Bài giảng Nguyên lý và dụng cụ cắt - Trương Quang Dũng

a. lưỡi dao có bán kính r b. lưỡi dao có lưỡi cắt ngan L Hình 7.6. Trị số của các góc và bán kính mũi dao đợc tra trong sổ tay công nghệ chế tạo máy. ----------------------o0o----------------------- GV: Trương Quang Dũng Trang: 117 Nguyên lý và dụng cụ ct CÂU HI ỌN TP 1. Thế nào là vận tốc cắt tối u? β. σêu các nhân tố ảnh hng đến vận tốc. γ. Trình tự chọn thông số cắt. 4. Quan điểm lựa chọn thông số cắt. 5. Cách chọn chế độ cắt bằng phơng pháp tính. θ. Cách chọn hình dáng hình học của dao. 7. Xác định thông số hình học của dao tiện HKC dùng tiện thô (tiện ngoài) phôi 2 thép 4η có giới hạn bền Ńb =700 N/mm . Hệ thống máy, dao, phôi đủ cứng vững. GV: Trương Quang Dũng Trang: 118 Nguyên lý và dụng cụ ct Chương 8. BÀO VÀ XC 8.1. Đặc điểm và công dụng - Gia công các mặt phẳng (ngang- đứng - nghiêng), rãnh các loại (rãnh then, rãnh vuông, rãnh chữ T, rãnh tròn), mặt định hình, .v.v... độ bóng và độ chính xác khi bào- xọc thấp. - Máy bào- xọc chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ vì khó thực hiện tốc độ cắt lớn dẫn đến hiệu suất và năng suất thấp. - Máy xọc chỉ là một loại máy bào đứng. - Dao bào và dao xọc có hình dạng và thông số hình học gần giống như dao tiện. Do đó quá trình cắt khi bào và xọc cũng tương tự như quá trình cắt khi tiện. Ví dụ, quá trình cắt kim loại và sự hình thành bề mặt xảy ra cùng lúc với biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo, ma sát và toả nhiệt, hình thành lẹo dao và mài mòn dụng cụ, đồng thi các quy luật hình thành bề mặt gia công khác khi tiện cũng như khi bào và xọc đều xảy ra như nhau. Cần lưu ý rằng, ngoài tải trọng va đập ra, quá trình bào và xọc xảy ra với chuyển động tịnh tiến khứ hồi của dao hoặc chi tiết gia công. Do lực quán tính lớn của các bộ phận máy, cho nên bào và xọc thưng được thực hiện với tốc độ cắt <70 – 80m/phút. Ngoài ra, khi bào và xọc có hành trình chạy không của bàn máy hoặc dụng cụ, cho nên năng suất của hai phương pháp gia công này thấp. 8.2. Cấu tạo và thông số hình hc của dao bào và dao xc Dao bào và dao xọc có hình dạng và thông số hình học gần như dao tiện. Do đó quá trình cắt khi bào và xọc cũng tương tự như quá trình cắt khi tiện. Tiết diện của thân dao bào và xọc thưng là hình vuông và lớn hơn thân dao tiện 1,25 – 1,5 lần. Dao bào có đầu hình cong được sử dụng rộng rãi, bi vì độ cong của đầu dao cho phép đặt đỉnh dao theo đưng thẳng đứng trùng với mặt tỳ của dao. dao bào thẳng dưới tác dụng của lực cắt đầu dao bị uốn về phía phải theo bán kính R. Trong trưng hợp này xảy ra hiện tượng cắt vào bề mặt gia công của đỉnh dao từ phía bề mặt sau. Điều này dễ làm cho lưỡi dao cắt bị gãy và độ nhám bề mặt gia công tăng. dao đầu cong chiều dài côngxôn của đầu dao l bằng bán kính GV: Trương Quang Dũng Trang: 119 Nguyên lý và dụng cụ cắt R mà theo đó đỉnh dao di chuyển. Đẳng thức R = l sẽ loại trừ được hiện tượng không mong muốn khi gia công bằng dao bào đầu thẳng. a. Dao đầu thẳng b. Dao đầu cong Hình 8.1. Các loại dao bào Khi chọn các thông số hình học của dao bào và dao xọc cần tính đến đặc điểm của phương pháp bào và xọc. Để giảm ảnh hưng của tải trọng va đập, góc trước γ cần nhỏ hơn góc γ của dao tiện khoảng 5 ÷100, còn góc nghiêng  nên chọn 0 giá trị dương. Đối với dao bào và xọc thông suốt, góc nghiêng chính φ1=10 ÷ 15 (dao bào thông suốt và dao bào mặt đầu), còn dao bào và dao xọc cắt đứt hoặc cắt 0 rãnh φ1=2÷3 . Đối với dao bào tinh rộng bản góc φ=0. Góc sau α của dao bào cũng tương tự như góc α của dao tiện và α= 6 ÷140. 8.3. Các yếu tố chế độ cắt và lớp cắt khi bào và xc - Chiều sâu cắt t khi bào là lớp kim loại được hớt đi sau một hành trình của dao và được đo theo phương vuông góc với bề mặt gia công. - Lượng chạy dao là lượng dịch chuyển của dao hoặc của chi tiết sau một hành trình kép (của dao hoặc của chi tiết) và được đo theo phương chạy dao. Bề rộng b và chiều dày của lớp cắt cũng được đo như khi tiện: b dọc theo lưỡi cắt chính, còn a theo phương vuông góc với lưỡi cắt chính. GV: Trương Quang Dũng Trang: 120 Nguyên lý và dụng cụ cắt Giữa các yếu tố của chế độ cắt và lớp cắt tồn tại quan hệ phụ thuộc như khi tiện: a = s.sinφ t b= sin Đa số các dao xọc có góc φ =900 và  =00. Khi đó a = s và b = t, còn diện tích của tiết diện ngang của lớp cắt F= a.b =s.t (mm2). Hình 8.2. Thông số cắt của Bào – Xc Để tăng năng suất của quá trình bào cần giảm thi gian của hành trình chạy không. Điều này được thực hiện nh điều chỉnh cơ cấu của thanh trượt (cơ cấu culit) của máy. Tốc độ của hành trình cắt biến đổi từ 0 đến giá trị cực đại, sau đó cuối hành trình cắt lại tr về 0, do đó tốc độ cắt trung bình Vc của hành trình được xác định theo công thức: L.1 n m  v  C 1000 đây: L- chiều dài hành trình cắt (mm); n- số hành trình kép trong 1 phút; GV: Trương Quang Dũng Trang: 121 Nguyên lý và dụng cụ cắt v m  C - tỷ lệ giữa tốc độ cắt và tốc độ chạy không (xác định theo catalô của máy) vK thông thưng m= 0,7÷ 0,75.  Lực cắt và tốc độ cắt khi bào và xọc: Lực cắt có thể phân ra làm ba thành phần: Pz - lực nằm ngang song song với chuyển động của dao; Py - lực thẳng đứng tác dụng vuông góc với bề mặt gia công. Dựa theo các lực này để tính các cơ cấu của xích truyền động chính, xích chạy dao và đài gá dao. Lực Px tác dụng lên dao theo phương chạy dao. Lực cắt khi bào cũng chịu ảnh hưng của các yếu tố như khi tiện, vì vậy các lực Pz, Py, Px cũng được biểu thị bằng các công thức thực nghiệm như khi tiện. xz yz Lực cắt: Pz  Cz .t .s .K z (KG) Các hệ số Cz, Kz và các số mũ xz, yz được xác định theo sổ tay (sổ tay gia công cơ hoặc sổ tay công nghệ chế tạo máy). Công suất cắt được xác định theo công thức: Pv. N  zc c 75.60.1,36 Công suất của động cơ máy: N N  c m  đây: η - hiệu suất của máy. Tốc độ cắt cho phép vc của dao bào hoặc dao xọc được tính theo công thức: Cv vKcv . Tm.. txyvv s đây: các hệ số Cv, Kv và các mũ số xv, yv có ý nghĩa tương tự như trong