kim loại nhất định dưới dạng phoi của các chỉ tiết kim loại để tạo nên sản phẩm có hình dạng, kích thước, độ nhấn, độ bóng theo yêu cầu.. Bản chất của quá trình cắt gọt kim loại - Dạng n
Trang 1Chương 6 GIÁ CÔNG KIM LOẠI BẰNG CẮT GOT
6.1 KHAI NIEM CHUNG
Gia công kim loại bằng cắt gọt là quá trình dùng máy móc và dụng cụ cắt bỏ một lớp kim loại nhất định dưới dạng phoi của các chỉ tiết kim loại để tạo nên sản phẩm có hình dạng, kích thước, độ nhấn, độ bóng theo yêu cầu Gia công kim loại bằng cất gọt thường là khâu cuối cùng của quá trình chế tạo chỉ tiết máy (trừ khi còn phải qua nhiệt luyện, mạ, nhuộm màu ) sau đó được lắp ráp thành cơ cấu hoặc máy móc
Khác với các hình thức gia công khác, gia công cắt gọt tiến hành ở nhiệt độ thường Gia công cắt gọt có thể hoàn thành tất cả các công việc từ đơn giản đến phức tạp, có thể đạt được độ chính xác và độ bóng bề mặi cao hơn các phương pháp gia công khác
6.2 NGUYÊN LÍ CẮT GỌT KIM LOẠI
6.2.1 Bản chất của quá trình cắt gọt kim loại
- Dạng nguyên liệu ban đầu gọi là phôi
- Quá trình cắt gọt tạo ra các sợi hoặc mảnh vụn kim loại gọi là phoi
- Lớp kim loại cần cắt bỏ đi ở trên phoi để đạt kích thước yêu cầu, tạo thành chỉ tiết
gọi là lượng dư To
- Quá trình cất gọt kim loại thực chất là cắt bỏ lớp kim loại thừa đi để đạt được độ chính xác, độ bóng yêu cầu
6.2.2 Quá trình tạo thành phôi và các hiện tượng xây ra trong cắt gọt kim loại Một số khái niệm:
* Đối với phôi gia công (hình 6.1)
- Mặt chưa gia công: là mặt phôi mà dao cắt gọt chưa tiến tới trong nguyên công cắt gọt đó
- Mặt đang gia công: là mặt phôi mà đao cắt gọt đang tiếp xúc để tiến hành cắt gọt
- Mặt đã gia công: mặt phôi mà dao đã cắt gọt qua
100
Trang 2
Hình 6.1: Các mặt trên phôi gia công ˆ 1 Mặt chưa gia công; 2 - Mặt dang gia công;
3 - Mặt đã gia công; 4 - Đầu dao tiện;
5 - Hướng chuyển động chính ;
6 - Hướng chuyển động cắt;
7 - Hướng chuyển động chạy dao
* Chuyển động cắt: gồm 3 loại chuyển động
- Chuyển động chính (chuyển động cắt chính): Là chuyển động cơ bản của máy cắt được thực hiện qua dụng cụ cắt hoặc phôi Có thể là chuyển động quay tròn, thẳng hay kết hợp
- Chuyển động chạy dao: Là chuyển động của dao hoặc phôi, chuyển động này kết hợp với chuyển động chính tạo nên quá trình cắt gọt (tạo ra phoi) Chuyển động này thường thực hiện trong hướng vuông góc với chuyển động chính Có thể là chuyển động
liên tục, gián đoạn
- Chuyển động phụ: Là chuyển động không tạo ra phoi (như tiến, lùi đao khi không
cất vào phôi)
* Quá trình cắt gọt và tạo thành phoi: Dưới tác dụng của lực cắt, lưỡi dao lách vào lớp kim loại làm cho lớp kim loại bị biến dạng mạnh, do lực tiếp tục tăng làm cho lớp kim loại bị biến dạng quá mức tạo thành vết nứt theo hướng lưỡi dao và được tách ra ngoài tạo thành phoi trượt lên mặt trước của dao Phoi có một số dạng:
- Phoi dây: Dạng phoi có sợi đài liên tục, khi gia công vật liệu đẻo, hướng chạy dao
