Tài liệu Nguyên lý cắt (Chương 2) ppt

Nguyên Lý Cắt Chng NG HC V NG LC HỌC TRONG QUÁ TRÌNH CẮT 2.1 Tiện 2.1.1 Hệ thống lực tác động lên dao tiện 1- Nguồn gốc sinh lực thành phần lực cắt Mặt trước dao chịu tác dụng lực R 0, lực R0 tổng hợp lực pháp tuyến N lực ma sát phoi lên mặt trước F 0, có nghĩa R0 = N + F0 Mặt sau dao gần lưỡi cắt chịu tác dụng lực pháp tuyến N’ lực ma sát lên mặt sau Trong trình cắt, tác dụng dao kim loại gia công bị biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo Cùng lúc biến dạng lớp cắt, dao chịu tác dụng lên mặt trước mặt sau lực tương ứng Ngoài ra, cắt phoi trượt mặt trước dao nên phoi mặt trước có lực ma sát T Đồng thời q trình cắt, dao có chuyển động tương đối so với bề mặt gia cơng có lực ma sát T1 Tổng hợp tất lực tác động lên dao, xác định lực cản cắt gọt ( gọi tắt lực cắt ) - thể trình chống lại kim loại bị phá hủy ( tạo phoi ) Lực cắt tác dụng từ phía lớp bị cắt lên mặt trước dao, hợp lực biến dạng đàn hồi Pđh, lực biến dạng dẻo Pdt lực ma sát T • Lực cắt, tác dụng từ phía bề mặt gia công lên bề mặt sau dao – hợp lực tương ứng Pđs , Pds lực ma sát T1 Trị số lực ma sát T, T1 xác định sau: T= µ (Pđt+Pdt) ; T1= µ1 (Pđs+Pds) Trong µ , µ1 - hệ số ma sát tương ứng bề mặt trước sau với phoi với kim loại gia công R- hợp lực tất lực PT, PS Do ảnh hưởng tượng vật lý xảy trình cắt nên trị số phương lực cắt R luôn thay đổi Để tiện nghiên cứu, người ta thường phân hợp lực R theo hướng tọa độ đề ta có : R = Px+Py+Pz BMCNCTM Trang: 56 Nguyªn Lý C¾t Hình 2.1Sơ đồ tác dụng lực cắt tự Về trị số : R = Px + Py + Pz (3-1) Trong đó: Pz – lực cắt (lực tiếp tuyến), tác động theo hướng chuyển động cắt Có giá trị lớn thành phần lực cắt Thường dùng thành phần để tính tốn độ bền dao, máy để tính cơng suất máy PY – lực hướng kính, tác dụng mặt phẳng nằm ngang có phương vng góc với đường tâm chi tiết P y thường gây cong chi tiết, ảnh hưởng đến độ xác gia cơng Pz – lực chạy dao tác dụng ngược với hướng chạy dao nên cản trở chuyển động chạy dao Lực Py cần thiết để tính độ bền cấu chạy dao, cơng suất tiêu hao cấu chạy dao Góc hợp lực Pz R ∆ , thường nằm khoảng 250 đến 400 Khi cắt thép 45 dao tiện có góc ϕ =450; λ = 00; γ = 150 Pz, Px,Py có mối quan hệ sau: Py : Pz = (0,4 ÷ 0,5) : Px : Pz = (0,3 ÷ 0,4) Thay trị số Py, Px vào (3.1) có: R= (1.1-1.18)Pz → Tổng hợp Px +Py = Pn Pn có phương pháp tuyến với lưới cắt chính, có : Px = Pn.sin ϕ Py = Pn.cos ϕ Để tính gần lực Pz, dùng lực Hình 2.2 Các thành phần lực cắt tiện mặt trụ cắt đơn vị: Pz = p.Fc BMCNCTM Trang: 57 Nguyên Lý Cắt Trong ú Fc din tớch lp cắt (mm2) P – lực cắt đơn vị (N/mm2) 2- Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt a) Chế độ cắt + Chiều sâu cắt Từ công thức : F = S t nên tăng t, diện tích lớp cắt tăng, thể tích lớp kim loại bị biến dạng lớn, cản trở kim loại đến q trình tạo phoi lớn Do tăng t Px, Py, Pz tăng tỷ lệ với Thí dụ: Khi tiện thép 45 dao thép gió Vc = 17m/phút; S =0,6mm/vịng; λ =0 R = 0,1mm có quan hệ: Pz = 1160.t (N) Py = 393.t0,96 (N) Px = 286.t1,04 (N) Tổng quát: quan hệ lực cắt chiều sâu cắt biểu diễn công thức sau: Pz = Cz.t Py = Cy.ty Px = Cx.tx Trong đó: Cz, Cy, Cx : hệ số điều chỉnh (Phụ thuộc vào điều kiện gia công) x, y, z : số mũ (phụ thuộc vào điều kiện cứng) + Lượng chạy dao Khi tăng S chiều dày cắt a tăng, diện tích tiết diện ngang lớp cắt (Fc) tăng, lực biến dạng lực ma sát tăng nên lực cắt tăng Mặt khác: tăng chiều dày cắt, hệ số co rút phoi (đặc trưng cho mức độ biến dạng lớp cắt) giảm, lực cắt giảm Tổng hợp hai yếu tố trên: tăng S lực cắt tăng, mức độ tăng lực cắt theo S nhỏ độ tăng theo t Thí dụ : Khi tiện thép 45 dao thép gió với V = 17 m/phút; t = 3mm; r =0,1mm có quan hệ sau: Pz = 5100.S0,76 (N) Py = 1620.S0,78 (N) Px = 1200.S0,63 (N) + Tốc độ cắt Vc Quan hệ tốc độ cắt thành phần lực cắt biểu diễn hình 3.18 Ta thấy : - Khi bắt đầu cắt với tốc độ Vc > ÷ m/phút lực cắt giảm - Khi cắt với tốc độ Vc = 20 ÷ 25 m/phút, lực cắt giảm đến trị số cực tiểu, sau lại tiết tục tăng đạt trị số cực đại - Khi cắt với tốc độ Vc > 50 m/phút, lực cắt lại tiếp tục giảm - Khi cắt với tốc độ 400 đến 500 m/ phút, trình cắt ổn định, giá trị thành phần lực cắt không thay đổi nhiều Tất điều giải thích sau: Lực cắt (khi cắt với Vc = ÷ m/phút) giảm trình tạo phoi bắt đầu với góc cắt thực tế δ (do lẹo dao) nhỏ góc cắt δ (do mài sắc v BMCNCTM Trang: 58 Nguyên Lý Cắt gỏ t) Tr số nhỏ lực cắt ứng với vùng tốc độ cắt hình thành lẹo dao lớn Tiếp tục tăng Vc lên nữa, lẹo dao giảm đi, góc δ tăng, gần trị số δ dao làm biến dạng tăng, lực cắt tăng theo Khi tiếp tục tăng tốc độ cắt, lúc đầu hệ số ma sát µ mặt trước dao phoi tăng, làm cản trở trình biến dạng thoát phoi, gây tăng lực cắt Sau hệ số ma sát giảm làm giảm cản trở cho q trình biến dạng phoi, lực cắt giảm Khi hệ số µ ổn định tốc độ cắt 400-500 m/Phút lực cắt định Nhận xét: Sự phụ thuộc lực cắt vào tốc độ cắt giống mối quan hệ hệ số co rút phoi K vào tốc độ cắt, tức trình tạo phoi xảy với mức độ biến dạng lớn lực cắt đặt vào dao để thực trình lớn Như vậy, theo đặc tính thay đổi hệ số co rút phoi K có thấy đặc tính thay đổi lực cắt q trình tạo phoi Trong phạm vi tốc độ cắt từ 50-500m/phút lực cắt tốc độ cắt có mối quan hệ : Pz = C3 C2 C1 ; Px = V n1 ; Py = Vn V n3 Trong : C1, C2, C3 – hệ số phụ thuộc vào điều kiện gia công n1, n2, n3 – số mũ đặc trưng cho ảnh hưởng tốc độ cắt đến lực cắtphụ thuộc vào điều kiện gia công Về trị số : n1 = 0,1- 0,26 n2 = 0,18- 0,3 n1 = 0,2 - 0,4 Chú ý : Mối quan hệ gia công thép cacbon thép hợp kim với độ cứng HRC < 55 Khi gia công thép với độ cứng HRC > 55 lực P z khơng phụ thuộc vào tốc độ cắt, Py Px tăng theo tăng tốc độ cắt b) Thơng số hình học dao + Góc trước γ ảnh hưởng nhiều đến lực cắt Khi tăng góc trước, hệ số co rút phoi giảm, lực cắt giảm Góc trước tăng khơng làm cho phoi dễ biến dạng mà làm cho phoi dễ trượt, dễ ngồi Góc trước tăng, lực cắt giảm vào γ = 900- δ , nên biểu diễn ảnh hưởng góc trước đến lực cắt qua góc δ Mối quan hệ góc δ , Pz thực nghiệm, có cơng thức: Pz = 59,3 δ 0,34 (N) Py = 0,072 δ 2,25 (N) Px = 0,0028 δ 2,96 (N) + Góc sau α Trong q trình gia cơng cắt gọt, lớp kim loại bề mặt gia công bị biến dạng, dao qua, đàn hồi trở lại tạo thành tiếp xúc mặt sau dao bề mặt gia cụng BMCNCTM Trang: 59 Nguyên Lý Cắt Nh vy : Nếu tăng góc sau α diện tích tiếp xúc giảm thành phần lực cắt Pts , Pds lực ma sát T2 giảm dẫn đến lực cắt Pz , Py , Px giảm Thực nghiệm cho thấy rằng: tăng góc sau α từ 20 ÷ 100 Pz giảm 6%, Py giảm 17%, Px giảm 12,5% Khi tăng góc sau lên 100, ảnh hưởng đến lực cắt + Góc nghiêng ϕ * Khi r = 0, từ cơng thức: a = S.sin ϕ , tăng ϕ làm chiều dày cắt a tăng, lực cắt P z giảm (xem hình 3.20) cịn Py giảm Px tăng * Khi r ≠ 0, góc ϕ tăng (300 ÷ 600) chiều dày cắt tăng, hệ số co rút phoi K giảm, lực cắt Pz giảm Tiếp tục tăng ϕ đến phạm vi 600 ÷ 900, lúc chiều dài phần cong lưỡi dao tham gia cắt tăng, phoi chịu biến dạng phụ mặt trước chịu biến dạng chèn ép lẫn ngồi, hệ số co rút phoi tăng, lực Pz tăng Từ công thức: (3.2) Px = Pn sin ϕ Hình 2.4 Sự phụ thuộc lực hướng trục Px Py = Pn cos ϕ Nên tăng ϕ , cos ϕ giảm sin ϕ lực hướng kính với góc lệch dao tăng, dẫn đến Py giảm, Px tăng Đây a.Làm việc dao phá tỷ số lực P x biện pháp để giảm rung Py φ = 600 ; φ = 100 động gia công chi tiết có tỷ số b Làm việc dao cắt φ = 900 L/P lớn c Làm việc dao vai φ = 900 + Bán kính mũi dao r Bán kính mũi dao lớn, chiều dài phần cong lưỡi cắt tham gia lớn, biến dạng tăng lên làm cho lực Pz Py tăng, Px giảm (vì tăng r , trung tâm áp lực phoi đặt lên dao dịch nhiều phía phần lưỡi cắt cong, lúc hợp lực Pn = Px + Py có phương khơng cịn pháp tuyến với phần lưỡi cắt thẳng mà coi pháp tuyến với phần lưỡi cắt cong Như vậy: góc nghiêng lưỡi cắt cong (hay góc hợp Pn phương vng góc với đường tâm chi tiết giảm đi, nên Px = Pn sin ϕ giảm (xem hình 3.22) + Góc nâng λ Khi góc λ thay đổi từ -50 ÷ +50 có ảnh hưởng, khơng đáng kể đến lực cắt đặc biệt Px , Py c) Vật liệu làm dao ảnh hưởng đến lực cắt thay đổi hệ số ma sát vật liệu làm dao với vật liệu gia công Khi hệ số ma sát thay đổi, làm thay đổi lực ma sát dẫn đến lực cắt thay đổi Thí d: BMCNCTM Trang: 60 Nguyên Lý Cắt - Dao gn mảnh hợp kim cững nhóm TK, lực cắt 90 ÷ 95% lực cắt dùng dao thép gió - Dao gắn mảnh sứ Pc = 88-90% Pc dùng dao thép gió - Dao gắn mảnh En-bo, lực cắt giảm mạnh so với tất vật liệu làm dao khác d) Vật liệu gia công Những tính chất lý kim loại gia cơng thành phần nhiều trường hợp xác định trình tạo phoi mức độ biến dạng nó, ảnh hưởng đến lực cắt Giới hạn bền kéo-nén với thép, độ cứng HB với gang lớn lực Pz , Py , Px lớn Ví dụ: Khi gia cơng thép chưa tơi, có quan hệ: Pz = CVật liệu δ B np Trong đó: Cvl – hệ số phụ thuộc vào điều kiện gia công np –số mũ: với thép σ B ≤ 60 KG/mm2 Với thép σ B >60 KG/mm2 Khi gia cơng gang có quan hệ : Pz = Cvl HBnp (np=0,4) Vì trước cơng thức tính lực cắt, phải nhân thêm hệ số  HB  Với thép : Kmp =    190  np ; np – cho sổ tay tính chế độ cắt Với gang: np -  HB  Gang xám : Kmp =    190  np -  HB  Gang dẻo : Kmp =    150  e) Sự mòn dao Khi tăng lượng mịn theo mặt sau h s, diện tích tiếp xúc bề mặt sau dao với bề mặt gia công tăng, dẫn đến tăng lực ma sát tương ứng tăng lực cắt Đặc biệt lực Py , Pz tăng mạnh mẽ f) Dung dịch trơn nguội Không ảnh hưởng đến việc hạ thấp nhiệt độ phát sinh q trình cắt, mà cịn giảm ma sát, bảo đảm trình tạo phoi dễ dàng hơn, lực cắt giảm Hệ số Kd giảm lực cắt phụ thuộc vào loại dung dịch trơn nguội sau: 0,7 với dầu thực vật 0,8 với dầu vô lưu hóa 0,85 với dầu ê-mun-xi hoạt tính 0.95 với dầu ê-mun-xi 0,97 với nước 2.1.2 Xác định chế độ cắt hợp lý Trình tự xác định chế độ cắt tiện Xác định chiều sâu cắt: BMCNCTM Trang: 61 Nguyên Lý Cắt Khi giỏ cụng thô sơ nên cho t = h(lượng dư gia công).Tuy nhiên h lớn gia công máy có cơng suất nhỏ phải chia nhiều lần cắt, để cắt hết lượng dư  Khi gia công bán kính (tính độ nhẵn từ 12.5 − > 3.2 cấp xác 8,9) - Khi h > 2mm t =2/3->3/4h ; t =1/3->1/4h - Khi h < 2mm cắt lần hết lượng dư, thường lấy t=0.5-2mm  Khi gia công tinh : t=0.1-0.4mm Xác định lượng chạy dao: Lượng chạy dao s phụ thuộc vào điều kiện gia công: - Khi gia công thô: phụ thuộc độ bền thân dao, độ bền mảnh dao cấu chạy dao,độ cứng vững cuả chi tiết gia công - Khi gia công tinh: phụ thuộc vào độ nhẵn cấp xác bề mặt cần gia cơng,độ cứng vững * Theo độ bền thân dao: Khi cắt dao chịu momen uốn (xem hình 4.7) có: M n =P z L Trong P n -Lực cắt [N] L-Khoảng cách từ mũi dao đến mép đài gá dao(mm) Để đảm bảo độ uốn cho thân dao, phải có: M n ≤ [M n ] M n -Mômen uốn cho phép thân dao [ M n ]=[ σ n ].W σ n -ứng suất uốn cho phép(N/mm2) W-mômen chống uốn (mm3) - Với thân dao hình chữ nhật : W=BH2 /6 - Với thân dao hình trịn :W=H.D3/32 Từ suy ra: P n L ≤ W.[ σ n ] Hay: C pt t.Sxpz.Kypz.L ≤ W [ σ n ] Nên S1 ≤ ypz ¦ W [σ u ] C pz t xpz K L * Theo độ bền cấu chạy dao Trong máy công cụ, thường cho |Pm| - Lực |chiều trục| tác dụng lên cấu bánh – (cơ cấu yếu hộp dao chạy) Nên có: Px+ µ (Py+Pz) ≤ [Px m] Với µ - hệ số ma sát,thường lấy 0,1= Gn ỳng: Pz=2Py; Pz=3Px BMCNCTM Trang: 62 Nguyên Lý C¾t Suy ra: Px+0,1(1,5 Px+3 Px) ≤ [Pm] → 1,45Px ≤ [Pm] Hay: 1,45 Cpx.txpz.Sypx.Kpx ≤ [Pm] Do đó: S2 ≤ ypx [ Pm ] 1,45.C px t xpx K px * Theo độ cứng vững chi tiết gia cơng Khi gia cơng chi tiết có tỷ số I/D lớn, thường bị cong Sai số chi tiết bị gây tác dụng hai thành phần P z, Py lực cắt Nhưng chủ yếu thành phần P y gây uốn chi tiết theo phương tác dụng nó, cịn pz ảnh hưởng đến thay đổi kích thước chi tiết gia cơng [10] Độ võng f Py gây tính: Py.L3 f= K.E.J Trong đó: L: Chiều dàI chi tiết gia công không kể đoạn nằm mâm cặp máy (mm) E: Mô đuyn đàn hồi vật liệu gia cơng N/mm2 J: Mơ men qn tính tiết diện ngang chi tiết gia công(mm4) π D J= =0,05D4 64 K: hệ số phụ thuộc vào cách gá chi tiết K=3: kẹp công xôn mâm kẹp K=48: gá hai mũi tâm K=100: gá có dầu kẹp mâm cặp ,một đầu chống tâm Khi phải đảm bảo: f≤[f] hay Py.L3 ≤ [f] K E.J =>Cpy.tx py Sy py Kpy.L3≤ f.K.E.f =>S3 ≤ y py [ f ].K E.J C py t y py K py L (mm/v) thường f =0.25IT-IT: dung sai chi tiết gia công Nhận xét: Khi gia công thơ sau tính S 1,S2,S3 chọn Smin đem so sánh với lượng chạy dao có máy Smthoả mãn điều kiện: Sm< Smin lượng chạy dao cần thiết Theo độ nhẵn bề mặt gia công Khi gia công tinh S chọ n phụ thuộc vào độ nhẵn bề mặt gia công -Khi ct thộp: BMCNCTM Trang: 63 Nguyên Lý Cắt S 1, 07 R z r 0,65 (mm/v) 0,21 -Khi cắt gang: S < 1,1 R z r (mm/v) 0,89 Trong đó: - r: bán kính mũi dao(mm) - R: chiều cao nhấp nhơ trung bình( µ m) Xác định tốc độ cắt V số vòng quay n -Với dao thép gío: tăng Vc tuổi bền dao giảm.Vì phát sinh nhiệt lớn làm dao bị mòn nhanh -Với dao HKC: tăng Vc T giảm sau tăng cuối giảm Bởi cắt tốc độ nhỏ, nhiệt cắt nhỏ mòn xảy chậm tăng V c nhiệt cắt tăng làm mềm bề mặt, khả dính vị trí tiếp xúc phơi phoi với dao tăng, làm tăng cường độ mòn, giảm T Khi tăng Vc lên nhiệt cắt tăng làm mềm bề mặt phoi phôi dinh giảm, trượt tương đối giảm giảm cường độ mịn Mặt khác độ dai va đập HKC tăng (đặc biệt phạm vi 600-8000c) Nếu tiếp tụ tăng Vc, độ cứng độ bền HKC giảm dẫn tới việc tăng cường độ mòn T giảm Ở tuổi bền dao nhau, cho dao làm việc tốc độ cắt nằm bên phải điểm cực đại đường cong tuổi bền cho suất cao hơn.Vì vùng vùng sử dụng hợp lý mảnh HKC VT = Cv K v (m/ph) T m t xv S yv Sau tính VT tiến hành tính nlt nlt = 1000.Vt (v/ph) π D Căn vào máy chọn nm, sau tính Vtt theo cơng thức sau: V = n.π D (m/ph) 1000 Tính Pz, Nc, Mx Pz = Cpz.txpz.Sypz Vnpz Kpz Pz V 60.10 P D Mx = z 2.10 Nc = Kiểm nghiệm chế độ cắt Nc ≤ [ Nc ] M x ≤ [M x ] Tính thời gian gia cơng T0 = BMCNCTM L i n.S (ph) Trang: 64 Nguyên Lý Cắt 2.2 Khoan khoột doa 2.2.1 Cỏc thnh phần lực cắt ảnh hưởng a Khoan 1/ Lực mô men khoan a) Lực mô men Khi khoan gồm thành phần lực sau:  Lực hướng kính Py: Gồm lực Py tác dụng lên lưỡi cắt chính, lực Py’ tác dụng lên lưỡi cắt phụ, chúng có trị số ngược chiều nên triệt tiêu lẫn  Lực dọc trục: P0 có xu hướng chống lại chuyển động chạy dao  Lực tiếp tuyến: Pz gây mômen cắt, tác động lên lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ lưỡi cắt ngang Giả sử tổng hợp lực tác dụng lên lưỡi dao khoan đặt A Phân bố tổng hợp lực theo phương vng góc với (hình 1.5a) ta đươc thành phần lực cắt tác dụng lưỡi cắt Lực cắt P z tạo mơme xoắn Mx mơmen bị trục máy vuợt qua Các ực P ytác dụng theo phương hướng kính Hình 2.5 Sơ đồ lực tác dụng lên dao khoan mômen xoắn khoan triêt tiêu lẫn Lực Px với lực Pn tác dung lưỡi cắt ngang tạo lực hướng trục hay gọi lực chạy dao P bị cấu chạy dao máy vượt qua Kết dao khoan chịu tác dụng mômen xoắn Mx lưc chạy dao P Mômen xoắn Mx tạo phần tử lực tác dụng lên hai lưỡi cắt ab ce, lưỡi cắt ngang bc lưc ma sát P T tác dụng lên lưỡi dn hng õy BMCNCTM Trang: 65 Nguyên Lý Cắt S phM S ZM = n M dùng để tính lực Trị số SZM.Z cắt công xuất cắt Kiểm nghiệm chế độ cắt: Thường kiểm nghiệm theo yêu cầu: - Theo mômen xoắn: Mx = Pz D ≤ [M ] - Theo sức bền cấu chạy dao PH≤ [Pn] Hình 2.11 Thời gian chạy máy - Theo cơng suất cắt: Nc≤Nđc.η - Trong đó: [M] - mômen xoắn cho phép máy [Nm] - [PH] - Lực chạy dao cho phép lớn cấu chạy dao [N] Thời gian máy T0 = l +l +l L i = i[ ph] S ph S Z n.Z - l1 Chiều dài mặt phay - l2 lượng vượt dao; l2 = ÷5 mm - l3 lượng ăn tới; l3 = t ( D − t ) (mm) a Khi gia công dao phay trụ l3 = t ( D − t ) (mm) b Khi gia công dao phay mặt đầu: + Đối xứng l3 = ( D − D2 − t 2 ) (mm) + Không đối xứng l3 = t ( D − t ) (mm) 2.5 Lực cắt chuốt Lực cắt chuốt có giá trị lớn Nó thơng số đầu vào để tính độ bền dao cơng suất máy Khi chuốt có lực cắt thành phần cần xét: Pz (theo phương chuyển động chính) Py (phụ thuộc với phương chuyển động chính).Cả lực cắt Pz Py phụ thuộc vào vật liệu gia công, chiều dày cắt a, bề rộng cắt b, số rãnh phoi vịng k,góc trước γ góc sau α Các lực cắt Pz Py xác định theo công thức sau đây: Pz = 1,15∑ b(c1.a 0,85 + c2 k − c3.γ − c4 α ) BMCNCTM Trang: 76 Nguyªn Lý C¾t Py = 1,15∑ b(c5 a1,2 − c6 γ − c7 α ) Hệ số 1,15 lấy để tính đến độ mịn mặt sau dao chuốt δ = 0, 4mm lực cắt tăng khoảng 15% Các hệ số c1 ÷ c7 chọn theo bảng 15.1 Lực cắt Pz xác định theo công thức đơn giản sau : Pz = p.b.a.zmax Ở : p − lực cắt đơn vị ( kG / mm ) xác định thực nghiệm; b − bề rộng cắt răng(mm); a − chiều dày cắt (hay lượng chạy dao S z ) (mm); zmax − số dao chuốt lúc tham gia vào trình cắt Bảng 15.1 Vật liệu gia công Thép 20 Thép 35 Thép 0XM Thép 45 Thép 40X Thép 0XH3M Thép 20X Thép 20X,40X(tôi cải thiện) Gang HB 160-180 Gang HB 180-220 c1 c2 c3 c4 115 160 190 220 230 250 265 300 140 170 0,060 0,080 0,106 0,108 0,117 0,125 0,137 0,158 0 0,20 0,24 0,28 0,32 0,34 0,37 0,40 0,46 0,25 0,30 0,12 0,13 0,14 0,14 0,14 0,14 0,15 0,16 0,13 0,14 Vật liệu gia công c5 c6 c7 Thép 20 Thép 35 Thép 45 55 125 215 0,018 0,053 0,081 0,045 0,090 0,117 2.6 Lực cắt việc chọn chế độ cắt cắt ren Các phương pháp cắt ren đặc điểm trình cắt ren - Ren sử dụng rộng rãi nghành chế tạo máy nghành công nghiệp khác - Quá trình tạo ren,nhất ren xác cao q trình phức tạp cơng phu.Q trình tạo ren có đặc điểm sau: -Phoi cắt mỏng, kích thước lớp cắt ln ln thay đổi q trình cắt -Khi tiện ren dao có hai lưỡi (ren tam giác) hay ba lưỡi (ren vuông, ren hinh thanh) tham gia cắt việc phoi trở lên khó khăn, dó lực cắt lớn -Khi cắt ren tarơ, bàn ren, điều kiện tản nhiệt kém, khó thoát phoi nên dễ kẹt phoi dễ gãy ta rô gãy chi tiết gia công BMCNCTM Trang: 77 Nguyên Lý Cắt Ren vớt c s rng rng rói ngành chế tạo máy ngành cơng nghệ khác Tùy theo dạng, kích thước, độ xác ren loại hình sản xuất sử rụng phương pháp gia công ren khác Hiện có phương pháp gia để gia cơng ren : • Gia cơng dao có lưỡi cắt : dao tiện ren , dao tiện ren lược , tarô , bàn ren , dao phay ren, …v v • Gia cơng đá mài dạng trịn có hình dạng đường sinh đầu mối hay nhiều đầu mối • Gia cơng biến dạng dẻo( cán ren) lăn ren, bàn cắt ren phẳng… *Cắt ren dao tiện ren tiến hành máy tiện ren vít vạn máy có hai chuyển động xảy đồng thời : Chuyển động quay n phôi thực chuyển động tịnh tiến dao S 2, chuyển động S 1, để cắt hết chiều cao ren Đây phương pháp gia công ren vạn phù hợp với sản xuất đơn loại nhỏ Nhược điểm : Cho độ xác thấp * Cắt ren tarô bàn ren tiến hành tay máy,phù hợp với loại hình sản xuất * Cắt ren dao phay ren Dùng gia công ren bước lớn, ren đầu mối ren chi tiết rãnh thành mỏng Cắt ren dao phay đĩa, để đảm bảo xác biến dạng ren trục, dao phay trục phôi gá mặt phẳng song song chéo góc τ góc nâng ren Phay ren dao đầu mối cho độ xác cao, dao đầu mối cho xuất cao Thường dùng sản xuất hàng loạt * Cắt ren đầu cắt ren, thường dùng sản xuất loạt hàng khối thân có lắp dao ren lược nên cho xuất cao * Mài ren: dùng để gia cơng cho cấp xác cao( cấp 4-5) ren calip ren, tarơ, lăn ren… dùng đá nhiều vòng hay vòng ren Đá có vịng ren dùng phổ biến có độ xác cao, gá đường tâm đá so với đường tâm phôi giống phay ren Đá nhiều vòng ren cho xuất cao độ xác thấp * Cán ren: phương pháp cho xuất cao, sức bền ren