công thức tính tốc độ cắt khi tiện. 8.4. Xác đnh chế độ cắt hợp lý khi bào và xc Xác định chế độ cắt hợp lý khi bào và xọc được thực hiện theo trình tự sau đây: - Chọn chiều sâu cắt phụ thuộc vào lượng dư, độ chính xác và độ bóng bề mặt gia công, công suất của máy. - Chọn lượng chạy dao lớn nhất phụ thuộc vào độ bóng bề mặt gia công và độ bền của phần cắt dụng cụ. GV: Trương Quang Dũng Trang: 122 Nguyên lý và dụng cụ cắt - Dựa theo các giá trị t, s và T xác định tốc độ cắt cho phép Vc. - Dựa theo giá trị vc xác định số hành trình kép n trong một phút: 1000v n  c Lm1  Số hành trình kép n công tức trên cần được so sánh với số n của máy và phải lấy giá trị nhỏ hơn so với n của máy. Khi biết n, ta xác định tốc độ cắt Vc thực tế: L.1 n m  v  c 1000 - Xác định lực cắt Pz: xyzz Pz C z... t s K z Kiểm tra công suất của máy: Pvzc Nm > 75.60.1,36. Nếu công suất của máy Nm không đủ thì phải giảm số hành trình kép của máy. * Xác định thi gian máy: Đối với dao bào và xọc thi gian công nghệ cơ bản (Tm) tính theo công thức: B () 12   Tm  ns. (phút) B: chiều rộng bề mặt gia công (mm). ∆1: lượng tới dao (mm). 1 tg.cot  ∆2: lượng vượt quá dao (mm); ∆2 = (2 ÷ 3)mm; S: mm/HTK; n = HTK/phút Hình 8.3. Sơ đồ tính thời gian máy khi Bào -------------------o0o------------------------ GV: Trương Quang Dũng Trang: 123 Nguyên lý và dụng cụ cắt CÂU HI ỌN TẬP 1. Công dụng và đặc điểm các phương pháp gia công bào và xọc. 2. Cấu tạo của dao bào và dao xọc. 3. Tính và chọn thông số cắt khi bào và xọc. GV: Trương Quang Dũng Trang: 124 Nguyên lý và dụng cụ cắt Chương 9. KHOAN – KHOÉT – DOA 9.1. Khái niệm chung Khoan, khoét, doa là những phương pháp gia công lỗ, có thể đạt chất lượng gia công khác nhau. Tùy theo hình dạng, kích thước, tính chất vật liệu, loại phôi và chất lượng yêu cầu mà việc ứng dụng có khác nhau như: có thể chỉ cần khoan; hoặc khoan, khoét, rồi doa; hoặc khoét rồi doa (trường hợp có lỗ sẵn). Về mặt công nghệ, muốn sử dụng hợp lý các phương pháp trên để đạt chất lượng và năng suất, ta cần phải hiểu rõ bản chất và khả năng công nghệ của chúng. Để thực hiện khoan, khoét, doa cần các chuyển động sau: chuyển động cắt chính là chuyển động quay tròn của dao hoặc chi tiết, chuyển động chạy dao là chuyển động dọc trục chi tiết của dao. 9.2. Khoan 9.2.1. Cấu tạo và thông số hình hc của dao khoan 1. Đặc điểm Khoan là một phương pháp gia công lỗ dùng lâu đời nhất và cũng phổ biến nhất, tuy mũi khoan xoắn xuất hiện từ đầu thế kỷ 19 đến nay. Máy khoan chiếm khoảng 20% tổng số máy cắt trong các nhà máy sản xuất. Gia công khoan có thể thực hiện trên máy khoan, máy tiện và máy phay. Khoan có thể gia công lỗ thông và lỗ không thông với đường kính 0,25  80mm Gia công khoan đạt cấp chính xác 4  5, độ bóng đạt cấp 3  5. Do đó khoan chỉ là phương pháp gia công thô và là nguyên công chuẩn bị cho gia công khoét, doa 2. Kết cấu và thông số hình học phần cắt mũi khoan * Phần cán (chuôi) l1: là bộ phận lắp vào trục chính hoặc lắp vào bầu khoan của máy khoan để truyền mô men xoắn và truyền chuyển động cắt khi khoan. + Phần cán có thể là cán trụ hoặc cán côn. Cán côn được chế tạo theo tiêu chuẩn côn Morse số: 1,2,3,4,5 (với góc côn 1026’ ) GV: Trương Quang Dũng Trang: 125 Nguyên lý và dụng cụ cắt + Đầu cán có thể là dẹt hoặc trụ (cán côn thường có đầu cán dẹt có tác dụng làm cữ tỳ để tháo mũi khoan mũi khoan ra khỏi trục chính hoặc tháo mũi khoan ra khỏi bạc côn trung gian. * Phần cổ l2: là phần nối tiếp giữa phần cán và phần làm việc. + Phần cổ có tác dụng để thoát đá mài khi mài phần cán và phần làm việc. + Phần cổ thường ghi nhãn hiệu của mũi khoan. Hình 9.1. Kết cấu của dao khoan * Phần làm việc l3: gồm có phần định hướng và phần cắt - Phần định hướng: + Phần định hướng có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc + Phần định hướng còn là phần dự trữ để mài lại phần cắt khi bị mòn. + Phần làm việc có 2 rãnh xoắn với góc nghiêng của rãnh xoắn  = 200  300 + Rãnh xoắn có tác dụng để thoát phoi hoặc truyền dẫn dung dịch trơn nguội đi làm mát lưỡi cắt. + Dọc theo rãnh xoắn ứng với đường kính ngoài có 2 đường gờ (đường me) có tác dụng dẫn hướng khi khoan và giảm ma sát giữa mặt trụ của mũi khoan và mặt đã gia công của lỗ. GV: Trương Quang Dũng Trang: 126 Nguyên lý và dụng cụ cắt - Phần cắt: + Chủ yếu dùng để cắt vật liệu tạo ra phoi. + Phần cắt gồm có: Hai lưỡi cắt chính 1 – 2 và 3 - 4 , hai lưỡi cắt chính hợp nhau tạo thành một góc nhọn 2 Hai lưỡi cắt phụ 2 – 5 và 4 – 6, lưỡi cắt phụ là đường xoắn chạy dọc theo đường gờ (đường viền) của mũi khoan. Một lưỡi cắt ngang 1- 3 Mặt trước của mũi khoan là mặt xoắn Mặt sau có thể là mặt côn, mặt xoắn, Mặt phẳng hay mặt trụ tuỳ theo cách mài mặt sau. Hình 9.2. Thông số hình hc dao khoan * Thông số hình học của mũi khoan: Xét ở trạng thái tĩnh: + Mặt đáy tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng tạo thành bởi điểm đó và trục mũi khoan. + Mặt cắt tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng chứa tiếp tuyến với lưỡi cắt chính và vec tơ vận tốc cắt. GV: Trương Quang Dũng Trang: 127 Nguyên lý và dụng cụ cắt a. Góc trước γ: Đo trên mặt phẳng N-N vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt phẳng cơ bản (mặt phẳng đi qua 1 điểm trên lưỡi cắt chính và tâm mũi khoan) γ giảm dần từ ngoài vào tâm. D. tg tg  A AN D.sin b. Góc sau α: Đo trên mặt phẳng A-A (song song với trục mũi khoan) hợp bởi đường thẳng tiếp tuyến với mặt sát và đường thẳng nằm trên mặt phẳng cắt gọt đi qua điểm A trên lưỡi cắt, trị số α lớn dần từ ngoài vào tâm. c. Góc nghiêng chính 2φ: là góc hợp bởi hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt phẳng cơ bản, mũi khoan tiêu chuẩn 2φ = (116÷120)0. 