Bài giảng môn Cơ khí đại cương: Chương 7 - ThS. Vũ Đình Toại

Những nội dung chính trong chương này gồm có: Những khái niệm cơ bản về quá trình cắt gọt kim loại, 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

Faculty of Mechanical Engineering

Welding Engineering and Metals´

Technology

1 Các chuyển động để thực hiện việc cắt gọt:

Chương IX: Nguyên lý cắt gọt kim loại

I Những khái niệm cơ bản về quá trình cắt gọt kim loại:

Bào ngang

Chuyển động cơ bản Chuyển động phụ

Chuyển động chính Chuyển động chạy dao

giường

Trang 2

Technology

1.1 Chuyển động chính: là chuyển động cơ bản có tốc độ lớn hơn tất cả các chuyển động khác

1.2 Chuyển động chạy dao (chuyển động bước tiến): là chuyển động cơ bản có tốc độ nhỏ hơn

chuyển động chính

2 Các thông số cơ bản của chế độ cắt gọt:

Những thông số cơ bản của chế độ cắt gọt là: vận tốc cắt, lượng chạy dao (bước tiến), chiều sâu

cắt, diện tích lớp cắt (chiều rộng cắt và chiều dày cắt), thời gian để gia công một chi tiết và thời

gian máy

2.1 Vận tốc 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 dụng cụ cắt

1000

πDn v

Đối với máy có phôi hoặc dụng cụ cắt quay tròn (ví dụ: tiện) vận tốc cắt tính theo công thức:

m/ph D: Đường kính của phôi (mm);

n: Số vòng quay của phôi hoặc của dụng cụ cắt trong một phút

Đối với máy có dụng cụ cắt hoặc phôi chuyển động thẳng (ví dụ: bào), vận tốc cắt tính theo công

thức:

t

L v

1000

m/ph

L: Chiều dài hành trình (mm);

t: Thời gian của một hành trình (phút)

Trang 3

Technology

2.2 Lợng chạy dao - S: Lợng chạy dao (bớc tiến) S khi tiện là khoảng di động của dụng cụ

cắt theo chiều dọc khi phôi quay một vòng [mm/vòng]

Lợng chạy dao khi phay là sự di chuyển của phôi (tính bằng mm) khi dao phay quay một

vòng (So) hoặc khi dao phay quay một răng (Sz), hoặc là sự di chuyển của phôi (tính bằng

của mũi khoan

2

D: đờng kính của mặt cần đợc gia công (mm)

d: đờng kính của mặt đã gia công (mm)

Trang 4

Technology

Chiều sâu cắt khi phay đo trong mặt phẳng vuông góc với trục dao phay và bằng chiều dày

của lớp kim loại bị hớt đi sau một lần chạy dao

Chiều sâu cắt khi khoan bằng nửa đờng kính của mũi khoan:

mm

D t

2

D: đờng kính của mũi khoan [mm]

2.4 Diện tích lớp cắt - f: là tích số giữa bớc tiến S và chiều sâu cắt hoặc là tích số giữa chiều

dày cắt a và chiều rộng cắt b

f = s t = a b

2.5 Thời gian để gia công một chi tiết trên máy gồm thời gian máy, thời gian phụ, thời gian

phục vụ và thời gian nghỉ ngơi

Trang 5

Technology

2.5.1 Thời gian máy (còn gọi là thời gian chính) là thời gian trực tiếp dùng để cắt gọt kim loại

Thời gian máy Tm dùng để tiện một chi tiết với nhiều lần chạy dao đợc tính theo công thức:

n S

i L

2.5.2 Thời gian phụ T P là thời gian mà ngời thợ dùng để bảo đảm hoàn thành nhiệm vụ

công nghệ cơ bản nh thời gian đặt, kẹp và tháo chi tiết, thời gian điều khiển các cơ cấu của

máy, thời gian di chuyển dụng cụ và thời gian đo chi tiết

2.5.3 Thời gian phục vụ chỗ làm việc T pv là thời gian để ngời thợ dùng để chuẩn bị chỗ

làm việc (máy, dụng cụ, đồ gá) trong vòng một ca

2.5.4 Thời gian nghỉ ngơi T n gồm thời gian hạn định bởi các điều kiện làm việc của máy và

Trang 6

Technology

II H×nh d¸ng h×nh häc vµ c¸c th«ng sè cña dông cô

c¾t: 1 CÊu t¹o cña dông cô c¾t:

Dao tiÖn

Trang 7

Technology

II H×nh d¸ng h×nh häc vµ c¸c th«ng sè cña dông cô

c¾t: 1 CÊu t¹o cña dông cô c¾t:

C¸c h×nh d¹ng lìi c¾t b»ng m¶nh HK cøng

Dao tiÖn

Trang 8

Technology

Trang 9

Technology

Mòi khoan

Trang 10

Technology

Phay

nghÞch

Phay thuËn

Ta r« ren Dao phay

Trang 11

Technology

Dao chuốt

Sơ đồ chuốt

Trang 12

Technology

Lìi ca

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

Trang 13

Technology

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

®ang gia c«ng vµ ®i qua lìi c¾t chÝnh

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

Trang 14

Technology

- Góc sau chính : là góc hợp thành bởi mặt phẳng cắt gọt và mặt sau chớnh Góc sau chớnh cú tỏc dụng giảm ma sát giữa bề mặt đang gia công và mặt sau của dao

- Góc trớc chính : (gúc thoỏt phoi) là góc hợp thành bởi mặt trớc của dao và mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng cắt gọt và

đi qua lỡi cắt chính Góc trớc chính làm cho quá trình cắt đợc

dễ dàng, phoi dễ thoỏt

- Góc sắc : là góc hợp bởi mặt trớc và mặt sau chính Góc này có ảnh hởng đến độ sắc khi cắt và quan hệ với góc trớc , góc sau theo công thức sau: + + = 90 0

- Góc cắt : là góc hợp bởi mặt trớc và mặt phẳng cắt Góc này xác định vị trí của điểm cắt và có quan hệ với góc theo conge thc sau: + = 90 0 hoặc = +

- Góc nghiêng chính - là góc giữa hình chiếu của lỡi cắt chính lên mặt phẳng cơ sở và hớng chạy dao

- Góc nghiêng phụ 1 - là góc giữa hình chiếu của lỡi cắt phụ lên mặt phẳng cơ sở cơ sở và hớng chạy dao

- Góc đỉnh dao - là góc tạo bởi: hình chiếu của lỡi cắt chính

và phụ lờn mặt phẳng cơ sở Cùng với hai góc nghiêng và 1 , góc đỉnh có quan hệ sau: + + = 180 0

- Góc nâng : ảnh hởng đến hướng cuộn phoi và thoát phoi

Trang 15

Technology

III C¸c hiÖn tîng vËt lý trong qu¸ tr×nh c¾t gät:

Trong qu¸ tr×nh c¾t gät x¶y ra nhiÒu hiÖn tîng 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…

Trang 16

Technology

Các dạng phoi tuỳ thuộc VL đợc cắt:

a- phoi xếp

b- phoi bậc

c- phoi dây xoắn

d- phoi dây hình dải

đ- phoi vụn

Trang 17

Technology

2 Nhiệt khi cắt kim loại và ảnh hởng 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

 Lợng nhiệt sinh ra phụ thuộc vào vật liệu phôi; dao cắt; chế độ cắt (v, t, s); các yếu tố

hình học của dao

Q = Qc + Qp + Qd + Qkk

Qc - lợng nhiệt truyền vào chi tiết ( 4%)

Qd - lợng nhiệt truyền vào dao ( 15 20%)

Qp - lợng nhiệt truyền vào phoi ( 75 80%) Qkk - lợng nhiệt truyền vào không khí (khoảng 1%)

Trang 18

Technology

3 Sù mµi mßn cña dông cô

c¾t:

a- mµi mßn mÆt sau b- mµi mßn mÆt tríc c- mµi mßn c¶ hai mÆt

§é mµi mßn dao theo thêi gian

Trang 19

Technology

4 Lực cắt:

Trong quá trình cắt, dao cát chịu tác dụng của một số thành phần lực cắt nh lực ma sát

giữa phôi và dao; lực sinh và do biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi, …

- Lực cắt chớnh P Z (cú tỏc dụng hớt phoi)

P Z có xu hớng uốn cong thân dao hoặc làm gãy dao Ngời

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 - cú chiều ngược với chiều chạy dao

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

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

- Lực hớng kính P Y - là phản lực của phôi, ngợc chiều sâu cắt

của dao và dọc theo thân dao

P Y gây mất ổn định, l àm u ốn cong phôi và tác dụng lên cơ cấu kẹp dao, bàn xe dao

Giá trị P Y không lớn lắm, nh ưng ảnh hưởng trực tiếp đến độ búng và độ chớnh xỏc gia cụng

2 2

2

X Y

Z P P P

Trang 20

Technology

IV Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt kim loại:

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

- Chịu mài mòn cao để tăng tuổi bền dụng cụ cắt

- Có độ bền nhiệt cao

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

- Phải phục hồi đợc và công nghệ chế tạo tốt

- Giá thành hạ

2 Các loại vật liệu đợc dùng để chế tạo dụng cụ cắt gồm:

2.1 Thép cacbon dụng cụ:

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

- Thép cacbon 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 ca, dũa,

đục, …

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

2.2 Thép hợp kim dụng cụ:

- Đặc tính cơ học của loại này cũng tơng tự nh thép cacbon dụng cụ

- Điểm nổi bất của loại này là tính nhiệt luyện tốt, chiều sâu nhiệt luyện cao hơn,

chiều sâu nhiệt luyện lớn hơn, ít biến dạng hơn, chịu mài mòn, …

 Có thể dùng các mác 9XC, XB… để chế tạo các dụng cụ cắt nh ta rô, bàn ren,

Trang 21

Technology

2.3 ThÐp giã:

- 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 650 0 C)

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

2.4 Hîp kim cøng:

2.6 Kim c¬ng:

2.5 Gèm:

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	6,36 MB