Bài giảng dụng cụ cắt

Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt Bài giảng dụng cụ cắt

Bài giảng: Dụng cụ cắt

2

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN DỤNG CỤ CẮT 1 5

CHƯƠNG I: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ CẮT VÀ LỚP CẮT 10

1.1.NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN 10

1.1.1.Động học hình thành bề mặt và các chuyển động tạo hình trong quá trình cắt 10 1.1.2 Các bề mặt hình thành trên phôi 12

1.1.3 Các bề mặt trên phần cắt của dụng cụ 13

1.1.4 Các yếu tố của chế độ cắt 14

1.1.5 Các mặt toạ độ 17

1.2 THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT XÉT TRONG TRẠNG THÁI TĨNH 18

1.2.1 Xác định trong tiết diện chính và phụ 19

1.2.2 Xác định trong tiết diện dọc (Y-Y) và tiết diện ngang (X-X) 21

1.3 THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT KHI DỤNG CỤ CẮT LÀM VIỆC 22

1.3.1 Ảnh hưởng của việc gá dao 22

1.3.2 Ảnh hưởng của chuyển động chạy dao 23

1.4 THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA LỚP CẮT 26

1.4.1 Chiều dày cắt a 26

1.4.2 Chiều rộng lớp cắt b 27

1.4.3 Diện tích lớp cắt 27

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG I 29

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT 32

2.1 YÊU CẦU CHUNG CỦA VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT 33

2.1.1 Độ cứng 33

2.1.2 Độ bền cơ học 34

2.1.3 Độ bền mòn 34

2.1.4 Độ bền nhiệt 35

2.1.5 Độ dẫn nhiệt 35

2.1.6 Tính công nghệ và tính kinh tế 36

2.2 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT PHỔ BIẾN 36

2.2.1 Thép cacbon dụng cụ 36

2.2.2 Thép hợp kim dụng cụ 37

2.2.3 Thép gió (High Speed Steel - HSS) 38

2.2.4 Hợp kim cứng 41

2.2.5 Vật liệu sứ (Ceramic) 44

2.2.6 Nitrit Bor lập phương (Cubic Boron Nitride - CBN) 45

2.2.7 Kim cương nhân tạo 45

2.2.8 Vật liệu phủ 46

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG II 47

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 49

3.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ BIẾN DẠNG PHOI 50

3.1.1 Quá trình hình thành và các dạng phoi 51

3.1.2 Hiện tượng lẹo dao 55

3.1.3 Hiện tượng biến dạng phoi 57

3.2.ĐỘNG LỰC HỌC CỦA QUÁ TRÌNH CẮT 62

3.2.1 Lực cắt 62

3.2.2 Rung động trong quá trình cắt 72

3.3.HIỆN TƯỢNG NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH CẮT 74

3.3.1 Nguồn sinh nhiệt và sự phân bố nhiệt khi cắt 75

3.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng tới nhiệt cắt 78

3.4 DUNG DỊCH TRƠN NGUỘI 82

3.4.1 Tác dụng và yêu cầu của dung dịch trơn nguội 82

3.4.2 Các loại dung dịch trơn nguội thường sử dụng 82

3.4.3 Cách sử dụng dung dịch trơn nguội 83

3.4.4 Hiệu quả của dung dich trơn nguội ở tốc độ cắt cao 84

3.5 QUÁ TRÌNH MÕN VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ CẮT 85

3.5.1 Khái niệm về mòn dụng cụ cắt 85

3.5.2 Quan hệ giữa mòn và thời gian làm việc của dụng cụ cắt 85

3.5.3 Các dạng mòn của dụng cụ cắt 87

3.5.4 Một số phương pháp nghiên cứu quá trình mòn 90

3.5.5 Tuổi bền của dụng cụ cắt 90

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG III 94

Chương IV: CÁC LOẠI DỤNG CỤ CẮT CƠ BẢN 98

4.1 DỤNG CỤ CẮT ĐƠN 98

4.1.1 Phân loại dụng cụ cắt đơn 98

4.1.2 Công dụng và phân loại dao tiện 99

4.1.3 Kết cấu của dao tiện 100

4.1.4 Dao tiện định hình 107

4.2 DỤNG CỤ GIA CÔNG LỖ 112

4.2.1 Khoan 112

4.2.2 Doa 122

4.2.3 Chuốt 126

4.3 DAO PHAY 137

4.3.1 Công dụng và phân loại 137

4.3.2 Thông số hình học của dao phay 139

4.3.3 Kết cấu của dao phay 141

4.3.4 Các yếu tố cắt khi phay 145

4.3.5 Phay cân bằng 153

4.4 DỤNG CỤ GIA CÔNG REN 154

4.4.1 Đặc điểm của quá trình gia công ren và các phương pháp cắt ren 154

4.4.2 Tiện ren 156

4.4 3 Cắt ren bằng ta rô và bàn ren 161

4.4.4 Gia công ren bằng biến dạng dẻo 168

4.5.GIA CÔNG RĂNG 174

4.5.1 Các phương pháp gia công răng, đặc điểm của quá trình cắt biên dạng răng 174 4.5.2 Gia công răng bằng dao phay đĩa mô đun 176

4.5.3 Gia công răng bằng dao phay lăn răng 180

4.5.4 Gia công răng bằng dao xọc răng 185

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG IV 190

CHƯƠNG V: QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BẰNG MÀI 198

5.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH MÀI 198

5.2.ĐÁ MÀI 200

5.2.1 Vật liệu hạt mài 200

5.2 3 Độ cứng của đá mài 203

5.2.4 Cỡ hạt của hạt mài 205

5 2.5 Cấu trúc của đá mài 207

5.2.6 Hình dáng của đá mài 208

5.3 CÁC DẠNG MÀI THƯỜNG GẶP 210

5.3.1 Mài tròn ngoài 210

5.3.2 Mài tròn trong (mài lỗ) 210

4

5.3.3 Mài vô tâm 211

5.3.4 Mài phẳng 212

5.4 XÁC ĐỊNH LỰC VÀ CÔNG SUẤT KHI MÀI 213

5.5 MÕN VÀ TUỔI BỀN CỦA ĐÁ MÀI 214

5.6 SỬA ĐÁ MÀI 215

5.7 CÂN BẰNG ĐÁ MÀI 217

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN 219

CHƯƠNG VI: MÔ ĐUN HÓA VÀ QUẢN LÝ DỤNG CỤ CẮT 220

6.1 MÔ ĐUN HÓA DỤNG CỤ CẮT 220

6.2 MÔ ĐUN DỤNG CỤ CHO TRUNG TÂM TIỆN 223

6.3 MÔ ĐUN THAY DAO NHANH TRÊN TRUNG TÂM PHAY 228

6.3.1 Mô đun thay dao nhanh kiểu KM 228

6.3.2 Yêu cầu dụng cụ cho trung tâm phay 230

6.4 QUẢN LÝ DỤNG CỤ CẮT 234

6.4.1 Giới thiệu: 234

6.4.2 Cơ sở quản lý dụng cụ 238

6.4.3 Tạo lập cơ sở dữ liệu quản lý dụng cụ 239

6.4.4 Lợi ích khi sử dụng hệ thống quản lý dụng cụ 241

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG VI 242

TÀI LIỆU THAM KHẢO 244

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thái Nguyên, ngày 06 tháng 12 năm 2008

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC (150 tín chỉ) NGÀNH ĐÀO TẠO: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

CHUYấN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

4 Phân bổ thời gian:

- Lên lớp lý thuyết: 48 tiết

- Thảo luận: 24 tiết : 2 = 12 tiết chuẩn

5 Các học phần tiên quyết: Không

Công nghệ chế tạo máy, Điều khiển số, Dụng cụ cắt 2 v.v…

Sau khi học xong học phần này, sinh viên có thể:

- Hiểu và nắm vững được các điều kiện kỹ thuật cần và đủ đối với một dụng cụ gia công có phoi

- Nắm bắt và vận dụng hợp lý các cơ chế cắt của một quá trình gia công có phoi

- Hiểu được bản chất hình thành dạng hình học bề mặt và những yếu tố ảnh hưởng đến sai số hình học bề mặt sau gia công bằng cắt Đồng thời, kiến nghị các biện pháp khắc phục

- Biết cách ứng dụng kiến thức được trang bị vào các học phần, kiến thức chuyên ngành có liên quan

- Lựa chọn dụng cụ cắt và tính toán chế độ cắt phù hợp với các quá trình công nghệ cụ thể

6

9 Mô tả vắn tắt nội dung học phần:

1 Thông số hình học của dụng cụ cắt và lớp cắt 6

- Marcel Dekker, Inc – New York – 1997

[6] Steven F Krar - Grinding Technology –Delmar Publishers Inc – Washington –

1995

[7] Graham T Smith - Cutting Tool Technology –– Springer – UK 2008

[8] S Malkin – Grinding Technology – Theory and Applications of Machining with Abrasives –Ellis Horwood Limited – New York - 1989

12 Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên:

- Dự lớp: ≥ 80% tổng số giờ môn học

- Kiểm tra tại lớp: Trọng số 0.1

14 Nội dung chi tiết học phần:

Người biên soạn: GVC ThS Cao Thanh Long

Mở đầu Chương 1 Thông số hình học của dụng cụ cắt và lớp cắt ( 6 tiết)

1.1 Những khái niệm và định nghĩa cơ bản

1.2 Thông số hình học phần cắt xét trong trạng thái tĩnh

1.2 Thông số hình học phần cắt của dụng cụ khi làm việc

1.3 Thông số hình học lớp cắt

Chương 2 Vật liệu dụng cụ cắt ( 3 tiết)

2.1 Những yêu cầu chung

2.2 Các loại vật liệu dụng cụ cắt phổ biến

Chương 3 : Cơ sở vật lý của quá trình cắt ( 12 tiết)

3.1 Quá trình hình thành và sự biến dạng của phoi

4.3.1 Công dụng và phân loại

4.3.2 Thông số hình học của dao phay

4.3.3 Kết cấu của dao phay

4.3.4 Các yếu tố cắt khi phay

4.3.5 Phay cân bằng

4.4 Dụng cụ gia công ren

4.4.1 Đặc điểm của quá trình gia công ren và các phương pháp cắt ren

4.4.2 Tiện ren

4.4.3 Cắt ren bằng tarô và bàn ren

4.4.4 Gia công ren bằng biến dạng dẻo

4.5 Dụng cụ gia công răng

4.5.1 Đặc điểm của quá trình cắt biên dạng răng

8

4.5.2 Dao phay đĩa môđuyn

4.5.3 Dao phay lăn răng trục vít

4.5.4 Dao xọc răng

Chương 5: Quá trình gia công bằng mài ( 6 tiết)

5.1 Đặc điểm của quá trình mài

5.2 Đá mài

5.3 Các dạng mài thường gặp

5.4 Xác định lực và công suất cắt khi mài

5.5 Độ mòn và tuổi bền của đá mài

5.6 Sửa đá mài

5.7.Cân bằng đá mài

Chương 6 Mô đun hóa và Quản lý dụng cụ cắt ( 6 tiết)

6.1 Mô đun hóa dụng cụ cắt

6.2 Mô đun dụng cụ cho trung tâm tiện

6.3 Mô đun thay dao nhanh trên trung tâm phay

2 Chương 2 Vật liệu dụng cụ cắt (3 tiết)

2.1 Những yêu cầu chung

2.2 Các loại vật liệu dụng cụ cắt cơ bản

2.3 Cỏc loại vật liệu dụng cụ cắt tiờn tiến

Chương 3 : Cơ sở vật lý của quá trình cắt

1,2,3,4,5,6,7

Giảng – 6 tiết

7 4.2 Dụng cụ gia công lỗ 1,2,3,4,5,7 Giảng - 6 tiết

4.2.1 Khoan

4.2.2 Doa

4.2.3 Chuốt

4.3 Dao Phay

4.3.1 Công dụng và phân loại

4.3.2 Thông số hình học của dao phay

4.3.3 Kết cấu của dao phay

4.3.4 Các yếu tố cắt khi phay

4.3.5 Phay cân bằng

9 4.4 Dụng cụ gia công ren

4.4.1 Đặc điểm của quá trình gia công ren và

các phương pháp cắt ren

4.4.2 Tiện ren

4.4.3 Cắt ren bằng tarô và bàn ren

4.4.4 Gia công ren bằng biến dạng dẻo

4.5 Dụng cụ gia công răng

4.5.1 Đặc điểm của quá trình cắt biên dạng

răng

4.5.2 Dao phay đĩa môđuyn

4.5.3 Dao phay lăn răng trục vít

4.5.4 Dao xọc răng

1,2,3,4,5,7 Giảng – 6 tiết

11 Chương 5: Quá trình gia công bằng mài

(6 tiết)

5.1 Đặc điểm của quá trình mài

5.2 Đá mài

5.3 Các dạng mài thường gặp

5.4 Xác định lực và công suất cắt khi mài

5.5 Độ mòn và tuổi bền của đá mài

6.1 Mô đun hóa dụng cụ cắt

6.2 Mô đun dụng cụ cho trung tâm tiện

6.3 Mô đun thay dao nhanh trên trung tâm

10

17 Cấp phê duyệt: Hội đồng Khoa học và Giáo dục khoa Cơ khí

CHƯƠNG I: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ CẮT VÀ LỚP CẮT

1.1.NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

Để nghiên cứu và giải thích được chính xác những quy luật tự nhiên, qui luật khoa học và kỹ thuật, cần phải có những định nghĩa thật chính xác và hoàn chỉnh Chính vì vậy, để thuận lợi và thống nhất trong việc nghiên cứu kết cấu dụng cụ cắt cũng như các quy luật của quá trình cắt, cần thiết phải nghiên cứu những khái niệm

và định nghĩa cơ bản về chuyển động cắt, thông số hình học của dụng cụ cắt và lớp cắt

1.1.1.Động học hình thành bề mặt và các chuyển động tạo hình trong quá trình cắt

1.1.1.1 Động học hình thành bề mặt

Trong thực tế tạo hình cần phải nắm vững động học hình thành các bề mặt Một bề mặt sẽ được hình thành do một đường sinh nào đó chuyển động theo một quy luật nhất định Các chuyển động đó là động học hình thành bề mặt

Ví dụ: Một mặt phẳng do một đường sinh thẳng chuyển động tịnh tiến song song với nó dựa trên một đường dẫn là đường thẳng (hình 1.1a)

Một bề mặt trụ được hình thành do một đường sinh thẳng chuyển động quay quanh một trục song song với nó (hình 1.1b), hoặc có thể do một vòng tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục qua tâm vòng tròn và chuyển động tịnh tiến dọc trục tâm tạo thành (hình 1.1c)

1.1.1.2 Các chuyển động tạo hình trong quá trình cắt

Chuyển động tạo hình là chuyển động tương đối của cặp bề mặt chi tiết và dụng cụ Với chuyển động đó sẽ hình thành bề mặt chi tiết

Tập hợp tất cả các chuyển động của bề mặt định trước đối với vật thể đối tượng

cần tạo hình và các chuyển động đó cần thiết để xác định bề mặt khởi thủy của vật thể

đối tượng tạo hình gọi là sơ đồ động học tạo hình

Đối với dụng cụ và chi tiết có thể gọi động học tạo hình hoặc sơ đồ động học

tạo hình là tập hợp tất cả các chuyển động của bề mặt chi tiết (hoặc dụng cụ) đối với

dụng cụ (hoặc chi tiết) trong quá trình cắt

Trong thực tế, các chuyển động tạo hình có thể đồng nhất hoặc không đồng

nhất với các chuyển động cắt gọt (gia công định hình trùng nhau, gia công bao hình

không trùng nhau)

Các thiết bị, máy cắt sẽ được thiết kế theo các sơ đồ động học quá trình tạo

hình Các sơ đồ động học tạo hình thường được tổ hợp của hai chuyển động cơ bản

được truyền cho phôi và dụng cụ Hai chuyển động đó là chuyển động quay tròn và

chuyển động tịnh tiến Hai chuyển động quay tròn và chuyển động tịnh tiến có thể

-Hai chuyển động quay tròn

-Một chuyển động thẳng, một chuyển động quay tròn

+Nhóm ba chuyển động:

-Hai chuyển động thẳng và một chuyển động quay tròn

-Hai chuyển động quay tròn và một chuyển động thẳng

-Ba chuyển động quay

Có thể tổ hợp nhiều chuyển động nữa nhưng trong thực tế ứng dụng thường bị

giới hạn bởi độ phức tạp của các tổ hợp và khó khăn trong việc chế tạo thiết bị

Các chuyển động đó diễn ra trong quá trình cắt và chúng gồm: chuyển động cắt

chính, chuyển động chạy dao và chuyển động phụ

a) b) c)

d) e) g)

Hình 1.2: Các chuyển động trong quá trình cắt a: tiện ngoài; b: tiện mặt đầu; c: tiện ren; d: phay bậc bằng dao phay trụ răng

nghiêng; e: phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu; g: phay răng

12

+Chuyển động cắt chính:

- Là chuyển động cơ bản tạo ra phoi

- Xác định tốc độ bóc tách phoi và tiêu thụ chủ yếu công suất cắt

- Có thể là chuyển động tịnh tiến hoặc quay tròn, do dao hoặc phôi thực hiện

Ví dụ: Khi tiện, chuyển động quay tròn của phôi là chuyển động cắt chính.; Khi bào, chuyển động tịnh tiến khứ hồi của dao bào là chuyển động cắt chính; Khi khoan, chuyển động quay tròn của mũi khoan là chuyển động cắt chính; …

