Bài giảng Kỹ thuật chế tạo máy - Chương 3: Cơ sở vật lý quá trình cắt, thông số hình học dụng cụ cắt, thông số quá trình gia công - Trương Quốc Thanh

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật chế tạo máy - Chương 3: Cơ sở vật lý quá trình cắt, thông số hình học dụng cụ cắt, thông số quá trình gia công - Trương Quốc Thanh

1. CH ƯƠ NG 3: CÔ SÔÛ VAÄT LYÙ QUAÙ TRÌNH CAÉT, THOÂNG SOÁ HÌNH HOÏC DUÏNG CUÏ CAÉT, THOÂNG SOÁ QUAÙ TRÌNH GIA COÂNG 1. Lyù thuyeát bieán daïng lôùp phoi caét vaø cô cheá quaù trình taïo phoi 2. Thoâng soá hình hoïc vaø vaät lieäu dung cuï caét 3. Caùc thoâng soá quaù trình caét GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 1
2. 1. Lyù thuyeát bieán daïng lôùp phoâi caét vaø cô cheá quaù trình taïo phoi 1.1 Lyù thuyeát bieán daïng kim loaïi Bieåu ñoà keùo kim loaïi Vuøng OA (P < Ptl): laø vuøng bieán daïng ñaøn hoài. Khi ngoaïi löïc thoâi taùc duïng, kích thöôùc chi tieát trôû laïi hình daùng ban ñaàu (theo ñònh luaät Hooke). Vuøng AB (Ptl ≤ P ≤ Pch): laø vuøng bieán daïng deûo. Khi ngoaïi löïc thoâi taùc duïng, kích thöôùc chi tieát khoâng trôû laïi nhö ban ñaàu maø seõ giöõ luoân kích thöôùc ñoù. Töùc chi tieát bò daøi ra theâm moät ñoaïn OB’. ∆l Vuøng BC (P ≥ Pb): laø phaù huûy. Maãu hình thaønh coå thaét vaø chi tieát bò ñöùt. GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 2
3. 1. Lyù thuyeát bieán daïng lôùp phoâi caét vaø cô cheá quaù trình taïo phoi 1.2 Quaù trình taïo phoâi γ (a) 2m/min, (b) 7 m/min, (c) 20 m/min, (d) 40 m/min K f = K bd + K ms Möùc ñoä bieán daïng cuûa phoi trong mieàn taïo phoi Möùc ñoä bieán daïng cuûa phoi do ma saùt vôùi maët tröôùc cuûa dao
   Giai ñoaïn bieán daïng: giai ñoaïn naøy xaûy ra trong khu vöïc nhaát ñònh goïi laø mieàn taïo phoi AOE. Trong mieàn naøy seõ taäp trung caùc maët tröôït, trong ñoù, OA laø maët tröôït ñaàu tieân vaø OE laø maët tröôït keát thuùc. Trong quaù trình gia coâng, mieàn taïo phoi AOE di chuyeån cuøng vôùi dao.
   Giai ñoaïn bieán daïng phuï do ma saùt vôùi maët tröôùc cuûa dao, maø trong ñoù, lôùp kim loaïi naèm saùt vôùi maët tröôùc cuûa dao (vuøng 1) chòu aûnh höôûng nhieàu nhaát.
   Löïc caét P taïo ra öùng suaát treân vuøng gia coâng caàn lôùn hôn söùc beàn cuûa vaät lieäu gia coâng.
   Quaù trình caét vaät lieäu dieãn ra: tröôùc khi bieán daïng thaønh phoi, vaät lieäu gia coâng bò neùn  bieán daïng ñaøn hoài  bieán daïng deûo vaø moät lôùp phoi coù chieàu daøy a bò caét chuyeån thaønh phoi coù chieàu daøy a1 vaø tröôït theo maët tröôùc cuûa dao. GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 3
4. 1. Lyù thuyeát bieán daïng lôùp phoâi caét vaø cô cheá quaù trình taïo phoi
   Chieàu roäng mieàn taïo phoi phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa vaät lieäu gia coâng vaø cheá ñoä caét .
   ÔÛ toác ñoä caét thaáp, mieàn taïo phoâi laø mieàn AOE. Toác ñoä caét caøng cao thì beà roäng mieàn taïo phoi bò co heïp laïi vaø quay ñi moät goùc theo chieàu kim ñoàng hoà, ñoàng thôøi, beà daøy caét cuõng giaûm. Coâng thöùc tính tæ soá caét: a OC.sinφ sinφ r = = = a1 OC.cos(φ − γ ) cos(φ − γ ) GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 4
5. 1. Lyù thuyeát bieán daïng lôùp phoâi caét vaø cô cheá quaù trình taïo phoi 1.3 Caùc daïng phoi Chia laøm 3 daïng phoi Phoi daây Phoi xeáp Phoi vuïn GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 5
6. 1. Lyù thuyeát bieán daïng lôùp phoâi caét vaø cô cheá quaù trình taïo phoi Theo nghieân cöùu thöïc nghieäm quaù trình taïo phoi: – Chieàu daøi lôùp phoi caét Lf ngaén hôn quaõng ñöôøng ñi ñöôïc L (L f a). – Beà roäng lôùp phoi caét bf thay ñoåi khoâng ñaùng keå so vôùi beà roäng lôùp o caét b (b f ≈ b) khi goùc λ <30 . Döïa treân ñònh luaät baûo toaøn theå tích Vf = V, ngöôøi ta ñöa ra heä soá co ruùt phoi K (thöôøng K = 1 – 8): L a K = = f Lf a Ñeå ño heä soá co ruùt phoi, ta coù 2 phöông phaùp: – Ño tröïc tieáp / Ño theo phöông phaùp troïng löôïng GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 6
7. 1. Lyù thuyeát bieán daïng lôùp phoâi caét vaø cô cheá quaù trình taïo phoi YÙ nghóa cuûa heä soá co ruùt phoi: – Thay ñoåi heä soá co ruùt phoi seõ laøm thay ñoåi löïc caét, chaát löôïng beà maët gia coâng, – Ñaët tröng cho möùc ñoä BDD (trong chöøng möïc naøo ñoù). Tuy nhieân khoâng duøng laøm tieâu chuaån ñeå ñònh löôïng chính xaùc, vì khi K = 1 vaãn coù BDD. – Heä soá co ruùt phoi khoâng baèng ñoä tröôït töông ñoái, khi taêng heä soá co ruùt phoi thì ñoä tröôït töông ñoái taêng. GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 7
8. 2. Keát caáu, thoâng soá hình hoïc vaø vaät lieäu duïng cuï caétø 2.1 Keát caáu duïng cuï caét: goàm 2 phaàn – Phaàn laøm vieäc – Phaàn thaân dao GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 8
9. 2. Keát caáu, thoâng soá hình hoïc vaø vaät lieäu duïng cuï caétø GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 9
10. 2. Keát caáu, thoâng soá hình hoïc vaø vaät lieäu duïng cuï caétø 2.2 Thoâng soá hình hoïc dao GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 10
11. 2. Keát caáu, thoâng soá hình hoïc vaø vaät lieäu duïng cuï caétø Caùc maët phaúng toaï ñoä treân dao 1. Maët tröôùc 2. Maët sau chính 3. Maët sau phuï 4. Löôõi caét chính 5. Löôõi caét phuï 6. Maët caét 7. Maët ñaùy 8. Tieát dieän chính 9. Tieát dieän phuï GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 11
12. 2. Keát caáu, thoâng soá hình hoïc vaø vaät lieäu duïng cuï caétø Caùc goùc cuûa dao ôû traïng thaùi tónh ααα 111 γγγ111 βββ 1. Goùc tröôùc γ ααα γγγ 2. Goùc sau chính α δδδ 3. Goùc saéc β ϕϕϕ111 4. Goùc caét δ ϕϕϕ εεε 5. Goùc naâng λ 6. Goùc nghieâng chính ϕ 7. Goùc nghieâng phuï ϕ 1 λλλ 8. Goùc muõi dao ε GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 12
13. 2. Keát caáu, thoâng soá hình hoïc vaø vaät lieäu duïng cuï caétø 2.3 Vaät lieäu duïng cuï caét (tham khaûo SGK) Theùp cacbon duïng cuï Theùp hôïp kim duïng cuï Theùp gioù Hôïp kim cöùng Vaät lieäu söù Vaät lieäu maøi vaø caùc vaät lieäu toång hôïp khaùc GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 13
14. 3. Caùc thoâng soá quaù trình caét 3.1 Löïc caét
    
    
    
    
    R = N + F + N + F 1
    1 2
    2 = Q1 + Q2 Löïc taïo ra ma saùt, rung ñoäng, aûnh höôûng ñeán ñoä cöùng vöõng cuûa heä Löïc thöïc hieän quaù trình thoáng coâng ngheä, chaát löôïng beà maët caét  löïc coù lôïi sau gia coâng  löïc coù haïi GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 14
15. 3. Caùc thoâng soá quaù trình caét Ñeå thuaän tieän trong vieäc nghieân cöùu, ta phaân löïc R thaønh Px, Py, 3.1 Löïc caét Pz. 2 2 2 RPPP=zyx ++=()1,1 ÷ 1,18 P z Px  tính toaùn ñoä beàn Py  laøm cong chi cuûa chi tieát trong tieát, aûnh höôûng ñoä chuyeån ñoäng phuï, ñoä Pz  tính ñoä beàn dao, maùy vaø coâng chính xaùc gia coâng. beàn dao, coâng tieâu hao cuûa cô caáu chaïy dao. suaát maùy Py= (0,4 0,5). Pz Px= (0,3 0,4). Pz GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 15
16. 3. Caùc thoâng soá quaù trình caét 3.2 Coâng suaát caét Neáu boû qua coâng suaát chaïy dao, coâng suaát caét: -3 P = Pz. v. 10 Coâng suaát ñoäng cô P N = ,kW dc η GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 16
17. 3. Caùc thoâng soá quaù trình caét 3.3 Vaän toác caét (m/ph) Cv v = K. v T m t. xv S. yv t : Chieàu saâu caét (mm) S : Löôïng chaïy dao (mm/vg) T : Tuoåi beàn cuûa dao (ph). Kv : Heä soá ñieàu chænh ñaët tröng cho caùc nhaân toá beân ngoaøi aûnh höôûng ñeán toác ñoä caét. Cv,m,x v,y v :Caùc heä soá phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän gia coâng, coù theå tra trong caùc soå tay coâng ngheä veà cheá ñoä caét. GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 17
18. 3. Caùc thoâng soá quaù trình caét 3.4 Nhieät caét Naêng löôïng cuûa quaù trình caét bieán ñoåi thaønh nhieät naêng AÛnh höôûng baát lôïi ñeán ñoä beàn, ñoä cöùng vaø ñoä maøi moøn cuûa duïng cuï caét Gaây ra söï thay ñoåi veà kích thöôùc cuûa chi tieát gia coâng Gaây ra söï khoù khaên trong quaù trình kieåm tra ñoä chính xaùc cuûa chi tieát gia coâng. GV: TRÖÔNG QUOÁC THANH 18