ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: DỤNG CỤ CẮT GỌT KIM LOẠI

Trờng Đại học bách khoa Hà Nội
Khoa Cơ Khí
=====o0o=====
Đồ áN tốt nghiệp
Đề TàI: TìM HIểU DụNG Cụ CắT GọT Cơ KHí.
Giáo viên hớng dẫn : ts. TRƯƠNG HồNG MINH
Sinh viên thực hiện : NGUYễN QUANG TRUNG
NGUYễN TàI TớI.
Líp : CTk6 – §HBK.
Hµ Néi 1 – 2006.
Trang
Mục Lục
2
1. Dụng cụ cắt gọt, gia công cắt gọt

5
1.1.Cắt gọt là gì ?

5
1.1.1.Tại sao lại bóc tách kim loại bằng dụng cụ cắt ?

5
1.1.2.Hiện tợng gì xảy ra với dụng cụ cắt khi bóc tách
vật liệu

6
1.2. Lịch sử vật liệu và dụng cụ cắt

7
1.2.1.Quá trình hình thành dụng cụ

7
1.2.2. Sự ra đời của thép dụng cụ tốc độ cao và sau đó

8
1.3. Các loại máy công cụ

9
1.4 .Chñng lo¹i dông cô c¾t gät

10
1.4.1. Chñng lo¹i dô ng cô c¾t gät

10
1.4.2.Gia c«ng tiÖn

13
1.4.3. Gia c«ng phay

14
1.4.4. Gia c«ng khoan

15
1.4.5. Gia c«ng b»ng tay

15
1.5. Tõ chuyªn m«n trong gia c«ng c¾t gät

15
1.6. T¸c dông cu¶ l ìi c¾t

19
2. VËt liÖu

20
2.1. Chñng lo¹i vËt liÖu c¾t gät

20
2.1.1.S¾t

20
2.1.2.Thép

21
2.1.3.Gang

24
2.1.4.Phi thép ( kim loại mầu)

25
2.2.Độ cứng vật liệu cắt gọt

27
2.3.Tính cắt gọt

29
2.3.1.Đặc tính vật liệu cắt gọt

29
2.3.2.Lựa chọn dụng cụ cắt thích hợp
( thuyết minh, kí hiệu, phân loại sử dụng )

31
2.4.Vật liệu dụng cụ cắt

31
2.5.Xử lý bề mặt vật liệu dụng cụ cắt

35
2.5.1.Xử lý tạo màng

35
2.5.2. Xử lý thấm

38
2.6. Chọn vật liệu dụng cụ

39
3. Insert (mảng dao ghép)

