›
›

Bài giảng Cơ sở công nghệ chế tạo máy - Chương 2: Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại

pdf 162 trang ngocly 3110
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở công nghệ chế tạo máy - Chương 2: Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_co_so_cong_nghe_che_tao_may_chuong_2_co_so_ly_thuy.pdf

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở công nghệ chế tạo máy - Chương 2: Cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại

  1. CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI 1
  2. NỘI DUNG CHƢƠNG 2 2.1- Khái niệm chung về cắt gọt kim loại 2.2- Khái niệm cơ bản về dụng cụ cắt 2.3- Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt 2.4- Cơ sở vật lý của quá trình cắt kim loại 2.5- Lựa chọn hình dáng và thơng số hình học hợp lý của dao 2.6- Xác định chế độ cắt hợp lý khi gia cơng thơ 2
  3. 2.1- Khái niệm chung về cắt gọt kim loại 2.1.1- Định nghĩa cắt gọt kim loại 2.1.2- Hệ thống cơng nghệ 2.1.3- Các dạng bề mặt chi tiết máy thƣờng gặp 2.1.4- Các chuyển động tạo hình bề mặt 2.1.5- Các phƣơng pháp cắt kim loại 3
  4. 2.1.1- Định nghĩa cắt gọt kim loại . Gia cơng kim loại bằng cắt gọt là dùng một dụng cụ cắt (dao) để bĩc đi lớp “kim loại dƣ” khỏi phơi để tạo nên chi tiết phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cho trƣớc. . Lớp “kim loại dƣ” gọi là lƣợng dƣ gia cơng (Zb) khi tách ra khỏi phơi đƣợc gọi là “phoi”. 4
  5. 2.1.2- Hệ thống cơng nghệ Máy n Dao Gá s Phơi 5
  6. 2.1.3- Các dạng bề mặt chi tiết máy thƣờng gặp a) b) c) 6
  7. 2.1.4- Các chuyển động tạo hình bề mặt • Chuyển động cắt chính: Là chuyển động cơ bản để tạo ra phoi cắt, chuyển động tiêu hao năng lƣợng cắt lớn nhất • Chuyển động chạy dao: Là chuyển động cần thiết để tiếp tục tạo ra phoi cắt • Chuyển động phụ: Bao gồm các chuyển động nhƣ đƣa dao vào, lùi dao ra, chạy dao về cắt lần hai 7
  8. chi tiết gia cơng 1 a) b) 1 2 c) d) 8
  9. Chuyển động cắt chính và vận tốc cắt • Để đặc trƣng cho chuyển động cắt chính, thƣờng sử dụng hai đại lƣợng: – Vận tốc cắt v (tại một điểm) hay cịn gọi tốc độ cắt: Là lƣợng dịch chuyển tƣơng đối giữa lƣỡi cắt và chi tiết gia cơng trong một đơn vị thời gian (m/phút) – Số vịng quay n (hoặc số hành trình kép) trong đơn vị thời gian (vịng/phút) 9
  10. ● Vận tốc cắt v :  D  n V (m / ph) 1000 ● Nếu chuyển động chính là chuyển động tịnh tiến, thì giữa vận tốc cắt (m/phút), số hành trình kép n (htk/phút) và chiều dài hành trình L (mm) cĩ quan hệ sau: 2.L.n V (m / ph) 1000 10
  11. Chuyển động chạy dao và lƣợng chạy dao • Để đặc trƣng cho chuyển động chạy dao, ta sử dụng lƣợng chạy dao • Lƣợng chạy dao cĩ thể là lƣợng chạy dao vịng, lƣợng chạy dao phút – Lƣợng chạy dao khi tiện là khoảng dịch chuyển của dao theo phƣơng chuyển động chạy dao sau một vịng quay của chi tiết gia cơng: ký hiệu: S; đơn vị: mm/vịng. 11
  12. Lượng chạy dao khi bào, xọc: ký hiệu: Sk ; đơn vị: mm/htk. Lƣợng chạy dao khi phay: Lƣợng chạy dao phút : Sph = S. n (mm/ph) Lƣợng chạy dao răng SZ=S/z (mm/răng) Trong đĩ: S là lƣợng chạy dao vịng, n là số vịng quay của dao trong một phút (vịng/ph) z: số răng của dao 12
  13. Các bề mặt hình thành khi gia cơng cắt gọt 1-Mặt chưa gia cơng 2-Mặt đang gia cơng 3-Mặt đã gia cơng 13
  14. Chuyển động phụ và chiều sâu cắt • Chiều sâu cắt t (mm) là khoảng cách giữa bề mặt đã gia cơng và bề mặt chƣa gia cơng đo theo phƣơng vuơng gĩc với mặt đã gia cơng. • Khi tiện chiều sâu cắt đƣợc tính theo cơng thức D d t (mm) 2 D : Đƣờng kính chi tiết trƣớc khi gia cơng (mm). d: Đƣờng kính chi tiết sau khi gia cơng (mm). 14
  15. 2.1.5- Các phƣơng pháp cắt gọt kim loại  Xuất phát từ nguyên lý tạo hình bề mặt : định hình, chép hình, bao hình, theo vết.  Xuất phát từ máy cắt kim loại : tiện, phay, bào, mài  Xuất phát từ yêu cầu chất lƣợng chi tiết gia cơng: gia cơng thơ, gia cơng tinh  Xuất phát từ bề mặt chi tiết gia cơng: gia cơng mặt phẳng, gia cơng mặt trịn xoay, mặt đặc biệt 15
  16. Mẫu Chi tiết a) b) Dao Chi tiết Dao Dao Hình 2.4 Các phương pháp cắt gọt kim loại. c) Chi tiết . 16
  17. 2.2- Khái niệm cơ bản về dụng cụ cắt 2.2.1- Kết cấu tổng quát của dao tiện ngồi 2.2.2- Thơng số hình học dao khi thiết kế 2.3.2- Thơng số hình học dao khi làm việc 2.2.4- Thơng số hình học tiết diện phoi cắt 18
  18. 2.2.1- Kết cấu tổng quát của dao tiện ngồi . Dụng cụ cắt hay cịn gọi là dao cắt là một thành phần trực tiếp tác động vào phơi, nĩ gĩp phần quyết định năng suất, chất lƣợng của quá trình sản xuất . Cĩ rất nhiều loại dao cắt dùng trên các máy khác nhau nhƣng xét cho cùng, dù chúng cĩ phức tạp đến đâu, phần cắt của chúng đều cĩ cấu tạo về cơ bản giống nhƣ dao tiện ngồi. 19
