Thép dụngcụ
Thép hợp kim dụngcụ
Thép hợp kim (bột thiêu kết, nền Coban (Carbide)+ bột thiêu kếtkiểu Cermet) Gốm (Ceramic)
Tinh thể Bo lậpphương (CBN)
Kim cương nhân tạo (PCD)
Hình 3.2: Hình mô tả các vật liệu làm dao
Hình 3.3:Quá trình phát triển các loại dụng cụ
2. 1. Vật liệu làm dao
Khi cắt dụng cụ phải chịu áp lực , chịu nhiệt độ cao, rung động, mài mòn,...
25
- Độ cứng: để cắt được các kim loại vật liệu làm dao phải có độ cứng cao hơn vật liệu
gia công. Thông thường từ 62 đến 65HRC.
- Độ bền cơ học: Trong quá trình cắt dao phải chịu những lực lớn tác động, chịu sự rung
động của hệthống công nghệ không cứng vững, làm cho lực cắt không ổn định làm dễ gãy
và hỏng dao. Do đó dao cần có sức bền và độ dẻo cao để làm việc được lâu dài.
- Độ chịu nhiệt: Độ chịu nhiệt là khả năng giữ được độ cứng cao và các tính khác lở nhiệt độ cao (không có biến đổi về tổ chức) trong một thời gian dài.
- Độ chịu mài mòn: Trong quá trình cắt, mặt trước của dao chịu sự mài mòn khi phoi thoát ra, mặt sau tiếp xúc với mặt đang gia công và hiện tượng chảy dính giữa vật liệu làm
dao và vật liệu gia công, nên dao chóng mòn.
- Tính công nghệ: Vật liệu làm dụng cắt phải dễ rèn, dễ dập, dễ cắt gọt, dễ gia công nhiệt, dễ mài,...Tóm lại chúng phải được tạo dáng dễ dàng.
- Tính kinh tế: Giá cả phải phù hợp.
Hình 3.4: Các loại mũi dao định hình théphợp kim cứng 2.2. Thép gió
+ Là loại thép hợp kim dụng cụ với hàm lượng hợp kim cao từ 5 đến 20%. Tính năng của nó đặc biệt và tính chịu mòn và tính chịu nhiệt tăng cao, nên được sử dụng rộng rãi. + Độ cứng ở trạng thái tôi: 60 đến 70HRC.
+ Có thểcắtở tốc độ từ 35 đến 35 m/phút. + Độ bền nhiệt: 400 đến 6000C.
2.3. Hợp kim dụng cụ
+ Thép hợp kim dụng cụ: Thép gió là loại vật liệu làm dao được dùng rộng rãi nhất và có hiệu quả kinh tế cao.
26
Hình 3.5: Ký hiệu một số loại Cacbit
3.Các góc độ của dao tiện
3.1. Các bộ phận chủ yếu của dao tiện:
- Phần cắt: Trực tiếp tham gia cắt gọt (làm nhiệm vụ cắt). - Phần thân: Dùng để gá dao vào bàn dao hoặc trục chính. - Mặt trước: Là mặt mà phoi sẽ thoát ra trong quá trình cắt. - Mặt sau chính: Là mặt dao đối diện với chi tiết gia công.
- Mặt sau phụ: Là mặt đối diện với chi tiết gia công.Các mặt này có thể thẳng hoặc cong.
27
Hình 3.6: Các mặt phẳng cấu tạo nên dao cắt
Giao tuyến của chúng tạo thành các lưỡi cắt của dao. Trên phần cắtgồm các lưỡi cắt sau:
- Lưỡi cắt chính: Là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính, giữ nhiệm vụ chủ
đạo trong quá trình cắt.
- Lưỡi cắt phụ: Là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ, trong quá trình cắt
luỡi cắt phụ cũng tham gia quá trình cắt.
- Phần nối tiếp giữa các lưỡi cắt là đỉnh dao: Đỉnh dao có thể nhọn hoặc có bán kính
r từ 0,1 đến 2mm.
28
Hình 3.8:Các mặt phẳng cơ bản của dao cắt
- Mặt phẳng cơ bản:
- Mặt phẳng cắt chính
- Mặt phẳng cắt phụ
3.3. Các góc cơ bản của dao tiện
- Góc trước chính : Là góc giữa mặt trước và mặt đáy
đo trong tiết diện chính. Góc trước có giá trị dương khi mặt trước thấp hơn mặt đáy, trị số âm khi ngược lại và bằng 0 khi mặt trước trùng mặt đáy.
- Góc sau chính : Là góc giữa mặt sauchính và mặt cắt đo trong tiết diện chính. - Góc sắc chính : Là góc giữa mặt trước và mặt sau chính đo trong tiết diện chính.
- Góc cắt chính : Là góc giữa mặt cắt và mặt trước đo trong tiết diện chính.
- Góc mũi dao : Là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ trên mặt
đáy.
- Góc nghiêng chính : Là góc giữa hình chiếucủa lưỡi cắt chính trên mặt đáy và phương chạy dao.
- Góc nghiêng phụ 1: Là góc giữa hình chiếu lưỡi cắt phụ trên mặt đáy và phương
29
- Góc nâng có thể dương, âm hay bằng 0, dương khi mũi dao là điểm thấp nhất của
lưỡi cắt, âm khi mũi dao là điểm cao nhất của lưỡi cắt (hình bên) còn khi lưỡi cắt song
song với mặt đáy thì góc nâng bằng 0
Câu hỏi ôn tập và phương pháp đánh giá: Câu 1.1: Trình bày các góc độ cơ bản của dao?
Câu 1.2: Trình bày các mặt phẳng cơ bản của dao tiện?
Phương pháp đánh giá theo dạng viết lý thuyết, nội dung bao gồm các ý chính trong
30
BÀI 4: MÀI DAO TIỆN
Giới thiệu: Cách thức mài dao tiện trụ, tiện rãnh, tiện ren. Mục tiêu:
+ Nhận dạng được các bề mặt, lưỡi cắt, thông số hình học của dao tiện.
+ Mài được dao tiện ngoài (thép gió) đạt độ nhám Ra1.25, lưỡi cắt thẳng, đúng góc
độ, đúng yêu cầu kỹ thuật, đúng thời gian qui định, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho
người và máy.
+ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.
Nội dung chính:
1. Cấu tạo của dao tiện
Hình 4.1:Góc độ dao tiện
2. Yêu cầu của vật liệu làm phần cắt gọt.
(Phần 2, bài 3)
3. Các thông số hình học của dao tiện ở trạng thái tĩnh
- Mài mặt sau của dao =8 – 120
- Mài tạo hình dáng đầu dao
- Mài lưới cắt chính =30 - 450
- Mài lưới cắt phụ 1 =15 - 300
- Mài rãnh thoát phoi (Mài dọc theo lưỡi cắt chính)
*Yêu cầu khi mài :
31
-Các mặt phẳng sau khi mài phải thẳng không lồi lõm
-Phải đúng góc độ
*Dao cắt:
Hình 4.2: Góc độ dao tiện trụ
*Chú ý:
- Khi tiện thô mài mũi dao có R = 0,5mm
- Tiện tinh mài mũi dao có R = 1,5 - 2mm
- Tiện gang mài sắc
- Tiện thép mài vát một giải dọc theo lưỡi cắt chính.
4. Ảnh hưởng của các thống số hình học của dao tiện đến quá trình cắt
4.1 Góc trước chính
Là góc giữa mặt trước và mặt đáy đo trong tiết diện chính. Góc có ảnh hưởng đến quá trình thoát phoi khi cắt.
32 4.2. Góc sau chính
Là góc giữa mặt sau chính và mặt cắt đo trong tiết diện chính.
Góc sau ảnh hưởng tới quá trình cắt và độ nhám bề mặt.
4.3. Góc sắc chính
là góc giữa mặt trước và mặt sau chính đo trong tiết diện chính. + + = 90 ( độ)
Góc cắt chính : là góc giữa mặt trước và mặt cắt đo trong tiết diện chính.
Hình 4.7: Góc sắc chính
Góc và góc là hai góc độc lập được chọn trước tùy theo yêu cầu gia công (vật liệu, chất lượng bề mặt gia công …), còn hai góc và là hai góc phụ thuộc vào góc và .
4.4. Góc nghiêng của lưỡi cắt
+ Góc nghiêng chính : là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy và phương chạy dao.
+ Góc nghiêng phụ 1: là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy và phương
chạy dao.
4.5. Góc mũi dao và góc nâng của lưỡi cắt
+ Góc mũi dao : là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ trên mặt
đáy.
+ + 1 = 1800
+ Góc nâng : Khi lưỡi cắt chính thẳng thì là góc đo giữa lưỡi cắt chính và hình
chiếu của nó trên mặt phẳng đáy Khi lưỡi cắt chính cong, là góc đo giữa tiếp tuyến tại
33
Hình 4.8: Góc nâng
+ Góc có thể dương, âm hay bằng 0 và có ảnh hưởng đến phương thoát phoi
+ dương khi mũi daolà điểm thấp nhất của lưỡi cắt,
+ âm khi mũi dao là điểm cao nhất
+ = 0 khi lưỡi cắt song song với mặt đáy
Sử dụng các loại dụng cụ đo để kiểm tra các góc độ của dao tiện
Hình 4.9: Thước đo góc
6. Mài dao tiện
6.1. Lý thuyết:
- Tay trái cầm thân dao, tay phải cầm phía trên bệ tỳ gần với phần cắt gọt, đặt dao lên bệ
tỳ nhằm cố định dao trong quá trình mài. Trục thân daotạo với bệ tỳ một góc nghiêng đúng
bằng với góc nghiêng chính cần mài, điềuchỉnh cho dao nghiêng về phía người mài một
góc bằng góc sau chính cần mài. Sau đó ấn nhẹ dao vào đá để mài mặt sau chính. 6.2. Kiểm tra góc sau chính sau khi mài:
34
Góc sau chính của dao sau khi mài đ ư ợc ki ểm tra bằng dưỡng mài dao. Cạnh
nghiêng của dưỡng, nếu góc sau mài đúng thì khe hở này không có lúc đó mặt sau chính
tiếp xúc với cạnh nghiêng của dưỡng kiểm tra. Nếu mặt sau chính không tiếp xúc khít với cạch của dưỡng kiểm tra dưỡng kiểm tra.
6.3. Mài mặt sau phụ:
Sau khi kiểm tra góc chính của daođạt yêu cầu mới tiến hành mài mặt sau phụ. Tay
phải cầm phíathân dao, tay trái cầm phía trên của phần cắt gọt, đặt dao lên bệ tỳ sao cho
trục thân dao tạo với bệ tỳ một góc cần mài, các ngón tay của bàn tay trái tựa vào bệ tỳ, điều chỉnh cho dao nghiêng xuống phía dưới bằng góc sau cần mài, ấn dao nhẹ vào đá để mài mặt sau phụ.
- Kiểm tra góc sau phụ bằng dưỡng mài dao:
Kiểm tra góc nghiêng phụ tương tự như cách kiểm tra góc nghiêng chính. 6.4. Mài mặt trước:
- Mài mặt trước với góc trước và góc nâng của lưỡi cắt chính. Dùng tay trái cầm gần với
phía trên phần cắt gọt, dao được tỳ lên các ngón tay giữa và ngón tay trỏ của ngón tay trái,
tay phải cầm phía thân dao.
- Trong quá trình mài cần chú ý vết mài ở mặt trước, khi vết mài tiến gần đến lưỡi cắt
chính thì phải giảm lực ấn và vết mài tạo với mặt sau chính một giao tuyến thành lưỡi cắt
chính thì kết thúc quá trình mài.
- Kiểm tra góc trước sau khi mài:
+ Góc trước được kiểm tra gián tiếp thông qua việc kiểm tra góc sắc của dao, giá trị của
góc trước được xác định theo biểu thức:
+ Áp mặt sau chính của dao vào một cạnhcủa dưỡng. cạnh còn lại sẽ tiếp xúc với mặt
trước vừa mới mài nếu góc trước của dao được mài đúng thì hai cạnh sẽ tiếp xúc với các
cạnh của dưỡng, nếu dao mài chưa đúng thì mặt trước của dao sẽ không tiếp xúc với cạnh
của dưỡng.
6.5. Mài bán kính mũi dao:
Tay trái cầm phía thân dao, tay phải cầm phía trên phần cắt gọt, đặt dao lên bệ tỳ sao cho các ngón tay của bàn tay phải tựa lên bệ tỳ. điều chỉnh cho dao nghiêng xuống một góc
bằng góc sauchính, ấn nhẹ mũi dao vào đá mài. Nếu mài
thành cung tròn thì sau khíân nhẹ mũi dao vào đá cần phải xoay dao một cách đều đặn
35
Hình 4.10: Thước đo góc
6.6. Rà tinh:
Dùng đá mịnrà tinh mặt tinh mặt trước, mặt sau gần lưỡi cắt chính và bán kính mũi
dao cho đến khi các bề mặt nhẵn bóng. 6.7. Kiểm tra lần cuối sau khi mài hoàn tất:
Sau khi mài cần kiểm tra chất lượng mài và các góc của dao có phù hợp không.
Hình 4.11: Máy mài và dao thép gió HSS
6.8. Quy trình mài
STT Nội dung Cách thực hiện
36
- Kiểm tra đèn báo nguồn
2 Vận hành - Kéo kính bảo vệ
- Bật máy chạy không tải trong vòng 5 phút để đảm bảo máy hoạt động ổn định.
3 Mài dao thép gió - Mài các góc theo bản vẽ và các góc độ dao.
-Khi tiện thô mài mũi dao có R = 0,5mm -Tiện tinh mài mũi dao có R = 1,5 - 2mm
Câu hỏi ôn tập và phương pháp đánh giá:
- Mỗi học sinh mài dao tiện trụ với các góc độ như phần lý thuyết?
Phương pháp đánh giá:
- Sử dụng máy mài an toàn.
- Mài các góc độ của dao, kiểm tra các góc độ theo thước đo góc.
