Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình nguyên lý cắt kim loại
aa imu ` BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HƠ CHÍ MINH "` TRUNG TAM CONG NGHỆ CƠ KHÍ GLÁO TRÌNH: NGUN LÝ CẮT KIM LOẠI ga 2, BIÊN SOẠN: Thạc sĩ NGUYÊN THỊ NIÊN Lưu hành nội LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình soạn theo chương trình mơn *'Ngun lý cắt gọt kim loại" ngành Chế tạo máy trường đại học kỹ thuật, Giáo trình nghiên cứu phương pháp gia cơng kim loại có phoi như: tiện, phay, khoan, khoét, doa, Như biết trình cắt trình tương đối phức tạp, gồm nhiều yếu tố đồng thời tác động nhiều tượng xảy Vì lý thuyết cắt gọt kim loại có phoi nghiên cứu quy luật chung yếu tố tác động tượng kèm theo sau: — Quá trình tạo thành phoi = Lực tác dụng ảnh hưởng đến q trình gia cơng — Mai mon xảy q trình cắt, ~ Ảnh hưởng thơng số hình học đao đến trình cắt, - Ảnh hưởng việc chọn chế độ cắt đến lực cắt, tuổi bền dao suất cắt, đảm bảo tính kinh tế, giảm giá thành sản phẩm ¬ Ảnh hưởng vật liệu gia cơng đến q trình cắt — Cách lựa chọn vật liệu làm dao cắt thích hợp Ngồi cịn có biện tượng vật lý kèm theo biến dạng, tỏa nhiệt, biến cứng, lẹo dao, tìm hiểu chất tượng có ý nghĩa quan trọng mặt kinh tế Từ chứng ta có thê điều khiển q trình cắt gọt để đạt suất cao, chất lượng tốt gia cơng Để hồn thành tập giáo trình ngồi cổ găng tác giả cịn có gop y đồng nghiệp cho phù hợp với mục tiêu đào tạo trường Đại học cơng nghiệp Tp.HCM Ngồi giáo trình này, trình học tập sinh viên cịn có thé tham khảo tài liệu sau: Ngun lý cắt gọt kim loại + Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp + Tác giả: Nguyễn Đuy - Trần Sỹ Túy — Trịnh Văn Tự — Giáo trình nguyên lý cắt gọt kim loại trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp.HCM ~ Bảng tra hệ số , Chắc chắn trình soạn tác giả khơng tránh thiếu sót Vì cdc the gid rat mong đóng góp tận tình thầy đồng nghiệp sinh viên Tác giả Thac si: NGUYEN THỊ NIÊN Chương 1: THÔNG SĨ HÌNH HỌC PHẢN CÁT CỦA DAO 1.1 Khái niệm trình cắt gọt 1.1.1 Khái niệm Cắt gọt phương pháp tạo nên bề mặt cách làm biến dạng, sau tách lớp vật liệu bề mặt khỏi tiết gia công để có tiết đạt hình dạng, kích thước độ bóng bề mặt theo u cầu Các dạng, gìa cơng truyền thống là: tiện, phay, bào, xọc, mài, cà 1.1.2 Chuyến động cắt gọt Để thực trình cắt đó, cần thiết phải có chuyển động: chuyển động chuyển động chạy dao | Chuyển động chuyên động tạo vận tốc cắt để thực trình cắt gọt Chuyển động máy tiện chuyển động quay vịng tiết gia công thực Chuyên động chạy dao chuyển động đảm bảo cho trình cắt thực liên tục Chuyên động chạy dao máy tiện gồm có chuyển dộng chạy dao theo phương dọc chuyên động chạy dao theo phương ngang (Hình 1.1) a) Hình 1.1 Các chuyển động cắt 1.1.3 Các bề mặt tiết gia công - Bề mặt chưa gia công: Là bề mặt tiết gia cơng mà từ cần cắt lớp kim loại - Bề mặt gia công: bề mặt hình thành tiết sau cắt lớp kim loại - Bề mặt gia công: bề mặt lưỡi đao trực tiếp tạo thành 1.1.4 Kết cấu đao Gồm phân chính: phần cắt phần cán dao 1.1.4.1 Phần cắt (phần làm việc) Gồm bề mặt sau (Hình 1.2): — Mặt trước (mặt thốt): bề mặt mà theo phoi q trình căt — Mặt sau (mặt sát): mặt dao đối điện với bề mặt gia công chi tiết — Mặt sau phụ: mặt đao đối diện với bề mặt gia cơng tiết — Lưỡi cắt chính: giao tuyến mặt trước mặt sau dao — Lưỡi cắt phụ: giao tuyến mặt trước mặt sau phụ dao — Mũi dao: giao điểm lưỡi cắt lưỡi cắt phụ Đầu đao âuđạo Lưỡi cất Lưỡi Mặt cất Mặt trước N phụ Mũi đao.- sau Mãi sau phụ Hình 1.2 1.1.4.2 Phần thân đao Dùng để gá lắp dao vào bàn máy trục dao Thân dao có thê có tiết diện vng, trụ trịn, trụ cơn, 1.2 Các thơng số hình học đao trạng thái tĩnh 1.2.1 Các mặt phẳng tọa độ - Mặt phẳng cắt gọt: mặt phẳng tạo thành lưỡi cắt vecto tốc độ cắt v, điểm xét lưỡi cắt chính, cịn lưỡi cắt cong, mặt phẳng cắt gọt tạo thành đường tiếp tuyến lưỡi cắt diém xét vecto tốc độ cắt điểm (Hình 1.3) - Mặt phẳng đáy (mặt phẳng bản): mặt phẳng vng góc với vectơ tốc độ cắt v„ (tại điểm xét) mặt phẳng đáy ln vng góc với mặt phẳng cat - Tiết diện (mặt cắt chính): mặt phẳng thẳng góc với hình chiếu lưỡi căt mặt phăng đáy — Tiết diện phụ (mặt cắt phụ): mặt phẳng thẳng góc với hình chiếu lưỡi cắt phụ mặt phăng đáy Mặt pháng Mặt cất gạt “đã Các tiến Bước phẳng mặt phẳng Nghiền cứu CMS) quy ước hình đáng Bước tiến ngang Mặt phẳng đửng dé hình học đọc co bin dao Hình 1.3 1.2.2 Các thơng số hình học dao trạng thái tĩnh Trạng thái tĩnh hay gọi trạng thái thiết kế Lúc không kể đến ảnh hưởng chuyên động chạy dao vectơ tốc độ cắt v có phương trùng với vectơ tốc độ vòng, v, 1.2.2.1 Xét tiết diện tiết điện phụ Hình 1.4 — Góc trước (y, y¡): (Hình 1.4) + Góc trước Y góc tạo mat trude va mat phang, day det dién chinh Góc trước có trị sô dương mặt trước thap hon mat day, trị sô âm ngược lại không mặt trước trùng với mặt đáy (hình 1.5) Hình 1.5 diện phụ + Góc trước phụ y¡ góc tạo mặt trước mặt phẳng đáy đo tiết — Góc sau (œ, œ\) + Góc sau œ góc hợp mặt sau mặt phẳng cắt gọt đo tiết điện Góc œ có tác dụng đảm bảo cho phoi dễ dàng, tức giảm bién dang phoi giảm ma sát phoi mặt trước dao Khi góc trước nhỏ, phoi khó khăn bị uến cong nhiều làm tăng lực cản cắt gọt Bảng 1-1: Cách chọn giá trị góc y œ dựa vào vật liệu gia công _ y° Vật liệu gia công 20 Nhôm 10-12 Đồng cứng _ Thép mém ' Thép cứng vừa gang mêm ¬ Gang cung Thép cứng khung - a? _ ãN 8 12 5 15 + Góc sau phụ œ; góc hợp mặt sau mặt phẳng cắt gọt đo tiết diện phụ — Góc sắc (B, 8;) + Góc sắc B 1a géc duge tao mặt trước mặt sau đo tiết diện + Góc sắc phụ tiết điện phụ — Góc cắt (6, 5)): + Góc tiết điện + Góc tiết diện góc tạo mặt trước mặt sau phụ đo cắt chinh la géc duge tạo mặt trước mặt phẳng cắt gọt đo cắt phụ ồ1 góc tạo mặt trước mặt phẳng cắt gọt đo phụ œ + /+>y = 90° +ỡ=90? 1.2.2.2 Xét mặt đáy - Góc nghiêng @: Là góc hợp hình chiếu lưỡi cắt mặt phẳng đáy phương chạy dao Khi chiều sâu cắt không thay đổi, ( có giá trị nhỏ chiều dài lưỡi cắt trực tiếp tham gia cắt gọt tăng, làm tăng khả truyền nhiệt nên làm tăng tuôi bền đao (Hình 1.6) Ngồi góc @ ảnh hưởng đến độ cứng vững tiết gia cong Khi chi tiết có độ cứng vững cần chọn BĨC nghiêng @ có giá trị lớn dé giam lực tiết gia cơng theo phương vng góc với đường tâm tiết gia cơng, cịn tiết gia cơng có độ cứng cứng, vững cao nên chọn góc nghiêng ( có giá trị nhỏ (Hình 1.7 1.8) Hình 1.7 Ảnh hưởng lực hướng trục góc lệch chỉnh @ đền 7, vá lực hướng Hình kinh /2, 1.8 Chiều đài lưỡi cắt trực tiếp tham gia cắt gọt phụ thuộc vào góc nghiêng ‹p chiêu sâu cắt t Bảng 1-2: Quan hệ chiều dài lưỡi cắt góc ~ Góc nghigng |] | ? “ZT Chiều 90° 75° | 1,1 2,1 45° 30° 1,4 2,0 2,9 4,0 609 | 12| 2,3 “3T” Chiêu sâu cắtt(mm) |_— § | 3,1 4,2 5,2| 6,2 4,3 6,0 5,7 8,0 7,1 | 10 | _ § dài lưỡi cắt trực tiếp tham gia cắt gọt (mm) 3,5 4,7 5.8 7,0] 8,5 12 7 73 | 821 J0| 14 8,3 — 9,3 12 16 Góc nghiêng phụ @¡: Là góc tạo hình chiếu lưỡi cắt phụ mặt phẳng đáy phương chạy dao lac dung chủ yếu góc nghiêng phụ giảm ma sát lưỡi cắt phụ với bề mặt gia cơng - Góc dao e: Là góc tạo hình chiếu lưỡi cắt lưỡi cắt phụ mặt phăng đáy 1.2.2.3 Góc nâng lưỡi cắt ^ Khi lưỡi cắt thắng góc tạo lưỡi cắt hình chiều mặt phẳng đáy (hình 1.10) Khi lưỡi cắt cong góc tiếp tuyến điểm lưỡi cắt hình chiếu mặt phẳng đáy (hình 1.9 ) Tác dụng góc nâng thay đổi hướng thoát phoi tăng độ bền mũi dao Hình 1.9 + Khi À = 0: lưỡi cắt song song với mặt phẳng đáy (Hình 1.10) cắt + Khi À > 0: mũi đao điểm cao so với tất điểm khác lưỡi + Khi À < 0: mũi dao điểm thấp so với tất điểm khác lưỡi căt Góc nghiêng lưỡi cất Hình 1.10 1.3 Các thơng số đao trạng thái động Trong q trình cắt, thơng số hình học đao thay đổi so với thông số trạng thái tĩnh Sự thay đổi bắt nguồn từ nguyên nhân: Khi gá dao không đảm bảo vị trí tương quan với tiết, gá dao không tâm tiết, ảnh hưởng chuyển động chạy đao 1.3.1 Khi gá hướng đao không đảm bảo vị trí tương quan với tiết _Xét trường hợp tiện trụ trơn, trục đao gá không vng góc với trục tiết gia cơng mà xoay góc / so với trục tiệt ø,ø, biên đổi sau: ... phá hủy) Là trình làm đứt liên kết liên kết mạng khiến cho phần kim loại bị rời 3.2 Quá trình tạo phoi 3.2.1 Quá trình cắt kim loại việc tạo phoi Thực chất trình cắt gọt kim loại trình lấy khỏi... CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT GỌT 3.1, Biến dạng kim loại Biến dạng trình thay đổi hình dạng lớp kim loại đưới tác dụng tượng vật lý từ bên ngồi Bin dann” Hình 3.1 Biểu đồ kéo kim loại 3.1.1...LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình soạn theo chương trình mơn *''Ngun lý cắt gọt kim loại" ngành Chế tạo máy trường đại học kỹ thuật, Giáo trình nghiên cứu phương pháp gia cơng kim loại có phoi như: