4 Các Hiện Tượng Xảy Ra Trong Quá Trình Cắt - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Trang chủ >
Kỹ Thuật - Công Nghệ >
Cơ khí - Chế tạo máy >

4 Các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.98 MB, 224 trang )

3.4.1 Hiện tượng rung độngTrong quá trình cắt kim loại, hê thống công nghệ thường xảy ra rung độngdo yếu cứng vững. Rung động làm ảnh hưởng đến chất lượng chi tiết gia công,đến năng suất cũng như sức khỏe người thợ.Để có thể nâng cao năng suất, đặc biệt là nâng cao tốc độ, vấn đề rung độngcàng được đặc biệt chú trọng.Tuy nhiên vấn đề rung động là một vấn đề hết sức phức tạp, đặc biệt làrung động trong q trình cắt, mà bản chất của nó cho đến nay tiếp tục đượcnghiên cứu.Hiện nay có thể nói một cách khẳng định rằng trong q trình cắt có hai loạirung động: rung động cưỡng bức và rung động tự rung.3.4.1.1 rung động cưỡng bức* Rung động cưỡng bức (do các ngun nhân ngồi) trong q trình cắt được gâyra do những nguyên nhân sau đây:–Lực cắt không đều do thực hiện cắt gọt gián đoạn nên lượng dư gia côngkhông đều.− Do sự không cân bằng của các bộ phận máy – dao – chi tiết – đồ gá.– Do hệ thống truyền động của máy có sự va đập tuần hồn.– Do vật cắt khơng tròn, lượng dư gia công không đều.– Do dao chuyển động khơng cân bằng.− Do các máy bên ngồi tác động.* Biện pháp khắc phục:− Tăng cường độ cứng vững cho máy − dao − đồ gá.− Nâng cao độ chính xác khi chế tạo phôi.− Đặt những máy khi làm việc có độ rung lớn: dập, đột, rèn, … xa những máy làmviệc chính xác.3.4.1.2 rung động tự phát* Tự rung động là do lực gây ra và duy trì nó trong q trình cắt. Có nhiều cáchgiải thích về những nguyên nhân gây ra tự rung:– Do sự thay đổi của lực ma sát ở mặt trước và sau của dao trong q trìnhcắt.– Do sự thay đổi tính dẻo của vật liệu gia cơng trong q trình cắt khiến cho lựccắt thay đổi.– Do sự phát sinh và mất đi của lẹo dao.– Do sự biến dạng đàn hồi của dao – chi tiết.* Các nhân tố ảnh hưởng đến rung động:– Tăng tốc độ cắt thì biên độ dao động tăng (trong vùng dễ sinh lẹo dao), sau khibiên độ dao động đạt được một giá trị cực đại nào đó thì tốc độ cắt càng tăng,biên độ dao động càng giảm.– Khi chiều sâu cắt tăng thì biên độ dao động tăng vì lực cắt tăng ảnh hưởng đếnhệ thống công nghệ.– Ảnh hưởng của thông số hình học, đáng kể nhất là góc ϕ, góc ϕ càng tăng rungđộng giảm, (lực Py = PN.cosϕ, là lực cắt ảnh hưởng đến rung động nhiều nhất).– Khi gia công gang, cắt ra phoi vụn, lực cắt biến đổi nhiều nên rung động tăng.Còn cắt vật liệu dẻo, khi điều kiện hình thành lẹo dao lớn thì rung động càngtăng.Ngồi ra sự rung động còn chịu ảnh hưởng rất lớn của hệ thống công nghệ.Nếu hệ thống này càng cứng vững thì rung động càng giảm.Trong thực tế, cần chọn chế độ cắt hợp lý, đồng thời tăng độ cứng vững củahệ thống máy – dao – chi tiết và dùng một số dụng cụ giảm rung chuyên dùngkhác.3.4.2 Độ nhám bề mặt gia côngChất lượng bề mặt gia công của chi tiết được đánh giá băng hai yếu tố:− Cơ tính lớp bề mặt.− Độ bóng lớp bề mặt gia công.Phần này ta nghiên cứu về độ bóng bề mặt gia cơng vì nó biểu hiện rõ sựảnh hưởng của việc chọn dao, chế độ cắt tới chất lượng bề mặt gia công.Người ta chia ra các chỉ tiêu Ra (độ nhám trung bình số học) và Rz (độ caonhấp nhô) chia độ nhẵn ra 14 cấp ∇1 ÷ ∇14 và cấp chính xác IT gồm 20 cấp(IT01, IT0, IT1, IT18).3.4.2.1 ảnh hưởng của độ bóng bề mặt tới tính năng làm việc của chi tiết− Tại đỉnh lõi và lõm gây ứng suất tập trung tại đó nếu để bẩn và ẩm ướt gây ănmòn kim loại.− Đối với mối ghép: độ nhấp nhô dễ bị nén làm thay đổi đặc tính mối ghép.3.4.2.2 Những nguyên nhân chủ yếu và biện pháp khắc phụcĐiều kiện gia cơng:− Vật liệu gia cơng mềm dễ hình thành lẹo dao, gây rung động, độ bóng giảm.− Vật liệu dòn phoi vụn, lực cắt thay đổi gây rung động => độ bóng giảm.3.4.2.2.1 Ảnh hưởng của chế độ cắtTrước hết ta tính chiều cao vết răng lược để lại trên chi tiết do q trình giacơng.− Khi r≠0, CH =S28.rHình 3.13: Tính độ nhám khi gia cơng.* Nhận xét: Muốn giảm chiều cao nhấp nhơ ta có thể giảm S, ϕ,ϕ1 và r nhưng chú ý rằng:− Giảm S ảnh hưởng đến năng suất chỉ tăng khi các yếu tốkhác đã giải quyết.− Giảm ϕ, ϕ1 thì lực Py tăng phụ thuộc hệ thống máy dao có cứngvững khơng.− Tăng r đối với dao hợp kim mài r là khó khăn, do vậy người tacó thể thay đổi bằng lưỡi cắt nối tiếp có ϕ0=00 có f = 1÷2mm.4.2.2.2 một số thơng số khácHình 3.14: Các thơng số ảnh hưởng đến độ bóng.− Tốc độ cắt: trong các nhân tố chế độ cắt thì tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn nhất đếnđộ bóng.+ Vật liệu dẻo: khi tốc độ cắt ngồi vùng hình thành lẹo dao biến dạng khicắt giảm ít rung động độ bóng tăng (V>60 ÷ 70m/phút).+ Vật liệu dòn: ở tốc độ thấp phoi đứt theo biên giới hạn tinh thể độ bóngthấp, ở tốc độ cao tinh thể bị cắt ngang nên nhấp nhô bề mặt giảm.− Góc sau α: khi tăng góc α diện tích tiếp xúc dao và chi tiết giảm, ma sát giảm=> độ bóng tăng.− Góc thốt γ: khi tăng γ phoi dễ thốt, biến dạng giảm => độ bóng tăng.− Dung dịch tưới nguội làm nhân tố ảnh hưởng lớn đến độ bóng, chọn được dungdịch trơn nguội thích hợp trong cùng một điều kiện gia công nâng cao độ bónglên một cấp.3.5 Sự tưới ngi3.5.1 Tác dụng và các yêu cầu3.5.1.1 tác dụng− Dung dịch tưới nguội trong quá trình cắt làm giảm nhiệt độ khu vực cắt làm tăngđược tốc độ cắt, dao bền hơn và độ bóng tăng.− Nâng cao được độ chính xác kích thước (chi tiết và dao khơng giãn nở vì nhiệt).− Bơi trơn mà sát do đó giảm cơng suất cắt.− Trong điều kiện có bơi trơn q trình cắt có thể chuyển thành phoi rời, xếp sangphoi dây.3.5.1.2 các yêu cầu− Thu nhiệt tốt với tốc độ làm nguội cao.− Phải có tính ổn định hóa học, khơng tác dụng hóa học với các chất khác, oxy hóakhơng gây biến chất.− Phải có tính bơi trơn có lợi cho nâng cao năng suất, độ bóng bề mặt.− Khơng có acid, kiềm mạnh làm gỉ máy và hỏng do cơng nhân.− Khơng có mùi khó chịu, khơng độc làm hại sức khỏe cơng nhân.Hiện nay, dung dịch tưới nguội đang dùng vẫn còn nhược điểm mùi hăngkhó ngửi, có hoạt tính làm gỉ máy.3.5.2 Các loại dung dịch thường dùng và bảo quản3.5.2.1 Nước tướiThành phần:− Loại 1: Nước + 1 ÷ 1,5% NaNO3 + 0,4 ÷ 0,6 Na2CO3.− Loại 2: Nước + 0,25 ÷ 0,3% NaNO3 + 1 ÷ 1,5 Na2CO3.Sự có mặt NaNO3 và Na2CO3 làm mềm nước, tăng tính bơi trơn.Pha chế: Na2CO3 với nước ở 380C sau đó đổ thêm NaNO3 để 12 giờ sau đóđem lọc và sử dụng.Ưu điểm: rẻ tiền, dễ pha chế, làm nguội tốt, khơng gỉ, dễ bảo quản.3.5.2.2 dầu hòa tan nhũ tương (Êmunxi)− Thành phần: nước xà phòng + acid hữu cơ +cồn.Dung dịch này màu sữa, mùi hăng, tính lưu hóa cao, nếu thêm vào dungdịch 1 lượng lưu huỳnh ta được dầu hòa tan có hoạt tính cao.− Cơng dụng: ở nước ta nhà máy cơ khí Hà Nội sử dụng loại nước bôi trơnsau:Khi mài: 5% êmunxi + 3% CaCO3 + 2%NaNO3 + H2O.Khi tiện − phay: 3% êmunxi + 3% CaCO3 + 0,3%NaNO3 + H2O.Khi gia công trên máy chính xác pha thêm dầu chạy máy hoặc nhựa thơngchống gỉ.3.5.2.3 dầu tưới− Thành phần: các loại dầu khống vật, dầu hỗn hợp, dầu thực vật, dầu độngvật.+ Loại 1: 20% mỡ lợn + 2% lưu huỳnh (dạng bột) + 39% dầu hỏa (39% dầumáy số 10).+ Loại 2: 20% dầu máy đen + 2% lưu huỳnh (dạng bột) + 39% dầu hỏa(39% dầu máy số 10).Tác dụng: chủ yếu là bôi trơn, hút nhiệt và thâm nhập kém thường dùng khigia công tinh.3.5.3. Phương pháp tưới3.5.3.1 yêu cầu khi tưới− Tưới đúng vào vùng cần nhiệt.− Đủ lượng cần thiết.− Không ảnh hưởng đến công nhân sản xuất.3.5.3.2 phương pháp tướiHình 3.15: Các phuong pháp tưới.− Khi tiện thông thường dùng phương pháp tưới từ trên xuống, đơn giản nhưngcần lưu lượng lớn mới đảm bảo yêu cầu cần thiết (hình 3.15.a).− Khi gia cơng kim loại cứng người ta dung phương pháp tưới từ dưới lên, phươngpháp này ưu điểm là tưới trực tiếp vào vùng nhiệt độ cao nhưng cần đảm bảo kíntránh dung dịch văng ra ngồi (hình 3.15.b). Ngồi ra, còn dùng phương phápđối lưu phương pháp này chủ yếu làm nguội dao bảo vệ tốt nhưng chế tạo daophức tạp (hình 3.15.c).− Khi phay: tưới dung dịch đặt ở phía dao đi ra khỏi cung tiếp xúc (để dao khỏi bịtuột) (hình 3.15.d).3.5.3.3 lưu lượng tướiLưu lượng tưới nguội phụ thuộc vào phương pháp gia cơng và tính dungdịch.− Khi tiện:tưới nước + dầu hòa tan 10 ÷ 12 lít/phút.− Khi phay:tưới nước + dầu lưu hóa 10 ÷ 20 lít/phút.− Khi mài:tưới nước + dầu hòa tan 20 lít/phút.− Khí cắt ren, cắt răngtưới nước + dầu lưu hóa 3 ÷ 4 lít/phút.− Chuốt:dầu lưu hóa 1 ÷ 3 lít/phút.3.5.3.4 những chú ý khi dùng dung dịch tưới nguội− Chọn đúng dung dịch cần tưới.− Lưu lượng tưới vừa đủ.− Chú ý an toàn lao động.− Đúng kỳ hạn thay thế dung dịch.− Kiểm tra dung dịch trước khi dùng, có nhiều biện pháp kiểm tra chủ yếu và đơngiản dùng phenol − talein. Kiểm tra tính ăn mòn của dung dịch, nhỏ phenol vàodung dịch nếu không xuất hiện màu hồng chứng tỏ dung dịch có acid, ta chothêm vào dung dịch một ít NaNO3 để trung hòa (phải pha riêng ở 380C rồi mớihoa lẫn). Mặt khác, phải kiểm tra nếu dung dịch phân lớp thì phải hủy dung dịchđó bằng cách nhỏ dung dịch đó lên một tấm kim loại nếu sau 30 phút đên 1 giờkhơng có vết ố thì dung dịch dùng được.CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 3.1 Giải thích q trình hình thành tạo phoi?2 Có những loại phoi nào, đặc điểm và cách thức tạo ra các loại phoi đó?3 Trình bày các biểu hiện biến dạng của kim loại (hiện tượng co phoi, lẹo dao) vàcách khắc phục?4 Các hiện tượng xãy ra trong quá trình cắt?5 Nêu yêu cầu, đặc điểm của dung dịch trơn nguội?Một số dung dịch trơn nguội?CHƯƠNG 4: LỰC CẮT KHI TIỆN4.1 Phân tích và tổng hợp lực4.1.1 Khái niệmMuốn cắt kim loại cần phải tác dụng vào dao một lực để thắng được lựcliên kết trong nôi bộ kim loại. Nghiên cứu lực cắt có một tầm quan trọng rất lớnvì biết lực cắt mới tính được cơng suất tiêu thụ của máy, mới tính được lực kẹpchi tiết để trên cơ sở thiết kế đồ gá v.v... Lực cắt lớn hay nhỏ ảnh hưởng đến tuổibền của dao và chất lượng bề mặt gia cơng.4.1.2 Phân tích và tổng hợp lựcTrong cắt gọt kim loại, người ta gọi lực sinh ra trong quá trình cắt tác độnglên dao là lực cắt; Lực có cùng độ lớn, cùng phương nhưng ngược chiều với lựccắt gọi là phản lực cắt.Khi cắt, trên mặt trước của dao do phoi đập vào nên có lực pháp tuyến N1(hình 4.1), đồng thời do phoi chuyển động nên có lực ma sát F1, ta có:  Q1 = F1 + N1Hình 4.1: Phân tích và tổng hợp lực cắt.Trên mặt sau của dao do biến dạng đàn hồi và chuyển động nên có áp lựcN2 và ma sát F2 ; ta có: Q2 = F2 + N 2Nhưng các lực tác dụng lên mặt sau khơng tham gia q trình tạo phoi màgây ra những tải trọng vơ ích có ảnh hưởng lớn đến rung động và mài mòn.Tổng hợp các lực trên ta được lực cắt R:  R = Q1 + Q2Để nghiên cứu lực cắt người ta phân lực cắt thành các thành phần theo cácphương cần thiết. Khi tiện, các thành phần lực cắt có phương trùng với phươngcủa các chuyển động cắt gọt (hình 4.2).Hình 4.2: Phân tích lực.− Pz – lực tiếp tuyến, trùng với phương vận tốc V, có giá trị lớn nhất. Dùng đểkiểm nghiệm công suất tiêu thụ của máy.− Py – lực hướng kính, có phương trùng với phương chiều sâu cắt t. Lực này gâyrung động trong mặt phẳng ngang, ảnh hưởng đến độ chính xác và độ bóng bềmặt gia cơng.− Px – lực chạy dao, có phương trùng với phương chạy dao s. Lực này tác dụnglên cơ cấu chạy dao. Cơ cấu chạy dao phải khắc phục lực này cùng với lực masát trên sống trượt của máy.Lúc này ta có hợp lực là:

Xem Thêm