TR
NG
I H C PH M V N
NG
KHOA K THU T CÔNG NGH
B MÔN C KHÍ

Bài gi ng:
NGUYÊN LÝ VÀ D NG C C T
B c h c:

ih c

Ngành: Công ngh k thu t C khí

Biên so n: GV TR

Qu ng Ngãi 2015

NG QUANG D NG


L I NÓI

U

Quá trình s n xu t c khí là quá trình bi n đ i phôi li u (kim lo i, phi kim: g ,
ch t d o …) thành nh ng ti t máy có hình d ng và đ chính xác yêu c u.
đ tđ c
hình dáng yêu c u c a ti t máy nh t đ nh thì trong s n xu t c khí có nh ng ph ng pháp
khác nhau đ c th c hi n nh : úc, rèn, hàn, cán đ nh hình, d p ngu i ho c nóng …

Trang

ng 1. NH NG KHÁI NI M C B N CÓ LIÊN QUAN
N QUÁ TRÌNH C T KIM LO I

1

1.1. H th ng kim lo i c n thi t cho gia công c t

1

1.2. Các ph

2

ng pháp c t kim lo i

1.3. S hình thành các b m t trên chi ti t trong quá trình c t

3

1.4. Các chuy n đ ng c t g t và ch đ c t g t khi gia công c

4

1.5. L p c t và ti t di n l p c t

6

Ch

27

3.4. Các đ nh ngh a c b n v các m t t a đ

29

3.5. Thông s hình h c ph n c t c a dao ti n
3.6. Thông s hình h c ph n c t c a dao
Ch

tr ng thái t nh

tr ng thái đ ng

ng 4. QUÁ TRÌNH C T KIM LO I

31
35
41

4.1. Qúa trình hình thành phoi khi c t kim lo i

41

4.2. Bi n d ng kim lo i trong quá trình c t

45

4.3. Quá trình hình thành b m t đã gia công trên chi ti t



5.3. Các nhân t

77

nh h

ng đ n l c c t

5.4. Công th c t ng quát tính l c c t khi ti n
Ch

82

ng 6. MÀI MÒN VÀ TU I B N C A D NG C

C T

6.1. S mài mòn c a dao

84

6.2. Tu i b n và tu i th dao

88

Ch

ng 7. T C


8.1.

c đi m và công d ng

119

8.2. C u t o và thông s hình h c c a dao bào và dao x c

119

8.3. Các y u t ch đ c t và l p c t khi bào và x c

120

8.4. Xác đ nh ch đ c t h p lý khi bào và x c

122

Ch

125

ng 9. KHOAN – KHOÉT – DOA

9.1. Khái ni m chung

125

9.2. Khoan



c tr ng các ph

ng pháp phay

136

10.3. Các lo i dao phay

136

10.4. Các thông s hình h c dao phay

138

10.5. Các y u t c a ch đ c t và l p c t khi phay

142

10.6. Phay thu n và phay ngh ch

147

10.7. L c c t và công su t c t khi phay

149

Ch

153

157

12.2. C u t o đá mài

157

12.3. Cách ch n đá

158

.

GV: Tr

ng Quang D ng

Nguyên lý vƠ d ng c c t


CH

NG 1 NH NG KHÁI NI M C B N CÓ LIÊN QUAN
QUÁ TRÌNH C T KIM LO I
Gia công kim lo i b ng c t g t là m t ph

N

ng pháp gia công kim lo i r t

ph bi n trong ngành c khí.

i ph i s d ng h th ng thi t

c l p kim lo i th a kh i chi ti t, đ ng th i ph i đ m b o các yêu

c u k thu t đã cho trên b n v .
H th ng thi t b dùng đ hoàn thành nhi m v c t g t đ

c g i là h th ng

công ngh . H th ng công ngh bao g m: máy, dao, đ gá và chi ti t gia công,
th

ng đ

c vi t t t là h th ng M - D - G - C.

Trong đó:
- Máy có nhi m v cung c p n ng l

ng c n thi t cho quá trình c t g t.

- Dao trong h th ng công ngh có nhi m v tr c ti p c t b l p l
công ra kh i chi ti t nh n ng l
t

ng d gia

ng c a máy cung c p thông qua các chuy n đ ng

ng đ i.

ng pháp c t kim lo i

Yêu c u b m t gia công r t đa d ng, vì v y ph i có nhi u ph

ng pháp c t

g t đ tho mãn nh ng yêu c u đa d ng đó.
Xu t phát t m c đích nghiên c u s d ng khác nhau, cách phân lo i các
ph

ng pháp gia công c ng không gi ng nhau.
- Xu t phát t nguyên lý t o hình b m t phân ra gia công chép hình, gia công

đ nh hình, gia công bao hình.

a.

b.

c.

d.

