Tài liệu Nguyên lý cắt (Chương 1) ppt

Ký hiệu: Y- Ký hiệu các bon + Đặc điểm của hợp kim cứng Hợp kim cứng là một loại vật liệu làm dụng cụ cắt là chủ yếu.. Ví dụ như chuyển động đưa dao vào hoặc rút dao ra, chuyển động đểđi

+ Độ cứng: đảm bảo độ cứng phần cắt phải lớn hơn độ cứng của vật liệu gia

công từ 20 – 25 HRC Yêu cầu độ cứng của vạt liệu làm dao phụ thuộc vào

độ cứng của vật liệu gia công Thường kim loại được gia công có độ cứngvào khoảng 200-240HB do đó độcứng của vật liệu phần cắt phải lớn hơn60HRC Khi gia côngcác loại thép chịu nóng thép không gỉ vật liệu dao phải

có độ cứng lớn hơn 65HRC

+ Độ bền mòn: Do làm việc ở nhiệt độ cao, ma sát lớn dẫn đến dao nhanh

mòn vì vậy vật liệu chế tạo dao cần được chế tạo bằng loại vật liệu có nhiềunguyên tố hợp kim để tăng tính chống mòn (nguyên nhân của sự mài mòn là

sự dính giữa vật liệu gia công và vật liệu làm dao)

+ Độ bền cơ học: Dụng cụ cắt làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt Tải

trọng lớn, không ổn định, ma sát lớn và nhiệt độ cao dễ gây mẻ dao Do đóvật liệu dụng cụ cắt cần có độ bền cơ học cao như ứng suất kéo, nén, uốn, vađập…

+ Độ bền nhiệt: Vùng cắt, nơi tiếp xúc giữa dụng cụ cắt và chi tiết gia công

có nhiệt độ rất cao có thể đạt 700-8000C, khi đạt 10000C Ở nhiệt độ này vậtliệu dễ bị thay đổi cấu trúc Do đó vật liệu chế tạo dụng cụ cắt cần có sứcchịu nóng.Tính chịu nóng là khả năng giữađược nhiệt độcao (không cóchuyển biến về tổ chức) trong một thời gian dài

+ Độ dẫn nhiệt: Thể hiện khả năng dẫn nhiệt ra khỏi vùng cắt một cách

nhanh nhất

2 Tính công nghệ và tính kinh tế

Tính công nghệ của vật liệu dao thể hiện qua việc dễ chế tạo nghĩa là dễ rèn,cán, tôi, độ thấm tôi… Một số vật liệu làm dao tuy tính cắt tốt nhưng tínhcông nghệ không cao cũng không sử dụng làm vật liệu làm dao

Ngoài những yêu cầu trên, vật liệu cũng cần có giá thành rẻ

+ Độ cứng sau tôi và ram: 60-63 HRC, sau khi ủ có 187-217 HB dễ giacông bằng cắt và bằng áp lực.

+ Độ thấm tôi thấp (khi tôi trong nước dễ bị nứt hư hỏng do vậy khôngđược dùng để làm có kích thước lớn) vì độ thấm tôi kém lại có ưu điểm đó là lõikhông được tôi do vật nó có độ dẻo nhất định Do vậy người ta sử dụng thép cácbon dụng cụ làm đục,dũa

+ Tính chịu nhiệt kém: chỉ chịu nhiệt độ khoảng 200-2500C, do vậy thépnày chỉ làm việc ở tốc độ cắt thấp,Vc =4-5 m/ph

Ký hiệu: Y- Ký hiệu các bon

+ Đặc điểm của hợp kim cứng

Hợp kim cứng là một loại vật liệu làm dụng cụ cắt là chủ yếu Ngoài ra cònlàm một số dụng cụ chịu ma sát lớn, lực nén lớn như khuôn vuốt dây thép, khuônép…Nó không phải là thép mà là hợp kim bột, thành phần chủ yếu: các bít của một

số kim loại khó nóng chảy như W, Ti, Ta và Co

Tính năng cắt do pha cácbít quyết định

Độ bền cơ học do coban quyết định

Những tính năng cơ bản của hợp kim cứng:

-Độ cứng cao: Khoảng 86-90HRA (>70-71 HRC)

- Độ chịu nhiệt cao

- Tốc độ cắt cho phép lớn

- Độ chịu mòn tốt

- Giòn, chịu lực nén tốt hơn uốn

+ Phân loại hợp kim cứng

* Theo Nga thông dụng có 3 nhóm hợp kim cứng như sau:

- Nhóm một cácbít: Thành phần WC+Co

BMCNCTM Trang: 2

Ký hiệu: BK

Chữ K chỉ hàm lượng Co- ban còn lại là lượng VC

Dùng gia công vật liệu giòn.( gang và kim loại màu)

Ví dụ: BK4, BK6, BK8…

BK8 có 8% Co còn lại 92% WC

- Nhóm 2 cácbít: Thành phần WC+TiC+Co

Kí hiệu: TK

Chữ số sau chữ T chỉ hàm lượng TiC, sau chữ số K chỉ hàm lượng Co, còn lại là

WC Dùng gia công thép và vật liệu có phoi dính.(gia công thép)

TT7K12 có 7% TiC + TaC, 12% Co còn lại 81% WC

Độ bền, tính dẻo của hợp kim cứng tăng lên khi tăng lượng coban trongthành phần của nó Tuy nhiên không tăng lượng coban quá 15% vì vậy làm mấttính liên tục của cácbit, khiến cho độ bền của nó giảm đi

Lượng co ban càng ít hạt càng nhỏ thì tính chịu nóng của hợp kim cứng càngcao Hợp kim cứng nhóm TK có tính chịu nóng cao hơn nhóm BK ví TiC cứng vànóng chảy ở nhiệt độ cao hơn WC

* Theo ISO tất cả hợp kim cứng đều được chia ra 3 nhóm: P, K và M

- Nhóm hợp kim cứng P được dùng để gia công kim loại với sự hình thành phoidây (khi gia công thép đúc, gang dẻo)

- Nhóm hợp kim cứng K được dùng để gia công kim loại với sự hình thành phoivụn, phoi xếp lớp (khi gia công gang xám, kim loại màu)

- Nhóm hợp kim cứng M được dùng để gia công vật liệu khó gia công, thép chịunhiệt, thép không gỉ, gang có độ cứng cao

Mỗi nhóm hợp kim cứng trên đây lại được chia thành các nhóm nhỏ

Các nhóm nhỏ lại được ký hiệu bằng hai chữ số thêm vào đuôi của nhóm chính Ví

dụ như nhóm hợp kim cứng P được chia ra các nhóm nhỏ: P01, P10 P20, P40, P50Chữ số trong nhóm nhỏ tăng cho biết tuổi bền của hợp kim tăng, còn độ cứng, độchóng mòn và tốc độ cắt của nó giảm

BMCNCTM Trang: 3

- Nhóm P01 dùng để gia công tinh bằng phương pháp tiện và doa (tiện trong)

- Nhóm P10 được dùng để tiện tinh và phay tinh

- Nhóm P20 được dùng để gia công thô bằng phương pháp cắt liên tục

- Nhóm nhỏ P30 được dùng để gia công thô bằng phương pháp cắt gián đoạn

- Nhóm nhỏ P40 được dùng để gia công thép

- Nhóm P50 được dùng để gia công các chi tiết lớn

B ng 1.5 là thành ph n hóa h c và tính ch t c lý c a h p kim c ng ần hóa học và tính chất cơ lý của hợp kim cứng ọc và tính chất cơ lý của hợp kim cứng ất cơ lý của hợp kim cứng ơ lý của hợp kim cứng ủa hợp kim cứng ợp kim cứng ứng.

Nhóm

hợp kim

cứng

Mác hợp kim cứng

Thành phần hợp chất (%) Giới

hạn bền (kG/

mm 2 )

Trọng lượng riêng (G/cm 3 )

Độ cứng HRC

Các bit vonpha m

Cô ban

Các bít Titan

Các bít tanta n Vonpha

m-coban

(BK)

BK2 BK3 BK3M BK4 BK4B BK6 BK6M BK6B BK8 BK8B BK10 BK15 BK20 BK25

98 97 97 96 96 94 94 94 92 92 90 85 80 75

2 3 3 4 4 6 6 6 8 8 10 15 20 25

- - - -

- - - -

-100 110 110 130 140 135 130 140 140 155 150 165 190 200

15,0-15.4 15,0-15,4 15,0-15,3 14,9-15,1 14,9-15,1 14,6-15,0 14,8-15,0 14,4-14,8 14,4-14,8 14,4-14,8 14,2-14,6 13,9-14,1 13,4-13,7 12,9-13,2

90,0 90,0 91,0 89,5 88,0 88,5 90,0 87,5 87,5 86,5 87,0 86,0 85,0 84,5 Titan-

vonphra

m (TK)

T30K4 T15K6 T14K8 T5K10 T5K12B

66 79 78 85 83

4 6 8 9 12

30 15 14 6 5

- - -

-90 110 115 130 150

9,5-9,8 11,0-12,7 11,2-12,0 12,3-13,2 12,8-13,3

92,0 90,0 89,5 88,5 87,0 Titan-

81 82

12 8

4 3

3 7

160 140

13,0-13,3 13,5-13,8

87,0 89,0

Các mảnh hợp kim cứng được chế tạo theo hai dạng: I – Có rãnh bẻ phoi (hình1.1a) và II- mặt phẳng không có rãnh thoát phoi (hình 1.1b)

BMCNCTM Trang: 4

Các mảnh hợp kim dạng 2 được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khốikhi gia công trên các máy bán tự động và các máy tổ hợp Để thoát phoi có góctrước dương cần tạo ra lõm trên bề mặt của mảnh hợp kim.

Bảng 1.6 là các mác thép c a Nga và c a ISO ủa hợp kim cứng ủa hợp kim cứng.

Để gia công gang, hợpkim màu và vật liệu phikim

M10

M20

TT10K8ATT10K8B

Các mác này sử dụng chomọi trường hợp

Để gia công thép ủ vàthép sau nhiệt luyện

+ Chế tạo hợp kim cứng

Để chế tạo hợp kim cứng phải qua các giai đoạn sau:

- Tạo bột WC, Ti, Ta nguyên chất

- Tạo ra các bít tương ứng từ các bột nguyên chất nói trên

- Ép hỗn hợp dưới áp suất 100-140 MN/mm2 rồi núngơ bộ 9000C trong mộtgiờ để tạo ra hỗn hợp có độ bền cần thiết để gia công cơ

- Gia công chi tiết theo những hình dạng thích hợp

Thiêu kết lần cuối 1400-15000C từ 1- 3 giờ để tạo thành hợp kim cứng Lúc nàycoban chảy và liên kết các hạt cácbit với nhau Hợp kim cứng lần cuối đạt độ cứngrất cao chỉ có thể ra công bằng mài

1.1.2.3 Vật liệu gốm (Vật liệu sứ)

* Đặc điểm của vật liệu sứ

Thành phần chính của sứ là đất sét kỹ thuật-một hỗn hợp giữa hai pha oxytnhôm: -Al2O3 và - Al2O3

Đặc tính của vật liệu sứ:

- Độ cứng và tính mòn cao, tính chịu nhiệt cao dùng để cắt ở tốc độ cao

- Tính dẫn nhiệt kém nên không dùng dung dịch trơn nguội Nếu dùng dung dịchtrơn nguội sẽ gây ra các mảnh nứt, vỡ

- Tính dẻo kém do sức bền uốn thấp vì vậy sứ không chịu được rung động, va đậpcũng như lực cắt lớn

- Mài sắc mảnh sứ rất khó và chỉ mài bằng đá mài kim cương

So với hợp kim cứng vật liệu sành sứ có các ưu điểm sau:

- Nâng cao công suất, vì thời gian máy ít ở tốc độ cắt cao khi tuổi bền cố định nhưnhau

- Tuổi bền tăng hơn nếu cắt cùng một tốc độ cắt

- Sai lệch kích thước nhỏ hơn

- Giá thành rẻ

Hiện nay có ba loại vật liệu sứ được sử dụng:

+ Oxits nhôm thuần khiết:

Loại này hầu như chỉ có oxits nhôm Loại này có cấu tạo dạng bột mịn, do đó sứcbền cao hơn loại oxit nhôm thuần khiết

+ Loại vật liệu sứ không có ôxit :

Loại này được chế tạo từ nitrit silic có sức bền uốn cao nhiều hơn hai loại trên.Loại này được dùng đặc biệt khi gia công nhôm và các hợp kim của nhôm

-Độ cứng: 92-97 HRA (> 70HRC)

BMCNCTM Trang: 6

Dùng gia công tinh, bán tinh khi làm việc không rung động và va đập.

1.1.2.4 Vật liệu tổng hợp (vật liệu siêu cứng)

1 Kim cương nhân tạo

Được tổng hợp từ than chì (grafit) ở áp lực cao và nhiệt độ lớn

Những tính năng cơ bản:

+ Độ cứng tế vi cao hơn hợp kim cứng 5-6 lần

+ Độ dẫn nhiệt cao

+ Độ chịu nhiệt kém

+ Giòn, chịu tải va đập thấp

+ Do dẫn nhiệt tốt nên dù chịu nhiệt kém vẫn có thể cắt ở tốc độ cao

và chất lượng bề mặt chi tiết

Dùng gia công tinh thép tôi, gang, hợp kim cứng…

Như vậy, dù có kết cấu bên ngoài khác nhau, các dụng cụ đều có kết cấuphần kết tương tự như nhau có dạng chêm.

Mặt khác, trong gia công bằng cắt thì gia công bằng dao cắt đơn chiếm một

vị trí quan trọng: tiện, xọc, bào Dao tiện được sử dụng trên máy tiện (hoặc cả máydoa, máy tiện tự động v.v…) Máy tiện chiếm 35% tổng số máy cắt kim loại; vìvậy, dao tiện là một dạng phổ biến và có cấu tạo đơn giản nhất của dụng cụ cắt màlại có đầy đủ các yếu tố kết cấu của dụng cụ cắt Do đó, để nghiên cứu thông sốhình học của dao, thường nghiên cứu các thông số của dao tiện ngoài

Dao tiện gồm 2 phần: Đầu dao và thân dao

+ Thân dao còn gọi là cán dao hoặc phần kẹp, dùng để định vị và kẹp chặt daotrong bàn dao

+ Đầu dao còn gọi là phần làm việc hoặc phần cắt, có nhiệm vụ tạo phoi và tạohình cho chi tiết gia công

Để nâng cao năng suất cắt và giảm chi phí vật liệu dụng cụ cắt, đa số cácloại dao tiện đều được sử dụng kết cấu gắn mảnh dao vào đầu dao bằng phươngpháp hàn hoặc kẹp cơ khí Mảnh dao có thể là thép gió, hợp kim cứng, vật liệu sứhoặc kim cương Trong dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng được sử dụng phổ biếnnhất Đầu và thân dao tiện thường được chế tạo bằng thép 40, 45, 50 hoặc 40X

BMCNCTM Trang: 8

Hình 1.2 Các bộ phận chính của dao tiện

Hình 1.3 Các bộ phận phần cắt của dao

Hình dáng, kích thước các loại mảnh dao đã được tiêu chuẩn hóa phù hợp với từngkiểu dao tiện và cho trong các sổ tay cơ khí Cơ sở để định ra tiêu chuẩn là dựa trên

độ bền của mảnh dao và số lần mài lại cho phép Muốn vậy phải quan tâm đếnchiều dày mảnh dao C và tỷ lệ hợp lý giữa chiều dày C và chiều rộng b của mảnhdao

+ Phần cắt của dao do các mặt và đường sau đây tạo nên:

- Mặt trước: Là bề mặt của dao mà theo đó

phoi thoát ra

- Mặt sau chính: Là bề mặt của dao đối diện

với bề mặt đang gia công của phôi

- Mặt sau phụ: Là bề mặt của dao đối diện với

bề mặt đã gia công của phôi

- Mặt nối tiếp: Là bề mặt nối tiếp giữa mặt sau

chính và mặt sau phụ của dao

- Lưỡi cắt chính : Là giao tuyến của mặt trước

và mặt sau chính : Lưỡi cắt chính tham gia chủ

yếu vào quá trình cắt

- Lưỡi cắt phụ: Là giao tuyến giữa mặt trước

và mặt sau phụ Trong quá trình cắt chỉ một

phần lưỡi cắt cắt phụ tham gia quá trình cắt

- Mũi dao: Là đường nối tiếp giữa lưỡi cắt

chính và lưỡi cắt phụ ; thông thường mũi dao

là đường cong có trị số bán kính r = 0,1 – 2

mm

+ Phân loại dao tiện.

Tuỳ theo hướng chạy của dao mà người ta phân biệt

- Dao tiện phải: Là dao mà lưỡi cắt cắt từ phải sang trái

- Dao tiện trái: Là dao cắt mà lưỡi cắt cắt từ trái sang phải

Dựa vào kết cấu dao tiện người ta còn chia ra các loại dao sau:

- Dao tiện liền khối: Là loại dao tiện được chế tạo từ một loại vật liệu duy nhất(hình 1.4 a)

- Dao tiện lắp ghép: (hình 1.4 Là loại dao tiện được lắp ghép bởi hai phần phần

thân dao và phần cắt Thân dao thường được chế tạo bằng thép kết cấu còn vật liệuphần cắt là thép dụng cụ

Dựa vào chức năng của dao người ta còn phân biệt ra các loại dao cơ bản sau đây

BMCNCTM Trang: 9

Hình 1.4 Phân loại dao theo kết cấu a.Dao liền, b Dao hàn, c Dao gắng mảnh hợp kim cứng, d Dao chắp.

e Dao cắt rãnh, g Dao định hình, h

Dao tiện ren, i Dao tiện lỗ suất, k Dao tiện lỗ kín.

Hình 1.5 Phân loại dao theo công dụng.

a Dao đầu thẳng, b Dao đầu cong, c.Dao

vai, d Dao khoả mặt đầu, đ Dao cắt đứt.

.

( hình 1.5)

Dao đầu thẳng, dao đầu cong, dao vai, dao khoả mặt đầu, dao cắt rãnh, dao cắt đứt,dao tiện ren, dao tiện lỗ suốt, dao tiện lỗ kín dao tiện ren (tam giác, ren vuông, renthang )Dao tiện còn có thể được chia thành hai loại dao tiện thô dùng trong giacông thô và dao tiện tinh dùng để gia công tinh

BMCNCTM Trang: 10

1.2.2 Thông số hình học của dụng cụ cắt ở trạng thái tĩnh

* Các chuyển động trong quá trình cắt

- Chuyển động cắt chính: Là chuyển động chủ yếu tạo ra phoi trong quá trình cắt.

Chuyển động cắt chính xác định tốc độ tách phoi và tiêu thụ công suất lớnnhất trong quá trình cắt

Chuyển động cắt chính trong máy cắt kim loại có hai dạng cơ bản: Quaytròn và tịnh tiến (tịnh tiến khứ hồi), có thể thực hiện qua phôi hoặc dụng cụ cắt

- Chuyển động chạy dao: Là chuyển động cần thiết để duy trì quá trình cắt, chuyển

động chạy dao có thể liên tục hoặc gián đoạn, đơn giản hay phức tạp

- Chuyển động phụ: là chuyển động cần thiết để chuẩn bị hoặc kết thúc quá trình

gia công Ví dụ như chuyển động đưa dao vào hoặc rút dao ra, chuyển động đểđiều chỉnh máy trước khi cắt…

BMCNCTM Trang: 11

Mặt chưa gia công

Mặt cắt phụ

Vật gia công

Mặt cắt chính

Mặt đang gia công Mặt đã gia công

Dao tiện

Mặt phẳng cắt gọt

Hình 1.6 Các mặt phẳng cơ bản

* Các bề mặt hình thành trên phôi

Trong quá trình cắt, trên phôi hình thành ba loại bề mặt:

- Bề mặt đã gia công: Là bề mặt được hình thành sau khi đã hớt đi một lớp kim

loại dưới dạng phoi

- Bề mặt chưa gia công: là bề mặt phôi chuẩn bị hớt một lớp kim loại.

- Bề mặt đang gia công ( Mặt cắt ): Là bề mặt do lưỡi dao tạo thành trên phôi và

nằm giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công Chính xác hơn: là tập hợpquỹ đạo của chuyển động cắt tương đối của tất cả các điểm nằm trên đầu lưỡi cắtđang tham gia quá trình cắt so với phôi

*Các bề mặt hình thành trên phần cắt của dao.

- Khái niệm về mặt chính – phụ hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình cắt, có thể trongcùng của một quá trình cắt, vai trò của mặt sau chính và phụ (Do đó cả lưỡi cắtchính và lưỡi cắt phụ) đổi lẫn cho nhau

Chẳng hạn như phay bánh răng trụ răng thẳng hoặc phay bánh vít bằng daophay trục vít khi cho chạy dao tiếp tuyến

Các dụng cụ cắt có thể có một, hai hoặc nhiều lưỡi cắt chính và phụ

Ví dụ : Ở dao tiện ngoài có một lưỡi cắt chính và một lưỡi cắt phụ Ở dao tiện cắt

đứt có hai lưỡi cắt phụ, một lưỡi cắt chính

Trong thực tế, giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau (chính – phụ) khôngphải là một đường mà là một bề mặt cong có bán kính cong p nào đó

Hình1 7 Các mặt phẳng được hình thành

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 mặtphẳng song song với phương chạy dao dọc và phương chạy dao ngang

1.2.2 Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh

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

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

- Coi như dao được gá đặt đúng (mũi dao được gá ngang tâm – trục dao được gávuông góc với đường tâm của máy)

- Không kể đến các hiện tượng vật lý xảy ra trong qúa trình cắt (rung động, biếndạng, nhiệt.v.v…)

* Xác định trong tiết diện chính và phụ

Các góc độ của dao xét trong trạng thái tĩnh được là góc tĩnh (góc mài sắc)

và nhận được do mài sắc dao trên các máy mài dụng cụ Nó gồm các góc sau:

BMCNCTM Trang: 13

-  > 0 : khi mặt trước của doa nằm thấp hơn mặt đáy đi qua điểm đang xét.

-  < 0 : Khi mặt trước của dao nằm cao hơn mặt đáy đi qua điểm dang xét

-  = 0 : Khi mặt trước của dao trùng với mặt đáy

Nhận xét:  > 0 Thường được dùng vì khi đó quá trình tạo phoi và thoát phoi dễ

dàng hơn Tuy nhiên , trong thực tế  >0 không phải bao giờ cũng tốt mà trongnhiều trường hợp, người ta chọn  0 ( chẳng hạn : dao tiện gắn mảnh HKCthường chọn  < 0 để tăng sức bền dao, ở các dụng cụ định hình thường chọn  = 0

để dệ đảm bảo độ chính xác kích thước, hình dáng của chiết da công)

Tại một điểm trên lưỡi cắt phụ của dao là góc giữ a mặt trước mặt đáy, xét trongtiết diện phụ đi qa điểm đó.

6

Góc sau phụ  1:

Tại một điểm trên lưỡi cắt phụ của dao là góc giữa mặt sau phụ và mặtphẳng đi qua điểm dang xét, tiếp tuyến với lưỡi cắt phụ và vuông góc với mặt đáy,xét trong tiết diện phụ đi qua điểm đó

Góc nâng của lưỡi cắt chính 

Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi lưỡi cắt chính và hình chiếucủa nó trên mặt đáy

+  > 0: Khi mũi dao là điểm thấp nhất (so với mặt đáy đi qua mũi dao) trên toàn

+  < 0: Khi mũi dao điểm cao nhất (so với mặt đáy đi qua mũi dao) trên toàn bộ

lưỡi cắt chính

+  = 0: Khi mặt đáy chứa luỡi cắt chính

Tương tự định nghĩa nâng của lưỡi cắt phụ 1 với chú ý :  1>0 khi mũi dao

là điểm cao nhất (so với mặt đáy đi của dao) trên toàn bộ lưỡi cắt phụ 1 <0 trongtrường hợp ngược lại



 Nhận xét:  Bằng cách tương tự, xác định được mối quan hệ giữa các góc của daotrong tiết diện phụ với tiết diện dọc và ngang với chú ý: Góc trước được thay bằnggóc trước phụ, góc sau được thay bằng góc sau phụ, góc nghiêng chính được thaybằng góc nghiêng phụ trong công thức(1-1)

1.2.3 Thông số hình học của dao ở trạng thái động

Trạng thái động là trạng thái kể đến động lực học quá trình cắt:

1 ảnh hưởng của trục dao gá không vuông góc với đường tâm chi tiết

Dao sau khi mài sắc có các góc nghiêng chính  và góc nghiêng phụ 1 Nếutrong quá trình làm việc trục của dao gá làm với trục quay của chi tiết một góc <

BMCNCTM Trang: 16

Hình 1.9 Góc nghiêng của lưỡi cắt chính 1-2 lưỡi cắt chính, 3-4 mặt cắt và mặt phẳng cắt

Hình 1 10Góc độ dao thay đổi khi gá dao không vuông góc với đường

tâm chi tiết

H ình 1.11 Góc độ dao thay đổi khi gá dao không

ngang tâm máy

900 thì các góc  và 1 sẽ biến đổi một góc có trị số ± (900-)

2 ảnh hưởng của gá dao không ngang tâm máy

Hình 1.9 cho ta thấy sự thay đổi các góc của dao khi mũi dao gá khôngngang tâm máy

Thực vậy khi tiện ngoài nếu mũi dao gá cao hơn đường tâm của máy thì góc trước

 sẽ tăng lên còn góc sau  giảm xuống Ngược lại nếu mũi dao gá thấp hơn tâmcủa máy thì góc trước  sẽ giảm đi còn góc sau  của dao sẽ tăng

Khi tiện trong, nếu mũi dao được gá cao hoặc thấp hơn đường tâm của máy thì sựbiến đổi các góc của dao sẽ ngược lại với trường hợp tiện ngoài.các góc của dao sẽ

ngược lại với trường hợp tiện ngoài

3 ảnh hưởng của lượng chạy dao(S d ,S n )

a Chuyển động chạy dao ngang(khi xén mặt đầu) hoặc tiện cắt đứt

Khi có chuyển động chạy dao ngang thì quỹ đạo chuyển động cắt là đường acsimet (hình 1.12 a)

- Do có lượng chạy dao ngang lên vectơ tốc độ cắt luôn luôn thay đổi trong quá trình cắt sẽ làm thay đổi góc độ của dao

Ta có: ye =y + 1

 ye =  y- 1

BMCNCTM Trang: 17

Tính  1 theo quan hệ sau:

Trong đó: sn: Lượng chạy dao ngang sau 1 vòng quay của chi tiết (mm/vg)

D: Đường kính của chi tiết tai điểm khảo sát (mm)

Thường thì sn bé lên sự thay đổi  y không đáng kể nhưng càng đi sâu vào tâm chi tiết thì đường kính D của chi tiết càng bé nên giá trị  1càng lớn, khiến cho góc sauthực tế ye của dao tiện đạt đến giá trị âm nên dụng cụ dễ gãy chi tiết trước khi mài dao đến tâm chi tiết

b Chuyển động chạy dao dọc (hình 1.12 b)

Khi có chuyển động chạy dao dọc thi quỹ đạo chuyển động cắt tương đối bất

kỳ của một điểm trên lưỡi cắt là đường xoắn ốc, do đó véc tơ tốc độ cắt khi làm việc sẽ nghiêng với tốc độ cắt tĩnh một góc

Trong đó Sd: Lượng chạy dao dọc theo một vòng quay của chi tiết (mm/vg)

D: Đường kính tại điểm khảo sát

Lượng chạy dao càng lớn và đường kính chi tiết càng bé thì góc  2 càng lớn Do đó khi cắt với lượng chạy dao lớn như khi cắt ren nhiều đầu nên góc  2 cóthể đạt 580 hoặc lớn hơn nên khi mài dao phải tính đến d

1.3 Các thông số cắt và các yếu tố của chế độ cắt ( a,b,f,v,s,t ).

D: đường kính mặt gia công (mm)

n- số vòng quay của phôi trong 1

+ Lượng chạy dao S

- Đại lượng dịch chuyển của lưỡi cắt tương đối với phôi trong 1 khoảng thờigian xác định được gọi là lượng chạy dao Khi gia công trên máy tiện thườngchọn lượng chạy dao trong 1 vòng quay của phôi S(mm/vòng) Đôi khi lượngchạy dao được tính cho một phút Sm (mm/phút) Lượng chạy dao vòng S vàlượng chạy dao Sm có quan hệ sau đây:

m

S S n



Trong đó:

n- số vòn quay của chi tiết gia công trong 1 phút

- Chiều sâu cắt t (mm)

Là khoảng cách giữa bề mặt đang gia công và bề mặt đã gia công, được

đo theo phương vuông góc với bề mặt đã gia công Chiều sâu cắt luôn vuônggóc với phương chạy dao Chiều sâu cắt được tính bằng mm

BMCNCTM Trang: 19

Hình 1 13Các yếu tố lớp cắt khi tiện

Như vậy khi tiện chạy dao dọc (chạy dao song song với tâm phôi) chiềusâu cắt là nửa hiệu của đường kính của phôi D và đường kính bề mặt đã giacông D0

0

2

D D

Khi tiện trong thì chiều sâu cắt t bằng nửa hiệu của đường ính lỗ sau hi gia công

D0 và đường kính lỗ trước khi gia công:

- Các đại lượng a và b không phải là chiều dày và bề rộng của lớp phoi được cắt

mà là của lớp kim loại được cắt sẽ khác, đặc biệt là chiều dày của nó Điều nàyđược giải thích rằng, lớp kim loại bị biến dạng dẻo, do đó chiều dày của phoi bịngắn lại so với kim loại được bóc ra như chiều dày của nó theo tiết diện nganglại tăng lên

- Chiều dày cắt a là khoảng cách giữa hai vị trí lien tiếp của lưỡi cắt sau 1 vòngquay của chi tiết được đo theo phương vuông góc với lưỡi cắt chính Khi lưỡicắt cong chiều dày cắt biến đổi dọc theo lưỡi cắt

- Khi góc nghiêng chính  tăng thì chiều dày lớp cắt a tăng còn chiều rộng lớpcắt b giảm

- Chiều sâu cắt t và lượng chạy dao S đặc trưng cho quá trình cắt ở khía cạnhcông nghệ, vì chúng được gọi là yếu tố công nghệ của chế độ cắt Chiều dày cắt,

vì vậy chúng được gọi là yếu tố vật lý của chế độ cắt Chiều rộng lớp cắt đượcđặc trưng cho khía cạnh vật lý của quá trình cắt, vì vậy chúng được gọi là yếu tốcủa chế độ cắt

Diện tích mm2 tiết diện ngang của lớp cắt PKLM được xác định theo công thức:

 = ab= t S

1.3.2 Khoan - khoét - doa.

1 Khoan

a Các yếu tố chế độ cắt

Chuyển động chính khi khoan là

chuyển động quay của dao hoặc đôi khi là

chuyển quay của chi tiết, còn chuyển

động của dao là dịch chuyển của dao hoặc

chi tiết dọc theo tâm của dao

+ Tốc độ cắt khi khoan là tốc độ vòng của

điểm xa nhất cách tâm dao khoan là tốc độ

được tính theo đường kính của dao khoan

1000

D n

Ở đây:

D- đường kính dao khoan (mm)

n- Số vòng quay của dao khoan trong mọt phút (vòng/phút)

+ Lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển của dao dọc theo tâm sau một vòngquay của nó S0 (mm/vòng) Vì dao khoan có hai lưỡi cắt chính cho nên lượngchạy dao của mỗi lưỡi cắt Sz bằng:

Còn khi khoan mở rộng chiều sâu cắt t được xác định theo công thức đườngkính:

2

D d

Ở đây:

d- đường kính khi khoan mở rộng

b Các yếu lớp cắt khi khoan

- Chiều dày và bề rộng cắt khi khoan được xác định theo công thức sau (không

S Z

- S0 : Lượng chạy dao trong một phút của chi tiết (mm/vg)

- Sph : Lượng chạy dao phút (mm/ph)

.

Z

S S

(mm)+ Chiều rộng cắt:

BMCNCTM Trang: 22

Hình 1 16 Yếu tố về chế độ cắt khi phay

t S b a f

2

) (



(mm2)+Tổng diện tích cắt do mỗi răng cắt ra:

Z

d D S Z f F

2

) (



(mm2)Trong đó:

- d- Đường kính lỗ trước khi khoét (mm)

- D- Đường kính lỗ sau khi khoét (mm)

1.3.3 Phay

a Các yếu tố cắt khi phay

1 Chiều sâu cắt t 0: Là khoảng cách giữa bề mặt chưa gia công với bề mặt đã gia

công sau một đường chuyển dao đo theo phương vuông góc với bề mặt đã giacông

3 Lượng chạy dao

Khi phay lượng chạy dao được phân ra:

- Lượng chạy dao răng: Là lượng dịch chuyển của bàn máy (mang chi tiết giacông) sau khi dao quay được một góc răng [mm/răng]; ký hiệu là Sz

- Lượng chạy dao vòng: Là lượng dịch chuyển của bàn máy sau khi dao quayđược một vòng [mm/vong]; ký hiệu là Sv

BMCNCTM Trang: 23

- Lượng chạy dao phút: Là lượng dịch chuyển của bàn máy sau thời gian 1 phút[mm/ph]; ký hiệu là Sph

BMCNCTM Trang: 24

Hình 1.17 Các yếu tố của chế độ cắt khi phay

a Dao phay trụ răng xoắn b Dao phay mặt đầu c Dao phay đĩa

d Dao phay cắt đứt e dao phay ngón H Dao phay định hình

S R

Trong đó: R là bán kính ngoài dao phay

 là góc giữa hai răng

- Góc quay tương ứng với điểm M của đường cong (Khi đó M sẽdịch chuyển đến điểm M’ )

Đây chính là phương trình của đường xycloit kéo dài

Vì Sph<<v0 nên khi tính toán thường bỏ qua, và có:

m ph

n D v

1000

.0

4 Chiều sâu phay t: Là kích thước kim loại được cắt đi, đo theo phương vuông góc

với trục dao, ứng với góc tiếp xúc 

* Góc tiếp xúc : là góc ở tâm chắn cung tiếp xúc giữa dao và chi tiết

- Khi phay bằng dao phay hình trụ răng thẳng vad xoắn, doa phay đĩa, dao phayđịnh hình, dao phay góc thì chiều sâu phay trùng với chiều sâu cắt

- Khi phay rãnh bằng dao phay ngón thì chiều sâu phay bằng đường kính dao khiphay bề mặt vuông góc thì sâu phay bằng chiều sâu cắt t0

- Khi phay không đối xứng bằng dao phay mặt đầu, thì chiều sâu phay được đo vớivới góc tiếp xúc ; còn khi phay đối xứng thì chiều sâu phay bằng chiều rộng chitiết

5 Chiều rộng phay B.

Là kích thước lớp kim loại được cắt đo theo phương chiều trục của dao phay

- Khi phay bằng dao phay mặt đầu và dao phay ngón B = t0

- Khi phay bằng dao trụ B = b

- Khi phay bằng dao phay đĩa: B = b(rãnh)

a Chiều dày cắt khi phay bằng dao phay trụ

- Chiều dày cắt tại điểm M nằm trên cung tiếp xúc ứng với góc tiếp  chiều dàycắt ký hiệu aM, có chiều dài bằng đoạn MC gần đúng ta có thể coi cung MN làthẳng khi đó tam giác CMN sẽ là tam giác vuông

aM= Sz.sin

Khi  thay đổi sẽ xác định vị trí của M so với đầu cung tiếp xúc

- Với chiều quay như trên khi 1 dao muốn tiếp xúc vào chi tiết thì góc  =0, sau đó

 tăng dần và đạt max=  khi dao thoát ra khỏi chi tiết