Mục tiêu của môn học: - Xác định được hình dáng hình học của các loại dao cũng như các góc cơ bản của các loại dao; - Giải thích được các hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình cắt nh
Yếu tố cắt khi phay 90 4 Lực cắt khi phay 94 5 Phay thuận và phay nghịch 97
5 Đường lối chọn chế độ cắt khi phay bằng bảng số
6 Ví dụ về chọn chế độ cắt
2 Cấu tạo của dao chuôt
3 Yếu tố cắt khi chuốt
4 Chọn chế độ cắt khi chuốt
1 Các phương pháp cắt răng
2 Cấu tạo dao phay lăn răng và xọc răng
3 Các yếu tố cắt khi lăn và xọc răng
4 Lựa chọn chế độ cắt khi phay lăn răng và xọc răng
1 Các phương pháp gia công ren
1 Đặc điểm phương thức và các phương pháp mài
2 Các loại đá mài và ứng dụng
3 Cấu tạo đá mài và ứng dụng
4 Yếu tố cắt Thời gian:0.5 giờ
* Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết được tính bằng giờ lý thuyết, kiểm tra thực hành được tính bằng giờ thực hành
CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU LÀM DAO
Chương MH18-01 nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu rõ các yêu cầu về vật liệu làm dao và vật liệu dụng cụ cắt nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm gia công cắt gọt Việc lựa chọn phù hợp vật liệu dụng cụ cắt và ứng dụng của chúng trong các điều kiện gia công cụ thể là yếu tố quyết định thành công trong quá trình gia công, giúp đáp ứng ngày càng cao các yêu cầu của ngành cơ khí chế tạo.
- Trình bày được tính năng, công dụng của các loại vật liệu làm dao;
- Chọn được vật liệu làm dao phù hợp điều kiện gia công (phần thân dao và lưỡi cắt);
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập
- Nêu và phân tích được các yêu cầu đối với vật liệu làm dao;
- Chủ động tích cực trong học tập
Vật liệu làm dao phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Vật liệu làm dao cần có độ cứng cao hơn vật liệu gia công để đảm bảo khả năng cắt hiệu quả, thường đạt mức 50-60 HRC Đặc điểm nổi bật của dao cắt trong cơ khí là có độ cứng cao hơn so với vật liệu gia công như thép, gang… nhằm đảm bảo độ bền và chính xác trong quá trình gia công.
Dụng cụ cắt cần có tính bền cơ học cao để chịu được điều kiện làm việc khắc nghiệt như tải trọng lớn không ổn định, nhiệt độ cao, ma sát lớn và rung động, điều này giúp hạn chế tình trạng sứt mẻ lưỡi cắt Vì vậy, vật liệu làm dao cần có độ bền cơ học (sức bền uốn, kéo, nén, va đập) càng cao càng tốt để đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ của dụng cụ cắt.
Vật liệu dụng cụ cắt phải có khả năng chịu nhiệt cao để duy trì tính chất ổn định trong môi trường nhiệt độ rất cao, thường từ 700 đến 800°C, có thể lên đến hàng nghìn độ C do ma sát và biến dạng kim loại trong quá trình gia công Ở nhiệt độ này, vật liệu làm dụng cụ có thể gặp biến đổi cấu trúc do chuyển biến pha, làm giảm các tính năng cắt, do đó khả năng chịu nhiệt cao giúp dụng cụ giữ vững hiệu suất và độ bền trong quá trình gia công kim loại chịu nhiệt.
Vật liệu làm dao cần có khả năng chịu mài mòn cao để hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ cao và ma sát lớn Trong môi trường cắt có nhiệt độ cao, hiện tượng mòn dao không còn chủ yếu do mài mòn cơ học mà chủ yếu là do hiện tượng chảy dính, tức là sự bám dính giữa vật liệu làm dao và vật liệu gia công Khi nhiệt độ tăng cao, độ cứng của vật liệu làm dao giảm, khiến quá trình mòn xảy ra càng khốc liệt hơn Vì vậy, chọn vật liệu có đặc tính chịu mài mòn tốt là yếu tố quan trọng giúp kéo dài tuổi thọ dụng cụ cắt và nâng cao năng suất.
Vật liệu làm dao cần có tính công nghệ cao, dễ rèn, dễ cán, và dễ tạo hình bằng các phương pháp cắt gọt để đảm bảo quá trình sản xuất hiệu quả Ngoài ra, vật liệu này còn phải có khả năng thấm tôi tốt và dễ nhiệt luyện, nhằm nâng cao độ cứng và độ bền của dao, đáp ứng yêu cầu sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.
2 Các loại vật liệu và phạm vi ứng dụng
- Nêu được đặc tính của các loại vật liệu làm dao;
- Giải thích được các thành phần hóa học có trong mỗi loại vật liệu;
- Lựa chọn được vật liệu làm dao thích hợp trong điều kiện gia công cụ thể;
Chủ động tích cực trong học tập và thế mạnh của việc lựa chọn dụng cụ cắt phù hợp đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công Để thực hiện phần cắt dụng cụ, người ta có thể sử dụng các loại dụng cụ khác nhau, tùy thuộc vào tính cơ lý của vật liệu cần gia công cũng như điều kiện sản xuất cụ thể Việc lựa chọn dụng cụ phù hợp giúp nâng cao hiệu quả công việc, đảm bảo chất lượng gia công và tối ưu hóa quá trình sản xuất.
Dưới đây lần lượt giới thiệu làm phần cắt dụng cụ theo sự phát triển và sự hoàn thiện về khả năng làm việc của chúng
Năm Vật liệu dụng cụ Ve,m/ph Nhiệt độ giới hạn đặt tính cắt 0 C Độ cứng HRC
Thép Cacbon dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ
Thép gió Thép cải tiến Thép gió(tăng Co và WC) Hợp kim cứng Cácbitvonfram Hợp kim cứngWC và TiC Kim cương nhân tạo
Gốm Nitrit Bo Hợp kim cứng phủ (TiC)
Thép Cacbon dụng cụ cần có hàm lượng C từ 0,7% đến 1,3% để đạt được độ cứng tối ưu, khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn cao Ngoài ra, hàm lượng P và S trong thép cần được giữ thấp, lần lượt dưới 0,035% và 0,025%, nhằm đảm bảo tính chất cơ học và độ bền của dụng cụ Sau quá trình tôi và ram, thép đạt độ cứng từ HRC 60 đến 62, phù hợp cho sản xuất các dụng cụ cắt, khuôn mẫu và các chi tiết chịu tải nặng.
- Sau khi ủ độ cứng đạt đượckhoảng HB = 107-217 nên dễ gia công cắt và gia công bằng áp lực
- Độ thấm tôi nên thường tôi trong nước do đó dễ gây ra nứt vỡ nhất là những dụng cụ có kích thước lớn
- Tính chịu nóng kém, độ cứng giảm nhanh khi nhiệt độ đạt đến 200 o –
300 o C ứng với tốc độ cắt 4-5 m/ph
- Khó mài và dễ biến dạng khi nhiệt luyện do đó ít dùng để chế tạo những dụng cụ định hình, cần phải mài theo prôphin khi chế tạo
Dưới đây là bản nêu thành phần hóa học, cơ lý tính và phạm vi ứng dụng của một số mác thép Cácbon dụng cụ thường gặp
Giả sử ta có nhãn hiệuY10A
- Chữ Y: kí hiệu của Cácbon
- Chữ A:kí hiệu của chất lượng tốt (hàm lượng P, S < 0,03%)
- Số10: giá trị trung bình của cácbon trong thép (0,95 - 1,09%)
Ngoài ra còn có các nhãn hiệu khác như Y7,Y8…Y10,Y12 nhưng chất lượng kém hơn(không có chữ A) nên hiện nay ít dùng b Thép hợp kim dụng cụ:
Thép hợp kim dụng cụ là loại thép có hàm lượng Cacbon cao, ngoài ra còn có thêm một số nguyên tố hợp kim với hàm lượng nhất định ( 0.5 – 3%)
Các nguyên tố hợp kim như: Cr, W, Co, V có tác dụng:
- Làm tăng tính thấm tôi của thép
- Tăng tính chịu nóng đến 300 o C, tương ứng với tốc độ cắt cao hơn thép cacbon dụng cụ khoảng 20%
Thành phần hoá học của một số nhãn hiệu thép hợp kim dụng cụ %
Kí hiệu Liên xô cũ
Chú thích: C – cacbon, Mn – mangan, Si – silic, Cr – crôm, W – vonram,
Ký hiệu của liên xô cũ: X – Crôm, T – mangan, B – vôngam
Thép hợp kim dụng cụ nhóm I thường dùng chủ yếu để chế tạo các loại dụng cụ dùng để gia công gỗ
Thép hợp kim dụng cụ nhóm II do có lượng Crôm lớn ( 1 – 1.5 %) nên có tính thấm tôi và cắt gọt tốt hơn Loại này chịu nhiệt khoảng 220 – 300 o C
Thép hợp kim dụng cụ nhóm III có độ thám tôi cao, giúp đảm bảo độ chính xác trong gia công, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như chế tạo dụng cụ cắt, mũi doa, ta rô, dao chuốt và các loại dụng cụ đo lường Do đặc tính thay đổi kích thước khi nhiệt luyện, loại thép này thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt có hình dạng phức tạp và độ chính xác cao Chính vì vậy, thép hợp kim dụng cụ nhóm III là lựa chọn lý tưởng để sản xuất các dụng cụ cắt chính xác, đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp chế tạo máy móc và gia công chính xác.
