nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ sus201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ tialn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên









THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT





ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết
gia công vật liệu thép không gỉ SUS201 khi phay bằng dao phay
mặt đầu thép gió phủ TiAlN.




Học viên: Phùng Văn Cảnh
Lớp: K11 - CTM
Chuyên nghành: Công nghệ chế tạo máy
Người HD khoa học: PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn

Người hướng dẫn khoa học





PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn
Học viên





Phùng Văn Cảnh

Ban giám hiệu
Khoa sau đại học





ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP





LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT







NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT
ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG
VẬT LIỆU THÉP KHÔNG GỈ SUS201 KHI PHAY
BẰNG DAO PHAY MẶT ĐẦU THÉP GIÓ PHỦ TIAlN





Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Mã số : ………………………23.04.3898
Học Viên : PHÙNG VĂN CẢNH
Người HD Khoa học : PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN

THÁI NGUYÊN – 2010

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi thực hiện dưới
sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Quốc Tuấn.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Người thực hiện

Phùng Văn Cảnh

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Nguyễn
Quốc Tuấn trong suốt quá nghiên cứu đến khi hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo trong Ban giám hiệu trường
ĐH kỹ thuật công nghiệp, các Thầy giáo giảng dạy lớp cao học K11 – CNCTM đã
tạo điều kiện và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu làm luận văn tốt
nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo Khoa cơ khí, Khoa sau đại
học, trung tâm thí nghiệm trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều
kiện để tác giả hoàn thành luận văn này
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
MỤC LỤC

Nội dung
Trang
Trang 1
1
Lời cam đoan
2
Lời cảm ơn
3
Mục lục
4
Danh mục các bảng số liệu
8
Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp.
10
Phần mở đầu
13
1. Tính cấp thiết của đề tài
13
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
14
3. Mục đích nghiên cứu của đề tài
14
4. Đối tƣợng nghiên cứu
14
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
14
6. Phạm vi nghiên cứu
14

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT TRÊN MÁY PHAY, ĐỘ
NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY
15
1.1. Các phƣơng pháp phay và đặc điểm quá trình cắt khi phay.
15
1.1.1. Các phƣơng pháp phay
15
1.1.2. Đặc điểm của quá trình phay
16
1.2. Tổng quan về dụng cụ cắt trên máy phay
17
1.2.1. Các loại dao phay thông thƣờng.
17
1.2.2. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC
18
1.2.2.1. Kết cấu của dao phay gắn mảnh lƣỡi cắt với thân dao
19
1.2.2.1.1. Kết cấu của dao phay mặt đầu ghép mảnh lƣỡi cắt
20
1.2.2.1.2. Kết cấu của dao vai và dao phay rãnh ghép mảnh
24

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
1.2.2.1.3. Kết cấu của dao phay đĩa gắn mảnh lƣỡi cắt
26
1.2.2.1.4. Kết cấu cảu dao phay định hình gắn mảnh lƣỡi cắt

28
1.2.2.2. Kết cấu dao phay liền khối.
29
1.2.2.2.1. Dao phay liền khối không phủ.
29
1.2.2.2.2. Dao phay liền khối phủ.
29
1.3. Các thông số quá trình cắt khi phay.
31
1.3.1 Mô hình hóa quá trình cắt khi phay.
31
1.3.2. Phân tích các thông số quá trình cắt khi phay
33
1.4. Độ nhám bề mặt chi tiết gia công khi phay.
34
1.4.1 Độ nhám bề mặt
34
1.4.2. Độ nhám bề mặt gia công khi phay
37
1.4.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ nhám bề mặt khi phay.
42
1.4.4. Phƣơng pháp đánh giá độ nhám bề mặt
43
1.5. Kết luận chƣơng I
44
CHƢƠNG 2: TÍNH GIA CÔNG CỦA THÉP KHÔNG GỈ
45
2.1. Tổng quan về thép không gỉ
45
2.1.1. Tổng quan về thép không gỉ

45
2.1.2. Phân loại và ứng dụng của thép không gỉ
47
2.1.2.1.Thép không gỉ austenit:
47
2.1.2.2. Thép không gỉ Ferit:
49
2.1.2.3. Thép không gỉ Mactenxit.
50
2.1.2.4.Thép không gỉ Duplex (chứa hỗn hợp ferit và austenit).
50
2.1.2.5. Thép không gỉ tôi nhanh (precipitation-hardenable)
51
2.1.3. Thép không gỉ SUS201
52
2.2. Tính gia công của thép không gỉ.
53
2.2.1. Đặc điểm cơ, lý tính của thép không gỉ.
53
2.2.2. Tính gia công của thép không gỉ.
54
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
2.2.3. Tính gia công của các loại thép không gỉ.
2.2.3.1. Thép không gỉ austenit.
54
2.2.3.2. Thép không gỉ ferit và mactenxit.

55
2.2.3.3. Thép không gỉ duplex.
56
2.2.4. Thép không gỉ dễ gia công.
56
2.3. Gia công thép không gỉ bằng các phƣơng pháp truyền thống
58
2.3.1. Tiện thép không gỉ
58
2.3.2.Khoan thép không gỉ.
65
2.3.3. Taro ren thép không gỉ
68
2.3.4. Cắt ren ngoài bằng bàn ren.
73
2.3.5. Phay thép không gỉ.
76
2.3.6. Chuốt thép không gỉ
79
2.3.7. Mài thép không gỉ
81
2.4. Gia công thép không gỉ bằng phƣơng pháp gia công không truyền thống
82
2.4.1. Gia công bằng dòng hạt mài
82
2.4.2.Gia công điện hoá
82
2.4.3. Gia công bằng dòng điện tử và dòng điện phân định hình
82
2.4.4.Gia công bằng tia laze

83
2.5. Kết luận chƣơng 2
84
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ
KẾT QUẢ
85
3.1. Yêu cầu với hệ thống thí nghiệm
85
3.2. Các thông số cơ bản của hệ thống thí nghiệm
85
3.2.1. Máy phay
85
3.2.2. Dao
86
3. 2.3. Phôi
88
3.2.4. Phƣơng pháp phay
89
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
3.2.5. Dung dịch trơn nguội
89
3.2.6. Thiết bị đo nhám bề mặt
84
3.3. Mô hình toán học
90
3.4. Phƣơng pháp tiến hành thực nghiệm.

90
34.1. Nội dung
90
3.4.2. Các thông số đầu vào của thí nghiệm
91
3.4.3. Thực nghiệm xác định ảnh hƣởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt
91
3.4.4. Sử lý số liệu thí nghiệm
93
3.4.5. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của nhám bề mặt (Ra, Rz,) với chế độ
cắt (s,v,t)
95
3.5. Hình thái bề mặt gia công
96
3.6. Thảo luận kết quả
98
3.7. Kết luận chƣơng 3
99
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN VÀ
HƢƠNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI
100
Tài liệu tham khảo
101

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU
TT
Bảng số
Nội dung
Trang
1
Bảng 1.1
Minh họa phạm vi ứng dụng của một số loại
dao phay
23
2
Bảng 1.2
Minh họa phạm vi ứng dụng của một số loại dao
vai
25
3
Bảng 1.3
Bảng tra kích thƣớc của dao phay đĩa theo tiêu
chuẩn DIN 138

28
4
Bảng 1.4
Các giá trị R
a
, R
z
và chiều dài chuẩn l ứng với
các cấp độ nhám bề mặt
36
5
Bảng 2.1
Bảng phân loại thép không gỉ tiêu chuẩn và thép
đặc biệt
48
6
Bảng 2.2
Bảng tƣơng ứng của thép trung bình và thép dễ
gia công
57
7
Bảng 2.3
Bảng chế độ cắt khi tiện thép không gỉ bằng dao
tiện một lƣỡi và dao tiện hiều lƣỡi
59
8
Bảng 2.4
Bảng chế độ cắt khi tiện định hình và tiện cắt
đứt thép không gỉ
63

9
Bảng 2.5
Bảng tốc độ cắt để taro các loại thép không gỉ
khác nhau
72
10
Bảng 2.6
Bảng chế độ cắt ren bằng bàn ren khi gia công
thép không gỉ
75
11
Bảng 2.7
Bảng chế độ cắt khi phay thép không gỉ đƣợc
gia công cơ sau khi đúc
78
12
Bảng 2.8
Bảng tốc độ cắt thép không gỉ bằng tia nƣớc
chứa hạt mài
82
13
Bảng 2.9
Bảng các thông số cắt bằng hồ quang plasma
thép không rỉ
83
14
Bảng 3.1
Bảng các thông số công nghệ của máy phay
Máy phay VMC - 85S
86

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
15
Bảng 3.2
Thành phần hóa hóa học của thép không gỉ
SUS201
88
16
Bảng 3.3
Bảng giá trị tính toán bộ thông số chế độ cắt v, s
cho thực nghiệm
91
17
Bảng 3.4
Bảng quy hoạch nghiệm xác định độ nhám bề
mặt gia công
92
18
Bảng 3.5
Kết quả đo độ nhám ở các chế độ cắt khác nhau
93

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ - ẢNH CHỤP
TT
Hình
Nội dung
Trang
1

Hình 1.1
Các phƣơng pháp phay
16
2
Hình 1.2
Các loại dao phay thông thƣờng
18
3
Hình 1.3
Kết cấu của dao phay ngón ghép mảnh lƣỡi cắt
19
4
Hình 1.4
Kết cấu của dao phay rãnh ghép mảnh lƣỡi cắt
20
5
Hình 1.5
Kết cấu của dao phay ghép mảnh lƣỡi cắt đặc biệt
20
6
Hình 1.6
Mã hiệu mảnh dụng cụ cắt dùng kiểu S
20
7
Hình 1.7
Mã hiệu mảnh dụng cụ cắt dùng kiểu A, P
21
8
Hình 1.8
Một số kiểu mảnh dao do hãng WALTER sản

xuất
21
9
Hình 1.9
Mã hiệu riêng của nhà sản xuất
22
10
Hình 1.10
Chọn dao với góc nghiêng  phù hợp với biên
dạng chi tiết gia công
23
11
Hình 1.11
Mã hiệu một số dao vai và dao phay rãnh
24
12
Hình 1.12
Kết cấu của dao phay có hệ thống dung dịch trơn
nguội, sử dụng mảnh S… 0603
24
13
Hình 1.13
Kết cấu của dao phay rãnh định hình kiểu chuôi
côn
26
14
Hình 1.14
Kết cấu của dao phay rãnh định hình kiểu chuôi
hình trụ
24

15
Hình 1.15
Các kiểu dao phay đĩa gắn mảnh lƣỡi cắt
27
16
Hình 1.16
Dao phay rạng đĩa có mã hiệu F2253
27
17
Hình 1.17
Dao phay rạng đĩa có mã hiệu F2255
27
18
Hình 1.18
Mã hiệu một số loại dao phay định hình
28
19
Hình 1.19
Một số kiểu mảnh lƣỡi cắt dùng cho dao phay
định hình
29
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11

20
Hình 1.20
Kết cấu của dao phay định hình ghép mảnh lƣỡi

cắt do hãng SUMITO sản xuất.
29
21
Hình 1.21
Kết cấu của dao phay ngón phủ lớp TiN, có tử 2,
4, 6 lƣỡi cắt, của hãng SUMITO (Nhật bản) sản
xuất
30
22
Hình 1.22
Hình dạng - kích thƣớc chế tạo của dao phay cầu
kiểu 1 ký kiệu BZD25G hãng Missubishi - Nhật
Bản [6].
30
23
Hình 1.23
Một số dao phay rãnh và dao phay định hình liền
khối do hãng hãng Missubishi sản xuất.
31
24
Hình 1.24
Mô hình hóa quá trình gia công khi phay
32
25
Hình 1.25
Độ nhám bề mặt
35
26
Hình 1.26
Biên dạng 3D của bề mặt gia công phay bằng dao

phay mặt đầu một lƣỡi cắt
38
27
Hình 1.27
Vùng khảo sát để tính R
t
và R
a
39
28
Hình 1.28
Phay với các mảnh dao có cạnh viền (a) và wiper
(b)
40
29
Hình 2.1
Tác động của hàm lƣợng Crom đến tốc độ ăn mòn
(Trong môi trƣờng không khí bình thƣờng)
46
30
Hình 2.2
Các góc của dao tiện khi gia công thép không gỉ
61
31
Hình 2.3
Dao tiên cắt đứt và dao tiện định hình khi gia công
thép không gỉ
62
32
Hình 2.4

Các góc của mũi khoan thép gió khi gia công thép
không gỉ
67
33
Hình 2.5
Kết cấu của ta rô gia công thép không gỉ
70
34
Hình 2.6
Hình dạng hình học của 4 loại bàn cắt ren.
71
35
Hình 2.7
Góc và chiều rộng phần cắt dao phay thép gió khi
gia côg thép không gỉ
73
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12

36
Hình 2.8
Kết cấu của dao chuốt khi gia công thép không gỉ
77
37
Hình 3.1
Mảnh dao APMT1604PDER – M2 VP15TF của
hãng Mitsubishi

87
38
Hình 3.2
Ảnh Thân dao ký hiệu BAP400R-50-22-4T của
hãng Mitsubishi
88
39
Hình 3.3
Ảnh phôi thép không gỉ SUS201
89
40
Hình 3.4
Ảnh Máy đo nhám Mittutoyo SJ-201
89
41
Hình 3.5
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa V, S với R
a
95
42
Hình 3.6
Hình ảnh bề mặt gia công với V = 130m/ph, S =
0,05mm/răng
96
43
Hình 3.7
Hình ảnh bề mặt gia công với V= 200 m/ph, s =
0,05mm/răng
96
44

Hình 3.8
Hình ảnh bề mặt gia công với V = 130 m/ph, S =
0,15 mm/răng
97
45
Hình 3.9
Hình ảnh bề mặt gia công với V = 200 m/ph, S =
0,15 mm/răng(0,43)
97
46
Hình 3.10
Hình ảnh bề mặt gia công với V = 165 m/ph, S =
0,1 mm/răng(1,43)
98
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 13 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM

Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác, ngành công nghệ chế
tạo máy phát triển ngày càng mạnh mẽ đặc biệt trong những năm gần đây, trong đó
khối lượng sản phẩm cơ khí gia công bằng cắt gọt chiếm tỷ lệ cao nhất trong các
phương pháp gia công kim loại. Cắt gọt kim loại là phương pháp hàng đầu về khả
năng đáp ứng độ chính xác về hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt chi tiết
gia công. Cùng với nó là sự phát triển của ngành công nghệ vật liệu đã tạo ra nhiều
loại vật liệu có độ cứng cao, độ bền cao, chịu mài mòn tốt ngày càng được ứng
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Thép không gỉ Sus201 là một loại vật liệu như
vậy, ngoài các đặc điểm trên thép không gỉ Su201 còn có khả năng chống sự ôxy

hoá và ăn mòn rất cao. Vì vậy thép không gỉ Su201 được ứng dụng rộng dãi trong
nhiều lĩnh vực như công nghệ đóng tàu;ngành hóa chất; sản suất đồ gia dụng như:
máy giặt, bình chứa, nồi hơi; trang trí nội thất và các công trình kiến trúc…
Với việc tạo ra nhiều loại vật liệu có độ cứng cao, độ bền cao khó gia công.
Người ta cũng đã nghiên cứu và chế tạo ra nhiều loại dụng cụ cắt với vùng cắt có
nhiều tính năng ưu việt như: giảm ma sát, tăng khả năng chịu mài mòn, khả năng
thoát nhiệt và độ bền nhiệt cao từ đó tăng khả năng cắt, một trong những loại dung
cụ được sử dụng phổ biến hiện nay trong lĩnh vực gia công cắt gọt đó là dụng cụ
được phun, phủ để làm tăng khả năng cắt gọt của chúng. Thép không gỉ được coi là
khó gia công vì chúng có độ bền cao, độ dẻo cao, mức độ biến cứng lớn, tính dẫn
nhiệt kém, gây mòn dụng cụ cắt cao. Hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về quá
trình gia công thép không gỉ và trong thực tế sản xuất tại Việt Nam việc gia công
thép không gỉ bằng phương pháp cặt gọt truyền thống còn gặp nhiều khó khăn.
Vì vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến năng suất và chất
lượng sản phẩm là rất cần thiết. Để góp phần nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt
đến chất lượng sản phẩm tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt
tới độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ Sus201 khi phay bằng
dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN”
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 14 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM

Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học:
Bằng những nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, đề tài sẽ xây
dựng mối quan hệ ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt của chi tiết gia
công thép không gỉ Sus201 khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN.
Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc tối ưu hoá chế độ cắt khi phay.
2.2.Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả nghiên cứu của đề tài có ý nghĩa rất lớn trong thực tiễn sản xuất,
giúp cho việc lựa chọn hợp lý thông số chế độ cắt khi phay thép không gỉ góp phần
nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công.
3. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đánh giá ảnh hưởng của chế độ cắt tới độ nhám bề mặt của chi tiết gia công
thép không gỉ khi phay bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN trên cơ sở đó có
thể lựa chọn được chế độ cắt một cách hợp lý.
4. Đối tượng nghiên cứu
Xác định mối quan hệ giữa các thông số:s, v, t với Ra
Dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN hãng MITSUBISHI - Nhật Bản
Vật liệu gia công thép không gỉ Sus201
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu bằng thực nghiệm.
6. Phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi của đề tài, chỉ nghiên cứu về ảnh hưởng của chế độ cắt tới độ
nhám bề mặt chi tiết gia công với vật liệu gia công là thép Sus201, dao phay mặt
đầu phủ TiAlN.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 15 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT TRÊN PHAY,
ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CHI TIẾT KHI PHAY
1.1 Các phƣơng pháp phay và đặc điểm của quá trình phay.
Phay là phương pháp gia công cắt gọt bằng dụng cụ cắt có lưỡi cắt, phay là
phương pháp gia công cắt gọt được sử dụng khá phổ biến trong ngành chế tạo máy.
Thường máy phay chiếm khoảng 20% trong tổng số các máy công cụ. Độ chính xác
gia công bằng phương pháp phay có thể đạt được cấp 3, cấp 4 và độ nhám bề mặt có
thể đạt được Ra = 3,3 – 0,2 m. khi gia công mặt phẳng, phay là phương pháp gia

công đạt nưng suất cao nhất.
Ngoài mặt phẳng, phay còn có thể gia công được nhiều dạng bề mặt khác
như: phay rãnh, rãnh then, then hoa, phay mặt trụ, phay ren, răng, phay các mặt
định hình .v.v.
Nguyên công phay được thực hiện trên các loại máy phay như: máy phay
đứng, máy phay ngang, máy phay vạn năng, máy phay tổ hợp nhiều trục chính, máy
phay giường, máy phay CNC.v.v.Ngoài ra nguyên công phay còn có thể được thực
hiện trên các máy khác như: máy tiện, các trung tâm gia công.v.v.
1.1.1. Các phƣơng pháp phay.
* Phay thuận: Là phương pháp phay trong đó véc tơ vận tốc cắt V của dao ở điểm
tiếp xúc giữa dao và bề mặt đã gia công cùng chiều với chiều chuyển động của bàn
máy mang chi tiết gia công.
- Phay thuận chiều dày phoi thay đổi từ max tới min nên sẽ không có hiện
tượng trượt, năng suất cắt cao hơn. Với cùng một điều kiện gia công, cùng chế độ
cắt, do không có hiện tượng trượt khi cắt nên phay thuận có năng suất cao hơn phay
nghịch tới 50%, dao đỡ mòn hơn. Khi phay, thành phần lực cắt P
y
có chiều cùng
chiều với chiều của lực kẹp chi tiết gia công nên tăng độ cứng vững của hệ thống
công nghệ, do đó giảm được rung động khi phay.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 16 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

- Tuy nhiên phay thuận có va đập, đặc biệt ở thời điểm ban đầu dao tiếp xúc
trực tiếp với bề mặt thô của phôi (thường có độ cứng cao do nguyên công tạo phôi
để lại như đúc trong khuôn kim loại, gia công áp lực hoặc có lớp cháy cắt, do đúc
trong khuôn cắt) do đó dao chóng mòn. Để giảm va đập cần phải khử bỏ khe hở
giữa các bộ phận dịch chuyển của bàn máy.
* Phay nghịch: là phương pháp phay trong đó véc tơ vận tốc V của dao ở điểm tiếp

xúc giữa dao và bề mặt đã gia công có chiều ngược chiều với chiều chuyển động
của bàn máy mang chi tiết gia công.
- Khi phay nghịch, thành phần lực cắt P
y
có tác dụng khử khe hở giữa vít me
và đai ốc do đó khử được đáng kể rung động trong quá trình gia công.
- Phay nghịch chiều dày phoi biến đổi từ min tới max nên quá trình cắt ít bị
va đập nhưng dễ gây nên hiện tượng trượt ở thời điểm dao bắt đầu tiếp xúc với bề
mặt chi tiết, làm tăng chiều cao nhấp nhô bề mặt, dao chóng mòn.

Hình 1-1. Các phương pháp phay

1.1.2. Đặc điểm của quá trình phay.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 17 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

- Do có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên có năng suất cao hơn so với gia
công bằng phương pháp tiện. lưỡi cắt của dao phay làm việc không liên tục, cùng
với kích thước và khối lượng của thân dao lớn nên đoeeuf kiện truyền nhiệt tốt. Do
vậy dao lâu mòn hơn và có thể gia công trong các điều kiện cắt khó khăn.
- Diện tích cắt khi phay thay đổi và các lưỡi cắt làm việc gián đoạn do vậy
lực cắt thay đổi, gây ra rung động trong quá trình cắt.
1.2. Tổng quan về dụng cụ cắt trên máy phay.
1.2.1. Các loại dao phay thông thƣờng.
Dụng cụ cắt khi phay được gọi là dao phay. Dao phay có nhiều loại, căn cứ
vị trí lưỡi cắt, hình dáng kết cấu của giao người ta phân loai ra như sau: dao phay
trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa (một, hai hoặc ba mặt), dao phay ngón, dao
phay lăn răng, dao phay định hình.v.v. (hình 1.2).
Các loại dao phay thông thường dùng trên các máy phay vạn năng, chúng có

thể là dao liền thân hoặc dao ghép mảnh lưỡi cắt. Vật liệu chế tạo dao: với các dao
có kích thước nhỏ được chế tạo bằng thép gió hoắc dao có lưỡi cắt là các mảnh hợp
kim cứng, các mảnh lưỡi cắt này được hàn hoặc kẹp cơ khí với thân dao.


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 18 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 19 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


i k
Hình 1.2. Các loại dao phay thông thường
a. Dao phay trụ răng xoắn b. Dao phay mặt đầu gắn mảnh lưỡi cắt
c. Dao phay đĩa d, e. Dao phay mặt đầu chuôi trụ
g,h. Dao phay lăn răng i,k. Dao phay ngón và dao phay cầu
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 20 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1.2.2. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC
Dụng cụ cắt trên máy phay CNC được chế tạo với độ tiêu chuẩn hoá rất cao.
Các loại dụng cụ cắt trên máy phay CNC có thể được chia thành hai kiểu cơ bản:
- Kiểu1: Là loại có kết cấu lắp ghép giữa mảnh dụng cụ cắt (mảnh lưỡi cắt) và

thân dao cắt nhờ cơ cấu kẹp tương ứng.
- Kiểu 2: Là loại mà phần lưỡi cắt và thân dao có kết cấu liền khối (được hàn-ví
dụ mảnh carbide được hàn đồng với thân dao, dao thép gió phủ TiN có  <14mm).
Dụng cụ cắt trên máy phay CNC gồm rất nhiều loại, theo tính chất biên dạng
chi tiết gia công, có thể chia ra:
+ Dao phay mặt phẳng.
+ Dao phay các bề mặt dạng tròn xoay.
+ Dao phay các mặt định hình.
+ Dao có cấu tạo đặc biệt.
1.2.2.1. Kết cấu của dao phay gắn mảnh lƣỡi cắt với thân dao
Kết cấu cảu một số dao phay gắn mảnh lưỡi cắt do hãng NOVEX sản xuất







Hình 1.3. Kết cấu của dao phay mặt phẳng ghép mảnh lưỡi cắt






Hình 1.3. Kết cấu của dao phay ngón ghép mảnh lưỡi cắt
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 21 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Hình 1.4. Kết cấu của dao phay rãnh ghép mảnh lưỡi cắt








Hình 1.5. Kết cấu của dao phay ghép mảnh lưỡi cắt đặc biệt
1.2.2.1.1. Kết cấu của dao phay mặt đầu ghép mảnh lƣỡi cắt
a. Kết cấu mảnh lƣỡi cắt dùng cho dao phay mặt đầu.
Dao phay mặt đầu dùng trên máy CNC rất đa dạng, vì vậy mà kết cấu của
phần cắt cũng rất phong phú. Mỗi một dao ohay như vậy bao gồm: Mảnh dụng cụ
cắt, phần cắt (là nơi kẹp mảnh dụng cụ cắt), các chi tiết của cơ cấu kẹp chặt và phần
thân dụng cụ cắt.






SDGT 09T3 AEN – F57 SDHW 09T3 AEN – A57 SDGT 09T3 AEN – G88
Hình 1.6. Mã hiệu mảnh dụng cụ cắt dùng kiểu S
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 22 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM

Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên






APHW 200420 TR- A27 APHT 200420R- D51 P20200- 1.1
Hình 1.7. Mã hiệu mảnh dụng cụ cắt dùng kiểu A, P
Mảnh lưỡi cắt được tiêu chuẩn hoá, gồm rất nhiều loại, mỗi loại được đánh số
với mã hiệu riêng để thuận lợi cho việc chọn, lắp, thay thế với các phần cắt sau này.




Kiểu A Kiểu C Kiểu L Kiểu M Kiểu O Kiểu R



Kiểu T Kiểu X Kiểu Z

Hình 1.8. Một số kiểu mảnh dao do hãng WALTER sản xuất
Việc chọn mảnh dụng cụ cắt như thế nào cho phù hợp nó còn phụ thuộc vào vật liệu
chi tiết gia công, phương pháp gia công (thô, tinh, …).
Trong trường hợp những chi tiết là thép, gang, hay thép chất lượng cao, việc
chọn mảnh hợp kim cứng loại P, M hay K cho phù hợp với điều kiện gia công (thô,
bán tinh, hay gia công tinh) được thực hiện bằng cách tra bảng
Chọn mã hiệu mảnh dụng cụ cắt gồm các bước:
- Bước 1: Chọn kiểu mảnh dụng cụ cắt, các kiểu mảnh dụng cụ cắt được mã

hoá bằng các chữ cái. Việc chọn kiểu nào còn phụ thuộc vào biên dạng chi tiết gia
công và phương pháp gia công.
- Bước 2: Chọn góc sau cho phép, để tiêu chuẩn hoá và dễ dàng cho việc thay
và chọn dao, các góc sau cũng được mã hoá bằng các chữ cái theo thứ tự tăng dần
của góc sau: 0
0
,3
0
, 5
0
, 7
0
, 11
0
, 15
0
, 20
0
, 25
0
, 30
0

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 23 - Chuyên ngành: Công nghệ CTM
Phùng Văn Cảnh CHK11 – CTM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

- Bước 3: Chọn dung sai kích thước của mảnh dụng cụ cắt
- Bước 4: Chọn kiểu lỗ kẹp chặt của mảnh dụng cụ cắt. Các kiểu lỗ kẹp chặt
của mảnh dụng cụ cắt, cũng được mã hoá bằng các chữ cái.

- Bước 5: Chọn chiều dài mảnh dụng cụ cắt
- Bước 6: Chọn chiều dầy của mảnh dụng cụ cắt
- Bước 7: Chọn bán kính góc lượn của mảnh lưỡi cắt
- Bước 8: Chọn kiểu vát của lưỡi cắt. Các kiểu vát của lưỡi cắt cũng được mã
hoá bằng các chữ cái.
- Bước 9: Chọn hướng gia công, ở bước này có ba sự lựa chọn để người sử
dụng được chọn đó là : Right (R), Left (L), và Nomal(N)
- Bước 10: Chọn chiều rộng vát mép
- Bước 11: Chọn góc vát mép
- Bước 12: Dành cho nhà sản xuất
Để đơn giản cho quá trình chọn mã hiệu mảnh dụng cụ cắt, ở bước 12 nhà sản
xuất mảnh dụng cụ cắt đã đưa ra các chi tiêu kỹ thuật cần thiết. Các chỉ tiêu này
được mã hoá thông qua các mã hiệu:
















Hình 1.9. Mã hiệu riêng của nhà sản xuất

Nhà sản xuất sẽ cụ thể hoá các mã hiệu trên bằng các mã hiệu riêng tương
đương với từng thông sô hình học của mảnh dụng cụ cắt. Do đó không cân phải
chọn qua bước 10 và 11
Lun vn thc s k thut - 24 - Chuyờn ngnh: Cụng ngh CTM
Phựng Vn Cnh CHK11 CTM
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn

b. Kt cu ca phn ct.
Phn ct thuc v phn lm vic ca dao tin, trờn ú s rónh lp mnh dao ct
va c chn. Phn ct c ch to tiờu chun, trờn phn ct cú cỏc rónh c gia
cụng trc khi t cỏc mnh dao, nú s t hon thnh cỏc gúc nghiờng chớnh .











Hỡnh 1.10. Chn dao vi gúc nghiờng phự hp vi biờn dng chi tit gia cụng
Vic chn mó hiu dao phay v mnh li ct cũn ph thuc vo chi vt liu chi tit gia cụng
Loại
mnh
dao
Vật liệu gia
công

P
Thép th-ờng
F2241

F2330
M
Thép không gỉ



K
Gang

F2140
F2330
N
VL phi kim



S
VL khó gia công
F2233

F2140

H
VL có độ cứng
rất cao



Kiểu mảnh l-ỡi cắt
SP 0603



P2792-1
P26335