Bài Giảng Chuốt Kim Loại

 - Số răng dao đồng thời tham gia cắt lớn nên tổng chiều dài l ỡi cắt tham gia cắt lớn vì vậy năng suất gia công cao nh ng lực cắt lớn, nhiệt cắt lớn.. Trị số của góc tr ớc phụ thuộc và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

BÀI GIẢNG C¾t kim lo¹i

Ch ơng 10

CHUốT kim loại

Mục đích:

Chuốt kim loại là một trong những ph ơng pháp gia công kim loại đạt năng suất và chất l ợng cao Ch ơng 10 trình bày đặc điểm của quá trình cắt khi chuốt kim loại

Yêu cầu:

Nắm đ ợc đặc điểm của quá trình chuốt, kết cấu dao chuốt lỗ trụ và chế độ cắt của chúng.

SLIDE 1

10.1 Đặc điểm của quá trình chuốt.

 - Chuốt kim loại là một trong những ph ơng pháp gia công kim loại đạt năng suất và chất l ợng cao nên chuốt th ờng dùng trong sản xuất hàng loạt và hành khối

 - Chuốt có khả năng gia công mở rộng bề mặt trụ trong, mở rộng các bề mặt định hình, có thể gia công mặt phẳng, mặt

định hình

 - Dao chuốt có nhiều loại tuỳ thuộc vào hình dạng của chi tiết gia công, nh ng thông dụng là dao chuốt lỗ, dao chuốt rãnh, dao chuốt các bề mặt định hình

 - Số răng dao đồng thời tham gia cắt lớn nên tổng chiều dài l ỡi cắt tham gia cắt lớn vì vậy năng suất gia công cao nh ng lực cắt lớn, nhiệt cắt lớn

 - Dao chuốt bố trí răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng trên một dao và làm việc trong cùng một hành trình chuốt vì vậy rút ngắn thời gian gia công so với các ph ơng pháp gia công khác

- Chiều dày cắt a khi chuốt bé nên dao chuốt chủ yếu mòn ở mặt sau Chuyển động cắt chính khi chuốt là chuyển động tịnh tiến của dao Dao chuốt không có chuyển động chạy dao L ợng d gia công

đ ợc cắt hết do việc bố trí răng dao hợp lý: Răng cắt cuối cùng cao hơn răng cắt đầu tiên một l ợng đúng bằng l ợng d

 10.2 Kết cấu dao chuốt lỗ.

Hinh 10.2 Kết cấu dao chuốt lỗ trụ

 10.2.1 Kết cấu chung:

 a, Đầu dao l1, cổ dao l2: Dùng để kẹp chặt dao chuốt và truyền lực kéo dao

 b, Phần côn chuyển tiếp l3

 c, Phần định h ớng tr ớc l4: Để định h ớng dao tr ớc khi làm việc

và bảo vệ răng dao không bị quá tải

 d, Phần cắt l5: Dùng để cắt hết l ợng d Trên phần này răng sau cao hơn răng tr ớc một l ợng nâng Sz = a Trên các răng cắt của phần này có những rãnh chia phoi Phần này th ờng chia ra răng cắt thô và răng cắt tinh

 e, Phần sửa đúng l6: Có tác dụng sửa đúng kích th ớc lỗ và làm tăng độ nhẵn bề mặt gia công Phần sửa đúng có khoảng (4 ữ 8) răng, đ ờng kính của chúng đều bằng nhau và bằng kích th ớc của lỗ muốn gia công Trên răng sửa đúng không có rãnh chia phoi

 f, Phần định h ớng sau l7: Làm nhiệm vụ định h ớng chi tiết khi răng cuối cùng ch a ra khỏi lỗ Tránh đ ợc hiện t ợng h hỏng bề mặt lỗ và gãy răng dao do chi tiết bị lệch

10.2.2 Thông số hình học của dao chuốt

 a, Góc tr ớc:

 Đ ợc đo trong mặt phẳng vuông góc với hình chiếu của l ỡi cắt chính trên mặt đáy Trị số của góc tr ớc phụ thuộc vào vật liệu gia công, chiều dày lớp chuốt, độ nhẵn bóng và độ chính xác của bề mặt gia công Góc tr ớc chọn trong khoảng 50 ữ 200, răng sửa đúng góc tr ớc chỉ nên lấy từ ( 00 ữ 50 )

 b, Góc sau:

 Có ảnh h ởng lớn đến tuổi bền và kích th ớc dao chuốt Vì chiều dày cắt a nhỏ nên dao chuốt mòn chủ yếu theo mặt sau

Lẽ ra nh vậy phải chọn α lớn Nh ng khi α lớn thì đ ờng kính dao giảm rất nhanh sau mỗi lần mài lại Do vậy dao chuốt lỗ góc sau th ờng nhỏ Góc sau ở răng cắt có α = (20 ữ30 30’), răng sửa đúng có α = (10 ữ 20) Với dao chuốt ngoài có thể lấy lớn hơn α = ( 50 ữ 100 )

 c, Cạnh viền:

 Trên răng sửa đúng ng ời ta làm cạnh viền với f ≤ 0,2 mm để tăng tuổi thọ của dao chuốt Bề mặt cạnh viền đ ợc mài thật nhẵn bóng để giảm ma sát và là nhẵn bề mặt gia công

 10.3 Sơ đồ chuốt.

 Tuỳ theo hình dáng, độ chính xác và kích th ớc của chi tiết gia công cũng nh trạng thái bề mặt của phôi mà ng ời ta dùng các sơ

đồ cắt khác nhau Sơ đồ cắt có ảnh h ởng lớn đến sự phân bố tải trọng trên răng cắt, tuổi bền và kết cấu dao Ng ời ta chia ra ba sơ

đồ cắt cơ bản sau đây:

Hinh 10.4 Thông số hinh học của dao chuốt

 a, Chuốt lớp: Dao chuốt lớp cắt ra lớp kim loại có profin đồng dạng vói profin của chi tiết gia công Profin của toàn bộ răng dao giống profin cuối cùng của bề mặt chi tiết cần gia công Ví

dụ chuốt lỗ vuông thì profin răng dao cũng có hình vuông

 Chuốt lớp có chiều rộng lớp cắt b lớn , chiều dày cắt a nhỏ nên

độ nhẵn bóng và độ chính xác cao Nh ng lực cắt lớn và việc chế tạo dao phức tạp

Hình 10 5 Các sơ đồ chuốt

a Chuốt lớp b Chuốt an dần c Chuốt manh

 b, Chuốt ăn dần: Theo sơ đồ này profin của lớp cắt và profin l

ỡi cắt không giống profin của bề mặt gia công Chỉ những răng dao cuối cùng mới cần có hình dạng của lỗ gia công.Độ bóng

và độ chính xác của bề mặt gia công khi dùng sơ đồ này thấp hơn chuốt lớp nh ng việc ch tạo dao đơn giản và lực cắt ế không quá lớn

 c, Chuốt mảnh: Để giảm chiều rộng b của lớp cắt, từ đó giảm lực cắt ng ời ta dùng sơ đồ chuốt mảnh Nh vậy giống chuốt ăn dần profin răng dao khi chuốt mảnh không giống profin của chi tiết Một lớp kim loại có chiều dày a chiều rộng b sẽ đ ợc cắt bởi từ 2 đến 3 răng, trong một nhóm các răng có chiều cao bằng nhau

 Ưu điểm của sơ đồ này là chiều rộng lớp cắt bé nên có thể tăng đ ợc chiều dày cắt Vì vậy th ờng dùng gia công chi tiết

có l ợng d lớn, chi tiết vỏ cứng, thành mỏng độ cứng vững kém Năng suất cao nh ng độ chính xác không cao bằng chuốt lớp và việc chế tạo dao khó

 10.4 Các yếu tố cắt khi chuốt

 10.4.1 Chiều dày cắt a:

 Chiều dày cắt khi chuốt bằng l ợng nâng của răng Để cắt đ ợc lớp kim loại thì phải có a ≥ 0,02 mm Vì a càng nhỏ thì biến dạng kim loại tăng, lực cắt đơn vị tăng Nh ng nếu a quá lớn thì phoi khó cuốn và làm giảm độ nhẵn bề mặt gia công

 Th ờng chọn a = (0,02 ữ 0,2) mm tuỳ theo vật liệu gia công Vật liệu càng dẻo và kém bền thì chọn a càng nhỏ và ng ợc lại