Thép hợp kim dụng cụ nhóm IV chứa hàm lượng vonfram lớn và hạt mịn, giúp tăng độ cứng cao phù hợp để gia công các loại vật liệu cứng Tuy nhiên, độ thấm tôi thấp nên thích hợp cho việc chế tạo các dụng cụ cắt cần có lưỡi cắt sắc bén Với tuổi bền cao, loại thép này lý tưởng để sản xuất dụng cụ cắt, mang lại hiệu quả làm việc lâu dài và độ chính xác cao.
Thép hợp kim 75 chủ yếu được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cầm tay và gia công ở tốc độ thấp, nhờ đặc điểm chịu lực và độ bền cao Ngoài ra, thép gió (HSS – High Speed Steel) là loại thép cao tốc phổ biến trong ngành công nghiệp gia công kim loại, phù hợp để sản xuất dụng cụ cắt và dụng cụ gia công tốc độ cao.
Thép gió có khả năng cắt vượt trội so với các loại thép khác, tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực gia công kim loại Sự xuất hiện của thép gió đã nâng cao năng suất và hiệu quả cắt gọt, thúc đẩy sự phát triển của các loại máy móc bán tự động và tự động vận hành với tốc độ cao Nhờ đặc tính nổi bật này, thép gió trở thành lựa chọn hàng đầu trong các quy trình gia công kim loại yêu cầu độ chính xác và năng suất cao.
Nền tảng của thép gió vẫn chủ yếu là thép cacbon, nhưng hàm lượng carbon được nâng cao để phù hợp với đặc tính riêng của loại thép này Ngoài ra, các nguyên tố hợp kim như Crôm, Vônfram, Côban và Vanadi cũng được bổ sung với hàm lượng tăng đáng kể, đặc biệt là Vônfram, giúp nâng cao độ bền và tính chất cơ học của thép gió.
Các nguyên tố hợp kim hợp với carbon để tạo thành các cacbit kim loại có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt, trong đó nitơ wolfram (WC) đóng vai trò chủ đạo Các cacbit này vẫn giữ tính chất cắt tốt ở nhiệt độ dưới 600°C vì chúng không thoát ra khỏi mạng máctensit, giúp vật liệu duy trì khả năng gia công hiệu quả.
Chrom giúp tăng độ thấm tôi của thép, cải thiện tính cứng và độ bền của vật liệu Vanadi chủ yếu tạo thành cacbít, giúp nâng cao độ cứng và khả năng chịu mài mòn của thép, trong khi Côban không tạo thành cacbít mà hòa tan vào sắt, góp phần nâng cao khả năng chịu nhiệt của thép gió khi hàm lượng Cacbon vượt quá 5%.
Ngoài ra còn có các loại thép gió có năng suất cao
Ngoài ra, chất lượng thép gió phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt luyện Vì vậy khi nhiệt luyện thép gió cần chú ý một số điểm chủ yếu sau:
Không nung nóng thép gió đột ngột đến nhiệt độ cao, (nhiệt độ tôi khoảng