Giới thiệu giáo trình ” Giáo Trình Công Nghệ Chế Tạo Dụng Cụ Cắt “
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẤT
1.1. Vai trò và điều kiên làm việc của dụng cụ cắt.
Dụng cụ cắt đóng vai trò quan trọng trong ngành chế tạo cơ khí. Dù trình độ khoa học kỹ thuật có tiên tiến, hiện đại đến đâu, phương pháp gia công bằng cắt vẫn giữ vị tríhàng đầu và phổ biến trong việc chế tạo các trang thiết bị, máy móc hiện đại, các sản phẩm có độ chính xác cao phục vụ đắc lực cho các lĩnh vực nghiên cứu sản xuất. Chất lượng dụng cụ cắt ảnh hưởng quyết định đến năng suất cắt, chất lượng gia công, giá thành và tuổi thọ của sản phẩm, đồng thời góp phần cải thiện điều kiện làm việc.
Điều kiện làm việc của dụng cụ cắt thường rất khắc nghiệt. Trên lưỡi cất thường xuất hiện ứng suất tiếp xúc rất lớn, có thể tới 400 + 500 MPa. áp lực riêng lớn gấp 100 + 200 lần so với áp lực cho phép của chi tiết máy. Ma sát giữa phoi với mặt trước, giữa bề mặt gia công với mặt sau của dụng cụ cất rất lớn. Nhiệt độ tập trung ở vùng cất có thể lên tới 1000°C. Trong điều kiện làm việc như vậy, dụng cụ cất sẽ bị mòn nhanh. Kết quả là làm tăng ma sát, tăng lực cắt, tăng nhiệt cắt, gây rung động khi cất. Do đó làm giảm tuổi bền của dụng cụ cắt, giảm độ nhẫn và độ chính xác hình dáng, kích thước của bề mặt gia công.
Để nâng cao chất lượng dụng cụ cất, khi thiết kế cần đảm bảo tính năng cất cao của chúng. Muốn vậy, phải lựa chọn vật liệu và thông số hình học tối ưu cho phần cất, thiết kế các thông số kết cấu hợp lý, tiên tiến, đề ra những yêu cầu kỹ thuật phù hợp với dụng cụ cắt. Mặt khác, cần thiết kế quy trình công nghệ hợp lý, ổn định và có hiệu quả đối với dụng cụ cắt.
1.2. Các yêu cầu kỹ thuật của dụng cụ cắt.
Các yêu cầu kỹ thuật được ghi trong bản vẽ chế tạo dụng cụ cắt. Chúng thể hiện chất lượng của dụng cụ cắt và là căn cứ để nghiệm thu dụng cụ cắt. Các yêu cầu kỹ thuật được quy định theo tiêu chuẩn nhà nước cho từng loại dụng cụ cắt. Chúng bao gồm những yêu cầu chung sau:
1. Dụng cụ cắt phải đạt độ chính xác hình dáng, kích thước cao. Vì vậy, cần phải quy định sai lệch cho các thành phần kích thước sau:
+ Kích thước chung: Là kích thước khuôn khổ của dụng cụ cất. Kích thước chung ít ảnh hưởng đến việc gá lắp, đến tính cắt của dụng cụ cất. Do đó ít ảnh hưởng đến độ chính xác hình dáng kích thước và độ nhẫn của bề mặt gia công. Vì vậy sai lệch của kích thước chung thường lấy theo sai lệch của kích thước tự do. Điều đó đảm bảo sự thống nhất về kích cỡ của dụng cụ cắt khi chúng được chế tạo ở các nhà máy khác nhau.
+ Kích thước cơ bản: Là kích thước của dụng cụ cắt có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác hình dáng kích thước bề mặt gia công. Vì vậy, sai lệch của kích thước cơ bản cần được quy định chặt chẽ. Các kích thước cơ bản bao gồm:
– Đường kính của các dụng cụ gia công lỗ (mũi khoan, mũi khoét, mũi doa, dao chuốt…)
– Góc biên dạng răng của dao định hình (dao cắt ren, dao cắt răng).
– Bước ren hoặc bước răng của dao cắt ren hoặc dao cắt răng.
– Mô đun của dao gia công răng.
– Độ côn theo chiều dài dao (dao phay ren, dao phay lăn răng).
Biên dạng răng dao (dao phay modun)
Độ còn ngược (các dụng cụ gia công lỗ và cất ren)
+ Kích thước lắp ghép: Bảo đảm định vị chính xác dụng cụ cất, bảo đảm độ chính xác tương quan giữa dụng cất với chi tiết gia công khi cắt hoặc khi mài sắc lại. Vì vậy, kích thước lắp ghép cần được quy định dung sai chặt chẽ.
+ Kích thước góc: Bao gồm các thông số hình học phần cất của dao như góc trước, góc sau, góc nghiêng chính, góc nghiêng phụ, góc nâng… Sai lệch kích thước góc được khống chế trong phạm vi cho phép nhằm đảm bảo điều kiện cất ít thay đổi nhất so với tính toán ban đầu.
2. Để nâng cao độ nhẫn bề mặt gia công và tăng hiệu quả cắt cần phải đảm bảo độ nhẫn quy định cho các bề mặt làm việc, bề mặt định vị của dụng cụ cất. Ví dụ: mặt trước đạt độ nhẫn cấp 8, mặt sau và cạnh viền: cấp 9, mặt định vị: cấp 9.
Tuỳ theo loại dụng cụ cắt mà tiến hành mài sắc, mài bóng, mài nghiền, mài khôn, mài siêu tỉnh… Từ đó, khử được các sai hỏng tế vì trên lớp bề mặt, nâng cao độ nhẫn, độ chính xác hình dáng kích thước, độ bền cho dụng cụ cắt.
3. Để nâng cao tính cắt cần chọn vật liệu dụng cụ cất hợp lý, bảo đảm độ cứng quy định sau khi nhiệt luyện. Độ cứng phần cất: HRC59+65. Độ cứng phần thân dao: HRC30+40.
Sau nhiệt luyện không được phép tồn tại các khuyết tật. Cần khắc phục lớp thoát các bon, biến dạng, cong vênh, nứt, không đạt độ cứng…
4. Để xác nhận chất lượng dụng cụ cắt, cần tiến hành cắt thử với chế độ cắt được quy định theo tiêu chuẩn. Số lượng cắt thử chiếm 1% số lượng dụng cụ cắt được chế tạo. Vật liệu mẫu cắt thử thường là thép 40 có độ cứng HB160-190. Dung dịch trơn nguội là nước pha thêm 5% êmunxi tính theo trọng lượng. Lưu lượng tưới không nhỏ hơn 5 l/min. Dụng cụ cắt được xem là đạt chất lượng nếu sau khi cắt thử, bề mặt gia công trên mẫu đạt được những yêu cầu kỹ thuật cho trước. Lưỡi cắt không bị sứt mẻ, nứt, tróc, không bị mòn quá độ mòn cho phép. Phần kẹp dao không bị biến dạng. Có thể mô phỏng quá trình cất thử trên máy vi tính. Ngoài ra còn nhiều phương pháp khác để xác nhận chất lượng dụng cụ cắt.
5. Dụng cụ cắt khi xuất xưởng phải được ghi nhãn hiệu. Trên đó thể hiện những thông số cơ bản như vật liệu phần cất, các kích thước cơ bản, cấp chính xác, số hiệu của dụng cụ cắt…
6. Cần quy định chế độ bao gói, bảo quản dụng cụ cắt nhất là với dụng cụ cắt có cấp chính xác cao như dao xọc răng, dao cà răng…
