Đang tải... (xem toàn văn)
Khái niệm gia công kim loại bằng cắt gọt Định nghĩa Công cụ dùng trong gia công kim loại bằng cắt gọt + Máy cắt kim loại + Dụng cụ cắt + Đồ gá + Dụng cụ đo kiểm + Các mặt trên phôi đang gia công cắt gọt kim loại
Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Chơng 1: Khái niệm gia công kim loại cắt gọt 1.1 Định nghĩa: Gia công kim loại cắt gọt (GCCG) phơng pháp tạo hình cho chi tiết gia công cách cắt bỏ lớp kim loại d bề mặt vật gia công (phôi) để nhận đợc chi tiết có kích thớc, hình dáng yêu cầu kỹ thuật phù hợp với vẽ thiết kế Lớp kim loại bị cắt bỏ tạo thành phoi GCCG phơng pháp thiếu ngành chế tạo khí để nâng cao độ xác kích thớc, hình dáng chất lợng bề mặt chi tiết máy, đặc biệt chi tiết có yêu cầu độ xác lắp ghép cao GCCG phơng pháp gia công tiếp sau phơng pháp gia công tạo phôi 1.2 Công cụ dùng GCCG 1.2.1 Máy cắt kim loại (MCKL) thiết bị tạo chuyển động tạo hình cung cấp động lực cần thiết cho trình cắt 1.2.2 Dụng cụ cắt (dao cắt - DC) công cụ trực tiếp cắt bỏ lớp kim loại d bề mặt vật gia công để tạo thành phoi 1.2.3 Đồ gá trang bị công nghệ để định vị nhanh xác vị trí tơng đối DC phôi 1.2.4 Dụng cụ đo kiểm trang bị công nghệ dùng để đo lờng kiểm tra yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia công cho vẽ thiết kế 1.3 Các mặt phôi gia công - Mặt đà gia công bề mặt chi tiết đợc tạo thành sau dao đà cắt bỏ lớp kim loại d (hình H.1.1, mặt 1) - Mặt cha gia công bề mặt phôi, từ lớp kim loại d đợc cắt bỏ tạo thành phoi H.1.1 Các mặt (mặt 3) phôi - Mặt gia công bề mặt phôi tiếp gia công xúc với lỡi cắt dao, nối mặt đà gia công mặt cha gia công (mặt 2) 1.4 Các chuyển động cần thiết trình cắt 1.4.1 Nguyên lý tạo hình bề mặt gia công: Bề mặt đợc tạo nên trình cắt dựa vào nguyên lý: Cho đờng sinh S chuyển động theo khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... đờng dẫn hớng C H.1.2 Đờng sinh đờng dẫn Hình dạng bề mặt đợc tạo phụ hớng thuộc vào biên dạng đờng S đờng C Trên hình H.1.2a, đờng sinh đờng thẳng, đờng dẫn hớng đờng thẳng, bề mặt đợc tạo mặt phẳng Trên hình H.1.2b, đờng sinh đờng tròn, đờng dẫn hớng đờng thẳng, bề mặt đợc tạo mặt trụ 1.4.2 Chuyển động tạo hình cắt Đờng sinh đờng dẫn hớng máy đợc tạo nên chuyển động tạo hình cấu công tác (mang dao mang phôi) Các thành phần chuyển động tạo hình gồm có: a Chuyển động chuyển động tạo tốc độ cắt lớn cần thiết để tách phoi khỏi phôi, chuyển động quay n phôi (tiện, hình H.1.3a) dao (khoan, hình H.1.3b; mài, hình H.1.3c) thực hiện; chuyển động tịnh tiến V phôi (bào giờng) dao (bào ngang, hình H.1.3c; xọc; chuốt) thực b Chuyển động chạy dao chuyển động đa lỡi cắt từ vị trí đến vị trí khác để tiếp tục tách phoi khỏi phôi toàn bề mặt gia công, đợc ký hiệu chữ S Chuyển động chạy dao chuyển động tịnh tiến, liên tục dao (tiện, khoan) phôi (phay) thực Chuyển động chạy dao không liên tục, đợc thực sau hành trình đi-về chuyển động (bào) Chuyển động chạy dao chuyển động quay, phôi thực sơ đồ mài tròn, sơ đồ phay mặt trụ H.1.3 Chuyển động tạo (chi tiết gá bàn quay máy) hình Mỗi phơng pháp GCCG có (tiện, phay ) nhiều (mài) chuyển động chạy dao, riêng chuốt chuyển động chạy dao c Chuyển động phụ chuyển động cấu máy không trực tiếp tham gia vào trình tách phoi khái ph«i, song kh«ng thĨ thiÕu gia c«ng, gåm có: - Chuyển động phân độ chuyển động để chia bề mặt phôi thành phần theo quy luật đà định (phân độ để khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... gia công rÃnh máy phay vạn năng) Chuyển động phân độ đợc thực sau lần chạy dao) - Một số chuyển động