41
3.1.Hình dạng và ứng dụng

42
3.1.1. Hình dạng Insert

42
3.1.2.Tên các loại Insert

43
3.1.3. Thích hợp của hinh dáng

45
3.2. Ký hiệu ISO của Insert dùng cho Tiện

49
3.3. Ký hiệu ISO của Insert dùng cho Phay

56
4. Gia công Tiện

63
4.1. Gia công Tiện

63
4.2. H×nh th¸i gia c«ng

65
4.2.1. Gia c«ng TiÖn ngoµi

65
4.2.2. Gia c«ng TiÖn trong

66
4.2.3. C¸c lo¹i gia c«ng kh¸c

68
4.3. H×nh d¸ng dông cô

69
4.4. KÝ hiÖu vµ tªn gäi chu«i dao tiÖn

71
4.5. M¸y c«ng cô sö dông ph ¬ng ph¸p tiÖn

76
4.5.1 G¸ kÑp vËt gia c«ng

77
Giới thiệu chung .
Trong thời đại hiện nay trên toàn thế giới khi mà cô ng cuộc sản xuất của
cải vật chất phải đ ợc gắn liền với chất l ợng và số lợng, và cuộc sống của con
ngời dần phụ thuộc vào máy móc thì việc tạo ra những cỗ máy hiện đại đa
chức năng là rất quan trọng. Để làm ra những công cụ phục vụ cuộc sống nh
thế ít nhiều cũng phải nhờ đến lĩnh vực Cơ khí chế tạo. Cho nên có thể nói cơ
khí là một ngành hết sức quan trọng trong đời sống của con ng ời.
Trong lĩnh vực Cơ khí lại bao hàm nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có
một lĩnh vực hết sức quan trọng là Dụng Cụ Cắt . Nó đợc ví nh là những cánh
tay của các cỗ máy. Các ph ơng cắt gọt dù lầ thủ công hay dùng máy, từ x a tới
nay đều phải dùng đến dao và l ỡi cắt vì vậy Dụng Cụ Cắt là không thể thiếu
trong gia công cơ khí.
Ngời ta có thể chế tạo ra những cỗ má y vạn năng, gia công đ ợc nhiều loại
chi tiết khác nhau nh ng Dụng Cụ Cắt thì không thể nh thế đợc mỗi Dụng Cụ
Cắt lại có những tính năng khác nhau, dùng để gia công những sản phẩm khác
nhau, dùng để cắt những vật liệu khác nhau và cũng đ ợc chế tạo từ những vật
liệu khác nhau và tất nhiên vật liệu Dụng Cụ Cắt phải có độ cứng tốt hơn vật
liệu đợc cắt (ít nhất là ba lần).
Trong cuốn sách này giới thiệu về các loại Dụng Cụ Cắt, lịch sử hình thành
và phát triển của Dụng Cụ Cắt , sự ra đời của các loại v ật liệu tiêu biểu nh Sắt,
Thép, Gang, Phi Thép và giới thiệu các ph ơng pháp gia công nh Tiện, Phay,
Khoan cùng các hình ảnh minh hoạ cụ thể để cho bài làm thêm sinh động
và một số hình ảnh tham khảo khác. Chúng Em đã cố gắng tìm hiểu và chắt
lọc những kiến thức thu thập đ ợc để hoàn thành bài làm một cách tốt nhất
nhng do lĩnh vực nghiên cứu là rất rộng nên chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu
sót rất mong đợc sự chỉ dạy thêm của các Thầy, Cô để chúng Em có đ ợc kiến
thức hoàn chỉnh hơn.
Chúng Em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quang
Trung.
Nguyễn Tài Tới.
Hà Nội 1 -2006.
1 Dụng cụ cắt gọt và gia công cắt gọt
Có rất nhiều vật dụng xung quanh chúng ta bằng kim loại. Các sản phẩm
này đợc gia công bằng phơng pháp nào ?
Gia công kim loại có nhiều ph ơng pháp trong đó có một ph ơng pháp phổ
biến hay dùng nhất là gia công cắt gọt.
Trớc hết ta định nghĩa thế nào là dụng cụ cắt và gia công cắt gọt.
1.1 cắt gọt
1.1.1Tại sao lại có thể bóc tách kim loại bằng dụng cụ cắt gọt là gì ?
Để có thể hiểu tờng tận, trớc tiên ta hãy tởng tợng khi gọt một quả táo ta
dùng dao gọt nó, lớp vỏ sẽ đ ợc dần tách ra. nh vậy có thể định nghĩa là Ph -
ơng pháp gia công dùng l ỡi dao cắt vào vật hiện làm cho vật gia công thay đổi
dần.
Khi này luôn luôn có sự tồn tại Vật gia công và Dụng cụ cắt.
Để cắt gọt tốt ,dụng cụ cắt cần phải có độ cứng hơn vật gia công với ví dụ
trên thì độ cứng của dao cứng hơn nhiều lần so với quả táo . giống nh thế với
trờng hợp cắt gọt kim loại thì độ cứng dụng cụ cắt gọt luôn pghải cứng hơn
kim loại cắt gọt. do thông th ờng độ cứng của dụng cụ cắt phải cứng hơn 3 làn
trở lên so với vật liệu vật cắt gọt .
1.1.2 Hiện tợng gì sẩy ra với dụng cắt khi cắt vật liệu
Hình 1.2 Vật gia công và dụng cụ cắt trong trạng thái cắt
gọt
Với tốc độ chuyển động nhanh giữa dụng cụ cắt gọt và vật liệu cắt
gọt ở trạng thái nh hính vẽ , từ vật đ ợc cắt đợc bóc ra một lớp kim loại mỏng
tại nơi dụng cụ cắt lớp kim loại này gọi là phoi .
Khi cắt gọt kim loại, tại l ỡi cắt của dụng cụ cắt xảy ra xung đột rất lớn
đồng thời phát sinh nhiệt.
Tốc độ càng lớn xung đột cáng lớn .nhiệt độ vùng cắt gọt có thể lên tới
800
0
C
Dụng cụ cắt cần phải chịu đ ợc va đập bền vối nhiệt độ cao, giữ đ ợc độ
cứng do vậy thép dụng cụ tốc độ cao và hợp kim siêu cứng hay đ ợc dùng làm
Dụng cụ cắt. Trong đó thép hợp kim siêu cứng là vật liệu chủ yếu để sản xuất
các loại dụng cụ cắt chất l ợng cao.
Dụng cụ cắt ( lỡi cắt ) cần có độ cứng gấp trên 3 lần vật liệu cắt gọt
Lỡi cắt khi làm việc chịu va đập xung đột và nhiệt độ cao
Thép dụng cụ tốc độ cao và thép hợp kim siêu cứng th ờng đợc dùng làm
dụng cụ cắt
1.2 Lịch sử vật liệu gia công và dụng cụ cắt
Những công cụ đầu tiên mà con ng ời sử dụng là các cây gậy và đá. để tạo
ra các công cụ đó cần dụng cụ ( dụng cụ cắt ) dụng cụ cắt đầu tiên tiên là Đá.
tuy nhiên vật liệu công cụ cần cứng dần đò i hỏi dụng cụ cắt cứng phải là các
loại vật liệu cứng hơn nên dụng cụ cắt từ Đá chuyển sang Đòng hay tiếp theo
đó là Sắt .nh vậy lịch sử của vật liệu sản xuất công cụ (vật liệu cắt) đi đôi với
lịch sử vật liệu làm dụng cụ cắt .
1.2.1 Tiến trình tiến hoá của công cụ
Kim loại đ ợc con ngời làm đầu tiên sử dụng làm dụng cụ là Đồng tự
nhiên và Vàng tự nhiên, chúng đ ợc tách ra từ Đá cuội bằng cách nung chảy.
Tuy nhiên đồng nóng chảy ở nhiệt độ thấp l ại mềm, để khác phục nh ợc điểm
đó Thiếc đợc pha thêm vào tạo ra Hợp kim đồng thanh. Khi đó đồng thanh đ -
ợc ứng dụng làm ra các mũi dao cứng dùng vào rất nhiều việc.
Sau đó Sắt đ ợc phát hiện ra cùng với các kỹ thuật tinh luyện thép,
các dụng cụ bằng Đồng thanh dần đ ợc chuyển sang thành dụng cụ thép.
Vật liệu làm công cụ
( vật liệu cắt gọt )
Thời kỳ đồ
đá
Thời kỳ đồng
thanh
Thời kỳ đồ
sắt
Vật liệu tự
nhiên (gỗ,
đá, xơng)
Dụng cụ đá
Dụng cụ
Dụng cụ
Đồng , vàng
Đồng thanh
Bằng sắt
Đồng thanh
1.2.2 Sự phát sinh ra thép dụng cụ tốc độ cao
Trong lích sử tiến hoá của dụng cụ cắt, từ khi phát hiện ra Sắt một
thời gian dài không tìm ra đ ợc loại vật liệu nào cứng hơn sắt để gia công nó .
Đến năm 1898 ng ời ta mới phát sinh ra loại vật liệu cứng hơn sắt đó là Thép
dụng cụ tốc độ cao ( thép gió_HSS )
