Nguyên lý cắt và dụng cụ cắt - Chương 1

DỤNG CỤ CẮT 1
DỤNG CỤ CẮT 1
“Nguyên Lí & Dụng Cụ Cắt”
“Nguyên Lí & Dụng Cụ Cắt”
Giảng viên: Cao Thanh Long
Giảng viên: Cao Thanh Long
Bộ môn: Dụng Cụ Cắt Vật Lỉệu Kĩ Thuật
Bộ môn: Dụng Cụ Cắt Vật Lỉệu Kĩ Thuật
2
2
NỘI DUNG MÔN HỌC DCC1
NỘI DUNG MÔN HỌC DCC1
•
Bài mở đầu
Bài mở đầu
•
Chương 1: Thông số hình học của dụng cụ cắt & lớp cắt
Chương 1: Thông số hình học của dụng cụ cắt & lớp cắt
•
Chương 2: Vật liệu dụng cụ cắt
Chương 2: Vật liệu dụng cụ cắt
•
Chương 3: Tiện
Chương 3: Tiện
•
Chương 4: Gia công lỗ
Chương 4: Gia công lỗ
•
Chương 5: Phay
Chương 5: Phay
•

Chương 6: Gia công ren
Chương 6: Gia công ren
•
Chương 7: Gia công răng
Chương 7: Gia công răng
•
Chương 8: Mài
Chương 8: Mài
•
Chương 9: Hệ thống dụng cụ cắt trên máy CNC
Chương 9: Hệ thống dụng cụ cắt trên máy CNC
3
3
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
1.
Nguyên lí gia công vật liệu – Đại học Bách khoa Hà nội – 2001
Nguyên lí gia công vật liệu – Đại học Bách khoa Hà nội – 2001
2.
2.
Nguyên lí & Dụng cụ cắt – ĐHKTCN – 1998
Nguyên lí & Dụng cụ cắt – ĐHKTCN – 1998
3.
3.
Thiết kế dụng cụ cắt kim loại – Xêmentrenco – Nhà xuất bản
Thiết kế dụng cụ cắt kim loại – Xêmentrenco – Nhà xuất bản
KH&KT – 1976
KH&KT – 1976
4.

4.
Metal Cutting – E.M Trent – 1997
Metal Cutting – E.M Trent – 1997
5.
5.
Metal Cutting Theory and Practice – David A. Stephenson –
Metal Cutting Theory and Practice – David A. Stephenson –
& John S. Agapiou – New York - 1997
& John S. Agapiou – New York - 1997
4
4
THÔNG TIN CẦN BIẾT KHI NHẬP MÔN
THÔNG TIN CẦN BIẾT KHI NHẬP MÔN
•
Số tiết học:
Số tiết học:


- Lí thuyết: 57
- Lí thuyết: 57


- Thí nghiệm: 03
- Thí nghiệm: 03
•
Đánh giá:
Đánh giá:


- Điểm giữa kì + TN: 30 %

- Điểm giữa kì + TN: 30 %


- Điểm kết thúc HP: 70 %
- Điểm kết thúc HP: 70 %
•
Hình thức thi:
Hình thức thi:


- Giữa kì: các bài kiểm tra định kì và giữa kì – viết
- Giữa kì: các bài kiểm tra định kì và giữa kì – viết


- Kết thúc học phần: Trắc nghiệm
- Kết thúc học phần: Trắc nghiệm
5
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
6
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.

Chuyển động chạy dao: ( feed motion)
Chuyển động phụ: (secondary 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.
- Là các chuyển động để chuẩn bị và kết thúc quá trình cắt.
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

a
b

2
1

Q
b
a
H×nh 1: Qu¸ tr×nh t¹o h×nh bëi ®­êng sinh vµ ®­êng chuÈn c¾t
9
9
2. Các bề mặt hình thành trên phôi

Bề mặt chưa gia công: (unmachined surface)

Bề mặt đang gia công: (work surface)
- Là bề mặt trên phôi sẽ được hớt đi một lớp vật liệu.
- 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.
- Là bề mặt trên phôi đã được hớt đi một lớp vật liệu dưới dạng phoi.

Bề mặt đã gia công: (machined surface)

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)
11
11
3. Các bề mặt trên phần cắt của dụng cụ
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.
3.1. Phần thân: (Holder)
12
12
TẠI SAO LẠI SỬ DỤNG DAO CẮT ĐƠN ĐỂ NC THÔNG
TẠI SAO LẠI SỬ DỤNG DAO CẮT ĐƠN ĐỂ NC THÔNG
SỐ HÌNH HỌC DỤNG CỤ CẮT?
SỐ HÌNH HỌC DỤNG CỤ CẮT?
1.
1.
Đơn giản nhất
Đơn giản nhất
2.
2.
Phổ biến nhất

Phổ biến nhất
3.
3.
Những DCC khác được phát triển lên từ dao cắt đơn.
Những DCC khác được phát triển lên từ dao cắt đơn.
4.
4.
Bảo toàn được thuộc tính khi ở các DCC khác phức tạp
Bảo toàn được thuộc tính khi ở các DCC khác phức tạp
hơn.
hơn.
5.
5.
Chứa đựng mâu thuẫn.
Chứa đựng mâu thuẫn.
- Phần cắt của dụng cụ là phần trực tiếp tham gia quá trình cắt.
- Phần cắt của dụng cụ bao gồm các lưỡi cắt và các bề mặt sẽ
c tr ỡnh by dưới đây.
- 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.
3.2. Phần cắt: (cutting part)

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
16
16
a. Các bề mặt hình thành trên phần cắt của dụng cụ trong quá trình cắt

Mặt trước: (face)

Mặt sau chính: (primary flank face)

Mặt sau phụ: (secondary flank face)
- Là bề mặt của dao tiếp xúc với phoi. Trong quá trình cắt phoi được
hình thành và thoát ra trên mặt trước.
- Là bề mặt của dao đối diện với mặt đang gia công của phôi.
- Là bề mặt của dao đối diện với mặt đã gia công của phôi.
17
17
- 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.
•
MÆt chuyÓn tiÕp: (succeeding face)
- 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)
•
L­ìi c¾t phô: (tool minor cutting edge)
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.
- 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.
- 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.

Mũi dao: (nose or corner)
Hình 6: Dao tiện cắt đứt và dao tiện ngoài
Trên phần cắt có thể có một hoặc nhiều lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ.
- 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 .
20
20
C¸c yÕu tè cña chÕ ®é c¾t bao gåm:
4. C¸c yÕu tè cña chÕ ®é c¾t: factors of cutting data
- Tèc ®é c¾t V (cutting speed)
- L­îng ch¹y dao S (feed rate)
- ChiÒu s©u c¾t t (depth of cut)
+ Tốc độ cắt xác định tốc độ bóc tách phoi.
+ 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.

Tốc độ cắt: Cutting Speed
+ Kí hiệu: V (m/ph)


Hình 8. Các thành phần của véctơ tốc độ cắt
n
0
V


V

S




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


+=

oV

S

-
vectơ tốc độ chuyển động cắt chính
- vectơ tốc độ chạy dao.
Trị số tốc độ chạy dao S thường rất nhỏ so với tốc độ cắt chính V
o
.
Do đó, tốc độ cắt V và tốc độ cắt chính V
o
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:

VV

=
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:
]/[
1000
..
pm
nD
V

=
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:
]/[
.
1000.
pv
D
V
n

=
Trong đó: n: tốc độ vòng quay trục chính [v/p].
D: đường kính phôi gia công tại điểm đang xét [mm].
24
24
Lượng chạy dao: Feed Rate

+ Lượng chạy dao răng:
Ký hiệu S
z
, là lượng dịch chuyển của l i c t chi nh so v i m t a
gia cụng khi dao quay được một góc răng =360/Z ( Z là số răng dao);
mm/răng.
Là lượng dịch chuyển của lưỡi cắt chi nh 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, go c r ng 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)
+ L­îng ch¹y dao S
ph
+ L­îng ch¹y dao vßng:
Ký hiÖu Sv, lµ l­îng dÞch chuyÓn cña l i c t chi nh so v i a gia ̃ ́ ́ ́ ̃   
công sau mét vßng quay cña dao.
S
v
=S
z
.Z (mm/vßng)
Lµ l­îng chay dao o  thêi gian 1 phót.
S
ph
=n.Z.S
z
(mm/ph)
n - sè vßng quay cña dao phay trong 1 phót.

S
ph
- ®­îc dïng ®Ó tÝnh n¨ng suÊt gia c«ng.