tốt, tốn vật liệu phôi Phương pháp dùng sản xuất hàng loạt hàng khối Q trình gia cơng ren cắt có đặc điểm sau :  Phơi cắt mảnh, kích thước lớp kim loại bị cắt thay đổi trình cắt  Khi tiện ren dao có hay lưỡi cắt (ren vng, ren hình thang) tham gia cắt, phoi khó khăn lực cắt lớn  Khi cắt ren tarơ bàn ren, điều kiện nhiệt kém, khó phoi, nên dễ gây kẹt phoi làm gẫy dụng cụ cắt phôi Chọn chế độ cắt tiện ren Số lần ăn dao: phụ thuộc vào giá trị lượng chạy dao ngang S z , mà S z phụ thuộc chất lượng ren gia cụng BMCNCTM Trang: 78 Nguyên Lý Cắt Thớ dụ: Khi tiện thơ, cho ăn dao hướng kính S z=0,7 ÷ 0,4mm , cho ăn dao dọc trục Sz = Sz=0,4 ÷ 0,25mm , tiện tinh Sz = 0,15 ÷ 0,1mm Nói chung số lần ăn dao lượng chạy dao cho sổ tay Tốc độ cắt: tiện ren xác định theo công thức sổ tay Thời gian máy To = L i.q (phút) n.S Trong đó: L = l + l1+l2 l1 - lượng ăn tới ; l1(1 ÷ 3)S – bước ren l2 - lượng vượt quá; l2=l1 l - chiều dai ren cắt i - số lần ăn dao q – số đầu mối ren Chọn chế độ cắt cho tarô bàn ren 1.Chọn chiều dày cắt a : S tgϕ Theo công thức a = n Thấy : a phụ thuộc vào S, n , ϕ Thông thường a = 0,02- 0,15mm 2.Chiều rộng cắt: thay đổi phụ thuộc vào vị trí me cắt Diện tích lớp cắt: thay đổi phụ thuộc vào vị trí me cắt - Diện tích lớp cắt l cắt li = ai.bi - Diện tích lớp cắt Z tham gia cắt : z ∑f i S t cắt hoàn toàn Fc = ( kể cắt ren vuông) Fc = i =1 4.Mômen cắt công suất cắt : a Mômen cắt: cắt ren tarô bàn ren lượng thay đổi Tuỳ thuộc vào chiều dài ren gia cơng mà thay đổi Ngồi M x tính theo cơng thức : Mx=Cm.Dxm.Sym.Km(N.mm) Trong : D - Đđường kính mgồi ren S - Bước ren Cm,Km – Hệ số kể đến ảnh hưởng vật liệu gia cơng, độ mịn dao, dung dịch trơn nguội b.Công suất cắt: M x n Nc = (KW) 60.10 n - Số vòng quay bàn ren tarô (v/ph) Mx – mômen cản cắt (N.mm) Dạng mịn tuổi bền – tính tốc độ cắt a Dạng mịn : Tarơ bàn ren mịn theo mặt sau chủ yếu chiều dày cắt a bé, chúng lại có góc α nhỏ α sđ = 00 BMCNCTM Trang: 79 Nguyên Lý Cắt b Tui bền : T = 60'- 120' cắt thông thường, cịn cắt thép khó gia cơng: T = 20' – 30' c Tốc độ cắt : xác định theo công thức : C v D qv Vc = m yv T S Tính thời gian máy : Khi cắt ren tarô bàn ren theo công thức :   L +Y L +Y  + To =     n.S n1 S  (ph) L – chiều dài ren cắt (mm) Y – lượng vượt ; Y = (2 ÷ 3)S (mm) S – bước ren (mm) n – số vòng quay dụng cụ cắt chi tiết n1 ≈ 1,25n – số vòng quay dụng cụ chi tiết hành trình quay ngược 2.7 Mài 2.7.1 Vật liệu hạt mài Vật liệu để làm hạt mài thường có hai loại: thiên nhiên nhân tạo Loại thiện nhiên dùng Vật liệu mài thiên nhiên thường gặp kim cương, oxyt nhôm, cacborun, đá lửa, thạch anh Kim cương than nguyên chất có trọng lượng riêng tứ đến 3,5G/cm có độ cứng cao so với với vật liệu khác Kim cương cháy 800 C Trong thiên nhiên thương gặp kim cương dạng tinh thể có trọng lượng từ 0,005 đến vài chục cara (1cara=0.02mg) Sức bền kim cương không cao Nếu quy ước giới hạn bến uốn hợp kim cứng BK8 1, giới hạn bền uốn P18 2,25, Al 2O3 0,35, kim cương 0,21 Độ dẫn nhiệt kim cương gần gấp lần P18, gấp lần BK8 khoảng 35 lần so với Al2O3 Nhờ có độ giãn dài bé độ cứng cao nên dụng cụ có lưỡi cắt kim loại đảm bảo độ xác gia cơng cao Ơxyt nhơm có thành phần chủ yếu Al 2O3 dạng tinh thể Nhờ có độ cứng cao (chỉ thua kim cương cacbitbo) độ dẻo cao nên ôxit nhôm xem vật liệu mài tốt Ôxyt nhơm thiên nhiên thường có màu từ hồng đến xám Trọng lượng riêng, tùy thuộc vào lượng tạp chất, khoảng từ 3,93 đến G/cm oxyt nhôm thiên nhiên thường dùng dạng bột mịn bột nhão cac ngun cơng mài bóng Cacborun dạng oxyt nhôm lượng hàm oxyt nhôm thấp (khoảng 60%) nên độ cứng thấp , trọng lượng riêng 3,5g/cm3 Thạch anh có thành phần chủ yếu oxytlic Độ cứng thạch anh theo thang MOOC Đá lử dạng thạch anh, có 90%SiO có độ cứng tương tự thạch anh, coong nghiệp gỗ, đá… cacborun, thch anh, BMCNCTM Trang: 80 Nguyên Lý Cắt ỏ lửa chủ yếu dùng để chế tạo mài giấy ráp dùng bo,cacbit boSilic, nitritbo lập phương … Kim cương nhân tạo hiên tổng hợp nhiều nước Ơ Liên xô cũ kim cương nhân tạo bắt đầu dưa vào sản xuất dạng công nghiệp từ năm 1962 đến 1967 so với kim cương thiên nhiên dùng công nghiệp kim cương nhân tạo đạt đến tỉ lệ 92,4% Kim cương nhân tạo tổng hợp từ graphit áp suất 100.000 atm nhiệt độ 2500đến 2700 0c Thành phần hóa học kim cương nhân tạo gần giống với kim cương thiên nhiên (99,7% cacbon 0,3% tạp chất) Phần lớn tinh thể tổng hợp có kích thước từ 0,2 đến 0,4mm Gần người ta tổng hợp tinh thể kim cương có kích thước đến vài milimet, trọng lượng vào khoảng từ 0,01 đến 0,1 cara Nhờ chất xúc tác tìm gần người ta tổng hợp kim cương áp suất nhiệt độ thấp (từ 12500atm 1200 đến 1400 0c ) Hình dạng màu sắc tinh thể kim cương phụ thuộc vào nhiệt độ Kim cương thiên nhiên có bán kính cong lưỡi cắt ρ = 2,3 ÷ 3,3.10mm, góc β = 73 ÷ 84 0c, cịn kim cương nhân tạo ρ = 1,1 ÷ 2,2.10 mmvbà β = 52 ÷ 57 (ở oxyt nhơm điện ρ = 8,5 ÷ 190.10 mm β = 98 ÷ 108 5) Các nhãn hiệu kim cương tổng hợp Liên xơ cũ có ký hiệu sau :ACO, ACP, ACB,ACK, ACC(dạng hạt), ACM CAN(dạng bột) Độ bền học tăng dần từ ACO đến ACC So với kim cương thiên nhiên ACC bền khoảng từ 1,2 ÷ lần Nitrit bo lập phương (KNB) có độ cứng gần độ cứng kim loại độ bền nhiệt cao gấp đôi Nitrit bo lập phương liên kết hóa học bo (44%) với nitơ(56%) dạng tinh thể gần kim cương Liên xơ cũ thí nghiệm thành cơng năm 1050 dưa vào sản xuất năm 1964 Cần ý phân biệt Nitrit bo lập phương nitribo biết từ lâu, loai vật liệu mền, có cấu tạo mạng gần Graphit có 2,2 g/c 3m Graphit loại vật liệu dẫn điện tốt nhiệt độ cao Graphitcó màu đen cịn natri bo có màu trắng Khi tổng hợp áp suất (70 000atm) nhiệt độ cao (1700độ C) người ta thu tinh thể nitri bo lập phưưng có thơng số mạng gần kim cương Ngoài việc dùng làm hạt mài, nitri bo lập phương dùng làm dụng cụ cắt có lưỡi để gia cơng loại thép tơi Do khơng có tương tác hóa học với sắt, nitri bo lập phưong dùng để thay kim cương việc gia cơng loại thép có độ bền học cao loại hợp kim có độ bền thép Đá mài nitri bo lập phương đắt đá mài oxy nhôm nhiều cho hiệu kinh tế cao Oxyt nhôm điện oxyt nhôm thu lò điện từ quặng boxit, thường gặp loại sau: + Oxyt nhôm điện thường (corum điện thường) dùng phổ biến nhất, có màu thay đổi từ da cam đến màu hồng, lượng Al 2O3 oxit nhơm điện thường vào khoảng 92 ÷ 95% Oxyt nhơm điện thường dùng để mài thô, mài bán tinh BMCNCTM Trang: 81 Nguyên Lý Cắt v mi tinh cỏc loại vật liệu có sức bền cao thép, gang rèn mài sắc dụng cụ thép cacbon dụng cụ + Oxyt nhôm điện trắng (Corum điện trắng) có hàm lượng Al2O3 có (98 ÷ 99%) nên tính cắt tốt Khi mài nhiệt độ mài thấp khả mài sắc tốt + Oxyt nhôm tinh thể dạng hạt oxyt nhôm đơn tinh thể khác với dạng với dạng hạt oxyt nhơm nói chung chỗ sau bị nghiên nát hạt có dạng hình học với kích thước từ (1đến 50).10 -3 mm.Oxyt nhơm đơn tinh thể có sức bền tính cắt cao Hàm lượng Al 2O3 , oxyt nhôm đơn tinh thể từ 97đến 99% Oxyt nhôm điện trắng oxyt nhôm đơn tinh thể dùng để mài bán tinh loai thép mài sắc dao thép dụng cụ Ngồi cịn có oxyt nhơm pha Corum dùng chế độ cắt nặng, oxyt nhôm pha tinh titan có độ dẻo cao thích hợp cho việc mài rà mài bóng.Oxyt nhơm (màu xanh) hạt mịn thường dùng để mài bóng Cacbit silic(SiC) thu tác động tương hỗ SiO C lò điện trở, tuỳ theo hàm lượng tạp chất mà chia dạng: cacbit silic xanh chứa 98đến 99% cácbit silic đen chứa 97 đến 98%C SiC xanh tạp chất nên tính cắt cao SiC đen Cả hai loại có độ cứng gần nhau, chịu nhiệt khoảng 13000C đến 14000C ứng dụng: Loại xanh dùng mài sắc dao cắt HKC sứ SiC đen dùng mài gang, đồng, nhơm, phi kim Cácbít Bo(B4C) Thu lò hồ quang kết tương hỗ Bo cốc dầu mỏ tro nhiệt độ 2000 đến 2350 0C Trong thành phần có 74 %B gần 1,5%C tự do, có độ cứng cao sau kim cương Nitơri Bo lập phương Do có tính cắt gọt tốt dùng để gia cơng thép hợp kim, hợp kim cứng vật liệu khó gia cơng 2.7.2 Dụng cụ hạt mài Mài phương pháp gia công kim loại biết từ lâu Tuy nhiên phải đến kỷ XIX, xuất máy mài vật liệu tổng hợp, việc gia cơng máy mài có bước phát triển nhảy vọt Ngày nay, với phát triển ngành chế tạo máy, vật liệu có tính học cao, khó gia cơng ngáy sử dụng rộng rãi Những đòi hỏi vệ chế độ xác chất lượng gia cơng ngày cao phạm vi sử dụng máy mài mở rộng nhanh chóng dạng gia cơng Tỷ lệ máy mài tổng số máy cắt kim loại nói chung chiếm khoảng 30%, số ngành đặc biệt chế tạo vịng bi máy mài chiếm đến 60% Hiện máy mài dùng ngun cơng tinh, mà cịn dùng ngày nhiều công nguyên gia công thô cần đến tính hiệu kinh tế cao Người ta dùng phương pháp mài thô để gia công chi tiết có trọng lượng đến 12,5 tấn, lượng dư khoảng 6mm máy BMCNCTM Trang: 82 Nguyªn Lý C¾t mài cỡ lớn có cơng suất đến 250kw Năng suất đạt cao nhờ tốc độ cắt cao, (60đến 80m/s) tốc độ quay chi tiết lớn (360m/ph) Trong năm gần số nhà máy nâng tốc độ mài lên 120m/s người ta tìm biện pháp phấn đấu để đưa tốc độ mài lên cao (khoảng 300m/s) Khi gia công tinh phương pháp mài tốc độ bóng Ra =1,25đến 0,63 lớn hơn, độ xác kích thước cao (0,002 đến 0,003mm) So với số dạng gia cơng khác, mài có số đặc điểm sau: - Tốc độ cắt mài lớn, tiết diện phôi cắt bé - Đá mài loại dụng cụ nhiều lưỡi, gồm hạt mài liên kết với chất đính kết Khi cắt, số lớn hạt mái có hình dạng, vị trí hồn toàn khác đồng thời tham gia cắt Các góc cắt mái khơng hợp lý: góc trước thường âm vá góc β thường lớn 900 - Do tốc độ cắt cao góc cắt lớn nên mài nhiệt độ cao (1000 ÷ 15000C) - Dụng cụ mài có lưỡi cắt khơng liên tục: hạt nằm tách biệt bề mặt làm việc dụng cụ cắt phoi riêng, xem q trình mài q trình cào xước liên tục - Do thay đổi vị trí hình dạng hình học hạt mài đá mài nên việc điều khiển trình mài khó khăn -Trong q trình mài, đá mài có khả tự mài sắc phần a.Chất dính kết Khi chế tạo dụng cụ mài (đá mài), hạt mài kết hợp với nhờ chất dính kết chúng (vật liệu mài vật liệu chất dính kết chộn lẫn với nhau, đóng khn, nung, gia công thử độ cứng trước đưa vào sử dụng Thường dùng chất dính kết sau: +Chất dính kết vơ cơ: Kêramic, si li cat… + Chất dính kết hữu cơ: Bakêlít, vun ga nít… + Chất dính kết kim loại: Chất dính kết Kê mic: KH: K, VN ký hiệu G Chế tạo từ đất sét chịu lửa, fenspat, thạch anh số chất khác Dụng cụ chế tạo từ chất dính kết gốm có độ bền, độ chịu nhiệt độ cứng cao trở nên dịn cứng hơn, ngồi chịu tác động hóa học nhiều chất khác Đá mài dùng chất dính kết G đạt V c =65m/s, dịn nên khơng dùng G để chế tạo đá mài có chiều dày nhỏ chịu tải trọng va đập Chất dính kết G chia làm hai nhóm bản: Nóng chảy (thủy tinh) thiên kết (dạng sứ) Loại thủy tin dùng cho đá mài vật liệu corun điện thường điện trắng, loại sau dùng cho vật liệu SiC.(K3 K4) b Chất dính kết bakelít Nga ký hiệu: Б Việt Nam: B Chất dính kết bakelit loại nhựa tổng hợp chế tạo từ axit cácbôlic phoc ma lin - Ưu điểm: Có độ bền cao, độ đàn hồi lớn, chịu va đập tốt, nhiệt sinh mài Do cho phép cắt với tốc độ cao khoảng 60 m/s - Nhược điểm: Kém bền vững phương điện hóa nhiệt Nó bị phá hủy dung dịch kiềm có PH > 8, độ bền học kém, lực giữ hạt mài giảm nhanh nhit BMCNCTM Trang: 83 Nguyên Lý Cắt 2000C Vì làm việc mơi trường có dung dịch trơn nguội có nồng độ kiềm thấp nhỏ 1,5% Sử dụng B để chế tạo đá mài cắt với tốc độ cao, dùng mài rãnh, mài sắc dụng cụ tơi, mài bề mặt định hình, mài taro, bàn ren, mũi doa… Do B có tính đàn hồi cao nên dùng để chế tạo đĩa mài với chiều dày 0,18mm Chất dính kết Vunganit(V) Nga (B) V chế tạo cách lưu hóa cao su làm mềm benzene với lưu huỳnh Bao gồm 70 % cao su 30 % lưu huỳnh Đá mài chế tạo bằnh chất dính kết V có độ bền mịn cao, thường dùng làm đá dẫn mài vơ tâm Do có độ đàn hồi tốt nên dùng để chế tạo đĩa mài có chiều dày từ 0,3 -0,5mm với đường kính 150-200mm Đá mài loại cho phép cắt với tốc độ tới 75m/s Thường dùng để cắt đứt, mài rãnh, mài rãnh then, mài định hình xác lần cuối Nhược điểm: Độ xốp thấp chịu nhiệt Nhiệt độ 1500C đá bắt đầu mềm, nhiệt độ lên đến 200 0C đá bị cháy Vì cắt phải sử dụng dung dịch trơn nguội khơng có tính kiềm c Độ cứng đá mài Độ cứng đá mài chống lại bứt hạt mài khỏi bề mặt làm việc đá tác dụng ngoại lực Độ cứng đá mài chủ yếu phương pháp chế tạo, số lượng chất dính kết đơn vị thể tích thành phần chất dính kết định Độ cứng hạt mài độ cứng đá hai khái niệm khác hoàn toàn Đá mài mềm loại đá mài khả chống lại bứt hạt mài khỏi bề mặt đá yếu Đá mài cứng loại đá mài khó bứt hạt mài khỏi bề mặt đá * Nguyên tắc chọn đá mài: Khi cắt vật liệu cứng nên chọn đá mềm, gia công vật liệu mềm nên chọn đá cứng Khi gia công vật liệu mềm dẻo cần chọn đá mềm để tăng tuổi thọ đá, gia công vật liệu cứng nên chọn đá cứng làm tăng khả tự mài sắc đá Khi gia công thô nên chọn đá mài cứng, gia công bề mặt định hình nên chọn đá mềm vừa e Cấu trúc đá mài: tương quan mặt số lượng thể tích hạt mài,thể tích chất kết dính thể tích khoảng trống đá Ta có: Vhm+Vkd +Vkk=100% Trong đó: Vhm : thể tích hạt mài Vkd : thể tích chất kết dính Vkk : thể tích khoảng trống Cấu trúc đá có ký hiệu từ 0-12 Số hiệu cấu trúc lớn đá mài xốp nghĩa số lượng hạt mài giảm khoảng trống tăng Bảng cho ta số lượng hạt mài đá mài có cấu trúc khác nhau: Số hiệu cấu trúc BMCNCTM Lượng hạt mài (%) Số hiệu cấu trúc Lượng hạt mài (%) Trang: 84 Nguyên Lý Cắt 60 58 56 54 52 50 10 11 12 48 46 44 42 40 38 Cấu trúc từ 1-4 gọi cấu trúc chặt, từ 5-8 cấu trúc bình thường, từ 9-12 cấu trúc xốp f Mật độ kim cương đá mài kim cương Đá mài kim cương thường gồm có thân kim loại (nhôm chất dẻo) vành kim cương có chiều dày từ 1,5 đến mm bao quanh Mật độ kim cương lượng hạt mài kim cương có mm vành kim cương đá Người ta thường chế tạo đá mài kim cương với mật độ 50%,100%,125% Người ta quy ước mật độ 100%, 1mm đá mài kim cương có 0,878 mg ( 0,000439 cara ) hạt mài kim cương, mật độ 50% lượng kim cương giảm nửa 25% lượng kim cương cịn ¼ Ta có bảng sau: Mật độ (%) 25 Khối lượng kim cương có 1,1 1cm tính cara 50 75 100 125 150 175 200 2,2 3,3 4,4 5,5 6,6 7,7 8,8 Mật độ kim cương định suất độ bền đá mài kim cương Các thông số đá mài ghi nhãn hiệu bề mặt đá mài (h.12-2) Tuy nhiên nhãn hiệu đá không phản ánh hết thơng số quan trọng ảnh hưởng đến q trình cắt đá chất lượng bề mặt gia cơng: hình dạng trạng thái bề mặt làm việc đá, khoảng cách hạt, bán kính cong lưỡi cắt hạt Kinh ngiệm chứng tỏ sửa đá, bề mặt hạt mài lớp ngồi xuất mặt phẳng chiếm diện tích khoảng 5-18% diện tích mặt cơng tác đá, mà ta biết hạt mài cắt phoi a z ≥ 0,5 ρ trường hợp mài thép (az- chiều dày cắt ; ρ - bán kính cong lưỡi cắt hạt mài ) 2.7.3 Phương pháp mài Phương pháp mài tròn ngoi BMCNCTM Trang: 85 Nguyên Lý Cắt Thng dựng gia cơng bề mặt trụ ngồi, cho suất độ xác cao Q trình gia cơng bao gồm chuyển động: - Chuyển động quay chi tiết: n π Dct Vct = ct (m/ph) 1000 - Chuyển động quay đá mài tạo chuyển động cắt n π Dd Vd = d (m/s) 60.1000 Hình 2.12 Các phương pháp mài - Chuyển động chạy dao hướng kính để cắt hết lượng dư Sn = 0,0005 – 0,015 mm/htk - Chuyển động chạy dao dọc trục chi tiết Sd = (0,3 – 0,6 )H mm/vòng Trong đó: H chiều dày đá mài Mài tròn Thường dùng để mài lỗ, phương pháp cho độ xác cao khó điều chỉnh Khi chọn chế độ cắt cần chọn nhỏ mài trịn ngồi, đồng thời đường kính đá mài ln bị khống chế đường kính lỗ gia cơng Mài vơ tâm Phương pháp dùng cho mài trịn mài trịn ngồi, khơng mài b mt tr bc BMCNCTM Trang: 86 Nguyên Lý Cắt Mài vơ tâm dề tự động hóa, khí hóa đồng thời cho suất chất lượng cao Giảm thời gian rà gá thời gian chết máy Hình 2.13 Phương pháp mài vơ tâm a) Mài trịn ngồi; b) Mài trịn lỗ Nhược điểm tốn đá có thêm đá dẫn Mài phẳng Có phương pháp mài phẳng - Dùng chu vi đá: Phương pháp cho suất thấp chiều rộng lưỡi cắt tiếp xúc nhỏ, cho chất lượng bề mặt gia cơng cao nhiệt tốt, phát huy khả làm mát - Dùng mặt đầu đá: Phương pháp cho suất cao chất lượng thấp khả nhiệt Hình 2.13 Phương pháp mài phẳng Hình 2.14 Phương pháp mài khôn 5.Phương pháp mài khôn Mài nghiền Mài siêu tinh BMCNCTM Trang: 87 Nguyªn Lý C¾t 2.7.4 Lực cắt mài Lực cắt tổng hợp mài phân (hình 17.7):lực tiếp tuyến P z , lực hướng kính Py ,và lực hướng trục Px Lực cắt Pz thơng số để tính cơng suất cắt.Lực P y có ảnh hưởng lớn đến độ xác gia công.Lực P x cần thiết để chạy dao dọc đá chi tiết Lực Pz xác định theo công thức thực nghiệm sau đây: Pz = C p V 0,7 S 0,7 t 0,6 Hình 2.17 Sơ đồ lực cắt mài Ở : Cp : hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công yếu tố khác Hệ số Cp = 2,1 mài thép chưa nhiệt luyện ,Cp = 2,2 mài thép nhiệt luyện Cp = 2,0 mi gang BMCNCTM Trang: 88 Nguyên Lý Cắt minh hoạ cụ thể ta tính lực cắt mài thép chưa nhiệt luyện (thép 40) đá mài ∋ 40CM 1K có chiều dày 40 mm với tốc độ quay chi tiết V = 30 m/phút , lượng chạy dao S = 20 mm/vòng t =0,009 mm/hành trình kép Pz = 2,1.300,7200,7.0,0090,6 ≈ 11 kG Bằng thực nghiệm xác định tỷ lệ Pz,Px Py: Py = (1 ÷ 3)Pz ; Px = (0,1 ÷ 0,2)Pz ; Lực Py lớn lực Pz giải thích , lực cắt đơn vị mài lớn theo số liệu nhiều nghiên cứu thực ngiệm lực cắt đơn vị nằm khoảng p = 10000 ÷ 20000 kG/m2 ,có nghĩa cao hàng chục lần so với lực cắt đơn vị tiện , khoan phay.Lực cắt đơn vị mài lớn tiết diện cắt nhỏ góc trước âm hạt mài Bảng 17.1 lực cắt đơn vị số phương pháp gia công Phương pháp gia công Lực cắt đơn vị p (kG/mm2 ) Tiện 200-250 Khoan 300-350 Phay 500-570 Mài 10000-20000 Công suất cần thiết để làm quay đá : NK = Pz VK 102.η1 Công suất cần thiết để làm quay chi tiết: N= Pz V 60.102.η Ở : VK ,V – tốc độ quay đá chi tiết; η1 ,η2 - hiệu suất cấu truyền chuyển động làm quay đá làm quay chi tiết Vì tỷ lệ VK = 60 ÷ 100 N nhỏ NK nhiều lần V Cơng suất mài tính theo cơng thức thực nghiệm sau đây: N c = C N V 0,5 S 0,65 t 0,5 Hệ số CN xác định theo sổ tay chuyên ngành (sổ tay gia công sổ tay công nghệ chế tạo máy 2.7.5 Lựa chọn đá mài chế độ cắt mài Chọn chiều sâu cắt t Phụ thuộc kiểu mài tính chất gia cơng Ví dụ: Khi mài trịn ngồi: Thô t = 0,01 – 0,05mm Tinh t = 0,005 – 0,01mm Còn lại tra sổ tay Chọn lượng chạy dao dọc Sd = (0,3 – 0,6).H BMCNCTM Trang: 89 Nguyên Lý Cắt H: Chiu rng ca ỏ mi Chọn tốc độ cắt Tốc độ cắt phụ thuộc vào sức bền đá công suất máy (tham khảo sổ tay) Chọn sau hiệu chỉnh theo máy mài chọn Chọn số vòng quay chi tiết: Phụ thuộc vào vật liệu gia cơng, tính chất gia cơng, độ cứng đá Tính lực cơng suất (theo sổ tay) Tính thời gian máy T0 = L h K M (ph) nct S d t Trong đó: L chiều dài chi tiết gia cơng KM hệ số tính đến số lần chạy rà lần cuối để tăng độ nhẵn bề mặt gia công Chọn KM = 1,5 – 2,5 BMCNCTM Trang: 90 ... tiến Xác định theo bảng (1 -2); (2 -2); (3 -2), gia công máy bào giường (17 -2); (18 -2); (19 -2)? ??Trong sổ tay công nghệ chế tạo máy c Tốc độ cắt BMCNCTM Trang: 71 Nguyên Lý Cắt Tớnh tng t nh tin ngoi... rộng cắt: thay đổi phụ thuộc vào vị trí me cắt Diện tích lớp cắt: thay đổi phụ thuộc vào vị trí me cắt - Diện tích lớp cắt l cắt li = ai.bi - Diện tích lớp cắt Z tham gia cắt : z ∑f i S t cắt. .. ú Fc din tích lớp cắt (mm2) P – lực cắt đơn vị (N/mm2) 2- Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt a) Chế độ cắt + Chiều sâu cắt Từ công thức : F = S t nên tăng t, diện tích lớp cắt tăng, thể tích lớp