phụ khác: chuyển động điều chỉnh vị trí ban đầu dao phôi, chuyển động đa dao vào vị trí gia công 1.5 Dụng cụ cắt kim loại (DC) 1.5.1 Phân loại: a Theo phơng pháp cắt, DC đợc phân thµnh: dao tiƯn, mịi khoan, mịi kht, mịi doa, dao phay, dao bào, dao xọc, dao chuốt, dao cắt răng, dao cắt ren, đá mài, b Theo tính chất gia công, DC đợc phân thành: dao cắt thô, dao cắt tinh c Theo hình dáng đầu dao, DC đợc phân thành: - Dao thờng (biên dạng lỡi cắt, kích thớc dao không phụ thuộc bề mặt gia công) - Dao định kích thớc (kích thớc dao định kích thớc bề mặt gia công) - Dao định hình (biên dạng lỡi cắt dao định biên dạng bề mặt gia công) 1.5.2 Kết cấu dao tiện đầu thẳng Kết cấu dao tiện gồm hai phần: đầu dao thân dao (hình H.1.4) a Đầu dao phần trực tiếp cắt bỏ lớp kim loại d, có yếu tố sau: - Mặt trớc mặt để thoát phoi trình cắt Mặt trớc dao tiện có dạng: phẳng (không có cạnh vát, hình H.1.5a; có cạnh vát, hình H.1.5b) cong (không có cạnh vát, hình H.1.5c; có cạnh vát âm, hình H.1.5g) - Mặt sau mặt đối diện với mặt ®ang gia c«ng cđa ph«i H.1.4 KÕt cÊu dao tiƯn H.1.5 Các dạng mặt trớc dao tiện - Mặt sau phụ đối diện với mặt đà gia công khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... - Lỡi cắt giao tuyến mặt trớc mặt sau chính, giữ nhiệm vụ cắt chủ yếu trình gia công Lỡi cắt thẳng cong - Lỡi cắt phụ giao tuyến mặt trớc mặt sau phụ Khi cắt, phần lỡi cắt phụ tham gia cắt Lỡi cắt phụ thẳng cong - Mũi dao đoạn nối tiếp lỡi cắt lỡi cắt phụ Mũi dao đoạn cong có bán kính r xác định đỉnh nhọn (r = 0) b Thân dao dùng để đỡ đầu dao gá dao lên máy Mặt cắt ngang thân dao tròn, vuông chữ nhật với kích thớc đợc tiêu chuẩn hoá 1.4.3 Vật liệu làm DC a Vật liệu phần cắt: Yêu cầu vật liệu phần cắt: - Độ cứng cao hẳn độ cứng vật liệu gia công (HRC 60) - Độ bền nhiệt cao - Chịu mài mòn tốt, độ bền học tốt, độ dẫn nhiệt tốt - Tính công nghệ cao - Rẻ tiền C¸c nhãm vËt liƯu thêng dïng: ThÐp c¸c bon dụng cụ: C 0,7%, độ cứng sau HRC 60 62, độ bền nhiệt (200 250)oC, đợc dùng để chế tạo DC cắt tốc độ thấp Thờng dïng: CD70, …, CD130, CD70A, …, CD130A ThÐp hỵp kim dụng cụ: hàm lợng cacbon cao số nguyên tố hợp kim (0,5 3)%, độ cứng sau nhiƯt lun HRC 62 68, ®é bỊn nhiƯt (300 350)oC, đợc dùng để chế tạo DC cắt tốc ®é trung b×nh thÊp Thêng dïng: 9CrS, CrW5, CrWMn, 13Cr Thép gió thép hợp kim dụng cụ có hàm lợng Cr, W, V cao, độ cứng sau nhiƯt lun HRC 62 65, ®é bỊn nhiƯt (600 650)oC ThÐp giã lµ vËt liƯu lµm dao cã tÝnh cắt tốt đợc sử dụng rộng rÃi Thép gió đợc phân thành hai nhóm (ký hiệu theo LB Nga): Nhóm có độ bền nhiệt trung bình: P18, P12, P9… ♪♪ Nhãm cã ®é bỊn nhiƯt cao: P9Ф5, P14Ф4, P182, P95 Hợp kim cứng (HKC) có độ cøng HRC 71 75, bỊn nhiƯt (900 1000)oC, cã thể cắt với tốc độ cao HKC đợc chế tạo phơng pháp luyện kim bột (ngời ta trộn cacbit vonfram WC, cacbit khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... titan TiC, cacbit tantan TaC dạng hạt mịn với chÊt dÝnh kÕt coban Co 24 giê Sau ®ã, đem hỗn hợp ép theo hình dạng xác định dới áp lực (100 140).106MPa thiêu kết nhiệt độ (1400 1500)oC) Các cacbit định tính chịu nhiệt HKC; hàm lợng Co tăng độ bền, tính dẻo HKC tăng, nhng tính chịu nhiệt lại giảm HKC đợc phân thành ba nhóm: Nhãm cacbit ký hiƯu lµ BK, gåm WC + Co (BK2, BK8 Chữ số đứng sau chữ K hàm lợng %Co, lại WC), đợc dùng làm DC để cắt vật liệu dòn Nhóm cacbit ký hiƯu lµ TK, gåm WC + TiC + Co (T15K6, T14K8 Các số đứng sau chữ T, K hàm lợng % TiC, Co, lại lợng WC), đợc dùng làm DC để cắt vật liệu dẻo, có độ bền, độ cứng cao, vật liệu chịu nhiệt gia công tinh Nhóm cacbit ký