Đang tải... (xem toàn văn)
Môn học Nguyên lý cắt và dụng cụ cắt là một môn học cơ sở trong ngành cơ khí có rất nhiều lý thuyết nhưng có tính ứng dụng thực tiễn rất cao. Giáo trình bao gồm các nội dung: Vật liệu làm dao; Kh
Chương 5: PHAY (MILLING) NỘI DUNG (Contents) §5.1 Cơng dụng, phân loại & thơng số hình học dao phay §5.2 Kết cấu dao phay §5.3 Các yếu tố cắt phay §5.4 Phay cân §5.5 Lực cắt phay §5.6 Sự mài mịn & tuổi bền dao phay §5.7 Chế độ cắt phay §5.1 Công dụng, phân loại & thơng số hình học dao phay (Utilizations, classifications & geometrical parameters of milling tools) 1.1 ĐỈc điểm: (Specifications)ặc điểm: (Specifications) - Khi phay, chuyển động cắt chuyển động quay tròn dao, chuyển động chạy dao chuyển động tịnh tiến bàn máy mang phôi - Phay thờng đạt đợc độ nhẵn bề mặt cấp 5, cấp độ xác cấp 8, - Dao phay cã mét sè lìi c¾t làm việc nên nng suất gia công cao.ng suất gia công cao - Do lỡi cắt làm việc không liên tục với khối lợng thân dao lớn nên khả n ng truyền nhiệt lớn - Lẹo dao xảy lỡi cắt làm việc gián đoạn -Diện tích phay thay đổi, làm lực cắt thay đổi, gây rung động t rỡnh cắt, ảnh hởng đến chất lợng bề mặt gia công 1.2 Phân lo¹i: (Classifications) -Theo kÕt cÊu cđa răng: Dao phay nhọn, dao phay hớt lng - Theo cách phân bố cđa dao so víi trơc dao: dao phay trơ, dao phay góc, dao phay mặt đầu, dao phay định hinh - Theo dạng rng: dao phay rng thẳng, dao phay nghiªng, dao phay cong, dao phay xoắn, dao phay góc - Theo prôfin rng: dao phay ren, dao phay đĩa môđuyn, dao phay vấu môđuyn, dao phay lăn răng, dao phay r·nh - Theo kÕt cÊu dao: dao phay liỊn, dao phay ch¾p §5.1 Cơng dụng, phân loại & thơng số hình học dao phay (Utilizations, classifications & geometrical parameters of milling tools) §5.1 Cơng dụng, phân loại & thơng số hình học dao phay (Utilizations, classifications & geometrical parameters of milling cutters) Th«ng sè hình häc cđa dao phay: ( Geometrical Parameters of Milling Cutters) 2.1 Dao phay trụ rng xoắn: (Helical fluted milling cutters) Đ5.1 Cụng dụng, phân loại & thơng số hình học dao phay (Utilizations, classifications & geometrical parameters of milling cutters) Th«ng sè hình häc cđa dao phay: ( Geometrical Parameters of Milling Cutters) 2.1Dao phay trơ xo¾n: (Helical fluted milling cutters) + ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ặc điểm kết cấu: lỡi cắt nghiêng với trục dao góc D Bíc vßng: Z D T cot g t Bíc chiỊu trơc: Z D Tn cos Bíc ph¸p tun: Z 360 Gãc hai liªn tiÕp: Z Tv Trong ®ã: Z - sè dao phay D – Đường kính ngồi dao phay §5.1 Cơng dụng, phân loại & thơng số hình học dao phay (Utilizations, classifications & geometrical parameters of milling cutters) Th«ng sè hình häc cđa dao phay: ( Geometrical Parameters of Milling Cutters) 2.1 Dao phay trơ xo¾n: (Helical fluted milling cutters) + Góc độ dao: y R P R-R y D R x y c N-N c §5.1 Cơng dụng, phân loại & thơng số hình học dao phay (Utilizations, classifications & geometrical parameters