Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN
1.Để tiện thô 1 loạt chi tiết đạt kích thước Ø30±0.1,chiều dài l=200 từ phôi rèn
C45,Ø36,l=250
I. Trình bày cách xác định:
1.Vật liệu dụng cụ cắt phù hợp vật liệu gia công
2.Thông số hình học phần cắt của dụng cụ cho nguyên công gia công thô
3.Chọn máy gia công phù hợp
4.Chế độ cắt cho nguyên công gia công thô (t,s,n)
5.Vẽ nguyên công tiện thô,lập bảng các thông số (dao, máy, t, s, n) để người công
nhân thực hiện theo khi tiến hành gia công chi tiết.
II. Nghiên cứu về lực cắt nhằm mục đích gì.
II. Kiểm tra công suất cho phép của máy nhằm mục đích gì.

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

1


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
І.Cách xác định:
1.Vật liệu dụng cụ cắt phù hợp với vật liệu gia công:
-Vì vật liệu gia công là thép cacbon kết cấu chất lượng tốt (C45) nên ta chọn
vật liệu làm dao (phần cắt ) là hợp kim cứng nhóm 2 các bít đặc điểm của nhóm
này là tính chống dính cao (hệ số ma sát với thép nhỏ) được dùng để gia công vật
liệu dẻo khi cắt tạo ra phoi dây và có nhiệt độ cắt cao ở mặt trước như thép
cacbon,thép hợp kim…
-Khi gia công thô yêu cầu chủ yếu là có năng suất cao và đặc điểm khi gia công
thô là có va đập nên ta chọn mác HKC có hàm lượng % chất kết dính coban (Co)
là lớn nhất.Trong số các mác điển hình:T5K10,T14K8,T15K6,T30K4 thì mác
T5K10 có hàm lượng % chất kết dính coban (Co) là lớn nhất,do đó ta chọn mác

này.Thành phần của nhóm này gồm có:5% chất kết dính titan (TiC), 10% chất kết
dính coban (Co),và 85% chất kết dínhVofram (WC).
2.Cách xác định thông số hình học phần cắt của dao cho nguyên công gia công
thô.
-Khi gia công thô chiều sâu cắt lớn yêu cầu khi gia công thô là năng suất cao quá
trình hình thành phoi và thoát phoi phải nhanh và dễ dàng.Vì vậy ta chọn các góc
của dao như sau:
+Đối với góc trước :γ=100 (để giảm lực cắt Pz )
+Đối với góc sau (α):Góc sau chủ yếu nhằm đảm bảo cho dụng cụ cắt dịch chuyển
được tự do theo bề mặt gia công,làm giảm ma sát và mài mòn theo mặt sau của
dụng cụ.Ta chọn α= α1=80
+Đối với góc φ và φ1:Chọn góc φ =450 để giảm gây dung động cho hệ thống gia
công.Khi gia công thô ta chọn φ1=150
+Đối góc nâng λ:Lấy λ=150
+Đối với bán kính mũi dao r:Để đảm bảo tuổi bền của dao ta chọn r=1mm
3.Chọn máy gia công phù hợp
Việc chọn máy gia công phù hợp là rất quan trọng bởi vì nếu máy không chọn
đúng thì ta không thể gia công được chi tiết hoặc không tận dụng được hết công
suất của máy gây lãng phí.Căn cứ vào dạng sản xuất,vào các thông số của chi tiết
gia công ta chọn máy có kiểu là 1A62 (bảng 9-4,sổ tay công nghệ chế tạo máy tạo
3).
Các thông số của máy 1A62:
+Dãy số vòng quay của trục chính (vg/ph):11,5;14,5;19;24;30;37,5;48;58;
76;96;120;150;184;230;305;380;480;600;765;955;1200.
+Dãy số lượng tiến dọc (m/ph):0,082;0,088;
0,1;0,11;0,12;0,13;0,14;0,15;0,15;0,2;0,23;0,24;0,25;0,28;0,3;0,33;0,35;0,4;0,45;0,
48;0,5;0,55;0,60;0,65;0,71;0,78;0,91;0,96;1,00;1,11;1,21;1,28;1,46;1,59.
+Dãy số lượng tiến ngang (m/ph):0,027;0,029;0,033;0,038;0,040;
0,042;0,050;0,054;0,058;0,067;0,075;0,079;0,084;0,092;0,10;0,12;0,13;0,15;0,16;0
,17;0,0,18;0,20;0,23;0,27;0,30;0,32;0,33;0,37;0,40;0,41;0,48;0,52.

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

2


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

+Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên thân máy:400 mm
+Khoảng cách 2 đầu tâm:1000 mm
+Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao:210 mm
+Chiều dài lớn nhất tiện được trên 2 đầu tâm:650 mm
+Số cấp tốc độ trục chính:24 cấp
+Đường kính lỗ trục chính :36 mm
+Kích thước dao:25 × 25 (mm)
+Công suất động cơ:7,8 kw
+Khối lượng máy:2105kg
+Lực cho phép của cơ cấu tiến dao Px = 350 Kg
+Hiệu suất máy η = 0,75
4.Chế độ cắt cho nguyên công gia công thô
a) Chiều sâu cắt t
D − D 36 − 30
=
= 3mm
h= F
2
2
Vì lượng gia công nhỏ và đêr nâng cao năng suất khi cắt thô nên ta chọn 1 lần cắt t
= h = 3mm

b).Bước tiến S

 Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao:
Với thân dao có tiết diện hình chữ nhật ta có:
=

Ypz

BH 2 .[σ ] u
6.CPz .t Xpz .V nz .K Pz .L

S1
Trong đó:B-Chiều rộng của tiết diện thân dao (mm)
H-Chiều cao
(mm)
Dựa vào sức bền vật liệu làm dao vật liệu gia công chọn vận tốc sơ bộ Vsb=190
m/ph (bảng 35-1)
Vì thân dao làm bằng thép cacbon nên [σ ] u = 20 kG mm 2
-Dựa vào các thông số của máy đã chọn 1A62 ta có kích thước dao là:B
× H = 25 × 25

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

3


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
CPz:Hệ số xét điều kiện làm việc nhất định đến lực cắt tra bảng (11-1) trong quyển
CĐCGCCK ta có CPz = 300
+ Xpz,Ypz ,nz :Chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của bước tiến,chiều sâu cắt và vận tốc
đến lực cắt.Tra bảng 11-1 ta có :Xpz = 1,0 Ypz = 0,75 nz = −0,15
+Kmpz:Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công tra bảng (12-1) Kmpz

 61 
= 
 75 

0 , 75

= 0,856

.Trong đó

σ = 61 KG mm 2

và np = 0,75 (tra bảng 13-1CĐCGCCK)

tra bảng 2.4 sổ tay thiết kế cơ khí tập 1

+Kpz:Hệ số điều chỉnh chung về lực cắt
Kpz = K mpz .Kϕpz. .K γpz .K λpz .K rpz

Tra bảng 15-1 ta có: Kϕpz. = 1,0; K γpz = 1,0; K λpz = 1,0; K rpz = 0,93
⇒
Kpz = 0,856.1.1.1.0,93 = 0,796
+ L:Tầm với (Khoảng cách từ mũi dao đến mép đầu gá dao) L = 1,5H = 1,5.25 = 37,5
Vậy S1 = 0, 75

25.252.20
= 2,63( mm vg )
6.300.3.190− 0,15.0,796.37,5

 Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền cơ cấu chạy dao.

= Ypz

pm
1,45.C px .t Xpx .V nx .K px

S2
Trong đó Pm=350kg (lực cho phép của cơ cấu tiến dao)
Theo bảng 11-1 ta có Cpx = 339 ;Ypx = 0,5 ;nx = −0,4 ;Xpx = 1,0
Kpx = K mpx .Kϕpx..K γpx .K λpx .K rpx

1

 61 
=   = 0,81
Kmpz  75 
; Kϕpx. = 1,0; K γpx = 1,0; K λpz = 0,65; K rpx = 1,0

Trong đó:

Các trị số K mpx ; Kϕpx. ; K γpx ; K λpx ; K rpx được tra từ bảng 12-1 và 15-1 trong CĐCGCCK
350

⇒ = 0,5
1,45.339.3.190 − 0, 4.5,265 = 0,36( mm vg )
S2
 Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết.
= Ypz

K .E.J .[ f ]
1,1.L .CPz .t Xpz .V nz .K Pz

3

S3
Trong đó :K là hệ số phụ thuộc vào cách gá chi tiết gia công :K = 48 khi gá trên
2 mũi tâm
E:Môđun đàn hồi của vật liệu gia công E = 2,1.104 ( N mm 2 )
J = 0,05.D 4 = 0,05.304 = 40500 mm 4 (Mômen quán tính của tiết diện ngang chi tiết
gia công)
+Đã tính được ở ý trước:CPz = 300 ; Xpz = 1,0 ;Ypz = 0,75 ;nz = −0,15 ;Kpz = 0,796
L = 200 mm:Chiều dài chi tiết gia công không kể đoạn nằm trong mâm cặp máy
Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

4


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

= 0,75

48.2,1.104.40500.0,05
1,1.2003.300.3.190 − 0,15.0,796 = 0,63 ( mm vg )

Vậy S3
 Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh hợp kim cứng.
= Ypz

[ Pz ]

pz .
pz ( mm vg )

S4
Trong đó : [ Pz ] :Lực lớn nhất cho phép tác dụng lên mảnh hợp kim cứng

C t xpz .K

[ Pz ] = 34.t

0 , 77

.C

1, 35

 sin 600 

.
 sin ϕ 

0 ,8

Trong đó :t=3 mm chiều sâu cắt
C= 6mm chiều dày mảnh hợp kim cứng
ϕ = 450 :góc nghiêng chính
0 ,8

0
⇒
[ Pz ] = 34.3 .6 . sin 600  = 1046,65 N
 sin 45 
Đã tính được ở ý trước:CPz = 300 ; Xpz = 1,0 ;Ypz = 0,75 ;Kpz = 0,796

1046,65
⇒ = 0,75
300.3.0,796 = 1,66 ( mm vg )
S
0 , 77

1, 35

4

Trong 4 giá trị S1,S2,S3,S4 được ta chọn 1 giá trị nhỏ nhất đó là lượng chạy dao an
toàn tính ra.Vậy Smin = 0,36 ( mm vg ) .Đem Smin so sánh với bảng lượng chạy dao của
máy 1A62 ta có lượng chạy dao thực của máy là:Sm = 0,35 ( mm vg )
c).Xác địmh tốc độ cắt.
Cv .K v
Xv
Yv
+Khi tiện ngoài :Vn T .t .S ( m ph )
C .K
= mv Yvv
+Khi tiện cắt đứt:V T .S ( m ph )
=

m

Trong đó:Kv Hệ số điều chỉnh kể đến ảnh hưởng của tất cả các nhân tố đến tốc đọ
cắt
Kv = K mv. K nv .Kϕv .Kϕ1v .K rv .K qv .K ov .K uv
K mv. :Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công
Tra bảng 2-1 ta có: K mv. =

75
= 1,23
61

K nv = 0,8 xét đến trạng thái phôi (tra bảng 7-1)
Kϕv = 1,0 kể đến ảnh hưởng của góc ϕ (tra bảng 9-1)
Kϕ 1v = 0,97 kể đến ảnh hưởng của góc ϕ1 (tra bảng 9-1)
K rv = 0,94 kể đến ảnh hưởng của mũi dao (tra bảng 9-1)
K qv = 1,0 kể đến ảnh hưởng của tiết diện cán dao (tra bảng 9-1)

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

5


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
K ov = 1,0 kể đến ảnh hưởng của dạng gia công (tra bảng 9-1)
K uv = 1,0 xét kể đến ảnh hưởng của vật liệu làm dao (tra bảng 8-1)

Vậy Kv = 1,23.0,8.1.0,97.0,94.1.1.1 = 0,9
Cv:Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công và điều kiện khi tính vận tốc cắt
Xv,Yv,m:Chỉ số mũ xét đến mức độ ảnh hưởng của bước tiến,chiều sâu cắt,tuổi
bền dụng cụ đến vận tốc cắt.Tra bảng 1-1 ta có :
Khi tiện ngoài: Cv = 227 ;Xv = 0,15 ;Yv = 0,35 ;m = 0,2
Khi tiện cắt đứt:Cv = 47 ;Yv = 0,8 ;m = 0,2
T:tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt tra bảng 1-1 ta có T=60 phút

Vậy tốc độ cắt khi tiện ngoài là :Vng

Tốc độ cắt khi tiện cắt đứt là:Vcd

=

=

227.0,9
60 .30,15.0,350,35 = 110 ( m ph )
0, 2

47.0,9
60 .0,350,8 = 43 ( m ph )
0, 2

d).Xác định số vòng quay n
=

103.V n 103.110
=
= 1168
( vg ph )
π .D
3,14.30

Số vòng quay khi tiện ngoài là: nng
Theo bảng số vòng quay trục chính của máy ta chọn số vòng quay thực tế theo máy
là:nng = 1200 ( vg ph ) (Lấy gần với số vòng quay tính toán)
πD.n

ng

=
=
⇒
Tốc độ cắt thực khi tiện ngoài:Vng 1000

=

3,14.30.1200
= 113
( m ph )
1000

103.Vcd 103.43
=
= 456
( vg ph )
π .D
3,14.30

+Số vòng quay khi tiện cắt đứt là:ncđ
Chọn số vòng quay thực tế theo máy là:n = 480 ( vg ph )

π .D.ncd 3,14.30.480
=
= 45
( m ph )
1000
+Tốc độ cắt thực khi tiện cắt đứt là:Vcđ 1000
Trong đó :D là đường kính chi tiết gia công D = 30 mm
=

e).Kiểm nghiệm chế độ cắt
+Kiểm nghiệm theo công suất máy
Để máy có thể gia công được chi tiết ta phải có điều kiện sau:
Nc =

Pz .V
≤ N dc × η
103.60

Trong đó :
Lực cắt chính:Pz = CPz .t .S .V .K pz
C Pz = 300 :Hệ số phụ thuộc điều kiện gia công và dạng gia công (tra bảng 11-1)
Xpz

Ypz

nPz

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

6


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
XPz = 1,0 : chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của chiều sâu cắt (tra bảng 11-1)
YPz = 0,75 :chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của lượng chạy dao (tra bảng 11-1)
nPz = −0,15 :chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của vận tốc cắt (tra bảng 11-1)
KPz = 0,796 :hệ số hiệu chỉnh chung về lực cắt (đã tính được ở phần bước tiến)
1

0 , 75
−0 ,15
⇒
Pz = 300.3 0,35 .113 .0,796 = 160 N
V = 113 ( m ph ) :Tốc độ cắt trục chính
Ndc = 7,8 kw :công suất động cơ điện của máy
η = 0,75 :Hiệu suất của máy
160.113
⇒
< 7,8.0,75 hay 0,3<5,85 (thỏa mãn)
103.60

Vậy công suất động cơ 7,8kw đủ để thực hiện quá trình cắt.
+Kiểm nghiệm theo mômen xoắn:
Điều kiện để quá trình cắt được đảm bảo là:
Pz .D
≤ [M x ]
(1)
2.103
Trong đó D = 36 mm:đường kímh phôi
Mx =

[ M x ] :Mômen xoắn của trục chính
[ M x ] = 10 .N dc .η = 10 .7,8.0,75 = 46,4 mm
4

4

1,05.nm .
1,05.1200

+ nm = 1200 ( m ph ) :Số vòng quay trục chính của máy

Thay tất cả vào (1) ta có:
Mx =

160.36
< [ M x ] = 46,4 (thỏa mãn)
2.103

Vậy quá trình cắt đã được đảm bảo.

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

7


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
5).Nguyên công khi tiện,lập bảng các thông số (dao,máy,t,s,n) để người công
nhân thực hiện theo khi tiến hành gia công chi tiết.
Bước 1:Khỏa mặt đầu (cắt mặt đầu)
Dao

Máy

Dao tiện
mặt đầu
cong

1A62

Chiều sâu cắt t lượng chạy
(mm)
dao ( mm vg )

Số vòng
quay( vg ph )

Chiều sâu cắt t lượng chạy
(mm)
dao ( mm vg )

Số vòng
quay( vg ph )

3

1200

Bước 2:Tiện mặt trụ ngoài
Dao

Máy

Dao tiện
ngoài đầu
cong có

1A62
0,35

ϕ = 450

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

8


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
Nghiên cứu về lực cắt nhằm mục đích (thêm):để điều khiển máy,tính thiết kế
đồ gá

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

9


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt
MỤC LỤC
Nội dung bào tập lớn…………………………………………………………1
I. Cách xác định:
1.Vật liệu dụng cụ cắt phù hợp với vật liệu gia công…………………………2
2.Thông số hình học phần cắt của dụng cụ cho nguyên công gia công thô……2
3.Chọn máy gia công phù hợp………………………………………………….2
4.Chế độ cắt cho nguyên công gia công thô……………………………………3
5.Nguyên công tiện thô,lập bảng các thông số (dao,máy,t,s,n)………………...8
II. Nghiên cứu về lực cắt nhằm mục đích gì……………………………………9
III. Kiểm tra công suất của máy nhằm mục đích gì…………………………..10

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

10


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

11


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

12


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

13


Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

14

Bài tập lớn nguyên lí dụng cụ cắt

Khoa kĩ thuật công nghiệp- trường cao đẳng kinh tế kĩ thuật

15