Giáo trình tiện cơ bản (nghề cắt gọt kim loại trình độ trung cấp nghề)

UBND TỈNH PHÚ YÊN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ YÊN
KHOA CƠ KHÍ

GIÁO TRÌNH

NGHÊ: CẮT GỌT KIM LOẠI
HỆ: TRUNG CẤP NGHỀ

LƯU HÀNH NỘI BỘ
NĂM 2009


LỜI GIỚI THIỆU
Dạy thực hành nghề theo phương pháp tích hợp, được thể
hiện trên cơ sở những bài học lý thuyết chuyên môn cơ bản, phối
hợp với bài luyện tập thông qua ứng dụng những bài tập sản
xuất. Giúp cho người học vừa nhanh chóng nắm vững kiến thức,
vừa nhanh chóng hình thành kỹ năng nghề.
Cuốn giáo trình “ Tiện cơ bản” này dùng cho ngành cắt
gọt kim loại. Nội dung từ giới thiệu về máy tiện, cách sử dụng
máy, các loại đồ gá thông dụng, dao tiện, chế độ cắt, tiện trụ,
vạt mặt khoan tâm và cắt đứt.
Mục đích là hổ trợ cho giáo viên dạy nghề ngành cắt giọt
kim loại và là kiến thức cơ bản cho người học. Giúp cho người
học tìm hiểu dễ dàng hơn và đi sâu hơn cho những môdun sau
này của chuyên ngành.
Cuốn giáo trình này lần đầu tiên được in và đưa ra sử
dụng chắc chắn cịn nhiều thiếu sót. Xin chân thành cảm ơn sự
đóng góp về nội dung và hình thức trình bày của người đọc để
cuốn giáo trình ngày càng hoàn thiện.

Biên soạn: Trần Kim Lai

2


Bài 1: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY TIỆN VẠN NĂNG
Thời gian: (LT:4h;TH:16h)
I. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIA CÔNG TIỆN TRÊN MÁY TIỆN
VẠN NĂNG
1. Cấu tạo của máy tiện vạn năng:
Máy tiện vạn năng có rất nhiều loại, mỗi loại đều có kích thước và cấu
tạo khác nhau. Các bộ phận và chi tiết chủ yếu có thay đổi nhưng nói chung về
tên gọi và tác dụng cơ bản giống nhau.

a. Thân máy:
Thân máy là bộ phận quan trọng, trên thân máy lắp tất cả những bộ phân
chính chủ yếu của máy. Bộ phận quan trọng của thân máy là sống trượt đuợc
chế tạo chính xác và nhẵn bóng cao, cần bảo đảm độ thẳng, độ phẳng, độ song
song. Trên sống trượt có lắp những bộ phận máy có thể di động như: ụ động, giá
đỡ, bàn trượt dọc. kết cấu thân máy rất đa dạng.
b. Hộp trục chính:
Hộp trục chính bao gồm hộp tốc độ để điều chỉnh các cấp vận tốc cần
thiết của trục chính, bên trong là hệ thống trục, cơ cấu ly hợp, cơ cấu đảo chiều,
bánh răng ăn khớp…Bên ngồi có một số tay gạt để thay đổi tốc độ, chiều quay.
Bộ phận quan trọng nhất của hợp trục chính là trục chính và những ổ trục
của trục chính. Nhiệm vụ của trục chính là định tâm, định vị đồ gá hoặc chi tiết
gia cơng. Trục chính thường có kết cấu rỗng để có thể đưa phơi thanh qua trục
chính. Đầu trước của trục chính, bên trong có lỗ cơn để lắp mũi tâm (tâm chết).
Phía ngồi của đầu trước thường có hai dạng: Có ren để lắp mâm cặp và mặt

cơn để định vị mâm cặp trên mặt cơn có lắp then để truyền mômen xoắn, kẹp
chặt mâm cặp bằng đai ốc ren được lắp trên ổ trục chính.
Ở một số máy tiện hợp tốc độ là hợp riêng và đặt ở phía dưới thân máy.
3


c. Bàn dao:
Bàn dao là bộ phận máy
lắp trên hợp xe dao và di trượt
trên sống trượt của băng máy.
Bàn dao có nhiệm vụ kẹp chặt
dao, thực hiện chuyển động chạy
dao dọc và chạy dao ngang.
Bàn dao gồm các bộ phận
sau:
- Bàn dao dọc: Di trượt
trên sống trượt dẫn hướng của
băng máy theo chiều dọc thực
hiện chạy dao dọc tự động nhờ
hợp xe dao hoặc chạy dao dọc bằng tay khi quay tay quay thông qua bộ truyền
thanh răng - bánh răng.
- Bàn dao ngang: Di trượt trên sống trượt đuôi én của bàn trượt dọc theo
phương ngang thực hiện chạy dao ngang tự động nhờ hợp xe dao hoặc chạy dao
ngang bằng tay khi quay tay quay thông qua cơ cấu vít me đai ốc.
- Bàn trượt dọc trên: Có thể xoay xung quanh trục của nó khi mở hai đai
ốc ở hai bên bàn quay trịn và có thể trượt dọc theo phương trên sống trượt đuôi
én của bàn quay tròn.
- Ổ dao: Dùng để kẹp chặt dao tiện trong q trình gia cơng. Ổ dao được
gá trên bàn trượt dọc trên và có thể quay xung quanh trục của ổ dao để định vị
dao. Ổ dao dùng trên máy tiện vạn năng thường là ổ dao vuông có thể lắp được

4 dao tiện trên 4 cạnh của ổ dao, khi cần đến dụng cụ cắt nào chỉ cần xoay tay
xiết chặt ổ dao theo chiều ngược kim đồng hồ rồi xoay dụng cụ cắt đến vị trí cần
thiết.
d. Ụ động:
Được đặt trên sống trượt
và có thể di trượt trên sống trượt
đến vị trí bất kỳ bằng tay. Ụ
động dùng để đỡ những chi tiết
gia công kém cứng vững, ngồi
ra cịn dùng để gá mũi khoan,
mũi kht, mũi doa, các đồ gá ta
rô, bàn ren để cắt ren …
Để kẹp chặt ụ động xuống
băng máy ở một vị trí cần thiết ta
xoay chốt lệch tâm.
Các bộ phận chính của ụ động bao gồm:
- Đế ụ động được lắp trên các rãnh trượt của băng máy.
4


- Thân ụ động.
- Nịng ụ động.
- Trục vít me.
- Đai ốc ăn khớp với trục vít me.
- Bộ phận hãm ụ động với băng máy.
- Tay quay nòng ụ động.
- Tay hãm nòng ụ động.
- Mũi tâm ụ động.
2. Công dụng của máy tiện:
Máy tiện dùng để gia công các chi tiết trụ trịn xoay, dạng cơn, mặt định

hình, cắt ren, cắt rãnh, cắt đứt.
Ngồi các dạng gia cơng cơ bản trên máy tiện cịn có thể thực hiện các
nguyên công khác như: Khoan, khoét, doa mài, cắt gai nhám và cắt ren bằng bàn
ren.

