Bài giảng Nguyên lý và dụng cụ cắt - Chương 3: Tiện (Turning) - Cao Thanh Long

Nội dung text: Bài giảng Nguyên lý và dụng cụ cắt - Chương 3: Tiện (Turning) - Cao Thanh Long

1. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.1. Công dụng và phân loại: 1.1 Công dụng (Utilization) Dao tiện định hinh là loại dao có lưỡi cắt gần giống hinh dáng đường sinh chi tiết gia công, được sử dụng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối trên các máy tiện bán tự động, tự động và máy Rơvônve. + Ưu điểm: - Đảm bảo sự đồng nhất về hinh dạng và độ chính xác kích thước của chi tiết. - Năng suất cao. - Tuổi thọ lớn do mài lại được nhiều lần. - Mài sắc đơn giản. + Nhược điểm: Giá thành chế tạo dao cao; chỉ thích hợp trong sản xuất loạt lớn và hàng khối. 1.2 Phân loại (Classification) a. Theo hinh dáng: dao tròn, lăng trụ. b. Theo phương chạy dao: dao hướng kính, dao tiếp tuyến. c. Theo dạng đường sinh của bề mặt định hinh - Dao tròn với đường sinh tròn - Dao tròn với đường sinh xoắn - Dao lăng trụ d. Theo vị trí đường chuẩn gá dao với đường tâm chi tiết: Chuẩn gá dao song song với đường tâm chi tiết. Chuẩn gá dao nghiêng một góc nào đó so với đường tâm chi tiết.11
2. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.1. Công dụng và phân loại: 12
3. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.2. Kết cấu chung của dao tiện định hỡnh 1) Kích thước chung Các kích thước của dao tiện định hỡnh được tiện chuẩn hoá, phụ thuộc vào chiều cao hỡnh dáng lớn nhất của chi tiết gia công: d max d min t max dmax - đường kính lớn nhất của chi tiết gia công [mm] 2 dmin - đường kính nhỏ nhất của chi tiết gia công [mm] Khi gia công các bề mặt định hỡnh tròn trong, đường kính lớn nhất cho phép của dao tiện phải thoả mãn điều kiện: Dmax 0,8 dmin Trong đó: dmin - đường kính lỗ nhỏ nhất của chi tiết [mm] Dmax - đường kinh lớn nhất của dao định hỡnh tròn [mm] 2) Thông số hỡnh học của dao: a. Góc trước : Lựa chọn phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công Khi gia công nhôm, đồng:  = 250 - 300 Khi gia công thép:  = 50 - 200 Khi gia công gang:  = 00 - 100 Trong phần lớn các trường hợp với dao gắn mảnh HKC, thường lấy =00 13
4. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.2. Kết cấu chung của dao tiện định hỡnh 2) Thông số hỡnh học của dao: b) Góc sau : + Dao tròn: góc được hỡnh thành bằng cách gá trục dao cao hơn tâm chi tiết gia công một lượng: h = R.sin ; R - bán kính lớn nhất của dao. = 10 - 120 + Dao lăng trụ: góc được hỡnh thành nhờ gá nghiêng dao trên đồ gá. = 12-150 + Dao tiện định hỡnh hớt lưng dao phay: = 25-300 C C X x  Od A=r.sin A=r.sin x h x Oct Oct  x X  X     x x   x  x  x a) b) 14
5. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.2. Kết cấu chung của dao tiện định hỡnh 2) Thông số hỡnh học của dao: Trị số của và  nêu trên ứng với điểm trên dao ứng với điểm cơ sở ngang tâm chi tiết gia công (là điểm ứng với đường kính nhỏ nhất trên chi tiết – gần tâm chi tiết nhất), với những điểm khảo sát nằm càng xa tâm chi tiết, góc tăng còn góc  giảm và được tính như sau: Từ hỡnh vẽ, có: + Dao tròn : x =  - x + x + Dao lăng trụ : x =  - x Trong đó :  = +  - góc hiệu chỉnh r sin x = sin (rx - bán kính của chi tiết tại điểm x) rx r .sin   Cx = x x sin  tgx = C x .sin  R C x cos Cx - chiều cao hỡnh dáng dao trên mặt trước. 15
6. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.3. Tính toán hỡnh dáng dao tiện định hỡnh hướng kính gá thẳng có điểm cơ sở ngang tâm: • Sự cần thiết phải tính hỡnh dáng dao: = 0;  = 0 > 0;  > 0 Od Od Oc Oc Oc Oc 16
7. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools)  Phân tích lựa chọn điểm cơ sở ngang tâm: Về nguyên tắc có thể chọn bất kỳ điểm nào trên biên dạng chi tiết làm điểm cơ sở ngang tâm nhưng thường chọn điểm ứng với đường kính nhỏ nhất trên chi tiết vỡ những lý do sau:  Các điểm càng xa tâm chi tiết có góc sau càng tăng, hay nói cách khác góc sau tại điểm có đường kính nhỏ nhất trên chi tiết có giá trị nhỏ nhất (ưu tiên phần lưỡi cắt phải làm việc nhiều có thông số hỡnh học hợp lý). Nếu như chọn góc sau tại điểm đó đảm bảo cho quá trỡnh cắt thỡ góc sau tại các điểm khác cũng sẽ đảm bảo. * Chọn điểm ứng với đường kính chi tiết nhỏ nhất là điểm cơ sở ngang tâm khi gá đặt sẽ dễ điều chỉnh gá dao ngang tâm hơn, tức là thuận lợi cho quá trỡnh gá đặt.  Thuận lợi cho quỏ trỡnh tớnh toỏn. 17
8. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.4. Sai số hỡnh dỏng chi tiết khi gia cụng bằng dao tiện định hỡnh hướng kớnh: a) Sai số gỏ đặt: 18
9. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.4. Sai số hỡnh dỏng chi tiết khi gia cụng bằng dao tiện định hỡnh hướng kớnh: b) Sai số kết cấu: n A 0d 1 h H r1 0ct 2  2 r A A - A 2 L 1 ' 19
10. Đ3. DAO TIỆN ĐỊNH HèNH (Forming turning tools) 3.6. Cung tròn thay thế : xo R X 90 dao R R   1  t t 2 t 2 1 t t t Chi tiết X x x1 t t 2 1 x t tg tg 1 tg x t t x 1 2 X cos  1 2Xt cos  X 2 sin 2  t1 t2 2cos  t1t2 R x R 2 R 2sin 2  cos  sin 2 x0 t1 2R t1 20
11. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.1. Xác định chiều sâu cắt t: - Khi gia cụng thụ: t= h ( lượng dư gia cụng) - Khi gia cụng bỏn tinh: Khi gia công bán tinh với h 3mm, nên cắt làm hai lần: t1 = 2/3 3/4h t2 = 1/3 1/4h - Khi gia công tinh, nên chọn chiều sâu cắt nhỏ để đảm bảo chất lượng bề mặt gia công. Tuy nhiờn, chiều sõu cắt nhỏ nhất khụng nhỏ hơn trị số bỏn kớnh cong tại mũi dao: t ≥ ρ 21
12. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.2. Xác định lượng chạy dao: 1. Độ bền thân dao 2. Độ bền của cơ cấu chạy dao 3. Độ cứng vững của chi tiết gia công 4. Bảo đảm độ bền mảnh hợp kim cứng 5. Độ nhẵn bề mặt gia công 22
13. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.2. Xác định lượng chạy dao: 1. Độ bền thân dao: Khi cắt dao chịu một mô men uốn Mu = Pz .l Trong đó: Pz - lực cắt chính [N] l - khoảng cách từ mũi dao đến tiết diện nguy hiểm [mm] Để đảm bảo độ bền uốn cho thân dao, phải có: Mu [Mu ] Hay: Pz . l W . [u] Hay: Xpz Ypz CPZ .t .S .KPz.l W.[u] W.[ u ] Nên: Ypz (mm/v) S1 Xpz CPz .t .K Pz .l 23
14. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.2. Xác định lượng chạy dao: 2. Độ bền của cơ cấu chạy dao : Để bảo đảm độ bền cơ cấu chạy dao, phải có điều kiện: Px +  (Py + Pz ) [Pm ] [Pm ] - lực chiều trục cho phép tác dụng lên cơ cấu bánh răng - thanh răng (cơ cấu yếu nhất của hộp chạy dao) - đã cho trong thuyết minh máy.  - hệ số ma sát , thường lấy  = 0.1 Một cách gần đúng: Pz = 2Py ; Pz = 3Px Px +0,1 ( 1,5Px + 3Px) [Pm] 1,45Px [Pm] [P ] Ypx m Do đó : S 2 Xpx (mm/v) 1.45CPxt K Px 24
15. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.2. Xác định lượng chạy dao: 3. Độ cứng vững của chi tiết gia công Độ võng f do lực hướng kính Py gây ra được tính theo công thức: 3 Py l f (mm) K.E.J Trong đó: l - chiều dài của chi tiết gia công, không kể đoạn nằm trong mâm cặp của máy (mm). K - hệ số phụ thuộc vào cách gá chi tiết trên máy. E - Môđuyn đàn hồi của vật liệu gia công (N/mm2). 4 J - mômen quán tính tiết diện ngang của chi tiết gia công (mm ). 3 Py .l Để bảo đảm độ cứng vững của chi tiết gia công phải có điều kiện: [ f ] K.E.J [f].K.E.J Ypy (mm/v) S3 Xpy 3 25 CPy .t .K Py .l
16. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.2. Xác định lượng chạy dao: 4. Bảo đảm độ bền mảnh hợp kim cứng  Để bảo đảm bền cho mảnh hợp kim cứng, cần có điều kiện: Pz [Pz] Trong đó: [Pz] - lực lớn nhất cho phép tác dụng lên mảnh hợp kim cứng (N). Vậy: Xpz Ypz CPz .t .S .K Pz [Pz ] [Pz] Ypz S4 Xpz (mm/v) C pz .t .K pz 26
17. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.2. Xác định lượng chạy dao: 5. Độ nhẵn bề mặt gia công: Khi gia công tinh, để đảm bảo độ nhẵn bề mặt gia công, có thể tính lượng chạy dao theo công thức thực nghiệm sau: R .r 0,65 1,07 z - Khi cắt thép : S5≤ (mm/v) 0,21 Rz .r - Khi cắt gang: S 1,1 (mm/v) 5≤ 0,89  Trong đó : r - bán kính mũi dao ( mm ) Rz- chiều cao nhấp nhô trung bỡnh ( m) Từ 5 kết quả trờn cú: SM ≤ min (S1, S2, S3, S4, S5) 27
18. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.3 Xác định tốc độ cắt V và số vòng quay n Cv .Kv V (m/min) T T m .t Xv .S Yv Trong đú: T- tuổi bền dao (min) t- Chiều sõu cắt (mm) S- Lượng chạy dao (mm/rev.) Cv, Kv- Cỏc hệ số ảnh hưởng đến vận tốc cắt. 1000V n (rev./min) n < n < n * D k k+1 Khi đó có hai phương án lựa chọn: - Chọn số vòng quay nk và giữ nguyên lượng chạy dao thực SM. - Chọn số vòng quay nk+1 và tính lại lượng chạy dao Sk+1 trên cơ sở giữ nguyên 1 tuổi bền T và chiều sâu cắt t. So sỏnh Sk*nk & Sk+1*nk+1. Yv nk Từ đó tính được vận tốc cắt thực: Sk 1 Sm n n * D k 1 V (m/ min) 1000 28
19. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning)  4.4. Kiểm nghiệm chế độ cắt Chế độ cắt tính toán được cần phải kiểm nghiệm theo công suất máy và theo mômen xoắn: P .V z Pz .D Nc Ndc. M [M ] 60.1000 c 2 x Trong đó: Pz - lực cắt chính, N. V - tốc độ cắt của trục chính, m/min. D - đường kính phôi, mm. Nđc - công suất động cơ điện của máy, kw.  - hiệu suất của máy, %. [Mx ] - mômen xoắn cho phép của trục chính, Nmm 104 N . Trị số [Mx ] đã cho trong lý lịch máy hoặc tính theo công thức: [M ] dc x 1,05n Với nM là số vòng quay của trục chính, rev./min. M Nếu một trong hai điều kiện trên không thỏa mãn, nên giảm số vòng quay n xuống một hoặc hai cấp; như vậy vừa giảm được Nc vừa tăng [Mx[ và tăng tuổi bền của dao. Sau đó, kiểm nghiệm lại. 29
20. Đ4. Chế độ cắt khi tiện (Calculate Cutting Data when Turning) 4.5. Tính thời gian máy Thời gian máy được tính phụ thuộc vào dạng gia công.Ví dụ: Khi tiện ngoài l l l hoặc tiện lỗ thông, thời gian máy được tính theo công thức: T 1 2 .i 0 n.S Trong đó: l - chiều dài chi tiết gia công, mm. l1 - lượng ăn tới của dao, mm. (l1 = t. cotg ). l2 - lượng vượt quá của dao, mm. Thường chọn: l2 = 1  3 mm. n - số vòng quay của chi tiết gia công, rev./min S - lượng chạy dao, mm/rev. L i - số lần cắt. l2 l1 t s 30