37
BÀI 5: PHÔI VÀ VẬT LIỆU CHẾ TẠO PHÔI
Giới thiệu: Công thức chế tạo các loại phôi gang, thép…. Mục tiêu:
+ Trình bày được vật liệu chế tạo nên các loại phôi dùng trong gia công cơ khí cắt gọt.
+ Phân biệt được các loại thép , hợp kim cứng và phi kim dựa vào cấu trúc và ký hiệu.
+ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo
trong học tập. Nội dung chính:
1. Các loại phôi tiện
1.1. Thép cacbon 1.1.1.Khái niệm:
Là hợp kim Fe-C trong đó thành phần C nhỏ hơn 2,14%. Và các thành phần tạp
chất,Mn<=0.8%, Si<=0.4%, P<=0.05%, S<=0.05%. 1.1.2.Phân loại;
+ Chất lượng thường(P,S,0.05%, chế tạo từ lò L-D)
+ Chất lượng tốt(P,S,0.04%, chế tạo từ Mactanh, hồ quang)
+ Chất lượng cao(P,S,0.03%, chế tạo từ lòđiện hồ quang dùng ng/liệu chất lượng cao)
+ Chất lượng rất cao(P,S,0.02%, sau khi luyện ở lò hồ quang được tinh luyện tiếp tục)
1.1.3.Tính chất chung của thép cacbon
- Tùy vào thành phần C mà ta có các loại thép có cơ tính hoàn toàn khác nhau.
- Nhìn chung thép các bon thường có tính dẻo dai cao, tính cứng giảm so với các loại thép hợp kim của nó.
1.1.4.Các loại thép cacbon
- Thép thường: là loại thường dùng trong ngành cơ khí, phải có chất lượng đảm bảo,
cũng như giá thành và công nghệ, do đó thường là thép hợp kim thấp hoặc trung bình , thép cacbon.
Ký hiệu: CTαbk(độ bền kéo)
- Thép kết cấu :là vật liệu thường dùng chế tạo chi tiết máy và kết cấu xây dựng, có
P,S<0.04%
Ký hiệu: C20(20 phần vạn nồng độ C)
- Thép dụng cụ: Là loại thép dùng chế tạo dụng cụ trong ngành cơ khí, có P,S <0.04
Ký hiêu: CD40(40 phần vạn) 1.2. Thép hợp kim
38
Là loại thép mà trong nó ngoài thành phần hóa học của thép cacbon thì còn có các
loại tạp chất có lợi khác. Thép hợp kim ngoài thành phần đó ra nếu P, S nhỏ hơn 0.04 thì là
thép chất lượng cao.
1.2.1.Thép hợp kim kết cấu Bao gồm:
- Thép lá để dập nguội: Tính dẻo cao đặc biệt khi dập sâu.Với C<=0.2% và %Si=0.05-0.07 thép sôi. Các mác thép thường dùng: C5s, C8s...
- Thép dể cắt: Phôi dể gảy vụ ra khi cắt. Độ cứng thấp, thành phần C%=(0.1-0.4), P% = (0.8-1.5)% , S%=(0.15-0.3), Mn%=(0.8-1). Tạo thành MnS, Pb làm tăng độ giòn gảy.
Thép ổ lăn: Chịu mài mòn điểm nên phải có tính chống mài mòn, độ cứng đều. Thành
phần: C%=1 cộng nhiệt luyện ”ram” và ”tôi”.
Các loại mác thép thường dùng: 20Cr, 18CrMnTi...
1.2.2.Thép dụng cụ:
- Phân loại: dụng cụ cắt, dụng cụ đo, dụng cụ biến dạng dẻo không sinh phoi. - Cơ tính cao, chịu nhiệt có độ bền va đập và dao động.
- Tính công nghệ, kinh tế: phải cắt được và càng tốt phải càng mắc tiền.
- Thành phần hóa học: %C thường lớn hơn 1%, tùy theo loại. Hợp kim Cr làm tăng tính thấm tôi và chịu nhiệt W, Mo
- Các loại mác thép thường dùng: 90CrMnSi, 100 CrWMn, 110Cr... 1.3.Gang
1.3.1. Khái niệm
Là hợp kim Fe-C, bao gồm hai loại gang: Gang trắng và gang grafit
1.3.2. Thành phần của gang
Nền cơ bản của gang là các tổ chức tương đương tổ chức thép α, α+P, .. + Gang trắng:
Là hợp kim Fe-C trong đó thành phần C >2.14%, và các tạp chất Mn, Si,P,S..(xảy ra
trong quá trình luyện kim. Tất cả C liên kết với Fe tạo thành Fe3C Nhóm gang trắng về mặt tổ chức chia làm 3 loại:
- Gang trắng trước cùng tinh %C < 4.3%
- Gang trắng cùng tinh %C = 4.3%
- Gang trắng sau cùng tinh %C > 4.3%