hiệu lµ T T K, gåm WC + TiC + TaC + Co (T T 7K12, T T 7K15… Ch÷ sè đứng sau hai chữ T T hàm lợng % cđa TiC + TaC, ch÷ sè kỊ sau ch÷ K hàm lợng %Co, lại lợng WC), đợc dùng làm DC để cắt vật liệu cứng có ®é bỊn rÊt cao VËt liƯu gèm cã tÝnh cắt tốt, độ bền nhiệt 1200 oC, độ cứng cao HRC 75 80 Song, giới hạn bền uốn thấp, độ dẫn nhiệt nên đợc sử dụng Các vật liệu tổng hợp gồm kim cơng nhân tạo, elbo Kim cơng có độ cứng tế vi cao HKC khoảng (5 6)lần, tính dẫn nhiệt cao (1,5 2,5)lần, nhng có nhợc điểm dòn, bền nhiệt (8001000)oC giá thành chế tạo cao Kim cơng đợc dùng chủ yếu để làm DC sửa đá mài, gia công HKC, kim loại màu, vật liệu phi kim loại tốc độ cắt cao Ngoài u điểm nh kim cơng, elbo có độ bền nhiệt cao (2000 oC) Hiện tại, elbo đợc sử dụng để làm đá mài b Vật liệu làm thân dao phải có tính tốt, độ dẫn nhiệt tốt, giá thành rẻ Để làm thân dao, thờng dùng loại thép: 40, 45, 40Cr, CD70, CD80 c Phơng pháp gắn vật liệu phần cắt lên thân dao: hàn đồng, kẹp khí 1.5 Thông số hình học đầu dao 1.5.1 Các mặt phẳng tọa độ Để định nghĩa góc dao, ngời ta lập hệ tọa độ Đề có gốc tọa độ điểm khảo sát lỡi cắt (hình H.1.6) gồm: mặt phẳng cắt, mặt phẳng đáy mặt cắt (hoặc mặt cắt phụ) a Mặt phẳng cắt đợc tạo tiếp tuyến khái niệm gia công kim lọai cắt gọt H.1.6 Các mặt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... với lỡi cắt điểm khảo sát véctơ tốc độ cắt điểm phẳng tọa độ b Mặt phẳng đáy mặt phẳng vuông góc với vectơ tốc độ cắt điểm khảo sát c Mặt cắt (tiết diện chính) mặt phẳng vuông góc với hình chiếu mặt đáy tiếp tuyến với lỡi cắt điểm khảo sát d Mặt cắt phụ (tiết diện phụ) mặt phẳng vuông góc với hình chiếu mặt đáy tiếp tuyến với lỡi cắt phụ điểm khảo sát 1.5.2 Góc độ dao trạng thái tĩnh (hình H.1.7): Trạng thái tĩnh đợc quy ớc gá mũi dao ngang tâm máy, trục dao vuông góc với đờng tâm máy, có chuyển động chính, chuyển động chạy dao Các góc mặt cắt chính: a Góc trớc góc mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trớc mặt phẳng đáy Trị số dơng, âm khoảng(-10o) (30o) lớn trình cắt thuận lợi Tuy nhiên, tăng làm yếu đầu dao b Góc sau góc hợp mặt phẳng cắt mặt phẳng tiếp tuyến với mặt sau Điều kiện cắt đợc: > lớn, ma sát mặt sau dao với bề mặt gia công giảm, độ mòn mặt sau giảm, nên H.1.8 Góc độ dao trạng thái tuổi bền dao tăng Tuy nhiên, tĩnh giảm làm yếu đầu dao, chọn khoảng = (5o 12o) c Góc sắc góc mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trớc mặt phẳng tiếp tuyến với mặt sau (đo điểm khảo sát) Góc đợc hình thành sau mài tạo khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... nhỏ dao cắt vào kim loại dễ, song độ bền dao giảm d Góc cắt góc mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trớc dao mặt phẳng cắt (đo điểm khảo sát) Góc đợc hình thành sau mài tạo góc Quan hệ góc mặt cắt chính: = = 90o C¸c góc mặt phẳng đáy: e Góc nghiêng góc hình chiếu tiếp tuyến với lỡi cắt phơng chạy dao mặt phẳng đáy Khi giảm , độ nhám bề mặt gia công tăng, tuổi bền dao tăng Song giảm , độ xác gia công giảm Giá trị khoảng (30o 90o), thêng chän = 45o 60o f Góc nghiêng phụ góc hình chiếu tiếp tuyến với lỡi cắt phụ phơng chạy dao mặt phẳng đáy nhỏ, cấp độ nhám bề mặt cao Thờng chọn = 5o 30o g Góc mũi dao góc hình chiếu hai tiếp tuyến với lỡi cắt lỡi cắt phụ mặt đáy ảnh hởng đến độ xác biên dạng bề mặt gia công định hình Khi tiện ren (cắt lần cuối), phải góc profin ren cần gia công Quan hệ góc mặt phẳng đáy: = 180o h Góc nâng lỡi cắt (góc nâng) góc tiếp tuyến với lỡi cắt mũi dao mặt phẳng vuông góc với véctơ tốc độ cắt điểm H.1.9 Góc nâng lỡi cắt H.1.10 