NGUYÊN LÝ CẮT - HỌC TRÌNH 3 PHAY – CHUỐT – CẮT RĂNG – MÀI - BÀI 2 docx

Bài 2 CHUỐT
I. Đặc điểm và khả năng cơng nghệ của chuốt:

Xét về các chuyển động trong q trình cắt của chuốt thì tương tự như
bào va xọc, tuy nhiên một số trường hợp chuyển động chạy dao là chuyển
động quay tròn và được thực hiện đồng thời với chuyển động chính.
Điều khác biệt nhất của chuốt so với bào và xọc là kết cấu của dao
chuốt. Dao chuốt có rất nhiều lưỡi cắt. Trên một dao có thể có một số lưỡi
cắt gia cơng thơ và phần lưỡi cắt để thực hiện gia cơng tinh và sửa đúng.
Chuốt có thể gia cơng mặt phẳng ngồi các lổ tròn các lỗ có rãnh thẳng
hoặc rãnh xoắn, lỗ then, lỗ then hoa và các dạng lỗ định hình khác
Ưu điểm của phương pháp chuốt là :
Độ chính xác có thể đạt cấp 7, độ bóng bề mặt đạt Ra = 0.6 – 0.8m,
chất lượng bề mặt gia cơng tốt vì vận tốc cắt nhỏ, biến dạng dẽo khơng lớn.
Năng suất cao vì số lưỡi cắt nhiều
Một lần cắt có thể vừa là gia cơng thơ vừa là gia cơng tinh
Có thể gia cơng được nhiều dạng lỗ khàc nhau
Có thể gia cơng được các lỗ có đường kính đến 320mm, then hoa có
đường kính đến 420mm, chiều rộng của rãnh đến 100mm, chiều đài của lỗ
đến 10 000mm
Nhược điểm của dao chuốt:
Dao chuốt khó chế tạo, đắt tiền
Chỉ gia cơng được các lỗ thơng suốt, thẳng và có đường kính khơng
thay đổi
Đòi hỏi máy phải có cơng suất lớn vì lực chuốt lớn
Chuốt khơng sửa được các sai lệch về vị trí tương quan
Khi chuốt các lỗ có chiều dầy thành lỗ khơng đồng đều thì lỗ dễ bị biến
dạng.


Các dạng lỗ có thể chuốt

II.Kết cấu của dao chuốt :
Ở đây ta lấy dao chuốt lỗ để nghiên cứu cấu tạo của dao.
Dao chuốt gồm 7 phần: đầu dao, cổ dao l
2
, côn chuyển tiếp l
3
, định
hướng phía trước l
4
, phần cắt l
5
, phần sửa đúng l
6
, phần định hướng phía sau
l
7.
Phần đẩu dao l
1
dùng để kẹp dao và truyền lực.
Phần cổ dao l
2
và côn chuyể tiếp l
3
.
Phần l
4
: định hướng phía trước dùng định tâm chi tiết trước khi cắt
đồng thời để bảo vệ dao khỏi bị quá tải do lượng dư ban đầu lớn.

Phần l
5
là phần cắt. Làm nhiệm vụ cắt hết lượng dư. Các răng cắt ở
phần này có đường kính tăng dần giữa các răng cắt, một lượng là 2S
Z
. S
Z

gọi là lượng nâng của răng dao chuốt. Trên răng cắt có các rãnh chia phoi (
rãnh chia chia phoi ở răng sau và răng trước bố trí xen kẽ nhau) để chia phoi
thành những đoạn nhỏ, do đó giảm biến dạng và lực cắt.
Phần l
6
là phần sửa đúng. Nó có tấc dụng sửa đúng kích thước lỗ và
tăng độ bóng bề mặt. Trên đó có khoảng 18 răng, kích thước đường kính
các răng sửa đúng đều bằng nhau và bằng kích thước lỗ muốn gia công. Trên
rằn sửa đúng không có rãnh chia phôi.
Phần l
7
phần định hướng sau, làm nhiện vụ định hướng chi tiết khi răng
cuối cùng cuả dao chưa ra khỏi mặt lỗ. Mục đích là trành hư hỏng, bề mặt lỗ
và gãy rãnh dao do chia tiết bị lệch.
Trên toàn bộ dao chuối, phần cắt và phần sửa đúng là quan trọng nhất.
Độ chính xác và độ bóng của lỗ gia công chủ yếu là do kết cấu và hình dáng
hình học của răng dao quyết định.


