GIÁO TRÌNH kỹ thuật cắt gọt kim loại (trần văn khánh)

Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

CHƯƠNG 1 : NGUYÊN

LÝ CẮT GỌT KIM LOẠI

I−KHÁI NIệM :
Gia công kim loại bằng cách cắt gọt là một phương pháp gia công kim loại rất phổ
biến trong ngành cơ khí.
Quá trình cắt gọt kim loại là quá trình dùng dụng cụ cắt để cắt đi một lớp kim loại dư
trên phôi, nhằm tạo ra sản phẩm đúng theo yêu cầu về hình dạng và kích thước; vị trí tương
quan giữa mặt, độ nhám bề mặt . . .
Lớp kim loại dư trên phôi gọi là lượng dư gia công. Lớp kim loại dư cắt bỏ khỏi phôi
gọi là phoi cắt
Muốn hòan thành nhiệm vụ cắt gọt, con người phải sử dụng một hệ thống thiết bị để
tách lớp kim loại ra khỏi phôi. Hệ thống thiết bị đó gọi là hệ thống công nghệ
Hệ thống công nghệ bao gồm : Máy, dao, đồ gá, và chi tiết gia công, thường được viết
tắt là M – D – G – C .
Trong đó : −Máy làm nhiệm vụ cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình cắt gọt.
−Dao có nhiệm vụ trực tiếp cắt bỏ lớp kim loại dư ra khỏi phôi nhờ năng
lượng của máy cung cấp.
−Đồ gá là một bộ phận của hệ thống công nghệ có nhiệm vụ xác định vị trí
của phôi so với dụng cắt, máy và giữ chặt không cho phôi dịch chuyển do lực cắt và trọng
lượng của chi tiết
−Chi tiết gia công là đối tượng của quá trình cắt gọt. Mức độ chính xác của
máy, dao, đồ gá và tay nghề của người thợ đều có ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết
gia công
II−CÁC THÔNG SỐ CỦA YẾU TỐ CẮT VÀ CHẾ ĐỘ CẮT GỌT :
Trong quá trình gia công thì hệ thống công nghệ tạo ra những chuyển động tương

đối nhằm hình thành bề mặt gia công.
Những chuyển động tương đối đó gọi là chuyển động cắt. Chuyển động cắt chia làm
hai loại chuyển động :
−Chuyển động chính
−Chuyển động phụ.
1-Chuyển động chính và tốc đô cắt V :
a-Chuyển động chính : là chuyển động cơ bản để tạo ra phoi. Chuyển động chính có
thể là chuyển động quay tròn như tiện, khoan, phay, mài . . . cũng có thể là chuyển động
tịnh tiến như bào, xọc, chuốt . . .
Chuyển động chính có thể do phôi thực hiện như tiện; do dụng cắt thực hiện như
bào, phay, khoan, xọc, doa . . .
b-Tốc độ cắt :
Để đặc trưng chuyển đọng chính ta sử dụng hai đại lượng :
−Số vòng quay, hoặc số hành kép trong một đơn vị thời gian. Đợn vị là vg/ph ; htk/ph
−Tốc độ chuyển động chính hay còn gọi là vận tốc cắt, ký hiệu là V. Đơn vị m/ph.
Riêng trong mài là m/giây
Tốc đô cắt V là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương vận
tốc cắt V ứng với một đơn vị thời gian.
*Nếu chuyển động chính quay tròn
π Dn
V

=

1000

*Nếu chuyển động chính tịnh tiến
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại

1


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

V

=

2Ln
1000

Trong đó : −n là số hành trình kép
−L là chiều dài hành trình
2−Chuyển động chay dao và lượng chạy dao :
*Chuyển động chạy dao: chuyển động chạy dao là chuyển động nhằm cắt hết một
lượt lượng dư trên bề mặt phôi. Phương của chuyển động chạy dao ký hiệu là S .
*Lượng chay dao vòng Sv : Là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo
phương chay dao ứng với một vòng quay (hoặc một hành trình kép) của chuyển động chính.
Đơn vị mm/vòng hoặc mm/htk.
*Lượng chạy dao Sph : Là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo
phương chạy dao ứng với một đơn vị thời gian. Đơn vị mm/ph
*Lượng chạy dao răng Sr : Khi dao có nhiêu lưỡi cắt thì ngoài lượng chay dao Sv và
Sph, ta có khái niệm chạy dao răng.
Lượng chạy dao răng Sr là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo
phương chạy dao ứng với một lưỡi cắt. Đơn vị mm/răng
Với những định nghĩa trên ta có mối quan hệ :

Sph = Sv . n = Sr . Z . n (mm/ph)
Z : Số lưỡi cắt trên dao
3−Chiều sâu cắt :
Chiều sâu cắt t, là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương
chiều sâu cắt ứng với mỗi lần chạy dao. Đơn vị mm.
Trong cắt gọt kim loại người ta gọi các đại lượng đo của chuyển động chính V,
chuyển động chạy dao S và chiều cắt t là chế độ cắt khi gia công cơ
4−Lớp cắt và tiết diện lớp phoi cắt f :
a−Lớp cắt :
Giả sử một mặt phẳng nằm tiếp xúc với lưỡi cắt và vuông góc với véc tơ vận tốc
V ta nhận được tiết diện lớp cắt, hay là tiết diện của phôi được cắt ra mà chưa kể đến sự biến
dạng. Lớp cắt có kích thước : Chiều rộng b, chiều dày a
*Chiều rộng lớp cắt b : Khoảng giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công đo
dọc theo lưỡi cắt chính hay đó cũng chính là đoạn lưỡi cắt chính tham gia cắt
*Chiều dày cắt a : Khỏang cách giữa hai vị trí liên tiếp của lưỡi cắt chính sau một
vòng quay của phôi đo theo phương vuông góc với b
Nếu chiều dày lớp cắt a tăng lên thì lực cắt và nhiệt cắt tăng do đó dao mau mòn,
cho nên a là đăc trưng cho tải trọng riêng trên 1 đơn vị chiều dài lưỡi cắt. Nếu giữa nguyên
a mà thay đổi b thì tải trọng riêng trên một đôn vị chiều dai không thay đổi
Ta xét mối quan hệ giữa chiều dày lớp cắt a, chiều rộng lớp cắt b, với lượng chạy
dao S, chiều sâu cắt t và góc nghiêng chính ϕ của dao
s

t
a

b

Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại

b
a



2


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

*Trường hợp a : a ≠ S, t ≠ b và giữa chúng có mối quan hệ :
a = S ⋅ sin ϕ

,

b=

t
sin ϕ

Từ công thức trên ta thấy góc nghiêng chính ϕ ảnh hưởng đến các trị a và b khi giữ
nguyên giá trị của s và t
Góc ϕ càng nhỏ thì phoi càng dài (b tăng) và càng mỏng (a giảm)
Công thức trên chỉ đúng khi γ = 0 và λ = 0
Các thông số a và b không thể nhận được bằng cách diểu máy mà bằng diều chỉng máy
chỉ có thể chỉ có nhận được chiều sâu cắt t và lượng chạy dao S
*Trường hợp b : a = S, t = b
*Trường hợp c : Chiều dày lớp cắt a thay đổi trên suốt chiều dài làm việc thực tế của

lưỡi cắt. Chiều dày lớp cắt trong trường hợp này tính theo chiều dày trung bình atb
S ⋅t
atb =
b
b−Diện tích tiết diện lớp cắt :
(1)
*Trường hợp a :
f = a . b = S . t (mm2)
*Trường hợp b : Vì : a = S, t = b
nên
f = a . t = S . b (mm2)
*Trường hợp c :
f = S . t = atb . b (mm2)
5−Thời gian gia công Tgc :
Thời gian gia công gồm các thành phần :
−Thời gian máy Tm : Là khỏang thời gian dao thực hiện chuyển động chạy dao để
cắt gọt tạo phoi (trong đó có thời gian dao chạy không lúc sắp cắt vào và lúc vừa thóat ra)
−Thời gian phụ Tp : là khỏang thời gian cần thiết để làm các việc phục vụ trực tiếp
cho việc cắt gọt : Gá và tháo vật gia công, gá và tháo dụng cắt, vặn dao tiến vào lùi dao ra,
đo kiểm . . .
−Thời gian phục vụ Tpv : Khỏang thời gian để làm các việc phục vụ về tổ chức nơi
làm việc và kỹ thuật : quét phoi, lau máy, tra dầu mỡ . . .
−Thơi gian nghỉ và làm các việc cần thiết tự nhiên : Nghỉ giải lao, uống nước . . .
−Thời gian chuẩn bị và kết thúc Tcb : để làm mọi việc trước và sau mỗi loạt sản xuất
: Điều chỉnh máy, điều chỉnh dao, nghiên cứu bản vẽ và quy trình . . .
Tgc = Tm + Tp + Tpv + Tn + Tcb
Trong đó thời gian máy : Tm = i

L + l + l1
phút

S

(i số lân chạy dao)

6−Năng suất cắt :
Năng suất là sản lượng sản phẩm do máy gia công gia công trong một đơn vị thời
gian. Trong ngành cơ khí chu kỳ để hòan thành một nguyên công hay một chi tiết nào đó là
thời gian để hòan thành nguyên công hay chi tiết đó.
Tm = Tcg + Tck
Tm : Thời gian máy
Tgc : Thời gian gia công. Là thời gian dao trực tiếp cắt gọt phôi
Tck : Thời gian dao chạy không lúc sắp cắt vào và lúc vừa thóat ra
Q=

Gọi Q là năng suất :

1
1
=
T Tgc ⋅ Tck

(chiếc/phút)

(1)

Sử có một máy lý tưởng làm việc liên tục không có hành trình chạy không Tck = 0
Q=
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại

1

=K
Tgc

(K : Năng suất công nghệ)


3


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

K=

Thế (2) vào (1) :
Đặt :