Góc nâng >0 (a) vµ mịi dao ë vị trí thấp lỡi cắt (hình H.1.9a); < mịi dao ë vÞ trÝ cao lỡi cắt (hình H.1.9c) = (hình H.1.9b) Góc ảnh hởng đến phơng thoát phoi, sức bền phần cắt điều kiện cắt vào điểm lỡi cắt Khi > 0, phoi thoát phía mặt đà gia công, điểm tiếp xúc dao với mặt gia công nằm phía khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... đỉnh dao nên mũi dao bị vỡ, đồng thời điểm khác lỡi cắt điểm làm cho trình cắt ổn định (hình H.1.10a) ngợc lại, < (hình H.1.10b) Khi gia c«ng th« chän 0; gia c«ng tinh chän < Thêng = -5o 45o Trong mặt cắt phụ (tiết diện phụ) cịng cã: gãc tríc phơ 1 vµ gãc sau phơ 1 Thêng chän gãc sau phô b»ng gãc sau chÝnh Dao tiƯn c¾t r·nh chän 1 = 1o 2o Chú ý ! - Các định nghĩa với loại dụng cụ cắt khác - Góc dao trạng thái tĩnh dùng để mài dao đo góc độ dao 1.5.3 Góc độ dao trình cắt (trạng thái động) Góc độ dao cắt có thay đổi so với trạng thái tĩnh nguyên nhân: gá dao không đúng, ảnh hởng chuyển động chạy dao Dới xét ảnh hởng yếu tố đến thay đổi góc ®é cđa dao a Gãc ®é cđa dao thay ®ỉi gá dao không Gá mũi dao không ngang tâm máy (tâm phôi): Hình H.1.12a thể gá mũi dao cao tâm máy Nét đứt thể dao vị trí gá đúng, nét liền thể dao vị trí gá sai Trong trờng hợp này, góc trớc tăng góc sau giảm lợng h có trị số nh sau: h h arcsin H.1.12 Góc độ dao gá dao không (1.1) đó: - bán kính vòng tròn qua điểm khảo sát, mm; h - độ lệch mũi dao so với tâm máy theo phơng đứng, mm Giá trị góc trớc góc sau trạng thái làm việc: đ = h; ® = h (1.2) ®ã: , - góc trớc, góc sau trờng hợp gá đúng; khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... đ, đ - góc trớc, góc sau gá mũi dao không ngang tâm máy Dấu phía công thức ứng với trờng hợp tiện mặt trụ gá cao tâm tiện lỗ gá thấp tâm; dấu phía dới ứng với trờng hợp ngợc lại Gá trục thân dao không vuông góc với đờng tâm máy Hình H.1.12b cho thÊy, nÕu g¸ trơc dao xoay mét gãc so với vị trí vuông góc với đờng tâm máy biến đổi lợng tơng ứng Tơng quan tăng giảm c¸c gãc nh sau: = ® 1® = 180 o Khi tiÖn ren, gá trục dao không vuông góc với trục chi tiết gia công ren bị nghiêng (đổ) gây sai sè vỊ nưa gãc profin ren b Gãc ®é cđa dao thay đổi có chuyển động chạy dao Khi có chuyển động chạy dao, vectơ tốc độ cắt thực tÕ sÏ lµ: ur uu r uu r V Vn Vs uu r uu r ®ã: Vn tốc độ chuyển động Vs tốc độ chuyển động chạy dao Nh vậy, mặt cắt thực tế (chứa vectơ tốc độ cắt tổng ur hợp V ) không trùng với vị trí mặt cắt trạng thái tĩnh (không có chuyển động chạy dao), làm cho thay đổi Xét trờng hợp tiện ngoài: H.1.13 Góc dao thay đổi Khi có chuyển động chạy có chuyển động chạy dao dao dọc, quỹ đạo điểm lỡi cắt đờng xoắn ốc (hình H.1.13a), vectơ tốc độ cắt thực tạo với vectơ tốc độ cắt trạng thái tĩnh góc S góc đờng xoắn Khi có chuyển động chạy dao ngang, quỹ đạo điểm lỡi cắt đờng xoắn Acsimet (hình 1-13b), vectơ tốc độ cắt thực tạo với vectơ tốc độ cắt trạng thái tĩnh góc S thay đổi liên tục trình cắt khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Giá trị góc trớc, góc sau trạng thái làm việc đ, đ đợc tính nh sau: đ = S ; ® = S víi �S � S arctg � sin � �2 (1.3) đó: - bán kính vòng tròn qua điểm khảo sát, mm ; S - lợng chạy dao (Sd; Sn), mm/vòng ảnh hởng tổng hợp gá dao chuyển động chạy dao đến góc sau cắt: h S đ = h - S = arcsin arctg � sin � (1.4) �2 � Lu ý ! Điều kiện cắt đợc: đ > 1.6 Các yếu tố chế độ cắt 1.6.1 Chiều sâu cắt t khoảng cách bề mặt đà gia công bề mặt cha gia công, đo theo phơng vuông góc với bề mặt đà gia công lần cắt (H.1.14a) Khi tiện: t Dd [mm] (1.5) đó: D d - đờng kính mặt cha gia công mặt