Hình 1.1. M t s ph ng pháp gia công
a. Ti n chép hình theo d ng
b. Ti n đ nh hình b ng dao đ nh hình
c. Phay l n r ng b ng ph ng pháp bao hình d. Phay đ nh hình
- Xu t phát t

yêu c u chi ti t gia công ta có gia công thô, gia công bán tinh,

ng pháp gia công nào, quá trình h t b d n l p l

ng d gia

công c (quá trình c t ) đ u hình thành trên chi ti t ba b m t có đ c đi m khác
nhau. Xét t i m t th i đi m nào đó trong quá trình gia công (ví d khi ti n) , ba b
m t trên chi ti t đ

c phân bi t nh hình 1.1
M t đã gia công
M t đang gia công

n

M t s gia công

Vùng c t

s

t

Hình 1.3.

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang: 3



ng đ i nh m hình thành

nên b m t c n gia công.
Nh ng chuy n đ ng t

ng đ i nh m hình thành b m t gia công g i là

chuy n đ ng c t.
Nh ng chuy n đ ng c t g t đ

c phân làm hai lo i chuy n đ ng:

- Chuy n đ ng chính .
- Chuy n đ ng ph .
1.4.1. Chuy n đ ng chính và t c đ c t v
- Chuy n đ ng chính là chuy n đ ng t o phoi, nó tiêu hao n ng l

ng c t l n

nh t.
- Chuy n đ ng chính có th là chuy n đ ng quay tròn nh ti n, phay, mài,...
ho c c ng có th là chuy n đ ng t nh ti n nh bào, x c, chu t,...
- Chuy n đ ng chính có th là do các c c u ch p hành khác nhau th c hi n.
Ví d : do chi ti t th c hi n nh trong ti n; do dao th c hi n nh trong bào, x c,
khoan, phay, ...
đ c tr ng cho chuy n đ ng chính, ta s d ng hai đ i l

ng:



- N u chuy n đ ng chính là chuy n đ ng quay tròn thì gi a v n t c c t (v), s
vòng quay n (vg/ph) và đ

ng kính chi ti t D (mm) có quan h sau:

v = (.D.n)/1000 (m/ph)

(1.1)

- N u chuy n đ ng chính là chuy n đ ng t nh ti n, thì gi a v n t c c t v
(m/ph), s hành trình kép n (htk/ph) và chi u dài hành trình L (mm) có quan h sau:
v = (2.L.n)/1000

(m/ph)

(1.2)

b. b

aa.

Hình 1.4. Các chuy n đ ng trong quá trình c t

a. quá trình ti n; b. quá trình phay
1.4.2. Các chuy n đ ng ph
Chuy n đ ng ph là nh ng chuy n đ ng ti p t c t o phoi. Nh ta đã bi t:
l pl

ng d là m t kh i không gian, do v y đ tách h t l p không gian đó thì s

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang: 5

ng d trên b

ng dùng các đ i l

ng sau:

Nguyên lý vƠ d ng c c t


-L

ng ch y dao ký hi u là s, đ n v đo là mm/vg ho c mm/htk

- T c đ ch y dao ký hi u Vs, đ n v đo là mm/ph

ph

-L

ng ch y dao r ng ký hi u là Sz, đ n v đo là mm/r ng.

a. L

ng ch y dao s: là l

c dùng khi dao có nhi u l

Nh v y ta có m i quan h gi a các đ i l
Vs = s.n = Sz.z.n
z là s r ng ho c s l
2. Chuy n đ ng theo ph
Chuy n đ ng theo ph
l p chi u dày l p l

ng đ i gi a dao và chi ti t

ng ng v i m t đ n v th i gian, đ n v đo là mm/ph.

ng ch y dao r ng Sz: là l

c. L

ng đ i gi a dao và chi ti t theo

i c t.

ng đ i gi a dao và chi
n v đo là mm/ r ng (đ i

i c t ví d nh dao phay,...)
ng Vs, s và Sz nh sau:
(mm/ph)

(1-3)



các chuy n đ ng ph (v, s, t) là ch đ c t khi gia công c .
1.5. L p c t và ti t di n l p c t
L p c t là l p kim lo i c n h t b đi ng v i m t l n ch y dao.
N u c t l p c t b ng m t m t ph ng ch a l

v n t c c t v ta s nh n đ

i c t và vuông góc v i vect

c nh ng ti t di n l p c t (hình 1.5)

Ti t di n l p c t có ý ngh a quan tr ng trong công tác nghiên c u c t g t
kim lo i.

