Công ty CP TM & SX TBCN Anh Phát
Hotline: 0911.384.116
Email:hue@anhphattools.com
skype:Duy Huế Lê

Biểu mẫu liên hệ

Tên

Email *

Thông báo *

Liên hệ

Tên

Email *

Thông báo *

slide show

Translate

ta rô, taro, taps

Hotline

Gia công kim loại bằng cắt gọt

         Thực chất của phương pháp gia công cắt gọt kim loại là cắt bỏ đi trên bề mặt của phôi một lớp kim loại dư thừa (gọi là lượng dư gia công) để tạo cho chi tiết có hình dáng, kích thước, độ chính xác và độ bóng bề mặt theo yêu cầu, trên các máy cắt gọt kim loại (máy tiện, phay, bào, khoan, doa, mài vv…) nhờ các dụng cụ cắt (dao tiện, phay, mũi khoan, đá mài vv..)
         Gia công bằng cắt gọt thường là gia công lần cuối để tạo cho chi tiết máy chính xác về hình dạng và kích thước. Khả năng chế tạo chi tiết máy chính xác hay không chính xác, tốt hay xấu là tùy thuộc vào trình độ kỹ thuật và khả năng của thiết bị gia công.
         Tỷ trọng gia công bằng cắt gọt kim loại ở các xí nghiệp cơ khí chiếm tới 60% tổng số các hao phí để sản xuất và máy móc. Trong các nhà máy cơ khí, phân xưởng gia công cơ khí thường là phân xưởng lớn có nhiều máy công cụ. Trong các thiết bị của ngành cơ khí, máy cắt kim loại chiếm một số lượng rất lớn và giữ một vị trí vô cùng quan trọng.
         Máy cắt kim loại (máy công cụ) là thiết bị bao gồm các chuyển động theo những nguyên lý phù hợp với quá trình cắt. Các dụng cụ cắt, gá kẹp trên máy sẽ hoạt động theo những nguyên lý đó.
         Nội dung của phần thứ ba bao gồm :
         Nguyên lý cắt gọt kim loại: trình bày các khái niệm về động học khi cắt, các dạng gia công bề mặt trên máy, những vấn đề về dụng cụ cắt, những hiện tượng cơ học và vật lý quan trọng xảy ra khi cắt.
         Máy công cụ : trình bày một số cơ cấu thông thường dùng trong máy, sơ đồ động nguyên lý của xích động học đơn giản, phương pháp điều chỉnh xích động học và tính toán, lựa chọn bánh răng thay thế trong máy công cụ.
         Nguyên lý gia công cơ bản trên các máy cắt gọt như tiện, phay, khoan, bào, mài..Và các phương pháp gia công cắt gọt đặc biệt, đó là các phương pháp gia công tiên tiến.

