Lựa chon tiện và các thông số cho tiện

Chia sẻ: Ngoc Cuong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:14

0
272
lượt xem
123
download

Lựa chon tiện và các thông số cho tiện

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dao tiện là một trong số các loại dao cắt đơn, đơn giản và phổ biến nhất trong gia công kim loại bằng cắt. Được dùng trên các máy tiện vạn năng, rơ vôn ve, máy tiện đứng, máy doa, máy tiện tự động để thực hiện các công việc sau : Tiện mặt trụ ngoài, mặt trụ trong, tiện ren ngoài, tiện ren trong, tiện mặt đầu, tiện cắt đứt, tiện mặt côn, tiện các bề mặt định hình trong và ngoài. ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Lựa chon tiện và các thông số cho tiện

  1. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Chương 4 LỰA CHỌN DAO TIỆN VÀ CÁC THÔNG SỐ CHO TIỆN Dao tiện là một trong số các loại dao cắt đơn, đơn giản và phổ biến nhất trong gia công kim loại bằng cắt. Được dùng trên các máy tiện vạn năng, rơ vôn ve, máy ti ện đ ứng, máy doa, máy tiện tự động để thực hiện các công việc sau : Tiện mặt trụ ngoài, mặt trụ trong, tiện ren ngoài, tiện ren trong, tiện m ặt đầu, tiện cắt đứt, tiện mặt côn, tiện các bề mặt định hình trong và ngoài. 4.1. CÁC CHUYỂN ĐỘNG CẮT VÀ KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA TIỆN Khi gia công trên máy tiện phôi (chi tiết) quay xung quanh trục đường tâm c ủa máy còn dụng cụ (dao tiện) được kẹp trên bàn máy và cùng bàn máy có th ể chuy ển đ ộng nh ư sau : - Song song với đường tâm máy (hay còn được gọi là chạy dao d ọc). B ề m ặt thu được sẽ là mặt trụ. - Thẳng góc với đường tâm (chạy dao ngang) Bề mặt tạo thành sẽ là phẳng, thẳng góc với đường tâm khi tiện mặt đầu. Bề mặt tạo thành sẽ là mặt trụ khi toàn bộ lưỡi cắt nằm song song với đ ường tâm thực hiện chuyển động chạy dao ngang. Dao tiện dịnh hình chạy dao ngang s ẽ cho b ề m ặt định hình tròn xoay. - Làm một góc nào đó với đường tâm máy, kết quả gia công ta sẽ có một mặt côn. - Theo một đường cong nào đó - thực hiện bằng tay ho ặc dùng d ưỡng đ ặt trong mặt phẳng đi qua tâm máy. Khi đó bề mặt thu được là một bề m ặt tròn xoay v ới đ ường sinh cong. - Nếu lưỡi cắt của dụng cụ có prôfin của ren sau khi dao dịch chuyển song song với đường tâm ta sẽ có mặt ren. Như vậy: Tiện là một phương pháp dùng để gia công các mặt trụ tròn xoay (trong và ngoài), các mặt định hình tiết diện tròn, các mặt côn, các loại ren. - Khi tiện chuyển động cắt chính là chuyển động quay tròn c ủa phôi đ ể hình thành phoi. - Chuyển động chạy dao để duy trì quá trình cắt chính là chuyển đ ộng c ủa bàn xe dao gồm: + Chuyển động chạy dao dọc (S d) - là chuyển động của dao docj theo đường tâm chi tiết gia công. + Chuyển động chạy dao ngang (S n) - là chuyển động của dao vuông góc với đường tâm chi tiết gia công. Độ nhẵn bề mặt đạt được khi tiện thô R a = 2,5 ÷ 6,3µm (∇ 5 ÷∇ 3); tiện tinh Ra = 3,2 ÷ 0,8µm (∇ 6 ÷∇ 7). Tiện bằng dao kim cương Ra đạt đến 0,2µm (∇ 10). Độ chính xác bề mặt chi tiết có thể đạt IT8 (cấp 2). 4.2. CÁC LOẠI DAO TIỆN THƯỜNG GẶP VÀ CÔNG DỤNG CỦA CHÚNG Dao tiện có nhiều kiểu khác nhau, thường ta gặp các kiểu sau đây. 4.2.1. Dao tiện ngoài Dao tiện đầu thẳng trái và phải. Loại đầu thẳng phải thường dùng nhất có h ướng chạy dao từ phải sang trái. Dao tiện đầu cong trái và phải. Loại này có thể vừa tiện ngoài vừa xén mặt đầu được. Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 1
