Những nội dung chính trong chương này gồm có: Những khái niệm cơ bản về quá trình cắt gọt kim loại, hình dáng hình học và các thông số của dụng cụ cắt, các hiện tượng vật lý trong quá trình cắt gọt,… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Chương IX: Nguyên lý cắt gọt kim loại I Những khái niệm trình cắt gọt kim loại: giường Bào ngang Các chuyển động để thực việc cắt gọt: Chuyển động Chuyển động Chuyển động phụ Chuyển động chạy dao Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại 1.1 Chuyển động chính: chuyển động có tốc độ lớn tất chuyển động khác 1.2 Chuyển động chạy dao (chuyển động bước tiến): chuyển động có tốc độ nhỏ chuyển động Các thông số chế độ cắt gọt: Những thông số chế độ cắt gọt là: vận tốc cắt, lượng chạy dao (bước tiến), chiều sâu cắt, diện tích lớp cắt (chiều rộng cắt chiều dày cắt), thời gian để gia công chi tiết thời gian máy 2.1 Vận tốc cắt - v: đoạn đường đơn vị thời gian điểm bề mặt gia công điểm lưỡi dụng cụ cắt Đối với máy có phơi dụng cụ cắt quay trịn (ví dụ: tiện) vận tốc cắt tính theo cơng thức: πDn v 1000 m/ph D: Đường kính phơi (mm); n: Số vịng quay phơi dụng cụ cắt phút Đối với máy có dụng cụ cắt phơi chuyển động thẳng (ví dụ: bào), vận tốc cắt tính theo cơng thức: L v 1000.t m/ph L: Chiều dài hành trình (mm); t: Thời gian hành trình (phút) Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại 2.2 Lỵng chạy dao - S: Lợng chạy dao (bớc tiến) S tiện khoảng di động dụng cụ cắt theo chiều dọc phôi quay vòng [mm/vòng] Lợng chạy dao phay di chuyển phôi (tÝnh b»ng mm) dao phay quay mét vßng (So) dao phay quay (Sz), sù di chun cđa ph«i (tÝnh b»ng mm) mét phút (Sm) So = Sz Z Z: số cña dao phay Sm = So n = Sz Z n n: sè vßng quay cđa dao phay phút Lợng chạy dao khoan khoảng di động mũi khoan dọc theo trục vòng quay mũi khoan 2.3 Chiều sâu cắt - khoảng cách mặt cần đợc gia công mặt đà gia công sau t: lần dụng cụ cắt chạy qua (lợt cắt) Khi tiện ngoài, chiều sâu cắt đo theo đờng vuông góc với trục phôi tính theo công thức: t D d mm D: đờng kính mặt cần đợc gia công (mm) d: đờng kính mặt đà gia công (mm) B mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS V ỡnh Toi Chiều sâu cắt phay đo mặt phẳng vuông góc với trục dao phay chiều dày lớp kim loại bị hớt sau lần chạy dao Chiều sâu cắt khoan b»ng nưa ®êng kÝnh cđa mịi khoan: t D mm D: ®êng kÝnh cđa mịi khoan [mm] 2.4 DiƯn tích lớp cắt - f: tích số bớc tiến S chiều sâu cắt tích số chiều dày cắt a chiều rộng cắt b f = s t = a b 2.5 Thêi gian để gia công chi tiết máy gồm thời gian máy, thời gian phụ, thời gian phục vụ thêi gian nghØ ng¬i Bộ mơn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG 2.5.1 Thời gian máy (còn gọi thời gian chính) thời gian trực tiếp dùng để cắt gọt kim loại Thời gian máy Tm dùng để tiện chi tiết với nhiều lần chạy dao đợc tính theo công thức: Tm L.i [phút] S n L: Chiều dài hành trình dao theo hớng chạy dao (mm) i: số lần chạy dao (s lt ct) S: lợng chạy dao dao (mm/vòng) n: số vòng quay phôi 2.5.2 Thêi gian phơ TP lµ thêi gian mµ ngời thợ dùng để bảo đảm hoàn thành nhiệm vụ công nghệ nh thời gian đặt, kẹp tháo chi tiết, thời gian điều khiển cấu máy, thời gian di chuyển dụng cụ thời gian đo chi tiết 2.5.3 Thời gian phục vụ chỗ làm việc Tpv thời gian để ngời thợ dùng để chuẩn bị chỗ làm việc (máy, dụng cụ, đồ gá) vòng ca 2.5.4 Thời gian nghỉ ngơi Tn gồm thời gian hạn định điều kiện làm việc máy sản xuất Thời gian để gia công chi tiết máy (mức thời gian cho sản phẩm) đợc tính theo công thøc: Tc = Tm + Tp + Tpv + Tn [phút ] Năng suất phút máy tính theo công thức: N Tc [cái/phút] Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên son: ThS V ỡnh Toi II Hình dáng hình học thông số dụng cụ cắt: Cấu tạo dụng cụ cắt: Dao tiện B mụn HN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ ỡnh Toi II Hình dáng hình học thông số dụng cụ cắt: Cấu tạo dụng cụ cắt: Dao tiện Các hình dạng lỡi cắt m¶nh HK cøng Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Mịi khoan Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Dao phay Phay nghÞch Phay thn Ta r« ren Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mụn HN & CNKL Phay định hình Biờn son: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Dao phay mỈt phẳng Sơ đồ chuốt Dao chuốt B mụn HN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CNG Lỡi ca Dao phay bánh Dao tin bng mảnh HK cứng Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại C¸c mặt phôi : Có ba loại bề mặt gia công chi tiết: - Bề mặt cần gia công bề mặt cần hớt phoi - - Bề mặt đà gia công bề mặt có đợc sau hớt phoi - - Bề mặt gia công bề mặt lỡi cắt tạo nên - Các thông số hình học đầu dao: - Mặt phẳng cắt gọt mặt phẳng tiếp tuyến với bề mặt gia công qua lỡi cắt - Mặt phẳng sở mặt phẳng song song với hớng chạy chạy dao dọc híng ch¹y dao ngang Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại - Góc sau : góc hợp thành mặt phẳng cắt gọt v mt sau chớnh Góc sau chớnh cú tỏc dng giảm ma sát bề mặt gia công mặt sau dao - Góc trớc :(gúc thoỏt phoi) góc hợp thành mặt trớc dao mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng cắt gọt qua lỡi cắt Góc trớc làm cho trình cắt đợc dễ dàng, phoi d thoỏt - Góc sắc : góc hợp mặt trớc mặt sau Góc có ảnh hởng đến độ sắc cắt quan hệ víi gãc tríc , gãc sau theo c«ng thøc sau: + + = 900 - Góc cắt : góc hợp mặt trớc mặt phẳng cắt Góc xác định vị trí điểm cắt có quan hƯ víi gãc theo conge thc sau: + = 900 = + - Góc nghiêng - góc hình chiếu lỡi cắt lên mặt phẳng sở hớng chạy dao - Góc nghiêng phụ - góc hình chiếu lỡi cắt phụ lên mặt phẳng sở sở hớng chạy dao - Góc đỉnh dao - góc to bi: hình chiếu lỡi cắt phụ lờn mt phng c s Cùng với hai góc nghiêng , gãc ®Ønh cã quan hƯ sau: + + = 1800 - Góc nâng : ảnh hởng đến hng cuộn phoi tho¸t phoi Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại III Các tợng vật lý trình cắt gọt: Trong trình cắt gọt xảy nhiều tợng vật lí học vùng cắt nh: trình hình thành phoi, lực cắt; tạo thành nhiệt cắt; mài mòn dao v.v Quá trình tạo thành phoi: tạo phoi 1- phôi 2- phần tư cđa phoi 3- dao (dơng cơ) c¾t phoi vơn phoi dây phoi vụn B mụn HN & CNKL Các dạng phoi tuỳ thuộc VL đợc cắt: a- phoi xếp b- phoi bậc c- phoi dây xoắn d- phoi dây hình dải đ- phoi vụn C KH I CNG Biờn soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Nhiệt cắt kim loại ảnh hởng nhiệt đến trình cắt: Q = Qc + Qp + Qd + Qkk NhiÖt sinh ë vïng cắt biến dạng dẻo kim loại vùng phần ma sát dao phôi dao phoi Lợng nhiệt sinh phụ thuộc vào vật liệu phôi; dao cắt; chế độ cắt (v, t, s); yếu tố hình học dao Qc - lợng nhiệt truyền vào chi tiết ( 4%) Qd - lợng nhiệt truyền vào dao ( 15 20%) Qp - lợng nhiệt truyền vào phoi ( 75 80%) Qkk - lợng nhiệt truyền vào không khí (khoảng 1%) Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Sự mài mòn dụng cụ cắt: Độ mài mòn dao theo thời gian a- mài mòn mặt sau b- mài mòn mặt trớc c- mài mòn hai mặt Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CNG Lực cắt: Trong trình cắt, dao cát chịu tác dụng số thành phần lực cắt nh lực ma sát phôi dao; lực sinh biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi, - Lùc cắt PZ (có tác dụng hớt phoi) PZ có xu hớng uốn cong thân dao làm gÃy dao Ngời ta dùng lực Pz để tính công suất động máy kiểm nghiệm độ bền thân dao - Lực chạy dao PX - cú chiu ngc với chiều chy dao Bề mặt gia công cản tr tiến dao, gây PX, tác dụng lên bàn xe dao Giá trị PX so víi lùc c¾t chÝnh PZ rÊt nhá - Lùc híng kính PY - phản lực phôi, ngợc chiều sâu cắt dao dọc theo thân dao PY gây ổn định, lm un cong phôi tác dụng lên cấu kẹp dao, bàn xe dao Giá trị PY không lớn lắm, nhng nh hng trc tip đến độ bóng độ xác gia cơng Tổng hợp lực P tính: P PZ2 PY2 PX2 Gi¸ trị lực thành phần thờng theo tỉ lệ sau: PZ : PY: PX = : 0,4 : 0,25 Tính gần P : P 1,11 PZ Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại IV VËt liƯu chÕ t¹o dơng cắt kim loại: Yêu cầu: - Độ cứng phần lỡi cắt phải cao nhiều so với độ cứng vật liệu phôi - Chịu mài mòn cao để tăng tuổi bền dụng cụ cắt - Có độ bền nhiệt cao - Có độ bền bảo đảm độ dẻo cần thiết để chống lại lực va đập, lực uốn, - Phải phục hồi đợc công nghệ chế tạo tốt - Giá thành hạ Các loại vật liệu đợc dùng để chế tạo dụng cụ cắt gồm: 2.1 ThÐp cacbon dơng cơ: - ThÐp nµy sau nhiƯt luyện đạt độ cứng 60 63 HRC, dễ mài sắc có độ bóng cao - Thép cacbon dụng cụ có tính nhiệt luyện kém, chịu nhiệt độ thấp Nóng ®Õn 200 3000C thÐp mÊt ®é cøng Ngµy dùng thép chế tạo dụng cụ cắt gia công nguội nh ca, dũa, đục, Mác thÐp hay dïng lµ CD80, CD80A, CD100, … 2.2 ThÐp hợp kim dụng cụ: - Đặc tính học loại tơng tự nh thép cacbon dụng cụ - Điểm bất loại tính nhiệt luyện tốt, chiu sâu nhiệt luyện cao hơn, chiều sâu nhiệt luyện lớn hơn, biến dạng hơn, chịu mài mòn, Có thể dùng mác 9XC, XB để chế tạo dụng cụ cắt nh ta rô, bµn ren, Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại 2.3 ThÐp giã: - Làm dụng cụ cắt phổ biến - Nó có độ cứng khơng cao hai loại nhiều (62 65 HRC) độ chịu nhiệt cao (đến 6500C) - Thép gió dùng để chế tạo dao tiện, mũi khoan lưỡi cắt dao phay 2.4 Hợp kim cứng: 2.5 Gốm: 2.6 Kim cơng: ... HK cứng Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Mịi khoan Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CNG Dao phay Phay nghịch... phoi dây xoắn d- phoi dây hình dải ? ?- phoi vơn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại NhiƯt cắt kim loại ảnh hởng nhiệt đến trình... mài mòn dao theo thời gian a- mài mòn mặt sau b- mài mòn mặt trớc c- mài mòn hai mặt Biờn son: ThS Vũ Đình Toại Bộ mơn HÀN & CNKL Biên soạn: ThS Vũ Đình Toại CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Lùc cắt: Trong trình