  19. Cấu tạo dao tiện ngồi 21
  20. Các mặt trên phần cắt của dao • Mặt trƣớc (1) là mặt mà phoi sẽ tiếp xúc và theo đĩ thốt ra trong quá trình cắt. • Mặt sau chính (2) là mặt dao đối diện với mặt đang gia cơng. • Mặt sau phụ (3) là mặt dao đối diện với mặt đã gia cơng. • Các mặt này cĩ thể là mặt phẳng hoặc cong. Giao tuyến của chúng tạo thành các lƣỡi cắt của dao 22
  21. Các lƣỡi cắt của dao tiện • Lƣỡi cắt chính (5) là giao tuyến của mặt trƣớc và mặt sau chính, giữ nhiệm vụ trực tiếp cắt gọt ra phoi trong quá trình cắt • Lƣỡi cắt phụ (6) là giao tuyến của mặt trƣớc và mặt sau phụ. Trong quá trình cắt một phần lƣỡi cắt phụ cũng tham gia cắt (rất nhỏ, khoảng ½.S). Dao cĩ thể cĩ một mặt sau phụ hay nhiều mặt sau phụ và do đĩ cĩ một hay nhiều lƣỡi cắt phụ. • Phần nối tiếp giữa các lƣỡi cắt gọi là mũi dao (4) 23
  22. 2.2.2- Thơng số hình học dao khi thiết kế . Các mặt toạ độ qui ƣớc: . Mặt cắt (tool cutting edge plane - ký hiệu C): là mặt phẳng đi qua 1 điểm của lƣỡi cắt chính và tiếp xúc với mặt đang gia cơng. . Mặt đáy (base plane - ký hiệu Đ): là mặt phẳng đi qua 1 điểm của lƣỡi cắt chính và vuơng gĩc với vectơ tốc độ cắt. . Tiết diện chính N-N, tiết diện phụ N1-N1 và các tiết diện X-X, Y-Y 24
  23. Các mặt tọa độ (co-ordinate planes) • Mặt cắt (tool cutting edge plane) • Mặt đáy (base plane) • Tiết diện chính (cutting edge orthogonal plane) • Tiết diện phụ (minor edge orthogonal plane) • Tiết diện dọc (back section) • Tiết diện ngang (side section) 7/12/2015 25
  24. HinhHinh 2.11a2.8b : : Mặt Mặt phẳng phẳng cắt cắtvà mpvà mp đáy đáy của của dao daolưỡi lưỡi cắt thẳngcắt thẳng 26
  25. Hình 2.11b : Mặt phẳng cắt và mặt phẳng đáy của dao lưỡi cắt cong 27
  26. Vẽ mặt cắt mặt đáy ở sơ đồ tiện V S Hình 1 7/12/2015 29
  27. Vẽ mặt cắt mặt đáy ở sơ đồ bào Đ C 7/12/2015 30
  28. Vẽ mặt cắt mặt đáy ở sơ đồ xọc C Đ 7/12/2015 31
  29. Đ C 7/12/2015 32
  30. Các mặt toạ độ để nghiên cứu dụng cụ cắt ● Hệ tọa độ xác định đƣợc thành lập trên cơ sở của ba chuyển động cắt (s,t,v) tƣơng ứng với các phƣơng của hệ tọa độ Đề Các (x,y,z). ● Mặt cơ bản 1 (x-x) đƣợc tạo bởi véctơ tốc độ cắt và véctơ chạy dao . ● Mặt cơ bản 2 (y-y) đƣợc tạo bởi véc tơ tốc độ cắt và véctơ chiều sâu cắt . ● Mặt cơ bản 3 (cịn gọi là mặt đáy – ký hiệu Đ) đƣợc tạo bởi véctơ chạy dao và véctơ chiều sâu cắt . 33
  31. Các mặt toạ độ để nghiên cứu dụng cụ cắt 34
  32. Thơng số hình học dụng cụ cắt • Quá trình thiết kế, thơng số hình học của dao đuợc xét trong tiết diện chính N-N và tiết diện phụ N1-N1, vì phoi thƣờng đƣợc thốt ra theo các phƣơng của tiết diện đĩ, kéo theo các hiện tƣợng vật lý xảy ra trong quá trình cắt. • Trong tiết diện chính ta cĩ các gĩc chính, trong tiết diện phụ ta cĩ các gĩc phụ 35
  33. Tiết diện chính N-N Tiết diện phụ N1-N1 Nhìn theo K 36
  34. Thơng số hình học của dao ở mặt cắt N-N tại mũi dao 38
  35. Thơng số hình học của dao ở mặt cắt N-N tại điểm B bất kỳ trên lƣỡi cắt 39
  36. Thơng số hình học dụng cụ cắt • Gĩc trƣớc chính : là gĩc giữa mặt trƣớc và mặt đáy đo trong tiết diện chính.  Gĩc  cĩ ảnh hƣởng đến quá trình thốt phoi khi cắt. 40
  37. Thơng số hình học dụng cụ cắt Gĩc sau chính : Là gĩc giữa mặt sau chính và mặt cắt đo trong tiết diện chính. • Gĩc sau ảnh hƣởng tới quá trình cắt và độ nhám bề mặt • Gĩc và gĩc  là hai gĩc độc lập đƣợc chọn trƣớc tùy theo yêu cầu gia cơng (vật liệu, chất lƣợng bề mặt gia cơng ), cịn hai gĩc  và  là hai gĩc phụ thuộc vào gĩc và . 41
  38. Thơng số hình học dụng cụ cắt Gĩc sắc chính  :  là gĩc giữa mặt trƣớc và mặt sau chính đo trong tiết diện chính.  +  + = 90 (độ) Gĩc cắt chính  : là gĩc giữa mặt trƣớc và mặt cắt đo trong tiết diện chính. 42
  39. Thơng số hình học dụng cụ cắt Gĩc nghiêng của lƣỡi cắt: • Gĩc nghiêng chính : là 3 gĩc giữa hình chiếu của 1 2 lƣỡi cắt chính trên mặt đáy và phƣơng chạy 3’ φ1 dao. ω 2’ Mặt 1’ φ đáy • Gĩc nghiêng phụ 1: là gĩc giữa hình chiếu của lƣỡi cắt phụ trên mặt đáy và phƣơng chạy dao. 43
  40. Gĩc mũi dao và gĩc nâng của lƣỡi cắt • Gĩc mũi dao : là gĩc giữa hình chiếu của lƣỡi cắt chính và lƣỡi cắt phụ trên mặt đáy. 0 +  + 1 = 180 • Gĩc nâng  : Khi lƣỡi cắt chính thẳng thì  là gĩc đo giữa lƣỡi cắt chính và hình chiếu của nĩ trên mặt phẳng đáy. Khi lƣỡi cắt chính cong,  là gĩc đo giữa tiếp tuyến tại một điểm bất kỳ trên lƣỡi cắt chính và hình chiếu của nĩ trên mặt phẳng đáy. 44
