Bài Giảng Chuốt Kim Loại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

BÀI GIẢNG

C¾t kim lo¹i

GIẢNG VIÊN: NGUYỄN ICH THÔNG

KHOA CƠ KHÍ


Chơng 10

CHUốT kim loại
Mục đích:
Chuốt kim loại là một trong những phơng pháp gia công kim
loại đạt năng suất và chất lợng cao. Chơng 10 trình bày đặc điểm
của quá trình cắt khi chuốt kim loại.
Yêu cầu:
Nắm đợc đặc điểm của quá trình chuốt, kết cấu dao chuốt lỗ
trụ và chế độ cắt của chúng.

SLIDE 1


10.1. Đặc điểm của quá trình chuốt.
- Chuốt kim loại là một trong những phơng pháp gia công kim
loại đạt năng suất và chất lợng cao nên chuốt thờng dùng trong
sản xuất hàng loạt và hành khối.
- Chuốt có khả năng gia công mở rộng bề mặt trụ trong, mở
rộng các bề mặt định hình, có thể gia công mặt phẳng, mặt

định hình.
- Dao chuốt có nhiều loại tuỳ thuộc vào hình dạng của chi tiết
gia công, nhng thông dụng là dao chuốt lỗ, dao chuốt rãnh, dao
chuốt các bề mặt định hình...
- Số răng dao đồng thời tham gia cắt lớn nên tổng chiều dài lỡi
cắt tham gia cắt lớn vì vậy năng suất gia công cao nhng lực cắt
lớn, nhiệt cắt lớn.
- Dao chuốt bố trí răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng
trên một dao và làm việc trong cùng một hành trình chuốt vì
vậy rút ngắn thời gian gia công so với các phơng pháp gia công
khác.


- Chiều dày cắt a khi chuốt bé nên dao chuốt chủ yếu mòn ở mặt
sau. Chuyển động cắt chính khi chuốt là chuyển động tịnh tiến của
dao. Dao chuốt không có chuyển động chạy dao. Lợng d gia công
đợc cắt hết do việc bố trí răng dao hợp lý: Răng cắt cuối cùng cao
hơn răng cắt đầu tiên một lợng đúng bằng lợng d.


10.2. Kết cấu dao chuốt lỗ.

Hinh 10.2. Kết cấu dao chuốt lỗ trụ

10.2.1. Kết cấu chung:
a, Đầu dao l1, cổ dao l2: Dùng để kẹp chặt dao chuốt và truyền
lực kéo dao
b, Phần côn chuyển tiếp l3
c, Phần định hớng trớc l4: Để định hớng dao trớc khi làm việc
và bảo vệ răng dao không bị quá tải
d, Phần cắt l5: Dùng để cắt hết lợng d. Trên phần này răng sau
cao hơn răng trớc một lợng nâng Sz = a . Trên các răng cắt của
phần này có những rãnh chia phoi. Phần này thờng chia ra răng
cắt thô và răng cắt tinh.
e, Phần sửa đúng l6: Có tác dụng sửa đúng kích thớc lỗ và làm
tăng độ nhẵn bề mặt gia công. Phần sửa đúng có khoảng (4 ữ
8) răng, đờng kính của chúng đều bằng nhau và bằng kích thớc
của lỗ muốn gia công. Trên răng sửa đúng không có rãnh chia
phoi.
f, Phần định hớng sau l7: Làm nhiệm vụ định hớng chi tiết khi
răng cuối cùng cha ra khỏi lỗ. Tránh đợc hiện tợng h hỏng bề
mặt lỗ và gãy răng dao do chi tiết bị lệch.


10.2.2. Thông số hình học của dao chuốt

a, Góc trớc:
Đợc đo trong mặt phẳng vuông góc với hình chiếu của lỡi
cắt chính trên mặt đáy. Trị số của góc trớc phụ thuộc vào vật
liệu gia công, chiều dày lớp chuốt, độ nhẵn bóng và độ chính
xác của bề mặt gia công. Góc trớc chọn trong khoảng 50 ữ 200,
răng sửa đúng góc trớc chỉ nên lấy từ ( 00 ữ 50 ).
b, Góc sau:
Có ảnh hởng lớn đến tuổi bền và kích thớc dao chuốt. Vì
chiều dày cắt a nhỏ nên dao chuốt mòn chủ yếu theo mặt sau.
Lẽ ra nh vậy phải chọn lớn. Nhng khi lớn thì đờng kính
dao giảm rất nhanh sau mỗi lần mài lại. Do vậy dao chuốt lỗ
góc sau thờng nhỏ. Góc sau ở răng cắt có = (20 ữ30 30),
răng sửa đúng có = (10 ữ 20). Với dao chuốt ngoài có thể
lấy lớn hơn = ( 50 ữ 100 ).








Hinh 10.4. Thông số hinh học của dao chuốt
c, Cạnh viền:
Trên răng sửa đúng ngời ta làm cạnh viền với f 0,2 mm để
tăng tuổi thọ của dao chuốt. Bề mặt cạnh viền đợc mài thật nhẵn
bóng để giảm ma sát và là nhẵn bề mặt gia công.
10.3. Sơ đồ chuốt.

Tuỳ theo hình dáng, độ chính xác và kích thớc của chi tiết gia
công cũng nh trạng thái bề mặt của phôi mà ngời ta dùng các sơ
đồ cắt khác nhau. Sơ đồ cắt có ảnh hởng lớn đến sự phân bố tải
trọng trên răng cắt, tuổi bền và kết cấu dao. Ngời ta chia ra ba sơ
đồ cắt cơ bản sau đây:






a, Chuốt lớp: Dao chuốt lớp cắt ra lớp kim loại có profin đồng
dạng vói profin của chi tiết gia công. Profin của toàn bộ răng
dao giống profin cuối cùng của bề mặt chi tiết cần gia công. Ví
dụ chuốt lỗ vuông thì profin răng dao cũng có hình vuông
Chuốt lớp có chiều rộng lớp cắt b lớn , chiều dày cắt a nhỏ nên
độ nhẵn bóng và độ chính xác cao. Nhng lực cắt lớn và việc
chế tạo dao phức tạp.

Hình 10. 5 . Các sơ đồ chuốt
a . Chuốt lớp
b . Chuốt an dần
c . Chuốt manh

b, Chuốt ăn dần: Theo sơ đồ này profin của lớp cắt và profin l
ỡi cắt không giống profin của bề mặt gia công. Chỉ những răng
dao cuối cùng mới cần có hình dạng của lỗ gia công.Độ bóng
và độ chính xác của bề mặt gia công khi dùng sơ đồ này thấp
hơn chuốt lớp nhng việc ch tạo dao đơn giản và lực cắt
không quá lớn.
c, Chuốt mảnh: Để giảm chiều rộng b của lớp cắt, từ đó giảm
lực cắt ngời ta dùng sơ đồ chuốt mảnh. Nh vậy giống chuốt ăn
dần profin răng dao khi chuốt mảnh không giống profin của
chi tiết. Một lớp kim loại có chiều dày a chiều rộng b sẽ đợc
cắt bởi từ 2 đến 3 răng, trong một nhóm các răng có chiều cao
bằng nhau.
Ưu điểm của sơ đồ này là chiều rộng lớp cắt bé nên có
thể tăng đợc chiều dày cắt. Vì vậy thờng dùng gia công chi tiết
có lợng d lớn, chi tiết vỏ cứng, thành mỏng độ cứng vững kém.
Năng suất cao nhng độ chính xác không cao bằng chuốt lớp và
việc chế tạo dao khó.

10.4. Các yếu tố cắt khi chuốt
10.4.1. Chiều dày cắt a:
Chiều dày cắt khi chuốt bằng lợng nâng của răng. Để cắt đợc
lớp kim loại thì phải có a 0,02 mm. Vì a càng nhỏ thì biến
dạng kim loại tăng, lực cắt đơn vị tăng. Nhng nếu a quá lớn thì
phoi khó cuốn và làm giảm độ nhẵn bề mặt gia công.
Thờng chọn a = (0,02 ữ 0,2) mm tuỳ theo vật liệu gia công.
Vật liệu càng dẻo và kém bền thì chọn a càng nhỏ và ngợc lại.
10.4.2. Chiều rộng cắt b:
Chiều rộng cắt b khi chuốt bằng chiều dài lỡi cắt tham gia cắt.
- Dao chuốt tròn
: b = .D
- Dao chuốt rãnh then : b = B
- Dao chuốt lỗ then hoa : b = n.B
Thực tế để giảm biến dạng của phoi trên các răng cắt ngời ta
làm một số rãnh chia phoi. Do đó thực tế chiều rộng cắt của
các răng cắt phải đợc trừ đi chiều rộng rãnh chia phoi.

10.4.3. Diện tích cắt:
Diện tích cắt do một răng cắt ra là : f = a . b
Tổng diện tích cắt do số răng Z đồng thời tham gia cắt ở trong
lỗ là: F = f.Z
L
Với Z là số răng đồng thời tham gia cắt :
Z = t
Với L là chiều dài bề mặt đợc chuốt, t là bớc răng dao chuốt
Ta nhận thấy: Số răng đồng thời tham gia cắt khi chuốt luôn
thay đổi :
Zmax = Z + 1
Zmin = Z
Vì vậy diện tích cắt và do đó lực cắt luôn thay đổi gây ra
rung động khi chuốt. Ngời ta khắc phục bằng cách làm dao có
bớc răng không đều hoặc bố trí dao chuốt có lỡi nghiêng một
góc bằng ( 100 ữ 300 ).


10.5. Lực chuốt, sự mài mòn, tuổi bền và tốc độ chuốt.
10.5.1. Lực chuốt:

Trong trờng hợp tổng quát lực chuốt cũng đợc phân tích
ra ba thành phần Px , Py , Pz.

Nhng với dao chuốt răng thẳng thì Px = 0, chuốt lỗ đối
xứng thì các thành phần lực Py triệt tiêu. Lực chuốt chính Pz
đợc tính:
Pz = p . b . a .Zmax
Trong đó: p là lực cắt đơn vị, xác định bằng thực nghiệm, phụ
thuộc vào vật liệu gia công, chiều dày cắt và các điều kiện cắt
khác (N /mm2);a, b là chiều dày và chiều rộng lớp cắt.

Zmax là số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất.
Cũng có thể xác định lực chuốt theo công thức sau:
Chuốt lỗ trụ:
Pz = C p. S. Zmax .D . K ( KG )
Chuốt rãnh then và then hoa: Pz = C p. S. b . Zmax .n . K ( KG)
Trong đó :













C p là hằng số phụ thuộc vật liệu gia công.
S z là lợng nâng của răng (lợng chạy dao trên 1 răng = a)

D là đờng kính lỗ, b là chiều rộng rãnh then hay then hoa.
n là số rãnh.Zmax là số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất.
Kp là hệ số kể đến ảnh hởng của góc trớc, độ mòn dao, dung
dịch trơn nguội...
10.5.2. Độ mòn của dao chuốt:
Dao chuốt có chiều dày cắt bé nên mòn chủ yếu theo mặt sau,
nếu chiều dày cắt a tơng đối lớn dao có thể mòn cả mặt trớc
và mặt sau.
Trung bình độ mòn mặt sau cho phép là: h S = (0,15 ữ 0,2) mm
Dao gia công có độ chính xác cao:
h S = (0,08 ữ 0,1) mm
Dao cắt theo sơ đồ cắt mảnh thì:
h S = 0,33 mm
















10.5.3. Tuổi bền và tốc độ của dao chuốt:

Dao chuốt là dụng cụ chuyên dùng, có độ chính xác cao chỉ dùng
trong sản xuất hàng loạt lớn, chế tạo phức tạp và giá thành cao nên
phải chọn tuổi bền hợp lý. Tuổi bền đợc chọn phụ thuộc vật liệu gia
công, vật liệu dao, độ chính xác gia công.Thờng chọn : T = (120 ữ
180) phút.
Cv
Giữa tuổi bền và tốc độ chuốt có quan hệ: v =
y
m
T
.
S
Trong quá trình chuốt do ma sát lớn, nhiệt cắt lớn, tới dung
dịch
z
khó khăn nên tốc độ chuốt thờng nhỏ trong khoảng v = (2 ữ 12) m/ ph
Công suất chuốt đợc tính Nc =
( kW)

PZ .v
TO.102
=
60

Thời gian máy khi chuốt đợc tính:
Trong đó:
L.k
L là chiều dài hành trình chuốt.v là tốc độ chuốt.
1000.v
k là hệ số tính đến hành trình chạy không của máy chuốt .

Thờng lấy k = (1,2 ữ 1,5)