đà gia công, mm H.1.14 Các yếu tố chế độ cắt, thông số hình học lớp cắt tiện 1.6.2 Lợng chạy dao lợng dịch chuyển tơng đối lỡi cắt phôi gia công theo phơng chuyển động chạy dao sau đơn vị tính Ngời ta phân loại lợng chạy dao nh sau: a Theo phơng chuyển động dao có: - Lợng chạy dao dọc Sd phơng chạy dao dọc trục phôi - Lợng chạy dao ngang Sn phơng chạy dao vuông góc với trục phôi - Lợng chạy dao xiên Sx phơng chạy dao tạo với trục phôi góc định b Theo đơn vị tính có: - Lợng chạy dao vòng S [mm/vòng; mm/h.tr.k] lợng dịch chuyển tơng đối DC với phôi theo phơng chuyển động chạy dao sau vòng quay (hoặc hành trình kép) chuyển khái niệm gia công kim lọai cắt gọt 10 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... động Lợng chạy dao vòng ảnh hởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt gia công - Lợng chạy dao SZ [mm/răng] lợng dịch chuyển tơng đối DC với phôi theo phơng chuyển động chạy dao sau DC dịch chuyển đợc cung Lợng chạy dao ảnh hởng trực tiếp đến độ bền dao - Lợng chạy dao phút Sph [mm/ph] lợng dịch chuyển tơng đối DC với phôi theo phơng chuyển động chạy dao sau khoảng thời gian phút Lợng chạy dao phút ảnh hởng đến suất gia công trình cắt Quan hệ S, SZ Sph nh sau: Sph = S n = SZ Z n [mm/ph] (1.6) đó: Z- số dao; n- tốc độ vòng quay chuyển động chính, vg/ph 1.6.3 Tốc độ cắt V lợng dịch chuyển tơng đối lỡi cắt dao với bề mặt gia công đơn vÞ thêi gian ur uu r uu r V Vn Vs Tốc độ cắt V đợc xác định nh sau: uu r uu r V V Trong thùc tế giá trị s nhỏ so với n nên tính toán uu r uu r thờng bỏ qua Vs tốc độ cắt đợc tính theo Vn , tiÖn: V Vn D.n 1000 [m/ph] (1.7) đó: D- đờng kính vòng tròn qua điểm khảo sát, mm; n- tốc độ vòng chuyển động chính, vg/ph 1.6.4 Thời gian máy TO thời gian cần thiết để dao trực tiếp cắt hết lớp kim loại d nguyên công Khi tiện däc: TO L h l1 l l2 i S ph t S n [ph] H.1.15 Sơ đồ tính (1.8) TO đó: l- chiều dài gia công, mm; tiện mặt trụ l1 = t.cotg - lợng chạy tới, mm; l2 = (05)mm - lngoài ợng chạy quá; n- tốc độ vòng quay phôi, vòng/ph; h- lợng d gia công, mm; t- chiều sâu cắt, mm ; i - số lần ăn dao 1.7 Thông số hình học mặt cắt ngang lớp cắt (hình 1-14) 1.7.1 Chiều rộng cắt b khoảng cách mặt đà gia công mặt cha gia công đo dọc theo lỡi cắt Chiều rộng cắt phần lỡi cắt trực tiếp tham gia cắt khái niệm gia công kim lọai cắt gọt 11 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Khi dao có lỡi cắt thẳng, = 0o, gá mũi dao ngang tâm máy: b t sin (1.9) 1.7.2 Chiều dày cắt a khoảng cách hai vị trí liên tiếp lỡi cắt sau vòng quay phôi đo theo phơng vuông góc với lỡi cắt Khi dao có lỡi cắt thẳng, = 0o, gá mũi dao ngang tâm máy: S sin a (1.10) cos đó: t- chiều sâu cắt, mm; S- lợng chạy dao vòng, mm/vòng; góc nghiêng Thờng -5o +5o, nên ảnh hởng đến giá trị a, b không đáng kể 1.7.3 Diện tích lớp cắt F a Diện tích cắt danh nghĩa Fdn: Khi gá mũi dao ngang tâm máy, dao có = 0o; = 0o: Fdn= a.b = S.t [mm2] (1.11) b DiÖn tích cắt d Fd diện tích lớp kim loại lại bề mặt gia công dao không cắt hết đợc (diện tích tam giác ABC hình H.1.14a phần diện tích cắt d trờng hợp tiện chạy dao dọc, bán kính mũi dao r = ) Fdu DiƯn tÝch c¾t d đợc tính theo: S H [mm2] (1.12) đó: S- lợng chạy dao dọc, mm; H- chiều cao lớp kim loại d mặt gia công Khi b¸n kÝnh mịi dao r = 0: H S cotg cotg1 [mm] (1.13a) Khi b¸n kÝnh mịi dao r 0: S2 H 8r [mm] (1.13b) c Diện tích cắt thực Fth xác định nh sau: Fth = Fdn - Fd Tõ (1.13a), (1.13b) rót ra: chiỊu cao H cđa diƯn tÝch c¾t d tØ lƯ thn với lợng chạy dao S, góc nghiêng lỡi cắt , góc nghiêng lỡi cắt phụ tỉ lệ nghịch với bán kính mũi dao r Để tăng độ nhám bề mặt gia công cần giảm S, , tăng r Công thức tính chiều cao H dựa quan hệ hình học, cha kể đến biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi, rung động Trong thực tế gia công, độ nhấp nhô bề mặt lớn nhiều so với trị số tính theo (1.13a), (1.13b) khái niệm gia công kim lọai cắt gọt 12 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... 1.8 Khái niệm máy cắt kim loại (MCKL) 1.8.1 Định nghĩa: MCKL công cụ dùng để gia công chi tiết máy cách cắt bề mặt phôi lớp kim loại d cho đảm bảo độ xác kích thớc, hình dáng, chất lợng bề mặt yêu cầu vật lý khác theo yêu cầu thiết kế đà đề Đặc điểm để phân biệt MCKL với máy gia công kim loại khác trình hoạt động chúng thực trình cắt tạo phoi 1.8.2 Phân loại: a Theo phơng pháp gia công, MCKL đợc phân nhóm máy: tiện, khoan-doa, mài, tổ hợp, gia công răng, phay, bào-xọcchuốt, cắt đứt b Theo mức độ vạn có: - Máy vạn máy thực nhiều nguyên công công nghệ khác nhiều loại chi tiết có hình dáng kích thớc khác Máy vạn đợc dùng sản xuất đơn chiếc, sửa chữa, sản xuất loạt nhỏ loạt vừa sản lợng nhỏ đối tợng sản xuất thay đổi - Máy chuyên môn hoá máy dùng để gia công loại chi tiết có hình dạng giống song kích thớc khác Ví dụ: Máy gia công 5E32, 514 Máy chuyên môn hoá đợc sử dụng sản xuất loạt lớn - Máy chuyên dùng máy đợc thiết kế theo yêu cầu cụ thể trình công nghệ Máy chuyên dùng đợc dùng sản xuất loạt lớn hàng khối, đối tợng sản xuất hầu nh không thay đổi thời gian dài c Theo mức độ tự động có: - Máy không tự động: có chuyển động cắt đợc tự động hoá, chuyển động cần thiết khác công nhân ®øng m¸y thùc hiƯn VÝ dơ: c¸c m¸y tiƯn RVVN có chuyển động quay phôi chuyển động tịnh tiến bàn dao đợc tự động hoá, chuyển động khác nh: điều chỉnh máy, đa dao vào khỏi vị trí cắt, gá phôi tháo chi tiết gia công công nhân trực tiếp thực - Máy bán tự động; ngoại trừ chuyển động cấp phôi tháo chi tiết, chuyển động lại đợc tự động hoá Sau gá chi tiết gia công dao lên máy mở máy, máy chạy hoàn tất chu kỳ gia công tự động dừng lại - Máy tự động: tất chuyển động đợc tự động hoá Nhiệm vụ công nhân vận hành máy theo dõi hoạt động khái niệm gia công kim lọai cắt gọt 13 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... máy kịp thời xử lý cố xảy để đảm bảo cho máy hoạt động bình thờng d Theo cấp xác, MCKL đợc phân cấp: I - II - III - IV V theo thứ tự độ xác tăng dần (TCVN 4234-86: I ccx thờng, II ccx n©ng cao, III ccx cao, IV ccx cao, V ccx đặc biệt cao) e Theo phơng bố trí trục có: máy đứng máy ngang f Theo số lợng trục có: máy trục máy nhiều trục g Theo trọng lợng có: máy cỡ nhẹ (m 1tấn), máy cỡ trung (1tấn < m < 10 tấn) máy cỡ nặng (m > 10 tấn) 1.8.3 Ký hiệu máy cắt kim loại Việt Nam ký hiệu MCKL nh sau: Chữ đầu ký hiệu nhóm máy (T- Tiện; P- Phay; K- Khoan; M- Mµi; B- Bµo; Ch- Chuèt ), chữ số kiểu máy, hai chữ số đặc tính quan träng nhÊt cđa m¸y VÝ dơ: T616 - T nhóm máy tiện, kiểu máy vạn ngang, 16 chiều cao tâm máy 160mm ; K125 - K chØ nhãm m¸y khoan, chØ kiĨu m¸y đứng, 25 đờng kính khoan lỗ đặc lớn phôi C45 25mm; P82 - P nhóm m¸y phay, chØ kiĨu m¸y ngang, chØ m¸y có bàn số (3201250)mm Ký hiệu có thêm chữ (hoặc cuối) máy đợc cải tiến Ví dụ: T6M16 máy đợc cải tiến từ máy sở T616 Ký hiệu máy LB Nga tơng tù nh ký hiƯu m¸y cđa ViƯt nam, cã mét điểm khác LB Nga dùng chữ số ả rập để ký hiệu nhóm máy (1- máy tiện; 2- máy khoan, doa; 3- máy mài, vv ) Ví dụ: 1616 ký hiệu máy tiện RVVN có chiều cao tâm máy 160mm; 2A135 ký hiệu máy khoan đứng đợc cải tiến từ máy 2135 Máy phay ngang 6M82 sau đợc trang bị thêm đầu