L 1 L2
L 3
L 4

L5
III- Sơ đồ cắt khi chuốt:
tuỳ theo hình dáng, độ chính xác và kích thước chi tiết gia công cũng
như trạng thái bề mặt của phôi mà người ta dùng các sơ đồ cắt khác nhau. sơ
đồ cắt có ảnh hưởng lớn đến sự phân bố tải trọng trên mặt răng cắt, tuổi bền
của dao và kết cấu dao.
Hiện nay dùng 3 sơ đồ cắt cơ bản sau:
- Chuốt theo lớp (hình a)
- Chuốt ăn dần (hình b)
- Chuốt theo mảnh (hình c)

1. Chuốt theo lớp:
Lớp kim loại được cắt ra có prôfin đồng dạng với prồin của chi tiết gia
công. Prôfin răng dao giống prôfin cuối cùng của bề mặt được cắt.
Ví dụ: (hình a) chuối lỗ vuông. Răng dao là hình vuông. Chuốt theo
cách này ta thấy chiều dầy cắt a rất mỏng, chiều rộng cắt b lại lớn, cắt như
vậy độ bóng và độ chính xác cao. Nhưng lực cắt có thể quá lớn, vượt quá
giới hạn bề của dao và lực kéo của máy và chế tạo dao phức tạp.
2-Chuốt ăn dần:
Prôfin của lớp cắt và lưỡi cắt không giống prôfin của bề mặt gia công.
Ví dụ: (hình b) Khi chuốt lỗ vuông thì chu vi của lưỡi cắt là tròn và khi
chuốt bề mặt định hình thì lưỡi cắt là thẳng. Răng cuối cùng của răng dao có
hình dáng của bề mặt gia công.
Độ bóng và độ chính xác của các bề mặt gia công với sơ đồ chuốt này
thấp hơn ở chuốt lớp vì bề mặt gia công ở chỗ chuyển tiếp từ lớp cắt nọ sang
lớp cắt kia có những vết cắt có các răng riêng biệt tạo ra.
Tuy vậy chúng có ưu điểm là chế tạo đơn giản.
b
a
b3

b2
a
b
a
a
b
c
3- Chuốt theo mảnh:
Cũng như chuốt ăn dần prôfin khi dao chuốt theo mảnh không giống
của các chi tiết. Mỗi lớp kim loại có chiều dày cắt là a, rộng là b được cắt
bởi một nhóm răng (có từ 2-3 răng). Do đó còn gọi là sơ đồ cắt theo nhóm.
Trong cùng một nhóm có các răng có chiều cao bằng nhau (s
z
=0 ).
Ví dụ: (hình c) Một nhóm có ba răng. Răng thứ nhất cắt lớp kim loại
có chiều dày cắt a, chiều rộng 2b
1
, răng thứ hai cắt lớp kim loại có chiều dày
cắt a chiều rộng cắt b
2
, răng thứ ba cắt lớp kim loại dày là a, chiều rộng cắt
2b
3.
Để tạo hình dáng chi tiết phải có nhiều nhóm răng cắt như vậy.
Ưu điểm của nhóm cắt này là chiều rộng cắt mỗi răng nhỏ đi do đó có
thể tăng chiều dày cắt a. nếu tăng a, biến dạng đơn vị của lớp kim loại cắt
giảm do đó tác dụng lên răng dao giảm. Tuy vậy, vì a lớn nên răng dao dễ bị
mòn mặt trước. Phương pháp này thường dùng khi gia công những chi tiết
có lượng dư lớn, chi tiết có vỏ cứng (phôi đúc, rèn) và những chi tiết có
thanh mỏng độ cứng vững kém.