+Chuyển động chạy dao: là chuyển động cần thiết để duy trì quá trình cắt

Ví dụ:Khi tiện, chuyển động tịnh tiến của dao sau một vòng quay của phôi là chuyển động chạy dao Khi phay, chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang phôi là chuyển động chạy dao Khi bào hay khi phay răng bằng dao phay đĩa môđun, chuyển động chạy dao là gián đoạn; Khi tiện, chuyển động chạy dao là liên tục

Hợp của chuyển động cắt chính và chuyển động chạy dao tạo nên quỹ đạo chuyển động cắt tương đối của các điểm trên lưỡi cắt chính so với chi tiết gia công Ví dụ khi tiện ngoài, quỹ đạo chuyển động cắt tương đối là đường xoắn vít; khi tiện mặt đầu, quỹ đạo chuyển động cắt tương đối là đường xoắn Acsimet; khi phay quỹ đạo chuyển động cắt tương đối là đường Xycloit; khi bào là đường thẳng …

+Chuyển động phụ: là các chuyển động để chuẩn bị và kết thúc quá trình cắt

Ví dụ: chuyển động điều chỉnh cho dao chạm vào chi tiết trước khi gia công hoặc

chuyển động rút dao ra khi đã cắt xong lớp cắt

1.1.2 Các bề mặt hình thành trên phôi

Quá trình cắt là quá trình hớt đi từ phôi một lớp kim loại thừa ở dạng phoi dưới tác dụng của một khối hình chêm gọi là dụng cụ cắt để đạt được chi tiết có hình dáng, kích thước và độ chính xác theo yêu cầu

Quá trình hớt đi lượng kim loại thừa đó tạo nên các bề mặt trên phôi:

2

2

2 2

3

3

3 3

Hình 1.3: Các bề mặt hình thành trong quá trình cắt 1: Bề mặt chưa gia công; 2: Bề mặt đang gia công; 3: Bề mặt đã gia công

1.2.1.1 Bề mặt đã gia công: là bề mặt trên phôi đã được hớt đi một lớp kim loại dưới

dạng phoi

1.2.1.2 Bề mặt chưa gia công: là bề mặt trên phôi sẽ được hớt đi một lớp kim loại

1.2.1.3 Bề mặt gia công: là bề mặt chuyển tiếp giữa mặt đã và chưa gia công Hay có thể

định nghĩa chính xác hơn: là tập hợp quỹ đạo chuyển động cắt tương đối của các điểm trên đoạn lưỡi cắt chính đang tham gia cắt Bề mặt đang gia công tiếp xúc với đoạn lưỡi cắt chính đang tham gia cắt

1.1.3 Các bề mặt trên phần cắt của dụng cụ

Hiện nay có rất nhiều loại dụng cụ cắt Chúng có kết cấu rất khác nhau Nhưng các kết quả nghiên cứu từ trước tới nay đều cho thấy “ Quá trình cắt kim loại là quá trình biến dạng dẻo cưỡng bức và tách ra một lớp kim loại dưới tác dụng của vật thể cứng có dạng chêm gọi là dụng cụ cắt”

Như vậy, dù có kết cấu bên ngoài khác nhau, các dụng cụ đều có kết cấu giống phần cắt tương tự nhau có dạng chêm

Mặt khác, trong gia công bằng cắt thì gia công bằng dao cắt đơn chiếm một vị trớ quan trọng: tiện, bào, xọc…v.v Dao tiện được sử dụng trên máy tiện chiếm tỷ lệ lớn 30-40% tổng số máy cắt kim loại Vì vậy, dao tiện là một dạng phổ biến và có cấu tạo đơn giản nhất của dụng cụ cắt mà lại có đầy đủ các yếu tố kết cấu của dụng cụ cắt” Chính vì vậy dao tiện ngoài được lấy làm cơ sở để nghiên cứu thống số hình học phần cắt của dao

Một dụng cụ cắt thông thường gồm hai phần đó là phần thân và phần cắt





D d

- Định vị và kẹp chặt phần cắt của dụng cụ so với máy

- Truyền chuyển động và công suất cắt từ máy tới phần cắt của dụng cụ Phần thân của dụng cụ có thể là khối trụ tròn, lăng trụ hay côn

Phần thân thường làm bằng các loại vật liệu có cơ tính trung bình, khác với vật liệu phần cắt, ví dụ như thép C45, C50, …

1.1.3.2 Phần cắt

Phần cắt của dụng cụ là phần trực tiếp tham gia quá trình cắt

Phần cắt thường được chế tạo bằng các loại vật liệu có tính cắt tốt như thép

14

gió, hợp kim cứng, gốm, … Chất lượng và độ chính xác của phần cắt ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của dụng cụ cắt

Phần cắt của dụng cụ cắt do các mặt và đường sau đây tạo nên:

* Mặt trước: là bề mặt của dao tiếp xúc với phoi Trong quá trình cắt phoi

được hình thành và thoát ra trên mặt trước

* Mặt sau chính: là bề mặt của dao đối diện với mặt đang gia công của phôi

* Mặt sau phụ: là bề mặt của dao đối diện với mặt đã gia công của phôi

* Mặt chuyển tiếp: là bề mặt nối tiếp giữa mặt sau chính và mặt sau phụ Mặt

chuyển tiếp có thể là mặt phẳng hoặc là mặt cong tuỳ theo kết cấu phần cắt của dụng

cụ cắt Các bề mặt trên phần cắt của dụng cụ có thể là mặt phẳng, cũng có khi là mặt cong Giao tuyến giữa chúng tạo nên các lưỡi cắt

* Lưỡi cắt chính: là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính Lưỡi cắt

chính tham gia cắt chủ yếu trong suốt quá trình cắt

* Lưỡi cắt phụ: là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ Trong quá trình

cắt chỉ một phần nhỏ của lưỡi cắt phụ tham gia cắt

Trên phần cắt có thể có một hoặc nhiều lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ

Hình 1.5: Các yếu tố trên phần cắt của dao tiện ngoài

* Mũi dao: là phần chuyển tiếp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ Mũi dao có thể

nhọn hoặc có dạng cung tròn với bán kính  Thực tế mũi dao không nhọn tuyệt đối mà bao

giờ cũng tồn tại một bán kính cong  nào đó Trị số của bán kính cong mũi dao  phụ thuộc vào vật liệu chế tạo dụng cụ và cách mài dao

1.1.4.1 Tốc độ cắt: là lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên lưỡi cắt chính so

với bề mặt đang gia công Đo theo phương chuyển động cắt tương đối trong một đơn vị thời gian Tốc độ cắt xác định tốc độ bóc tách phoi

Tốc độ cắt tại một điểm trên lưỡi cắt được biểu diễn bởi một vectơ V :

Hình 1.7: Các yếu tố của quá trình cắt a.Tiện với lượng chạy dao dọc; b Tiện với lượng chạy dao ngang

a) b)

Hình 1.8: Vectơ tốc độ cắt: a: Khi tiện; b:khi phay

Trị số tốc độ chạy dao S thường rất nhỏ so với tốc độ cắt chính Vc Do đó, tốc

độ cắt V và tốc độ cắt chính Vc có trị số xấp xỉ bằng nhau Để đơn giản cho việc tính toán, trị số tốc độ cắt chính tại một điểm trên lưỡi cắt được coi là trị số tốc độ cắt tại điểm đó, tốc độ cắt được tính gần đúng: V Vc



Khi tiện ngoài, tốc độ cắt thay đổi theo quy luật giảm dần ứng với các điểm càng gần mũi dao Khi tiện cắt đứt hoặc xén mặt đầu, tốc độ cắt giảm dần khi mũi dao tiến gần tới tâm phôi Vì vậy, trị số tốc độ cắt được qui ước tính trong điều kiện làm việc nặng nề nhất tức là tính ứng với đường kính lớn nhất của phôi khi gia công bề mặt ngoài hoặc đường kính lớn nhất của chi tiết khi gia công bề mặt trong Ví dụ khi tiện ngoài, tiện cắt đứt, xén mặt đầu thì tính theo đường kính của bề mặt chưa gia công Khi tiện lỗ thì tính

theo đường kính của bề mặt đã gia công

Khi tiện phôi có đường kính D [mm], tốc độ quay của trục chính là n [v/p] thì tốc độ cắt được tính bằng:

]/[1000

p m n D

V  

Khi gia công, tốc độ cắt V đã xác định được (bằng cách tính hoặc tra các sổ tay), muốn đạt được tốc độ cắt ấy phải tính ra tốc độ quay trục chính, sau đó đối chiếu với cấp

S

16

tốc độ của máy Tốc độ quay trục chính tính theo công thức:

]/[

1000

p v D

V n





Trong đó n: tốc độ vòng quay trục chính [v/p]

D: đường kính phôi gia công tại điểm đang xét [mm]

Tốc độ cắt có ảnh hưởng quan trọng tới chất lượng bề mặt gia công, năng suất gia công, tuổi bền của dụng cụ, … Tuỳ theo vật liệu gia công, vật liệu dụng cụ cắt,

tính chất gia công, … mà chọn trị số vận tốc cắt V thích hợp

1.1.4.2 Lượng chạy dao: là lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với bề mặt đã gia công

trong một đơn vị quy ước đo theo phương chuyển động chạy dao Đơn vị quy ước đó

có thể là một phút, một giây, một vòng, một răng hay một hành trình kép

Lượng chạy dao có ý nghĩa rất quan trọng khi chọn các thông số của chế độ cắt Nó ảnh hưởng quyết định đến độ nhám của bề mặt gia công, tuổi bền của dụng

cụ, năng suất gia công, … Chọn được trị số của lượng chạy dao S hợp lý có ý nghĩa thực tiễn to lớn

Tuỳ theo phương chạy dao hoặc tuỳ theo từng đơn vị quy ước mà có các loại lượng chạy dao khác nhau

Khi phương chạy dao song song với đường tâm chi tiết thì có chạy dao dọc

Khi phương chạy dao vuông góc với đường tâm chi tiết thì có chạy dao ngang

Khi phương chạy dao hợp với đường tâm chi tiết một góc nào đó thì có chạy dao đường chéo

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với bề mặt đã gia công đo theo phương chạy dao trong thời gian một phút thì có lượng chạy dao phút: Sp [mm/p]

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với bề mặt đã gia công trong khi phôi hoặc dao quay được một vòng thì có lượng chạy dao vòng: Sv [mm/v]

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với bề mặt đã gia công đo theo phương chuyển động chạy dao trong thời gian dao quay được một góc bằng góc giữa hai răng, có lượng chạy dao răng: Sr [mm/r]

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với bề mặt đã gia công đo theo phương chạy dao trong khi dao hoặc phôi thực hiện được một hành trình kép thì có lượng chạy dao hành trình kép: Shtk [mm/htk]

Giả sử có dao phay với số răng Z, lượng chạy dao phút – Sph, số vòng quay của dao là n (vòng/phút) thì có:

n

S

S v  ph (mm/vßng)

Z n

S Z

1.1.4.3 Chiều sâu cắt: là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia

công, đo theo phương vuông góc với bề mặt đã gia công

Kí hiệu: t [mm]

Chiều sâu cắt t có ý nghĩa rất quan trọng, nó ảnh hưởng tới chất lượng chi tiết gia công, tuổi bền của dụng cụ, năng suất gia công, … Khi chọn trị số chiều sâu cắt

lớn thì năng suất gia công cao nhưng chất lượng bề mặt gia công lại thấp

Chiều sâu cắt khi tiện ngoài được tính theo công thức:

][

D Do

t 

Chiều sâu cắt khi tiện trong được tính theo công thức:

][

Do D



trong đó D0: đường kính chi tiết trước khi gia công

D: đường kính chi tiết sau khi gia công

Hình 1.10: Mặt đáy và mặt cắt

1.1.5.1 Mặt cắt

Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng chứa véc tơ tốc độ cắt và đường

thẳng tiếp tuyến với lưỡi cắt chính tại điểm đó

- Trong trường hợp lưỡi cắt chính là đường thẳng thì: mặt cắt chứa luôn lưỡi cắt chính của dao

- Nếu lưỡi cắt cong sẽ có vô số mặt phẳng cắt

1.1.5.2 Mặt đáy

Mặt cắt

Mặt đáy n

18

Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng vuông góc với véctơ tốc độ cắt

tại điểm đang xét

Như vậy: Mặt cắt và mặt đáy vuông góc với nhau tại cùng một điểm trên lưỡi cắt chính

Khi bỏ qua lượng chạy dao trong thành phần của véc tơ tốc độ cắt thì mặt đáy được định nghĩa: “mặt đáy tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dao là mặt phẳng song song với phương chạy dao dọc và phương chạy dao ngang”

1.1.5.3 Tiết diện chính

Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng đi qua điểm đó và vuông góc với

hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy

1.1.5.4 Tiết diện phụ

Tại một điểm trên lưỡi cắt phụ là mặt phẳng đi qua điểm đó và vuông góc với

hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy

1.1.5.5 Tiết diện ngang (X-X)

Tại một điểm trên lưỡi cắt là mặt phẳng chứa phương chạy dao và thẳng góc

với mặt đáy tại điểm đó

1.1.5.6 Tiết diện dọc (Y-Y)

Tại một điểm trên lưỡi cắt là mặt phẳng đồng thời thẳng góc với mặt đáy và

tiết diện ngang tại điểm đó

n

(X-X)

1.2 THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT XÉT TRONG TRẠNG THÁI TĨNH

Trạng thái tĩnh được xét trong những điều kiện sau đây:

- Coi như không có chuyển động chạy dao (s=0)

- Coi như dao được gá đúng (mũi dao được gá ngang tâm máy - trục dao được

gá vuông góc với đường tâm máy)

- Không kể đến các hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình cắt (rung động,

biến dạng, nhiệt…v.v)

1.2.1 Xác định trong tiết diện chính và phụ

Các góc của dao xét ở trạng thái tĩnh được gọi là góc tĩnh, góc tĩnh rất cần thiết cho việc thiết kế, chế tạo và kiểm tra hình dáng hình học của dụng cụ Nó gồm các góc:

1.2.1.1 Góc trước: ký hiệu 

Góc trước tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi mặt trước và mặt đáy xét trong tiết diện chính tại điểm đó

 > 0 : khi mặt trước của dao nằm thấp hơn mặt đáy đi qua điểm đang xét

 < 0 : khi mặt trước của dao nằm cao hơn mặt đáy đi qua điểm đang xét

 = 0 : khi mặt trước của dao trùng với mặt đáy

1.2.1.9 Góc mũi dao: ký hiệu 

Góc mũi dao là góc tạo bởi hình chiếu của lƣỡi cắt chính và lƣỡi cắt phụ trên mặt đáy

Ta có :  +  + 1 = 1800 (hình 1.13)

1.2.1.10 Góc nâng của lưỡi cắt chính: ký hiệu 

Góc nâng tại một điểm trên lƣỡi cắt chính là góc hợp bởi lƣỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt đáy

 > 0 khi mũi dao là điểm thấp nhất (so với mặt đáy đi qua mũi dao) trên toàn bộ lƣỡi cắt chính

 < 0 khi mũi dao là điểm cao nhất (so với mặt đáy đi qua mũi dao)trên toàn bộ lƣỡi cắt chính

 = 0 khi mặt đáy chứa lƣỡi cắt chính

3

3'

1'

2' S

Hình 1.13: Góc , ,  của dao tiện ngoài Góc nâng của lưỡi cắt chính có ảnh hưởng đến phương thoát phoi, đến sức bền của phần lưỡi cắt và điều kiện cắt vào vật liệu của từng điểm trên lưỡi cắt

 =0

Hình 1.14: Góc nâng của lưỡi cắt chính

1.2.2 Xác định trong tiết diện dọc (Y-Y) và tiết diện ngang (X-X)

Khi nghiên cứu quá trình cắt, thường xét thông số hình học phần cắt của dao trong tiết diện chính và phụ

Để nhận được các góc độ của dao trong tiết diện chính và phụ bảo đảm cho quá trình cắt được thực hiện tốt, phải mài dao trên các máy mài sắc dụng cụ Nhưng trên các máy này, đồ gá mài sắc thường chỉ quay được thep 3 phương x, y, z của hệ tọa độ

Đề các ba chiều 0xyz Vì vậy, muốn nhận được góc độ của dao trên tiết diện chính và phụ theo yêu cầu đề ra, cần xác định mối quan hệ giữa chúng với các góc của dao ở tiết diện dọc, theo trục thân dao (hay vuông góc với trục phôi) và ở tiết diện ngang (hay song song với trục phôi), vuông góc với trục thân dao

Trong tiết diện ngang X-X có góc x, x

Trong tiết diện dọc Y-Y có góc y, y

Khi đã biết mối quan hệ giữa các góc x, x, y và y với các góc , , , … chỉ việc xoay bàn máy theo phương x-x, y-y, theo các góc độ đã tính được (ở tiết diện dọc và ngang), rồi tiến hành mài dao, sẽ nhận được các góc độ , , ,… cần thiết

Trên hình 1.15, biểu diễn dao trên mặt đáy và ba mặt phẳng cắt: Mặt phẳng cắt dọc 1-2, tiết diện chính 2-3, mặt phẳng cắt ngang 3-4

B

Hình 1.15: Các góc trong tiết diện dọc và ngang

Người ta đã chứng minh:

tgx = tg.sin  tg.cos

22

tgy = tg.cos tg.sin

cotgx = cotgsin  tg.cos

cotgy = cotg.cos tg.sin

Dấu trên ứng với <0

Dấu dưới ứng với >0

Khi =0 thì: tgx = tg.sin

tgy = tg.cos

cotgx = cotg.sin

cotgy = cotg.cos

1.3 THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT KHI DỤNG CỤ CẮT LÀM VIỆC

Do ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình cắt (mà ở trạng thái tĩnh không kể đến) nên thông số hình học phần cắt bị thay đổi, do đó cần thiết phải khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố trong như:

- Gá đặt mũi dao không ngang tâm

- Trục dao không thẳng góc với trục chi tiết

- Ảnh hưởng của các chuyển động cắt, các hiện tượng vật lý như rung động, mòn dao, lực cắt,

1.3.1 Ảnh hưởng của việc gá dao

1.3.1.1 Ảnh hưởng của việc gá dao không ngang tâm

* Sự thay đổi góc trước và góc sau chính:

Khi gá dao không ngang tâm, góc trước và sau sẽ thay đổi Chúng được tính theo công thức sau:

I II

Hình 1.16: Sự thay đổi góc  và  khi gá dao không ngang tâm

- Dấu trên ứng với tiện ngoài gá cao hơn tâm và tiện lỗ mũi dao gá thấp hơn tâm Dấu dưới với tiện ngoài gá thấp hơn tâm và tiện lỗ gá cao hơn tâm

y - góc giữa vị trí I và II của mặt cắt (và do đó là góc giữa hai vị trí I và II của mặt đáy), về trị số: sin y =

2 2

h R

h tg

hay R

* Sự thay đổi của góc nghiêng chính  và góc nghiêng phụ 1:

+ Khi tiện bề mặt ngoài : - gá cao hơn tâm  và 1 tăng

- gá thấp hơn tâm  và 1 giảm

+ Khi tiện bề mặt trong : - gá cao hơn tâm  và 1 giảm

- gá thấp hơn tâm  và 1 tăng

Cần chú ý sự thay đổi này khi gia công các bề mặt định hình (khi tiện ren chẳng hạn),

để đảm bảo nhận được biến dạng chi tiết gia công chính xác theo yêu cầu

Sự thay đổi này là do sự thay đổi vị trí của mặt phẳng đáy

1.3.1.2 Ảnh hưởng của việc gá trục dao không vuông góc với đường tâm chi tiết

Khi trục dao gá không vuông góc với đường tâm của máy thì góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ thay đổi đúng bằng góc xoay  của thân dao

c =   1c = 1

- Dấu trên ứng với dao nghiêng sang phải

- Dấu dưới ứng với dao nghiêng sang trái

Lưu ý: Trị số của các góc trong tiết diện chính , , ,  và các góc trong tiết diện phụ tại mỗi điểm trên lưỡi cắt chính và phụ (có tham gia vào quá trình cắt) là không đổi vì vị trí của mặt cắt, mặt đáy, tiết diện chính, tiết diện phụ không thay đổi

Hình 1.17: Ảnh hưởng do trục dao không thẳng góc đường tâm chi tiết

1.3.2 Ảnh hưởng của chuyển động chạy dao

1.3.2.1 Ảnh hưởng của chuyển động chạy dao ngang

Hình 1.18: ảnh hưởng của chuyển động chạy dao ngang

Do ảnh hưởng của lượng chạy dao ngang nên quĩ đạo chuyển động cắt tương đối của một điểm trên lưỡi cắt chính của dao so với bề mặt đang gia công là đường xoắn vít Ác si mét, có phương trình trong toạ độ cực:

y cy

(2) Trong đó:  - góc giữa vị trí I và vị trí II

âm, quá trình cắt không xảy ra được, lúc ấy, dao không cắt gọt chi tiết nữa mà đè lên phôi làm phôi gẫy (thông thường phôi gẫy khi đường kính của nó còn 1-2mm và để lại chi tiết gia công 1 lõi kim loại) Khi tiện cắt đứt thường chế tạo lưỡi dao nghiêng một góc để tránh hiện tượng phôi gãy

Hình 1.19: Tiện cắt đứt bằng dao tiện có lưỡi cắt nghiêng

1.3.3.2 Ảnh hưởng của chuyển động chạy dao dọc

Khi cắt với chuyển động chạy dao dọc, quĩ đạo chuyển động cắt tương đối của

1 điểm trên lưỡi cắt chính của dao so với bề mặt đang gia công là đường xoắn vít Khi

đó mặt cắt động II xoay đi một góc  ( x ) so với mặt cắt tĩnh I (, x - góc nghiêng của đường xoắn vít xét trong tiết diện chính và tiết diện ngang)

Từ hình 20 có:

- Trong tiết diện chính N-N

- Trong tiết diện ngang X- X

Góc nâng của đường xoắn xác định theo công thức:

i i i

S n

Hình 1.20: Ảnh hưởng của chuyển động chạy dao dọc

26

Từ 2 công thức trên nhận thấy khi S lớn và D nhỏ thì trị số của x,  rất lớn Tuy nhiên, trong thực tế S rất nhỏ nên thường bỏ qua khi tính toán Nhưng trong một vài trường hợp S có trị số đáng kể (ví dụ khi tiện ren bước lớn), nên phải kể đến khi tính toán lựa chọn góc sau và mài sắc cho phù hợp nhằm giảm ma sát giữa mặt sau và chi tiết gia công trong quá trình cắt

1.4 THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA LỚP CẮT

Trong quá trình cắt, luôn có những lớp kim loại được tách ra khỏi bề mặt phôi

để tạo thành phoi Những lớp kim loại này được gọi là lớp cắt Tiết diện ngang lớp cắt được quy ước đo trên mặt trước của dao sau khi mũi dao dịch chuyển một lượng bằng lượng chạy dao S Quá trình biến dạng của kim loại khi cắt, sự hình thành và biến thiên của lực cắt không những phụ thuộc vào diện tích tiết diện ngang lớp cắt

mà còn phụ thuộc vào các thông số khác của lớp cắt như chiều dày cắt, chiều rộng cắt

Thông số hình học của lớp cắt bao gồm chiều dài lớp cắt a, chiều rộng lớp cắt

Với dao có lưỡi cắt thẳng, chiều dày cắt không thay đổi ứng với mọi điểm trên lưỡi cắt Với dao có lưỡi cắt cong, chiều dày cắt thay đổi theo từng điểm trên lưỡi cắt Chiều dày cắt tại một điểm trên lưỡi cắt cong là đoạn giới hạn giữa hai vị trí liên tiếp của lưỡi cắt

đo theo phương vuông góc với lưỡi cắt tại điểm đó

S

b a

1.4.2 Chiều rộng lớp cắt b

Chiều rộng lớp cắt là khoảng cách giữa bề mặt chưa gia công với bề mặt đã gia

công đo dọc theo lưỡi cắt

Chiều rộng cắt chính là chiều dài của đoạn lưỡi cắt tham gia cắt hoặc là chiều dài đoạn tiếp xúc giữa lưỡi cắt với bề mặt đang gia công

Mối quan hệ giữa chiều dày cắt a và lượng chạy dao S , giữa chiều rộng cắt b và chiều sâu cắt t được xác định theo công thức :

- Khi 0: a =

- Khi  = 0: b =

- Khi 0: b =

Chiều dày lớp cắt tăng thì tải trọng đơn vị trên chiều dài lưỡi cắt tăng, nhiệt cắt

và lực cắt tăng làm cho lưỡi cắt nhanh bị mài mòn Do vậy có thể nói chiều dày lớp cắt đặc trưng cho tải trọng đơn vị của lưỡi cắt Giữ nguyên chiều dày và tăng chiều rộng của lớp cắt thì lớp phoi bị biến dạng nhiều hơn, tải trọng đơn vị không thay đổi trên suốt chiều dài lưỡi cắt

Hình 1.22: Diện tích lớp cắt

Diện tích danh nghĩa trùng với diện tích thực khi mà chiều dài lưỡi cắt phụ tham gia cắt lớn hơn lượng chạy dao S và khi góc nghiêng phụ 1 = 0 (không kể đến biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi của lớp kim loại sau khi gia công) Trong quá trình cắt, do chuyển động tương đối giữa dao với phôi nên trên bề mặt đã gia công bao giờ cũng còn dư lại những giải kim loại hình xoắn vít có tiết diện ngang ABC Chiều cao CD = h của chúng tạo ra độ nhấp nhô bề mặt và ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhẵn bề mặt gia công Như vậy, diện tích cắt thực

tế F0 bao giờ cũng nhỏ hơn diện tích cắt danh nghĩa một lượng SABC

Ta có: Fo = F - SABC



1

28

Trong đó: Fo - diện tích tiết diện lớp cắt thực

F - diện tích tiết diện lớp cắt danh nghĩa

SABC - diện tích tiết diện nhấp nhô còn lại

Xét ảnh hưởng của các thông số đến chiều cao nhấp nhô h (và do đó ảnh hưởng đến độ nhẵn của bề mặt gia công):



 tg tg h S



1

11



 tg tg

S h





- Trường hợp bán kính mũi dao r  0

CD = h = KD - KC = r - KC XÐt CKM: CK =

Ta thấy: MK = S/2; MC = r, nên: KC =

Thay vào trên có:

h = r -  (h-r)2 = r2 -

 h2 - 2h.r+r2 = r2 -

Vì lượng chạy dao S rất bé nên chiều cao nhấp nhô h lại càng bé hơn, có thể coi h2

là vô cùng bé và bỏ qua khi tính toán Rút gọn phương trình trên được:

4.2

2

S r

h  Hay

r

S h

.8



 tg tg

S h

.8

2



Các công thức trên, cho thấy: Muốn tăng độ nhẵn bề mặt gia công cần phải giảm lượng chạy dao S, giảm góc nghiêng chính , giảm góc nghiêng phụ 1 hoặc tăng bán kính mũi dao r Cần chú ý là những công thức trên không hoàn toàn chính xác vì chỉ xét thuần túy toán học mà chưa kể đến ảnh hưởng của biến dạng, rung động

và các hiện tượng vật lý khác xẩy ra trong quá trình cắt Thực tế cho thấy: chiều cao của lớp nhấp nhô bề mặt lớn hơn nhiều và được tính bằng các công thức thực nghiệm

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG I

1 Chuyển động cắt chính là gì? Ý nghĩa của nó? Các dạng chuyển động cắt chính?

2 Chuyển động chạy dao là gì? Ý nghĩa của nó? Các dạng chuyển động chạy dao?

3 Chuyển động phụ là gì? Vai trò của nó trong quá trình gia công kim loại bằng cắt?

4 Bề mặt đã gia công là gì?

5 Bề mặt chưa gia công là gì?

6 Bề mặt đang gia công là gì?

7 Khái niệm về quá trình gia công kim loại bằng cắt ?

8 Có mấy loại bề mặt trên phôi khi quá trình gia công bằng cắt gọt đang thực hiện?

9 Mặt trước trên phần cắt của dụng cụ cắt có tác dụng gì đối với một dụng cụ cắt?

10 Trình bày các bề mặt trên phần cắt dụng cụ?

11 Trình bày về các lưỡi cắt của một dụng cụ cắt?

12 Trong quá trình cắt, lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ có vai trò như thế nào?

13 Số lượng lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ trên phần cắt của một dụng cụ cắt là bao nhiêu?

14 Chiều sâu cắt là gì?

15 Vận tốc cắt là gì? Phân biệt vận tốc cắt và vận tốc cắt chính?

16 Đơn vị đo vận tốc cắt khi tiện, phay, mài, khoan, doa, gia công răng?

17 Vận tốc chạy dao là gì? Phân biệt vận tốc chạy dao và lượng chạy dao?

18 Phân biệt lượng chạy dao răng, lượng chạy dao vòng và lượng chạy dao phút?

19 Trình bày mặt cắt và mặt đáy tại một điểm trên lưỡi cắt của một dụng cụ cắt?

20 Tiết diện chính tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt là gì?

21 Tiết diện phụ tại một điểm trên lưỡi cắt phụ của dụng cụ cắt là gì?

22 Trạng thái tĩnh khi nghiên cứu thông số hình học của dụng cụ cắt là gì?

23 Góc trước tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt được xác định như thế nào?

24 Góc sau tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt được xác định như thế nào?

25 Góc trước tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt, xét trong tiết diện chính, được quy ước giá trị như thế nào?

26 Góc sau chính tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt, xét trong tiết diện chính, được quy ước giá trị như thế nào?

27 Góc cắt tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt, xét t rong tiết diện chính, được xác định như thế nào?

28 Góc sắc tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt, xét trong tiết diện chính, được xác định như thế nào?

34 Góc nghiêng chính của lưỡi cắt chính dụng cụ cắt được xác định như thế nào?

35 Góc nghiêng phụ của lưỡi cắt phụ dụng cụ cắt được xác định như thế nào?

36 Góc muĩ dao dụng cụ cắt được xác định như thế nào?

37 Cho biết mối quan hệ giữa góc mũi dao, góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ của một dụng cụ cắt?

38 Góc nâng của lưỡi cắt chính dụng cụ cắt được xác định như thế nào?

39 Dấu của góc nâng của lưỡi cắt chính dụng cụ cắt đựợc qui ước như thế nào?

40 Trình bày mối quan hệ giữa giá trị góc nâng và phương thoát phoi?

41 Trình bày mối quan hệ giữa giá trị góc trước và loại vật liệu mảnh dao?

42 Giá trị góc trước của dao doa, mũi khoan, dao tiện định hình, dao phay lăn răng, dao phay đĩa mô đun, dao xọc răng thường có giá trị bao nhiêu?

43 Thông số hình học phần cắt trong quá trình làm việc được xét trong điều kiện nào?

44 Góc độ tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dao tiện ngoài, xét trong tiết diện dọc, khi gá không ngang tâm thay đổi như thế nào?

45 Góc độ tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dao tiện ngoài, xét trong tiết diện dọc, khi có chuyển động chạy dao ngang thay đổi như thế nào?

46 Góc độ tại một điểm trên lưỡi cắt chính của dao tiện ngoài,xét trong tiết diện ngang, khi có chuyển động chạy dao dọc thay đổi như thế nào?

47 Góc mũi dao của dao tiện ngoài thay đổi như thế nào khi có chuyển động chạy dao ngang, chạy dao dọc?

48 Góc mũi dao của dao tiện trong thay đổi như thế nào khi có chuyển động chạy dao ngang, chạy dao dọc?

49 Góc nghiêng chính của lưỡi cắt chính của dao tiện ngoài khi có chuyển động chạy dao ngang thay đổi như thế nào?

50 Góc nghiêng phụ của lưỡi cắt phụ của dao tiện ngoài khi có chuyển động chạy dao ngang thay đổi như thế nào?

51 Góc mũi dao của dao tiện ngoài khi gá mũi dao không ngang tâm thay đổi như thế nào?

52 Góc mũi dao của dao tiện trong khi gá mũi dao không ngang tâm thay đổi như thế nào?

53 Góc nghiêng chính của lưỡi cắt chính của dao tiện ngoài khi gá mũi dao không ngang tâm thay đổi như thế nào?

54 Góc nghiêng phụ của lưỡi cắt phụ của dao tiện ngoài khi gá mũi dao không ngang tâm thay đổi như thế nào?

55 Quỹ đạo chuyển động cắt tương đối của một điểm trên lưỡi cắt chính so với mặt đang gia công, khi thực hiên quá trình phay, là đường cong gì?

56 Quỹ đạo chuyển động cắt tương đối của một điểm trên lưỡi cắt chính so với mặt đang gia công, khi thực hiên quá trình tiện chạy dao dọc là đường xoắn gì?

57 Quỹ đạo chuyển động cắt tương đối của một điểm trên lưỡi cắt chính so với mặt đang gia công, khi thực hiện quá trình tiện chạy dao ngang, là đường xoắn gì?

58 Thông số hình học lớp cắt được quy ước đo bề mặt nào?

59 Chiều rộng lớp cắt là gì?

60 Chiều dày lớp cắt là gì?

61 Diện tích lớp cắt danh nghĩa có giá trị như thế nào?

62 Diện tích lớp cắt thực khác diện tích cắt danh nghĩa do nguyên nhân nào?

63 Thông số hình học lớp cắt gồm các thong số nào?

64 Góc trước tại một điểm trên lưỡi cắt của dao, ở trạng thái tĩnh, có giá trị dương khi giá trị của góc cắt là bao nhiêu?

65 Góc trước tại một điểm trên lưỡi cắt của dao, ở trạng thái tĩnh, có giá trị âm khi giá trị của góc cắt là bao nhiêu?

66 Góc trước tại một điểm trên lưỡi cắt của dao, ở trạng thái tĩnh, có giá trị không khi giá trị của góc cắt là bao nhiêu?

67 Góc sắc tại một điểm trên lưỡi cắt của dụng cụ cắt ở trạng thái tĩnh được xác định như thế nào?

68 Góc nghiêng của lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt được quy ước có giá trị dương khi mặt đáy có vị trí như thế nào so với lưỡi cắt chính?

69 Góc nghiêng của lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt được quy ước có giá trị âm khi mặt đáy có vị trí như thế nào so với lưỡi cắt chính?

70 Góc nghiêng của lưỡi cắt chính của dụng cụ cắt được quy ước có giá trị không khi mặt đáy có vị trí như thế nào so với lưỡi cắt chính?

71 Tại một điểm trên lưỡi cắt của dao, góc hợp bởi giữa mặt trước và tiếp tuyến với mặt đang gia công được hiểu là góc gì?