 10.4.2 Chiều rộng cắt b:

 Chiều rộng cắt b khi chuốt bằng chiều dài l ỡi cắt tham gia cắt

 - Dao chuốt tròn : b = π D

 - Dao chuốt rãnh then : b = B

 - Dao chuốt lỗ then hoa : b = n.B

 Thực tế để giảm biến dạng của phoi trên các răng cắt ng ời ta làm một số rãnh chia phoi Do đó thực tế chiều rộng cắt của các răng cắt phải đ ợc trừ đi chiều rộng rãnh chia phoi

 10.4.3 Diện tích cắt:

 Diện tích cắt do một răng cắt ra là : f = a b

 Tổng diện tích cắt do số răng Z đồng thời tham gia cắt ở trong

lỗ là: F = f.Z

 Với Z là số răng đồng thời tham gia cắt : Z =

 Với L là chiều dài bề mặt đ ợc chuốt, t là b ớc răng dao chuốt

 Ta nhận thấy: Số răng đồng thời tham gia cắt khi chuốt luôn

 thay đổi :

 Zmax = Z + 1

 Zmin = Z

 Vì vậy diện tích cắt và do đó lực cắt luôn thay đổi gây ra

 rung động khi chuốt Ng ời ta khắc phục bằng cách làm dao có

 b ớc răng không đều hoặc bố trí dao chuốt có l ỡi nghiêng một

 góc bằng ( 100 ữ 300 )

t L

10.5 Lực chuốt, sự mài mòn, tuổi bền và tốc độ chuốt.

 10.5.1 Lực chuốt:

 Trong tr ờng hợp tổng quát lực chuốt cũng đ ợc phân tích

 ra ba thành phần Px , Py , Pz

 Nh ng với dao chuốt răng thẳng thì Px = 0, chuốt lỗ đối

 xứng thì các thành phần lực Py triệt tiêu Lực chuốt chính Pz

 đ ợc tính: Pz = p b a Zmax

 Trong đó: p là lực cắt đơn vị, xác định bằng thực nghiệm, phụ

 thuộc vào vật liệu gia công, chiều dày cắt và các điều kiện cắt

 khác (N /mm2);a, b là chiều dày và chiều rộng lớp cắt

 Zmax là số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất

 Cũng có thể xác định lực chuốt theo công thức sau:

Chuốt lỗ trụ: Pz = C p S Zmax D K ( KG ) Chuốt rãnh then và then hoa: Pz = C p S b Zmax n K ( KG)

 Trong đó :

 C p là hằng số phụ thuộc vật liệu gia công.

 là l ợng nâng của răng (l ợng chạy dao trên 1 răng = a)

 D là đ ờng kính lỗ, b là chiều rộng rãnh then hay then hoa

 n là số rãnh.Zmax là số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất

 Kp là hệ số kể đến ảnh h ởng của góc tr ớc, độ mòn dao, dung dịch trơn nguội

 10.5.2 Độ mòn của dao chuốt:

 Dao chuốt có chiều dày cắt bé nên mòn chủ yếu theo mặt sau,

 nếu chiều dày cắt a t ơng đối lớn dao có thể mòn cả mặt tr ớc

 và mặt sau

Trung bình độ mòn mặt sau cho phép là: h S = (0,15 ữ 0,2) mm Dao gia công có độ chính xác cao: h S = (0,08 ữ 0,1) mm Dao cắt theo sơ đồ cắt mảnh thì: h S = 0,33 mm

z

S

 10.5.3 Tuổi bền và tốc độ của dao chuốt:

 Dao chuốt là dụng cụ chuyên dùng, có độ chính xác cao chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt lớn, chế tạo phức tạp và giá thành cao nên phải chọn tuổi bền hợp lý Tuổi bền đ ợc chọn phụ thuộc vật liệu gia công, vật liệu dao, độ chính xác gia công.Th ờng chọn : T = (120 ữ 180) phút

 Giữa tuổi bền và tốc độ chuốt có quan hệ: v =

 Trong quá trình chuốt do ma sát lớn, nhiệt cắt lớn, t ới dung dịch khó khăn nên tốc độ chuốt th ờng nhỏ trong khoảng v = (2 ữ 12) m/ ph

 Công suất chuốt đ ợc tính Nc = ( kW)

 Thời gian máy khi chuốt đ ợc tính: TO =

 Trong đó:

 L là chiều dài hành trình chuốt.v là tốc độ chuốt.

 k là hệ số tính đến hành trình chạy không của máy chuốt

 Th ờng lấy k = (1,2 ữ 1,5)



y z m

v

S T

C

.

102

60

.v

P Z

v

k

L

1000