  2. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng 4.2.2. Dao tiện mặt đầu Loại này có ϕ ≥ 900 chủ yếu để xén mặt đầu hoặc tiện trục bậc (còn gọi là dao vai). Khi tiện các trục dài có độ cứng vững thấp người ta th ường s ử d ụng lo ại dao này với mục đích là giảm lực hướng kính làm cong chi tiết. 4.2.3. Dao tiện lỗ Dùng để mở rộng lỗ thông và lỗ không thông 4.2.4. Dao tiện cắt đứt Dùng để cắt đứt hoặc cắt rãnh trên các chi tiết hình trụ. 4.2.5. Dao tiện ren Dùng để tiện ren ngoài hoặc ren trong. Tuỳ theo prôfin c ủa ren (ren tam giác, ren hình thang…) mà dao có prôfin khác nhau 4.2.6. Dao tiện định hình Dùng để gia công các chi tiết định hình tròn xoay. Lo ại dao này có prôfin gi ống nh ư prôfin chi tiết gia công. Dựa vào hình dạng dao người ta chia ra dao ti ện đ ịnh hình đĩa và dao tiện định hình lăng trụ. 4.3. LỰC CẮT KHI TIỆN 4.3.1. Nguồn gốc của lực cắt - Để cắt được 1 lớp vật liệu trong vùng tạo phoi c ần tác d ụng m ột l ực đ ủ l ớn làm cho vật liệu biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ. Lực này được gọi là lực biến dạng để tạo phoi - Pbd - Khi hình thành phoi, phoi trượt ra trên mặt trước của dao. Do phoi có chuyển động tương đối với mặt trước nên trên mặt trước xuất hiện lực ma sát cản trở lại sự chuyển động của phoi. Để duy trì sự chuyển động của phoi cần có thêm lực tác dụng thắng lực ma sát trên mặt trước của dao. Lực này gọi là lực ma sát trên mặt trước - Pmst - Trong quá trình cắt mặt sau chính và mặt sau phụ của dao ép lên bề mặt đang và đã gia công đồng thời do có sự chuyển động tương đ ối v ới nhau nên trên m ặt sau xu ất hiện lực ma sát. Để duy trì sự chuyển động của phôi trong quá trình c ắt c ần có thêm l ực tác dụng thắng lực ma sát này. Lực này gọi là lực ma sát ở mặt sau của dao - P ms Muốn thực hiện được quá trình cắt, dụng cụ cắt phải tác động m ột l ực l ớn h ơn tổng hợp lực đòi hỏi như trên đã trình bày. Vậy tổng hợp tất cả các lực tác dụng lên dao xác định được lực c ản cắt (gọi tắt là lực cắt) - đó chính là sự thể hiện quá trình chống lại c ủa kim lo ại khi b ị phá hu ỷ (khi t ạo phoi). 4.3.2. Các thành phần của lực cắt Lực cắt khi tiện tác động lên mũi dao là một véc tơ không gian nằm trên phương tác động nhưng có chiều ngược lại (nghĩa là nằm trong mặt phẳng tiếp xúc với bề mặt đang gia công) do đó không thể đo trực tiếp được. Để nghiên c ứu lực c ắt t ổng h ợp trong không gian. Gắn tổng hợp lực vào hệ toạ độ XYZ có gốc toạ độ 0 là mũi dao. Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 2
  3. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Trục Z có phương trùng với phương vận tốc cắt. Trục Y có phương vuông góc với đường tâm chi tiết. Trục X có phương song song với đường tâm chi tiết Trong mặt phẳng tiếp tuyến với bề mặt đang gia công ta phân tích l ực c ắt thành 2 thành phần: Một thành phần vuông góc với đường tâm chi ti ết gọi là l ực P Y, một thành phần là Pa. Phân tích tiếp lực Pa trong mặt phẳng tiếp tuyến với bề mặt đã gia công thành 2 thành phần: Thành phần PX song song với phương chạy dao và thành phần P Z theo phương tiếp tuyến với bề mặt đã gia công. (hình 6.18- 178)     Do đó ta có P = PX + PY + PZ Tuỳ thuộc vào điều kiện công nghệ cụ thể, (vật liệu gia công, vật li ệu dao, thông số hình học phần cắt của dao ,…), bằng thực nghi ệm người ta xác đ ịnh đ ược m ối quan h ệ giữa PX, PY, PZ, như sau: PX = (0.3 ÷ 0.4)PZ PY = (0.4 ÷ 0.5)PZ P = Px2 + PY2 + PZ2 P = (1.1 ÷ 1.18)PZ Trong đó: PZ - Lực tiếp tuyến hay là lực cắt chính. Nó cùng phương, ngược chiều với ph ương của chuyển động cắt chính. Có trị số lớn nhất trong 3 thành phần lực c ắt. Th ường dùng lực này để tính toán độ bền của dao, của máy và để tính công suất máy. PY - Thành phần lực hướng kính của lực cắt, nó có phương vuông góc v ới đ ường tâm chi tiết, chiều ngược chiều chạy dao ngang. Lực này gây ra rung đ ộng trong m ặt Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 3
  4. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng phẳng ngang, làm cong chi tiết, ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác và đ ộ bóng bề m ặt gia công. PX - Lực chạy dao dọc. Nó có phương trùng với phương chạy dao (hướng theo chiều trục của chi tiết), ngược với hướng chạy dao, tác dụng lên c ơ c ấu chạy dao. L ực P X để tính độ bền của cơ cấu chạy dao, công suất tiêu hao của cơ cấu chạy dao. Tóm lại: Có lực cắt mới có quá trình cắt Nó có nguồn gốc phát sinh phức tạp Nó tác động toàn diện vào hệ thống (máy- dao - chi tiết). Nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng của chi tiết khi cắt Để nghiên cứu lực cắt phải phân tích nó ra các lực thành phần trong hệ to ạ đ ộ XYZ. Hiểu về lực cắt, nghiên cứu về lực cắt, tìm các biện pháp giảm lực cắt luôn luôn là nhiệm vụ quan trọng. 4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt Trong quá trình cắt lực cắt phụ thuộc vào các yếu tố sau : - Chiều sâu cắt t Khi t tăng thì PX, PY, PZ, tăng gần như tỷ lệ thuận - Lượng chạy dao S Tăng lượng chạy dao thì lực biến dạng và lực ma sát tăng nên lực cắt tăng - Vận tốc cắt Tốc độ cắt có ảnh hưởng đáng kể đến lực cắt: Tốc độ cắt càng cao, nhiệt độ cắt càng lớn làm giảm mạnh tính chất c ơ lý c ủa v ật liệu dao nên dao chóng bị mòn. - Thông số hình học của dao (γ ; α; ϕ; λ) Góc trước có ảnh hưởng nhiều đến lực cắt. Góc trước tăng làm cho phoi bi ến dạng ít, dễ trượt và dễ thoát ra trên mặt trước. Do đó góc trước càng tăng thì lực cắt càng giảm. Góc sau tăng thì diện tích tiếp xúc với bề mặt gia công giảm  lực pháp tuyến và lực ma sát tác dụng lên mặt sau giảm  lực cắt giảm. - Bán kính mũi dao r - Vật liệu gia công - Hệ số ma sát giữa vật liệu gia công và vật liệu làm dao - Dung dịch trơn nguội 4.4. CƠ SỞ CHỌN DAO TIỆN PHÙ HỢP VỚI VẬT LIỆU GIA CÔNG 4.4.1. Chọn vật liệu phần cắt và kích thước thân dao - Vật liệu làm phần cắt của dao – chọn theo vật liệu gia công - Kích thước thân dao chọn theo tiêu chuẩn trong các sổ tay công nghệ. 4.4.2. Chọn hình dáng mặt trước của dao HKC - Theo vật liệu gia công - Theo điều kiện gia công 1. Mặt trước phẳng có cạnh vát âm Dùng gia công thép có σb > 800N/mm2 khi độ cứng vững của phôi kém. Có thể dùng để gia công gang xám, gang rèn. Có 2 góc α và α' để khi mài mặt sau bằng đá kim cương không chạm vào thân dao; γ vát = 0 ÷ - 50; f = (1 ÷ 2)a - với a là chiều dày cắt. 2. Mặt trước cong có cạnh vát âm Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 4
  5. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Dùng gia công thép có σb < 800N/mm2 với t = 1 ÷ 5 mm; s = 3mm/vg. Mặt trước loại này làm phoi dễ cuốn và dễ gãy. 3. Mặt trước phẳng có góc trước âm kép Dùng gia công thép có σb > 800N/mm2 khi lượng dư không đều và phôi đủ cứng vững. 4. Mặt trước phẳng có góc trước âm đơn (hình ): Dùng gia công thép có độ bền σb > 800N/mm2 và tốc độ cắt cao, hệ thống gia công có độ cứng vững tốt. 4.4.3. Chọn thông số hình học của dao tiện HKC 1. Cách chọn góc trước Góc trước quyết định sự hình thành và thoát phoi, γ = - 25 ÷ +300 Trị số góc trước của các loại dao tiện khác nhau gia công trong những đi ều ki ện khác nhau được tra trong các sổ tay cơ khí theo chỉ dẫn sau: - Gia công thô chọn γ lớn để giảm lực cắt PZ. - Gia công tinh chọn γ nhỏ để có thể tăng góc sau. - Vật liệu gia công có hệ số biến dạng dẻo lớn, γ chọn lớn. - Vật liệu dòn khi cắt cho phoi vụn, tải trọng tập trung ở mũi dao nên ch ọn γ nhỏ để tăng độ bền và tuổi bền của dao. Có thể chọn góc trước âm, vì như vậy lực cắt có tác dụng nén mảnh HKC và gi ảm phần gây uốn mảnh dao. 2. Cách chọn góc sau Góc sau quyết định sự ma sát giữa mặt sau của dao và bề mặt đang gia công. Khi chiều dày cắt a càng lớn thì ma sát mặt sau càng nhiều  tăng lực cắt (chủ yếu là lực PY); α = 3 ÷ 150 Trị số góc sau của các loại dao tiện khác nhau gia công trong những đi ều ki ện khác nhau được tra trong các sổ tay cơ khí theo chỉ dẫn sau: - Gia công vật liệu dòn chủ yếu mòn theo mặt sau chọn α lớn. - Tiện thô chủ yếu mòn mặt trước phải chọn γ lớn thì α nên chọn bé Góc sau phụ α1 chọn bằng góc sau chính. Ở dao cắt đứt và cắt rãnh thì lấy α1 = 1 ÷ 20 Ở dao tiện HKC còn có thêm góc α' mục đích là giảm bớt thời gian mài mặt sau. Một số trị số góc sau : Đối với dao thép gió và dao HKC: Khi s ≤ 0,25 mm/vg thì α = 120 Khi s > 0,25 mm/vg thì α = 5 ÷ 80 Đối với dao sứ : Khi s ≤ 0,5 mm/vg thì α = 100 Khi s > 0,5 mm/vg thì α = 60 Đối với dao kim cương : α = 10 ÷ 150 3. Cách chọn góc ϕ và ϕ 1 Trị số góc ϕ ảnh hưởng đến chiều rộng và chiều dày lớp cắt ϕ càng nhỏ thì lực hướng kính P Y càng tăng do đó dễ gây rung động cho hệ thống gia công. Thường chọn ϕ = 45 ÷ 600 (độ cứng vững cao chọn trị số nhỏ) Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 5
  6. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Trị số góc ϕ1 ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt gia công Thường chọn ϕ1 = 10 ÷ 150 (độ cứng vững kém hoặc gia công tinh chọn trị số nhỏ) 4. Cách chọn góc nâng λ Góc nâng λ ở lưỡi cắt chính xác định phương thoát phoi khỏi mặt trước của dao và sức bền của phần lưỡi cắt. Thường λ = (+15) ÷ (-15)0. Khi gia công tinh nên chọn λ < 0. Các giá trị hợp lý của λ - Với dao tiện ngoài và xén mặt đầu bằng hoặc sứ, khi c ắt có va đập thì λ = 10 ÷ 150. - Với dao tiện lỗ bằng hoặc sứ, khi cắt có va đập thì λ = 0 ÷ 50 - Với dao cắt rãnh và cắt lỗ bằng HKC hoặc sứ, khi cắt có va đập thì λ = 0 5. Cách chọn bán kính mũi dao r Bán kính mũi dao càng lớn, độ bóng gia công cao, mũi dao l ớn nên truy ền nhi ệt t ốt làm tuổi bền của dao tăng. Nếu r quá lớn lại dễ gây rung động. Trị số hợp lý của r Đối với dao HKC và dao sứ r = 0.5 ÷ 1.5 mm Đối với dao kim cương r = 1mm Đối với dao tiện HKC cắt với lượng chạy dao lớn để tăng sức bền lưỡi cắt, người ta làm thêm lưỡi chuyển tiếp có góc nghiêng ϕ0 (hình 5-43.128). Trị số của ϕ0 = ϕ/2. Ngoài ra dao có lưỡi cắt ngang chiều dài bằng (1,2 ÷ 1,5)s với góc nghiêng chính = 0 dùng để là nhẵn mặt gia công, làm tăng độ bóng. 4.5. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT KHI TIỆN. Sau khi chọn dao tiện phù hợp với vật li ệu gia công nh ư m ục 4.4 ta ti ến hành xác định chế độ cắt (s, v, t) khi tiện theo 2 yêu cầu. - Năng suất khi gia công thô - Chất lượng bề mặt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho trước Thứ tự chọn chế độ cắt khi tiện - Về mặt động lực học của máy thì phải chọn chế độ c ắt theo th ứ t ự s, t, v. Nh ưng do khi cắt ít khi sử dụng hết động lực của máy nên thường chọn theo tuổi b ền c ủa dao, nghĩa là chọn theo t, s, v. - Để định được chế độ cắt khi tiện cần biết trước vật li ệu gia công, kích th ước chi tiết, điều kiện kỹ thuật, các số liệu về động học và động lực học của máy. 4.5.1. Chọn chiều sâu cắt t Chiều sâu cắt t được chọn phụ thuộc vào năng suất và yêu cầu đ ộ nh ẵn b ề m ặt cần đạt được. Khi cắt thô, để nâng cao năng suất nên cắt một lần hết lượng d ư gia công nghĩa là t = h. Khi gia công bán tinh với lượng dư h
  7. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Khi cắt cao tốc cũng như khi gia công ở dạng loạt lớn hoặc hàng khối nên b ố trí lượng dư thích hợp để cắt 1 lần hết lượng dư. Gia công bán tinh h = 0,5 ÷ 2 Gia công tinh h = 0,1 ÷ 0,4 4.5.2. Xác định lượng chạy dao * Cách 1: Tra theo bảng trong các sổ tay cơ khí, phụ thuộc vào vật liệu phần cắt, cơ tính vật liệu gia công, kích thước phôi, chiều sâu cắt, tốc độ cắt…. * Cách 2: Xác định bằng phương pháp tính. Khi gia công thô, lượng chạy dao được xác định để bảo đảm độ bền thân dao, độ bền cơ cấu chạy dao, độ cứng vững của chi tiết gia công và độ bền của mảnh dao HKC. Khi gia công tinh, lượng chạy dao được xác định để đảm bảo độ nhẵn và cấp chính xác của bề mặt gia công. Theo cách 2 ta tiến hành như sau: 1. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao Khi cắt, lực cắt chính PZ tạo ra mô menn uốn MU = PZ. L L - Tầm với ( khoảng cách từ mũi dao đến mép đầu gá dao) mm Để đảm bảo độ bền uốn cho thân dao phải có điều kiện: MU ≤ [MU] hay PZ.L ≤ [MU] ; [MU] = [σU] . W Trong đó : [σU] - ứng suất uốn cho phép của tiết diện thân dao, N/mm 2. Thân dao thường làm bằng thép các bon, nên [σU] = 200N/ mm2 W - Mô duyn chống uốn của thiết diện thân dao, mm3 BH 2 Với thân dao có tiết diện hình chữ nhật W = 6 3 H Với thân dao có tiết diện hình vuông W = 6 πD 3 Với thân dao có tiết diện hình tròn W = 32 Trong đó : B - Chiều rộng của tiết diện thân dao,mm H - Chiều cao của tiết diện thân dao, mm D - Đường kính của tiết diện thân dao, mm Thay công thức cơ bản tính lực cắt PZ vào ta có: CPZ . tXpz. SYpz . Kpz. L ≤ [σU] . W S ≤ Ypz [σ u ].W (mm/ vg) 1 Cpzt Xpz.K pzL 2. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền cơ cấu chạy dao Trong quá trình cắt các thành phần lực cắt tác d ụng lên c ơ c ấu ch ạy dao v ới xu hướng cản trở chuyển động chạy dao. Trong đó, thành phần lực P x cản trở trực tiếp còn các thành phần PZ, PY cản trở gián tiếp thông qua lực ma sát của chúng. Trong các máy công cụ, thường cho [P m] - lực chiều trục tác dụng lên cơ cấu bánh răng - thanh răng ( cơ cấu yếu nhất của hộp chạy dao ) Để đảm bảo độ bền cơ cấu chạy dao, phải có điều kiện: PX + µ(PZ + PY) ≤ [Pm] (*) Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 7
  8. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Trong đó µ - hệ số ma sát , thường lấy µ = 0,1. Một cách gần đúng quan hệ giữa các thành phần của lực cắt được biểu thị như sau: PZ = 2 PY; PZ = 3 PX Thay vào phương trình (*) ta được 1,45.PX ≤ [Pm] hay 1,45 . CPX . tXpx. SYpx . Kpx. ≤ [Pm] [ Pm ] Do đó S2 ≤ Ypx (mm/ vg) 1,45.Cpx t Xpx.K px 3. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết Khi gia công các chi tiết có tỷ số l/d lớn, nó thường bị cong. Sai số của chi tiết bị gây ra dưới tác dụng của hai thành phần P z, PY của lực cắt. nhưng chủ yếu thành phần PY gây uốn chi tiết theo phương tác dụng của nó, còn PZ ít ảnh hưởng đến sự thay đổi kích thước của chi tiết gia công. Độ võng f do PY gây ra được tính: Py . L3 f = K .E.J Trong đó: L - Chiều dài chi tiết gia công không kể đoạn nằm trong mâm cặp máy (mm). E - Mô đuyn đàn hồi của vật liệu gia công N/mm3 J - Mô men quán tính của tiết diện ngang chi tiết gia công (mm4) π .D4 J= = 0,05D 4 64 K - hệ số phụ thuộc vào cách gá chi tiết gia công K = 3 khi kẹp công xôn trên mâm cặp K = 48 khi gá trên hai mũi tâm K = 100 khi gá một đầu chống tâm, một đầu kẹp trên mâm cặp Khi đó phải đảm bảo f≤ [f] Py . L3 hay ≤ [f] K .E.J hay CPY . tYpy. SYpy . KpY. L3 ≤ [f]. K.E.J [ f ].K .E.J (mm/ vg) Do đó S3 ≤ Ypy Cpyt Xpy.K py .L3 Thường [ f ] = 0,25 IT - IT dung sai của chi tiết gia công 4. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh HKC Khi lực cắt PZ tác dụng lên mảnh HKC và gây uốn hoặc nén tuỳ theo vị trí đặt mảnh dao. Để đảm bảo bền cho mảnh HKC cần có điều kiện PZ ≤ [PZ] [PZ] - lực lớn nhất (N) cho phép tác dụng lên mảnh HKC. Trị số [PZ] được tra trong sổ tay, phụ thuộc vào chiều sâu cắt, mác và chiều dày mảnh HKC hoặc tính theo công thức sau : 0,8  sin600  [ PZ ] = 34. t . C  0, 77  sinϕ  1,35    t - chiều sâu cắt , mm C - chiều dày mảnh HKC ϕ - Góc nghiêng chính , độ Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 8
  9. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Vậy CPZ . tXpz. SYpz . Kpz ≤ [PZ] [ PZ ] Do đó S4 ≤ Ypz (mm/ vg) Cpzt Xpz.K pz Sau khi tính được 4 lượng chạy dao (S 1, S2, S3, S4) chọn lấy S nhỏ nhất (Smin) - đó là lượng chạy dao an toàn tính ra. Đem Smin so sánh với bảng lượng chạy dao của máy sẽ tìm được 1 S máy nhỏ hơn gần nhất với Smin. Trị số này được gọi là lượng chạy dao thực của máy, ký hiệu là Sm. Đó chính là lượng chạy dao khi gia công thô thực tế cần xác định. Khi gia công tinh S được chọn phụ thuộc vào độ nhẵn của bề mặt gia công được tính theo những công thức thực nghiệm sau : RZ . r 0,65 Khi cắt thép : S≤ 1, 07 mm/ vg 0,21 RZ . r Khi cắt gang : S≤ 1,1 mm/ vg 0,89 r - bán kính mũi dao (mm) RZ - chiều cao nhấp nhô trung bình tương ứng với bề mặt gia công đạt được (µm) 4.5.3. Xác định tốc độ cắt Sau khi xác định được t, s ta tiến hành tính tốc độ cắt theo công thức: C .K Khi tiện ngoài, tiện lỗ V = m VXV V YV (m / ph) T .t .S CV .K V Khi tiện rãnh, tiện cắt đứt V = m YV (m / ph) T .S KV - hệ số điều chỉnh kể đến ảnh hưởng của tất cả các nhân tố đến Vc KV = Kmv.Knv.Kϕv.Kϕ1v. Krv.Kqv Kov Kmv - Kể đến ảnh hưởng của vật liệu gia công Kmv - Kể đến ảnh hưởng của vật liệu làm dao Kϕv - Kể đến ảnh hưởng của góc ϕ Kov - Kể đến ảnh hưởng của dạng gia công Kϕ1v - Kể đến ảnh hưởng của góc ϕ1 Krv - Kể đến ảnh hưởng của bán kính mũi dao Kqv - Kể đến ảnh hưởng của tiết diện cán dao CV - Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dao, vật liệu gia công, thông số hình học … xv, yv - số mũ phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật li ệu làm dao - tra trong s ổ tay chế độ cắt. Thông thường trong thực tế sản xuất, khi tiện người ta thường dùng t ốc đ ộ c ắt trung bình như sau Vật liệu gia công Vật liệu làm dao V(m/ph) Thép Thép gió 15 - 50 Gang xám Hợp kim cứng 50 - 200 Thép Hợp kim cứng 100 - 300 Hợp kim Alumin Thép gió 100 - 200 Hợp kim Alumin Hợp kim cứng 200 - 800 Thép và gang xám Vật liệu sứ 200 - 700 Đồng thanh Kim cương 100 - 800 Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 9
  10. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng 4.5.4. Xác định số vòng quay n Sau khi xác định được Vc, ta tiến hành tính số vòng quay n theo công thức: 103.V n= π .D D - đường kính chi tiết gia công , mm. Lấy nt so sánh với nm để chọn 1 giá trị thích hợp. Khi đó xảy ra 3 trường hợp : nt trùng n của máy và nk≤ nt ≤ nk+1 Đến đây có 2 phương án chọn n: - Phương án 1: Nếu chọn số vòng quay n k thì giữ nguyên lượng chạy dao đó tính ở trên. - Phương án 2 : Nếu chọn số vòng quay n k+1 thì phải giảm s đã chọn ở trên đi 1 cấp. (Dựa trên cơ sở giữ nguyên tuổi bền T và chiều sâu cắt t). Tính cho 2 phương án ta có : C .K CV .K V Từ công thức : V = m VXV V YV (m / ph)  TK = m ( m / ph) T .t .S VK .t XV.SYV CV .K V TKm 1 = + (m / ph) VK +1 .t XV.SK +1 YV Vì TK = TK+1 nên 1 VK +1 .t S = V t S hay SK +1 = Sm  nK  xv YV XV YV Yv K +1 K m  n    K +1  Sau khi chọn được S K+1, so sánh với bảng lượng chạy dao của máy chọn S' m gần nhất và nhỏ hơn S'm Để quyết định sử dụng phương án nào phải so sánh 2 tích: Sm-1. nK+1 và Sm.nK Tích nào có giá trị lớn hơn thì chọn n và s theo phương án đó (đ ể đạt năng su ất cao ở chế độ cắt hợp lý). Sau khi chọn được n và s, đi tính tốc độ cắt thực theo công thức: πDn V= m/ph 1000 4.5.5. Tính lực cắt khi tiện Các thành phần lực cắt khi tiện được tính theo công thức sau : PZ = CPZ . tXpz . SYpz . Vnpz . KPz (N) PY = CPY . tXpy . SYpy . Vnpy . KPy (N) PX = CPx . tXpx . SYpx . Vnpx . KPx (N) Các hệ số, số mũ và hệ số hiệu chỉnh được tra trong sổ tay công nghệ CTM. CPZ CPY CPx - Là các hệ số phụ thuộc vào điều kiện gia công và dạng gia công (dạng gia công: tiện ngoài, tiện trong, tiện mặt đầu, c ắt đứt, … Đi ều ki ện gia công: v ật li ệu gì, gang hay thép. Dao cụ gì, thép gió hay HKC,…). t - Chiều sâu cắt, mm S - lượng chạy dao, mm/vòng V - tốc độ cắt (m/ph) Các số mũ x,y,n chỉ mức độ ảnh hưởng của t, s, v đến lực cắt. K - hệ số ảnh hưởng. Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 10
  11. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng K = Kvlgc . Kϕ . Kγ . Kα. Kλ .Kr . Khs. Kllbt… Kvlgc - Hệ số tính đến ảnh hưởng của vật liệu gia công Kϕ . Kγ . Kα. Kλ - Hệ số kể đến ảnh hưởng của các góc ϕ, λ, α, γ . Kr - Hệ số ảnh hưởng của bán kính đầu dao Khs - Hệ số ảnh hưởng của độ mòn mặt sau Kllbt - Hệ số ảnh hưởng của làm lạnh bôi trơn 4.5.6. Kiểm nghiệm chế độ cắt Chế độ cắt tính toán cần được kiểm nghiệm theo công suất máy và theo mô men xoắn. PZ .V PZ .D Nc = 3 ≤ N dc .η ; MX = ≤ [ MX ] 10 .60 2 Pz - Lực cắt chính, N. V - Tốc độ cắt của trục chính, m/ph D - Đường kính phôi, mm Nđc - Công suất động cơ điện của máy , KW η - Hiệu suất của máy [MX] - mô men xoắn của trục chính, Nmm Cho trong lý lịch máy hoặc tính theo công thức 104 N dcη [MX] = , N .mm 1,05.nm nm - Số vòng quay trục chính của máy. Nếu 1 trong 2 điều kiện trên không thoả mãn thì nên giảm số vòng quay xu ống 1 hoặc 2 cấp vì như vậy vừa giảm được N c vừa tăng [MX] và tăng tuổi bền của dao. Sau đó kiểm nghiệm lại. 4.5.7. Tính thời gian máy Thời gian cơ bản T0 được xác đinh theo công thức L h T0 = ( ph) n.S t L - Chiều dài di chuyển của mũi dao khi gia công chi tiết (mm) L = L1 + L2 + L3 L1 - Chiều dài chi tiết L2 - Lượng ăn tới của dao, mm ( L2 = t cotgϕ + 1 ÷ 1,5 mm) L3 - Lượng vượt quá của dao, mm ( L3 = 1 ÷ 5 mm) n - Số vòng quay của chi tiết gia công S - Lượng chạy dao (mm/v) h - Lượng dư gia công ( mm) t - Chiều sâu cắt (mm); i = h/t - Số lần cắt. Hình vẽ trang 116 Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 11
  12. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng III. VẬN TỐC CẮT KHI TIỆN Tốc độ cắt là yếu tố quan trọng quyết định năng suất gia công. Tăng t ốc đ ộ c ắt làm tăng năng suất gia công nhưng đồng thời làm dao chóng b ị mài mòn. M ất nhi ều th ời gian tháo dao mài lại ngược lại tốc độ cắt giảm sẽ làm giảm năng suất. Do đó với m ỗi tr ường hợp gia công cụ thể cần phải chọn trị số tốc độ cắt thích hợp để đảm bảo năng suất và giá thành hạ nhất. Những nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ cắt: 1. Ảnh hưởng của tuổi bền dao Tuổi bền dao là khoảng thời gian làm việc của dao giữa 2 lần mài. Tốc đ ộ c ắt càng cao, nhiệt độ cắt càng lớn làm giảm mạnh tính chất cơ lý của dao nên dao chóng bị mòn. Tuổi bền của dao được ký hiệu : T Giữa tốc độ và tuổi bền của dao có quan hệ sau : ( hình 5 - 26 . 111) A V1T1m = V2T2m = V3T3m = VnTnm hay V = m T T - Tuổi bền của dao (phút) A - Hằng số phụ thuộc vào vật liệu gia công và vật liệu làm dao, chiều sâu cắt… m - Chỉ số của tuổi bền phụ thuộc vào yếu tố mòn. Giá trị gần đúng của m: Đối với thép gió m = 0,125 Đối với hợp kim cứng m = 0,2 Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 12
  13. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Đối với vật liệu sứ m = 0,5 2. Ảnh hưởng của s và t Tăng chiều sâu cắt và lượng chạy dao thì lực c ắt tăng đ ồng th ời nhi ệt to ả ra càng lớn, dao chóng bị mòn. Muốn tuổi bền của dao không đổi phải giảm tốc độ cắt. Quan hệ giữa v, T, s, t được biểu diễn theo công thức: CV V = m XV YV (m / ph) T .t . S CV - Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dao, vật liệu gia công, thông số hình học … xv, yv - số mũ phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật li ệu làm dao - tra trong s ổ tay chế độ cắt. 3. Ảnh hưởng của các thông số khác: Thông số hình học của dao Vật liệu gia công, vật liệu làm dao, cách gia công Bao hàm các ảnh hưởng trên, công thức tổng quát để tính V như sau : CV V = m XV YV K V (m / ph) T .t . S KV - hệ số điều chỉnh kể đến ảnh hưởng của tất cả các nhân tố đến Vc KV = Kmv.Knv.Kϕv.Kϕ1v. Krv.Kqv Kov Kmv - Kể đến ảnh hưởng của vật liệu gia công Knv - Kể đến ảnh hưởng của vật liệu làm dao Kϕv - Kể đến ảnh hưởng của góc ϕ Kov - Kể đến ảnh hưởng của dạng gia công Kϕ1v - Kể đến ảnh hưởng của góc ϕ1 Krv - Kể đến ảnh hưởng của bán kính mũi dao Kqv - Kể đến ảnh hưởng của tiết diện cán dao Ba hệ số cuối chỉ dùng cho dao thép gió 4.Công thức tổng quát để tính lực cắt Các thành phần lực cắt khi tiện được tính theo công thức sau : PZ = CPZ . tXpz . SYpz . Vnpz . KPz (N) PY = CPY . tXpy . SYpy . Vnpy . KPy (N) PX = CPx . tXpx . SYpx . Vnpx . KPx (N) Các hệ số, số mũ và hệ số hiệu chỉnh được tra trong sổ tay công nghệ CTM. CPZ CPY CPx - Là các hệ số phụ thuộc vào điều kiện gia công và dạng gia công (dạng gia công: tiện ngoài, tiện trong, tiện mặt đầu, c ắt đứt, … Đi ều ki ện gia công: v ật li ệu gì, gang hay thép. Dao cụ gì, thép gió hay HKC,…). t - Chiều sâu cắt, mm S - lượng chạy dao, mm/vòng V - tốc độ cắt (m/ph) Các số mũ x,y,n chỉ mức độ ảnh hưởng của t, s, v đến lực cắt. K - hệ số ảnh hưởng. K = Kvlgc . Kϕ . Kγ . Kα. Kλ .Kr . Khs. Kllbt… Kvlgc - Hệ số tính đến ảnh hưởng của vật liệu gia công Kϕ . Kγ . Kα. Kλ - Hệ số kể đến ảnh hưởng của các góc ϕ, λ, α, γ . Kr - Hệ số ảnh hưởng của bán kính đầu dao Khs - Hệ số ảnh hưởng của độ mòn mặt sau Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 13
  14. Bµi gi¶ng Nguyªn lý vµ dông cô c¾t  TrÇn Quèc Hïng Kllbt - Hệ số ảnh hưởng của làm lạnh bôi trơn Khoa Kü thuËt c«ng nghiÖp – Trêng Cao ®¼ng Kinh tÕ – Kü thuËt 14

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản