WesterntechVN – Để hiểu rõ về gia công cắt gọt kim loại, chúng ta cần nắm vững các nguyên lý cơ bản và các thông số liên quan đến quá trình này.
Bài viết này sẽ đi sâu vào các khái niệm về phoi, dao cắt, chuyển động cắt, các hiện tượng cơ lý trong quá trình cắt và các thông số cơ bản của chế độ cắt gọt kim loại.
1. Các khái niệm cơ bản về quá trình cắt gọt kim loại
- Phoi:
- Là lớp vật liệu bị loại bỏ khỏi phôi liệu trong quá trình cắt gọt.
- Hình dạng và kích thước phoi phụ thuộc vào vật liệu phôi, dụng cụ cắt và chế độ cắt.
- Dao cắt:
- Là dụng cụ dùng để cắt gọt vật liệu.
- Có nhiều loại dao cắt khác nhau, phù hợp với từng phương pháp gia công và vật liệu phôi.
- Chuyển động cắt:
- Là sự di chuyển tương đối giữa phôi và dụng cụ cắt.
- Bao gồm chuyển động chính (tạo ra quá trình cắt) và chuyển động chạy dao (tạo ra bề mặt gia công).
- Hiện tượng cơ lý trong quá trình cắt:
- Lực cắt: Lực tác động lên dụng cụ cắt trong quá trình cắt.
- Nhiệt cắt: Nhiệt độ sinh ra do ma sát giữa dụng cụ cắt và phôi.
- Biến dạng dẻo: Sự thay đổi hình dạng của vật liệu phôi dưới tác dụng của lực cắt.
- Mài mòn dao: Sự hao mòn của dụng cụ cắt do ma sát và nhiệt độ cao.
2. Các thông số cơ bản của chế độ cắt gọt
- Tốc độ cắt (V):
- Là vận tốc di chuyển tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi.
- Đơn vị: m/phút.
- Ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng bề mặt gia công.
- Lượng chạy dao (S):
- Là khoảng di chuyển của dụng cụ cắt trong một vòng quay của phôi (tiện, khoan) hoặc trong một răng của dao (phay).
- Đơn vị: mm/vòng hoặc mm/răng.
- Ảnh hưởng đến năng suất và độ nhám bề mặt gia công.
- Chiều sâu cắt (t):
- Là chiều dày lớp vật liệu bị loại bỏ trong một lần cắt.
- Đơn vị: mm.
- Ảnh hưởng đến lực cắt và năng suất.
- Diện tích lớp cắt (f):
- Là diện tích mặt cắt ngang của phoi.
- Đơn vị: mm².
- Ảnh hưởng đến lực cắt và nhiệt độ cắt.
- Thời gian máy (Tm):
- Là thời gian dụng cụ cắt tiếp xúc trực tiếp với phôi.
- Đơn vị: phút.
- Ảnh hưởng đến năng suất gia công.
- Thời gian gia công một chi tiết (To):
- Là tổng thời gian để gia công một chi tiết, bao gồm thời gian máy, thời gian phụ, thời gian phục vụ và thời gian nghỉ ngơi.
- Đơn vị: phút.
- Ảnh hưởng đến năng suất và chi phí sản xuất.
3. Các công thức tính toán thông số cắt gọt kim loại
- Tốc độ cắt (tiện, phay):
- V = (πDn) / 1000 (m/phút)
- Trong đó: D là đường kính phôi (mm), n là số vòng quay (vòng/phút).
- Tốc độ cắt (bào):
- V = (L / t) / 1000 (m/phút)
- Trong đó: L là chiều dài hành trình (mm), t là thời gian một hành trình (phút).
- Lượng chạy dao (phay):
- S = Sz * Z (mm/vòng)
- Trong đó: Sz là lượng chạy dao trên một răng (mm/răng), Z là số răng dao phay.
- Chiều sâu cắt (tiện):
- t = (D – d) / 2 (mm)
- Trong đó: D là đường kính phôi trước khi cắt (mm), d là đường kính phôi sau khi cắt (mm).
- Chiều sâu cắt (khoan):
- t = D / 2 (mm)
- Trong đó: D là đường kính mũi khoan (mm).
- Diện tích lớp cắt:
- f = S * t (mm²)
- Hoặc f = a * b (mm²) (a là chiều dày cắt, b là chiều rộng cắt).
- Thời gian máy (tiện):
- Tm = (L * i) / (S * n) (phút)
- Trong đó: L là chiều dài hành trình dao (mm), i là số lần chạy dao, S là lượng chạy dao (mm/vòng), n là số vòng quay phôi (vòng/phút).
- Thời gian gia công một chi tiết:
- To = Tm + Tp + Tpv + Tn (phút)
- Trong đó: Tp là thời gian phụ, Tpv là thời gian phục vụ, Tn là thời gian nghỉ ngơi.
4. Ảnh hưởng của các thông số cắt gọt đến quá trình gia công
- Tốc độ cắt cao:
- Năng suất cao, nhưng tăng nhiệt độ cắt, mài mòn dao nhanh, chất lượng bề mặt kém.
- Tốc độ cắt thấp:
- Năng suất thấp, nhưng giảm nhiệt độ cắt, tăng tuổi bền dao, chất lượng bề mặt tốt.
- Lượng chạy dao lớn:
- Năng suất cao, nhưng tăng lực cắt, độ nhám bề mặt lớn.
- Lượng chạy dao nhỏ:
- Năng suất thấp, nhưng giảm lực cắt, độ nhám bề mặt nhỏ.
- Chiều sâu cắt lớn:
- Năng suất cao, nhưng tăng lực cắt, nhiệt độ cắt.
- Chiều sâu cắt nhỏ:
- Năng suất thấp, nhưng giảm lực cắt, nhiệt độ cắt.
Nắm vững các nguyên lý và thông số cơ bản của quá trình cắt gọt kim loại là rất quan trọng để lựa chọn chế độ cắt phù hợp, tối ưu hóa năng suất và chất lượng gia công.