Nhược điểm: chế tạo dao phức tạp.
IV- Thông số hình học của dao chuốt:
1- Góc trước  :
Đo trong mặt phẳng thẳng góc với lưỡi cắt. Trị số góc cắt  chòn theo
vật liệu gia công, chiều dày lớp chuốt, độ bóng và độ chính xác của bề mặt
gia công. Thường lấy =0
0
18
0
.
Góc trước ảnh hưởng lớn đến đến lực cắt và độ bóng bề mặt gia công
trong khi đó ảnh hưởng đến độ mòn, tuổi bền của dao rất ít.
b
c
a
Thực nghiệm cho thấy rằng, nếu tăng góc trước 10
0
12
0
thì độ bóng tăng rất
nhanh (với a
z
<0.03mm). nếu  tăng quá 12
0
thì ảnh hưởng của nó đến độ
bóng kjhông đáng kể. Răng dao chuốt dù mài thật cẩn thận thì lưỡi cắt của
nó vẫn có bán kính cong rất nhỏ =0.0080.01mm. Nếu a
z
<0.01mm thì lớp
cắt bị nén chứ không tạo ra phoi được. Ta thấy ở đây vai trò góc trước  mất

tác dụng đối với quá trình cắt. Do biến dạng của kim loại tăng khi cắt với s
Z

quá nhỏ làm giảm độ nóng và độ chính xác gia công. Vì vậy không nên chọn
s
Z
<0.02mm.
Để dễ dàng chế tạo người ta thường làm  phần cắt và phần sửa đúng
như sau :=5
0
20
0
tuỳ thuộc vào tính chất của vật liệu gia công.
Nhưng trong thực tế dao chuốt chỉ được mài sắc lại theo mặt trước. Do
đó đối với răng sửa đúng không làm nhiện vụ cắt lượng dư thường làm
=0
0
 5
0
để đường kính của dao lâu bị giảm khi mài lại còn răng cắt thì  lớn
hơn.

2 Góc sau :
Góc sau  ảnh hưởng lớn đến tuổi bền và kích thước cuả dao chuốt. Vì
vậy chiều dày lớp cắt khi chuốt rất nhỏ(0,020,2)mm do đó dao mòn chủ
yếu ở mặt sau. Đáng lẽ phải chọn  lớn, nhưng như vậy thì đường kính dao
chuốt giảm đi rất nhanh sau mỗi lần mại lại. Cho nên ở răng dao chuốt góc
sau thường nhỏ.
+ Đối với răng cắt: =2 3
0

30
’
+ Đối với răng sửa đúng:=1
0
2
0
+ Dao chuốt ngoài :=5
0
10
0
vì nó có thể điều chỉnh kính thước gia
công.

3- Cạnh viền f:


Chi tieát
Sz
Raêng dao

P

để tăng tuổi thọ của dao chuốt , trên răng sửa đúng người ta làm cạnh
viền f<0.2mm, trên răng cắt f<0.05mm. phần cạnh viền mài bóng đến 10 để
giảm ma sát với bề mặt gia công.
4-Các yếu tố cắt:
a-Chiều dày cắt a:
chiều dày cắt khi chuốt bằng lượng nâng mỗi răng(a=s
Z
) như trên đã

trình bày, chiều dày cắt a do mỗi răng cắt a không được nhỏ hơn 0.02mm. vì
a càng nhỏ biến dạng kim loại càng tăng, đưa đến lực cắt đơ vị tăng, độ bóng
giảm.
Ngược lại a quá lớn làm phoi khó cuốn tròn và chứa đầy rãnh, dễ làm
gãy dao dẫn đến làm giảm độ bóng gia công. A =0.02-0.03mm. tuỳ theo vật
liệu gia công.
Vật liệu dẻo kém bền chon a lớn và ngược lại.
b- Chiều rộng b:
Chiều dài lưỡi cắt tham gia cắt. Dao chuốt lỗ tròn b=.D
Dao chuốt rãnh then b = B . B chiều rộng cắt .
Dao chuốt lỗ then hoa b = n.B n số rãnh then .
Để giảm biến dạng phôi, trên các răng làm rãnh chia phoi để phân phoi
thành từng đoạn, lúc đó chiếu rộng cắt phải trừ đi một lượng bằng chiều
rộng của rãnh chia phoi.
c - Diện tích cắt:
Diện tích cắt do mỗi răng cắt ra f = a.b mm
2

Tổng diện tích cắt do số răng đồng thời tham gia cắt gọt trong lỗ là F=
f.z mm
2
Trong đó : z là số răng đồng thời tham gia cắt z = L/t
L chiều dài mặt được chuốt
T bước răng dao chuốt (t = s)
Do đó diện tích thay đổi từ F
min
đến F
max
gây rung động trong quá trình
cắt. Để tránh hượng tượng này, người ta làm dao chuốt có bước không đều

nhau, như vậy khi cắt dao không bị va đập lưỡi cắt vào bề mặt gia công theo
chu kỳ. Cũng có thể dùng dao chuốt răng nghiêng một góc  = 10 – 30
0
để
giảm rung động. Chú ý rằng giữa răng cắt và răng sửa đúng cần có răng cắt
tinh để đảm bảo chất lượng bề mặt gia công cũng như đảm bảo sự giảm dần
tải trọng trên lưõi cắt của dao chuốt, vì thế chiều dày cắt giảm dần từ răng
cắt thô đến răng cắt tinh và cuối cùng đến răng sửa đúng.
Số răng cắt đựoc xác định bởi giá trị của lượng dư gia công và lưọng
nâng mỗi răng a
z
. số răng cắt tinh lấy từ 2 đến 5 răng. Số răng sửa đúng lấy
từ 4 đến 8 răng và tuỳ rthuộc vào độ chính xác gia công, độ chính xác càng
cao thì số răng sửa đúng càng nhiều. Số răng đồng thời tham gia cắt thường
lấy từ 4 đến 5 răng không vượt quá 8 răng. Vì số răng đồng thời tahm gia cắt
quá lớn => diện tích cắt lớn máy không đủ công suất, đồng thời vật liệu chế
tạo dụng cụ không đủ bền khi chị lực cắt quá lớn.
Bước răng t của dao chuốt có thể xác định theo công thức thực nghiệm
(trình bày sau).

V. Lực cắt khi chuốt :

Các thành phần lực cắt khi chuốt gồm :
Lực chiều trục Pz hướng ngược với phương chạy dao
Lực Py hướng vuông góc với bề mặt gia công hay hướng vào tâm.
Px hướng vuông góc với Py và Pz.
Đối với dao chuốt răng thẳng thì Px = 0 , khi cho\uốt các bề mặt lỗ
tròn, lỗ vuông, then hoa, … thì Py triệt tiêu nhau.
Lực chuốt Pz được tính Pz = p.b.a.z
max.

Trong đó p là lực cắt đơn vị (N/mm
2
)
b là chiều rộng cắt
a là chiều dày cắt.
z số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất.
Cũng có thể xác định lực cắt khi chuốt theo công thức sau:

+Chuốt lỗ trụ:

+Chuốt rãnh then và then hoa:
P
yp
Zp
KDSZCPz
max

P
yp
Z
KnbDSZCpPz
max

Px
Py
Pz
Trong công thức trên :
Cp – hằng số phụ thuộc vật liệu gia công
Sz – lượng nâng của răng (mm)

B – chiều rộng rảnh then (mm)
N – số then
Z – số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất
K – hệ số hiệu chỉnh kể đến ảnh hưởng của góc trước, độ mòn mặt sau
của răng, dung dịch trơn nguội … các số mũ tra trong sổ tay chế độ cắt khi
gia công cơ.
VI. Sự mài mòn, tuổi bền và tốc độ cắt khi chuốt:
1. Sự mài mòn:
Khi chuốt thép 
b
 800N/mm
2
va 2gang có HB  180 với a  0 , thì
mòn chủ yếu ở mặt sau, khi chuốt thép có độ bền cao và gang cứng với a =
0,05 – 0,1 lại thấy mòn đều trên mặt trước suốt cả chiều dài lưỡi cắt chính.
Đối với tất cả các loại các vật liệu cắt với chiều dày cắt a>0,1 mm thì xảy ra
mòn cả mặt trước và mặt sau. Nói chung, ở dao chuốt mòn theo mặt sau là
quan trọng hơn cả vì nó ảnh hưởng lớn đến tuổi bền dao lượng dư cho mỗi
lần mài lại ( ảnh hưởng đến tuổi thọ của dao)
Độ mòn theo mặt sau chủ yếu phụ thuộc vào chiều dày cắt, góc sau ,
tính cơ lý của vật liệu gia công và vật liệu làm dao:
h
s
= C
1
. 
0,5

h
s

= C
2
. 
0,33

Dao chuốt mòn thì độ bóng và độ chính xác bề mặt chi tiết giảm, lực
cắt tăng. Đối với dao chuốt gia công bề mặt thông thường thì:
h
s
= 0,15 – 0,2mm
Dao chuốt cắt theo mảnh : h
s
= 0,33
2. Tuổi bền và tốc độ cắt:
Dao chuốt là dụng cụ cắt chuuyên dùng khó cế tạo, đắt tiền, thường chỉ
dùng ở các xí nghiệp chế tạo máy lớn. Do đó việc xác định tuổi bền hợp lý
của dao chuốt có ảnh hưởng lớn đến năng suất gia công, độ chính xác và tuổi
thọ của dao.
Tuổi bền được chọn phụ thuột vào vật liệu gia công, vật liệu dao, độ
chính xác gia công, thường người ta định tuổi bền dao chuốt :
T = 120 – 480 phút
Tốc độ cắt khi chuốt được tính :L

m/ph

Trong đó: C
v
– hằng số phụ thuộc vật liệu gia công.
Yv
Z

m
V
ST
C
V
.

T – tuổi bền dao chuốt (phút)
Sz – lượng nâng mỗi răng hay chiều dày cắt
Y
V
– số mũ nói lên mức độ ảnh hưởng của tuổi bền, chiều dai cắt với
tốc độ cắt.
Vì trong quá trình cắt, sát lớn, tưới dung dịch trơn nguội khó khăn, nên
nhiệt sinh ra lớn. Vì vậy chọn vận tốc chuốt thường nhỏ.
Dao chuốt làm bằng thép gió, thép hợp kim dụng cụ như P18, P9, XBT
thì nên chọn tốc độ chuốt là 2 – 12m/phút. Do đó việc chọn tốc độ thấp chủ
yếu là theo chất lượng bề mặt gia công yêu cầu chú không phải theo độ bền
dao .
Công suất cắt khi chuốt:

Thời gian máy khi chuốt:

L – chiều dài hành trình chuốt
V – tốc độ cắt khi chuốt
K – hệ số tính đến hành trình chạy không của máy K = 1,2 – 1,5
L = l
1
+ l
2

+ l
3
+ 
l
1
– chiều dài lỗ chuốt
l
2
– chiều dài phần răng cắt
l
3
– chiều dài phần răng sửa đúng
 – chiều dài thoát dao 2 – 3 mm

3
10
.
60
Z
C
P
N 
V
KL
T
.
10
.
3
0