0 d. Góc nghiêng phụ φ1: là góc côn ngược thông thường φ1 = (2÷4) . e. Góc nghiêng Ψ: là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt ngang và lưỡi cắt chính trên mặt phẳng vuông góc với trục mũi khoan, mũi khoan tiêu chuẩn Ψ = 550. f. Góc nâng của lưỡi cắt chính λ: là góc giữa lưỡi cắt chính và pháp tuyến với vecto tốc độ cắt đo trong mặt phẳng cắt; h sin sin DA h: đường kính lõi mũi khoan. DA: đường kính đang xét tại điểm A. h. Góc xoắn ω: là góc hợp bởi đường tâm và đường thẳng tiếp tuyến với đường xoắn của rãnh. .D tg  H H: bước xoắn của rãnh. D: đường kính mũi khoan. Khi gia công thép: ω = (25÷30)0; khi gia công đồng thanh: ω = (8÷12)0. 9.2.2. Các yếu tố khi khoan * Vận tốc cắt V: là tốc độ vòng ứng với đường kính lớn nhất khi khoan ..nD v  (m/f) 1000 GV: Trương Quang Dũng Trang: 128 Nguyên lý và dụng cụ cắt Trong đó: D - đường kính mũi khoan (mm) n- số vòng quay của mũi khoan (vg/f) * Chiều sâu cắt t: + Khi khoan lỗ trong phoi đặc t = D / 2 (mm) + khi khoan rộng lỗ t = (D – d) / 2 (mm) Trong đó: D - đường kính mũi khoan (mm) d- đường kính lỗ trước khi khoan rộng (mm) * Lượng chạy dao s: là lượng dịch chuyển của mũi khoan theo chiều trục sau khi mũi khoan quay được một vòng, đơn vị: mm/vg Do mũi khoan có 2 lưỡi cắt chính nên lượng chạy dao do mỗi lưỡi cắt là sv sz  2 (mm/răng) Ngoài ra còn có lượng chạy dao phút sp = s.n (mm/f) Hình 9.3. Các yếu tố khi khoan * Chiều rộng cắt b, chiều dày cắt a, diện tích cắt f Khi tính các đại lượng này ta bỏ qua ảnh hưởng của lưỡi cắt ngang Ta có: b = D / 2.sin (mm) GV: Trương Quang Dũng Trang: 129 Nguyên lý và dụng cụ cắt a = s.sin / 2 (mm) Khi khoan lỗ ở vật liệu đặc: f = a.b = D.s / 4 (mm2) Khi khoan rộng lỗ: f = a.b = (D – d).s / 4 (mm2) Diện tích ứng với một vòng quay của mũi khoan: F = 2.f = 2a.b (mm2) 9.2.3. Lực cắt khi khoan Ta biết rằng tại mỗi điểm của lưỡi cắt lực cắt tác dụng khác nhau. Song để tiện nghiên cứu ta coi hợp lực của các lực phân tố tập trung ở điểm A cách mũi khoan một đoạn bằng D/4. Px Px P'y Py Py P'y P'x P'x Pnz Pz P'z n Pnz Pz P'z Hình 9.4. Phân tích lực cắt khi khoan GV: Trương Quang Dũng Trang: 130 Nguyên lý và dụng cụ cắt Cũng như tiện, ta phân lực phân tố làm 3 thành phần chính theo các toạ độ xyz. Các thành phần đó là: - Lực Pz là lực tiếp tuyến gây ra mô men cắt chính. Thực nghiệm chứng tỏ 80% mô men là do lực tiếp tuyến tác dụng lên lưỡi cắt chính, 12% mô men là do lực tiếp tuyến tác dụng lên lưỡi cắt phụ, còn lại 8% mô men là do lực tiếp tuyến tác dụng lên lưỡi cắt ngang. - Lực Py là lực hướng kính tác dụng trên 2 lưỡi cắt chính, có trị số bằng nhau nhưng ngược chiều nhau, do vậy chúng triệt tiêu nhau. - Lực P0 là lực chiều trục có xu hướng chống lại lực chạy dao. Lực P0 bằng ’ tổng các lực chiều trục Px tác dụng lên lưỡi cắt chính, lực chiều trục Px tác dung lên lưỡi cắt phụ và lực chiều trục Pn tác dụng lên lưỡi cắt ngang. Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh được rằng: Lực Px chiếm khoảng 40% lực P0 ’ Lực Px chiếm khoảng 3% lực P0 Lực Pn chiếm khoảng 57% lực P0 Hiện nay chưa có công thức lý thuyết tính momen cắt và lực chiều trục. Người ta dùng công thức thực nghiệm sau: xm ym - Momen cắt: MCDSK mm... (Nm) xp yp - Lực chiều trục: PCDSK00 ... p (N) Trong đó: C0, Cm: hệ số phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia công. Km, Kp: hệ số điều chỉnh. 9.3. Khoét 9.3.1. Cấu tạo và thông số hình hc dao khoét Cấu tạo của dao khoét cũng giống như mũi khoan chúng có nhiều răng hơn và không có lưỡi cắt ngang, gồm có: Phần cán (chuôi), phần cổ và phần làm việc. Mũi khoét thường có 3  4 răng. Nếu đường kính nhỏ hơn 35 mm thì làm 3 răng, còn lớn hơn 35 mm thì làm 4 răng. Mũi khoét có thể chế tạo răng liền hay răng chắp, cán liền hay cán lắp. GV: Trương Quang Dũng Trang: 131 Nguyên lý và dụng cụ cắt Hình 9.5. Kết cấu và thông số hình hc dao khoét 9.3.2. Các yếu tố khi khoét - Chiều sâu cắt t: t = (D – d) / 2 (mm) - Lượng chạy dao răng sz: sz = s0 / z = sp / n.z (mm/răng) Trong đó: z- số răng của mũi khoét S0 - lượng chạy dao sau một vòng quay của chi tiết (mm/vg) Sp - lượng chạy dao sau một phút (mm/f) n- số vòng quay trong một phút (vg/f) - Chiều dày cắt a: a = sz.sin = s.sin / z (mm) - Chiều rộng cắt b: b = t/sin (mm) - Diện tích cắt: + Diện tích cắt do mỗi răng cắt ra: 2 fz = a.b = s.t / z = s.(D - d) / 2z (mm ) GV: Trương Quang Dũng Trang: 132 Nguyên lý và dụng cụ cắt + Tổng diện tích do z răng cắt ra: 2 F = fz . z = s.(D - d) / 2 (mm ) Trong đó: D - đường kính lỗ sau khi khoét (mm) d - đường kính lỗ trước khi khoét (mm) 9.4. Doa 9.4.1. Cấu tạo và thông số hình hc dao doa 1. Ðặc điểm của gia công doa Doa là phương pháp gia công lần cuối để đạt được các lỗ có độ bóng và độ chính xác cao và cắt với lượng dư nhỏ, khi doa thô thì lượng dư thường 0,15  0,5 mm còn khi doa tinh thì lượng dư từ 0,05  0,2 mm. Doa có thể đạt được độ chính xác cấp 3  1 và độ bóng đạt cấp 8  10 Năng suất khi doa không cao, mũi doa chế tạo phức tạp, yêu cầu về độ chính xác, độ mòn của mũi doa khắt khe cho nên chỉ dùng doa khi cần thiết. - Vấn đề tuổi bền của mũi doa liên quan đến việc giảm độ chính xác do hụt kích thước vì mòn và do sự lay rộng của lỗ. Thường đường kính lỗ sau khi doa khác với đường kính của mũi dao. - Dung dịch trơn nguội ảnh hưởng lớn đến việc lay rộng vì nó có tác dụng cuốn đi các phần tử nhỏ của phoi và lẹo dao bám trên lưỡi cắt. - Khi gia công lỗ trên phôi thép và gang thì các răng dao doa bị mòn mặt sau. - Đường kính mũi doa càng lớn thì tuổi bền càng lớn. 2. Cấu tạo và thông số hình học Tuỳ theo đường kính lỗ gia công mà mũi doa có kết cấu khác nhau, có thể có mũi doa nguyên, mũi doa răng chắp (điều chỉnh được theo đường kính). Các răng dao doa có thể làm bằng thép cacbon, thép hợp kim dụng cụ, thép gió hoặc hợp kim cứng. Mũi doa gồm có: mũi doa tay hoặc mũi doa máy Mũi doa có số lưỡi cắt lớn z = 6  8 răng Cấu tạo của dao doa cũng giống như mũi khoan, mũi khoét, gồm có: Phần cán (chuôi), phần cổ và phần làm việc. GV: Trương Quang Dũng Trang: 133 Nguyên lý và dụng cụ cắt Hình 10.5. Kết cấu dao doa Phần làm việc là phần chính của mũi doa, có chiều dài l. Đầu mút phần làm việc có độ côn tương đối lớn (450) để dẫn hướng mũi doa dễ đưa vào lỗ. Tiếp