72 Tại một điểm trên lưỡi cắt của dao, góc hợp bởi giữa mặt sau và mặt cắt được hiểu là góc gì?

73 Tên gọi khác của mặt cắt và mặt đáy tại một điểm trên lưỡi cắt của dụng cụ cắt?

74 Có bao nhiêu mặt tọa độ được dung để xác định thông số hình học phần cắt của dụng cụ cắt?

75 Tại một điểm trên lưỡi cắt của dao, góc hợp bởi giữa mặt trước và mặt sau được hiểu là góc gì?

76 Tại một điểm trên lưỡi cắt của dao, góc hợp bởi giữa mặt đáy và mặt trước được hiểu là góc gì?

là vật liệu chế tạo dụng cụ Nếu không có vật liệu có tính năng cắt cao, có các tính chất cơ lý đáp ứng yêu cầu của từng quá trình gia công bằng cắt thì các yếu tố khác dung để đánh giá chất lƣợng dụng cụ không còn nhiều ý nghĩa

Hình 2.1: Năng suất của các loại vật liệu dụng cụ cắt

Quá trình phát triển của khoa học và kỹ thuật, đặc biệt trong khoa học vật liệu,

đã cho thấy sự tăng năng suất của quá trình gia công bằng cắt gắn liền với sự phát triển của các loại vật liệu dụng cụ cắt (Hình 2.1) Cho đến hiện nay, mặc dù có rất nhiều nhóm, loại vật liệu đã và đang được sử dụng làm phần cắt dụng cụ nhưng về cơ bản, đánh giá khả năng làm việc của dụng cụ cắt, xét trên khía cạnh vật liệu dụng cụ, đều thống nhất theo các tiêu chí: tính năng cắt, tính công nghệ và tính kinh tế

Nội dung chương này sẽ trình bày các kiến thức cơ bản về vật liệu sử dụng để chế tạo phần làm việc dụng cụ cắt và một số loại vật liệu dụng cụ cắt được dùng phổ biến hiện nay

2.1 YÊU CẦU CHUNG CỦA VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT

Mỗi loại chi tiết máy khác nhau, với các đặc điểm làm việc khác nhau, có các yêu cầu khác nhau đối với vật liệu chế tạo Dụng cụ cắt là một chi tiết máy đặc biệt, đặc biệt vì điều kiện làm việc vô cùng khắc nghiệt (ma sát khốc liệt giữa phoi với mặt trước, giữa bề mặt đã gia công với mặt sau của dụng cụ; nhiệt độ vùng cắt rất cao - có thể lên tới hàng nghìn 0C, thậm chí còn hơn nữa; áp lực đơn vị rất lớn; ) Do đó, để chế tạo dụng cụ cắt thì các loại vật liệu nhóm này phải đáp ứng được một số yêu cầu cụ thể

34

Để quá trình cắt có thể xảy ra được thì độ cứng của dụng cụ cắt phải cao hơn của chi tiết gia công Thông thường độ cứng của vật liệu dụng cụ phải đạt từ HRC58 trở lên, khi gia công các loại vật liệu khó gia công thì vật liệu dụng cụ lại phải có độ cứng cao hơn nữa

Độ cứng là một trong những tính chất quan trọng, nhưng dụng cụ cắt thường làm việc ở môi trường nhiệt độ cao, nên cần phải hết sức chú ý tới tính cứng nóng của vật liệu Hình 2.1 là quan hệ giữa nhiệt độ và độ cứng của một số loại vật liệu dụng

2.1.3 Độ bền mòn

Độ bền mòn là khả năng duy trì độ chính xác về hình dáng hình học và thông số hình học của dụng cụ cắt trong phạm vi cho phép sau một thời gian làm việc nhất định Nói cách khác, độ bền mòn là khả năng đạt được một giá trị tuổi bền chấp nhận được trước khi dụng cụ cắt phải bị thay thế

Thông thường, vật liệu dụng cụ cắt có độ cứng càng cao thì có độ bền mòn cũng cao

Hình 2.3: Quan hệ giữa độ cứng và độ bền cơ học của một số loại vật liệu dụng

cụ cắt

2.1.4 Độ bền nhiệt

Trong quá trình cắt, dụng cụ cắt phải làm việc ở nhiệt độ cao, đặc biệt là trong khu vực cắt Khi nhiệt độ tăng lên, các tính chất cơ lý của vật liệu dụng cụ cắt sẽ bị thay đổi, đặc biệt là độ cứng và độ bền của vật liệu giảm xuống Để làm việc được thì vật liệu dụng cụ cắt phải có độ bền nhiệt đáp ứng (trong một số tài liệu gọi là tính cứng nóng – hot hardness)

Độ bền nhiệt được đặc trưng bởi nhiệt độ tới hạn, ổn định trong quá trình cắt mà

ở đó vật liệu dụng cụ không bị mất tính cắt Thường xác định bởi nhiệt độ mà tại đó

độ cứng phần cắt của dụng cụ không bị giảm quá một trị số cho phép

Độ bền nhiệt có ảnh hưởng quyết định đến vận tốc cắt đạt được của dụng cụ cắt Các vật liệu phát triển theo xu hướng độ bền nhiệt ngày càng tăng Đặc biệt, với các phương pháp gia công cao tốc thì yêu cầu về độ bền nhiệt lại càng được chú trọng

2.1.5 Độ dẫn nhiệt

Để truyền nhanh dòng nhiệt ra khỏi khu vực cắt, giảm tác động xấu của nhiệt tới tính năng làm việc của dụng cụ cắt thì vật liệu dụng cụ cắt cần phải có độ dẫn nhiệt tốt (hệ số dẫn nhiệt cao)

Tuy nhiên, quan điểm này hiện nay không còn tuyệt đối đúng Đã có nhiều dụng

cụ phủ sử dụng vật liệu lớp phủ có tính dẫn nhiệt thấp để ngăn cản, hạn chế dòng nhiệt truyền vào lớp vật liệu nền

Thông thường, một loại vật liệu dụng cụ cắt không thể đáp ứng tốt đồng thời tất

cả các yêu cầu trên (ví dụ vật liệu có độ cứng cao thì có độ bền mòn cao, nhưng độ bền cơ học lại thấp, …) Do đó, tùy theo vật liệu gia công, tùy theo tính chất của quá trình gia công, chế độ cắt, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, … mà chọn vật liệu dụng cụ cắt cho phù hợp Để làm được điều đó thì người kỹ sư công nghệ cần phải có hiểu và nắm vững tính chất, đặc điểm của các loại vật liệu dụng cụ cắt, cũng như các kiến thức về quá trình gia công cắt gọt

36

2.1.6 Tính công nghệ và tính kinh tế

Dụng cụ cắt thường có hình dáng và kết cấu phức tạp, phải qua nhiều nguyên công gia công tạo hình, đồng thời, để đạt được độ cứng cao thì các dụng cụ cắt chế tạo từ thép phải qua các nguyên công nhiệt luyện Vật liệu dụng cụ cắt cần có tính công nghệ tốt để thuận tiện cho các nguyên công này

Tính kinh tế của vật liệu dụng cụ cắt phải được đánh giá thông qua chỉ tiêu về chi phí dụng cụ trên một đơn vị sản phẩm

Sự phát triển của xã hội loài người gắn liền với sự phát triển của công cụ và năng suất lao động Trong sản xuất cơ khí, quá trình gia công luôn đòi hỏi nâng cao chất lượng, độ chính xác và năng suất gia công Điều đó đã tạo ra sự phát triển của vật liệu dụng cụ cắt, các loại vật liệu mới ra đời luôn có tính cắt cao hơn: từ thép Cácbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, … cho đến kim cương nhân tạo, Nitrit Bor lập phương, … Khoa học kỹ thuật ngày nay vẫn không ngừng nghiên cứu để phát triển các loại vật liệu mới đáp ứng nhu cầu của xã hội nói chung và của ngành cắt kim loại nói riêng

Loại vật liệu dụng cụ cắt này có nhiều ưu điểm như: rẻ tiền, dễ kiếm, tính công nghệ tốt (độ cứng sau ủ chỉ khoảng HB 107†217 nên rất dễ gia công) Tuy nhiên, thép cacbon dụng cụ vẫn còn tồn tại nhiều nhược điểm như:

- Tính thấm tôi thấp, thường phải sử dụng môi trường tôi mạnh như nước, nên

dễ gây cong vênh, vỡ nứt, đặc biệt là đối với các chi tiết có thành mỏng hoặc hình

dáng phức tạp Loại thép này cũng không đƣợc dung để chế tạo các chi tiết có hình dáng phức tạp

- Ngoài ra, nhƣợc điểm cơ bản của lọai thép này là độ bền nhiệt thấp, chỉ khoảng 200 † 2500C Khi nhiệt độ lên đến khoảng 2000C thì độ cứng của thép cacbon dụng cụ giảm nhanh chóng Đây là nguyên nhân chủ yếu hạn chế vận tốc cắt đạt đƣợc của thép cacbon dụng cụ

Thép cacbon dụng cụ có thể gia công đồng và hợp kim đồng với vận tốc cắt lên đến 110m/p nhƣng khi gia công thép và gang, vận tốc cắt đạt đƣợc chỉ khoảng 5 -7 m/ph

Ngày nay, hầu nhƣ thép cacbon dụng cụ không còn đƣợc sử dụng để làm dụng

cụ cắt mà chỉ dùng để chế tạo các dụng cụ cầm tay nhƣ búa, đục, giũa, …

Theo tiêu chuẩn Việt Nam, thép cacbon dụng cụ đƣợc ký hiệu bằng chữ CD, số sau chữ CD chỉ hàm lƣợng cacbon trung bình tính theo phần vạn (một số mác thép có thêm chữ A đằng sau để chỉ thép tốt) Một số mác thép: CD70; CD80A và một số mác thép khác

Bảng 2.1: Tính chất cơ lí và phạm vi sử dụng của một số mác thép cácbon dụng cụ

Mác

thép

Cơ lí tính

Độ bền nhiệt (0C)

Lĩnh vực sử dụng

Khối lƣợng riêng (g/cm3)

Độ cứng (HB)

Sau ủ Sau tôi và ram

Độ bền (MPa)

Độ cứn

g (HB)

Độ bền (Mpa)

Độ cứng (HRC)

2.2.2 Thép hợp kim dụng cụ

Để cải thiện tính thấm tôi của thép cacbon dụng cụ, một số nguyên tố hợp kim nhƣ Mangan, Silic, Crom, Vonfram, … đã đƣợc hợp kim hóa Do hàm lƣợng nhỏ nên các nguyên tố hợp kim này chỉ tăng đƣợc tính thấm tôi của thép cacbon, nhƣng độ bền nhiệt của thép hợp kim dụng cụ cũng không tăng đƣợc bao nhiêu Độ bền nhiệt của loại vật liệu dụng cụ cắt này chỉ khoảng 2500

C - 3000C Do đó, vận tốc cắt đạt đƣợc vẫn thấp, chỉ khoảng 8-10m/ph

38

2.2.3 Thép gió (High Speed Steel - HSS)

Vào năm 1901, nhà bác học F W Taylor và đồng nghiệp, M White đã phát minh ra thép gió Khi đó, thành phần cơ bản của thép gió là: 1,9% Cacbon, 0,3% Mangan, 8% Vonfram, 3,8% Crom, còn lại là sắt và vận tốc cắt của dụng cụ cắt làm bằng loại vật liệu này đạt được 19 m/ph Năm 1904 hàm lượng cacbon được giảm xuống để dễ dàng cho nguyên công rèn phôi Sau đó khoảng 10 năm, người ta đã tìm

ra một tỉ lệ giữa các thành phần hợp kim trong thép gió cho chất lượng cao nhất, đó là 18% Vonfram, 4% Crom và 1% Vanadi Tỉ lệ này (18:4:1) đã được áp dụng rất rộng rãi

Bảng 2.2: Cơ lí tính và phạm vi sử dụng của một số mác thép hợp kim dụng cụ

Mác

thép

Cơ lí tính

Độ bền nhiệt (độ C)

Lĩnh vực sử dụng

Khối lượng riêng (g/cm2)

Sau ủ Sau tôi và ram

Độ bền (MPa)

Độ cứng (HB)

Độ bền (MPa)

Độ cứng (HRC)

CrWMn 7.83 255 - 3400 54-56

200-220

Dụng cụ cắt ở tốc

độ thấp, khuôn dập, … 85CrV 7.83 229 730 2300 52-55 200-

250

Taro, dụng cụ cầm tay,…

230-250

Dụng cụ dập nguội, cán ren, cắt gỗ

2.2.3.1 Đặc điểm

Thép gió là thép hợp kim cao với hàm lượng Vônfram 6†19%, Crôm 3†4.6%, ngoài ra còn một số nguyên tố khác như Môlipđen, Vanađi, … Ảnh hưởng của một số nguyên tố hợp kim đối với tính chất của thép gió được trình bày dưới đây:

- Vonfram và Molipden: Lúc đầu, Vonfram (còn có tên khác là Tungsten – có khối lượng riêng lớn nhất trong nhóm VIB – bảng tuần hoàn Mendeleev) là nguyên tố hợp kim chủ đạo trong thành phần của thép gió, nó có tác dụng tăng độ cứng và độ bền nhiệt cho thép Sau đó (khoảng năm 1950), các nhà khoa học Mỹ tìm ra rằng, Molipden có tác dụng tương tự và hoàn toàn có khả năng thay thế Vonfram trong thép gió Do vậy bên cạnh thép gió Vonfram (nhóm T), thép gió Molipden (nhóm M) đã được chế tạo Ngày nay, thép gió nhóm được sử dụng nhiều hơn vì tuy rằng quá trình nhiệt luyện thép gió nhóm M có phức tạp hơn so với nhóm T, nhưng có trọng lượng riêng nhỏ hơn (do Molipden nhẹ chỉ bằng một nửa Vonfram), có giá thành rẻ hơn (do Molipden rẻ hơn), độ bền cơ học cao hơn

- Cacbon: Cacbon là nguyên tố cần thiết để cùng với các nguyên tố hợp kim Vanadi, Vonfram và Molipden tạo thành các cacbit tương ứng Ngoài ra, còn cần

thêm một lượng cacbon để hình thành cấu trúc mactenxit trong lớp nền Do vậy, việc khống chế chính xác hàm lượng nguyên tố cacbon có ý nghĩa quan trọng

- Crom: Hàm lượng Crom khoảng 4-5%, tác dụng chủ yếu của Crom là tăng tính thấm tôi cho thép, những dụng cụ có tiết diện lớn có thể làm nguội chậm để tránh biến dạng nhưng vẫn đạt được độ cứng theo yêu cầu

- Vanadi: Tác dụng của Vanadi là nâng cao độ cứng thứ hai (độ cứng sau ram) của thép gió Sau nhiệt luyện, một lượng nhỏ hạt cacbit Vanadi V4C3 được hình thành, loại cacbit này có kích thước rất nhỏ nhưng lại có độ cứng rất cao, do vậy tăng được độ bền mòn cho thép

- Coban: Thường có hàm lượng khoảng 5†12% Coban có tác dụng làm tăng độ bền nhiệt cho thép gió

So với thép cácbon dụng cụ và thép hợp kim dụng cụ thì thép gió có một số ưu điểm nổi bật sau:

- Độ cứng sau ram - độ cứng lần thứ 2 của thép gió là HRC 62÷67

Bảng 2.3: Thành phần hóa học của một số mác thép gió

40

- Chữ P: kí hiệu thép gió

- Con số sau chữ P chỉ hàm lượng Vonfram trung bình tính theo %

- Chữ M: Trong thép có nguyên tố hợp kim Molipden

- Con số sau chữ M chỉ hàm lượng Molipden tính theo %

- Chữ K: Trong thép có nguyên tố hợp kim Côban

- Con số sau chữ K chỉ hàm lượng Côban tính theo %

- Chữ Φ: trong thép có nguyên tố hợp kim Vanađi

- Con số sau chữ Φ chỉ hàm lượng Vanađi tính theo %

* Theo hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ (ASME), thép gió nhóm Vonfram được ký hiệu bằng chữ T, thép gió nhóm Molipden được ký hiệu bằng chữ M

Bảng 2.4: Công dụng của một số mác thép gió và kí hiệu tiêu chuẩn của một số nước

Ký hiệu các loại thép gió thông dụng

Phạm vi sử dụng ISO ΓOCT

(Nga)

DIN (Đức)

AISI (Mỹ)

AFNOR (Pháp) 1.3353 P18 S18-0-2 T1 Z80W18 Gia công thép cacbon, thép hợp

kim 1.3302 P12 - T7 - Gia công thép cacbon, thép hợp

kim

giản, gia công thép kết cấu

Các dụng cụ gia công tinh, gia công các loại thép hợp kim

Z85WK 18-05

Dụng cụ gia công thô và bán tinh, gia công các loại thép và hợp kim bền nhiệt, không gỉ 1.3243 P6M5

K5 S6-5-2-5 M35

Z80WDKV 06-05-05-02

Gia công bán tinh và thô các loại thép và hợp kim không gỉ

Mặc dù hiện nay có nhiều loại vật liệu dụng cụ cắt với tính năng cao hơn nhiều (hợp kim cứng, sứ, vật liệu siêu cứng tổng hợp) nhưng thép gió vẫn được sử dụng rất rộng rãi do những ưu điểm của nó Thép gió được ứng dụng để chế tạo dụng cụ cắt ở dạng nguyên khối như mũi khoan, dao phay, dao chuốt, … nhưng cũng có thể chế tạo dưới dạng các mảnh dao

Với những ưu điểm nổi bật về độ bền cơ học và tính gia công, thép gió vẫn luôn nhận được nhiều sự quan tâm từ các nhà chuyên môn Đã có nhiều công trình nghiên cứu để tiếp tục nâng cao tính năng của thép gió