dòng chảy tự WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Tưới dung dịch trơn ng̣i dòng chảy có áp suất cao WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM Trọng tâm chương VI • Gia cơng cắt gọt ? Các chuyển động gia cơng cắt gọt • Định nghĩa mặt phẳng , lưỡi cắt góc dao tiện • Các yêu cầu vật liệu làm dao Nêu vài loại vật liệu làm dao thường dùng • Nêu thơng số chế độ cắt • Nguồn nhiệt phân bố nhiệt cắt • Các dạng mịn dao tiện WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM ... công cắt gọt đặc biệt, phương pháp gia công tiên tiến WWW.YOUR-COMPANY-URL.COM CHƯƠNG VI : NGUYÊN LY? ? CẮT GỌT KIM LOẠI NỢI DUNG BÀI GIẢNG • • • • Khái niệm trình cắt gọt kim loại (chuyển động