sau là phần côn cắt có chiều dài l1 nghiêng một góc  , phần này có lưỡi cắt chính để cắt hết lượng dư khi doa. Tiếp theo là phần trụ có chiều dài l2 dùng để định hướng mũi doa trong lỗ khi làm việc, đồng thời là phần dự trữ để mài lại mũi doa. Trên phần trụ có các lưỡi cắt phụ dọc theo răng của mũi doa, các lưỡi cắt phụ có tác dụng sửa đúng và tăng bề mặt lỗ. Do đó phần trụ có tên là phần sửa đúng. Hình 10.6. Thông số hình hc dao doa Sau phần trụ là phần côn ngược, có tác dụng làm giảm ma sát giữa mũi doa và bề mặt lỗ đã gia công và giảm lượng lay rộng lỗ. Đối với mũi doa tay thì độ côn GV: Trương Quang Dũng Trang: 134 Nguyên lý và dụng cụ cắt ngược là 0,05 (mm), đối với mũi doa máy là 0,04  0,06 (mm) trên suốt chiều dài phần côn ngược. * Góc γ: Khi doa tinh γ = 00 Khi doa thô γ = (5 ÷ 10)0 * Góc α: α = (6 ÷ 12)0 Gia công vật liệu dẻo, gia công thô lấy trị số lớn. Gia công tinh lấy trị số nhỏ. 0 * Góc sau ở bộ phận sửa đúng α1 = (10÷20) ; * Cạnh viền f: được bố trí dọc theo các răng mũi doa, có tác dụng định hướng mũi doa khi làm việc; f = (0,05 ÷ 0,3)mm. 9.4.2. Các yếu tố khi doa Các yếu tố của mũi doa hoàn toàn như mũi khoét. ------------------o0o------------------ CÂU HI ÔN TẬP 1. Cấu tạo và công dụng mũi khoan, các yếu tố cắt khi khoan, cách tính lực, momen khoan Mx, chế độ cắt khi khoan. 2. Cấu tạo, góc độ, công dụng mũi khoét. 3. Cấu tạo, chế độ cắt khi khoét , doa? GV: Trương Quang Dũng Trang: 135 Nguyên lý và dụng cụ cắt Chương 10. PHAY 10.1. Khái niệm Phay là phương pháp gia công kim loại được dùng rộng rãi các nước công nghiệp phát triển từ sau thế kỷ 19 cho đến ngày nay. Phay gia công đạt độ chính xác cấp 4-3 và độ bóng Ra = (3,2  0,2)µm. Phay là phương pháp gia công cắt gọt trong đó có dụng cụ cắt quay tròn tạo ra chuyển động cắt. ωhuyển động tiến dao thông thưng do bàn máy, cũng có khi do dao hoặc do cả máy và dao cùng thực hiện theo các hướng khác nhau. Khác với tiện và khoan, các lưỡi cắt của dao phay không tham gia liên tục, phoi ngắn hơn, lưỡi cắt bị nung nóng gián đoạn nên khả năng chịu tải tốt hơn. 10.2. Đặc trưng của phương pháp phay Phay có thể gia công mặt phẳng, mặt định hình phức tạp, rãnh then, rãnh mang cá, rãnh chữ T, cắt đứt, gia công mặt tròn xoay, trục then hoa, cắt ren, bánh răng dụng cụ để cắt kim loại khi phay gọi là dao phay. Do có một số lưỡi tham gia cắt nên năng suất cao hơn bào, tiện. Lưỡi dao cắt không làm việc liên tục và khối lượng dao phay thưng lớn nên điều kiện truyền nhiệt tốt. Diện tích cắt khi phay thay đổi, do đó lực cắt thay đổi gây rung động trong quá trình cắt. Do lưỡi làm việc gián đoạn, gây va đập và rung động, nên khả năng tồn tại lẹo dao ít. 10.3. Các loại dao phay Hình 10.1. Dao phay trụ và một số loại dao khác GV: Trương Quang Dũng Trang: 136 Nguyên lý và dụng cụ cắt Dao phay trụ và dao phay mặt đầu là 2 loại dao cơ bản để gia công mặt phẳng. - Dao phay trụ: Đưng tâm của dao song song với mặt gia công, răng dao bố trí trên mặt trục. - Dao phay mặt đầu: Đưng tâm dao vuông góc với mặt phẳng cần gia công, răng bố trí trên mặt đầu. Hình 10.2. Một số dao phay mặt đầu răng chắp Từ hai loại trên ngưi ta chế tạo các loại dao khác bằng cách bố trí các răng trên mặt đầu và mặt trụ gồm có: Hình 10.3. Một số loại dao phay thường dùng GV: Trương Quang Dũng Trang: 137 Nguyên lý và dụng cụ cắt - Dao phay rãnh: có 2 hoặc 3 mặt răng dùng gia công rãnh hoặc mặt bên có bề rộng nhỏ. - Dao phay đĩa: Giống rãnh nhỏ cắt đứt. - Dao phay ngón: Răng bố trí cả mặt đầu và mặt trụ dùng gia công mặt bên nhỏ, rãnh kín (rãnh then, mặt tròn xoay). - Dao phay góc: Răng bố trí trên mặt côn, góc dao phụ thuộc vào góc chi tiết gia công mặt định hình. - Dao phay định hình: prôfin răng giống prôfin chi tiết gia công mặt định hình. 10.4. Thông số hình hc của dao phay 10.4.1. Dao phay trụ Dao phay trụ gồm có dao phay trụ răng thẳng và dao phay trụ răng xoắn. Sau đây ta xét về kết cấu và thông số hình học của dao phay trụ răng xoắn. Hình 10.4. Thông số hình hc dao phay trụ răng xoắn - Thành phần kết cấu của dao phay trụ gồm: mặt trước 1; mặt sau 2; mặt lưng răng 3; lưỡi cắt 4 nghiêng với trục dao một góc ; f là bề rộng cạnh viền nằm giữa lưỡi cắt 4 và mặt sau 2, có chiều rộng 0,05  1mm trên mặt trụ có đưng kính D. GV: Trương Quang Dũng Trang: 138 Nguyên lý và dụng cụ cắt - ωác góc của dao phay trụ răng xoắn được xét trong 2 tiết diện: tiết diện mặt đầu (vuông góc với trục dao phay) và tiết diện pháp tuyến A-A vuông góc với lưỡi cắt chính. - ωác góc trong tiết diện pháp tuyến A - A (tiết diện thoát phoi) ảnh hưng đến quá trình cắt như: sự co rút phoi, lực cắt, độ mòn dao, chất lượng bề mặt gia công, còn tiết diện mặt đầu chỉ để điều chỉnh dao khi mài mặt trước và mặt sau. - Quan hệ giữa các góc trong tiết diện pháp và tiết diện mặt đầu như sau: tgn = tg / cos tg = tg1 . cos Trong đó: 1 và  - góc trước và góc sau đo trong tiết diện mặt đầu  và n - góc trước và góc sau đo trong tiết diện pháp - ψước vòng của dao Tv là khoảng cách giữa hai răng kề nhau đo theo cung tròn đưng kính D Tv = D / z (mm) - Góc giữa 2 răng kề nhau:  = 3600 / z Trong đó: z - số răng - Góc nghiêng của răng: dao phay trụ răng xoắn góc nghiêng của răng đặc trưng cho phương răng. Nó có vai trò như góc  dao tiện. Đối với dao phay trụ răng thẳng  =  = 0 - ψước chiều trục của dao phay trụ răng xoắn được tính như sau: Ttr = D / z.tg (mm) - ψước pháp tuyến Tn đo trong tiết diện pháp A – A được tính như sau: Tn = D.cos / z (mm) * ωác góc độ của dao: + Góc xoắn góc nghiêng răng với trục dao: Khi tăng dao bền hơn (số răng cắt tăng), độ bóng tăng nhưng khả năng chịu uốn của dao giảm, thưng dùng: = (30÷60)0. Dao răng thẳng = 00 hiện nay ít dùng. GV: Trương Quang Dũng Trang: 139 Nguyên lý và dụng cụ cắt + Góc trước γ: Đo trên mặt phẳng A-A, trị số của nó phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật liệu dao. - Dao thép gió: γ = (5÷25)0; - Dao hợp kim cứng: γ = (-15÷15)0; Trị số nhỏ gia