1
1
⇒ Tgc =
Tgc
K

Q=

1

=

1
+ Tck
K
1
η =
1 + K ⋅ Tck
Q = Kη

(2)

1
K
=K
.
1 + K ⋅ Tck
1 + K ⋅ Tck

: Hệ số năng suất

Vậy :
−η nói lên mức độ gia công liên tục của quá trình công nghệ
−Nếu η tăng thì Tck giảm dẫn đến Q tăng
−Mặt khác : Q ∈ K và η.
−Muốn tăng Q thì tăng K và η, tức là Tgc và Tck phải giảm
Nếu chỉ giảm 1 trong 2 thành phần trên thì Q → lim
Qmax = lim

Tck → 0

K

1 + K ⋅ Tck

K
K →∞ 1 + K ⋅ T
ck

Qmax = lim

Q

= K

=

1
Tgc

(chiếc/phút)

1
Tck

=

Năng suất lý tưởng

(1)

Tck1
Tck2

Tck3

(2)
1
Tck

K

(1)Năng suất lý tưởng Q = K, nhưng thực tế ta có Tck ≠ 0 ta có năng suất thực tế là
đường cong (2), cho nên ta tăng K lên nhiều lần thì Q cũng không tăng quá giới hạn.
Tck1< Tck2 < Tck3
Thí dụ : Tiện trục nhỏ có chiều dài l = 100mm, lượng chạy dao S = 0,1mm/ph. Số
vòng quay của trục chính n = 1000Vg/ph
Giải
Tgc = 1phút . Giả sử Tck = 1phút
Q=

1
1
=
= 0,5
Tgc ⋅ Tck 1 + 1

Q=

1 1
= = 1
Tgc 1

η =

1
1
=
= 0,5
1 + K ⋅ Tck 1 + 1 ⋅ 1

chiếc/phút

Năng suất công nghệ :
chiếc/phút

Hệ số nắng suất :

Nếu tăng K lên 10 lần thì
1
= 0,09
1 + 10 ⋅ 1
Q = K ⋅ η = 10 ⋅ 0,09 = 0,9 Chiếc/phút.

η=

Với phương pháp kỹ thuật tiên tiến ta tăng K = 50 lần.
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại



4

Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

1
= 0,02
1 + 50 ⋅ 1
Q = K ⋅ η = 10 ⋅ 0,02 = 1 Chiếc/phút.

η=

Như vậy năng suất công nghệ lên 50 lần phải cần phí tổn lớn, nhưng năng suất thực
tế không tăng đến 20 lần
Nếu muốn tự động hóa quá trình sản suất ta lưu ý giảm Tgc và Tck
7−Độ nhám bề mặt chi tiết gia công :
Bề mặt chi tiết sau khi gia công xong không bằng phẳng một cách lý tưởng mà có
những nhấp nhô. Những nhấp nhô này là nguyên nhân :
−Bề mặt đã gia công là sự sao chép hình dạng lưỡi cắt của dao.
−Lượng chạy dao S làm cho các vết cắt không liên tục, để lại phần kim loại chưa bị
cắt.
−Do sự rung động của hệ thông công nghệ
−Do quá trình biến dạng dẻo và ma sát làm phát sinh những vết nứt tế vi
Nhám bề mặt là thông số hình học có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sử dụng của chi
tiết máy và bộ phận của máy. Đối với những bề mặt chi tiết trong mối ghép động bề mặt chi
tiết làm việc tương đối với nhau, nên khi nhám càng lớn thì khó bảo đảm hình thành màng
dầu bôi trơn bề mặt, dễ dẫn đến trạng thái làm việc với ma sát nửa ước, thậm chí cả ma sát
khô, khi giảm thấp hiệu suất làm việc, tăng nhiệt độ làn việc, bề mặt làm việc bị mòn nhanh
giản thời gian sử dụng của chi tiết.
Đối với những chi tiết có độ dôi lớn, khi ép hai chi tiết vào với nhau thì nhấp nhô bị
san bằng, độ dôi lắp ghép càng giảm do đó giảm độ bền chắc của mối ghép.

Đối với chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải chu kỳ và tải trọng động thì nhám là
yếu tố tập trung ứng suất dễ phát sinh rạn nứt làm giảm độ bền mỏi của chi tiết.
Nhám càng nhỏ thì bề mặt càng nhẵn, khả năng chống lại sự ăn mòn càng tốt, bề mặt
chi tiết càng lâu bị gỉ .
III−HIệN TƯợNG VậT LÝ VÀ CƠ HọC XảY RA KHI CắT GọT :
1−Sự hình thành phoi và các dạng phoi:
a−Sự hình thành phoi
Quan niệm ban đầu người ta cho rằng : Cắt kim loại cũng tương tự chu chẻ tre, nứa.
Tức là tức là phoi được tách theo thớ của kim loại.
Quan sát quá trình cắt thực tế, ta dễ dàng phát hiện :
−Phoi được tách ra khỏi chi tiết không theo phương của vận tốc V .
−Phoi bị uốn cong về phía măt tự do; kích thước của phoi bị thay đổi so với tính tóan.
Nhận xét trên bác bỏ quan niệm ban đầu về cắt gọt kim loại. Như vậy thực chất của
quá trình tao thành phoi cắt là gì? Bằng lý thuyết người ta không tìm nổi lời giải thích đúng
đắn. Do vây nhiều nhà nghiên cứ đã tiến hành hàng lọat thí nghiệm mới có kết luận về sự
hình thành phoi.
α−Thí nghiệm với mẫu nén và mẫu cắt :
Khi quan thí nghiệm nén mẫu, người ta thấy rằng : Các phân tử kim loại bị biến
dạng dưới sức ép của đầu ép, phương biến dạng là AB và CD tao với phương tác dụng
O
P một góc ψ xác định đối với từng loại vật liệu (thép ψ = 45 )
Điều đó xảy ra tương tự đối với mẫu cắt, nhưng phương CD thì các phân tố kim
loại đã bị phần kim loại trên mẫu chặn lại. Do đó phương biến dạng chỉ còn là AB .
Kết quả thí nghiệm trên cho ta kết luận quan trọng : Thực chất của quá trình hình
thành phoi là quá trình biến dạng của các phần tử kim loại dưới sức ép của dao.
β−Thí nghiệm quan sát sự dịch chuyển của các phần tử kim loại khi cắt :
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại

5


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

Ở thí nghệm này, ta đánh dấu các phần tử kim loại trên mẫu thử. Khi cắt ta quan sát
sự dịch chuyển của các phần tử kim loại đã được đánh dấu.
Ta quan sát phần tử kim loại P khi cắt. Từ P đến điểm 1 phân tử kim loại dịch
chuyển gần như song song với phương vận tốc V . Qua khỏi điểm 1, đáng lẻ phần tử kim
loại chuyển đến đếm diểm 2’, nhưng lại chuyển đến điểm 2. Đoạn 2'2 gọi là lượng trượt
của phần tử kim loại P tại thời điểm 2. Điểm 1 là điểm bắt đầu trượt của phần tử kim loại
P khi cắt.
Tương tự như vậy ở thời điểm 3 lượng trượt là 3'3 . Sau khi qua khỏi điểm 3 phần
tử kim, loại P di chuyển đến điểm 4. Đoạn 34 song song với mặt trước của dao. Điều đó có
nghĩa là đến thời điểm 3 thì quá trình trượt của phần tử kim loại P kết thúc và nó chuyển
thành phoi cắt. Điểm 3 gọi là điểm kết thúc trượt của phần tử kim loại P khi cắt. Bằng
cách quan sát ta xây dựng được đường dịch chuyển của phân tố kim loại P khi cắt là
P1234 P' . Trong đó đoạn 4 P' cong về phía mặt tự do của phoi có bán kính Rp.
Điểm 4 được xác định bằng cách : Từ điểm tách rời sự tiếp của phoi với mặt trước
của dao E ta kẻ EF vuông góc với mặt trước của dao. EF cắt đường P1234P’ tại 4.
Nếu quan sát vô số điểm trên mẫu cắt, ta nhận được vô số đường dịch chuyển của
phần tử kim loại tương ứng; đồng thời xác lập được mặt bắt đầu trượt OA và mặt kết thúc
trượt OC. Vùng giới hạn bỡi mặt bắt đầu trượt và mặt kết thúc trượt gọi là vùng trượt
Thí nghệm trên tiến hành với V = 0,002m/ph. Trong thực tế, tốc độ lớn hơn nhiều
lần do với tốc đô thí nghiệm, do đó độ biến dạng trượt cũng rất lớn. Nên mặt bắt đầu trượt
và mặt kết thúc trượt gần như trùng nhau. Khỏang cách giũa hai mặt này rất nhỏ khỏang
0,03 – 0,2mm.
b−Quá trình hình thành bề mặt gia công :

Thực tế cho thấy : dù dao dao được chế tạo vật liệu gì và mài sắc bằng cách nào
thì lưỡi cắt cũng không sắc nhọn mà luôn tồn tại bán kính cong ρ. Mặt khác có sự tiếp xúc,
ma sát giữa mặt sau của dao và bề mặt đã gia công của chi tiết. Sự tiếp xúc này một mặt do
quá trình mài mòn mặt sau của dao gây nên mặt khác do biến dạng đàn hồi của lớp kim loại
sát bề mặt đã gia công
Thí dụ : Dao thép gió có bán kính ρ = 10 - 18ηm
Dao hợp kim cứng có bán kính cong ρ = 18 −32ηm
Ta khảo sát ba phần tử kim loại 0, 01, 02 trong quá trình cắt :
−Phương trượt của các phần tử kim loại tạo áp lực cắt pháp tuyến lên phần tử kim
loại đó một góc ψ
−Tại 0 có phương trượt Vc // V
−Tại 01 có phương trựot về phía phoi, do đó có khả năng trượt để tạo thành phoi
−Tại 02 có phưong trượt về hướng chi tiết gia công. Do đó sự trượt bị chặn lại nên
thể hình thành phoi cắt.
Từ những nhận xét trên ta rút ra kết luận:
Khi cắt, những phần tử kim loại trên lớp cắt có chiều dày a nằm trên mặt OF sẽ bị
trượt và tạo thành phoi; những phần tử kim loại nằm trước OF sẽ bị đầu dao nén chặt để tạo
thành bề mặt đã gia công. Lớp kim loại bị nén đó có chiều dày Δa. Lớp kim loại Δa bị biến
dạng dưới sức ép của đầu dao và mặt sau của dao, sự biến dạng này có cả sự biến dạng dẻo
và biến dạng đàn hồi. Do biến dạng đàn hồi nên khi thót ra ra khỏi mặt sau của dao một
phần kim loại được phục hồi một lượng Δh < Δa.
Phân tích trạng thái ứng lực của các phần tử kim loại trong khu vực bị chèn ép ta
thấy :
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại



6

Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

*Các phần tử kim loại nằm trong vùng từ O đến O3 vừa chịu lực nén, vừa chịu kéo
do ma sát giữa mặt dao và các phần tử kim loại trên chi tiết đó. Cũng tương tự như vậy đối
với phần tử kim loại trong khu vực O3A. Riêng trong vùng AB thì các phần tử kim loại trên
chi tiết bị co giãn đột ngột từ vùng chèn ép ra trạng thái tự do, nên dễ phát sinh các vết nứt
tế vi.
Do tác dụng lực và nhiệt cắt sinh ra trong quá trình cắt, một lớp kim loại của bề
mặt đã gia công bị biến cứng (hóa bền), xuất hiện ứng suất dư và vết nứt tế vi trong lớp bề
mặt đã gia công.
c−Các dạng phoi :
*Phoi vụn : Thường khi cắt vật liệu giòn hoặc dẻo với tốc đô cắt tương đối nhỏ thì
tạo ra phoi gãy vụn.
*Phoi xếp : Khi cắt các vật liệu dẻo với với vận tốc cắt V thấp, lượng chạy dao
lớn (a lớn). Phoi có từng đốt xếp lại. Phoi xếp có độ biến dạng lớn. Lực cắt ổn định hơn khi
cắt ra phoi vụn nên độ nhám bề mặt chi tiết được cải thiện
*Phoi dây : Gia công kim loại dẻo với vận tốc cắt V cao, lượng chạy dao nhỏ (a
giảm). Phoi dây là dạng phoi dây dài liên tục mặt trước hơi gợn, mặt tiếp xúc với dao bóng.
Lực cắt ổn định, nên độ nhám bề mặt chi tiết cao
2−Nhiệt cắt :
Muốn tách đựơc phoi và thắng lực ma sát khi cắt cần có lực. Lực cắt được phân ra
thành 3 thành phần theo 3 chuyển động Pz, Px, và Py. Như vậy năng lượng tiêu hao để
thực hiện các chuyển động đó là :
Ey = Py.Vy.τ
Ez = Pz.Vz.τ ; Ex = Px.Vx.τ ;
Trong đó : τ là thời gian các chuyển động.
Do khi cắt Vy = 0, nên Ey = 0. Năng lượng tòan bộ để thực hiện biến dạng và ma
sát khi cắt sẽ là :

E = (Px.Vx + Pz.Vz)τ
Kết quả kiểm tra trên chi tiêt gia công cho thấy :
Hầu hết năng lượng trên biến thành nhiệt khi cắt kim loại. Năng lượng này chính là
để thể hiện quá trình biến dạng và rhắng ma sát khi cắt. Điều đó nghĩa là nguồn gốc của
nhiệt cắt là biến dạng và ma sát khi cắt. Tức là :
Q = Qbd + Qms
Nhiệt sinh ra phân tan ra phoi, dao, chi tiết và môi trường xung quanh.
Q = Qf + Qd + Qct + Qmt
Qd : Nhiệt tản vào dao
Qct : Nhiệt tản vào chi tiết
Qf : nhiệt tản vào phoi
Qmt : Nhiệt tản vào môi trường
Thực nghiệm chứng minh : Anh hưởng của nhiệt với các thành phần của hệ thống
công nghệ không chỉ đơn thuần phụ thuộc vào độ lớn của nhiệt lượng, mà còn phụ thuộc rất
lớn vào khả năng tản nhiệt của vật nhận nhiệt
Để đặc trưng hiện tượng vật lý của hiện tượng nhiệt, trong cắt gọt kim loại người
ta dùng khái niệm nhiệt độ cắt. Như vậy : Nhiệt độ cắt là độ lớn nhiệt độ sinh ra trong quá
trình cắt gọt tại vị trí xác định trên hệ thống công nghệ. Ký hiệu θo.
3−Lực cắt :
a−Khái niệm : Để tách được phoi và thắng được ma sát khi cắt cần phải có lực. Lực
sinh ra khi cắt kim loại là kết quả của quá trình biến dạng và ma sát.
Lực sinh ra trong quá trình cắt gọi là lực cắt P . Lực có cùng độ lớn, cùng phương
nhưng ngược chiều với lực cắt gọi là phản lực cắt P' .
Lực sinh ra biến dạng gồm có lực biến dạng đàn hồi Pdh và lực biến dạng dẻo Pd .
Điểm đặc của lực nằm trên dao
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại



7

Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

Pbd 1 = Pdh1 + Pd 1

Pbd 2 = Pdh 2 + Pd 2
Pbd = Pbd 1 + Pbd 2
Pms = Pms1 + Pms 2

vậy : Gía trị của của lực cắt :
P = Pbd + Fms .

b−Phân tích các thành phần lực :
Ta phân tích lực theo các mặt chuyển động và hướng trựơt phoi.
* Pz : Là lực cắt tiếp tuyến, có phương trùng với phương vận tốc cắt V .Đối với
dao Pz uốn cong dao và làm gẫy mẻ dao; đối với trục chính của máy sinh ra môment xoắn
chống lại môment quay của trục chính do động cơ truyền đến. Đối với bàn máy Pz có
khuynh hướng ép chặt các trượt của bàn máy với nhau. Lực này để kiểm nghiệm mô men
xoắn, tính công suất cắt hoặc công suất của động cơ độ bền của thân dao.
* Px : Là lực cắt theo phương chạy dao S . Ảnh hưởng xấu đến các ổ đỡ của trục chính,
và cơ cấu chạy dao. Lực này dùng để tính công suất của cơ cấu chạy dao.
* Py : Là lực cắt theo phương chiều sâu cắt t . Uốn cong phôi, đẩy lùi dao gây mất
chính xác, nhám bề mặt tăng lên.
Về giá trị lực P cắt ta tính được :
P = Pz2 + Px2 + Pt 2

Phương trình cuất các lực cắt đựơc xây dựng trên cơ sở thực nghiệm :

Pz = Cpz . Sypz . txpz . H . Bnpz . Kpz
Py = Cpy . Sxpy . typy . H . Bnpy . Kpy
Pz = Cpx . Sxpx . txpy . H . Bnpx . Kpx
Từ vận tốc chuyển động theo các phương và lực cắt ứng theo các phương đó,
*Ta tính được công suất cắt :
Nc =

*Công suất chạy dao :
N chay dao =

Pz ⋅ V
60 ⋅ 1020

(Pz : Neuton , V : m/ph).

(N )

Px ⋅ S ⋅ n
60 ⋅ 1020 ⋅ 1000

(S : m/vg , n : v/ph)

( KN )

4−Sự mài mòn và tuổi bền của dao :
a−Các hình thức mài mòn dao :
Có năm hình thức mài mòn dao :

Mài mòn măt sau

Mài mòn mặt trước

Mài mòn lưỡi cắt chính
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại

Mài mòn lưỡi liềm

Mài mòn mũi dao


8


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

*Mài mòn mặt sau : Làm cho góc sau α giảm nên sinh ma sát lớn, hệ số co rút phoi
K, lực cắt Pc và nhiệt độ cắt Q tăng lên, nhám bề mặt tăng lên
*Mài mòn mặt trước : Góc thóat phoi γ giảm phoi khó thóat, hệ số co rút phoi K, lực
cắt Pc và nhiệt độ cắt Q tăng lên, nhám bề mặt tăng lên.
*Mài mòn lưỡi liềm : Góc thóat phoi γ tăng, phoi dễ thóat, hệ số co rút phoi K, lực
cắt Pc và nhiệt độ cắt Q giảm, nhám bề mặt giảm. Trong trường hợp này dao yếu dễ gẫy
*Mài lưỡi cắt chính : Trường hợp này không cắt gọt đựợc .
*Mài mòn mũi dao : Bán kính r mũi dao tăng lên nên khi gia công kích thước chi tiết
giảm, lực cắt tăng.
α−Các giai đoạn của quá trình mài mòn dao :
Độ mòn
B
Độ mòn

giới hạn

A
T

T

Thời gian

T

Bằng thực nghiệm người ta xác định qua trình mài mòn dao diễn ra 3 giai đoạn
*Giai đoạn mài mòn ban đầu : Tốc độ mài mòn lớn, diễn ra trong một thời gian rất
ngắn chủ yếu san bằng các nhấp nhô do mài dao (đoạn OA).
*Giai đoạn mài mòn bình thường : Tốc độ mài mòn giảm, diễn ra trong thời gian dài.
Giai đoạn này là thời gain làm việc chủ yếu của dao (đoạn AB)
*Giai đọan mài mòn nhanh : Lúc này dao mất khả năng cắt gọt (đoạn từ B trở đi).
−Điểm B là điểm tới hạn.
−Độ lớn thời gian ứng với điểm B là tuổi bền dao.
−Độ lớn về mài mòn ứng với điểm B ta gọi là độ mài mòn cho phép hay độ mòn tới
hạn.
β−Các nguyên nhân mài mòn dao :
*Mài mòn do quá trình ma sát cơ học gây nên : Khi gia công các bề mặt của dao
luôn tiếp xúc và có chuyển động tương đối với phoi, dưới tác dụng của tải trọng, các phần tử
kim loại tại những vùng tiếp xúc sẽ phát sinh ra mối liên kế kim loại mối liên kết này lớn
hơn độ bền của bản thân mỗi kim loại tham gia tiếp xúc, thì bản thân các phần tử có độ bền
nhỏ hơn sẽ bứt ra và bị lôi đi
*Mài mòn do sự xuất hiện và mất đi liên tục của các khối lẹo dao: Khi cắt (nhất là
khi cắt các vật liệu dẻo) tại vùng tiếp xúc gần mũi dao hình thành nên các khôi lẹo dao có
độ cứng cao hơn độ cứng bản thân kim loại gia công. Một mặt do độ cứng cao, mặt khác do

sinh ra và bị lôi đi liên tục dẫn đến tốc độ mài mòn trên bề mặt dao tăng lên.
*Mài mòn do do hiện tượng khuếch tán : Vật lý đã chứng minh : Hai kim loại được
ép vào nhau, và nung nóng vùng tiếp xúc thì ở đó xuất hiện hiệu diện thế. Dưới hiệu điện
thế đó, các phần tử kim loại của hai kim loại đó sẽ khuếch tán vào nhau. Hiện tượng này còn
gọi là hiện tượng thẩm thấu.
*Sự xuất hiện và phát triển các vết nứt tế vi dẫn đến gẫy vỡ dao : Công tác thống kê
trong nghiên cứu cắt gọt cho thấy. Khi cắt có va đập trên 70% dao hợp kim cứng dùng trong
thử nghiệm mất khả năng cắt gọt do hiện tượng rạng nứt và gãy vỡ gây nên, trong khi đó
mòn dao chưa vượt quá giới hạn cho phép.
b−Tuổi bền và tuổi thọ của dao :
Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại



9


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

α−Tuổi bền của dao : Là khỏang thời gian dao bắt đầu làm việc đến khi dao không
còn làm việc được nữa (T).
β−Tuổi thọ của dao : Khi dao mòn đem mài và sử dụng lại. Tổng thời gian sử
dụng lại của dao gọi là tuối thọ của dao (TO)

To =

n

∑T
i=1

Chương 1 : Nguyên lý cắt gọt kim loại

i

(Ti : Tuổi bền thứ i)



10


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

CHƯƠNG 2 :

DAO CẮT

I−NHỮNG BỘ PHẬN CHÍNH :
1−Phần làm việc :
Chiều dài phần làm việc l : Được tính từ mũi dao đến giao tuyến giữa mặt trước và
thân dao.
Chiều cao phần làm việc h: là khỏang cách từ mũi dao đến mặt tỳ của thân dao.
Chiều cao phần làm việc có thể dương hoặc âm .
2−Phần thân dao : Phần để gá dao vào máy
3−Phân loại dao tiện :

a−Căn cứ vào hướng tiến của dao :
−Dao phải : Đặt dụng cụ thẳng đứng, úp bàn tay phải lên mặt trước của dao thì lưỡi
cắt chính nằm về phía ngón tay cái. Trên máy tiện, hướng làm việc của dao từ phải sang trái.
−Dao trái : Đặt dụng cụ thẳng đứng, úp bàn tay trái lên mặt trước của dao thì lưỡi cắt
chính nằm về phía ngón tay cái. Hướng làm việc của dao ngược lại với dao phải.
b−Theo hình dáng của đầu dao so với thân dao : Có dao đầu thẳng, dao đầu cong
và cắt.
c−Theo công dụng của dao : Dao phá thẳng, dao phá đầu cong, dao vai, dap xén
mặt đầu, dao cắt rẵnh, dao cắt đứt. Dao định hình, dao ren, dao tiện lỗ. Dao còn được chia ra
dao tiện thô, dao rtiện tinh.
d−Theo kết cấu : dao thân liền, dao chắp
II−THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN LÀM VIỆC CỦA DỤNG CỤ CẮT :
*Khái niệm về các bề mặt trên chi tiết :
2
3

1-Bề mặt chưa gia công
2-Bề mặt đang gia công
*Phần làm việc của dụng cắt có các mặt sau đây tạo nên :
5

3-Bề mặt đã gia công

6

4
3

2

1

−Mặt trước (1) : Còn gọi là mặt thóat phoi, là mặt tiếp xúc với phoi khi phoi thóat ra
−Mặt sau chính (2) : là mặt của dao đối diện với bề mặt đang gia công. Mặt này chứa
lưỡi cắt chính.
−Mặt sau phụ (3) : Là bề mặt của dao đối diện với bề mặt gia công .
−Lưỡi cắt chính (4) : Là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính. Nhiệm vụ chủ
yếu cắt gọt tạo ra phoi trong suốt quá trình cắt.
Chương 2 : Dao cắt



1


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

−Lưỡi cắt phụ (5) : Giao tuyến mặt trước và mặt sau phụ. Trong quá trình cắt một của
lưỡi cắt phụ tham gia cắt gọt
−Mũi dao (6) : Có thể nhọn r = 0, tròn r ≠ 0.
III−THÔNG SỐ HÌNH CỦA DỤNG CẮT Ở TRẠNG THÁI TĨNH :
*Dao ở trạng thái tĩnh là sau khi mài xong chưa gá đặt lên máy .
1−Các mặt phẳng tọa độ của dao :
a−Măt phẳng cắt : Là mặt phẳng tiếp tuyến với lưỡi cắt tại điểm đang xét nếu lưỡi
cắt cong, hoặc chứa tòan bộ lưỡi cắt nếu là lưỡi cắt thẳng và chứa phương của vectơ vận tốc
tại điểm đang xét.
*Ở trạng thái tĩnh người ta quy ước vectơ vận tốc ngược chiều với hướng quay của chi tiết
b−Mặt phẳng đáy : Là mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt và vuông góc với

vectơ vận tốc cắt. Do đó mặt phẳng đáy luôn luôn vuông góc với mặt phẳng cắt.
c−Tiết diện chính : Là mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt chính và thẳng góc
với hình chiếu của cắt chính trên mặt phẳng đáy .
d−Tiết diện phụ : Là mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt phụ và thẳng góc với
hình chiếu của cắt phụ trên mặt phẳng đáy .
2-Các góc ở phần làm việc của dụng cụ cắt ở trạng thái tĩnh :
a-Góc trước γ : Còn gọi là góc thóat phoi, là góc tạo bởi mặt trước của dao và mặt đáy
đo trong tiết diện chính .
Góc trước ảnh hưởng đến quá trình thóat và biến dạng của phoi khi cắt. Góc trước
càng lớn thì lực cắt càng giảm.
b-Góc sau chính α : Còn gọi là góc sát, là góc tạo bỡi mạt sau và mặt phẳng cắt đo
trong tiết diện chính.
Góc sau ảnh hưởng đến ma sát giữa mặt sau của dao và bề mặt đang gia công. Góc
sau luôn luôn dương (α > 0).
c-Góc sắc β : Là góc tạo bỡi mặt trước và mặt sau đo trong tiết diện chính
d-Góc cắt δ : Là góc tạo bỡi mặt phẳng cắt và mặt sau đo trong tiết diện chính.
Ta có :
α + β + γ = 90o
δ + γ = 90o
*Góc α và γ là hai góc độc lập phụ thuộc và vật liệu gia công và yêu cầu kỹ thuật.
*Góc β và δ là hai phụ thuộc vào α và γ
e-Góc nghiêng chính ϕ : Là hình chiếu của lưỡi cắt chính lên mặt phẳng đáy và
phương chạy dao giả định
f-Góc nghiêng phụ ϕ1 : Là hình chiếu của lưỡi cắt phụ lên mặt phẳng đáy và phương
chạy dao giả định.
g-Góc mũi dao ε : Là góc hợp bỡi hình chiếu của hai lưỡi cắt lên mặt phẳng đáy .
ϕ + ε + ϕ = 180o
h-Góc nâng của lữoi cắt chính λ : Là góc tạo bỡi lưỡi cắt chính và hình chiếu của
nó lên mặt phẳng đáy đo trong mặt phẳng cắt.
Giá trị của góc nâng không những quyết định hướng thóat phoi khi cắt, mà còn

quyết định điểm tiếp xúc đầu tiên của dao vào chi tiết khi cắt. Điều này có ý nghĩa lớn đến
độ bền của dao cung như chất lượng bề mặt gia công
*Nếu tòan bộ lưỡi cắt chính nằm phía trên mặt đáy đi qua mũi dao ta có λ > 0, thì
phoi thóat ra phía mặt đã gia công
*Nếu tòan bộ lưỡi cắt chính nằm phía dưới mặt đáy đi qua mũi dao ta có λ < 0, thì
phoi thóat ra phía mặt chưa gia công
*Nếu tòan bộ lưỡi cắt nằm trong mặt đáy đi qua mũi dao ta có λ = 0, thì phoi thóat
ra theo chiều vuông góc với lưỡi cắt.
Chương 2 : Dao cắt



2


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

i-Bán kính cong ρ của lưỡi cắt : Dao sau khi mài và mài bóng cẩn thận dao cũng
không bao giờ sác bén một cách lý tưởng mà luôn luôn tồn tại bán kính cong ρ ở lưỡi cắt.
Chiều dày của lớp kim loại mà dụng cụ có thể cắt được phụ thuộc vào độ sắc của
dao, nghĩa là phụ thuộc vào ρ. Thực vậy, nếu chiều dày lớp kim loại định cắt đi quá bé so
với ρ thì quá trình cắt không thể thực hiên được và thay cho quá trình cắt ta có hiện tượng
trượt.
IV-THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA DỤNG CẮT Ở TRẠNG THÁI LÀM VIỆC :
*Dao ở trạng thái làm viêc là sau khi mài xong dao được gá đặt lên máy (còn gọi là
dao ở trạng thái tĩnh)
1-Sự thay đổi giá trị các góc ϕ và ϕ1 :
Nếu khi gá dao, trục dao không vuông góc với đường tâm máy thì các góc nghiêng ϕ

và ϕ1 thay đổi.

α

α1

α

α1

α

α1

2-Sự thay đổi giá trị các góc khi mũi dao gá không ngang tâm máy :
Khi tiện ngoài nếu mũi dao gá cao hơn đường tâm máy thì góc trước của dao khi làm
việc γg sẽ tăng lên, góc sau αg sẽ giảm đi, còn khi gá mũi dap thấp hơn đường tâm của máy
thì góc trước khi làm việc γg sẽ giảm đi, còn góc sau khi làm việc αg sẽ tăng lên.
Khi tiện trong thì ngược lại
3-Sự thay đổi giá trị các góc của dao khi có thêm các chuyển động phụ
a-Chuyển động chạy dao ngang :
Khi có chuyển động chạy dao ngang thì quỷ đạo chuyển động cắt là đường Archimède. Nên
hướng của vectơ vận tốc cắt tổng hợp luôn luôn thay đổi, làm thay đổi góc độ của dụng cụ
cắt
α t = α t − μ1
γđ = γt + μ1

Góc μ1 đựoc tính theo biểu thức sau :
tgμ1 =

Sn
πD

Sn : Lượng chạy dao ngang
, D : Đường kính của chi tiết ở điểm dang xét
Thông thường lượng chạy dao ngang Sn nhỏ rất nhiều so với chu vi vật gia công, do
đó μ1 rất nhỏ cho nên sự thay đổi các góc độ của dao không đáng kể. Tuy nhiên gần vào tâm
Chương 2 : Dao cắt



3


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

D càng giảm nên tgμ1 giảm đến lúc nào đó μ1 ≥ αt lúc đó αđ ≤ 0, dao không cắt được nữa
mà đè gẫy chi tiết hoặc gẫy dao.
Cho nên khi cắt đứt hay tiện hớt lưng thì ta phải mài dao có góc αt lớn bình thường
b−Chuyển động chạy dao dọc :
Khi có chuyển động chạy dao dọc thì quỷ đạo chuyển động cắt là đường xoắn ốc.
Vectơ vận tốc cắt tổng hợp sẽ nghiêng với vectơ tốc độ cắt ở trạng thái tĩnh một góc μ2
α đ = α t − μ2
γđ = γt + μ2
Góc μ2 đựoc tính theo biểu thức sau :
tgμ 2 =

Sd

πD

⇒ μ2 = arctg

Sd
πD

Khi Sd tăng và D giảm thì μ2 càng tăng. Do đó khi cắt với lượng chạy dao lớn như
tiện ren bước lớn, ren nhiều đầu mối thì khi mài dao cần chú ý đến góc μ2 lớn hơn bình
thường
V−CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI VẬT LIỆU LÀM DỤNG CỤ CẮT :
1−Độ cứng :
Dao muốn tách được phoi phải có độ cứng cao hơn độ cứng của chi tiết gia công, và
độ cứng đó phải duy trì ở nhiệt độ cắt cho phép. Cụ thể theo thực nghiệm, độ cứng ở nhiệt
độ bình thương phải đạt từ 60 − 65 HRC. Khi cắt ở nhiệt độ cao, độ cứng đó phải duy trì
trên 55HRC.
Thí du : Vật liệu làm dao chia làm 3 nhóm :
*Nhóm I : Gồm các vật liệu làm dao cắt với tốc độ thấp.:
−Thép carbon dụng cụ : sau khi tôi dạt độ cứng HRC 60 – 64. Dao làm bằng vật liệu
này, tính cắt gọt chỉ bảo đảm ở nhiệt độ 200 − 250oC, vì vậy nó ít sử dụng.
−Thép hợp kim dụng cụ : Sau khi nhiệt luyện, cắt gọy ở nhiệt độ 250 − 300oC
*Nhóm II : Gồm các vật làm dao cắt gọt ở tốc độ cao :
−Thép gió : Sau khi nhiệt luyện đạy độ cứng HRC 62 – 65. Tính chịu mài mòn và
tính chịu nhiệt đến 650oC.
*Nhóm III : Gồm các vật liệu cắt gọt ở tốc độ cao hơn nhóm II.
−Hợp kim cứng được chế tạo thành từng miếng nhỏ. Độ bền ở nhiệt độ cao đạt
1000oC
2−Đô bền cơ học :
Dụng cắt thường phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt : Tải trọng lớn không ổn
định, nhiệt độ cao, ma sát lớn, rung động . . . dễ làm lưỡi cắt của dụng cụ sứt mẻ. Do đó vật

liệu chế tạo dao phải có độ bền và độ dẻo cần thiết. Có như vậy mới chịu được áp lực lớn và
va đập lớn.
3−Tính chịu nóng :
Ở vùng cắt, nơi tiếp xúc giữa dụng cụ cắt và chi tiết gia công nhiệt độ cắt rất cao 700
o
− 800 C. Ở nhiệt độ này, vật liệu dễ bị thay đổi cấu trúc do chuyển biến pha làm tính năng
cắt giảm xuống. Vì vậy vật liệu chế tạo dao phải chịu nhiệt tốt, nghĩa là khi cắt ở nhiệt đô
cao thì cơ, lý tính của vật liệu thay đổi trong một phạm vi cho phép
4−Tính chịu mài mòn :
Thông thường vật liệu càng cứng thì tính chống mài mòn cao. Tuy nhiên ở điều kiện
nhiệt độ cắt cao thì hiện tượng mòn cơ học học không còn là chủ yếu, mà ở đây sự mài mòn
chủ yếu do hiện tượng chảy dính là cơ bản. Do đó vật liệu chế tạo dao phải có tính chịu mài
mòn cao.

Chương 2 : Dao cắt



4


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

5-Tính công nghệ : Vật liệu chế tạo dao phải có tính công nghệ tốt : dễ rèn, cán, có
tính thấm tôi cao . . . và tinh kinh tế cao. Điều đó có nghĩa là vật liệu dùng để chế tạo dao
phải được gia công dễ dàng.
VI-CÁC LOẠI VẬT LIỆU LÀM DỤNG CỤ CẮT :
1-Thép carbon dụng cụ :

a-Thành phần hóa :
Gồm có Fe và C. Trong đó hàm lượng carbon chiếm khỏang 0,7 −1,3%, lượng P và
S thấp (P < 0,035%, S < 0,025%). Hàm lượng carbon quyết định độ cứng của thép.
Loại vật liệu này sau khi tôi và ram đạt độ cứng HRC 60 −62.
Dễ biến dạng sau khi nhiệt luyện
Tính chịu nóng kém. Độ cứng giảm nhanh khi nhiệt độ cắt đạt đến 200 − 300oC ứng
với tốc độ cắt 4 − 5m/ph
Thép carbom dụng cụ thường dùng Y7A, Y8A, Y9A, Y10A . . .
Y : Ký hiệu của C ; A : Ký hiệu chất lượng tốt (hàm lượng P,S < 0,03%) ; Số 10 :
Giá trị trung bình của carbon trong thép (0,95 – 1,09%)
Ứng dụng : Thường dùng làm đục và môt số dụng cụ cắt cầm tay.
2-Thép hợp kim dụng cụ :
a-Thành phần hóa :
Là lọai thép có hàm lượng carbon cao, ngoài ra còn có thêm một số nguyên tố hợp
kim với hàm lượng nhất định (0,5 − 3%)
Các nguyên tố hợp kim như Cr, W, Co, V có tác dụng : Làm tăng tính thấm tôi của
thép.Tăng tính chịu nhiệt độ cao.
Thép hợp kim dụng cụ gồm có các nhóm sau đây :
−Nhóm I : Chế tạo các dụng cụ gia công gỗ.
−Nhóm II : Do có lượng Cr lớn (1 − 1,5%) nên có tính thấm tôi và tính cắt tốt hơn.
Loại này chịu nhiệt độ 220 − 300oC.
−Nhóm III : Có độ thấm tôi cao, ít thay đổi kích thước sau khi nhiệt luyện. Nên dùng
để chế tạo các loại dụng cụ có độ chính cao và hình dạng phức tạp : mũi doa, tarô, dao chuốt
và các loại dụng cụ đo.
−Nhóm IV : Có hàm lượng W lớn, hạt mịn nên độ cứng cao, tuy nhiên độ thấm tôi
thấp dùng để chế tạo dụng cụ cần lưỡi sắc, tuổi bền cao và để gia công các loại vật liệu
cứng.
b-Thép gió (HSS : High speed steel) :
Là thép carbon nhưng có hàm lượng C cao hơn, đặc biệt hàm lượng nguyên tố hợp
kim : Cr, W, Co, V tăng lên, đáng kể nhất là W .

Thép gió nếu nhiệt luyện với chế độ hợp lý có thể đạt được cứng 64 HRC, độ cứng
này không thay đổi khi nhiệt độ tăng đến 550 − 600oC.
Thép gió có hai loại : P9 và P18.
c-Hợp kim cứng :
Hợp kim cứng được chế tạo bằng cách trộn một hay nhiều lọai bột carbít với bột
coban, sau đó đem nung nóng rồi ép lại với nhau thành những mảnh tiêu chuẩn. Các loại và
hàm lượng carbít quyết định tính năng cắt gọt của hợp kim cứng; bột coban chủ yếu có tác
dụng dính kết, đồng thời có tác dụng làm tăng độ dẻo của hợp kim cứng.
Hợp kim cứng có các nhóm sau :
c.1-Hợp kim cứng 1 carbit : gồm có bột carbit Wolfram (BC) và bột dính kết Koban
(K). Nhóm này có độ cứng 87 − 92HRC, khả năng chịu nhiệt trong khỏang 800 − 900oC.
Chịu va đập, gia công vật liệu giòn : gang, kim loại màu . . .
Ký hiệu : −Theo Liên Xô cũ :BK (BK3, BK4, BK6, BK8)
Chương 2 : Dao cắt



5


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

c.2-Hợp kim cứng hai carbít : gồm bột carbít Wolfram (BC), carbít Titan (TiC) và
chất kết đinh Koban (K) để thiêu kết. Nhóm này có độ cứng trong khỏang 90 − 93HRC, khả
năng chịu nhiệt trong khỏang 900o − 1000oC. Thích hợp để gia công vật liệu dẻo, không va
đập
Ký hiệu : −Theo Liên Xô cũ : TK (T5K10, T14K8, T15K6, T30K4)
c.3-Hợp kim cứng có ba carbít. Bao gồm carbít Wolfram (BC), carbít Titan (TiC),

carbít Tatan (TaC) với bột coban đem thiêu kết. Nhóm này có khả năng chịu nhiệt đến
1400oC, vận tốc cắt trong khỏang 50m/ph − 400m/ph. Thích hợp cho việc gia công vật liệu
có độ cứng cao, chịu va đập.
Ký hiệu : −Theo Liên Xô cũ : TTK (TT7K12, TT10K8).
5-Vật liệu gốm :
Thành phần chính của vật liệu gốm là Al2O3 (đất sét kỹ thuật) gồm hai pha của ôxit
nhôm : γAl2O3 có ρ = 3,65 g/cm3 và αAl2O3 có ρ = 3,96 g/cm3.
Để chuyển hóa hoàn tòan từ γAl2O3 sang αAl2O3, người ta nung Al2O3 ở nhiệt độ
1400 − 1600oC. Sau đó nghiền nhỏ thành bột mịn. Bột được ép thành những mảnh dao có
hình dáng và kích thước tiêu chuẩn sau đó mang thiêu kết.
Hiện nay có ba loại vật liệu gốm thông dụng :
a-Oxit nhôm thuần khiết : (99% Al2O3)
Ngoài Al2O3 còn có thêm không dưới 10% oxit kẽm (ZnO2) làm tăng thêm sức bền.
b-Vật liệu gốm trộn :
Ngoài Al2O3 còn có thêm các carbit kim loại như carbit Titan (TiC), carbit Wolfram
(WC). Carbit Tatan (TaC), nitric Titan (TiN). Loại này có sức bền cao, dùng để tiện tinh các
loại vật liệu như gang cứng, thép tôi.
c-Vật liệu gốm không có oxit :
Loại này được chế tạo từ Si3N4 có sức bền uốn cao hơn nhiều so với hai loại trên, chủ
yếu dùng để gia công nhôm và hợp kim nhôm.
Các đặc tính chủ yếu của hợp kim gốm :
−Độ cứng và tính giòn cao.
−Chịu mài mòn và chịu nhiệt.
−Tính dẫn nhiệt kém
−Tính dẻo kém do sức bền uốn kém vì vậy không dùng để gia công khi có rung động,
va đập
−Mài sắc bằng đá mài kim cương.
Phạm vi sử dụng của vật liệu gốm :
−Không gia công tốc độ nhỏ hơn 100m/ph
−Khi gia công thép, tốc độ cắt v = 1 − 2 lần so với khi cắt bằng dao hợp kim cứng.

−Khi gia công gang, tốc độ cắt v = 2 − 3 lần so với khi cắt bằng dao hợp kim cứng.
−Tốc độ cắt tinh lớn nhất khi gia công thép xây dựng có thể đạt đến 600m/ph, khi gia
công gang v = 800m/ph.
−Vì chịu va đập và rung động kém nên chủ yếu để gia công tinh. Chiều sâu cắt và
lượng dư bé.
6−Vật liệu tổng hợp siêu cứng :
a-Kim cương nhân tạo :
Tổng hợp từ than chì (graphit) ở áp lực và nhiệt độ cao.
*Tính năng cơ bản của kim cương nhân tạo :
−Đô cứng cao kim cương nhân tạo hơn hợp kim cứng từ 5− 6 lần
−Đô dẫn nhiệt cao gấp 2 lần hợp kim cứng
−Chịu nhiệt kém (800oC)
Chương 2 : Dao cắt



6


Nguyễn văn Khánh

Kỹ thuật cắt gọt kim loại

−Giòn, chịu tải trọng va đập kém.
*Phạm vi sử dụng :
−Dùng làm đá mài để mài sắc dụng cụ cắt bằng hợp kim cứng.
−Dùng làm dao tiện để gia công gang và các kim loại mài.
b-Nitrit Bo lập phương (còn gọi là El-bo).
Là hợp chất Nitơ và nguyên tố Bor
−Chịu nhiệt trong khỏang 1500 − 2000oC

−Chống mòn tốt.
−Gia công tinh thép tôi cứng có HRC ≈ 39 − 66 HRC, đặc biệt là thép gió.
7−Biện pháp nâng cao khả năng cắt của vật liệu làm dao :
a-Thấm bề mặt :
Đối với thép dụng cụ cũng như thép hợp kim cứng ít Wolfram mà chất kết dinh là
vật liệu thép thì biện pháp thấn được áp dụng.
*Công nghệ thấm : Chất liệu thấm là nitơ. Thấm tiến hành sau khi tôi, trong môi
trường khi NH3 phân ly. Nhiệt độ thấm khỏang 500 − 600oC. Hiện nay công nghệ thấm có
một bước phát triển mới, đó là thấm ở nhiệt độ thấp khỏang 200 − 300oC trong môi trường
muối không độc không gây ô nhiễm.
b-Phủ bề mặt :
Nhằm tăng khả năng cắt gọt của vật liệu làm dụng cắt thì biện pháp phủ bề mặt
dược sử dụng.
Có hai công nghệ phun phủ là CVD (Chemical Vapour Deposition) và PVD
(physical Vapour Deprosition)
*Chất liệu phun phủ : TiN, TiC, Mo2N, Al2O3.
*Kết quả của việc phủ phần cắt dụng cụ :
−Làm giảm hệ số ma sát khi cắt gang thép
−Phủ chất TiN và Mo2N làm tăng sức bền tĩnh và va đập chu kỳ củ hợp kim cứng.
TiC làm giảm độ bền của hợp kim cứng
−Phủ TiN và TiC làm giảm quá trình oxy hóa các loại hợp kim cứng .
−Khả làm việc của dung cụ sau khi phủ tăng lên rõ rệt
VII−KẾT CẤU VÀ THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT CỦA DỤNG CỤ GIA
CÔNG MẶT PHẲNG, LỖ, REN, BÁNH RĂNG :

Chương 2 : Dao cắt



7

CHƯƠNG 3 : CÁC

CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

I−KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN :
Trong hệ thống máy và thiết bị luôn luôn tồn tại hai hệ thống truyền động :
Truyền động chính – mạch động lực và truyền động điều khiển – mạch điều khiển
X
LHN

II
I
II
III
CU
Mạch động lực .
Mạch điều khiển
Nguồn động lực I truyền qua các cơ cấu truyền động II đến cơ cấu chấp hành III.
Về mặt chuyển động thì ở cơ cấu chấp hành có thể là chuyển động thẳng hoặc chuyển
động quay. Số cấp tốc độ và giới hạn trị số tốc đọ tùy thuộc theo yêu cầu sử dụng, có
thể là phân cấp hoặc vô cấp. Nhiệm vụ của cơ cấu truyền động II phải thỏa mản yêu
cầu của cơ cấu chấp hành III
−Truyền động phân cấp : Trong giới hạn tốc độ từ nhỏ đến lớn có hữu hạn cấp
tốc độ được gọi là truyền dẫn phân cấp .
−Truyền dẫn vô cấp : Trong giới hạn tốc độ từ nhỏ đến lớn có vô hạn cấp tốc độ
được gọi là truyền dẫn vô cấp. Ưu điểm của loại này là cần tốc đô nào trong khỏang ấy
đều có
II−CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG :

1−Truyền dẫn cơ khí :
a−Truyền động bằng ma sát :
α−Truyền động đai : Theo tiết diện có đai tròn, đai dẹt, đai thang, đai răng.
Truyền động đai dùng để truyền động giữa hai trục song song, bảo đảm cùng chiều
quay hoặc ngược chiều.

Tỉ số truyền bộ truyền đai : i =

d
(d, d’: Đường kính bánh đai chủ động và bị
d'

động)
*Truyền đọng đai vô cấp : Kéo càng gạt A dây đai thay đổi vị trí bất kỳ vị trí nào
của hai bánh đai i =

d
.
d i'

*Quay tay quay 8 làm vít me 9 (ren trái – phải) sez điều chỉnh ra vào trên các
trục của các bánh đai 3, 4 làm thay đổi vị trí tiếp xúc của đai, thay đổi tỉ số truyền vô
cấp cho


1


bộ truyền. Số vòng quay của trục IV :
n dc =

d 2 d i3 d 6
⋅
⋅
= n IV
d 2' d i 4 d 6'

di

Công suất loại này đạt 15 kW

d’i

A

*Ưu điểm : Bộ truyền đai làm việc êm, truyền dẫn với khỏang trục cách lớn.
Truyền dẫn với hai trục song song hay vuông góc nhau. Khi quá tải có sự trượt giữa
bánh đai và dây đai nên an tòan cho bộ truyền.
*Nhược điểm : Tỉ số truyền không ổn định vì có hiện tượng trượt đai, nên
không dùng cho xích cắt ren và xích bao hình.
β−Bánh ma sát : Dùng truyền động hai trục đồng tâm , song song, vuông góc,
cắt nhau. Thông thường tỷ số truyền của bộ truyền ma sát là vô cấp.
Nhược điểm lớn nhất của bộ truyền này là công suất truyền không cao, nếu
muốn truyền công suất cao, lực ép lớn làm mau mòn các cặp bánh ma sát. Nên chỉ sử
dụng ở cấp tốc độ nhanh trong xích truyền động.
Để truyền hai trục song song và cách xa nhau có thể dùng đai kim loại với bánh
ma sát. Chi tiết 1 và 4 lắp cố định trên trục I và II, điều chỉnh di trượt đồng bộ hai chi
tiết 2 và 4 sẽ thay đổi vô cấp tỉ số truyền của bộ truyền
b−Truyền động bằng ăn khớp :
b.1−Truyền động xích :

Ưu điểm của truyền dẫn xích là truyề dẫn dược hai trục xa nhau. Nhược diển
va đập, ồn
Z’
Z

Tỉ số truyền : i =

Z
Z'

(Z, Z’ : số răng đĩa xích chủ động, bị động)

Thường dùng xích con lăn một dãy và nhiều dãy.
b.2−Truyền động dùng bánh răng trụ di trượt :
Bánh răng trụ dùng để truyền động giữa hai trục song song nhau. Bánh răng
trụ răng nghiêng dùng để truyền động hai trục song song hay chéo nhau, truyền động
bánh răng nghiêng ít để thay đổi tỉ số truyền bằng cách di trượt vì ra khớp vào khớp rất
khó khăn. Truyền dẫn bánh răng ăn khớp ngoài, chiều quay của bánh răng chủ động và
bị động ngược chiều nhau; ăn khớp trong thì ngược lại.


2


Tỉ số truyền động của bánh răng di trượt :
Z1
= nII1
Z2
Z3
= nII2

Z4
Z5
= nII3
Z6

nI

Thông thường hộp tốc độ dùng kết hợp các khối bánh răng di trượt 2 bậc, 3 bậc

nđc

Z1
Z 1′
Z3
Z 3′

d
I
d′

Z4
Z 4′

II

Z5
Z 5′

III = ntIII
Z1

Z 5′

Số cấp tốc độ của bộ truyền bánh răng di trượt : 3 x 2 = 6
Trong bộ truyền bánh răng ăn khớp ngoài, nếu số cặp bánh răng ăn khớp là
chẵn thì chiều quay của trục cuối cùng chiều và số cặp bánh răng ăn khớp là lẻ thì
ngược chiều với chiều của trục vào
Gọi n : là số cặp bánh răng ăn khớp ngoài
(-1)n > 0 : cùng chiều nếu n chẳn.
(-1)n < 0 : ngược chiều nếu n lẻ.
*Để giảm số bánh răng trong bộ truyền, người ta dùng bánh răng dùng chung.
Có thể dùng một hoặc hai bánh răng dùng chung. Ít khi dùng ba bánh răng dùng
chung.
*Để giảm số trục truyền động ta dùng cơ cấu phản hồi :
Theo hình vẽ đường truyền của cơ cấu phản hồi là :
−Đường truyền gián tiếp :
n1 =

Z 2 Z 3 Z1
⋅
⋅
= n III
Z 2′ Z 1 Z1′

−Đường truyền trực tiếp :
n1 =

Z1
= n III
Z 1′

b.3−Truyền động dùng bộ bánh răng thay thế :



3


Trong trường hợp ít khi phải thay đổi tốc đô như các máy tự động hay các
máy chuyên dùng, hay sau một loạt sản phẩm cần phải thay đổi tốc độ để gia công lọat
sản mới thì dùng bánh răng thay thế (được ứng dụng khi gia công ren trên máy tiện)
Điều kiện lắp các bánh răng trong bộ bánh răng thay thế :
a + b ≥ c + (15 ÷ 22)
c + d ≥ b + (15 ÷ 22)
b.4−Truyền động trục vít bánh vít :
Dùng để truyền động hai trục vuông góc, chéo nhau. Gọi K là số đầu mối trục
vít, Z là số răng của bánh vít. Ta có tỉ số truyền :
i=

K
Z

*Ưu điểm : Có tính tự hãm, tỉ số truyền lớn nhưng kích thước gọn.
*Nhược điểm : Ma sát lớn nên nên khi làm việc bộ truyền sinh nhiệt lớn.
*ứng dụng : Dùng cho tời, palăng nâng hạ tải trọng.
b.5−Truyền động bánh răng côn :
Muốn truyền đọng hai trục vuông góc cắt nhau hay hai trục vuông góc chéo
nhau, thì dùng bộ bánh răng côn đồng quy hay không đồng quy
b.6−Truyền động dùng cơ cấu hình tháp (Norton):
Cơ cấu gồm có bộ bánh răng hình tháp lắp cố định trên trục I, truyền động đến
trục II thông qua bánh răng đệm Zo và bánh răng di trượt Z cả hai khối bánh răng Zo và

Z cùng với tay gạt A lần lượt ăn khớp với các bánh răng Z1 ÷ Z
ii =

Zi Zo
⋅
Zo Z

(Zi : bánh răng bất kỳ trong bộ bánh răng hình tháp).

*Ưu điểm : Cơ cấu này là giảm được số bánh răng, cho nhiều tỷ số truyền.
*Nhược điểm : Vì có bánh đện nên kém cứng vững
*Ứng dụng : dùng cho bộ truyền công suất nhỏ như nhóm cơ sở hộp chạy dao
máy tiện T620.
b.7−Truyền động dùng then kéo:
Gồm hai khối bánh răng hình tháp lắp đối nhau. Khối 1 lắp cố định trên trục
1.Khối lắp lồng không trên trục II có rãnh then, then hai lắp trên trục II. Nếu then kéo
ghép nối với bánh răng nào thì truyền động theo bánh răng đó còn bánh răng khác
quay tự do.
*Ưu điểm : Kích thước nhỏ, kết cấy chặt chẻ.
*Nhược điểm : Trục II rỗng do có then di động nên kém bền, lực truyền nhỏ.
*Ứng dụng : Dùng trong họp chạy dao máy khoan.
b.8−Truyền động cơ cấu Me-An
Gồm nhiều khôi bánh răng bánh răng hai bậc giông nhau. Bánh răng Z di trượt
lần lượt ăn khớp với các bánh răng Z3 trên trục III.
Cơ cấu này có khả năng tạo các tỉ số truyền lân cận lệch nhau hai lần. Nó dùng
trong hóm gấp bội ở máy tiện T616
Giả sử : Z3 = 2Z2, Z = Z2

iI,III

=

Z1 Z 3
⋅
Z1 Z
Z2 Z3
⋅
Z1 Z

= 2
= 1



4


Z 2 Z1 Z 2 Z 3
⋅
⋅
⋅
Z 3 Z1 Z 3 Z
Z 2 Z1 Z 2 Z1
⋅
⋅
⋅
Z 3 Z1 Z 3 Z1

1
2

Z Z
⋅ 2⋅ 3
Z3 Z

=

=

1
4

b.9−Truyền động vi sai :
Truyền đọng vi sai có tác dụng tổng hợp các chuyển động : Hai đường truyền
vào đồng thời là việc và ra một đường mà cơ cấu không bị phá hỏng.
Các đường vào I, II và đường ra III
*Hình 3.18a : −Tỉ số truyền vào đường I và ra đường II :
−Tỉ số truyền vào đường II và ra đường III :
*Hình 3.18b : −Tỉ số truyền vào đường I và ra đường II :

i I − III =

i II − III = 1 +

Z1
Z4

1
2
1
=

2

i I −III =

−Tỉ số truyền vào đường II và ra đường III : i II −III
i I − III = i II − II =

Z1
Z4

1
2

i I −III = 1
*Hình 3.18c : −Tỉ số truyền vào đường I và ra đường II :
−Tỉ số truyền vào đường II và ra đường III : i I −III = 2
c−Bộ đảo chiều :
c.1−Bộ đảo chiều đơn giản :
Bộ đảo chiều gồm có các bánh răng 5, 4, 3, 1 và tay gạt điều khiển 7. trục I có
chiều quay cố định, khi tay gạt ở vị trí A, B, C thì trục II quay trái đứng yên và quay
phải. Bộ này dùng trong xích chạy dao máy tiện, máy tiện ren vít và các máy khác.
c.2−Bộ đảo chiều dùng bánh răng rông bản :
Trong nhiều máy tiện dùng bộ truyền đảo chiều có bánh răng rộng bản 2. Cần
chú ý bố trí không gian giữa trục I,trục II và trục 5, chiều dài bánh răng 2 đủ lớn để
bảo đảm khi gạt bánh răng 6 ăn khớp với nó không bị cham vào bánh răng 1.
c.3−Bộ đảo chiêu bánh răng song song :
Bánh đệm hai để đảo chiều quay từ trục I sang trục II
c.4−Bộ đảo chiều dùng bánh răng côn :
Muố đảo chiều chuyển động giữa hai trục song song và vuông góc, có kết cấu
gọn ta dùng cơ cấu đảo chiều bánh răng côn. Thường dung trong cơ cấu đảo chiều

chạy dao máy phay.
2−Cơ cấu biến đổi chuyển động :
a−Cơ cấu cu-lít :
a.1−Cơ cấu cu-lít lắc

*Nguyên lý làm việc : Cần OA quay đều với vận tốc góc ω (ω = 2πn) không
đổi, chốt A gắn lồng không với con trượt B. Con trượt B di trượt trong rãnh trượt cần
lắc O’C, CD gắn với bàn máy.
Khi OA quay thì bàn máy chuyển động với vận tốc Vct và vận tốc chạy không
Vck. Cơ cấu cu-lít lắc làm việc không đều, sự chênh lịch giữa vận tốc Vct và Vck ít.
Cơ cấu này dùng trong máy bào.
a.2−Cơ cấu cu-lít quay :


5


Vận tốc công tác và chạy không chênh lệch lớn, hành trình làm việc ngắn. Cơ
cấu này dùng trong máy xọc.
b−Cơ cấu bánh răng-thanh răng :
*Nguyên lý làm việc : Khi thanh răng quay thì bánh răng tiện tiến và ngược lại
khi thanh răng tịnh tiến thì bánh răng quay
c−Cơ cấu vít me-đai ốc :
*Nguyên lý làm việc : Biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh
tiến.
Cứ một vòng quay thì chuyển động tịnh tiến bằng một bước ren p.
Tùy theo tiết diện mà ta có : ren tam giác, ren vuông, ren thang, ren tròn . . .
Trong truyền dẫn thường dùng vít me-đai ốc nhiều đầu mối để có tốc độ di
chuyển nhanh, chịu lực lớn. Ren nhiều đầu mối có tính tự hãm rất tốt.
d−Cơ cấu cam :

Cơ cấu cam dùng để biến chuyển chuyển động quay của cam thành chuyển
động thẳng hay lắc của cần.
Cơ cấu cam đựơc dùng trong máy tiện tự đọng để thực hiện chạy dao tự động :
*Chạy dao ngang :
Lò xo 9 luôn kéo con lăn 10 tì sát vaò mặt chu vi cam 11. Khi cam quay con
lăn 10 nâng hạ quạt răng 5 ăn khứp với thanh răng 8 làm bàn dao 7 mang dao 6 tiến
hoặc lùi tương ứng với việc nâng hạ của cam đã được thiết kế theo chu kỳ định sẵn.
*Chạy dao dọc :
Cam thùng 7 quay, con lăn 6 tỳ vào rãnh cam, cánh tay đòn 4 quay quanh gối
đỡ 5, thông qua khớp 1 làm bàn trượt 2 mang dao 3 thực hiện chạy dao dọc.
3−Cơ cấu chuyển động gián đoạn :
a−Cơ cấu cóc :
Bánh răng Z1, Z2 quay chốt 7 lệch tâm trên bánh răng Z2 kéo con cóc 4 di
chuyển thông qua tay đòn 5. Con cóc có vát nghiêng một bên.
Khi đòn 5 bị kéo sang phải, con cóc 4 vào khớp bánh cóc và lôi bánh cóc quay,
Khi dòn 5 bị đẩy sang trái, mặt vát nghiêng của con cóc trượt trên răng bánh
cóc bánh cóc không quay.
Nắp chắn 1 có tác dụng hạn chế số răng bánh cóc cần gạt sau mỗi hành trình
kép của đầu bào.
Góc lắc của con cóc được điều chỉnh thêo độ lệch tâm của chốt 7
Sau một vòng quay của bánh răng Z2, bánh cóc quay một góc tương ứng số
răng Zi, tỉ số truyền là : i =

Zi
(Z : Số răng của bánh cóc)
Z

Muốn đảo chiều quay tục 3, ta xoay con cóc quay trcj thẳng dứng một góc 180o
b−Cơ cấu man-tít :
Gồm có tay quay 1, khi chốt 2 vào rãnh đĩa 3 sẽ làm quay đĩa 3 một góc

α=

360 o
(Z : Số rãnh trên đĩa 3), khi chốt 2 rời khỏi rãnh thì đĩa 3 không quay. Theo
Z

hình vẽ cứ một vòng quay của tay quay 1 làm đĩa quay 90o.
4−Truyền dẫn thủy khí :
*Ứng dụng : Sử dụng trong trong các máy công nghiệp, máy công cụ . . . và tự
động diều khiển như rôbớt công nghiịep, trong lãnh vực hàng không.



6


*Ưu điểm : Chuyển động êm dễ tao ra truyền dẫn vô cấp, kích thước, trọng
lượng nhỏ nhưng tạo ra công suất lớn, đễ tự động hóa, dễ phòng quá tải . . .
*Nhược điểm : Làm việc không ổn định khi nhiệt độ thay đổi.
III−CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN CƠ KHÍ :
1−Điều khiển dùng tay gạt trực tiếp :
Trên hình vẽ cơ cấu này là một dạng của bánh răng-thanh răng. Gạt trực tiếp
bằng cách quay tay quay làm trục 1 quay, dịch chuyển qua hệ thông răng quạt, thanh
răng làm vòng gạt 2 dịch chuyển dọc.
2−Điều khiển dùng cam :
a−Điều khiển dùng cam đĩa :
Hình 3.34a : Com lăn 2 nằm trong rãnh cam đĩa 1. Khi cam quay làm con lăn
dịch chuyển theo đọ nâng, hạ x của cam theo hướng kính qua hệ thống tay đòn 3 sẽ
thực hiện lượng gạt L do cơ cấu yêu cầu. Ta có mối quan hệ

L
x
=
dùng để thiết kế
L1 L2

cam.
Hình 3.34b giới thiệu kết cấu điều khiển dùng cam đĩa gạt trực tiếp hai khối
bánh răng 1, 1’ thông qua càng gạt có dẫn hướng 2, 2’. Khi cam quay, các con lăn 4, 4’
dịch chuyển theo hướng kính làm 2, 2’ di chuyển gạt 1, 1’.
Cam đĩa điều khiển vững hơn cam thùng, vhiều dày cam mỏng có thể đạt rãnh
điều khiển ở cả hai mặt đĩa, do đó kết cấu gọn hơn.
b−Điều khiển dùng cam thùng :
Khi cam 1 quay, con lăn 2 trong rãnh cam dịch chuyển một đọan x thông qua
trục dẫn hướng càng gạt 3 sẽ gạt khối bánh răng 4 dịch chuyển theo độ nâng hạ của
cam.
3−Điều khiển dùng đĩa lỗ :
Càng gạt khối bánh răng gắn liền với thanh răng I với điểm xác định đầu chốt
M. Tahnh răng II cá tác dụng liên kết cho hệ thống điều khiển chặt chẻ, cứng vững
thông qua bánh răng Z.
*Nguyên lý hoạt động : Thanh răng II di chuyển, thông qua bánh răng Z thanh
răng I di chuyển gạt khối bánh răng sang phải hay sang trái.
*Ưu điểm : Kích thước nhỏ gọn.
*Nhược điểm : thời gian điều khiển lâu.



7

CHƯƠNG 4 : ĐẠI

CƯƠNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG HỌC
TRONG MÁY CÔNG CỤ

I−PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BỀ MẶT CHI TIẾT :
Bề mặt chi tiết có nhiều hình dạng khác nhau, các bề mặt được xây dựng trên cơ
sở phương trình tóan học như : mặt trụ, mặt côn, mặt cầu, . . .
Phần lớn các bề đựoc tạo bởi đường chuẩn C và đường S rõ ràng. Việc gọi
đường sinh và đường chuẩn chỉ là tương đối, ở đây với mục đích là để phân loai bề
mặt chi tiết từ đó tìm ra phương pháp gia công tức là tìm ra cách tạo chuyển động tạo
hình bề mặt chi tiết
1-Dạng bề mặt tròn xoay :
Đặc trưng của mẳ tròn xoay có đường chuẩn là đường tròn có trục đối xứng
hoặc tâm đối xứng
Tùy thuộc và vị trí tương quan giữa trục chuẩn OO’ và đường đường sinh sẽ tạo
ra các bề mặt kác nhau. Nếu đường sinh thẳng song song và quay trục OO’ sẽ tạo mặt
tròn xoay, nếu cắt OO’ ẽ tạo mặt côn tròn xoay, nếu chéo sẽ tạo mặt yên ngựa tròn
xoay
Trường hợp có dang bất kỳ (cong hoặc thẳng) sẽ tạo ra bề mặt định hình tròn
xoay
Với hình cầu có thể hiểu hai ý : có tâm chuẩn là O hoặc trục chuẩn O1O1, đường
sinh là nửa vòng tròn bán kính r.
Gia công mặt tròn xoay thường thưc hiện trên máy tiện, máy khoan, máy mài
tròn.
2−Dạng mặt phẳng :
Mặt phẳng ở đây ta quy ước có đường chuẩn là thẳng, đường sinh có thể là bất
kỳ .
Đường sinh thẳng tạo ra mặt phẳng. Đường sinh gấp khúc, tạo thành mặt phẳng
gẫy khúc. Đường sinh cong bất kỳ tạo mặt định hình .

Các bề mặt này thường gia công trên máy bào, xọc, chuốt . . .
3−Các dạng bề mặt khác :
Các dạng bề mặt này thường là mặt không gian phức tạp hơn như các cánh
tuabin xoắn vít không gian, mặy cam, bánh răng . . .
Việc xác định đường chuẩn, đường sinh ở các dạng mặt này lại càng có tính
tương đối. Ví dụ cam đĩa đường chuẩn có thể coi là biên dạng cam làm việc theo chu
vi, đường sinh là đường thẳng theo chiều rộng cam; với cam thùng làm việc bằng mặt
đầu : nâng hạ theo hướng trục có thể coi đường nâng hạ là đường chuẩn, đường sinh là
đường thẳng quay quanh trục OO’
Khi gia công các chi tiết có các dạng mặt trên đây ta phải điều chỉnh máy sao
cho chuyển động tạo hình của máy có quỷ đạo giống như đường chuẩn.
II−CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BỀ MẶT CHI TIẾT :
1−Gia công chép hình :
Chép hình ở đây nhờ dụng cụ chép hình, nghĩa là bề mặt chi tiết do hình dạng
của lưỡi cắt quyết định, đường sinh của chi tiết trùng với lưỡi cắt khi gia công.
Thí dụ 1 : Phôi quay tròn tạo đường chuẩn, dao thực hiện chạy ngang để gia
công hết lượng dư cần thiết, lưỡi cắt tạo đường sinh mong muốn.
Thí dụ 2 : Dao phay ngón có dạng đường sinh theo yêu cầu, dao chuyển động
quay tròn để tạo tốc độ cắt, phôi tịnh tiến dọc để tạo đường chuẩn của rãnh.


1