Tiện trụ trong

Vạt mặt

Tiện trụ ngoài

Tiện ren trong

5


Tiện ren ngồi

Tiện cơn trong
Tiện cơn
ài
II. VẬN HÀNH MÁY TIỆN
Để đảm bảo kết quả tốt trong quá trình thao tác tránh xảy ra tai nạn lao
đơng, hư hỏng máy móc, quá trình thao tác chia ra hai giai đoạn cơ bản:
Thao tác máy ở trạng thái tĩnh, thao tác máy ở trạng thái động. Thao tác
máy ở trạng thái động được tiến hành theo các bước sau:
1. Đóng cầu dao và bậc cơng tắc chính của máy.
2. Thay đổi tốc độ và chiều quay của máy.
- Thay đổi tốc độ: Trong q trình gia cơng một sản phẩm hồn chỉnh ta
phải thay đổi một số tốc độ khác nhau phù hợp với từng bước công việc. Để

thay đổi tốc độ theo ý muốn, trên máy thường bố trí hai bộ phận:

6


+ Tay gạt điều chỉnh tốc độ: Đa số các máy thường đặc tay gạt chỉ A-B,
cho ta tốc độ gián tiếp (Tốc độ thấp) hay trực tiếp (Tốc độ cao).
+ Tay gạt điều chỉnh số vòng quay cụ thể của trục chính: Đặc ở hộp tốc
độ cho ta các dãy tốc độ. Kết hợp hai tay gạt cho ta các caaps tốc độ khác nhau.
- Thay đổi chiều quay trục chính: Sau khi các tay gạt đúng vị trí xác định,
Muốn cho máy chạy ta dùng tay kéo cần khởi động lên trên khi đó mâm cặp
chạy theo chiều thuận (Ngược chiều kim đồng hồ), muốn dừng máy ta ấn cần
khởi động về vị trí giữa, máy từ từ dừng hẳn. Muốn đảo chiều quay trục chính ta
đưa cần khởi động về phía dưới máy sẽ quay ngược (Cùng chiều kim đồng hồ).
Trong q trình đổi chiều quay khơng nên đổi một cách đột ngột vì như vậy sẽ
làm va chạm lớn giữa các bánh răng, dễ bị nứt, vỡ, ảnh hưởng đến một số bộ
phận khác.
3. Thao tác tiến dọc tiến ngang bằng tay.
- Thao tác chạy dao dọc của bàn dao: Dùng tay quay vô lăng ở hộp xe
dao nhờ tác động của con người truyền qua cơ cấu bánh răng ăn khớp với thanh
răng lắp ở băng máy làm cho bàn dao tiến dọc. Muốn cho bàn dao dịch chuyển
về phía ụ động hay phía mâm cặp ta quay vô lăng cùng chiều hay ngược chiều
kim đồng hồ.
- Thao tác chay dao ngang bằng tay: Muốn cho bàn dao tiến về phía tâm
máy ta dùng tay phải quay tay quay của bàn dao ngang thuận chiều kim đồng
hồ. Nếu quay ngược lại thì bàn dao ngang lùi ra khỏi tâm máy
4. Thao tác chạy dao dọc và chạy dao ngang tự động.
Sau khi trục trơn đã nhận được chuyển động từ trục chính muốn cho bàn
dao dọc chạy tự động ta kéo tay gạt tự động hộp xe dao nhờ sự ăn khớp của các
bánh răng chuyển động được truyền từ trục trơn đến bánh răng ăn khớp với

thanh răng làm cho bàn xe dao tiến dọc theo băng máy. Khi cần tiến ngang tự
động ngắt tự động dọc và kéo càn gạt lên vng góc với hôp xe dao, chuyển
động được truyền từ trục trơn qua các bánh răng làm cho bàn dao ngang tiến
ngang tự đông.
Muốn thay đổi chiều tịnh tiến của bàn dao ta điều chỉnh tay gạt của cơ
cấu đảo chiều theo hướng mũi tên chỉ dẫn trên máy.
5. Thao tác thay đổi bước tiến.
Bất kỳ máy nào cũng có bộ nhận thay đổi bước tiến dựa vào yêu cầu gia
công mà điều chỉnh bước tiến cho phù hợp. Thay đổi bước tiến là thay đổi tốc
độ của trục trơn và trục vít me, nghĩa là thay đổi lượng dịch chuyển của dao sau
một vịng quay của trục trơn và trục vít me. Nếu trục trơn và trục vít me quay
chậm thì lượng tiến dao nhỏ và ngược lại.
Quá trình thay đổi bước tiến phải gạt nhẹ nhàng tránh va đập giữa các
bánh răng.

7


6. Điều chỉnh cơ cấu chay ren.
Tuỳ theo yêu cầu của chi tiết gia công và dựa trên bảng chỉ dẫn trên máy
điều chỉnh tay gạt về đúng vị trí yêu cầu, đồng thời điều chỉnh ly hợp cho trục
vít me quay. Muốn cho bàn dao tịnh tiến ta đóng đai ốc hai nửa bàn dao sẽ
chuyển động dọc băng máy có bước tiến đúng u cầu gia cơng.
III. CHĂM SĨC MÁY VÀ CÁC BIỆN PHÁP AN TỒN KHI SỬ
DỤNG MÁY TIỆN:
An toàn lao động khi sử dụng máy tiện là đều bắt buộc phải hiểu biết và
tuân theo một cách nghiêm ngặt nhằm trách những tai nạn có thể xảy ra cho
người và máy.
1.Trước khi làm việc:
- Phải mặt quần áo bảo hộ lao động gọn gàng, tay áo phải xoắn lên hoặc

cài nút. Tóc cuốn gọn cho vào trong mũ bảo hộ lao động.
- Kiểm tra tình trạng bên ngoài của máy, dụng cụ, đồ gá, các chi tiết che
chắn, cơng tắt đóng - mở máy, tay gạt có ở vị trí an tồn khơng.
- Kiểm tra tình trạng của máy ở chế độ chạy khơng tải tình trạng của các
cơ cấu điều khiển hệ thống bôi trơn và làm nguội.
- Sắp xếp lại vị trí làm việc, kiểm tra và chuẩn bị dụng cụ gá lắp, dụng cụ
cắt, dụng cụ đo chi tiết kẹp chặt.
- Nếu máy và thiết bị điện bị hỏng hóc, phải báo ngay cho thợ sửa chữa
không được bắt đầu làm việc khi chưa khắc phục, không được phép tự ý sửa
chữa hoặc điều chỉnh lại các chi tiết và bộ phận của máy.
- Khi mài dao khơng nên mài vào vị trí mặt đầu của đá, không để độ hở
giữa bệ tỳ và đá mài quá lớn, không nên ấn mạnh dao vào đá mài, phải dùng
kính hoặc tấm kinh che an tồn.
- Khơng đeo găng tay hoặc bao tay khi làm việc. Nếu tay đau phải băng
lại và đeo găng tay cao su mỏng.
- Không để dung dịch làm nguội hoặc dầu bơi trơn văng ra ngồi nền
xung quanh chỗ làm việc.
- Khi tháo lắp mâm cặp cần kê dưới mâm cặp một tấm gỗ. Đối với mâm
cặp nặng thì dùng thiết bị nâng cẩu.
- Không được nối dài cán của chìa vặn mâm cặp để kẹp chặt phơi, khơng
được để chìa vặn ở trên mâm cặp sau khi kẹp chặt hoặc tháo phơi. Ở một số máy
có trang bị chìa khố mâm cặp an tồn.
- Sau khi kẹp phơi khơng cho phép các chấu kẹp nhơ ra khỏi đường kính
ngồi của mâm cặp vượt quá 1/3 chiều dài của chấu (Có thể thay chấu ngược).
Đối với chi tiết có chiều dài ngắn thì gá trực tiếp vào mâm cặp, cịn chi tiết dài
phải dùng mũi tâm để đỡ.
- Để tránh làm hỏng dao cắt:
Khi thực hiện cắt phải cho chi tiết gia cơng quay trịn trước sau đó mới
điều chỉnh cho dao tiện tiếp xúc với chi tiết gia công.
8

Khi cần phải dừng máy trước tiên phải ngắt chạy dao tự động, điều chỉnh
dao tiện rời khỏi bề mặt gia cơng, sau đó mới ngắt chuyển động của trục chính.
- Khi cắt đứt chi tiết q dài khơng nên cắt với tốc độ cao. Phía sau trục
chính cần phải dùng ống để đỡ chi tiết gia cơng cịn ở phía trước trụ chính sử
dụng nịng ụ động để đỡ chi tiết.
- Không được sử dụng dụng cụ đo để đo chi tiết khi cịn đang quay.
- Khi gia cơng vật liệu dẻo có phoi dây cần có cơ cấu bẻ phoi. Khi phoi
vấn vào chi tiết gia công hoặc dao tiện không được dùng tay để tách phoi mà
phải dùng cây móc phơi.
- Khi gia cơng vật liệu dịn cho phoi vụn cần phải dùng tấm chắn bảo vệ
trong suốt hoặc đeo kính bảo hộ lao động.
- Khơng tỳ khuỷu tay lên máy trong khi làm việc.
- Không hãm chuyển động quay của trục chính bằng cách ấn tay vào
mâm cặp hoặc chi tiết gia công.
- Khi cắt ren bằng bàn ren hoặc ta rô không được dùng tay để giữ tay vặn
phải dùng bàn dao hoặc thanh thép gá trên ổ dao.
- Khơng được rời khỏi vị trí gia công khi máy đang chạy. Phải dừng máy
và ngắt động cơ điện khi rời khỏi vị trí làm việc, ngừng việc cung cấp điện khi
quét dọn và lau sạch máy.
2. Kết thúc công việc:
- Dừng máy và điều chỉnh các cần gạt về vị trí an tồn, ngắt điện khỏi
máy, dùng chổi quét sạch phoi ở ổ dao và băng máy, dùng dẻ lau sạch dụng cụ
đo và dụng cụ cắt cho vào tủ, sắp xếp gọn gàng các chi tiết đã gia công.
- Bôi trơn các bề mặt làm việc ở bàn dao và băng máy.
- Bàn dao máy nêu rõ tình trạng của máy trong thời gian làm việc.

9

Bài 2: SỬ DỤNG CÁC LOẠI ĐỒ GÁ THÔNG DỤNG
Thời gian: (LT:3h;TH:8h)
I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI ĐỒ GÁ
1. Khái niệm
a. Cấu tạo tổng quát của đồ gá
Đồ gá được cấu tạo bỡi các bộ phận chính sau:
- Bộ phận định vị
- Bộ phận kẹp chặt
- Các truyền lực từ nơi tác động đến vị trí kẹp chặt.
- Cơ cấu hướng dẫn dụng cụ cắt như: Phiến dẫn, bạc dẫn…
- Các cơ cấu quay và phân độ.
- Thân đồ gá và đế đồ gá để lắp các bộ phận trên tạo thành bộ đồ gá
hoàng chỉnh.
- Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá vào máy cắt kim loại
b. Tác dụng của đồ gá
- Nâng cao năng suất và độ chính xác gia cơng vì vị trí chi tiết so với
máy, dao được xác định bằng các đồ gá định vị. Độ chính xác gia cơng được
đảm bảo, khơng phụ thuộc vào tay nghề cơng nhân, vị trí dao so với đồ định vị
được điều chỉnh sẵn
- Mở rộng khả năng công nghệ của thiết bị.
- Giúp cho việc gia cơng các ngun cơng khó mà nếu khơng có đồ gá thì
khơng gia cơng được.
-Giảm nhẹ sự căng thẳng và cải thiện điều kiện làm việc của công nhân.
c. Yêu cầu đối với đồ gá
- Kết cấu đồ gá phải phù hợp với cơng dụng
- Đảm bảo độ chính xác gia công đã cho.
- Sử dụng thuận tiện và an toàn khi làm việc
2. Phân loại đồ gá
a. Phân loại theo nhóm máy

- Đồ gá trên máy tiện
- Đồ gá trên máy phay
- Đồ gá trên máy bào
- Đồ gá trên máy mài
- Đồ gá trên máy khoan
- Đồ gá trên máy doa
- Đồ gá trên máy chuốt
b. Phân loại theo mức độ chun mơn hố

10


- Đồ gá vạn năng thông dụng: Khi sử dụng cần phải lắp bổ sung thêm các
chi tiết và bộ phận khác vào đồ gá. Loại đồ gá này dùng để định vị và kẹp chặt
các chi tiết có kích thước và hình dáng khác nhau trong sản xuất đơn chiếc.
- Đồ gá vạn năng điều chỉnh: Gồm có bộ phận cố định và bộ phận thay
đổi. Bộ phận cố định là phần cơ sở dùng chung cho mọi chi tiết gia công khác
nhau. Bộ phận thay đổi là những chi tiết của đồ gá được sử dụng tùy theo hình
dạng và kích thước của chi tiết gia cơng.
- Đồ gá chun mơn hóa điều chỉnh: Dùng để định vị và kẹp chặt nhóm
các chi tiết có kích thước, có kết cấu công nghệ gần như nhau, phương pháp gia
công và đặc tính các bề mặt định vị tương tự nhau.
- Đồ gá chuyên dùng: Loại đồ gá này chỉ thực hiện một nguyên công của
một chi tiết cụ thể nào đó, khi thay đổi đối tượng sản xuất loại này khơng dùng
được. Nó có ưu điểm một lần điều chỉnh máy có thể gia cơng tất cả các chi tiết
trong lơ sản phẩm đạt độ chính xác đã cho, do đó nâng cao năng suất. Tuy
nhiên trong sản xuất nhỏ sẽ khơng kinh tế do chi phí cho thiết kế, chế tạo đồ gá
- Đồ gá tổ hợp: Là đồ gá được tổ hợp lại từ những chi tiết và bộ phận tiêu
chuẩn hóa đã được chế tạo sẵn và được dùng lại nhiều lần để gá đặt nhiều loại
chi tiết khác nhau. Dùng trong sản xuất