NGUYÊN LÝ CẮT GỌT KIM LOẠI

         Khái niệm cơ bản về quá trình cắt gọt kim loại (chuyển động cơ bản, các thông số cơ bản của chế độ cắt )
         Hình dáng hình học và các thông số của dụng cụ cắt, vật liệu chế tạo dụng cụ cắt. (cấu tạo dụng cụ cắt, các mặt trên phôi, các thông số hình học của đầu dao..)
Các hiện tương vật lý và cơ học xảy ra trong quá trình cắt gọt. (quá trình tạo thành phoi, nhiệt cắt và ảnh hưởng của nhiệt trong quá trình cắt, sự mài mòn của dụng cụ cắt, lực cắt..)
       Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt (yêu cầu của vật liệu làm dao, các loại vật liệu làm dao )
I. Những khái niệm cơ bản về quá trình gia công cắt gọt
         Gia công kim loại bằng cắt gọt là quá trình lấy đi một lớp vật liệu trên phôi (được gọi là lượng dư gia công) để nhận được chi tiết có hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt theo yêu cầu.
         Quá trình cắt gọt thực hiện được nhờ các máy công cụ và các dụng cụ cắt.
Gia công cắt gọt có thể dùng để gia công thô, gia công tinh, gia công lần cuốiđể đạt được độ bóng, độ chính xác cao. Gia công cắt gọt kim loại dễ tự động hoá, cơ khí hoá cho năng suất cao dùng trong sản xuất đơn chiếc, hàng loạt và hàng khối.
1. Thực chất – đặc điểm
          Quá trình tiện
         Chuyển động quay tròn của phôi (chuyển động cắt)
         Chuyển động tiến dao dọc
         Chuyển động lùi dao hướng kính.
         Chuyển động lùi dao về vị trí ban đầu.
         Chuyển động tiến dao hướng kính
2. Chuyển động cơ bản khi cắt gọt
         Chuyển động chính (chuyển động cắt) là chuyển động tạo ra tốc độ cắt Vc.          Hướng của vectơ tốc độ cắt gọi là hướng cắt.
         Khi tiện chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi, hướng cắt là hướng tiếp tuyến với phôi.
Khi phay, khoan, khoét
 , doa chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao, hướng cắt tùy thuộc vào đường kính của dao.
          Khi bào chuyển động chính là chuyển động tịnh tiến của dao bào, hướng cắt trùng với hướng tiến của dao.
         Chuyển động tiến dao (chạy dao) là chuyển động duy trì cho quá trình cắt diễn ra liên tục nhằm cắt hết bề mặt cần gia công. 
         Chuyển động chạy dao có thể liên tục như khi tiện, khoan, doa hay gián đoạn như bào, xọc. Chuyển động tiến dao có tốc độ nhỏ hơn chuyển động cắt. Ký hiệu Vs
         Khi tiện chuyển động tiến dao dọc hoặc ngang do bàn xe dao (hoặc bàn dao dọc trên) hoặc bàn dao dao ngang thực hiện.
         Khi phay, bào, mài chuyển động tiến dao do bàn máy thực hiện.
2.1. Chuyển động tác động
1 Chuyển động cắt 
2 Chuyển động chạy dao
          Tổng hợp chuyển động cắt Vc và chuyển động tiến dao Vs được gọi là chuyển động tác động Ve. Hướng của vectơ Ve gọi là hướng tác động. Các chuyển động trên đây tham gia trực tiếp vào quá trình tạo phoi.
         Để thuận tiện cho việc nghiên cứu quá trình tạo phoi người ta đưa ra một số khái niệm sau :
         Mặt phẳng làm việc Plv là mặt phẳng chứa vectơ tốc độ cắt Vc và vectơ tốc độ tiến dao Vs.
         Mặt phẳng đáy Pđ là mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng làm việc Plv
         Góc hướng cắt θ là góc tạo thành giữa vectơ tốc độ cắt Vc và vectơ tiến dao Vs
         Căn cứ vào góc hướng cắt θ người ta chia tất các các phương pháp gia công cắt gọt bằng dụng cụ cắt có lưỡi cắt thành hai nhóm :
         Nhóm có θ = 900 bằng hằng số gồm các phương pháp tiện, bào, xọc, khoan, khoét, doa, chuốt.
         Nhóm có θ khác hằng số bao gồm phay, cưa vòng, mài.

Vc

Vs
Ve
Vs
Vc
Ve
Hướng tác động
Hướng cắt
Hướng tiến dao
Hướng tác động
Hướng cắt
Hướng tiến dao
Mặt phẳng làm việc
θ=90o
θ≠90o
Mặt phẳng làm việc
2.2. Chuyển động phụ
         Ngoài chuyển động chính còn có các chuyển động phụ như chuyển động tiến dao hướng kính 5, chuyển động lùi dao hướng kính 3, chuyển động lùi dao dọc về vị trí ban đầu 4. Các chuyển động này nhằm chuẩn bị cho lần cắt tiếp theo do người công nhân thực hiện bằng tay hoặc cho máy chạy tự động.
II. Cấu tạo dao cắt
          Mặt đang gia công là bề mặt nối tiếp giữa mặt đã gia công và mặt chưa gia công. Đó chính là bề mặt của phôi đang tiếp xúc với lưỡi cắt chính để thực hiện quá trình cắt gọt.
Các loại dao tiện, phay , bào, khoan, khoét, doa đều có phần cắt tương tự nhau. Do vậy chỉ cần khảo sát dao tiện 
Các bề mặt trên phôi khi tiện
1. Thân dao :
          Được chế tạo bằng thép tốt (thép 45 hoặc thép hợp kim), dùng để gá dao trên đài gá dao của máy.
         Tuỳ thuộc kết cấu của bộ phận gá dao mà thân dao có thể có các tiết diện lăng trụ̣, tròn, chữ nhật..
2. Phần cắt
         Trực tiếp tham gia vào quá trình cắt (quá trình tạo phoi), do đó có các yêu cầu riêng về mặt kết cấu và vật liệu.
         Phần cắt có thể chế tạo liền với thân dao hoặc chế tạo rời rồi hàn vào thân dao.
         Hiện nay, để sử dụng được phần cắt có kết cấu tối ưu , người ta chế tạo các phần cắt dưới dạng các mảnh cắt quay tiêu chuẩn, từ các vật liệu làm dao. Các mảnh cắt được kẹp chặt bằng vít trên thân dao.
         Thân dao
         Phần cắt
         Dao tiện có mảnh HKC hàn vào thân dao
         Dao tiện có mảnh HKC quay được kẹp chặt bằng vít
2.1. Các bề mặt của phần cắt
         Mặt trước là bề mặt tiếp xúc với phoi. Còn gọi là mặt thoát phoi.
         Trong quá trình cắt phoi trượt trên mặt trước để thoát ra ngoài, do đó gây ra hiện tượng mòn mặt trước.
         Mặ̣t sau chính là bề mặt đối diện với bề mặt đang gia công của chi tiết .
         Một phần của mặt sau chính luôn luôn tiếp xúc với bề mặt đang gia công của phôi, do đó gây ra hiện tượng mòn mặt sau của dao.
         Mặt sau phụ là bề mặt đối diện với bề mặt đã gia công
         Phần cắt của dao có thể có một mặt sau phụ (dao tiện ngoài) hoặc hai mặt sau phụ.
        Thân dao
        Cấu tạo phần cắt của dao
2.2. Các lưỡi cắt
        Phần cắt gồm có các lưỡi cắt sau :
        Lưỡi cắt chính : là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính. Có vai trò chính trong quá trình cắt.
        Lưỡi cắt phụ : là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ. Một phần của lưỡi cắt phụ (nối tiếp với lưỡi cắt chính) tham gia vào quá trình cắt)
Mũi dao : là phần nối tiếp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ.
         Tuỳ theo vị trí của lưỡi cắt chính mà người ta chia ra dao tiện phải và dao tiện trái
2.3. Các góc của dao
         Tiết diện chính là tiết diện tạo bởi mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt chính và vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy.
         Các góc đo trong tiết diện chính được gọi là góc chính.
         Góc trước chính γ tại một điểm của lưỡi cắt chính là góc nhọn tạo bởi mặt trước chính và mặt đáy. Góc trước γ càng lớn thì phoi thoát càng dễ. Tuy nhiên khi gặp vật liệu gia công cứng thì góc trước lớn sẽ làm lưỡi cắt chính dễ bị mẻ. γ = 10o – 15o
         Góc sau chính α tại một điểm của lưỡi cắt chính là góc nhọn tạo bởi mặt sau chính và mặt phẳng cắt. Góc sau α càng nhỏ thì ma sát giữa mặt sau chính với mặt đang gia công càng lớn. α = 6o – 12o 
         Góc sắc β tại một điểm của lưỡi cắt chính là góc nhọn tạo bởi mặt trước chính và mặt sau. Góc sắc β càng nhỏ thì quá trình tạo phoi càng dễ nhưng dao chóng mòn.
         Khi cắt vật liệu mềm (nhôm) β = 400 - 500
         Khi cắt vật liệu dẻo (như thép C45) : β = 550 - 750
         Khi cắt vật liệu giòn (gang) : β = 750 - 850
         Góc cắt δ tại một điểm của lưỡi cắt chính là góc giữa mặt trước chính và mặt cắt.
         Ta có quan hệ : α +β + γ =900
         δ + γ = 900