bé, tốc độ cắt lớn
- Phoi xếp: Là những mảnh xếp lại với nhau tạo thành sợi từng đoạn ngắn Khi gia công vật liệu có độ cứng trung bình, lượng chạy dao lớn, tốc độ cắt nhỏ
- Phoi vụn: Phoi là những hạt nhỏ không dính vào nhau, khi gia công vật liệu đòn như gang, đồng thanh, tốc độ cắt nhỏ
* Nhiệt sinh ra trong quá trình cắt gọt
Khi cắt, tất cả công cắt biến thành nhiệt Nhiệt tạo ra do sự biến dạng kim loại và do
ma sát giữa phoi và đao Nhiệt sinh ra truyền vào chỉ tiết, phoi và đao, làm tăng nhiệt độ
ở các bộ phận, ảnh hưởng tới độ bền của dao
Để tăng khả năng gia công, tăng tuổi thọ của dao và cải thiện chế độ cắt, người ta dùng dung dịch bôi trơn, nguội lạnh như xút, dầu khoáng
101
Trang 3* Độ mài mòn của dụng cụ cất
Trong quá trình cắt gọt, đao bị mài mòn
dan (hình 6.2), đến một mức nào đó nó sẽ
ảnh hưởng tới độ chính xác gia công, giảm
độ bóng bể mặt, máy tiêu hao công suất cắt
gọt lớn Vì vậy người ta quy định dao cất
khi mòn đến một mức độ nhất định thì phải
đem mài lại
6.3.1 Phân loại và kí hiệu máy cắt Hình 6.2: Quá trình mài mòn của dao cắt
kim loại I- Mài mòn bạn đâu, II Mài mòn bình
„ thường; TH- Mùi môn kịch liệt
a) Phan loại theo công dụng của máy
Có các loại: Máy tiện, máy phay, máy bào, máy khoan, máy mài
b) Phân loại theo mức độ vạn năng:
- Máy vạn năng: có thể làm được các công việc khác nhau của các chỉ tiết khác nhau
- Máy chuyên môn hoá: dùng gia công một loạt chỉ tiết hoặc một vài loại chị tiết hình đáng gần giống nhau
- Máy chuyên dùng: dùng gia công một loại chi tiết có kích thước nhất định
©) Phản loại theo mức chính xác của máy: Máy có độ chính xác thường, độ chính xác cao
Ngoài ra còn có máy bán tự động, máy tự động
dl) Kí hiệu máy cắt:
- Chữ cái chỉ nhóm máy, ví dụ T - tiện, K.- khoan, B - bào
- Con số chỉ công dụng, mức độ vạn năng
-_ Ví đụ: T616 'T - máy tiện
6 - Máy tiện vạn năng
16 - Chiều cao từ tâm trục chính đến bàn máy 1a 160mm 6.3.2 Tiện
Gia công tiện có chuyển động chính là chuyển động quay tròn của chỉ tiết, chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng (dọc trục hoặc hướng kính) của dao
a) May tién
- Thân máy: Là chỉ tiết cơ bản của máy để lấp trên nó những bộ phận khác: ụ trước,
ụ sau, xe đao
102
Trang 4- U trước (u trục chính): Cố định trên thân máy dùng để truyền động chỉ tiết và kẹp chặt chỉ tiết
- Hộp chạy dao: Nằm dưới u trước, dùng để thay đổi tốc độ chạy dao
- Xe dao: Dùng để biến chuyển động quay tròn của trục trơn hay trục vít thành chuyển động tịnh tiến của bàn dao
- Bàn dao tiện: Dùng để truyền chuyển động chạy dao dọc, ngang, nghiêng so với trục chính của máy
- U sau: Dùng để đỡ chỉ tiết gia công
b) Duo tiện:
Dao tiện gềm 2 phần chính (hình 6.3):
Hinh 6.3: Dae tién
- Thân dao: Dùng để kẹp vào bàn dao của máy tiện Thân dao có đủ độ bên, độ cứng cần thiết, có độ dẻo nhất định Thường để tiết kiệm thép đắt tiền, thân dao làm từ thép C45
- Đầu dao: Là phần trực tiếp làm nhiệm vụ cất gọt, có các lưỡi cắt, được làm bằng các loại thép dụng cụ, hợp kim cứng và được hàn vào thân dao
c) Vat liéu để chế tạo đầu dao
Yêu cầu:
- Phải có độ cứng lớn hơn vật liệu gia công
- Chịu được va đập do áp lực của phoi
- Giữ được độ cứng ban đầu ở nhiệt độ cao
- Ít bị mài mòn, có cơ tính cao
Vật liệu làm đầu đao thường dùng:
- Thép cacbon dung cu: CD70, CD80 CD130
- Thép hợp kim dung cu: Thép cacbon dụng cụ có pha thêm một số nguyên tố hợp kim như, Cr, W, Si, Mn
Trang 5- Thép cao tốc (thép gió): Làm dao cất có năng suất cao so với thép cacbon và thép hợp kim thấp, thép gió có tốc độ cắt cao gấp 2 - 4 lần, tuổi thọ gấp 8 - 10 lần Có 2 nhóm: nhóm thép gió có năng suất cắt bình thường như 80W I8Cr4VMo và nhóm thép gió có năng suất cất cao như: 90W 18Cr4V2Mo
- Hợp kim cứng: Sử dụng các nhóm một các bít, hai các bít, ba các bít (xem chương 1)
- Vật liệu gốm: Thành phần chủ yếu là Al;O;, rẻ tiền, chịu được nhiệt độ cao, đùng làm đao gia công tỉnh, cắt tốc độ cao
d) Khả năng gia công trên máy tiện
- Tiện mặt ngoài, mặt đầu, tiện răng, tiện lỗ
- Tiện ren: ren quốc tế, ren Anh, ren môđuyn
- Gia công các mặt côn
- Gia công các mặt lệch tâm
6.3.3 Gia công trên máy phay
a) Đặc điểm và phương pháp phay
Phay là phương pháp gia công kim loại bằng đao cất có nhiều lưỡi cất Trong phay, chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao, chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng (ngang, đọc, đứng) của bàn máy mang chỉ tiết Căn cứ vào hướng chuyển động của dao và phôi ta có hai phương pháp phay (hình 6.4)
Hình 6.4: Các phương pháp phay
- Phay nghịch: Cát êm, dao có thể phần nào khác phục được hiện tượng mẻ, gay, nhưng phải kẹp chặt chỉ tiết, hướng chuyển động của dao ngược với hướng chuyển động của chỉ tiết
- Phay thuận: Hướng chuyển động của dao cùng chiều với hướng chuyển động của chỉ tiết Trong phương pháp này, điều kiện cất khó hơn, dao đễ bị mẻ, gẫy nhưng năng suất và độ chính xác cao hơn so với phay nghịch
b) Phan loại dao phay và công dụng
- Theo hình đáng: Dao phay răng thẳng, dao phay răng nghiêng
104
Trang 6- Theo công dụng: Dao phay để phay mặt phẳng (ngang hoặc đứng), đao phay rãnh,
đao phay định hình, đao phay răng
c) May phay
* Phan loai:
- Căn cứ vào vị trí trục chính: máy phay gang, máy phay đứng
- Căn cứ vào phạm vi sử dụng: Máy phay vạn năng (có thể phay đứng, ngang) Máy phay chuyên dùng: Phay rãnh, phay ren vít, phay chép hình
* Các công việc hoàn thành trên máy phay
Gia công các mặt phẳng, gia công rãnh, rãnh then, gia công các mặt định hình, gia công bánh răng, ren ốc
6.3.4 Bào, xọc
Máy bào dùng để gia công các mặt phẳng ngang, mặt đứng, mật nghiêng và có thể gia công được tất cả các loại rãnh Máy xọc để gia công các mặt phẳng bên trong và các ranh then hoa
6.3.4.1 Dung cu dé bdo va xoc
a) Phan loại dao bào
"Theo công đụng: Bào thô, bào tỉnh, bào mặt phẳng, đao bào rãnh
- Theo hình đáng: Dao bào thân cong để gia công thô, khi gặp trở lực thì dao không
ăn sâu xuống bể mặt chỉ tiết, dao bào thân thẳng để gia công tỉnh
b) Các yếu tố cắt khi bào
Gồm có: Chiều dày cất, chiều rộng cắt, chiều sâu cắt và lượng chạy dao
6.3.4.2 Máy bào
Phân loại:
- Máy bào ngang: Dùng để gia công các chỉ tiết nhỏ có kích thước tối da 500 - 700 mm
- Máy bào giường: Dùng để gia công các chỉ tiết lớn (thân máy, vỏ hộp số ) hoặc gia công đồng thời nhiều chỉ tiết nhỏ Ngoài ra còn có: máy bào đứng (máy xọc) , máy bào chuyên dùng
6.3.5 Gia công trên máy khoan, doa
Gia công trên máy khoan, doa là phương pháp gia công để tạo lỗ bằng các dụng cụ cắt là mỗi khoan, mũi khoết, mũi doa, tarô Nhưng khoan là phương pháp gia công thô, độ bóng và
độ chính xác không cao Vì vậy, sau khi khoan, để tăng độ chính xác của lỗ gia công, người 1a thường tiến hành các gia công bán-tinh (khoét) và gia cong tinh (doa) -
6.3.5.1 Dụng cụ cắt chủ yếu trên máy khoan, doa
a) Mii khoan: Là dụng cụ cất duy nhất gia công các lỗ chưa có lỗ sẵn trên chỉ tiết Các loại mũi khoan thông thường: mũi khoan ruột gà, mũi khoan lỗ tâm, mũi khoan sâu
Trang 7Mũi khoan ruột gà (hình 6.5)
- Phần cắt: Hai lưỡi cắt và một lưỡi cắt ngang
- Phần dẫn hướng và thoát phoi
- Cổ dao: Có các kí hiệu về đường kính mũi khoan, vật liệu làm mũi khoan
- Phần cán dao: Để lắp vào trục chính máy khoan
- Chuôi dao: Dùng để tháo lắp ra khỏi ống kẹp dao
LY
ÖH ———-
Hình 6.5 Mu khoan
1- Phần cắt; 2 - Phần dẫn hướng và thoát phối; 3 - Cổ dao; 4 - Cán dao; 5 - Chuôi dao
b) Mũi khoét: Dùng để gia công mở rộng lỗ (lỗ sau khi khi khoan hoặc đã có sẵn) đồng thời nâng cao chất lượng bề mặt lỗ (độ bóng) Khoét là nguyên công trung gian giữa khoan và doa Các bộ phận của mũi khoét tương tự như mũi khoan chỉ khác là số lưỡi cắt nhiều hơn (3-4 lưỡi cắt)
©) Mũi doa: Mũi doa dùng để gia công tỉnh tăng độ chính xác, và độ bóng sau khi khoan và khoét Mũi doa thường có 6 + 12 răng cat, rãnh thoát phoi có thể là thẳng hoặc xoắn (hình 6.6)
Hình 6.6 Mũi doa
d) Dao để cất ren
Gồm tarô và bàn ren :
- Tarô: để cắt ren trong các lỗ có sẵn
- Bàn ren: dùng để cắt ren ngoài
6.3.5.2 Máy khoan
Phân loại và công dụng :
- Máy khoan đứng: Dùng để khoan các chỉ tiết nhỏ và trung bùnh (d < 80mm)
- Máy khoan cần: Dùng để gia công lỗ của các chỉ tiết lớn
- Máy khoan nhiều trục: Có nhiều trực để khoan nhiều lỗ đồng thời
6.3.6 Gia công trên máy mài
Gia công trên máy mài là một trong những phương pháp gia công tỉnh và sửa đúng,
106
Trang 8Ưu điểm của mài:
- Độ chính xác, độ bóng bề mặt cao
- Lượng dư gia công nhỏ, tiết kiệm kim loại
- Có thể mài được thép đã tôi và vật liệu cứng
a) Tính chất của đá mài
Đá mài là một thể xốp bao gồm các hạt mài và chất kết dính, và có những tính chất sau:
- Vật liệu mài yêu cầu phải có độ chịu nhiệt, độ bền và độ cứng cao Thường dùng bột kim cương, cương ngọc, bột ôxyt nhôm
- Độ hạt: Độ hạt ảnh hưởng đến độ bóng gia công Độ hạt càng nhỏ, độ bóng gia công càng cao
'- Chất kết dính: Dùng để gắn các hạt mài lại với nhau, nó quyết định độ bền của đá
Thường dùng: kêramit, bakêlit, cao su
- Độ cứng của đá: Là khả năng các hạt mài tách ra khỏi đá dễ hay khó Độ cứng của
đá cũng ảnh hưởng đến chất lượng độ bóng gia công
- Tổ chức của đá: Tổ chức của đá nói lên cấu tạo của đá xốp hay chặt, tức là tỷ lệ giữa các hạt mài và chất dính kết, do đó ảnh hưởng đến độ bền, độ cứng của đá
bì Khả năng gia công trên máy mài
- Mài mặt phẳng, mặt nghiêng
- Mài mặt trụ ngoài, mặt côn ngoài
- Mài mặt trụ trong, mặt côn trong
- Mài định hình: dùng đá mài định hình như mài bánh răng, các mặt định hình khác
Trang 9PHAN II
NGUYEN LI MAY
Chuong 7
KHAI NIEM CHUNG VE CO CAU VA MAY
7.1 KHAI NIEM VE CO CAU
_7.1.L Cơ cấu và phân loại cơ cấu
Cơ cấu là một tập hợp nhân tạo các vật thể có chuyển động tương đối với nhau gọi là khâu hợp thành Cơ cấu có chuyển động xác định và có nhiệm vụ truyền chuyển động, công suất hoặc thực hiện một quỹ đạo xác định của một điểm cho trước
Có thể phân biệt hai loại cơ cấu chính:
- Cơ cấu truyền động: dùng để truyền chuyển động và công suất;
- Cơ cấu tạo quỹ đạo cho trước (cơ cấu dẫn hướng)
Đặc trưng cơ bản của cơ cấu truyền động là hàm truyền động, nó biểu thị quan hệ về mặt động học giữa khâu dẫn và khâu bị dẫn
Gọi @ là thông số khâu dẫn, \ là thông số khâu bị dẫn thì hàm truyền động được viết:
W=W() Nếu coi các khâu là vật rắn không biến dạng thì hàm truyền động chỉ phụ thuộc vào kích thước của các khâu Điều này tuy không hoàn toàn đúng nhưng trong nhiều trường hợp thoả mãn được các yêu cầu kĩ thuật đặt ra
Nếu hàm truyền động tuyến tính, thì:
W=kọ
k - tỉ số truyền (hằng số)
Trên hình 7.1 là cơ cấu bánh răng và hàm truyền động của nó (tỉ số truyền k = r„ụ = i¡¿)
Cơ cấu có hàm truyền động phức tạp gọi là cơ cấu biến đổi chuyển động Cơ cấu biến đổi chuyển động rất đa dạng, nó có thể biến chuyển động quay sang chuyển động tỉnh tiến và ngược lại hoặc biến chuyển động quay sang chuyển động lắc (hoặc quay 108
Trang 10không đều), chuyển động liên tục thành chuyển động gián đoạn Hình 7.2a mô tả cơ cấu bốn khâu bản lẻ có hai tay quay (khâu 1 và 3), trong đó 1 là khâu dẫn có chuyến động quay tròn đều Chuyển động được truyền từ khâu l qua thanh truyền 2 đến khâu
bị dẫn 3 - Khâu này sẽ chuyển động không đều và đồ thị hàm truyền động được biểu điễn trên hình 7.2b
ƒ 2 ¥
%
J
12 - B6nh rong 3: 8
Hình 7.1
VN
`
`
`
4
Hình 7.2
Vi dụ về một cơ cấu tạo quỹ đạo chuyển động được trình bày trên hình 7.3 Cơ cấu gồm thanh trượt 1, con trượt 2 Nếu kích thước các khâu cơ cấu thoả mãn điều kiện:
AB = BE = EG = GF= FK = KH = HG = GD = DB = DA thì khi con trượt 2 trượt đọc theo phương thanh trượt 1, quỹ đạo điểm D va F 1a dudng thing vuông góc với phương của thanh trượt
Hình 7.3
109