of milling cutters) Th«ng sè hình häc cđa dao phay: ( Geometrical Parameters of Milling Cutters) 2.1Dao phay mặt đầu: (Face Milling Head) §5.2 Kết cấu dao phay (Structure of Milling tools) §5.2 Kết cấu dao phay (Structure of Milling tools) Dao phay nhän (Milling cutters) 1.1 ặc điểm: Mặt sau mặt phẳng, làm víi mỈt tríc cđa dao mét gãc nhän + u điểm: - Chế tạo dễ dàng (do hỡnh dáng bề mặt sau mặt phẳng), chế tạo nguyên chắp - Khi dao mòn đợc mài lại theo mặt sau, số lần mài lại cho phép lớn - Ti bỊn lín h¬n so víi dao phay hít lng từ 1,5 lần - Dễ mài mặt sau nên khử bỏ đợc lớp thoát cacbon sau nhiệt luyện, đồng thời tng độ nhẵn bề mặt, m bo độ đồng tâm đường kính ngồi trục dao phay Do ®ã võa tăng ®é bỊn cho dao vừa bảo đảm chất lợng bề mặt gia công cao + Nhợc điểm: Khó bảo đảm đồng biên dạng rng sau nhng lần mài lại Đ5.2 Kt cấu dao phay (Structure of Milling tools) Dao phay nhän 1.2 KÕt cÊu: + Đưêng kÝnh ngoµi: Tăng đờng kính D cho phép chọn trục gá dao lín h¬n, dao cứng vững h¬n Cã thĨ tăng đợc số rng chọn đợc hỡnh dạng rng r·nh hỵp lý Tăng sù dÉn nhiƯt, tăng lỵng chạy dao phút Nh tng D có tác dơng tèt cho dao lµm viƯc, nhiƯt lun vµ tng nng suất cắt Tuy nhiên D lớn tốn vật liệu làm dao làm tng công suất cắt ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ờng kính D đợc tÝnh theo c«ng thøc: D = d + 2m + 2H Trong đó: d - đờng kính lỗ gá, mm m - chiều dày thân dao, mm H - chiều cao dao, mm + Sè Z: Sè phụ thuộc vào đờng kính ngoài, dạng rng, kích thớc rng rÃnh rng, tính chất gia công (thô hay tinh), điều kiện chứa phoi, tng số lần mài lại vµ nh vËy chän sè Z cµng Ýt cµng tốt Nhng để bảo đảm trỡnh phay đợc êm, với dao phay trụ rng thẳng số rng đồng thời tham gia cắt phải lớn Nghĩa là: K Trong đó: K - hệ số cân - gãc tiÕp xóc, rad - gãc hai liªn tiÕp, rad Vì: Nªn: Z 2 2K 2 Z 10 §5.2 Kết cấu dao phay (Structure of Milling tools) Dao phay nhọnng nhọn 1.2 Kết cấu: + Dạng rng rÃnh phoi: f f ' h h r r h f 11 §5.2 Kết cấu dao phay (Structure of Milling tools) h H m Dao phay hít lng (Forming milling cutters) 2.1.ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ặc điểm: Biên dạng mặt sau rng dao đợc hớt lng theo đờng cong đó, thờng đờng xoắn Acximét Ưu điểm: Hỡnh dáng kích thớc rng dao ớt thay đổi mài lại, bảo đảm đồng hỡnh dáng kích thớc chi tiết gia công Mài sắc lại đơn giản vỡ tiến hành mài theo mặt trớc Trị số góc sau thay đổi sau nhng lần mài sắc lại Số lần mài lại lớn, Nhợc điểm: Ti bỊn thÊp Sè z kh«ng thĨ chän lín ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ộ đảo đỉnh rng lớn C 12 §5.2 Kết cấu dao phay (Structure of Milling tools) Dao phay hít lng (Forming milling cutters) 2.2 KÕt cấu dao phay hớt lng: + ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ờng kính D: ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ờng kính D đợc xác định theo công thức: D = D1 + 2H Trong đó: D1 - đờng kính vòng chân (mm) Thêng lÊy D1 = (1,6 2) d H - chiều cao toàn phần rng ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao gãc ỵc tÝnh b»ng: H = h + K + r h - chiỊu cao pr«fin dao K - lợng hớt lng r - bán kính cung tròn đáy rÃnh + ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ờng kính lỗ d: ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ờng kính lỗ đợc tra sổ tay theo đờng kính D sở bảo đảm độ bền độ cứng vng trục gá + Th«ng sè hình học dao: Gãc tríc: - Víi dao thÐp giã: = 100 - Víi dao hỵp kim cøng: = (-50) 50 Gãc sau: Thêng chän = 12o Góc sau nhận từ trình hớt lưng dao Gãc r·nh : ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng với trục dao góc ợc tiêu chuẩn hoá theo dÃy kích thíc: 180, 22o, 25o, 30o 13 §5.2 Kết cấu dao phay (Structure of Milling tools) Dao phay hít lng (Forming milling cutters) 2.2 KÕt cÊu cđa dao phay hít lng: + Sè Z: Chän sè Z cã liên quan đến điều kiện làm việc dao phay Víi dao phay nhän, sè cµng lín, suất cao, độ nhẵn bề mặt gia công cao Vì vËy víi dao phay nhän, ®êng kính D tng, số rng Z đợc chọn tng Với dao phay hớt lng, để bảo đảm bền cho rng đủ không gian hớt lng cần chän sè Z không tăng theo tỉ lệ đờng kính D tng suất gia công cao.ng Khi chọn số rng Z phải bảo đảm chiều rộng rng cần thiết để có đủ độ bền số lần mài lại cho phép lớn Muốn phải lấy: C = (0,8 1) H 14 §5.3 Các yếu tố cắt phay ( Cutting factors when milling) 15 §5.3 Các yếu tố cắt phay ( Cutting factors when milling) Chiều sâu cắt to: (DOC) Là khoảng cách gia bề mặt đà gia công với bề mặt cha gia công đo theo phơng vuông góc với bề mặt đà gia công sau lần cắt Lợng chạy dao S: (FR) Khi phay, lợng chạy dao đợc phân thành loại: - Lợng chạy dao rng Sz: lợng chạy dao xác định sau dao quay ®ỵc mét gãc hai KÝ hiƯu: Sz [mm/rng] - Lợng chạy dao vòng SV: lợng chạy dao xác định sau dao quay đợc vòng Kí hiệu: Sv [mm/vg] - Lợng chạy dao phút Sph: lợng chạy dao xác định sau phút Kí hiƯu: Sph [mm/ph] Giữa chóng cã quan hƯ sau: SV = Z Sz Sph = n Sv = n Z Sz Tốc độ cắt V: (CS) Khi phay, có chuyển động chạy dao nên quỹ đạo chuyển động cắt tơng đối điểm lỡi cắt so với phôi đờng Xiclôit kéo dài Tốc độ cắt đợc xác định phơng trỡnh: Vc Vn Vs Trong đó: Vc véctơ tốc độ cắt Vn véctơ tốc độ cắt Vs véctơ tốc độ chuyển động chạy dao Một cách gần đúng, coi quỹ đạo chuyển động cắt tơng đối phay đờng tròn 16 Đ5.3 Các yếu tố cắt phay ( Cutting factors when milling) Chiều sâu phay t: Là kích thớc lớp kim loại đợc cắt đo theo phơng vuông góc với trơc dao, øng víi gãc tiÕp xóc Gãc tiÕp xúc : Là góc tâm dao chắn cung tiÕp xóc dao vµ chi tiÕt ChiỊu réng phay B: Là kích thớc lớp kim loại đợc cắt ®o theo ph¬ng chiỊu trơc cđa dao Khi phay b»ng dao phay trơ, chiỊu réng phay b»ng chiỊu réng chi tiÕt Khi phay r·nh b»ng dao phay ®Üa, chiỊu réng phay b»ng chiÒu réng r·nh Khi phay r·nh b»ng dao phay ngãn, chiỊu réng phay b»ng chiỊu s©u r·nh Khi phay mặt phẳng dao phay mặt đầu, chiều rộng phay chiều sâu cắt t0 Chiều dày cắt a Chiều dày cắt phay khoảng cách gia hai vị trí liên tiếp quỹ đạo chuyển động cắt tơng đối điểm lỡi cắt ứng với lợng chạy dao rng Sz Coi gần quỹ đạo chuyển động tơng đối lỡi cắt đờng tròn, chiều dày cắt a đợc đo theo phơng hớng kính dao 17 Đ5.3 Cỏc yu tố cắt phay ( Cutting factors when milling) B b aM ? ? ? /2 /2 t Sz f 18 b B Chiều dày cắt a 7.1 Chiều dày cắt phay dao phay trụ rng thẳng rng xoắn: Chiều dày cắt điểm C: aC = AC Gần đúng, coi ACB vuông C, ta cã AC = aC = SZ.sin Do gãc thay đổi t đến nên aC thay ®ỉi theo : Víi = 0o cã a = amin = Víi = cã amax = SZ sin Vỡ chiều dày cắt a thay đổi từ a=0 đến amax = Sz sin nên diện tích cắt lực cắt bị thay đổi theo 7.2 Chiều dày cắt phay dao phay mặt đầu: Khi bàn máy dịch chuyển lợng Sz thỡ quỹ đạo lỡi cắt chuyển từ vị trí sang vị trí Chiều dày điểm M đợc xác định nh sau: Gần đúng, coi CMN vuông M, cã aM = MC.sin Mµ MC = NC.sin = SZ.sin Do đó: aM = SZ.sin.cos a Đ5.3 Cỏc yu t cắt phay ( Cutting factors when milling) Vì C0 = nªn: D d c0 b2 sin D d2 b2 sin C2 t C1 C0 b1 D d1 c1 b1 sin Sz n b2 ChiÒu rộng lớp cắt b 8.1 ặc điểm: (Specifications)ối với dao phay mặt đầu Khi phay dao phay mặt đầu, chiều rộng lớp cắt đại lợng không đổi t B b Trờng hợp góc nâng = 0: sin sin t0 B Trêng hỵp góc nâng 0: b 8.2 ặc điểm: (Specifications)èi víi dao phay trơ th¼ng: sin cos sin cos Khi phay b»ng dao phay trụ rng thẳng, chiều rộng lớp cắt đại lợng không đổi đợc tính bằng: b = B 8.3 ặc điểm: (Specifications)ối với dao phay trụ rng suất gia công cao.ng xoắn: Trải tất đờng đỉnh rng dao mặt phẳng thấy thay đổi cđa b ChiỊu réng líp c¾t thø nhÊt rng th cắt đ ợc tính nh sau: d2 d1 19 §5.3 Các yếu tố cắt phay ( Cutting factors when milling) DiƯn tÝch c¾t phay 9.1 Khi phay b»ng dao phay trơ th¼ng Trong cung tiÕp xóc, tuú theo kÕt cÊu dao, kÝch thớc lớp cắt mà số rng dao đồng thời tham gia cắt 1,2, n rng Xét diện tích cắt fi rng thứ i cắt đợc tính bằng: fi = bi Vì : bi = B vµ = Sz sin i n Nªn: fi = SZ B sin i DiƯn tÝch c¾t tỉng céng n đồng thời tham gia cắt đợc tính bằng: F S Z B sin i i 1 9.2.Khi phay b»ng dao phay trụ rng nghiêng Giả sử cung tiếp xúc có rng thứ i cắt Chiều dày cắt đợc tính = SZ sini Diện tích phân tố phoi cắt có chiều dài vµ chiỊu réng dbi lµ: dfi = ai.dbi Víi rng xoắn, thời điểm xét, chiều dày cắt thay đổi từ đầu đến cuối rng phụ thuộc vào góc i Mà góc i thay đổi phạm vi ci Diện tích lớp cắt toàn chiều dài rng thứ i cắt là: di f i ai dbi ci 20 ... gia công cao - Do lỡi cắt làm việc không liên tục với khối lợng thân dao lớn nên khả n ng truyền nhiệt lớn - Lẹo dao xảy lỡi cắt làm việc gián đoạn -Diện tích phay thay đổi, làm lực cắt thay đổi,... dao: Góc tríc: - Víi dao thÐp giã: = 100 - Víi dao hỵp kim cøng: = ( -5 0) 50 Gãc sau: Thêng chän = 12o Góc sau nhận từ trình hớt lưng dao Gãc r·nh rng : ặc điểm kết cấu: lưỡi cắt nghiêng... vËy ph¶i lÊy: C = (0,8 1) H 14 ? ?5. 3 Các yếu tố cắt phay ( Cutting factors when milling) 15 ? ?5. 3 Các yếu tố cắt phay ( Cutting factors when milling) Chiều sâu cắt to: (DOC) Là khoảng cách gia