Bài giảng Cơ khí đại cương: Chương 7 - ĐH Bách Khoa Hà Nội

Bài giảng Cơ khí đại cương: Chương 7 - Gia công cắt gọt trên máy công cụ. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Bản chất của gia công kim loại, nguyên lý cắt gọt kim loại, các thông số cơ bản của chế độ cắt, hình dáng hình học và các thông số của dụng cụ cắt, các hiện tượng vật lý trong quá trình cắt gọt,… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.

Trang 1

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG

CHƯƠNG VIIGIA CÔNG CẮT GỌT TRÊN MÁY CÔNG CỤ

Trang 2

7.1 THỰC CHẤT

Gia công kim loại bằng cắt gọt là quá trình công nghệ cắt một lớp kim loại (phoi) khỏi phôi

liệu  Vật phẩm có hình dáng theo yêu cầu.

Quá trình gia công cắt gọt đƣợc tiến hành trên các máy công cụ.

Trang 3

7.2 NGUYÊN LÝ CẮT GỌT KIM LOẠI

1 Khái niệm cơ bản.

Dụng cụ cắt

Dụng cụ cắt Dụng cụ cắt

Dụng cụ cắt

Quay tròn

Tịnh tiến

Quay tròn

Tịnh tiến Tịnh tiến

Phôi và Dụng cụ cắt chuyển động tương đối với nhau nhờ máy công cụ.

Chuyển động

cơ bản

Chuyển động Phụ

S

V

V V

Keywords(youtube): Lathe, Milling, grinding,

Trang 5

Gia công cắt gọt Cơ khí đại

c-ơng

Tiện

Tiện trụ tiện côn

Mâm cặp

Vật gia công

Dao tiện

Trang 6

c-ơng

Tiện

Tiện nhiều bậc

Trang 7

c-ơng

Tiện

Trang 8

c-ơng

Tiện

Trang 9

c-ơng

Tiện

Tiện mặt cầu

Trang 10

c-ơng

Tiện

Trang 11

c-ơng

Tiện ren

Trang 12

c-ơng

Cắt đứt

Trang 13

Gia công cắt gọt

Cơ khí đại c-ơng

Tiện

Máy tiện kép

Trang 14

Gia công cắt gọt

Cơ khí đại c-ơng

Bào

Bào ngang

Trang 15

c-ơng

Bào ngang

Trang 17

c-ơng

Mài

Mài trụ

Trang 19

2 Các thông số cơ bản của chế độ cắt.

V ận tốc cắt

(V)

L ượng chạy dao (Bước tiến) (S)

Chiều sâu cắt (t)

Diện tích lớp cắt

Thời gian gia công Thời gian chạy máy

 Tốc độ cắt V là đoạn đường đi trong một đơn vị thời gian của một điểm trên bề mặt gia công hoặc một điểm trên lưỡi cắt.

Phôi

quay

tròn

Lượng chạy dao (S)

Phoi

Lưỡi cắt

Phôi (Dụng cụ cắt) quay tròn

Trang 20

(V)

 Tốc độ cắt V là đoạn đường đi trong một đơn vị thời gian của một điểm trên bề mặt gia công hoặc một điểm trên lưỡi cắt.

L V

1000

L - Chiều dài hành trình (mm).

t - Th ời gian một hành trình (phút).

Trang 21

(V)

 Lượng chạy dao (bước tiến) là khoảng di động của dụng cụ cắt theo chiều dọc của khi phôi quay một vòng

Phoi

Lưỡi cắt

Thân dao

Phôi (Dụng cụ cắt) quay tròn

Trang 22

(V)

 Chiều sâu cắt là khoảng cách giữa mặt cần gia công và mặt đã gia công sau một lần dụng cụ cắt chạy qua

Phoi

Lưỡi cắt

Trang 23

(V)

 Chiều sâu cắt là khoảng cách giữa mặt cần gia công và mặt đã gia công sau một lần dụng cụ cắt chạy qua

2

D

t  (mm)

D - Đường kính mũi khoan (mm).

Trang 24

(V)

 Diện tích lớp cắt (f) là tích số giữa bước tiến S và chiều sâu cắt t hoặc

tích số giữa chiều dày cắt a và chiều rộng cắt b.

b a t

s

f   (mm 2 )

Trang 25

3 Hình dáng hình học và các thông số của dụng cụ cắt

Cấu tạo dụng cụ cắt

Trang 26

Bề mặt đã gia công?

Bề mặt chƣa gia công?

Bề mặt đang gia công

Trang 27

Turning Operation

Trang 28

Mặt phẳng cơ sở? Mặt phảng cắt gọt?

Trang 29

Các góc của dao

Trang 30

Trang 31

Carbide Inserts

Trang 32

II Hinh d¸ng hinh häc vµ c¸c th«ng sè cña dông cô c¾t:

1 CÊu t¹o cña dông cô c¾t:

C¸c hinh d¹ng l-ìi c¾t b»ng m¶nh HK cøng

Dao tiÖn

Trang 34

Mòi khoan

Trang 35

Phay

nghÞch

Phay thuËn

Ta r« ren Dao phay

Trang 36

Phay định hình Dao phay mặt phẳng

Sơ đồ chuốt

Trang 37

L-ìi c-a

Dao phay b¸nh r¨ng Dao tiện bằng mảnh HK cứng

Trang 38

- MÆt ph¼ng c¾t gät lµ mÆt ph¼ng tiÕp tuyÕn víi bÒ mÆt

®ang gia c«ng vµ ®i qua l-ìi c¾t chÝnh

- MÆt ph¼ng c¬ së lµ mÆt ph¼ng song song víi h-íng ch¹y ch¹y dao däc vµ h-íng ch¹y dao ngang

Trang 39

- Góc sau chính : là góc hợp thành bởi mặt phẳng cắt gọt Góc sau dùng để giảm ma sát giữa bề mặt đang gia công và mặt sau của dao

- Góc tr-ớc chính : là góc hợp thành bởi mặt tr-ớc của dao

và mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng cắt gọt và đi qua l-ỡi cắt chính Góc tr-ớc chính làm cho quá trình cắt đ-ợc dễ dàng

- Góc sắc : là góc hợp bởi mặt tr-ớc và mặt sau chính Góc này có ảnh h-ởng đến độ sắc khi cắt và quan hệ với góc tr-ớc

, góc sau  theo công thức sau:  +  +  = 90 0

- Góc cắt : là góc hợp bởi mặt tr-ớc và mặt phẳng cắt Góc này xác định vị trí của điểm cắt và có quan hệ với góc  theo công th-c sau:  +  = 90 0 hoặc  =  + 

- Góc nghiêng chính nằm trên mặt phẳng  là góc giữa hình chiếu của l-ỡi cắt chính lên mặt phẳng cơ sở và h-ớng chạy dao

- Góc nghiêng phụ nằm trên mặt phẳng 1 là góc giữa hình chiếu của l-ỡi cắt phụ lên mặt phẳng cơ sở cơ sở và h-ớng chạy dao

- Góc đỉnh dao : là góc hình thành giữa hình chiếu của l-ỡi cắt chính và phụ trên mặt đáy Cùng với hai góc nghiêng  và

1 góc đỉnh  có quan hệ sau:  +  +  = 180 0



Trang 40

III C¸c hiÖn t-îng vËt lý trong qu¸ tr×nh c¾t gät:

Trong qu¸ tr×nh c¾t gät x¶y ra nhiÒu hiÖn t-îng vËt lÝ vµ c¬ häc trong vïng c¾t nh-: qu¸ tr×nh h×nh thµnh phoi, lùc c¾t; sù t¹o thµnh nhiÖt c¾t; sù mµi mßn dao v.v…

1 Qu¸ tr×nh t¹o thµnh

phoi:

1- ph«i

2- c¸c phÇn tö cña phoi

3- dao (dông cô) c¾t

Trang 41

Các dạng phoi tuỳ thuộc VL được cắt, điều kiện gia cụng (chế độ

cắt gọt):

a- phoi xếp b- phoi bậc

c- phoi dây xoắn d- phoi dây hình dải đ- phoi vụn

Trang 42

2 Nhiệt khi cắt kim loại và ảnh h-ởng của nhiệt đến quá trình cắt:

 Nhiệt sinh ra ở vùng cắt do biến dạng dẻo của kim loại vùng đó và một phần do ma sát giữa dao và phôi hoặc dao và phoi

 L-ợng nhiệt sinh ra phụ thuộc vào vật liệu phôi; dao cắt; chế độ cắt (y, t, s); các yếu tố hình học của dao

Q = Qc + Qp + Qd + Qkk

Qc - l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết ( 4%)

Qd - l-ợng nhiệt truyền vào dao ( 15  20%)

Qp - l-ợng nhiệt truyền vào phoi ( 75  80%) Qkk - l-ợng nhiệt truyền vào không khí (khoảng 1%)

Trang 43

3 Sù mµi mßn cña dông cô

c¾t:

a- mµi mßn mÆt sau b- mµi mßn mÆt tr-íc c- mµi mßn c¶ hai mÆt

§é mµi mßn dao theo thêi gian

Trang 44

4 Lực cắt:

Trong quỏ trỡnh cắt, dao cỏt chịu tỏc dụng của một số thành phần lực cắt như lực ma sỏt giữa phụi và dao; lực sinh và do biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi, …

- Lực P Z gọi là lực cắt chính

P Z có xu h-ớng uốn cong thân dao hoặc làm gãy dao

Ng-ời ta dùng lực Pz để tính công suất động cơ chính của

máy và kiểm nghiệm độ bền thân dao

- Lực chạy dao P X có chiều ng-ợc lại với chiều dịch chuyển

dao

Bề mặt đang gia công cản lại sự tiến dao gây ra P X , tác dụng

lên cả bàn xe dao Giá trị của P X so với lực cắt chính P Z rất

nhỏ

- Lực h-ớng kính P Y là lực sinh và do phôi tác dụng theo

chiều ăn sâu của dao và dọc theo thân dao

P Y gây sự mất ổn định của phôi và cũng tác dụng lên cơ cấu kẹp dao, bàn xe dao

Giá trị P Y không lớn lắm

2 2

2

X Y

Trang 45

IV Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt kim loại:

1 Yêu cầu: - Độ cứng phần l-ỡi cắt phải cao hơn nhiều so với độ cứng vật liệu phôi

- Chịu mài mòn tốt để tăng tuổi bền

- Có độ bền bảo đảm và độ dẻo cần thiết để chống lại lực va đập, lực uốn,v.v…

- Độ chịu nhiệt càng cao càng tốt

- Phải phục hồi đ-ợc và công nghệ chế tạo tốt

- Giá thành hạ

2 Các loại vật liệu đ-ợc dùng để chế tạo dụng cụ cắt gồm:

2.1 Thép các bon dụng

cụ: - Thép này sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng 60  63 HRC, dễ mài sắc và có độ bóng cao

- Thép các bon dụng cụ có tính nhiệt luyện kém, chịu nhiệt độ thấp Nóng đến 200 

300 0 C thép mất độ cứng

 Ngày nay chỉ dùng thép này chế tạo dụng cụ cắt trong gia công nguội nh- c-a, dũa,

đục v.v…

 Mác thép hay dùng là CD80, CD80A, CD100, …

2.2 Thép hợp kim dụng cụ:

- Đặc tính cơ học của loại này cũng t-ơng tự nh- thép dụng cụ các bon

- Điểm nổi bất của loại này là tính nhiệt luyện tốt, độ sâu nhiệt luyện cao hơn, ít biến dạng hơn, chịu mài mòn…

 mác 9XC, XB… để chế tạo các dụng cụ cắt như ta rô, bàn ren,

Trang 46

2.3 ThÐp giã: (ký hiệu)

- Làm dụng cụ cắt rất phổ biến

- Nó có độ cứng không cao hơn hai loại trên nhiều (62  65 HRC) nhưng độ chịu

nhiệt cao hơn (đến 6500C)

- Thép gió dùng để chế tạo dao tiện, mũi khoan và lưỡi cắt của dao phay

2.4 Hîp kim cøng: xem lại chương 2: vật liệu trong cơ khí, khái niêm, thành phần

ký hiệu, cách tạo hình,

2.5 Kim c-¬ng:

2.6 Gèm:

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	9,12 MB