  41. a b b) Hình 2.11- Gĩc nâng  a) Lưỡi cắt chính thẳng b) Lưỡi cắt chính cong 45
  42. Trị số của  • Gĩc  cĩ thể dƣơng, âm hay bằng 0 và cĩ ảnh hƣởng đến phƣơng thốt phoi •  dƣơng khi mũi dao là điểm thấp nhất của lƣỡi cắt •  âm khi mũi dao là điểm cao nhất •  = 0 khi lƣỡi cắt song song với mặt đáy 46
  43. 2.3.2- Thơng số hình học dao khi làm việc Các yếu tố ảnh hƣởng đến gĩc độ dao:  Khi gá dao, trục dao khơng vuơng gĩc với đƣờng tâm chi tiết  Khi gá mũi dao khơng ngay tâm của chi tiết  Do ảnh hƣởng của chuyển động chạy dao 50
  44. Khi gá dao, trục dao khơng vuơng gĩc với đƣờng tâm chi tiết • Trƣờng hợp gá dao đúng nhƣ khi thiết kế, trục dao vuơng gĩc với trục chi tiết gia cơng thì và 1 khơng đổi 51
  45. • Nếu trục dao đƣợc gá khơng vuơng gĩc với trục chi tiết gia cơng mà xoay đi một gĩc  so với trục chi tiết thì và 1 sẽ biến đổi nhƣ sau 52
  46. Khi gá mũi dao thấp hơn hay cao hơn đƣờng tâm của chi tiết a) b) μ1 O γ +h g -h O μ1 γg αg αg μ 1 μ Mặt phẳng cắt Mp cắt 1 Gá dao cao tâm: Gá dao thấp tâm: γg = γt +μ1 γg = γt – μ1 αg = αt – μ1 αg = α + μ1 53
  47. Do ảnh hƣởng của chuyển động chạy dao Khi tiện cĩ chuyển động chạy dao dọc hoặc ngang nên mặt cắt và mặt đáy thay đổi vị trí đƣa đến gĩc ,  cũng thay đổi Trong những trƣờng hợp cần sử dụng lƣợng chạy dao lớn nên chú ý đến sự thay đổi của các gĩc ,  . Ví dụ: cắt đứt, tiện ren bƣớc lớn 54
  48. Khi tiện cắt đứt, gĩc dao thay đổi 55
  49. Gĩc độ dao thay đổi khi cắt đứt Gĩc độ dao thay đổi khi tiện trụ trơn 56
  50. Do thay đổi hình dạng chi tiết (tiện chép hình cam) B A  C  C  Tại vị trí C gĩc sau bị âm, khơng cắt được 7/12/2015 57
  51. 2.3.4- Thơng số hình học tiết diện phoi cắt • Các yếu tố của chế độ cắt chủ yếu đặc trƣng cho quá trình cắt về mặt năng suất, chƣa giải thích đầy đủ bản chất vật lý của quá trình cắt. • Để cĩ thể hiểu đƣợc đầy đủ hơn về bản chất của quá trình cắt, cần cĩ khái niệm về thơng số hình học của lớp kim loại bị cắt (tiết diện phoi cắt) khi cắt gọt. 58
  52. H = Rz - Chiều rộng cắt b (mm) - Chiều dày cắt a (mm) - Diện tích lớp cắt F: F = a.b = S.t (mm2) Tiết diện và thơng số hình học lớp cắt. 59
  53. S S S b a b 30 45 b t a a t b sin a S sin 60
  54. Quan hệ giữa Rz và S, φ, φ1 S 2 R S z Rz cotg cotg 1 8r 61
  55. 2.2- Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt • 1- Những yêu cầu đối với vật liệu làm dụng cụ cắt • 2- Các loại vật liệu chế tạo dụng cụ cắt – Kể tên – Độ cứng – Độ bền nhiệt – Vận tốc cắt – Cơng cụng chủ yếu 62
  56. 1- Những yêu cầu đối với vật liệu làm dụng cụ cắt  Độ cứng  Độ bền cơ học  Độ chịu nhiệt  Độ chịu mài mịn  Tính cơng nghệ  Tính kinh tế 63
  57. 2- Các loại vật liệu chế tạo dụng cụ cắt • Thép cacbon dụng cụ. • Thép hợp kim dụng cụ. • Thép giĩ. • Hợp kim cứng. • Vật liệu sứ. • Kim cƣơng • Nitrit Bo lập phƣơng • Vật liệu mài và các vật liệu tổ hợp khác. 64
  58. Thép cacbon dụng cụ Thành phần hĩa học: Cacbon từ: 0,7  1,5%. Các thành phần hợp kim (Mn, Si, P, Cr, Ni ) khơng vƣợt qúa 0,1  0,3%  Ký hiệu thép cacbon dụng cụ: loại tốt: CD70, CD80, CD80Mn, CD100 loại chất lƣợng cao: CD70A, CD80A, CD80MnA 65
  59. Thép cacbon dụng cụ  Độ bền nhiệt thấp, chỉ thích hợp với nhiệt độ 2000C – 2500C nên chỉ làm việc ở tốc độ cắt thấp (4  5 m/ph).  Độ cứng ở trạng thái tơi: 60  62 HRC. Song vì độ thấm tơi thấp do đĩ lõi cĩ độ dẻo nhất định, thích hợp cho việc chế tạo một số dụng cụ cắt nhƣ đục, dũa 66
  60. Thép hợp kim dụng cụ (tcvn 1823-76)  Thép hợp kim dụng cụ là thép cacbon dụng cụ cĩ thêm vào một số nguyên tố hợp kim, hàm lƣợng vào khoảng 0,5  5% để:  tăng tính chịu nhiệt, chịu mài mịn : Crơm, Vonfram  tăng tính thấm tơi: Vanadi  Ký hiệu thép hợp kim thơng dụng: 70CrV, 80CrV, 110Cr, 40Cr5W2Vsi 67
  61. Thép hợp kim dụng cụ  Độ cứng ở trạng thái tơi: đến 62 HRC.  Độ bền nhiệt vào khoảng: 3500C  4000C. Tốc độ cắt tăng 20% so với thép cacbon dụng cụ.  Thƣờng dùng chế tạo các dụng cụ cắt bằng tay nhƣ lƣỡi cƣa, mũi đột dấu, bàn ren, tarơ, dao cạo nguội. 68
  62. Thép giĩ (chƣa cĩ tiêu chuẩn Việt Nam) Thép giĩ cũng là loại thép hợp kim dụng cụ nhƣng hàm lƣợng hợp kim Vonfram cao từ 5  20%, nên cĩ tính chịu mịn và tính chịu nhiệt tăng cao. Thép giĩ đƣợc sử dụng rộng rãi vì tốc độ cắt cĩ thể nâng cao gấp 2  4 lần, tuổi bền nâng cao từ 8  15 lần so với thép cacbon và thép hợp kim dụng cụ (25 - 35 m/ph) Ngƣời ta cịn thêm Vanadi và Coban để nâng cao độ chịu nhiệt và dùng gia cơng các loại thép hợp kim cĩ độ cứng cao 69