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang: 6

Nguyên lý vƠ d ng c c t


n

n

n


s

t

t

s

a

b

c

Hình 1.5. Các lo i ti t di n l p c t khi ti n
T hình 1.5 ta nh n th y r ng: đ l n c a ti t di n l p c t (di n tích) đ
tr ng b i hai c p kích th

cđ c

c: (a, b) và (s, t).

Trong đó:
- a là chi u dày l p c t, là m t kích th
ph

ng vuông góc v i l

c c a ti t di n l p c t đ



ng đ n bán kính r c a m i dao

+ Khi m i dao nh n ( r = 0 )
GV: Tr

ng Quang D ng

Trang: 7

Nguyên lý vƠ d ng c c t


G i fd là di n tích l p kim lo i còn d không c t đ

c

Ta có:
fd = AB. CD / 2 = s. H / 2
Vì

AC = H .cotg1

và

CB = H .cotg

Mà:
S = AC + CB = H. (cotg1 + cotg)
Suy ra:


Hình 1.6.
+ Khi m i dao tù ( r  0 ) chi u cao l p kim lo i còn sót l i trên b m t.
Ta có: H = AC = OA – OC = r – r.cos
= r(1 - cos ) = r.2. sin2 /2
Trong đó:

sin  

 s
s
s
 
 
2r
2r
2 4r
s

t



B

M

r

C

8r

Chi u cao nh p nhô ph thu c vào tr s c a l

ng ch y dao s, bán kính r

và góc nghiêng chính  và góc nghiêng ph 1.
B m t gia công càng nh n và ít nh p nhô h n khi t ng r, gi m s,  , 1
Trong th c t thì H l n h n nhi u so v i tính toán vì còn trong quá trình c t
còn ch u nh h

ng c a bi n d ng d o, bi n d ng đàn h i, rung đ ng…

- Di n tích l p c t, là di n tích l p phoi c t đ

c, th

ng có d ng hình bình

hành. Kí hi u: f , đ n v : mm2
Khi gá m i dao ngang tâm máy, dao có góc  = 00,  = 00 thì di n tích l p
c tđ

c tính theo công th c:
(mm2)

f = a.b = s . t

Th c t do m i dao có bán kính r và nh h
di n tích l p c t nh h n m t l

hình 1.8b ta th y r ng: chi u dày c t a thay đ i trên su t chi u dài làm
vi c th c t c a l

i c t. Do v y đ đ c tr ng cho chi u dày l p c t ng

i ta dùng

khái ni m chi u dày c t trung bình - ký hi u: atb
Di n tích ti t di n l p c t (đ n v tính là mm2) thì ta có:
f = s.t = atb. b
GV: Tr

ng Quang D ng

(1 - 4)

Trang: 9

Nguyên lý vƠ d ng c c t


Ta suy ra:

atb = s.t /b.

(1 - 5)

đây đi u c n nh n m nh là:

l n c a ti t di n l p c t đ


dao s.
- Xu t phát t yêu c u lý thuy t gi i thích b n ch t c a quá trình c t g t và
xu t phát t yêu c u đi u ch nh máy, s d ng th c t mà ng

i ta ph i đ ng th i s

d ng hai c p thông s này đ c tr ng cho ti t di n c t.
-----------------o0o-------------------CÂU H I ÔN T P
1. H th ng công ngh c n thi t cho gia công c t g t kim lo i bao g m nh ng
gì? Ch c n ng c a t ng lo i.
2. Nêu các ph

ng pháp gia công b m t chi ti t.

3. Nêu các chuy n đ ng c a máy công c .
4. Trình bày các thông s c a ti t di n l p c t.

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang: 10

Nguyên lý vƠ d ng c c t


CH

NG 2.


2.1.1. Nh ng đ c đi m v đi u ki n làm vi c c a dao
Ph n c t c a dao tr c ti p làm nhi m v tách phoi khi c t. Th c nghi m
ch ng t r ng, khi c t dao làm vi c trong đi u ki n h t s c kh c nghi t. Nh ng đi u
ki n đó có th khái quát hoá nh sau:
a. Khi c t dao làm vi c trong đi u ki n nhi t đ cao, th
và có khi cao h n.

nhi t đ cao th

ng có nh h

ng t 800 - 10000C

ng x u đ n c - lý tính c a v t

li u.
b. Trong quá trình c t m i đ n v di n tích trên b m t làm vi c c a dao ph i
ch u áp l c r t l n. i u đó d gây ra hi n t

ng r ng n t và gãy v dao khi c t.

c. Khi c t gi a các b m t ti p xúc c a dao v i phoi và chi ti t gia công x y ra
quá trình ma sát kh c li t. H s ma sát khi c t t 0,4 - 1.
d. Trong nhi u tr

ng h p khi c t dao ph i làm vi c trong đi u ki n va đ p

(nh phay, bào, x c) và s dao đ ng đ t ng t v nhi t đ . S dao đ ng v t i tr ng
l c và nhi t có nh h

HRC tr lên. Khi c t

nhi t đ bình th

ng ph i đ t đ

c

c t 61

nhi t đ cao, đ c ng đó ph i duy trì trên 55 HRC.

b. V t li u ch t o dao ph i có đ b n và đ d o c n thi t. Có nh v y m i
ch u đ

c áp l c và va đ p l n.

c. V t li u ch t o dao ph i có kh n ng ch u mài mòn cao.
d. V t li u ch t o dao ph i ch u nhi t t t - có ngh a là khi c t

nhi t đ cao

thì c - lý tính c a v t li u làm dao ph i thay đ i trong m t ph m vi cho phép.
e.V t li u ch t o dao ph i có tính công ngh t t và tính kinh t cao.
có ngh a v t li u dùng đ ch t o dao ph i đ

i u đó

c gia công d dàng, d ki m và giá


c đi m c b n là khi nhi t đ c t

t ng lên t i 200 - 2500 C thì đ c ng c a thép gi m r t nhanh, h n n a bi n d ng
sau khi nhi t luy n r t đáng k .
Do v y, thép cacbon d ng c ch dùng đ ch t o các lo i dao c t
th p (d

i 15m/ph) và dao có hình d ng đ n gi n, th

ng đ

t cđ

c dùng đ ch t o các

lo i d ng c nh : đ c, d a và các lo i d ng c c t b ng tay,...

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang: 12

Nguyên lý vƠ d ng c c t


Thép cacbon d ng c th

ng dùng hi n nay g m các mác sau: Y7A, Y8A,


CD80MnA

187

Y9A

192

Y10A

197

Y11A ;
Y12A
Y13A

207

c ng c a m u sau tôi
Nhi t đ tôi và môi
c ng sau nhi t
tr ng làm ngu i
luy n (HRC)
800-820, n c
780-800, n

c

760-780, n



Trang: 13

Nguyên lý vƠ d ng c c t


Wolfram s làm t ng kh n ng ch u nhi t và ch u mòn c a thép, Vanadi làm t ng đ
b n c a thép.
c đi m: Thép h p kim d ng c có nh ng u đi m sau:
-

bi n d ng khi nhi t luy n nh . Vì v y, có th ch t o đ

c các lo i dao

ph c t p nh : dao chu t, bàn ren, ...
-

b n nhi t cao h n thép cacbon d ng c , th

ng kho ng 350 - 4000C. Do

đó có th c t trong ph m vi t c đ 15 - 30m/ph.
- D mài s c và mài bóng.
Tuy nhiên, kh n ng ch u nhi t c a thép h p kim d ng c không đáp ng
đ

c nhu c u c t hi n đ i (c t cao t c), do đó ph m vi s d ng chúng b thu h p.

