DỤNG CỤ CẮT 1“Nguyên Lí & Dụng Cụ Cắt”

DỤNG CỤ CẮT 1
“Nguyên Lí & Dụng Cụ Cắt”

Giảng viên: Cao Thanh Long
Bộ môn: Dụng Cụ Cắt Vật Lỉệu Kĩ Thuật


NỘI DUNG MÔN HỌC DCC1
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Bài mở đầu
Chương 1: Thông số hình học của dụng cụ cắt & lớp cắt
Chương 2: Vật liệu dụng cụ cắt
Chương 3: Tiện
Chương 4: Gia công lỗ
Chương 5: Phay
Chương 6: Gia công ren
Chương 7: Gia công răng
Chương 8: Mài
Chương 9: Hệ thống dụng cụ cắt trên máy CNC

2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyên lí gia công vật liệu – Đại học Bách khoa Hà nội –

2001
2. Nguyên lí & Dụng cụ cắt – ĐHKTCN – 1998
3. Thiết kế dụng cụ cắt kim loại – Xêmentrenco – Nhà xuất bản
KH&KT – 1976
4. Metal Cutting – E.M Trent – 1997
5. Metal Cutting Theory and Practice – David A. Stephenson –
& John S. Agapiou – New York - 1997

3


THÔNG TIN CẦN BIẾT KHI NHẬP MÔN

• Số tiết học:
- Lí thuyết: 57
- Thí nghiệm: 03
• Đánh giá:
- Điểm giữa kì + TN: 30 %
- Điểm kết thúc HP: 70 %
• Hình thức thi:
- Giữa kì: các bài kiểm tra định kì và giữa kì – viết
- Kết thúc học phần: Trắc nghiệm
4

CHNG I
thông số hình học của dụng cụ cắt và lớp cắt

Đ1. Những khái niệm và định nghĩa cơ bản
Đ2. Thông số hình học phần cắt
Đ3. Thông số hình học lớp cắt

5


Đ1: những khái niệm và định nghĩa cơ bản

1. Các chuyển động trong quá trình cắt
Chuyển động cắt chính: (Primary/ Cutting motion)
- Là chuyển động cơ bản tạo ra phoi.
- Xác định tốc độ bóc tách phoi và tiêu thụ chủ yếu công suất cắt.
- Có thể là chuyển động tịnh tiến hoặc quay tròn, do dao hoặc
phôi thực hiện.

6


Chuyển động chạy dao: ( feed motion)
- Là chuyển động cần thiết để duy trì quá trình cắt. Chuyển động
chạy dao có thể gián đoạn hoặc liên tục.
- Chuyển động chạy dao cần thiết để có thể cắt hết chiều dài chi tiết.
Chuyển động phụ: (secondary motion)
- Là các chuyển động để chuẩn bị và kết thúc quá trình cắt.

2

1
Q

a
b

H×nh 1: Qu¸ tr×nh t¹o h×nh bëi ®­êng sinh vµ ®­êng chuÈn c¾t

a

b

H×nh 2: C¸c chuyÓn ®éng trong qu¸ tr×nh c¾t
a: qu¸ tr×nh tiÖn; b: qu¸ tr×nh phay
V: chuyÓn ®éng c¾t chÝnh; S: chuyÓn ®éng ch¹y dao


2. Các bề mặt hình thành trên phôi
Bề mặt chưa gia công: (unmachined surface)
- Là bề mặt trên phôi sẽ được hớt đi một lớp vật liệu.
Bề mặt đang gia công: (work surface)
- Là bề mặt chuyển tiếp giữa mặt đã và chưa gia công. Hay có thể
định nghĩa chính xác hơn: là tập hợp quỹ đạo chuyển động cắt tương
đối của các điểm trên đoạn lưỡi cắt chính đang tham gia cắt. Bề mặt
đang gia công tiếp xúc với đoạn lưỡi cắt chính đang tham gia cắt.
Bề mặt đã gia công: (machined surface)
- Là bề mặt trên phôi đã được hớt đi một lớp vật liệu dưới dạng phoi.

9


H×nh 3: C¸c bÒ mÆt h×nh thµnh trong qu¸ tr×nh c¾t
(1: BÒ mÆt ch­a gia c«ng, 2: BÒ mÆt ®ang gia c«ng, 3: BÒ mÆt ®· gia c«ng)


3. Các bề mặt trên phần cắt của dụng cụ
3.1. Phần thân: (Holder)
Phần thân của dụng cụ là phần nối giữa phần cắt của dụng cụ với
máy. Nó có nhiệm vụ:
- Định vị và kẹp chặt phần cắt của dụng cụ so với máy.
- Truyền chuyển động và công suất cắt từ máy tới phần cắt của
dụng cụ.

11


3.2. Phần cắt: (cutting part)
- Phần cắt của dụng cụ là phần trực tiếp tham gia quá trình cắt.
- Phần cắt thường được chế tạo bằng các loại vật liệu có tính cắt tốt
như Thép gió, Hợp kim cứng, Gốm, Kim cng nhõn to. Chất lượng và
độ chính xác của phần cắt ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của
dụng cụ cắt.

- Phần cắt của dụng cụ bao gồm các lưỡi cắt và các bề mặt sẽ
c trỡnh by dưới đây.


H×nh 4: Quan hÖ gi÷a phÇn c¾t cña dao tiÖn ngoµi víi mét sè lo¹i dao kh¸c

H×nh 5: C¸c yÕu tè trªn phÇn c¾t cña dao tiÖn ngoµi


a. Các bề mặt hình thành trên phần cắt của dụng cụ trong quá trình cắt
Mặt trước: (face)
- Là bề mặt của dao tiếp xúc với phoi. Trong quá trình cắt phoi được
hình thành và thoát ra trên mặt trước.
Mặt sau chính: (primary flank face)
- Là bề mặt của dao đối diện với mặt đang gia công của phôi.
Mặt sau phụ: (secondary flank face)
- Là bề mặt của dao đối diện với mặt đã gia công của phôi.

16


• MÆt chuyÓn tiÕp: (succeeding face)
- Lµ bÒ mÆt nèi tiÕp gi÷a mÆt sau chÝnh vµ mÆt sau phô. MÆt chuyÓn
tiÕp cã thÓ lµ mÆt ph¼ng hoÆc lµ mÆt cong tuú theo kÕt cÊu phÇn c¾t cña
dông cô c¾t.
- C¸c bÒ mÆt trªn phÇn c¾t cña dông cô cã thÓ lµ mÆt ph¼ng, còng cã
khi lµ mÆt cong. Giao tuyÕn gi÷a chóng t¹o nªn c¸c l­ìi c¾t.

17


C¸c bÒ mÆt trªn phÇn c¾t cña dông cô cã thÓ lµ mÆt ph¼ng, còng cã
khi lµ mÆt cong. Giao tuyÕn gi÷a chóng t¹o nªn c¸c l­ìi c¾t.

• L­ìi c¾t chÝnh: (tool major cutting edge)
- Lµ giao tuyÕn gi÷a mÆt tr­íc vµ mÆt sau chÝnh. L­ìi c¾t chÝnh tham
gia c¾t chñ yÕu trong suèt qu¸ tr×nh c¾t.
• L­ìi c¾t phô: (tool minor cutting edge)
- Lµ giao tuyÕn gi÷a mÆt tr­íc vµ mÆt sau phô. Trong qu¸ tr×nh c¾t
chØ mét phÇn nhá cña l­ìi c¾t phô tham gia c¾t.


Trên phần cắt có thể có một hoặc nhiều lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ.
Mũi dao: (nose or corner)
- Là phần chuyển tiếp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ. Mũi dao có
thể nhọn hoặc có dạng cung tròn với bán kính .

Hình 6: Dao tiện cắt đứt và dao tiện ngoài


4. C¸c yÕu tè cña chÕ ®é c¾t: factors of cutting data
C¸c yÕu tè cña chÕ ®é c¾t bao gåm:
- Tèc ®é c¾t V (cutting speed)
- L­îng ch¹y dao S (feed rate)
- ChiÒu s©u c¾t t (depth of cut)

20


Tốc độ cắt: Cutting Speed
+ Là lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên lưỡi cắt chính so
với bề mặt đang gia công trong một đơn vị thời gian, đo theo phương
véctơ tốc độ cắt.
+ Kí hiệu: V (m/ph)

+ Tốc độ cắt xác định tốc độ bóc tách phoi.
n



V

V

0


S



Hình 8. Các thành phần của véctơ tốc độ cắt


Tốc độ cắt tại một điểm trên lưỡi cắt được biểu diễn bởi một vectơ V



V =V + S

Vo

-vectơ tốc độ chuyển động cắt chính

S - vectơ tốc độ chạy dao.

Trị số tốc độ chạy dao S thường rất nhỏ so với tốc độ cắt chính
Vo. Do đó, tốc độ cắt V và tốc độ cắt chính Vo có trị số xấp xỉ bằng nhau.
Để đơn giản cho việc tính toán, trị số tốc độ cắt chính tại một điểm trên
lưỡi cắt được coi là trị số tốc độ cắt tại điểm đó, tốc độ cắt được tính gần
đúng:

V = V


Khi tiện phôi có đường kính D[mm], tốc độ quay của trục chính là
n [v/p] thì tốc độ cắt được tính bằng:
V =

.D.n
[m / p]
1000

Khi gia công, tốc độ cắt V đã xác định được (bằng cách tính hoặc
tra các sổ tay), muốn đạt được tốc độ cắt ấy ta phải tính ra tốc độ quay trục
chính, sau đó đối chiếu với cấp tốc độ của máy. Tốc độ quay trục chính
tính theo công thức:
n=

V .1000
[v / p ]
.D

Trong đó: n: tốc độ vòng quay trục chính [v/p].

D: đường kính phôi gia công tại điểm đang xét [mm].


Lượng chạy dao: Feed Rate

Là lượng dịch chuyển của lưỡi cắt chinh so với bề mặt đã gia công trong
một đơn vị quy ước đo theo phương chuyển động chạy dao. Đơn vị quy ư
ớc (có thể là thời gian, vòng quay, goc rng hoặc hành trình kép v.v).
Các lượng chạy dao thường dùng:
- Lượng chạy dao răng (feed per tooth mm/tooth)
- Lượng chạy dao vòng (feed per revolution mm/rev.)
- Lượng chạy dao phút (feed per minute mm/m)
+ Lượng chạy dao răng:
Ký hiệu Sz, là lượng dịch chuyển của li ct chinh so vi mt a
gia cụng khi dao quay được một góc răng =360/Z ( Z là số răng dao);
mm/răng.
24


+ L­îng ch¹y dao vßng:
Ký hiÖu Sv, lµ l­îng dÞch chuyÓn cña lưỡi cắt chính so với đã gia
công sau mét vßng quay cña dao.
Sv=Sz.Z (mm/vßng)
+ L­îng ch¹y dao Sph
Lµ l­îng chaỵ dao đo thêi gian 1 phót.
Sph=n.Z.Sz (mm/ph)
n - sè vßng quay cña dao phay trong 1 phót.
Sph- ®­îc dïng ®Ó tÝnh n¨ng suÊt gia c«ng.

Chiều sâu cắt: Depth of Cut
Là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia
công, đo theo phương vuông góc với bề mặt đã gia công.
Kí hiệu: t [mm].
Chiều sâu cắt khi tiện trong được tính theo công thức:
t=

Do D
[mm]
2

Chiều sâu cắt khi tiện ngoai được tính theo công thức:
t=

D Do
[mm]
2

Trong đó: D - đường kính chi tiết trước khi gia công.
D0 - đường kính chi tiết sau khi gia công.