  63. Thép giĩ Độ cứng ở trạng thái tơi: 60  70 HRC. Thép giĩ cĩ thể cắt ở tốc độ: từ 25  35 m/phút. Độ bền nhiệt: 4000  6000 C.  Mác thép giĩ tiêu chuẩn Nga (roct 19265-73): P9, P18, P95 .P9K5, P9K10, P10K55 .  Mác thép giĩ theo tiêu chuẩn Mỹ (Hệ thống ký hiệu AISI): M1, M2, M3 (Thép giĩ Molipden): T1, T2, T4, (Thép giĩ Vonfram). 70
  64. Thép giĩ  Mác thép giĩ theo tiêu chuẩn Đức: S12-1-4-5, S10-4-3-10, (hay HS12-1-4-5 )  Mác thép giĩ theo tiêu chuẩn Nhật (JIS G4403- 83): SKH2, SKH3, 71
  65. Hợp kim cứng (hard metal) • Hỗn hợp những cacbit cĩ nhiệt độ nĩng chảy và độ cứng rất cao (WC, TiC, TaC) với chất kết dính coban, sắt, niken (Co, Fe, Ni) cĩ khả năng chống mài mịn cao, chịu đƣợc mơi trƣờng ăn mịn và nhiệt độ cao. • Chế tạo các dụng cụ cắt, khuơn cối, khoan địa chất và nhiều lĩnh vực đặc biệt khác 72
  66. Thành phần HKC, PP chế tạo Thành phần chủ yếu là: - Các-bít Vơnfram (WC) - Các-bít Titan (TiC) - Các-bít Tantan (TaC) ở dạng hạt mịn, trộn với Cơban (Co) sau đĩ đem ép và thiêu kết ở nhiệt độ, áp suất cao. Độ cứng của HKC 70HRC. HKC cĩ thể làm việc ở nhiệt độ 8000  10000 C với tốc độ cắt lớn hơn 400m/ph 73
  67. Ngƣời ta chia HKC ra làm 3 nhĩm: • Nhĩm 1 Cacbit • Nhĩm 2 Cacbit • Nhĩm 3 Cacbit 74
  68. Nhĩm 1 Cacbit • Tổ chức: WC + Co • Ký hiệu: BK (con số sau chữ K chỉ lƣợng Coban cịn lại là lƣợng WC). • Ví dụ: BK8 (cĩ 8%Co: 92%WC) • Nhĩm BK dẻo hơn cả nên chịu va đập tốt hơn, chịu nhiệt thấp nên thƣờng dùng gia cơng gang, các loại thép cứng (thép đã tơi, thép khơng rỉ, thép chịu nĩng) và kim loại màu. 75
  69. Nhĩm 2 Cacbit • Tổ chức: WC + TiC +Co • Ký hiệu: TK (con số sau chữ T chỉ lƣợng TiC, con số sau chữ K chỉ lƣợng Coban, cịn lại là lƣợng WC). • Ví dụ: T15K6 (cĩ 15% TiC, 6% Co, 79%WC). • Nhĩm TK cĩ độ cứng và tính chịu nhiệt tốt hơn, đồng thời ở nhiệt độ cao thì hệ số ma sát giảm. Thƣờng dùng gia cơng thép. 76
  70. Nhĩm 3 Cacbit Tổ chức: WC + TiC + TaC + Co Ký hiệu: TTK (con số sau chữ TT chỉ lƣợng TiC+TaC, con số sau chữ K chỉ lƣợng Coban, cịn lại là lƣợng WC). Ví dụ: TT7K12 (cĩ7% TiC+TaC, 12%Co, 81%WC). Nhĩm TTK dùng gia cơng vật liệu cĩ độ cứng và độ bền cao. 77
  71. Tiêu chuẩn ISO • Theo ISO, tất cả các loại HKC đƣợc phân làm 3 nhĩm: P, K và M • Nhĩm P đƣợc dùng gia cơng thép đúc, gang dẻo (cho ra phoi dây) • Nhĩm K đƣợc dùng gia cơng gang xám, kim loại màu (cho ra phoi vụn, xếp lớp) • Nhĩm M đƣợc dùng gia cơng vật liệu khĩ gia cơng, thép chịu nhiệt, thép khơng rỉ, gang cĩ độ cứng cao • Mỗi nhĩm trên đƣợc phân thành các nhĩm nhỏ 78
  72. Bảng so sánh mác HKC của Nga và ISO Theo ISO Theo Nga Ứng dụng K01 BK2; BK3M K10 BK6M Gia cơng gang, hợp kim màu K20 BK6 và vật liệu phi kim K30 BK4 K40 BK8 M10 TT10K8A Sử dụng cho mọi trường hợp M20 TT10K8B P01 T30K4 P10 T15K6 P20 T14K8 Gia cơng thép ủ và thép sau P25 TT20K9 nhiệt luyện P30 T5k10 P40 TT7K12; T15K12B P50 T17K15 79
  73. Hình dáng mảnh HKC, cách ghép vào cán 80
  74. Tráng phủ HKC (hard surfacing) • Tráng phủ bề mặt HKC bằng carbide titan, nitrade titan, oxide nhơm nhằm: – Tăng tính chống mài mịn – Tăng độ dai va đập, tính ổn định hĩa học – Giảm ma sát – Cải thiện hiệu suất cắt gọt, tăng tuổi bền 81
  75. Vật liệu sứ • Là loại vật liệu rẻ tiền, cĩ tính năng cắt gọt tốt, chịu nĩng, chịu mài mịn cao • Sứ cĩ độ cứng 92  93 HRC và cĩ độ chịu nhiệt từ 11000 12000. Tuổi bền dao sứ gấp 2  3 lần dao hợp kim cứng. Dao sứ cĩ thể cắt đến tốc độ 600m/phút • Khuyết điểm chủ yếu của sứ là giịn, giới hạn bền uốn thấp, khơng chịu đƣợc va đập, rung động và rất khĩ mài sắc 82
  76. Kim cƣơng • Kim cƣơng cĩ độ cứng cao hơn hợp kim cứng từ 5  6 lần, tính dẫn nhiệt cao hơn từ 1,5  2,5 lần. Độ chịu nhiệt thấp, từ 800  10000C. • Tốc độ cắt cĩ thể lên tới hàng ngàn m/phút. • Nhƣợc điểm của kim cƣơng cứng là giịn, dễ vỡ • Hiện nay kim cƣơng chủ yếu dùng chế tạo đá mài để mài sắc và mài bĩng dụng cụ cắt. 83
  77. Nitrit Bo lập phƣơng (el-bo hoặc borazon) • Tổng hợp từ Bo (44%) và Nitơ (56%). • Chịu nhiệt cao: 20000 C • Dùng làm hạt mài trong các dụng cụ mài 84
  78. Vật liệu hạt mài  Dùng chế tạo các loại đá mài, thanh mài, thỏi và làm giấy nhám  Vật liệu thiên nhiên: Kim cƣơng, oxýt nhơm (Al2O3), thạch anh (SiO2)  Vật liệu nhân tạo: Kim cƣơng nhân tạo, oxyt nhơm điện (thu từ lị điện luyện quặng Bơxít), cacbít silic (SiC), cacbít Bo (B4C), oxyt crom 85
  79. 2.4- Cơ sở vật lý của quá trình cắt kim loại 2.4.1- Quá trình tạo phoi 2.4.2- Các dạng phoi cắt 2.4.3- Quá trình hình thành bề mặt gia cơng và hiện tƣợng cứng nguội 2.4.4- Hiện tƣợng lẹo dao 2.4.5- Hiện tƣợng co rút phoi 2.4.6- Hiện tƣợng lực cắt 2.4.7- Hiện tƣợng nhiệt 2.4.8- Hiện tƣợng rung động 2.4.9- Hiện tƣợng mài mịn dao và vấn đề tuổi bền dao 86