Hi n nay, v t li u này ch y u dùng đ ch t o các lo i dao v i t c đ th p nh bàn


0,4-0,6
1,10

0,40

< 0,35

0,80-

0,30-

< 0,35

Thép

-

0,45XB

85CrV

0,15-

0,70
0,90

0,30

0,60

-

-

-

0,951,25
0,95

III

GV: Tr

Thép CrMn

X

ng Quang D ng

1,3-1,5

0,45-

Trang: 14



1,25-

IV

1,2-

< 0,3

4,5-

0,15-

5,5

0,30

0,4-0,7

1,5

2.2.3. Thép gió (HSS) và ph m vi ng d ng
Th c ch t, thép gió là thép h p kim, nh ng có hàm l
th

ng h p kim cao,

ng  18% Wolfram,  4%Crôm, và  1% Vanadi. Nh v y cho phép c t t c đ

cao h n thép h p kim d ng c , th


ng

75W18V

P18

0.7 - 0.8

3.8 - 4.4

17.5 - 19

1.0 - 1.4

-

90W9V2

P9

0.85 - 0.95

3.8 - 4.4

8.5 - 10

2.0 - 2.6

-

90W18V2

P182

0.95 - 0.85

3.8 - 4.4

14.5

1.8-2.4

-

95W9Co5

P9K5

0.9 - 1.0

3.8 - 4.4

17.5 -

2.0-2.6

5.0-6.0

95W9Co10




90W18Co5V2

P10K55

0.85 –

P18K52

0.95

3.8 - 4.4

9.0 - 10.5
10.0-11.5

1.8-2.4

5.0-6.0
5.0-6.0

17.5-19.0
T t c các nhãn hi u thép nói trên đ u có l ng t p ch t h n ch .
Mn, Si, Ni < 0.4% ; Mo < 0.5% ; P,S < 0.03 %.
2.2.4. H p kim c ng và ph m vi ng d ng
H p kim c ng đ

c ch t o b ng cách tr n m t (ho c nhi u) lo i b t carbit



trong đi u ki n c t t c đ cao.
- Kh n ng ch u b n cao, do đó tu i b n cao.
Tuy v y h p kim c ng c ng có nh ng nh

c đi m r t l n là dòn, kh n ng

ch u u n và ch u va đ p kém.
-

ng d ng: H p kim c ng nhóm BK có đ d o t t h n th

gang, nhóm TK th

GV: Tr

ng đ gia công

ng dùng trong gia công thép.

ng Quang D ng

Trang: 16

Nguyên lý vƠ d ng c c t


Các lo i h p kim c ng đ u đ

c tiêu chu n hoá và cho trong các s tay c t

W
C
98

Ti
C

Ta
C

Co
2

2
K01

BK

00
97

3

3
BK

K20

M t các bít (WC)


15

87.5

8

16

L nh v c áp d ng

Dùng làm dao gia
công gang, các kim lo i
m u và h p kim m u,
v t li u phi kim
Ghi chú:
1. BK3M; BK6B:
Ch B đ u ch nguyên
t vôn fram; ch K ch
nguyên t côban; Ch M
cu i ch đ h t min;
ch B cu i ch đ h t
to
2. Con s sau ch
K ch s % côban.
L ng còn l i là % WC
VD:
BK8:
MácHKC này có 8% Co,
còn l i 92% là WC


89

00

6M
BK

10
00

3M
K05

Tính ch t
v t lý
u
c ng
n
MPA HRA
10
90

ng Quang D ng

10

16

87



25

25
P01

86

00

20
BK

18

20

83

00
66

30

4

0K

90


50

6
T1

78

14

8

4K

12

89.5

50

8
T5

85

6

9

K1


7K

M

*

4

3

12

16
00

12

i v i d ng c

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang: 18

87

Dùng làm dao gia
công thép các lo i có s c
b n cao

ng

i v i máy công c .

- Máy có đ c ng v ng t t, không rung đ ng
-

t t đ c t cao và l c c t l n.

m b o k p ch t t t d ng c và chi ti t.

- Ki m tra công su t c t và công su t máy đ tránh quá t i.
Xu t phát t nhu c u s d ng c a th c t đ i v i HKC, chúng ta c n tìm hi u
HKC c a các n

c trên th gi i.

Thành ph n m t s mác h p kim c ng thông d ng theo tiêu chu n đ
bày

c trình

b ng 2 - 4.
2.2.5. V t li u sành s
N ng su t c a quá trình c t b ng m nh dao HKC cao, do HKC có ch a các

nguyên t quý – hi m nh
tr

W, Ti, Ta, Co nên ng

c ng cao, đ t t i HRA 89  95

-

b n nhi t cao (kho ng 1200oC).

- Tính ch ng mòn cao nên sai l ch kích th
- Ch t l

GV: Tr

ng b m t đ t đ

ng Quang D ng

c gia công nh .

c cao h n.

Trang: 19

Nguyên lý vƠ d ng c c t


- R ti n, d ki m h n h p kim c ng.
- Có [n] cao, đ t t i 5000N/mm2.
- Tính d n nhi t kém nên khi c t không dùng dung d ch tr n ngu i.
- Ch có th mài s c b ng đá mài kim c
- Ch y u đ


c kim c

ng

nhân t o có tinh th đ l n đ làm các mãnh dao.
Gi ng nh sành s , kim c
c

ng ch y u dùng đ

ng r t dòn (

u

30 Kg/mm2). Vì v y, kim

làm h t mài đ mài các v t li u có đ c ng và đ b n cao

(ví d nh mài h p kim c ng).
G m 2 lo i : Kim c
- Kim c

ng thiên nhiên vƠ kim c

ng thiên nhiên ít đ

- Kim c

ng nhân t o đ


Nguyên lý vƠ d ng c c t