đứng có ký hiệu 6M82 đợc gọi máy phay vạn rộng 1.8.4 Khái niệm động học máy cắt kim loại a Khái niệm truyền dẫn Tập hợp tất khâu tham gia vào việc truyền chuyển động từ nguồn tới cấu công tác gọi truyền dẫn Theo số lợng nguồn, phân truyền dẫn tập trung truyền dẫn phân tán Theo nguồn lợng sử dụng, phân truyền dẫn điện, khí , thuỷ khí khái niệm gia công kim lọai cắt gọt 14 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Theo phơng thức thay đổi tốc độ, phân truyền dẫn vô cấp truyền dẫn phân cấp Truyền dẫn phân cấp đảm bảo số lợng hữu hạn cấp tốc độ phạm vi điều chỉnh tốc độ đà thiết kế; truyền dẫn vô cấp đảm bảo cấp tốc độ phạm vi điều chỉnh tốc độ ®· thiÕt kÕ b S¬ ®å cÊu tróc ®éng häc biểu thị quy ớc đờng truyền máy theo thể thống thống để mô tả nguyên lý chuyển động tạo hình máy Các đờng truyền sơ đồ cấu trúc đợc biểu đờng gạch chấm nối khâu đầu khâu cuối xích, khâu điều chỉnh đợc ký hiệu hình thoi, chữ i biểu thị biến đổi tỷ số truyền, số kèm theo chữ i biểu thị đại lợng cần biến đổi Hình H.116 thể sơ đồ cấu trúc động học máy tiện RVVN Chuyển H.1.16 Sơ đồ cấu trúc máy tiện động chuyển động quay RVVN phôi, đợc bắt nguồn từ động điện 2, qua truyền đai 1, qua khâu điều chỉnh iV tới trục mang phôi Chuyển động chạy dao dọc chuyển động tịnh tiến bàn dao dọc theo phơng đờng tâm máy, đợc bắt nguồn từ trục qua khâu điều chỉnh itt, iS tới trục trơn Từ trục trơn 3, chuyển động đợc truyền tới cặp bánh - (thanh lắp cố định thân máy) tạo chuyển động tịnh tiến cho bàn dao theo dẫn hớng dọc băng máy Chuyển động chạy dao ngang chuyển động tịnh tiến bàn dao theo phơng vuông góc với đờng tâm trục chính, đợc bắt nguồn từ trục qua khâu điều chỉnh itt, iS tới trục trơn Từ trục trơn 3, chuyển động đợc truyền tới vítme chạy dao ngang tạo chuyển động tịnh tiến ngang cho bàn dao Xích cắt ren phải đảm bảo cho trục mang phôi quay đợc vòng bàn dao phải tịnh tiến đợc lợng bớc xoắn ren (SX=KC.pC), đợc bắt nguồn từ trục qua khâu điều chỉnh itt, iS tíi trơc tr¬n Tõ trơc tr¬n , chuyển động đợc truyền tới vít me dọc làm cho bàn dao tịnh tiến theo dẫn hớng dọc thân máy c Khái niệm sơ đồ động: khái niệm gia công kim lọai cắt gọt 15 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Sơ đồ động biểu thị qui ớc khâu truyền dẫn theo thứ tự xác định xích động học đợc trải phẳng tổ hợp lại thành thể thống Sơ đồ động đợc dùng để nghiên cứu động học máy, điều chỉnh máy dùng sửa chữa máy Trên sơ đồ động ký hiệu cặp truyền nh qui định môn học Vẽ kỹ thuật Các trục đợc ký hiệu chữ số La mà theo thứ tự xích truyền, bánh đai đợc ký hiệu chữ số đờng kính bánh đai, BR đợc ký hiệu chữ số số BR, chạc BRTT xích tốc độ đợc ký hiƯu lµ A, B, C, D vµ xÝch chạy dao a, b, c, d d Phơng trình xích động phơng trình biểu thị tơng quan chuyển động khâu đầu khâu cuối xích truyền động Khi khâu đầu, khâu cuối xích chuyển động quay: nđ.icđ.iđc = nc (1.14) Phơng trình điều chỉnh có dạng: (1.15) Khi khâu cuối chuyển động thẳng: S (1.16) Phơng trình điều chỉnh có dạng: idc nc icd nd 1vòng.icđ.iđ.H = idc S icd H (1.17) công thức trên: nđ, nc- số vòng quay khâu đầu, khâu cuối, vg/ph; i=icđ.iđc - tỷ số truyền chung xích; icđ- tích tỷ số truyền cố định xích; iđc - tỷ số truyền khâu điều chỉnh (để thay đổi tốc độ khâu cuối); H- bớc cấu biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng (cơ cấu đẩy) Nếu cấu đẩy cặp vítme - đai ốc: H = K v p v [mm]; NÕu c¬ cÊu đẩy cặp bánh - răng: H = m Z [mm] Phơng trình xích động máy tiện RVVN (hình H.1.16) viết: Phơng trình tổng quát xích tốc độ có dạng: nđc.iV.icđ = ntc (1.18) ®ã: iV, ic® - tû sè trun cđa khâu điều chỉnh, khâu cố định xích tốc độ Phơng trình xích chạy dao dọc: 1vg TC.icđ.itt.iS..m.Z = Sd [mm/vg] (1.19) khái niệm gia công kim lọai cắt gät 16 Bg C«ng nghƯ kim läai 63 P2_Gia c«ng cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... đó: icđ- tích tỷ số truyền cặp truyền cố định xích; itt- tích tỷ số truyền cặp bánh thay (BRTT) xích; iS- tích tỷ số truyền cặp truyền thay đổi xích; m, Z - môđun số BR cặp truyền BR-thanh Phơng trình xích chạy dao ngang: 1vg TC.icđ.itt.iS.KVng.pVng = Sng [mm/vg] (1.20) đó: KVng, pVng - số đầu mối, bớc vítme ngang Phơng trình xích cắt ren: 1vg TC.icđ.itt.iS.KV.pV = KC.pC [mm/vg] (1.21) đó: KV, pV KC, pC số mối, bớc ren vítme chạy dao dọc ren cần cắt chi tiết gia công (ren mối b ớc ren cần cắt bớc xoắn ren) khái niệm gia công kim lọai cắt gọt 17 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Bảng 1-1 Phân loại ký hiệu máy cắt kim loại việt nam (TCN.C1- 63) Nhó m máy Tiện Ký hiÖu nhã m T Kho an K Doa D Mài, đán h bón g Gia công Gia công ren vít Phay M R Kiểu máy tự độn g, nửa tự độn g trục đứn g mài tròn ngoà i bào BR trụ tự độn g, nưa tù ®én g nhiỊ u trơc nưa tù ®én g trục rơvo nve nửa tự động nhiề u trục doa tọa độ mài tròn tron g mài phá gia công BR côn phay lăn trục then hoa vạn năn g mài đán h bón g pha y bán h vít V P đứn g, cons on phay liên tục ché p hìn h, khắ c hìn h khái niệm gia công kim lọai cắt gọt đứn g phổ thôn g nhiề u dao chuy ên dùng kiểu khác khoa n cần khoa n bàn đứn g doa ngan g doa kim cơng mài dụng cụ mài phẳ ng chuy ên dùng mài trục kiểu khác gia công đầu xọc dũa BR mài BR kiểu khác gia công đai ốc gia công bulô ng, vít, vít cấy mài ren kiểu khác đứn g, khôn g cons on phay giờng ngan kiểu g khác vạn rộng kiểu khác ngan g, kiểu cons khác on 18 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Bào, xọc Chu ốt Cắt ca Máy khác B bào giờng trụ bào giờng trụ bào ngan g máy xọc kiểu khác Ch chuốt liên tục chuố t kiểu nằm ca băng C cắt dao tiện cắt bằn g đá mài cắt đĩa thép tròn có L gia công ống đầu ống cắt lỡi ca máy khắc thử dụn g cụ khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Ca đĩa chuố t kiểu đứn g kiểu khác ca cần cons on kiểu khác liên hợp 19 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Bảng 1-2 Nhó m máy Tiện Kho an Doa Mài, đán h bón g Máy liên hợp Gia công Ký hiệ u nhó m Phân loại ký hiệu máy cắt kim loại lb nga Kiểu máy Tự độn g, nửa tự độn g trơc ®øn g Tù ®én g, nưa tù ®én g nhiỊ u trơc Nưa tù ®én g trơc R¬vo nve Khoa n, cắt đứt đứn g Phổ thôn g, tiện cụt Nhi ều dao Chuy ên môn hóa kiể u c Nưa tù ®éng nhiỊu trơc Doa täa ®é Khoa n cần Doa nga ng Doa kim cơng Ngan g kiể u c Chuy ên môn hóa mài trục Mài dụn g cụ Mài phẳ ng Mài rà, đánh bóng kiể u c Phay ren Gia côn g tinh BR Mài mài ren kiể u c Phay Vạn ginăng ờng rộng Ngan g, cons on kiể u c Mài tròn ngoà i Mài tròn tron g Mài phá Vạn Nửa tự độn g Tự động Bào BR trụ Pha y đứn g, cons on Bào, Bào Gia Gia công Gia công BR công trụ BR TVtrục côn bánh then vít hoa Phay tác chép dụn hình g , liên khắc tục Bào Bào Máy khái niệm gia công kim lọai cắt gọt Gia công đầu đứn g, khôn g cons on Máy Máy kiể 20 Bg Công nghệ kim lọai 63 P2_Gia công cắt gọt Nguyễn Văn Hoài .... Xọc, Chu ốt Máy cắt Máy kh¸c giêng trơ giêng trơ ch t ngan g ngan g xọc Cắt đĩa ma sat Máy cắt đứn g (hiệ u h) Ca băng Ca đĩa Máy cân Máy để thử dụng cụ Máy chia độ Cắt dao tiện Cắt bằn g đá mài Gia công ống khớp nối Máy sửa Gia công gia công lỡi ca phá không tâm khái niệm gia công kim lọai cắt gọt chu ốt đứn g u c Ca cần kiể u c 21