công vật liệu cứng; trị số lớn gia công vật liệu dẻo. + Góc sau α: Xác định trên mặt phẳng vuông góc với trục dao, phụ thuộc dạng dao và yêu cầu gia công. - Dao thép gió: α = (12÷20)0; - Dao hợp kim cứng: α = (8÷20)0; - Dao cắt, phay rãnh: α= 300; - Dao phay tinh: α = (5÷8)0; 10.4.2. Dao phay mặt đầu - Thông số hình học và kết cấu của dao phay mặt đầu cũng tương tự như dao phay trụ. Nhưng còn có những đặc điểm kết cấu khác. - Mỗi răng dao phay mặt đầu thép gió có 3 lưỡi cắt. Khi phay bằng mặt đầu thì lưỡi cắt 2-3 là lưỡi cắt chính, lưỡi cắt 3-4 là lưỡi cắt phụ, còn lưỡi 1-2 không làm việc. Khi phay mặt phẳng thẳng đứng bằng lưỡi cắt trên mặt trụ thì chỉ có lưỡi cắt 1-2 tham gia cắt gọt, lúc này dao phay mặt đầu làm việc giống như dao phay trụ và vai trò góc 2 giống như góc . Hình 10.5. Thông số của dao phay mặt đầu - Đối với dao phay mặt đầu hợp kim cứng thưng làm răng chắp nên răng dao phay giống như dao tiện có một lưỡi cắt chính và một lưỡi cắt phụ. Ngoài ra để tăng GV: Trương Quang Dũng Trang: 140 Nguyên lý và dụng cụ cắt thêm sức bền và tuổi bền của lưỡi cắt ngưi ta thêm một lưỡi cắt nối tiếp với chiều daì f = 1  1,5mm với góc nghiêng 0 =  / 2, hoặc thay bằng cung tròn bán kính r. - Góc  và n - góc trước và góc sau đo trong tiết diện chính N – N như dao phay trụ. - Góc lệch chính φ, góc lệch phụ φ1 xác định như dao tiện đơn. Khi phay láng 0 có thể sử dụng φ0 = 0, l0 = (4÷6)S0 hoặc có thể lấy φ0 = 90 . Hình 10.6. - Góc trước hướng kính 1 là góc tiếp tuyến với vết của mặt trước và phương hướng kính tại một điểm của lưỡi cắt đo trong tiết diện mặt đầu. 0 - Góc trước hướng trục (2): = (25÷35) là góc giữa tiếp tuyến với mặt trước tại một điểm của lưỡi cắt và phương hướng trục, đo trong tiết diện chứa vectơ vận tốc và song song với trục dao phay qua điểm đó. - Góc sau trong tiết diện chính và mặt đầu được xác định như sau: tgn = tg . sin / cos - Mối quan hệ giữa các góc trên được xác định như sau: tg = tg2. cos + tg1.cos tg1 = tg .sin + tg.cos (khi  > 0) tg1 = tg .sin - tg.cos (khi  < 0) tg2 = tg .cos - tg.sin (khi  > 0) tg2 = tg .cos + tg.sin (khi  < 0) tg = tg2 .sin - tg1.cos (khi  > 0) tg = tg2 .sin + tg1.cos (khi  < 0) GV: Trương Quang Dũng Trang: 141 Nguyên lý và dụng cụ cắt Trong đó:  - góc nâng của lưỡi cắt chính  - góc sau đo trong tiết diện vuông góc với trục dao 10.5. Các yếu tố của chế độ cắt và lớp cắt khi gia công phay 10.5.1. Chiều sâu cắt t Là kích thước lớp kim loại được cắt bỏ đi ứng với một lần chạy dao, đo theo phương vuông góc với bề mặt chi tiết gia công hay vuông góc với trục dao. 10.5.2. Bề rộng cắt B Là kích thước lớp kim loại được cắt đi, đo theo phương chiều trục của dao. Khi cắt bằng dao phay trụ thì chiều rộng phay bằng chiều rộng chi tiết. Khi cắt bằng dao phay đĩa thì chiều rộng phay bằng chiều dày dao phay (hay chiều rộng rãnh). Khi cắt bằng dao phay ngón thì chiều rộng phay bằng chiều sâu rãnh. Khi cắt bằng dao phay mặt đầu thì chiều rộng phay bằng chiều sâu cắt t 10.5.3. Lượng chạy dao Gồm có 3 loại: - Lợng chạy dao răng Sz : là lượng dịch chuyển của bàn máy mang chi tiết gia công sau khi dao quay được một răng (mm/răng) - Lợng chạy dao vòng Sv : là lượng dịch chuyển của bàn máy mang chi tiết gia công sau khi dao quay được một vòng (mm/vòng) Ta có: Sv = Sz.Z mm/vg Trong đó: Z - số răng dao phay - Lợng chạy dao phút Sph : là lượng dịch chuyển của bàn máy mang chi tiết gia công sau khi dao quay được một phút (mm/f) Ta có: Sph = Sv .n = Sz.Z. n (mm/f) GV: Trương Quang Dũng Trang: 142 Nguyên lý và dụng cụ cắt n D t sz s Hình 10.7. Lượng chạy dao khi phay 10.5.4. Vn tốc cắt Vận tốc cắt khi phay là hợp của 2 vận tốc cắt: vận tốc vòng và vận tốc chạy dao: Vc = Vn + Vs Vì vận tốc chạy dao quá bé so với vận tốc vòng nên ngưi ta bỏ qua. Vậy vận tốc cắt khi phay được tính như sau: nD.. VV (m/f) cn1000 Trong đó: D – đưng kính dao phay (mm) n- số vòng quay (vg/f) n Vn Vc D Vs s Hình 10.8. Sơ đồ tính vn tốc khi phay 10.5.5. Góc tiếp xúc  Là góc tâm của dao chắn cung tiếp xúc l giữa dao và chi tiết. GV: Trương Quang Dũng Trang: 143 Nguyên lý và dụng cụ cắt - Khi phay bằng dao phay trụ, dao phay ngón, dao phay đĩa, dao phay định hình thì góc tiếp xúc được tính như sau: 2t cos  1 D n s n D D t t/2  t  /2 l  t/2 s b.Phay đối xứng dao phay mặt đầu a. Phay bằng dao phay trụ Hình 10.9.  t Hay: Sin  2 D - Khi phay đối xứng bằng dao phay mặt đầu:  t sin( )  2 D - Khi phay không đối xứng bằng dao phay mặt đầu:  = /2 +  2t 2t sin  1; Suy ra:  arcsin( 1) D D  t t - D/2 D/2 t  Hình 10.10. Phay không đối xứng bằng dao phay mặt đầu GV: Trương Quang Dũng Trang: 144 Nguyên lý và dụng cụ cắt  2t   arcsin(  1) 2 D * Nếu ta biết đợc góc tiếp xúc ta có thể tính đợc số răng đồng thời tham gia cắt gọt. + Đối với dao phay trụ răng thẳng, dao phay mặt đầu và các dao phay có góc nghiêng  bé thì được xác định theo công thức:  .Z  .Z n  hay n  2 3600 + Đối với dao phay trụ răng nghiêng: ...Z B Z tg n  3600  D Trong đó: Z- số răng dao phay B- ωhiều rộng phay (mm) - Góc nghiêng của răng dao phay (độ) 10.5.6. Chiều dày cắt a ωhiều dày cắt là khoảng cách giữa 2 vị trí kế tiếp của quỹ đạo chuyển động của một điểm trên lưỡi cắt ứng với lượng chạy dao răng. ωhiều dày cắt a biến đổi từ amin đến amax (phay nghịch) hoặc amax đến amin (phay thuận) Hình 10.11. Sơ đồ tính chiều dày cắt bằng dao phay trụ Ta xét chiều dày cắt khi phay ở hai trờng hợp: + Phay bằng dao trụ (răng thẳng và răng nghiêng) như hình 10.11. Tại điểm ω nằm trên cung tiếp xúc ứng với góc tiếp xúc θi, chiều dày cắt được ký hiệu là ai có GV: Trương Quang Dũng Trang: 145 Nguyên lý và dụng cụ cắt chiều dài bằng đoạn ωM. ωoi cung MN là đưng thẳng khi đó ∆ωMN là vuông và góc MNω có giá trị bằng θi, ta có: ai = Sz.Sinθi Nếu θi biến thiên từ (0÷) thì chiều dày cắt thay đổi từ amin= 0 đến giá trị max là: amax = Sz.Sin; ta quy ước atb = Sz.Sin(/2). Do đó diện tích lớp cắt bị thay đổi. Hình 10.12. Sơ đồ tính chiều dày cắt bằng dao mặt đầu + Phay bằng dao phay mặt đầu: Khi bàn máy dịch chuyển một lượng S, một răng cắt thứ i sẽ dịch chuyển một lượng Sz thì quỹ đạo chuyển động của lưỡi cắt từ vị trí 1 đến vị trí 2 và lưỡi dao cắt 1 lớp kim loại có chiều dày ai thay đổi phụ thuộc vào điểm M (nghĩa là phụ thuộc vào giá trị θi; lấy θi biến thiên từ A-A: θi = 0 và tăng dần về 2 phía ψ-ψ: θi = /2; ω-ω: θi = /2 ). Theo hình trên ta có: ai = mSinφ; với góc φ là góc nghiêng chính. Ta có thể coi AMN là tam giác vuông thì: m = Sz.ωos θi. thay m vào công thức ta được: aA = Szsinφ.ωos θi. GV: Trương Quang Dũng Trang: 146 Nguyên lý và dụng cụ cắt Với chiều quay như hình 10.11, mỗi răng tham gia cắt tiết diện ψ-ψ ứng với θi = /2 rồi theo sự chuyển động của lưỡi cắt, θi giảm dần đến 0, rồi tăng dần đến θi = /2. Như vậy: - Tại ψ-ψ với θi = /2 thì amin = Szsinφ.ωos(/2). - Tại A-A với θi = 0 thì amax = Szsinφ. Ta quy ước atb tương ứng với góc (φ/4): atb = Szsinφ.ωos(/4). 10.5.7. Chiều rộng cắt khi phay Dao phay trụ răng thẳng, chiều rộng cắt của một răng cắt thứ i không đổi: bi = B; Dao phay mặt đầu chiều rộng cắt của một răng thứ i không đổi: bi = ψ/sinφ * Diện tích lớp cắt: - Diện tích cắt do một răng cắt ra: f aii. b ; n - Diện tích cắt do n răng cắt ra: FBS .zi sin ; 1 0 ứng với:θ1 = ; θ2 = – (360 /Z) B... t S Z - Diện tích cắt trung bình: F  z tb .D 10.6. Phay thun - phay nghịch 10.6.1. Phay thun Khi phay dao quay cùng chiều với phương chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công. Phay thuận có đặc điểm:  u điểm: ωhiều dày cắt thay đổi từ amax đến amin nên khi tiếp xúc với chi tiết dao không bị trượt, do đó dao đỡ mòn và tuổi bền của dao tăng. Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng đè chi tiết xuống làm tăng khả năng kẹp chặt chi tiết, do đó giảm rung động.  Nhợc điểm: Lúc răng dao mới chạm vào chi tiết, vì chiều dày cắt a = amax nên xảy ra va đập đột ngột làm răng dễ mẻ, đồng thi rung động tăng lên. GV: Trương Quang Dũng Trang: 147 Nguyên lý và dụng cụ cắt Hình 10.13. Thành phần lực nằm ngang đẩy chi tiết theo phương chuyển động chạy dao nên sự tiếp giữa bề mặt ren của trục vít me với đai ốc có thể không liên tục, điều này làm cho bàn máy chuyển động giật cục, do đó gây ra rung động. Phương pháp phay thuận thưng để gia công tinh vì khi cắt với chiều dày cắt nhỏ không gây ra rung động và trượt nên độ bóng cao. 10.6.2. Phay nghịch Khi phay dao quay ngược chiều với phương chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công. Phay nghịch có đặc điểm:  u điểm: ωhiều dày cắt thay đổi từ amin đến amax , do đó lực cắt cũng tăng lên từ P = 0 đến Pmax nên tránh được rung động do va đập. Thành phần lực nằm ngang có xu hướng tăng cưng sự ăn khớp giữa bề mặt ren của vít me và đai ốc, cho nên không gây ra độ rơ và tránh được rung động.  Nhợc điểm: Khi lưỡi cắt mới bắt đầu tiếp xúc với chi tiết nên xảy ra sự trượt giữa lưỡi cắt và bề mặt gia công, điều này ảnh hưng đến độ bóng chi tiết gia công. đồng thi làm cho dao chóng mòn. Thành phần lực cắt thẳng đứng có xu hướng nâng chi tiết lên, do đó gây rung động. Phương pháp phay nghịch thưng để gia công thô. * Tuổi bền của dao phay GV: Trương Quang Dũng Trang: 148 Nguyên lý và dụng cụ cắt Tuổi bền của dao phay là khoảng thi gian giữa 2 lần mài lại khi mặt sau của dao đã mòn đến giới hạn cho phép. Tuổi bền của dao phay thay đổi rất rộng phụ thuộc vào vận tốc cắt, kiểu dao, đưng kính dao phay và dạng gia công (thô hay tinh) Ví dụ: Tuổi bền của dao phay mặt đầu hợp kim cứng T = 180 – 420 phút khi gia công thép và của dao phay trụ thép gió T = 120 – 180 phút. Khi tính toán thực tế ta có thể tra tuổi bền của dao trong sổ tay kỹ thuật. 10.7. Lực cắt khi phay Lực cắt tổng R tác dụng lên một răng dao phay cũng như lực cắt khi tiện, có thể được phân thành các lực thành phần theo những phương nhất định. n n Pz R Pđ i Pn Pr s Pn s Pr Pz Pđ R a. Phay thuận b. Phay nghịch Hình 10.14. Lực cắt khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng * Khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng, ta có: R = Pr + Pz hoặc R = Pđ + Pn Trong đó: - Pz là lực vòng hay lực tiếp tuyến. nó là lực cắt chính để tạo ra phoi. - Pr là lực hướng kính tác dụng vuông góc với phương trục chính của máy. - Pđ là lực thẳng đứng, tuỳ theo phay thuận hay phay nghịch mà lực này có thể hướng lên hay hướng xuống Từ hình vẽ ta có quan hệ: GV: Trương Quang Dũng Trang: 149 Nguyên lý và dụng cụ cắt Pđ = Pz. sini  Pr . cosi Dấu (+) ứng với trưng hợp phay thuận, dấu (-) ứng với trưng hợp phay nghịch. - Pn là lực nằm ngang hay lực chạy dao, vì nó có phương trùng với phương chạy dao. Từ hình vẽ ta có quan hệ: Pn = Pz. cosi  Pr . sini Dấu (+) ứng với trưng hợp phay nghịch, dấu (-) ứng với trưng hợp phay thuận. * Khi phay bằng dao phay trụ răng xoắn, ngoài những lực như khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng, còn có thêm lực dọc trục P0 và lực dọc theo lưỡi cắt Ps Ps P0 Ps  Pr P0 R R Q PN Pz Hình 10.15. Lực cắt khi phay bằng dao phay trụ răng xoắn Nếu gọi Q là lực tổng tác dụng lên răng xoắn, được xác định như sau: Q = R + P0 Hay: Q = PN + Ps Trong đó: - R là lực thành phần tác dụng trong mặt phẳng vuông góc với trục dao, chính là lực tổng tác dụng lên răng dao phay răng thẳng R = Pr + Pz - PN là thành phần lực tác dụng vuông góc với lưỡi cắt. - Ps là lực dọc theo lưỡi cắt được tạo ra do ma sát của phoi trên mặt trước dao theo phương xoắn vít, do đó gây ra co rút phoi theo chiều rộng lớp cắt. GV: Trương Quang Dũng Trang: 150 Nguyên lý và dụng cụ cắt - P0 lừ lực chiều trục. Khi dùng dao phay trụ răng xoắn phải chú ý đến lực này, trong quá trình gá dao lực P0 phải hướng vào ổ trục chính của máy sẽ đảm bảo được độ cứng vững khi gia công. Nếu góc  quá lớn thì ngưi t dùng 2 dao để khử lực P0. Giữa các lực Ps , P0 và Pz có quan hệ sau: P0 = 0,28.Pz tg Ps = 0,72.Pz sin Tương quan giữa Pr, Pn, Pđ và Pz đối với dao phay trụ răng thẳng và răng xoắn Khi phay thuận Pr = (0,6 – 0,8)Pz