Vào những năm1920 ng ời Đức phát minh ra ( Hợp kim siêu cứng )
có độ cứng còn cao hơn thép gió
Bảng 1.2 lịch sử phát minh
Năm
Vật liệu
1898
Thép dụng cụ tốc độ cao ( thép gió )
1923
Hợp kim siêu cứng
1926
Công ty krupp sản xuất hợp kim siêu cứng th ơng phẩm
1928
Công ty GE- USA sản xuất thơng phẩm hợp kim siêu cứng
1947
Vật liệu Ceramic ( hệ Al
2
O
3
), (gốm)
1960
Vật liệu cermet (hệ TIC ), (gốm kim loại )
1969
Vật liệu Ceramic (hệ Al
2
O
3
TIC ) hợp kim siêu cứng đa lớp
1970
Bột thép gió gốm kim loại (hệ TIC TIN )
1972
Thể thiêu kết CBN
1975
Thể thiêu kết kim cứng
1980
Ceramic hệ Si
3
N
4
, hệ Al
2
O
3
TIC
Năm 1926 công ty ( Friedlich Krupp ) thành công th ợng phẩm hoá thép
hợp kim siêu cứng , bắt đầu bán ra thị tr ờng lấy tên là Wie diamond (cứng nh
kim cơng ). Hai năm sau công ty GE của Mỹ bán ra sản phẩm hợ p kim cứng
lấy tên là Cabolog. Cùng khoảng thời gian đó tại nhật bản các công ty
Toshiba (TUNGALOY ), SUMITOMO, MITSUBISHI, MATERIAL cũng
tiến hành các nghiên cứu độc lập t ơng tự từng bớc tiếp cận vào con đ ờng công
nghiệp hoá .
Sau đó từ những năm 20 ch o đến ngày nay một loạt nghiên cứu về phát
triển công nghệ COATING, CERAMI CERMET, thể thiêu kết siêu cao áp ra
đời. Ngày nay kỹ thuật kết tinh Kim c ơng lên bề mặt hợp kim siêu cứng đ ợc
phát minh vật liệu này ứng dụng làm dụng cụ cắt lại cho tốc độ cắt gọt đợc cải
thiện tăng lên đáng kể.
1.3 Các loại máy công cụ .
Hình 1.4 dựa vào chuyển động cắt gọt để phân loại các loại máy công cụ
ngày nay máy Trung Tâm Gia Công và máy Gia Công Phức hợp đ ợc sử dụng
rộng rãi, chính vì thế cách phân loại nh thế này cũng không phải là phù hợp
lắm. điều quan trọng là chúng cần nắm và hiểu đ ợc nguyên lý gia công qua
phơng pháp phân loại này.
Hình 1.4: Phân loại máy công cụ.
1. VËt g/c chuyÓn ®éng quay. 2.Dao c¾t c/® quay 3. VËt gia c«ng c/®
th¼ng
4. D/cô c¾t chuyÓn ®éng th¼ng 5.C¶ dao c¾t vµ d/c c¾t chuyÓn ®éng quay
Hình 1.5: Các ph ơng pháp gia công
1.4 Các loại dụng cụ cắt
1.4.1 Các loại dụng cụ cắt
1 Cán dao tiện móc
2 Dao phay ngón gắn l ỡi cắt
3 Do phay ngón
4 Chuôi dao tiện vùng
5 Dao phay mặt đầu có gắn hình cắt
6 Mũi khoan
7 Cán dao tiện nhỏ
8 Trục cán ren
Dao tiện lỗ
Dao phay gắn mảnh cắt
Mũi khoan Dao phay mặt đầu Dao tiện
H×nh 1.6: C¸c lo¹i dông cô c¾t (1).
Dông cô c¸n ren.
Dao xäc r¨ng
Dao phay l¨n r¨ng Dao c¾t tÊm
H×nh 1.6: C¸c lo¹i dông cô c¾t gät (2)
1.4.2
Gia công tiện Hình 1.7 gia công tiện ngoài
Gia công tiện (Tur ning) là vật gia công đ ợc tạo chuyuển động quay , đầu
dao kẹp chặt dụng cụ cắt nó đợc điều khiển tự động hoặc điều khiển bằng tay
để tạo ra quỹ đạo với vật gia công kết qủa sau khi cắt gọt sẽ tạo ra hình dạng
chi tiết.
Máy tiện là máy phổ biến dùng trong gia công cơ khí. để tiện ngoài ta
dùng dao tiện ngoài (Bei Tel). dao tiện này đợc chia làm hai loại là: Dao hàm
mũi cắt hợp kim và Dao cắt có thể thay l ỡi cắt. loại thay đ ợc lỡi cắt đợc dùng
đến 90%. Gia công tiện không chỉ tiện các vật tròn nó dùng gia công
ren ,rãnh , cắt đứt, ngoài ra cũng có thể gắn mũi khoan lên máy tiện để gia
công lỗ.