  80. 2.4.1- Quá trình tạo phoi a) Sự biến dạng của kim loại: - Là quá trình làm thay đổi hình dạng của kim loại do tác dụng của tải trọng bên ngồi hay của các hiện tƣợng vật lý. - Cĩ các dạng: (tùy mức độ tải trọng tác dụng) - Biến dạng đàn hồi - Biến dạng dẻo - Phá hủy 87
  81. 2.4.1- Quá trình tạo phoi Điểm b: giới hạn bền của kim loại Điểm c: điểm đứt của kim loại Biểu đồ kéo kim loại 88
  82. 2.4.1- Quá trình tạo phoi Hình 2.30 Quá trình tạo phoi 89
  83. 2.4.1- Quá trình tạo phoi Phoi đƣợc tách ra khỏi chi tiết khi cắt khơng theo phƣơng vận tốc cắt v (tức là phƣơng lực tác dụng) và bị xếp lớp.  Phoi khi cắt ra bị uốn cong về phía mặt tự do, kích thƣớc của phoi bị thay đổi so với lớp cắt khi cịn trên phơi.  Phoi ngắn hơn nhƣng dày hơn so với lớp kim loại trên phơi . Việc thay đổi kích thƣớc phoi nhƣ vậy gọi là hiện tƣợng co rút phoi. 90
  84. Thí nghiệm nén và cắt kim loại Thực chất quá trình tách phoi ra khỏi chi tiết là quá trình biến dạng của các phần tử kim loại dưới sức ép của đầu dao. 91
  85. Thí nghiệm quan sát sự dịch chuyển của các phần tử khi cắt • Quá trình hình thành phoi cắt là quá trình biến dạng trƣợt của các phần tử kim loại theo các mặt trƣợt của chúng. 92
  86. 2.4.2- Các dạng phoi cắt a) b) Phoi xếp c) d) Phoi dây e) Phoi vụn 93
  87. 2.4.2- Các dạng phoi cắt • Phoi vụn: khi gia cơng vật liệu giịn nhƣ gang, đồng thau cứng • Phoi xếp: Khi gia cơng vật liệu dẻo nhƣ thép, đồng thau mềm ở tốc độ cắt thấp, chiều dày cắt lớn và gĩc cắt tƣơng đối lớn • Phoi dây: Khi gia cơng vật liệu dẻo ở tốc độ cao, chiều dày cắt bé • Quan sát phoi cĩ thể biết đƣợc vật liệu gia cơng, chế độ cắt 94
  88. 2.4.3- Quá trình hình thành bề mặt gia cơng và hiện tƣợng cứng nguội 95
  89. 2.4.3- Quá trình hình thành bề mặt gia cơng và hiện tƣợng cứng nguội 96
  90. 2.4.3- Quá trình hình thành bề mặt gia cơng và hiện tƣợng cứng nguội  Phƣơng trƣợt của hạt kim loại tạo với áp lực pháp tuyến lên phần tử kim loại đĩ một gĩc .  Phần tử kim loại tại O1 cĩ phƣơng trƣợt hƣớng về phía phoi, do đĩ cĩ khả năng trƣợt để thành phoi  Phần tử kim loại tại O2 cĩ phƣơng trƣợt song song với phƣơng vận tốc cắt.  Phần tử kim loại tại O3 cĩ phƣơng trƣợt hƣớng về phía phơi, do đĩ khả năng trƣợt bị chặn lại, khơng thể thành phoi cắt 97
  91. 2.4.3- Quá trình hình thành bề mặt gia cơng và hiện tƣợng cứng nguội Kết luận: • Khi cắt một lớp kim loại cĩ chiều dày a với dao cĩ bán kính cong ρ, các phần tử kim loại nằm trên mặt O2C sẽ bị trƣợt và tạo thành phoi cắt, những phần tử nằm dƣới cĩ chiều dày H sẽ bị đầu dao nén ép để tạo thành bề mặt gia cơng. • Sự biến dạng của lớp kim loại H xảy ra cả biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi. Do biến dạng đàn hồi nên sau khi ra khỏi mặt sau dao, một phần của lớp kim loại đƣợc phục hồi một lƣợng h < H. 98
  92. Hiện tƣợng cứng nguội • Sau khi gia cơng, một lớp mỏng trên bề mặt chi tiết thay đổi tính chất ban đầu của nĩ, trở nên bền và cứng hơn hiện tượng cứng nguội. • Trên bề mặt gia cơng cịn tồn tại ứng suất dƣ và các vết nứt tế vi do biến dạng, ma sát và nhiệt. 99
  93. Hiện tƣợng cứng nguội Nhân tố ảnh hưởng đến cứng nguội cĩ cùng quy luật với nhân tố ảnh hƣởng đến co rút phoi. Vật liệu gia cơng cĩ độ dẻo càng cao thì hiện tƣợng cứng nguội xảy ra với mức độ càng cao. Gĩc trƣớc của dao càng nhỏ thì mức độ cứng nguội càng tăng Cắt gọt cĩ dung dịch trơn nguội thì mức độ cứng nguội giảm. 100
  94. Hiện tƣợng cứng nguội Tác dụng của lớp cứng nguội: • Tác dụng tốt: Bảo vệ bề mặt, tăng bền mỏi • Tác dụng xấu: – Giảm bền mỏi nếu trên bề mặt cĩ kèm vết nứt – Gây khĩ khăn khi gia cơng tinh – Khi gia cơng thơ, cứng nguội dễ gây cong vênh cho những chi tiết yếu cứng vững 101
  95. Năm vùng biến dạng khi cắt Vùng I: Bắt đầu phát sinh biến dạng (biến dạng đàn hồi) Vùng II: Vùng biến A C Phoi dạng mãnh liệt nhất II I V (biến dạng dẻo) Chi tiết III o Vùng III: Vùng ma sát IV (mặt trước) Dao Vùng IV: Vùng biến dạng và ma sát (mặt sau) Vùng V: Các phần tử kim loại hồn tồn biến dạng và trở thành phoi cắt. 102
  96. 2.4.4- Hiện tƣợng lẹo dao (phoi bám) • Khi cắt kim loại, trên mặt trƣớc của dao kề ngay lƣỡi cắt, thƣờng xuất hiện lớp kim loại cĩ cấu trúc khác hẳn với vật liệu gia cơng và vật liệu làm dao. Lớp kim loại này bám chắc vào lƣỡi cắt của dao và đƣợc gọi là lẹo dao hay phoi bám. 103
  97. 2.4.4- Hiện tƣợng lẹo dao (phoi bám) • Đặc điểm: • Độ cứng tăng 2,5 - 3,5 lần độ cứng của vật liệu gia cơng cĩ thể thay thế mũi dao để cắt. • Xuất hiện theo chu kỳ (cĩ rồi mất) • Khối lẹo dao làm gĩc trƣớc tăng . ld  104
  98. 2.4.4- Hiện tƣợng lẹo dao (phoi bám) • Điều kiện hình thành: • 퐹 푠 ≥ 푄 + 푊 • W: lực liên kết trong nội bộ các W Q phần tử kim loại Fms • Fms: Lực ma sát giữa phoi và mặt trƣớc dao • Q: lực đẩy để thốt phoi trên mặt trƣớc . 105
  99. Quan hệ giữa vận tốc và lớp lẹo dao mm 106
  100. Nhân tố ảnh hƣởng đến lẹo dao • Vận tốc cắt: H (mm) V (m/ph) I II III IV 107
  101. Nhân tố ảnh hƣởng đến lẹo dao • Chiều dày cắt a: Chiều dày cắt a càng lớn, tốc độ hình thành lẹo dao càng thấp, chiều cao lẹo dao càng cao. • Vật liệu gia cơng: Vật liệu gia cơng dẻo dễ lẹo dao hơn vật liệu dịn • Gĩc trƣớc γ: Gĩc trƣớc càng lớn thì tốc độ hình thành lẹo dao càng cao, chiều cao lẹo dao càng thấp. 108
  102. Tác dụng của lẹo dao • Tác dụng tốt: • Độ cứng của các khối lẹo dao cao hơn nhiều so với bản thân vật liệu chi tiết (gấp 2,5  3,5 lần) nên cĩ thể thay thế lƣỡi cắt. • Khi gia cơng thơ, lẹo dao cĩ lợi vì nĩ tăng gĩc trƣớc của dao khiến cho quá trình tạo phoi dễ dàng và bảo vệ lƣỡi cắt khỏi bị mịn. • Tác dụng xấu: Khi gia cơng tinh, lẹo dao cĩ hại vì nĩ làm giảm độ chính xác và độ trơn nhẵn của bề mặt gia cơng. 110
  103. Khắc phục hiện tƣợng lẹo dao • Gia cơng với tốc độ cắt hợp lý, nên tránh vùng tốc độ cắt thƣờng gây ra lẹo dao V=7  80 m/phút. • Mài bĩng mặt trƣớc của dao. • Dùng dung dịch tƣới nguội. 111
  104. 2.4.5- Hiện tƣợng co rút phoi Co rút phoi nĩi lên mức độ biến dạng của kim loại khi cắt: Hệ số co rút phoi K K = Ltt/Lph = aph/a Ltt, Lph - chiều dài lớp cắt và chiều dài phoi aph , a – chiều dày phoi và chiều dày lớp cắt K = 1,1 đến 10 112
  105. Nhân tố ảnh hƣởng đến hệ số co rút phoi • Ảnh hƣởng của vật liệu gia cơng và vật liệu làm dao • Ảnh hƣởng của chế độ cắt • Ảnh hƣởng của thơng số hình học của dao 113
  106. Ảnh hƣởng của vật liệu gia cơng và vật liệu dao • Vật liệu gia cơng càng dẻo thì biến dạng càng lớn  K tăng • Vật liệu làm dao cĩ hệ số ma sát với vật liệu gia cơng lớn thì biến dạng nhiều  K tăng 114
  107. Ảnh hƣởng của chế độ cắt • S tăng chiều dày cắt a tăng biến dạng giảm K giảm (phoi dày khĩ biến dạng). • t ảnh hƣởng khơng đáng kể đến K • Tốc độ cắt V ảnh hƣởng tới K theo đồ thị sau: 115
  108. Giải thích đồ thị K - V • Từ V1 đến V2 ma sát tăng nên biến dạng tăng, nhƣng do xuất hiện lẹo dao gĩc trƣớc tăng phoi dễ thốt biến dạng giảm  K giảm • Từ V2 đến V3 ma sát tiếp tục tăng biến dạng tăng K tăng, nhƣng lẹo dao giảm K tăng. • Khi V vƣợt quá V3: lẹo dao khơng xuất hiện, ma sát giảm nên biến dạng giảm  K giảm. 116
  109. Ảnh hƣởng của thơng số hình học dao •  càng lớn thốt phoi dễ biến dạng giảm K giảm • tăng: – Dao cĩ lƣỡi cắt thẳng: chiều dày a tăng, phoi khĩ biến dạng nên K giảm. – Dao cĩ lƣỡi cắt cong: • 0: K tăng • Bán kính mũi dao tăng, chiều dài phần cong lƣỡi cắt tham gia cắt tăng nên K tăng • Cĩ dung dịch trơn nguội, ma sát giảm, K giảm 117
  110. 2.4.6 - Hiện tƣợng lực cắt Muốn cắt kim loại cần phải tác dụng vào phơi một lực để thắng đƣợc lực liên kết trong nội bộ kim loại lực cắt. Biết lực cắt để tính cơng suất truyền động và độ cứng vững của máy, tính độ bền của dao cắt, tính lực kẹp chi tiết khi gá đặt v.v Lực cắt lớn hay nhỏ ảnh hƣởng đến tuổi bền của dao và chất lƣợng bề mặt gia cơng. 118
  111. Các lực tác dụng lên dao Fms1 Q1 Phoi N1 N2 Q2 Q2 Q1 Fms2 P 119
  112. Phân tích lực tác dụng lên dao tiện 120
  113. Các thành phần lực cắt  Pz: lực tiếp tuyến, trùng với phƣơng vận tốc V, cĩ giá trị lớn nhất. Py: lực hƣớng kính, cĩ phƣơng trùng với phƣơng chiều sâu cắt t. Lực này gây chuyển vị trong mặt phẳng ngang.  Px: lực chạy dao, cĩ phƣơng trùng với phƣơng chạy dao s. Lực này tác dụng lên cơ cấu chạy dao 121
  114. Các yếu tố ảnh hƣởng đến lực cắt  Ảnh hƣởng của chiều sâu cắt t  Ảnh hƣởng lƣợng chạy dao s  Ảnh hƣởng tốc độ cắt v  Ảnh hƣởng của vật liệu gia cơng  Ảnh hƣởng của thơng số hình học dao  Ảnh hƣởng của dung dịch trơn nguội 122
  115. Phƣơng pháp xác định lực cắt • Dùng phƣơng pháp thực nghiệm để thiết lập cơng thức tính lực cắt sau: xp y p np P C .t z .S z .V z .K z pz pz x y n P C .t py .S py .V py .K y py py x y n P C .t px .S px .V px .K x px px 123
  116. Cơng suất cắt  Cơng suất cĩ ích khi cắt: P .v N z (KW) c 60.102  Cơng suất cĩ ích khi chạy dao: P .n.s N x (KW) cd 60.103.102  Cơng suất tồn phần: N = Nc + Ncd 124
  117. 2.4.7- Hiện tƣợng nhiệt Nhiệt độ sinh ra trong quá trình cắt và sự phân bố nhiệt độ làm: Thay đổi tính chất cơ lý của vật liệu gia cơng Ảnh hƣởng đến tuổi thọ của dao Làm giảm năng suất và độ chính xác gia cơng. 125
  118. Nguồn nhiệt. Trong quá trình cắt cơng tiêu hao đƣợc chuyển hĩa thành nhiệt:  Cơng ma sát trong giữa các phần tử vật liệu gia cơng trong quá trình biến dạng Q1  Cơng ma sát ngồi giữa phoi và mặt trƣớc dao Q2  Cơng ma sát giữa bề mặt chi tiết gia cơng và mặt sau dao Q3  Cơng cắt đứt phoi Q4 126
  119. Sự truyền nhiệt • Nhiệt sinh ra trong quá trình cắt đƣợc truyền qua dao, chi tiết, phoi và khơng khí • Ví dụ: qua thí nghiệm, lƣợng nhiệt phân bố khi gia cơng thép 40Cr phân bố nhƣ sau: V Phoi Chi tiết Dao Khơng (m/phút) khí 25  50 45% 50% 2,5% 1  2,5% 100350 75% 22% 1,5% 1  1,5% 127
  120. Ảnh hƣởng của nhiệt cắt đến quá trình cắt gọt kim loại  Ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt  Ảnh hƣởng đến khả năng cắt của dao  Ảnh hƣởng đến độ chính xác gia cơng 128
  121. 2.4.8 - Hiện tƣợng rung động Trong quá trình cắt kim loại, hệ thống cơng nghệ thƣờng xảy ra rung động do thiếu cứng vững.  Rung động làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng chi tiết gia cơng, đến năng suất cũng nhƣ sức khỏe ngƣời thợ.  Cĩ thể phân chia ra hai loại rung động: rung động cƣỡng bức và tự rung. 129
  122. Rung động cƣỡng bức Nguyên nhân:  Sự khơng cân bằng của các bộ phận máy - dao - chi tiết - đồ gá.  Hệ thống truyền động của máy cĩ sự va đập tuần hồn.  Vật cắt khơng trịn, lƣợng dƣ gia cơng khơng đều.  Dao chuyển động khơng cân bằng.  Mĩng máy khơng vững.  Ảnh hƣởng của rung động bên ngồi. 130
  123. Tự rung động Nguyên nhân:  Sự thay đổi của lực ma sát ở mặt trƣớc và sau của dao trong quá trình cắt.  Thay đổi tính dẻo của vật liệu gia cơng trong quá trình cắt khiến cho lực cắt thay đổi.  Phát sinh và mất đi của lẹo dao.  Biến dạng đàn hồi của dao – chi tiết 131
  124. Các nhân tố ảnh hƣởng đến rung động Tăng tốc độ cắt thì biên độ dao động tăng khi đạt cực đại thì ngƣợc lại. Chiều sâu cắt tăng, biên độ dao động tăng. gĩc , gĩc 1 tăng, rung động giảm. Khi gia cơng gang, cắt ra phoi vụn, lực cắt biến đổi nhiều nên rung động tăng. Khi cắt vật liệu dẻo, điều kiện hình thành lẹo dao lớn thì rung động càng tăng. 132
  125. 2.4.9 - Hiện tƣợng mài mịn dao và tuổi bền dao Nguyên nhân gây ra mài mịn dao: • Mài mịn cào xƣớc (ma sát) • Mài mịn vì nhiệt • Mài mịn oxy hĩa • Mài mịn vì dính (do khối lẹo dao) • Mài mịn vì khuếch tán 133
  126. Các hình thức mài mịn dao 134
  127. Các giai đoạn của quá trình mịn dao C B A O T Thời gian 135
  128. Các giai đoạn của quá trình mài mịn • Giai đọan I : Mài mịn khốc liệt do trên mặt dao cịn vết nhấp nhơ. • Giai đọan II : Mài mịn ổn định đây là thời gian làm việc chủ yếu của dao. • Giai đọan III : Mài mịn phá hủy, ở giai đoạn này nhiệt độ tăng cao, độ cứng giảm nên sự mài mịn xảy ra rất nhanh. 136
  129. Tuổi bền dao và tuổi thọ của dao • Khoảng thời gian từ lúc dao bắt đầu cắt liên tục cho đến khi khơng cắt đƣợc nữa phải mài lại dao gọi là tuổi bền của dao, ký hiệu là T (phút). • Một con dao cĩ thể mài lại nhiều lần. Tổng thời gian sử dụng của dao gọi là tuổi thọ của dao T0 • Tùy thuộc vào vật liệu dao, vật liệu gia cơng và điều kiện cắt, giá trị mài mịn mặt sau cho phép [ ] đƣợc xác định từ thực nghiệm. 137
  130. Cv V .Kv T m.t xv .s yv • T: tuổi bền dao • t: chiều sâu cắt • S: lƣợng chạy dao • Cv, m, xv, yv : hệ số và số mũ phụ thuộc vào điều kiện gia cơng • Kv : hệ số điều chỉnh • Kv = Kvlgc. Kvld. Kph . Kr . K . K . K Các hệ số và số mũ tra trong các sổ tay cơng nghệ chế tạo máy 138
  131. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tuổi bền dao • Ảnh hƣởng của tốc độ cắt V đến tuổi bền dao • Ảnh hƣởng của lƣợng chạy dao S và chiều sâu cắt t đến tuổi bền dao • Ảnh hƣởng của gĩc dao ( ,  ) đến tuổi bền dao • Ảnh hƣởng của dung dịch trơn nguội đến tuổi bền dao 139
  132. Quan hệ giữa tuổi bền và vận tốc cắt C V v T m T: tuổi bền dao (phút) V: vận tốc cắt (m/phút) Cv: hệ số phụ thuộc điều kiện gia cơng m: giá trị đặc trưng cho mức độ ảnh hưởng của tuổi bền dao đến tốc độ cắt 140
  133. Quan hệ giữa tuổi bền T và S, t • Tăng S và t: tuổi bền sẽ giảm do lực cắt và nhiệt cắt tăng • Muốn giữ T khơng đổi cần giảm V • Đứng trên quan điểm tuổi bền dao: tăng t cĩ lợi hơn tăng S. 141
  134. Quan hệ giữa tuổi bền và ,  V(m/phút) V(m/phút)   Khi tăng ,  thì ma sát giảm do đĩ cĩ thể tăng vận tốc V mà tuổi bền khơng đổi  Nếu tăng ,  quá nhiều gĩc sắc giảm, truyền nhiệt kém nên dao mau mịn  tuổi bền T giảm 142
  135. • Bán kính mũi dao lớn, chiều dài lƣỡi cắt tham gia cắt lớn nên truyền nhiệt nhanh T tăng • Thân dao lớn truyền nhiệt nhanh nên T tăng • Tƣới dung dịch trơn nguội T tăng 143
  136. 2.5- Lựa chọn thơng số hình học hợp lý của dao • Lựa chọn dạng mặt trƣớc của dao • Chọn gĩc trƣớc  • Chọn gĩc sau • Chọn gĩc nghiêng chính và phụ 1 • Chọn gĩc nâng  • Chọn bán kính mũi dao r 144
  137. Lựa chọn mặt trƣớc của dao thép giĩ Gia cơng VL dịn, gc thép với G/c thép độ cứng trung bình, f s 0,2mm/v) 145
  138. Lựa chọn mặt trƣớc của dao HKC 146
  139. Chọn gĩc độ dao hợp lý Gĩc trƣớc  tăng thì biến dạng và ma sát giảm, nhƣng nếu  tăng quá thì β giảm dao yếu, tuổi bền dao giảm. Gĩc trƣớc dao chọn dựa vào một số yếu tố sau: Vật liệu gia cơng: dẻo nên chọn  lớn, vật liệu gc dịn chọn  nhỏ Vật liệu làm dao: dẻo chọn  lớn, dịn chọn  nhỏ Điều kiện gia cơng: gia cơng thơ chọn  lớn, gia cơng tinh chọn  nhỏ để tăng . 147
  140. Chọn gĩc độ dao hợp lý • Chọn gĩc sau : gia cơng tinh chọn α lớn để giảm ma sát mặt sau • Chọn gĩc nghiêng chính φ và gĩc nghiêng phụ φ1: – φ càng lớn thì rung động ít, tăng độ cứng vững. – φ1 nhỏ thì độ bĩng tăng. • Chọn gĩc nâng của lƣỡi cắt chính ë cĩ ảnh hƣởng đến phƣơng thốt phoi, sức bền lƣỡi cắt và điều kiện cắt vào kim loại của từng điểm trên lƣỡi cắt. • Bán kính mũi dao lớn, độ bĩng tăng, truyền nhiệt tốt, tuổi bền tăng. 148
  141. 2.6- Xác định chế độ cắt hợp lý khi gia cơng thơ Xác định chế độ cắt bao gồm:  Chọn các đặc tính của dao phù hợp với điều kiện gia cơng  Xác định các yếu tố chế độ cắt : t, s, v.  Tính cơng suất máy, kiểm nghiệm độ bền, độ cứng vững của một số cơ cấu máy và dao.  Tính thời gian gia cơng. 149
  142. Chọn đặc tính dao cắt Căn cứ vào vật liệu gia cơng, trạng thái phơi, hệ thống cơng nghệ , để chọn: Vật liệu phần cắt Vật liệu thân dao Tuổi bền dao Các gĩc độ dao 150
  143. Nếu gọi Q là năng suất thì ta cĩ: 1 LZcb. Q Trong đĩ: t0 t0 n s t 1000.v 1000.s . v . t Với: n  Q D LZDcb 1000 Đặt: C  Q C s v t LZDcb Nhƣ vậy năng suất tỷ lệ với các yếu tố chế độ cắt ở các mức khác nhau
  144. Chọn chiều sâu cắt t • Chọn t càng lớn càng tốt, tốt nhất là t = Z (lƣợng dƣ gia cơng) nhƣ vậy chỉ cần ăn dao một lần. • Khi gia cơng thơ chọn t = Z • Khi gia cơng bán tinh (h > 2mm) nên cắt hai lần:  Lần thứ nhất: t = 2/3 đến 3/4 lƣợng dƣ  Lần thứ 2: t = ¼ đến 1/3 lƣợng dƣ • Khi gia cơng tinh cần đạt độ bĩng cao, cĩ thể cắt 3, 4 lần. Chiều sâu cắt lần cuối tra trong sổ tay cơng nghệ chế tạo máy. 152
  145. Chọn lƣợng chạy dao S • Lƣợng chạy dao khi gia cơng thơ nên chọn lớn để đạt năng suất nhƣng phải bảo đảm 3 điều kiện: 1- Sức bền thân dao 2- Sức bền cơ cấu chạy dao 3- Độ cứng vững của chi tiết gia cơng 153
  146. Trình tự chọn S và V • Chọn Smáy (thƣờng tra theo sổ tay CNCTM) • Tính vận tốc cắt V theo cơng thức thực nghiệm sau: C V v .K (m / phút) m xv yv v T .t .Smáy • Kiểm tra 3 điều kiện trên 154
  147. Đảm bảo sức bền thân dao Khi cắt dƣới tác dụng của Pz , dao bị uốn vì thế để dao làm việc tốt: Mu = Pz . L  [Mu] = W.[u] 2 [u]- Ứng suất uốn cho phép của vl thân dao (N/mm ) W- Modun chống uốn (mm3) B.H 2 Thân dao chữ nhật: W (mm3 ) 6 .D3 Thân dao trịn: W (mm3) 32 B.H 2 C .t xpz.s ypz .vnpz.K .l   pz máy pz 6 u 155
  148. Đảm bảo sức bền cơ cấu chạy dao Px + f(Pz + Py) [Px] Trong đĩ: f - hệ số ma sát giữa bàn dao và sống trƣợt [Px]- lực chiều trục cho phép (tra trong thuyết minh máy) 156
  149. Đảm bảo độ cứng vững chi tiết Lực Py làm chi tiết bị võng trên mặt phẳng nằm ngang, nên: P .l 3 f y [ f ] K.E.J C .t X py .s y py .vnpy .K .l 3 py py  f  K.E.J Mơ men quán tính của chi tiết gia cơng: D4 J 0,05D4 (mm4 ) 64 157
  150.  Đảm bảo độ cứng vững của chi tiết gia cơng. Thƣờng cĩ 3 trƣờng hợp kẹp: l a) K = 3 Py l b) K = 100 Py l c) K = 48 Py 158
  151. • Khi gia cơng tinh lƣợng chạy dao chọn theo độ nhám bề mặt cần đạt: Rz = S2/8r – Rz: chiều cao nhấp nhơ bề mặt – S: lƣợng chạy dao – r: bán kính mũi dao 159
  152. Tính số vịng quay và vận tốc thực 1000.v n (vịng / phút) .D n1máy < n < n2máy Nếu n sát n1máy thì lấy n1máy và giữ nguyên smáy Nếu n sát với n2máy thì lấy n2máy nhƣng phải giảm smáy một cấp. 160
  153. Kiểm nghiệm động lực máy Nc Nđc. P .V z N . 60.102 đc 161
  154. Định mức thời gian gia cơng T = t0 + tp + tpv+ ttn + tcbkt /n t0 – thời gian gia cơng cơ bản (tính theo cơng thức) tp – thời gian phụ tpv - thời gian phục vụ ttn - thời gian nghỉ ngơi tự nhiên tcbkt – thời gian chuẩn bị và kết thúc cho một loạt gia cơng n- số lượng chi tiết trong loạt gia cơng 162