Pn = (0,8 – 0,9)Pz Pđ = (0,7 – 0,9)Pz Khi phay nghịch Pr = (0,6 – 0,8)Pz Pn = (1,0 – 1,2)Pz Pđ = (0,2 – 0,3)Pz * Khi phay bằng dao phay mặt đầu các lực thành phần cũng tương tự như khi phay bằng dao phay trụ. P0 t  s n n P B Pn r B P  đ s i R Pn Pr Pz Pđ R Pz b. Phay không đối xứng a. Phay đối xứng Hình 10.16. Lực cắt khi phay bằng dao phay mặt đầu GV: Trương Quang Dũng Trang: 151 Nguyên lý và dụng cụ cắt Tương quan giữa các lực khi phay bằng dao phay mặt đầu + Khi phay đối xứng: Pn = (0,3 – 0,4)Pz Pđ = (0,85 – 0,95)Pz P0 = (0,5 – 0,55)Pz + Khi phay không đối xứng phay nghịch: Pn = (0,6 – 0,9)Pz Pđ = (0,45 – 0,7)Pz P0 = (0,5 – 0,55)Pz + Khi phay không đối xứng phay thuận: Pn = (0,15 – 0,3)Pz Pđ = (0,9 – 1,0)Pz P0 = (0,5 – 0,55)Pz * Trong quá trình cắt, lực cắt thay đổi phụ thuộc vào sự thay đổi diện tích cắt, ta có: C.... txp S yp Z B zp P  p (KG) z Dnqp.  p (Các hệ số tra bảng CĐCGC cơ khí) ------------o0o--------------- CÂU HI ÔN TP 1. ωông dụng, đặc điểm, phân loại cá loại dao phay? 2. Trình bày về các thông số dao phay mặt đầu: các góc dao, các lưỡi cắt? 3. Trình bày về các thông số dao phay trụ: kích thước cơ bản, góc, số răng? 4. Thế nào là phay thuận, phay nghịch? Giải thích các trưng hợp. 5. Tính và chọn chế độ cắt khi phay. GV: Trương Quang Dũng Trang: 152 Nguyên lý và dụng cụ cắt Chương 11 CHUT 11.1. Khái niệm Chuốt là một trong những phương pháp gia công kim loại có năng suất cao nhất. Chuốt có thể đạt cấp chính xác 3 – 2, độ bóng bề mặt Ra = 0,63  0,32. Chuốt có thể thay thế cho bào, phay, doa, xọc để gia công bề mặt và cho năng suất cao hơn 2 – 3 lần, có khi còn cao hơn nữa, chuốt cho năng suất cao vì tổng chiều dài của các lưỡi cắt đồng thi tham gia làm việc nhiều hơn so với các dao khác. Hình 11.1. Các dạng bề mặt có thể chut Chuốt được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối để gia công các chi tiết có hình dạng khác như: mặt phẳng, lỗ trụ, lỗ vuông, rãnh then, lỗ then hoa, các bề mặt định hình, bề mặt tròn xoay, rãnh xoắn, bánh răng Khi chuốt lỗ và các mặt định hình phẳng thì chuyển động cắt chính là chuyển động tịnh tiến của dao chuốt, còn chi tiết đứng yên. Khi chuốt các mặt tròn xoay thì dao chuyển động tịnh tiến còn chi tiết chuyển động quay. Quá trình chuốt không có chuyển động chạy dao. Để cắt hết lượng dư trong một hành trình cắt thì các răng của dao chuốt được làm cao dần từ răng thứ nhất đến răng cuối cùng đúng bằng lượng dư gia công. Máy chuốt có 2 loại: máy chuốt đứng để gia công mặt ngoài và chuốt ép, máy chuốt nằm dùng để gia công lỗ. GV: Trương Quang Dũng Trang: 153 Nguyên lý và dụng cụ cắt 11.2. Kết cấu của dao chut Dao chuốt là loại dao có nhiều lưỡi cắt. Tuỳ theo hình dạng của bề mặt lỗ mà dao chuốt có thể là: dao chuốt tòn, vuông, chữ nhật, then hoa, sáu cạnh Dao chuốt mặt ngoài có thể là dao chuốt phẳng hoặc định hình. Thành phần kết cấu của dao chuốt tròn như sau: - Phần 1 là đầu dao dùng để kẹp dao chuốt trong đồ gá và truyền lực 7 1 2 4 5 3 6 Hình 11.2. Kết cấu dao chut - Phần 2 và 3 là cổ dao và côn chuyển tiếp - Phần 4 là phần định hướng phía trước, dùng định tâm chi tiết trước khi chuốt và bảo vệ răng dao chuốt khỏi bị gãy do quá tải khi chuốt những lỗ có lượng dư không đều và lớn. - Phần 5 là phần cắt, làm nhiệm vụ cắt hết lượng dư, các răng cắt phần này có kích thước tăng dần từ răng nọ đến răng kia một lượng s (s- lượng nâng của răng dao chuốt). Trên răng có những rãnh chia phoi để chia phoi thành những đoạn nhỏ, do đó giảm biến dạng của lớp cắt và lực cắt. - Phần 6 là phần sửa đúng, có tác dụng sửa đúng kích thước lỗ và tăng độ bóng bề mặt gia công. Phần sửa đúng có khoảng 4 – 8 răng, kích thước đưng kính các răng sửa đúng đều bằng nhau và bằng kích thước lỗ cần gia công. Trên răng sửa đúng không có rãnh chia phoi. - Phần 7 là phần định hướng phía sau , làm nhiệm vụ định hướng chi tiết khi răng cuối cùng của dao chưa ra khỏi lỗ. Mục đích là tránh hư hỏng bề mặt lỗ và gãy răng dao do chi tiết bị lệch. Trên toàn bộ dao chuốt phần cắt và phần sửa đúng là quan trọng nhất. Độ chính xác và độ bóng của bề mặt gia công chủ yếu là do kết cấu và hình dạng hình học của răng dao quyết định GV: Trương Quang Dũng Trang: 154 Nguyên lý và dụng cụ cắt * Thông số hình học của dao chuốt: - Góc trước: ảnh hưng rất lớn đến lực cắt và độ bóng bề mặt gia công, góc trước tăng thì lực cắt giảm và độ bóng tăng. Tuy nhiên góc trước tăng quá 120 thì ảnh hưng đến độ bóng không đáng kể. Để dễ chế tạo góc trước  = 5  250 tuỳ thuộc vào vật liệu gia công. Nhưng thực tế, vì khi mòn dao chuốt thì chỉ mài lại mặt trước, đo đó đối với những răng sửa đúng ngưi ta chọn  = 0 250 để đưng kính dao lâu bị giảm khi mài lại, còn các răng cắt thì góc trước được chọn lớn hơn. - Góc sau: ảnh hưng đến tuổi bền và kích thước của dao chuốt. Đối với răng cắt  = 2 30 Đối với răng sửa đúng  = 1 20 0  = 2 - 3  = 1 - 20  Răng sửa đúng Răng cắt  Hình 11.3. Thông s hình hc dao chut dao chuốt ngoài  = 5 100, vì nó có thể điều chỉnh kích thước gia công. 11.3. Các yếu t cắt khi chut 1. Chiều dày cắt a Chiều dày cắt a được tính bằng lượng nâng răng (a = Sz). Thưng a = (0,02÷0,2)mm, vật liệu dẻo, kém bền a chọn nhỏ và ngược lại. 2. Chiều rộng cắt Là phần chiều dài lưỡi cắt tham gia cắt. Ví dụ: Chuốt lỗ tròn bD . . 3. Diện tích cắt - Diện tích cắt một răng là: f = a.b (mm2); GV: Trương Quang Dũng Trang: 155 Nguyên lý và dụng cụ cắt - Tổng diện tích cắt do I răng cắt ra đồng thi là: F = f.i (mm2), với: i = L/t L- chiều dài bề mặt chuốt (mm) t- bước răng dao chuốt 11.4. Các phương pháp chut và chn chế độ cắt 1. Các phương pháp chuốt Gồm có các phương pháp sau: Chuốt theo lớp, chuốt ăn dần và chuốt theo mảnh - Chuốt theo lớp: Lớp kim loại được cắt ra có profin đồng dạng với profin của chi tiết cần gia công. Profin của răng dao giống profin cuối cùng của bề mặt chi tiết được cắt. Ví dụ: khi chuốt lỗ vuông, thì profin dao là hình vuông. Khi truốt theo lớp thì chiều dày cắt a rất mỏng, còn chiều rộng cắt b lại lớn, do đó độ bóng và độ chính xác bề mặt cao. Nhưng có nhược điểm là khó chế tạo, lực cắt lớn có thể vượt quá giới hạn bền của dao và lực kéo của máy. a. Chuốt theo lớp b. Chuốt ăn dần c. Chuốt theo mảnh Hình 11.4. Các phương pháp chut - Chuốt ăn dần: Profin của lớp cắt và profin của lưỡi cắt không giống profin của bề mặt gia công. Ví dụ: khi chuốt lỗ vuông thì chu vi của lưỡi cắt là tròn, khi chuốt mặt định hình thì lưỡi cắt thẳng. Chỉ những răng cuối cùng của dao mới cần có hình dạng của bề mặt gia công. Độ bóng và độ chính xác của bề mặt gia công thấp hơn phương pháp chuốt theo lớp. Bi vì trên bè mặt gia công có vết cắt do các răng riêng biệt tạo nên. Tuy nhiên phương pháp này dao dễ chế tạo. - Chuốt theo mảnh: GV: Trương Quang Dũng Trang: 156 Nguyên lý và dụng cụ cắt Giống như chuốt ăn dần, profin răng dao khi chuốt không giống của chi tiết gia công. Mỗi lớp cắt có chiều dày cắt a và bề rộng cắt b được thực hiện bi một nhóm răng (từ 2 – 3 răng). Do đó còn gọi là chuốt theo nhóm. Trong cùng một nhóm các răng có chiều cao bằng nhau. Để cắt được hình dạng chi tiết sẽ phải có nhiều nhóm răng. Phương pháp này có ưu điểm: chiều rộng lớp cắt b nhỏ, chiều dày cắt a tăng nên biến dạng giảm, do đó lực cắt tác dụng lên răng nhỏ. Tuy nhiên a lớn dao dễ bị mòn mặt trước. Phương pháp này dùng để gia công những chi tiết có lượng dư lớn, chi tiết có võ cứng (phôi đúc, rèn) và những chi tiết có thành mỏng, độ cứng vững kém Nhược điểm dao chế tạo phức tạp. 2. Chế độ cắt và tuổi bền của dao chuốt Tuổi bền của dao phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật liệu làm dao, độ chính xác gia công. thưng định tuổi bền của dao T = 120 – 180 phút. Giữa tuổi bền của dao và tốc độ cắt có quan hệ: Cv v  (m/f) Tamy. Trong đó: Cv- hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và điều kiện gia công T- tuổi bền của dao (phút) a- Chiều dày cắt hay lượng nâng của răng (mm) m và y- các số mũ ảnh hưng của tuổi bền và chiều dày cắt đến tốc độ cắt. Công suốt chuốt: Pv. N  z (Kw) c 60.1020 --------------o0o---------------- CÂU HI ÔN TẬP 1. Công dụng và kết cấu của dao chuốt? 2. Các sơ đồ cắt khi chuốt. 3. Trình bày các phương pháp và chế độ cắt khi chuốt. GV: Trương Quang Dũng Trang: 157 Nguyên lý và dụng cụ cắt Chương 12. MÀI 12.1. Đặc điểm và công dụng Mài là phương pháp dùng phổ biến để gia công tinh và sửa đúng chi tiết, mài còn dùng để gia công thô, cắt đứt hoặc làm sạch.  Gia công tinh các loại bề mặt (mặt trụ, phẳng, rãnh, lỗ, định hình, răng, then, v.v...). - Có thể dùng gia công thô (cắt phôi, mài thô), gia công thép đã tôi, các loại vật liệu rất cứng. - Độ chính xác cao và độ bóng cao (8  10).  Trên mặt đá mài có nhiều lưỡi cắt có với những hình dạng khác nhau (có thể xem mỗi hạt đá mài như một lưỡi dao cắt). - Chiều sâu cắt và lượng chạy dao nhỏ. - Tốc độ cắt và lực cắt lớn. - Khi cắt dễ bị trượt do kết cấu lưỡi cắt (hạt đá mài). - Đá mài có khả năng tự mài sắc bằng cách bong lớp cũ để tạo ra lớp mới sắc hơn. 12.2. Cấu tạo đá mài Hình 12.1. Cấu tạo đá mài Gồm đá mài , bột mài, tấm mài, ... được chế tạo bởi vật liệu mài (hạt mài), chất dính kết, GV: Trương Quang Dũng Trang: 157 Nguyên lý và dụng cụ cắt  Vật liệu mài: phải bền- cứng- chịu nhiệt tốt như: kim cương, ôxyt nhôm, cacbit silic, ...  Chất dính kết: để liên kết các vật liệu mài tạo thành đá mài như: cao su, silicat, ...  Tính chất và tổ chức của đá mài: Tùy theo độ xốp có loại đá chặt, đá vừa, đá xốp. Tùy theo độ cứng của đá có đá cứng, đá mềm.  Hình dạng của đá mài: Đá đĩa, đá định hình, thanh mài, dây mài, v.v... 12.3. Cách chn đá  Chọn vật liệu hạt mài: - Nên chọn vật liệu hạt mài kôrun điện. Khi mài gang xám, đồng thau nên chọn cacbit silic đen, khi mài hợp kim cứng nên chọn cacbit silic xanh. - Vật liệu cứng chọn đá mềm. - Vật liệu mềm chọn đá cứng. Để đảm bảo an toàn, đá mài khi chọn cần cân bằng và thử đá với tốc độ lớn.  Chọn độ hạt của hạt mài: Khi mài thô, mài vật liệu mềm và dẻo nên chọn độ hạt lớn. Độ hạt của các hạt mài 11, 12, 16, 25 và 46 cho phép đạt chất lượng bề mặt cao khi mài các chi tiết máy.  Chọn chất kết dính: Chất kết dính là ceramic được sử dụng rộng rãi nhất. Chất kết dính là vuncannhit và bankenlit được sử dụng để mài tinh và để chế tạo đá mài dùng cho nguyên công cắt đứt chi tiết.  Chọn độ cứng đá mài: Độ cứng đá mài phụ thuộc vào tốc độ cắt, do đó khi tốc độ cắt cao cần chọn đá mài độ cứng cao.Khi mài thép gió và hợp kim nên chọn độ cứng đá mài M3 – CM2, khi mài thô nên chọn độ cứng đá CT1 - CT3, khi mài tinh nên chọn độ cứng đá mài M2 – C2.  Chọn cấu trúc đá: GV: Trương Quang Dũng Trang: 158 Nguyên lý và dụng cụ cắt Vật liệu gia công càng dẻo, chiều sâu cắt càng lớn cần chọn đá mài có độ xốp càng lớn. 12.4. Chuyển động cơ bản của máy mài - Chuyển động chính: là chuyển động quay của đá mài. - Chuyển động chạy dao: + Chạy dao vòng (chuyển động tròn CT): Sv (m/ph) + Chạy dao dọc (chuyển động khứ hồi bàn máy mang CT): Sd (m/ph) + Chạy dao ngang hoặc chạy dao hướng kính: Sn or Sk (mm/htk) 12.5. Các loại đá mài và phương pháp mài - Máy mài tròn ngoài: đá mài phải rộng hơn chi tiết. - Máy mài tròn trong: CT quay. - Máy mài phẳng: bằng đá trụ hoặc đá mặt đầu. - Máy mài định hình: mài mặt côn, mài ren, mài răng, mài then, ... - Máy mài dụng cụ: mài sắc, mài phá, ... - Máy mài chính xác: máy mài bóng, máy mài nghiền, ... - Máy mài tròn không tâm: mài mặt trụ ngoài và trong. 12.6. Chế độ mài dn - Tốc độ cắt: V= (m/s) 60.1000 - Lượng chạy dao: Sv, Sd , Sn hoặc Sk. - Chiều sâu cắt: + Mài tròn: t= 1/ 2 (D- d) + Mài phẳng: t= H- h ------------------o0o----------------- GV: Trương Quang Dũng Trang: 159 Nguyên lý và dụng cụ cắt CÂU HI ÔN TẬP 1. Nêu đặc điểm, công dụng của mài? 2. Trình bày kết cấu đá mài và một số cách chọn đá mài. 3. Trình bày các chuyển động, các loại đá mài và phương pháp mài thông dụng trong cơ khí. GV: Trương Quang Dũng Trang: 160 Nguyên lý và dụng cụ cắt