N
N
N - N
Mặt đáy
Mặt trước
Mặt cắt
Mặt sau chính
2.4. Vật liệu làm dao
Độ cứng
Độ bền cơ học
Tính chịu mài mòn
Độ bền nhiệt
Tính công nghệ
a. Yêu cầu đối với vật liệu làm dao
b. Các loại vật liệu làm dao
         Thép gió : thép gió là thép hợp kim có hàm lượng vonfram rất cao (từ 0,9% đến 19%), ngoài ra còn chứa các nguyên tố hợp kim khác như crôm (3,8% - 4,6%), vanadium (1% - 5,1%), coban (0% - 10,5%), molipden (0% - 8,6%). Thép gió làm việc được ở nhiệt độ 3500C – 6000C , độ cứng 62 – 65 HRC, thường được dùng để làm các dụng cụ cắt như tarô , mũi khoan, dao tiện cắt đứt.
         Hợp kim cứng : hợp kim cứng được chế tạo bằng phương pháp luyện kim bột, là quy trình luyện kim không nấu chảy. Thành phần chủ yếu của hợp kim cứng là các các bit rất khó nóng chảy như cácbit wolfram (WC), cácbit Titan (TiC), cácbit Tantan (TaC) và các chất kết dính côban tạo thành. Các cácbit khó nóng chảy ở trên được tạo ra dưới dạng bột mịn, các bột này được trộn với chất kết dính chủ yếu là côban theo tỷ lệ xác định. Hỗn hợp sau khi trộn được cho vào khuôn ép định hình để ép ra các mảnh hợp kim cứng có kích thước và hình dạng khác nhau. Các mảnh hợp kim cứng sau khi ép được thêu kết lần cuối ở nhiệt độ 14000C – 16000C trong môi trường hydro, lúc này các chất dính kết côban chảy và liên kết các hạt cácbit lại với nhau.
         Tùy theo thành phần cácbit mà mỗi loại hợp kim cứng có các công dụng cụ thể khác nhau. Hợp kim cứng thường được dùng để làm dao tiện để gia công các loại thép, thép hợp kim, gang..
         Vật liệu gốm: là loại vật liệu phi kim loại, thành phần chủ yếu là oxit nhôm (Al2O3) gồm có : các loại gốm thuần túy ( > 99,7% Al2O3 ) ; gốm + oxit (Al2O3 + ZnO2) , gốm + cácbit (Al2O3 + TiC hoặc Al2O3 + WC ). Gốm có độ cứng và độ bền nhiệt rất cao (>12000C) nhưng độ bền uốn thấp. Vật liệu gốm thường được dùng chế tạo các mảnh dao tiên tiêu chuẩn để gia công các loại gang, thép.
         Nitribo (BN): có độ cứng, độ bền nhiệt, thường dùng làm dụng cụ gia công các loại vật liệu có độ cứng cao như thép hợp kim, thép đã tôi. Hiện nay người ta thường dùng nitritbo dưới dạng lập phương thể tâm (CBN)
         Kim cương (diamond) : có độ cứng rất cao nhưng độ bền nhiệt vad độ bền uốn thấp. Hiện nay chủ yếu người ta dùng kim cương nhân tạo được tổng hợp từ graphit ở áp suất và nhiệt độ cao ( ≈ 10000at ; ≈ 25000C), thường ở dạng bột để chế tạo đá mài.
Xem thêm bảng 6.1.trong SGK

III. Cơ chế của quá trình tạo phoi
1. Các khái niệm cơ bản của quá trình tạo phoi
Phôi
Dao
Mặt phẳng trượt
Phoi
2. Các loại phoi tiện
IV. Các thông số của chế độ cắt khi tiện
Gồm tốc độ cắt Vc , bước tiến dao S và chiều sâu cắt t
Tốc độ cắt khi tiện
Trong mặt phẳng làm việc Plv tốc độ cắt Ve theo phương tác động được xác định :

Trong đó : Ve là tốc độ cắt theo phương tác động
Vc là tốc độ cắt theo phương vuông góc với bán kính quay của phôi
Vs là tốc độ tiến dao dọc
Vì VC >> VS nên có thể tính gần đúng tốc độ cắt theo phương tác động 
Trong đó : Dph là đường kính của phôi (mm)
nph là số vòng quay của phôi trong một phút (vg/phút)
Chiều sâu cắt t là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công (mm).
Bước tiến S là khoảng cách liên tiếp giữa hai điểm của lưỡi cắt sau khi dao dịch chuyển đoạn đường ứng với 1 vòng quay của phôi (mm/vòng)
Chiều dày của phoi : 
a = S sin φ
Chiều rộng phoi b : 
b = t /sin φ
Tiết diện ngang A của phoi :
A = a.b (mm2)
Vết của mặt phẳng làm việc
t
V. Nhiệt cắt
Ma sát :
Giữa mặt sau của phoi với mặt trước của dao.
Giữa mặt đang gia công với mặt sau của dao.
Sự biến dạng : đàn hồi, dẻo, phá huỷ của lớp kim loại nằm phía trước dụng cụ cắt (sự dịch chuyển của các lớp kim loại theo các mặt trượt khi hình hành phoi.
1. Các nguồn nhiệt khi cắt
2. Sự phân bố của nhiệt cắt
Nhiệt cắt Q sinh ra được phân bố như sau :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 (Kcalo/phút)
Trong đó :
Q1 : lượng nhiệt truyền vào chi tiết gia công :
Làm thay đổi kích thước gia công
Gây sai số khi đo. Gây hiện tượng cháy bề mặt gia công.
Q2 : lượng nhiệt truyền vào phoi, chiếm tỉ lệ lớn nhất.
Q3 : lượng nhiệt truyền vào dao :
Tăng khả năng mòn ở nhiệt độ cao, 
Giảm tuổi bền của dao.
Q4 : lượng nhiệt truyền vào môi trường
VI. Quá trình mòn của dụng cụ cắt
Mòn mặt sau
Mòn mặt trước và sau
Mòn mặt trước
Mòn mũi dao
VII. Bôi trơn và làm nguội khi cắt
Để giảm ma sát và nhiệt độ cắt trong khu vực cắt người ta tưới dung dịch trơn nguội. Với mục đích :
Giảm quá trình mòn của dụng cụ cắt và tăng chất lượng bề mặt gia công 
Dung dịch trơn nguội phải đảm bảo các yêu cầu:
Không làm gỉ máy, dụng cụ và chi tiết gia công.
Không tác hại đến con người.
Người ta thường sử dụng dung dịch trơn nguội là Êmuxi
Tưới dung dịch trơn nguội bằng dòng chảy tự do
Tưới dung dịch trơn nguội bằng dòng chảy có áp suất cao
Trọng tâm chương VI
Gia công cắt gọt là gì ? Các chuyển động cơ bản khi gia công cắt gọt.
Định nghĩa các mặt phẳng , các lưỡi cắt và các góc của dao tiện.
Các yêu cầu đối với vật liệu làm dao . Nêu một vài loại vật liệu làm dao thường dùng.
Nêu các thông số của chế độ cắt.
Nguồn nhiệt và sự phân bố của nhiệt khi cắt.
Các dạng mòn của dao tiện

Để biết thêm thông tin chi tiết vui lòng truy cập: http://www.taro.com.vn/


Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét