Giáo trình Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại

Giáo trình Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại gồm 11 chương, giới thiệu đến người đọc các nội dung: những khái niệm cơ bản về nguyên lý và dụng cụ gia công cắt gọt, gia công chi tiết điển hình, đặc trưng các phương pháp cắt gọt, phương pháp thiết kế QTCN GC chi tiết CK, lượng dư gia công, chuẩn và các vấn đề gá đặt phôi khi gia công, chất lượng bề mặt chi tiết máy, độ chính xác gia công cơ khí,... Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Cơ khí - chế tạo máy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại Đề cương học phần Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NGUYÊN LÝ VÀ DỤNG CỤ GIA CÔNG CẮT GỌT 1.1. Sự tạo hình bề mặt gia công trên máy cắt kim loại. Các bề mặt của chi tiết gia công thường gặp trong ngành chế tạo máy rất đa dạng về kích thước và phong phú về hình dạng. Nhưng phần lớn chúng đ ều thuộc các dạng bề mặt cơ bản như sau: dạng các bề mặt có đường chuẩn là đ ường tròn, d ạng các bề mặt có đường chuẩn là đường thẳng, dạng các bề mặt đặc biệt. 1/ Dạng các bề mặt có đường chuẩn là đường tròn Bề mặt có đường chuẩn là đường tròn là các bề mặt được tạo thành khi cho đường sinh chuyển động tương đối xung quanh đường chuẩn tròn (hình 1.3) với đ ặc trưng cơ bản là có trục đối xứng, hoặc tâm đối xứng. a)Hình trụ b) Hình côn Hình 1.1 – Các bề mặt gia công tròn xoay đường sinh thẳng Bề mặt trụ là bề mặt tròn xoay có đường sinh thẳng song song với đường tâm khối trụ và đường chuẩn là đường tròn (hình 1.1 a). Bề mặt côn cũng là bề mặt tròn xoay có đường sinh thẳng giao với đường tâm khối côn và đường chuẩn là các đường tròn (hình 1.1 b). Bộ môn công nghệ CTM 1 Đề cương học phần Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại Nếu đường sinh là đường cong (hình 1.2 a) sẽ tạo thành bề mặt tròn xoay có hình tang trống. Bề mặt hình dạng ren là bề mặt đặc thù của ngành chế tạo máy có đ ường sinh là đường gẫy khúc, đường chuẩn là đường tròn và đường thẳng song song với đường tâm khối ren (hình 1.2 b). Hình 1.2. Các bề mặt gia công đường sinh cong hoặc gẫy khúc 2/ Dạng bề mặt có đường chuẩn là đường thẳng. Hình 1.3 Các dạng mặt có đường chuẩn thẳng Các bề mặt có đường chuẩn là đường thẳng gồm những bề mặt được qui ước tạo thành bởi đường sinh là đường thẳng, đường cong hoặc đ ường gấp khúc chuyển động trượt trên đường chuẩn là đường thẳng được trình bày trên hình 1.3 (a). 3/ Dạng bề mặt đặc biệt (cam, cánh tuoocbin, răng thân khai ..) Các dạng bề mặt đặc biệt là các bề mặt không gian phức tạp có đường chuẩn là đường cong hoặc đường thẳng, đường sinh là các đường thẳng hoặc đường thân khai.. Tuy nhiên việc phân biệt đường sinh và đường chuẩn chỉ có tính chất tương đối. Tùy Bộ môn công nghệ CTM 2 Hình 1.4 Các dạng bề mặt đặc biệt Đề cương học phần Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại thuộc vào độ phức tạp của bề mặt gia công, lựa chọn đường sinh và đ ường chuẩn sẽ đưa đến sơ đồ động của máy có độ phức tạp khác nhau. Các bề mặt đặc biệt này được trình bày trên hình 1.4. Để hình thành các dạng bề mặt khác nhau của chi tiết gia công, trong ngành chế tạo máy cần thiết phải tạo ra các đường sinh và đường chuẩn tương ứng. Nếu các bề mặt gia công được tạo thành từ đường sinh là đường thẳng, đ ường tròn, đường xoắn acsimet hoặc đường thân khai... thì máy cắt kim loại chỉ cần phối hợp hai chuyển động đơn giản đó là: thẳng và quay tròn đều. Để tạo thành đường sinh là đường hypecbon, đường elip, đường xoắn log,.. máy cắt kim loại cần phải phối hợp hai chuyển động phức tạp đó là: thẳng và quay tròn không đều. 1.2. Các mặt trên vật gia công Bất kỳ phương pháp gia công nào, quá trình hớt bỏ dần lớp lượng dư gia công cơ (quá trình cắt) đều hình thành trên chi tiết 3 bề mặt có đặc điểm khác nhau. Xét tại một thời điểm nào đó trong quá trình gia công (khi tiện), ba bề mặt trên được phân biệt như sau: +Mặt sẽ gia công: là bề mặt của phôi mà dao sẽ cắt đến theo qui luật chuyển động. Tính chất của bề mặt này là tính chất bề mặt phôi. +Mặt đã gia công: là bề mặt trên chi tiết mà dao đã cắt qua. Tính chất của bề mặt này là phản ánh những kết quả của các hiện tượng cơ lý trong quá trình cắt. +Mặt đang gia công: là bề mặt trên chi tiết mà lưỡi dao đang trực tiếp thực hiện tách phoi. Cũng là mặt nối tiếp giữa mặt Hình 1.5 Các mặt trên vật gia công đã gia công và mặt sẽ gia công. Trên bề mặt này đang diễn ra các hiện tượng phức tạp. +Vùng cắt : Là phần kim loại cuả chi tiết vừa được tách ra ở gần mũi dao và l ưỡi cắt nhưng chưa thoát ra ngoài. Đây là vùng đang xảy ra các quá trình cơ lý phức tạp. 1.3 Những yêu cầu cơ bản đối với vật liệu làm phần cắt của dao. a.Độ cứng:Thường vật liệu cần gia công trong chế tạo cơ khí là thép, gang… có đ ộ cứng cao, do đó để có thể cắt được, vật liệu làm dao phần cắt dụng cụ phải có độ cứng cao hơn độ cứng của vật liệu gia công (60 – 65HRC) b.Độ bền cơ học:Dụng cụ cắt thường phải làm việc trong điều kiện rất 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 làm phần cắt dụng cụ cần có độ bền cơ học (sức bền uốn, kéo, nén, va đập…) càng cao càng tốt. Bộ môn công nghệ CTM 3 Đề cương học phần Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại c.Tính chịu nóng:Ở vùng cắt, nơi tiếp xúc giữa dụng cụ và chi tiết gia công dụng cụ và chi tiết gia công, do kim loại bị biến dạng, ma sát…nên nhiệt độ rất cao (700 – 800oC), có khi đạt đến hàng ngàn độ (khi mài). Ở nhiệt độ này vật liệu làm dụng cụ cắt có thể bị thay đổi cấu trúc do chuyển biến pha làm cho các tính năng cắt gi ảm xuống. Vì vậy vật liệu phần cắt dụng cụ cần có tính chịu nóng cao nghĩa là vẫn giữ được tính cắt ở nhiệt độ cao trong một thời gian dài. d.Tính chịu mài mòn:Làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, ma sát lớn thì sự mòn dao là điều thường xảy ra. Thông thường vật liệu càng cứng thì tính chống mài mòn càng cao. Tuy nhiên ở điều kiện nhiệt độ cao khi cắt (700 – 8000C) thì hiện tuợng mài mòn cơ học không còn là chủ yếu nữa, mà ở đây sự mài mòn chủ yếu do hiện tượng chảy dính (bám dính giữa vật liệu gia công và vật liệu l ...