đơn chiếc và hàng loạt, nó có hiệu quả
kinh tế cao.
II. ĐỊNH VỊ VÀ KẸP CHẶT
CHI TIẾT GIA CÔNG
Bậc tự do theo một phương nào
đó của một vật rắn tuyệt đối là khả
năng di chuyển của vật rắn theo
phương đó mà khơng bị bỡi bất kỳ một
cản trở nào trong phạm vi ta đang xét.
Một vật rắn tuyệt đối trong
khơng gian có 6 bậc tự do chuyển
động. Khi ta đặt nó vào trong hệ tọa độ
đề các, 6 bậc tự do đó là: 3 bậc tịnh tiến
dọc trục T(Ox), T(Oy), T(Oz) và 3 bậc
quay quanh trục Q(Ox), Q(Oy), Q(Oz).
Hình bên là sơ đồ xác định vị trí
của một vật rắn tuyệt đối trong hệ tọa
độ đề các.
- Điểm 1 khống chế bậc tịnh tiến
theo Oz.
- Điểm 2 khống chế bậc quay
quanh Oy.
11


- Điểm 3 khống chế bậc quay quanh Ox.
- Điểm 4 khống chế bậc tịnh tiến theo Ox.
- Điểm 5 khống chế bậc quay quanh Oz.
- Điểm 6 khống chế bậc tịnh tiến theo Oy.
III. PHÂN TÍCH ĐỊNH VỊ TRONG MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP GÁ

LẮP THÔNG THƯỜNG
- Mỗi mặt phẳng bất kỳ đều có khả năng khống chế 3 bậc tự do nhưng
không thể sử dụng trong một chi tiết có hai mặt phẳng cùng khống chê ba bậc tự
do.
- Trong q trình gia cơng, chi tiết được định vị không cần thiết phải luôn
đủ 6 bậc tự do mà chỉ cần những bậc tự do cần thiết theo yêu cầu của ngun
cơng đó.
- Số bậc tự do khống chế khơng lớn hơn 6, nếu có một bậc tự do nào đó
được khống chế q một lần thì gọi là siêu định vị. Siêu định vị sẽ làm cho phôi
gia công bị kênh hoặc lệch, không đảm bảo được vị trí chính xác, gây ra sai số
gá đặt phơi, ảnh hưởng đến độ chính xác gia cơng. Do đó trong q trình gia
cơng khơng được để xảy ra hiện tượng siêu định vị.
- Không được khống chế thiếu bậc tự do cần thiết, nhưng cho phép khống
chế lớn hơn số bậc tự do cần thiết để có thể dễ dàng hơn cho quá trình định vị gá
đặt.
- Số bậc tự do cần hạn chế phụ thuộc vào yêu cầu gia cơng ở từng bước
cơng nghệ, kích thước bề mặt chuẩn, mối ghép giữa bề mặt chuẩn của phôi với
bề mặt làm việc của cơ cấu định vị phôi.

Mộsố trường hợp định vị thường gặp
a. Siêu định vị.
12


b. Định vị đúng
Ví dụ minh họa về khả năng khống chế của các chi tiết định vị thường gặp

Khối V dài khống chế 4 bậc tự

Khối V ngăn khống chế 2 bậc tự

13


IV. CHUẨN VÀ CHỌN CHUẨN
Khi chọn chuẩn để gia công, ta phải xác định chuẩn cho nguyên công đầu
tiên và chuẩn cho nguyên công tiếp theo. Thông thường, chuẩn dùng cho
ngun cơng đầu tiên là chuẩn thơ, cịn dùng trong các ngun cơng tiếp theo là
chuẩn tinh.
1. Mục đích của việc chọn chuẩn là để bảo đảm:
- Chất lượng của chi tiết trong q trình gia cơng.
- Nâng cao năng suất và giảm giá thành.
2. Nguyên tắc chọn chuẩn thô:
Chuẩn thô thường được dùng ở nguyên công đầu tiên trong q trình gia
cơng cơ. Việc chọn chuẩn thơ có ý nghĩa quyết định đối với q trình cơng
nghệ, nó có ảnh hưởng đến các nguyên công tiếp theo và độ chính xác gia cơng
của chi tiết.
Khi chọn chuẩn thơ phải chú ý hai yêu cầu:
- Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia cơng.
- Bảo đảm độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt
không gia công và các bề mặt sắp gia công.
Dựa vào các yêu cầu trên, người ta đưa ra 5 nguyên tắc khi chọn chuẩn
thô:
a. Nếu chi tiết gia cơng có một bề mặt khơng gia cơng thì nên chọn bề
mặt đó làm chuẩn thơ, vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa
bề mặt gia công và bề mặt không gia công là
nhỏ nhất.
Ví dụ: Hình bên là chi tiết có các bề mặt
B, C, D được gia cơng, duy nhất chỉ có bề mặt
A là không gia công. Ta chọn bề mặt A để gia

công các mặt B, C, D để đảm bảo độ đồng tâm
với A.
b. Nếu có một số bề mặt khơng gia cơng
thì nên chọn bề mặt khơng gia cơng nào có u cầu độ chính xác về vị trí tương
quan cao nhất đơi với các bề mặt gia công là chuẩn thô.
c. Nếu tất cả các bề mặt phải gia cơng, nên chọn mặt nào có lượng dư
nhỏ, đều làm chuẩn thô.
d. Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thơ tương đối bằng phẳng, khơng có
bavia, đầu ngót, đầu rót hoặc q gồ ghề.
g. Chuẩn thơ chỉ dùng một lần trong q trình gia cơng.
V. CẤU TẠO, CƠNG DỤNG VÀ CÁCH SỬ DỤNG MÂM CẶP 3
CHẤU

14


Thường là loại mâm cặp tự định tâm thường dùng để kẹp chặt chi tiết gia
cơng dạng trịn xoay. Mâm cặp tự định tâm các chấu dịch chuyển đồng thời ra
vào tâm để định tâm chi tiết gia công trùng với tâm của trục chính.
1. Cấu tạo
- Chìa vặn mâm cặp.
- Bánh răng côn.
- Đĩa răng côn.
- Chấu cặp.
- Mâm phẳng.
- Mâm phẳng trung gian để lắp
bánh răng côn.
- Mặt bích.
- Bu lơng để lắp chặt giữa mâm
phẳng, mâm trung gian và mặt bích

với nhau.
2. Cơng dụng
Mâm cặp tự định tâm thường có hai bộ chấu thuận và ngược. Chấu thuận
dùng để định vị và kẹp chặt chi tiết gia cơng có đường kính khơng qúa lớn, để
bảo đảm phần nhô ra của chấu cặp không quá một nửa chiều dài của chấu. Khi
phần nhô ra của chấu cặp quá một nửa chiều dài của chấu chỉ ăn khớp với đĩa
răng từ 2-3 răng, khi kẹp chặt dễ làm sứt vỡ răng của chấu kẹp. Trường hợp chi
tiết gia công có đường kính lớn cần sử dụng bộ chấu ngược để định vị và kẹp
chặt, trường hợp này các bậc của chấu là mặt chặn chắc chắn cho chi tiết gia
cơng.
3. Cách sử dụng
Cắm chìa vặn mâm cặp vào lỗ vuông của bánh răng côn để quay bánh
răng côn sẽ làm cho đĩa răng côn quay, các chấu kẹp sẽ đồng thời trượt dọc
trong rãnh của mâm phẳng đi ra xa hoặc đi gần vào tâm mâm cặp để kẹp chặt
hoặc tháo lỏng chi tiết gia cơng.
VI. CẤU TẠO, CƠNG DỤNG VÀ CÁCH SỬ DỤNG MÂM CẶP 4
CHẤU
1. Cấu tạo
Mâm cặp 4 chấu có 4 chấu dịch
chuyển hướng tâm độc lập với nhau
trong rãnh của mâm phẳng. Ở mỗi chấu
có nửa đai ốc ăn khớp với vít me, một
đầu của vít me có lỗ vng để cắm chìa
vặn. Khi vặn vít me thì chấu cặp tương
ứng sẽ dịch chuyển vào tâm. Chấu cặp
có 2 bộ phận: Bộ phận có ren ăn khớp
với vít me được lắp trong rãnh của
15

mâm phẳng, bộ phận thứ hai được lắp ở phía ngồi rãnh làm nhiệm vụ kẹp chặt
chi tiết gia cơng phần này có thể xoay xung quanh chốt lắp ở phần có ren để
chuyển từ chấu thuận thành chấu ngược hoặc ngược lại. Hai bộ phận này được
cặp chặt với nhau bằng hai bu lơng chìm.
2. Cơng dụng
Dùng để kẹp chặt những chi tiết gia cơng có hình dạng khơng đối xứng
hoặc cần gia công những chi tiết lệch tâm.
3. Cách sử dụng
Ở mặt đầu của mâm phẳng có nhiều đường tròn đồng tâm, các đường tròn
đồng tâm này dùng để điều chỉnh sơ bộ chi tiết gia cơng. Ngồi trên mặt đầu của
mâm phẳng cịn có nhiều rãnh hướng tâm, các rãnh này dùng để lắp các bu lông
kẹp chặt đồ gá lên mâm phẳng để gia công những chi tiết có hình dáng đặc biệt.
VII. CẤU TẠO, CƠNG DỤNG CỦA MŨI TÂM, LỖ TÂM, TỐC
KẸP
A. Lỗ tâm
1. Cấu tạo
Lỗ tâm có nhiều loại nhưng thường dùng các loại sau đây:

- Kiểu (a) là kiểu đơn giản nhất, góc côn của mặt tỳ thường là 600, chỉ
trong trường hợp chi tiết lớn mới dùng loại có góc cơn lớn hơn (750 hoặc 900) lỗ
có đường kính d để cho đầu mũi tâm thốt, cịn phần cơn của mũi tâm tỳ sát vào
lỗ tâm.
- Kiểu (b) có thêm phần cơn vát 1200 để bảo vệ lỗ tâm khỏi bị sức ở mép
ngồi, đồng thời cịn có thể cho phép gia cơng suốt cả mặt đầu của trục.
- Kiểu (c) cịn có thêm phần ren ở lỗ tâm để khi sử dụng xong lỗ tâm,
dùng một nút có ren vặn
vào đó nhằm bảo vệ lỗ
tâm không bị hư hỏng.
- Cả hai loại (b) và
(c) áp dụng trong những

trường hợp mà lỗ tâm
được dùng trong thời gian
dài.
16


2. Công dụng:
Lỗ tâm là loại chuẩn tinh phụ thống nhất, dùng để định vị những chi tiết
dạng trục trong nhiều lần gá hoặc nhiều ngun cơng khác nhau. Nó khơng
những làm chuẩn trong q trình gia cơng mà cịn dùng cả trong quá trình kiểm
tra và sửa chữa sau này.
B. Mũi tâm
1. Mũi tâm cố định:
Thường được sử dụng lắp ở đầu trục chính. Khi gia cơng với tốc độ cắt
thấp, mũi tâm cố định được dùng cho ụ động.
Mũi tâm cố định có bề mặt làm việc là mặt cơn với góc cơn bằng 600,
chi cơn thường được chế tạo theo côn tiêu chuẩn: Côn Morse 2, 3, 4, 5, 6 với
góc cơn bằng 1026/.
Mũi tâm ở trục chính thường quay cùng chi tiết gia cơng, cịn mũi tâm ở
ụ động đứng yên, do đó bề mặt làm việc của mũi tâm ma sát với bề mặt lỗ tâm
của chi tiết gia công làm cho bề mặt làm việc của mũi tâm mòn. Để tăng khả
năng chịu mài mịn, bề mặt làm việc của mũi tâm được tơi cứng, hoặc gắng
mảnh hợp kim.
Trong trường hợp lực ép vào nịng ụ động lớn và có độ giãn dài vì nhiệt
phát sinh trong quá trình tiện nên dùng mũi tâm có đai ốc ép. Đai ốc dùng để
cản mũi tâm ra khỏi lỗ cơn ở nịng ụ động. Để tháo mũi tâm ra khỏi lỗ cơn trong
nịng ụ động, có thể chìa vặn để vặn đai ốc. Do đai ốc bị mặt đầu của nòng ụ
động chặn lại, nên mũi tâm sẽ rút ra khỏi mối ghép côn.
Mũi tâm cố định để gá đặt chi tiết gia công đảm bảo độ vững chắc nhưng
chỉ dùng trong trường hợp tiện với tốc độ thấp, tải trọng nhỏ.

2. Mũi tâm quay:
Có bề mặt làm việc và phần chuôi như mũi tâm cố định. Cấu tạo mũi tâm
quay gồm: Thân, trục chính quay trong ổ bi đỡ chặn hoặc trong ổ đũa đỡ chặn
và ổ kim được lắp ở phía sau, nắp cùng với đệm kín che cho ổ lăn khơng bị bụi
bẩn và khơng cho dầu bơi trơn chảy ra ngồi, được lắp vào thân mũi tâm quay.
Nắp tựa vào mặt nút của vịng ngồi, đồng thời dùng để che kín khe hở bên
trong ổ lăn.
3. Mũi tâm ngược:
Thuộc dạng mũi tâm không tiêu chuẩn dùng để gá đặt các chi tiết gia
cơng có kích thước nhỏ có đầu tâm ngồi với góc cơn bằng 600 hoặc được vác ở
hai đầu với góc cơn 600. Mũi tâm ngược cũng có mũi tâm cố định và mũi tâm
quay. Để truyền chuyển động cho chi tiết gia công thường sử dụng mũi tâm ở ụ
động ép chặc chi tiết gia công vào mặt côn ngược để tạo ra lực ma sát giữa mũi
tâm và mặt vác chhi tiết gia cơng.
4. Mũi tâm hình nón cụt:
Bề mặt làm việc là mặt cơn với góc cơn 600, phần chuôi được chế tạo
theo côn Morse. Chủ yếu dùng để gá đặt các chi tiết dạng ống hoặc trụ rỗng.
17


Chủ yếu được lấp ở ụ động, trường hợp yêu cầu độ đồng tâm của các mặt
gia công không cao và tiện với chiều sâu cắt nhỏ thì có thể sử dụng mũi tâm
hình nón cụt cho cả nịng trục chính và ụ động khơng dùng tới tốc kẹp.
5. Mũi tâm có khía nhám:
Gia cơng các chi tiết dạng ống hoặc trụ rỗng. Để tăng khả năng truyền mô
men quay cho chi tiết gia cơng, từ đó tăng chiều sâu cắt. Mũi tâm hình nón cụt ở
trục chính được thay bằng mũi tâm có răng trên bề mặt làm việc. Chi tiết gia
công được định vị trên mũi tâm răng và được ép chặc bằng mũi tâm quay hình
nón cụt. Các răng của mũi tâm tựa vào bề mặt làm việc của chi tiết gia công làm
cho chi tiết quay theo. Sự tựa của các răng làm tăng khả năng truyền mơ men

quay. Nhưng do hình thành các vết lõm trên bề mặt định vị của chi tiết gia công
mà dạng mũi tâm này chỉ được sử dụng khi định vị lỗ trên chi tiết gia công
không sử dụng để định vị tiếp cho các nguyên công sau.
6. Mũi tâm tùy động:
Được dùng trong sản xuất hàng loạt chẳng hạn các chi tiết dạng trụ bậc
có chiều sâu lỗ tâm khác nhau. Để đảm bảo chính xác về chiều dài của các bậc
trong quá trình tiện, cần sử dụng mũi tâm tùy động. Khi ép các chi tiết định vị
bằng mũi tâm sau, mũi tâm trước thắng được lực cản của lị xo và chuyển động
về phía sau cho tới mặt đầu của chi tiết gia công chạm vào mặt đầu của ống kẹp,
ống kẹp này là cử chặn chiều trục đối với chi tiết gia cơng, đồng thời cịn là ổ
tựa cho mũi tâm. Nắp chặn dùng để đỡ và dẫn hướng cho mũi tâm. Khi tiếp tục
ép chi tiết gia cơng ống kẹp được bóp lại trong lỗ côn của bạc và mũi tâm hãm
chặc lại, mũi tâm có thân được lắp vào lỗ cơn của trục chính, lị xo ln ln
đẩy mũi tâm dịch chuyển về phía trước bảo đảo mũi tâm luôn luôn tiếp xúc với
lỗ tâm của chi tiết gia cơng.
C.Tốc kẹp
1. Cấu tạo
- Vít kẹp.
- Đi tốc kẹp.
- 3 điểm kẹp.
Tốc kẹp thường có 2 dạng: tốc kẹp đuôi thẳng và tốc kẹp đuôi cong.
-Tốc kep đuôi thẳng được sử dụng với mâm đẩy tốc có ngón hoặc vấu đẩy
tốc.
- Tốc kẹp đi cong được sử dụng với mâm đẩy tốc khơng có ngón đẩy
tốc.
2. Công dụng
Dùng để kẹp chặt và truyền chuyển động quay cho chi tiết gia công được
gá trên hai mũi chống tâm thơng qua mâm đẩy tốc.
VIII. CẤU TẠO, CƠNG DỤNG VÀ CÁCH SỬ DỤNG CÁC LOẠI
GIÁ ĐỠ

1. Công dụng:
18


Giá đỡ (luynét) dùng để đỡ những chi tiết gia cơng kém cứng vững,
thường có tỷ số giữa chiều dài và đường kính lớn hơn hoặc bằng 12, và dùng để
đỡ những chi tiết đặc biệt nặng. Giá đỡ dùng trên máy tiện điện năng thường có
2 loại giá đỡ cố định và giá đỡ di động.
2. Cấu tạo và cách sử dụng:
a.Giá đỡ cố định:
Giá đỡ cố định dùng để đỡ những chi tiết gia cơng có kích thước tương
đối lớn hoặc những chi tiết cần gia công ở mặt đầu như: Vạt mặt, khoan, móc lỗ.
Giá đỡ cố định cũng giống như ụ động được bắt chặt xuống băng máy bằng bu
lơng đai ốc ở vị trí thích hợp để đỡ chi tiết gia công bỡi 3 vấu, các vấu được làm
bằng vật liệu dễ mài mòn để đảm bảo bề mặt chi tiết không bị phá hỏng, các vấu
đỡ thường xuyên được bôi trơn. Khi gia công với tốc độ cắt lớn, để giảm ma sát
các vấu đỡ được thay bằng con lăn. Nắp của giá đỡ có thể xoay quanh một chốt
để đặt chi tiết gia cơng vào giá đỡ sau đó đậy lại và được bắt chặt với thân giá
đỡ bằng vít.
Nhược điểm của giá đỡ cố định là trong khi sử dụng chỉ có thể gia công
được phần bên phải của chi tiết gia công. Khi bàn xe dao tiến sát tới giá đỡ cần
phải đảo đầu hoặc dời chi tiết đến vị trí khác.
b.Giá đỡ di động:
Giá đỡ di động dùng để đỡ những chi tiết gia cơng có kích thước nhỏ hơn
so với giá đỡ cố định và thường gia công với chiều sâu cắt nhỏ. Giá đỡ di động
có hai loại: Giá đỡ di động có 2 vấu và giá đỡ di động có 3 vấu, cả 2 loại giá đỡ
di động đều bắt chặt trên bàn xe dao bằng hai bu lông đai ốc và cùng trượt với
bàn xe dao dọc, các vấu đỡ làm bằng vật liệu dễ mài mòn và cũng được điều
chỉnh giống như giá đỡ cố định. Vị trí của dao tiện được điều chỉnh bằng bàn xe
dao dọc trên có thể đối diện với vấu đỡ hoặc gần sát với phía trái hoặc phải vấu

đỡ.

19


Bài 3: ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KHI TIỆN
Thời gian: (LT:3h;TH:0h)
I. BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH CẮT GỌT KIM LOẠI
1. Quá trình hình thành phoi khi cắt kim loại.
Lúc đầu người ta cho rằng: cắt kim loại cũng tương tự như quá trình chẻ
tre, chẻ nứa. Tức là phoi được tách ra theo thớ của kim loại.
Quan sát cắt gọt thực tế, ta dễ dàng phát hiện hai nhận xét quan trọng:
+ Phoi được tánh ra khỏi chi tiết khi cắt không theo phương của vận tốc
cắt v (tức là phương lực tác dụng)
+ Phoi khi cắt ra bị uốn cong về phía mặt tự do; kích thước của phoi bị
thay đổi so với lớp cắt khi còn trên chi tiết
bF

LF

aF
V
V

b
a

L

Hai nhận xét trên trước hết đã bác bỏ quan niệm lúc đầu về quá trình cắt

kim loại là khơng xác thực. Như vậy thực chất của q trình tạo thành phoi cắt
là gì?
Trọng một thời gian dài, bằng con đường lý thuyết người ta khơng tìm
nổi lời giải đáp đúng đắn. Do vậy nhiều nhà nghiên cứu đã tiến hành hàng loạt
thí nghiệm. Để đơn giản, các thí nghiệm được tiến hành trên mẫu bào và tiện tự
do theo những phương pháp khái quát sau:
+ Bằng cách chú ý quan sát mặt bên của vật gia công.
+ Bằng cách chụp ảnh với độ phóng đại lớn vùng cắt.
+ Bằng cách quan sát cấu trúc tế vi của vùng cắt, phoi và mặt đã gia công.
Sau đây chúng ta nghiên cứu một số thí nghiệm điển hình nhằm khám
phá cơ chế cắt gọt.
* Thí nghiệm so sánh mẫu nén và cắt:
Mơ hình thí nghiệm được mơ tả
+ Thí nghiệm cắt nén mẫu

20


+ Thí nghiệm cắt mẫu với dao có γ = 00
ψ

B

ψ

C

Da

B

P
A

ψ

D

A

a/

b/

Khi quan sát thí nghiệm nén mẫu, người ta thấy rằng: các phân tử kim
loại dưới sức ép của đầu nén bị biến dạng, phương biến dạng là phương AB và
CD tạo với phương của ngoại lực tác dụng P một góc ψ xác định đối với từng
loại vật liệu (thép ψ = 450).
Điều tương tự đó cũng xảy ra đối với mẫu cắt (hình.b.), nhưng phương
CD thì các phân tố kim loại đã bị phần kim loại trên mẫu chặn lại. Do đó
phương biến dạng chỉ cịn là AB .
Kết quả trên đã cho ta kết luận quan trọng là: thực chất quá trình tách
phoi ra khỏi chi tiết là quá trình biến dạng của các phần tử kim loại dưới sức ép
của đầu dao.
2. Thí nghiệm quan sát sự dịch chuyển của các phần tử kim loại khi
cắt.
P'
FR

r

F
Aψ
r

ψ

FR

Foi

F

R

Dao
V

P

Dao

Foi
R

V
B

3
3'

2

1

d

2'
0

Chi tiết

Để tiếp tục làm rõ bản chất của quá trình cắt kim loại, người ta tiến hành
một thí nghiệm khác. ở thí nghiệm này, các phần tử kim loại trên mặt bên của
mẫu được đánh dấu. Khi cắt ta quan sát sự dịch chuyển của các phần tử kim loại
đã được đánh dấu đó. Ví dụ hình vẽ trên, mơ tả quá trình dịch chuyển của phần
tử kim loại P khi cắt. Từ P đến 1 phần tử kim loại dịch chuyển gần như song
song với phương vận tốc cắt v . Qua khỏi điểm 1, đáng lẽ phần tử kim loại
chuyển đến điểm 2', nhưng thực tế thì nó dịch đến điểm 2. Đoạn 2'2 gọi là lượng
trượt của phần tử kim loại P tại thời điểm 2. Điểm 1 là điểm bắt đầu trượt của
phần tử kim loại P khi cắt. Tương tự như vậy ở thời điểm 3 lượng trượt là 3'3 .
21


Tiếp tục cắt, sau khi qua khỏi điểm 3 phần tử kim loại P di chuyển đến điểm 4.
Đoạn đường 34 song song với mặt trước của dao. Điều đó có nghĩa là đến thời
điểm 3 thì q trình trượt của phần tử kim loại P đã kết thúc và nó đã chuyển
thành phoi cắt. Điểm 3 được gọi là điểm kết thúc trượt của phần tử kim loại P
khi cắt. Bằng cách đánh dấu như vậy ta xây dựng được đường dịch chuyển của
phân tố kim loại P khi cắt là P1234P' . Trong đó đoạn 4P' là một cung cong về

phía mặt tự do của phoi có bán kính R. Điểm 4 được xác định bằng cách: từ
điểm tách rời sự tiếp xúc giữa phoi và mặt trước dao (E) ta kẻ (EF) vng góc
với mặt trước dao (EF ⊥ OE). EF sẽ cắt đường P1234P' tại 4.
Nếu quan sát vô số điểm trên mặt bên của mẫu cắt, ta sẽ nhận được vô số
đường dịch chuyển của các phần tử kim loại tương ứng; đồng thời xác lập được
mặt cắt trượt OA và mặt kết thúc trượt OC.
Vùng giới hạn bởi mặt bắt đầu trượt OA và mặt kết thúc trượt OC gọi là
vùng trượt.
Thí nghiệm trên được tiến hành với tốc độ cắt v = 0,002 m/ph. Trong
thực tế, tốc độ cắt lớn hơn rất nhiều so với tốc độ đã thí nghiệm, do đó tốc độ
biến dạng trượt cũng rất lớn, Chính vì vậy mặt bắt đầu trượt OA và mặt kết thúc
trượt OC gần như trùng nhau. Kinh nghiệm cho thấy khoảng cách giữa 2 mặt
này rất nhỏ, trong khoảng 0,03 - 0,2 mm. Để đơn giản cho việc nghiên cứu tính
tốn sau này, người ta coi 2 mặt A và OC trùng nhau, gọi là mặt trượt OM, tạo
với phương vận tốc cắt v một góc β1 gọi là góc trượt (hay góc tách phoi).
Nghiên cứu quá trình cắt kim loại, thường người ta để ý tới 3 trạng thái
biến dạng: biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi và sự gãy vỡ. Những thí nghiệm đã
chứng tỏ rằng: phoi cắt và lớp kim loại dưới mặt sau dao (bề mặt đã gia công)
bao giờ cũng phát sinh biến dạng dẻo. Điều đó khẳng định rằng: dịn khơng phải
là bản chất của vật liệu mà chỉ là trạng thái của chúng mà thôi. Từ quan điểm về
cắt gọt, giữa những vật liệu dòn và vật liệu dẻo không thể xác định rõ giới hạn,
bởi vì cùng một vật liệu có thể trở thành dịn hoặc dẻo tuỳ thuộc vào tải trọng
tác dụng lên nó.
Khi cắt kim loại, tác dụng nhiệt cũng gây nhiều khó khăn cho việc giải
đáp các hiện tượng xảy ra trong q trình cắt. Theo các kết quả thí nghiệm cho
thấy: Khi tốc độ biến dạng tăng lên thì nhiệt trong vật thể biến dạng cũng tăng
lên. Tính dẻo của kim loại thay đổi theo nhiệt.
Với những cản trở như vậy cho nên mãi đến nay việc giải thích cơ chế
của q trình cắt gọt cịn tồn tại nhiều mâu thuẫn. Song trong đó, ý kiến giải
thích khá tập trung là: Quá trình hình thành phoi cắt là quá trình trượt dần hay

trượt liên tục của các phần tử kim loại theo mặt trượt của chúng [2].
Hiện tượng phoi bị uốn cong về phía mặt tư do của chúng sau khi ra khỏi
mặt EF được giải thích như sau: Các phần tử kim loại sau khi ra khỏi vùng trượt
thì quá trình trượt cơ bản đủ kết thúc. Nhưng trong khi đó thì các phần tử kim
22


loại nằm sát và tiếp xúc với mặt trước dao vẫn bị mặt trước dao chèn ép. ma sát,
do đó vẫn tiếp tục bị biến dạng.
Kết quả của sự chèn ép này là các hạt kim loại ở vùng tiếp xúc bị ép dài
ra khi thành phoi. Thể hiện sự kéo dài đó là OE > OF. Mặt khác từ ở vùng OE bị
mặt trước dao ma sát, sau khi ra khỏi điểm E, các phần tử kim loại đột ngột
được tự do. Do tập hợp những nguyên nhân trên, sau khi ra khỏi mặt EF phoi bị
uốn cong về phía mặt tự do của chúng tức là r < R.
II. LỰC CẮT VÀ CÔNG SUẤT CẮT GỌT
1. Khái niệm
Trong quá trình cắt kim loại, để tách được phoi và thắng được ma sát cần
phải có lực. Lực sinh ra trong quá trình cắt là động lực cần thiết nhằm thực hiện
quá trình biến dạng và ma sát.
Việc nghiên cứu lực cắt trong q trình cắt kim loại có ý nghĩa cả lý
thuyết lẫn thực tiễn. Trong thực tế, những hiểu biết về lực cắt rất quan trọng để
thiết kế dụng cụ cắt, đồ gá, tính tốn thiết kế máy móc thiết bị,... Dưới tác dụng
của lực và nhiệt, dụng cụ sẽ bị mòn, bị phá huỷ. Muồn hiểu được quy luật mài
mịn và phá huỷ dao thì phải hiểu được quy luật tác động của lực cắt. Muốn tính
cơng tiêu hao khi cắt cần phải biết lực cắt. Những hiểu biết lý thuyết về lực cắt
tạo khả năng chính xác hố lý thuyết q trình cắt. Trong trạng thái cân bằng
năng lượng của quá trình cắt thì các mối quan hệ lực cắt cũng cân bằng.
Lực cắt sinh ra khi cắt là một hiện tượng động lực học, tức là trong chu
trình thời gian gia cơng thì lực cắt không phải là hằng số mà biến đổi theo quãng
đường của dụng cụ.

Theo cơ học, nghiên cứu về lực nói chung là xác định 3 yếu tố:
Điểm đặt của lực.
Hướng (phương và chiều) tác dụng của lực.
Giá trị (độ lớn) của lực.
Trong cắt gọt kim loại, người rta gọi lực sinh ra trong quá trình cắt tác
dụng lên dao là lực cắt, ký hiệu là P ; cịn lực có cùng độ rlớn, cùng phương
nhưng ngược chiều với lực cắt gọi là phản lực cắt, ký hiệu là P ' .
Q trình cắt thực hiện được cần có lực để thắng biến dạng và ma sát, do
vậy lực cắt theo định nghĩa trên có thể hiểu rằng có nguồn gốc từ quá trình biến
dạng và ma sát. Biến dạng khi cắt có biến dạng đàn hồi vàr biến dạng dẻo. Do
vậy lực sinh ra do biến dạng cũng có lực biến dạng đàn hồi Pdh và lực biến dạng
r
dẻo Pd . Những lực này cùng với lực ma sát tác dụng lên dao, cụ thể trên mặt
trước và mặt sau dao.

23


Trên hình trong trường hợp cắt tự
do, ta có

Pbd1 = Pbh1 + Pd1
Pbd2 = Pbh2 + Pd2
Pbd = Pbd1 + Pbd2
Fms = Fms1 + Fms2
P = Pbd + Fms

Chi tiết

Pd1

Pbd

Pdh1
Fms1

Pdh
Pd2

Phoi

Fms Dao

Fms2
Pbd

P

Hình - Sơ đồ nguồn gốc của lực cắt
Trên đây hệ lực được xét là hệ lực phẳng, nhưng nói chung trong cắt gọt
thực tế thì lực cắt là một hệ lực không gian. Để tiện cho việc nghiên cứu, tính
tốn, đo đạc và kiểm tra, ta có thể nghiên cứu lực cắt thông qua các thành phần
của chúng.
2. Phân tích các thành phần lực cắt.
Tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu, sử dụng người ta có thể phân tích
lực cắt thành các thành phần tương ứng qua nhiều phương pháp khác nhau.
+Phân tích lực cắt theo các phương chuyển động.
Hệ thống lực cắt khi tiện được mô tả ở hình. Lực cắt tổng P được phân
tích thành 3 thành phần theo 3 phương chuyển động v, s và t của chuyển động
cắt: tiếp tuyến, ngược với chuyển
động chạy dao và hướng kính.

* Thành phần Pz hay Pv: nằm theo
hướng chuyển động chính (hướng
tốc độ cắt), thành phần này gọi là
lực tiếp tuyến, lực cắt chính. Giá trị
lực Pz cần thiết để tính tốn cơng
suất của chuyển động chính, tính độ
bền của dao, của chi tiết cơ cấu
chuyển động chính và của những
chi tiết khác của máy công cụ.
* Thành phần Px hay Ps: tác dụng
ngược hướng chay dao, gọi là lực
chiều trục hay lực chạy dao. Biết lực này Hình - Hệ thống lực cắt khi tiện
để tính độ bền của chi tiết trong chuyển
24


động chạy dao, độ bền của dao và công suất tiêu hao của cơ cấu chạy dao.
* Thành phần Py hay Pt: tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang và vng
góc với đường tâm chi tiết (vng góc với mặt phẳng sau khi gia công). Thành
phần này gọi là lực hướng kính có tác dụng làm cong chi tiết (biểu thị bằng độ
võng), ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết gia công, độ cứng vững của máy
và dụng cụ cắt.
Sau khi xác định được các lực thành phần Px, Py và Pz , thì lực cắt tổng P
được tính theo cơng thức:
r r r
r
P = Px2 + Py2 + Pz2
và
P = Px + Py + Pz
Đây là phương pháp phân tích lực cắt phổ biến nhất, bởi vì phương các

chuyển động cắt là hoàn toàn xác định nên việc đo các thành phần lực cắt được
tiến hành dễ dàng. Mặt khác từ vận tốc chuyển động theo các phương và lực cắt
thành phần tương ứng theo các phương đó ta có thể tính được cơng suất cắt và
rõ ràng nếu xác định được các lực thành phần ta cũng dễ dàng xác định được giá
trị lực cắt tổng.
+ Phân tích lực cắt theo các mặt chịu tải.
Khi nghiên cứu bản chất động lực học của quá trình cắt kim loại, lực cắt
cịn được phân tích thành các thành phần theo các mặt chịu tải. Khảo sát quá
trình bào tự do, ta có sơ đồ trên hình vẽ
Dựa vào lực cắt chính Pv và lực chạy dao Ps trong mơ hình cắt tự do trên
đây xây dựng vịng trịn Thales, nhờ đó ta vẽ và xác định được các lực:
* Trên mặt trước dao:
Lực ép trên mặt trước dao N1
Lực ma sát trên mặt trước
dao F1
* Trên mặt sau dao:
Lực ép trên mặt sau dao N2
Lực ma sát trên mặt sau dao
F2
* Trên mặt trượt:
Lực tách phoi Pc
Lực ép lên vùng cắt Pe

af
γ
a

Pe
Ps

s
v

Pc

Pv
P

N1

F1

Hình - Vịng trịn xác định lực trên các mặt chịu tải

3. Các phương pháp xác định lực cắt
Để xác định lực cắt ta có thể dùng nhiều phương pháp sau:
Phương pháp đo trực tiếp.
Phương pháp xác định thông qua đo công suất cắt.
25