Bài giảng: Nguyên lý gia công vật liệu nguyên lý và dụng cụ gia công 13/09/2011 1 NGUYÊN LÝ GIA CÔNG VẬT LIỆU Nguyên lý và Dụng cụ gia công Hà nội, 2011 BÀI GIẢNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ Bộ môn: Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp -1- Giới thiệu chung Tên giảng viên: TS. Nguyễn Tiến Đông Email: nguyentiendong@gmail.com dongnt-fme@mail.hut.edu.vn Bộ môn: Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp Material Cutting & Industrial Instruments Tel: 043.869.2007 / 093.692.4111 Đc: C1 – 226 Đại học Bách khoa Hà nội TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -2- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Bắc Ninh tỉnh, Từ Sơn huyện Nguyên Hồng phố -3- Quá trình đào tạo 1994-1997: Trường PTTH Trần Phú – Hà nội 1997-2002: Khoa Cơ khí – Đại học Bách khoa HN Ngành Công nghệ chế tạo máy 2002-2004: Thạc sỹ – Bm GCVL&DCCN – ĐHBK Ngành Máy và Dụng cụ cắt 2004-2009: Tiến sỹ – Đại học Nagaoka - Nhật bản Ngành Vật liệu tiên tiến TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -4- Yêu cầu trong quá trình học LÀM VIỆC NHÓM Sắp xếp tổ chức lớp thành các nhóm làm việc TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -5- Yêu cầu trong quá trình học ĐỌC HIỂU Đọc hiểu tài liệu chuyên ngành tiếng Anh TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -6- Yêu cầu trong quá trình học ĐỌC HIỂU http://www.mediafire.com/file/36o6d13oncqqz18 TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -7- Yêu cầu trong quá trình học THUYẾT TRÌNH Xây dựng bài thuyết trình và thực hiện việc thuyết trình TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -8- Yêu cầu trong quá trình học THẢO LUẬN Tăng cường việc thảo luận theo nhóm và giữa các nhóm TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -9- 13/09/2011 2 Đánh giá kết quả học 40% + 60% Chuyên cần Thí nghiệm Giữa kỳ Cuối kỳ TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -10- Giới thiệu môn học TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -11- Giới thiệu tổng quan môn học Q: Làm sao chế tạo? TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -12- Gia công vật liệu Chồn tạo hình từ tiết diện nhỏ Vuốt tạo hình từ tiết diện lớn 2, Chồn hoặc vuốt (biến dạng tạo hình) 1, Đúc tạo phôi ban đầu 3, Tiện (bóc tách vật liệu) 4, Hàn (nối vật liệu) Giới thiệu tổng quan môn học TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -13- Phương pháp chế tạo Tạo hình chi tiết bằng cách hớt đi các lớp vật liệu không cần thiết để tạo ra hình dạng chi tiết mới TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -14- Máy tiện Một số máy gia công cắt gọt TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -15- Máy doa Một số máy gia công cắt gọt TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -16- Máy bào Một số máy gia công cắt gọt TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -17- Máy Khoan Một số máy gia công cắt gọt TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -18- 13/09/2011 3 Phay nằm Một số máy gia công cắt gọt TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -19- Phay đứng Một số máy gia công cắt gọt TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -20- Nghiên cứu quá trình gia công chi tiết bằng phương pháp cắt gọt (hớt đi lớp vật liệu không cần thiết) sử dụng các dụng cụ cắt (ện, phay, khoan…) Đối tượng nghiên cứu TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -21- Tiện Taro Khoan Mục đích nghiên cứu Độ chính xác gia công TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -22- Công nghệ nano - nanotechnology Mục đích nghiên cứu Độ chính xác gia công TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -23- Mục đích nghiên cứu Năng suất Sức khoẻ Môi trường TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -24- Nội dung nghiên cứu ? ? ? Vật liệu làm dụng cụ cắt Thông số hình học phần cắt Các yếu tố chế độ cắt Thông số hình học lớp cắt Cơ chế tạo phoi Cá c dạ ng phoi Các dạng phoi Hiệ n tượ ng lẹ o dao Hiện tượng lẹo dao Nhiệ t cắ t Nhiệt cắt Lự c cắ t Lực cắt Hiện tượng mài mòn và tuổi bền Hệ số co rú t phoi Hệ số co rút phoi Trạng thái cơ lý lớp bề mặt gia công TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -25- TÀI LIỆU THAM KHẢO TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -26- TÀI LIỆU THAM KHẢO TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -27- 13/09/2011 4 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -28- TÀI LIỆU THAM KHẢO TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -29- CHƯƠNG 1 VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT 1.1 Những đặc nh cơ bản của vật liệu làm dụng cụ cắt 1.2 Các loại vật liệu làm dụng cụ cắt (Thép cacbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật liệu gốm sứ, kim cương nhân tạo, Elbo, vật liệu tổng hợp…) -30- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Các yêu cầu của vật liệu DCC 1. Độ cứng – Hardness • Khả năng chống lại sự xâm nhập vào bề mặt vật liệu. • Độ cứng càng cao: - Chống biến dạng dẻo lớn, dễ gẫy vỡ. - Chịu mài mòn tốt hơn. increasing hardness most plastics brasses Al alloys easy to machine steels file hard cutting tools nitrided steels diamond Vật liệu cắt cần có độ cứng khoảng 59 ÷ 61 HRC Giá trị độ cứng của vật liệu có thể được cải thiện bằng các phương pháp xứ lý nhiệt (tôi, ram…) -31- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Độ cứng Brinell, Vikers và Knoop Các yêu cầu của vật liệu DCC 1. Độ cứng – Hardness -32- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Độ cứng Rockwell Các yêu cầu của vật liệu DCC 1. Độ cứng – Hardness -33- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 2. Độ bền cơ học – Toughness Do dụng cụ làm việc trong điều kiện khắc nghiệt: Tải trọng lớn, không ổn định, ma sát lớn và nhiệt độ cao. Dụng cụ cắt cần có độ bền cơ học cao (ứng suất kéo, nén, uốn, va đập…) Các yêu cầu của vật liệu DCC -34- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Các yêu cầu của vật liệu DCC Độ bền kéo - Tensile Strength Là khả năng của vật liệu chống lại lực kéo từ hai phía. 2. Độ bền cơ học – Toughness -35- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Độ bền nén – Compressive Strength Là khả năng chịu nén của vật liệu dưới tác dụng của tải trọng Các yêu cầu của vật liệu DCC 2. Độ bền cơ học – Toughness -36- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 13/09/2011 5 Độ bền trượt - Shear Strength Là khả năng của vật liệu chống lại việc bị phá huỷ gây ra bởi 2 lực đối nhau không cùng nằm trên một đường thẳng. Các yêu cầu của vật liệu DCC 2. Độ bền cơ học – Toughness -37- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Độ đàn hồi – Elasticity Là khả năng của vật liệu có thể trở lại được hình dạng ban đầu sau khi chịu biến dạng kéo Các yêu cầu của vật liệu DCC 2. Độ bền cơ học – Toughness -38- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 3. Độ bền nóng – Heat Resistance Ở vùng cắt nhiệt độ rất lớn khoảng 700 ÷ 800 0 C. 4. Chịu mài mòn – Wear Resistance Dụng cụ chịu nhiều tiếp xúc với phoi, chi tiết gia công… Các yêu cầu của vật liệu DCC -39- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 5. Tính công nghệ – Machinability Dễ chế tạo: dễ rèn, cán, tôi, thấm tôi, dễ hàn…, tạo hình bằng gia công cắt gọt Các yêu cầu của vật liệu DCC -40- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 6. Tính kinh tế - Economy Giá thành phù hợp với đặc tính kỹ thuật và công nghệ tốt Các yêu cầu của vật liệu DCC -41- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội • 1. Thép cacbon dụng cụ – Cacbon steel • 2. Thép hợp kim dụng cụ - Medium alloy steel • 3. Thép gió – High speed steel • 4. Hợp kim cứng – Hard alloys steel • 5. Vật liệu gốm sứ – Ceramic • 6. Vật liệu tổng hợp nhân tạo Các loại vật liệu làm DCC -42- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 1. Thép cacbon dụng cụ – Cacbon steel - Hàm lượng C từ 0,6 ÷ 1,4% - Độ cứng sau tôi, ram: HRC 58 ÷ 64, sau ủ HB 187 ÷ 217 - Ưu: Rẻ tiền, dễ mài sắc - Nhược: độ bền nhiệt thấp 200÷250 0 C, tốc độ cắt 4 ÷ 5 m/ph - Tính thấm tôi kém - Ký hiệu: chữ Y theo tiêu chuẩn Nga (chỉ % C) - Ứng dụng: dùng để làm các dụng cụ như đục, giũa, cưa, dụng cụ đo… hoặc dụng cụ cắt vật liệu mềm ở tốc độ thấp Các loại vật liệu làm DCC -43- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 2. Thép hợp kim dụng cụ – Medium alloy steel - Thành phần: C với hàm lượng cao hơn + một số nguyên tố hợp kim: Cr, Mn, W, V nhằm cải thiện khả năng gia công so với thép cacbon gốc. - Độ cứng HRC 58 ÷ 64 sau tôi, ram, - Độ dẻo, độ thấm tôi, chịu nóng hơn thép cacbon dụng cụ. - Tốc độ cắt cao hơn khoảng 20% - Ký hiệu: XC, XBT, XB4… - Dùng để làm dụng cụ cắt, hoặc dùng làm khuôn (9XC) Các loại vật liệu làm DCC -44- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 3. Thép gió – High speed steel - Thành phần: C hàm lượng cao và hàm lượng đáng kể W, ngoài ra có thêm Cr, Co, V hợp với C thành cacbit kim loại. - Có 2 loại chính: Molybdenum: Nhóm M bao gồm 10% molibdenum, chromium, vanadium, tungsten và cobalt. + Độ chịu mài mòn tốt Tungsten (Vonfam): Nhóm T bao gồm 12 – 18 % tungsten, chromium, vanadium và cobalt + Ít biến dạng dưới tác dụng của xử lý nhiệt Các loại vật liệu làm DCC -45- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 13/09/2011 6 - Tính năng cơ bản: + Độ thám tôi lớn, đạt HRC 63-66 sau tôi + Độ chịu nhiệt đến 620 0 C + Tốc độ cắt đạt 25-35 m/ph - Ứng dụng: + Làm các loại dụng cụ cắt nói chung và dụng cụ cắt có profile phức tạp. Hiện ở Việt nam phổ biến loại P18 và P9, tương ứng 18% và 9% Vonfram (theo ký hiệu của Nga) 3. Thép gió – High speed steel Các loại vật liệu làm DCC -46- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội + HSS – thép gió thông thường: được sử dụng rộng rãi do độ cứng, độ bền cơ học, chịu nhiệt và mài mòn tốt (P9, P18) + HSSV – tăng thêm Vanadium để tăng độ cứng và khả năng chịu mài mòn + HSCo – tăng thêm Coban để tăng độ bền nóng, khả năng cắt gọt và mài mòn + HSS XS1 – luyện kim bột không Coban để tăng tuổi bền, mài mòn + HSCoXP – phương pháp thiêu kết bột Coban: siêu bền cơ học + CS – thép Cr (Chromium Steel) dùng làm dụng cụ gia công ren 3. Thép gió – High speed steel Các loại vật liệu làm DCC -47- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 3. Thép gió – High speed steel Các loại vật liệu làm DCC -48- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 4. Hợp kim cứng – Hard alloy steels Các loại vật liệu làm DCC - Thành phần: + Hợp kim dạng bột của một số kim loại khó nóng chảy như: WC (Tungsten), TaC (Tantalum), TiC (Titanium), NbC (Niobium). + Coban đóng vai trò chất dính kết. - Khả năng: + Độ cứng cao 70 - 71 HRC (86 - 89 HRA) + Chịu nhiệt cao đến nghìn độ, + Tốc độ cắt cao đến hàng trăm m/ph, + Chịu mòn tốt, + Giòn, chịu nén tốt hơn chịu uốn -49- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội - Quy trình chế tạo: 1. Trộn bột theo tỷ lệ thích hợp 2. Ép bột trong khuôn dưới áp suất đủ lớn 3. Nung sơ bộ ở nhiệt độ 900 – 1000 0 C khoảng 1h để đạt độ cứng gia công cơ 4. Gia công tạo hình lần cuối 5. Thiêu kết ở nhiệt độ 1400 – 1500 0 C từ 1 đến 3h để Co nóng chảy 4. Hợp kim cứng – Hard alloy steels Các loại vật liệu làm DCC 1 2 3 4 5 -50- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội - Có 3 nhóm hợp kim cứng: + Nhóm một cacbit: K(ISO), BK(Nga) gồm WC và Co Dùng gia công vật liệu giòn. + Nhóm hai cacbit: P(ISO), TK(Nga) gồm WC, TiC và Co Dùng gia công thép và vật liệu cho phoi dính + Nhóm ba cacbit: M(ISO), TTK(Nga) gồm WC, TiC, TaC và Co Dùng gia công vật liệu khó gia công 4. Hợp kim cứng – Hard alloy steels Các loại vật liệu làm DCC -51- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội - Thành phần: “đất sét kỹ thuật” hỗn hợp của oxyt nhôm g-Al 2 O 3 và a-Al 2 O 3 có khối lượng riêng lần lượt là r = 3,65 và 3,96 g/cm 3 + Nung ở nhiệt độ 1400 – 1600 0 C để chuyển hoàn toàn g-Al 2 O 3 sang a-Al 2 O 3 + Nghiền mịn với độ hạt  1mm rồi ép và thiêu kết - Đặc điểm: + Độ cứng cao, chịu nhiệt 1000-1200 0 C + Chịu mòn tốt, + Độ dẫn nhiệt kém + Tính cách điện Ceramics 5. Vật liệu gốm sứ – Ceramics Các loại vật liệu làm DCC -52- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội - Có 2 loại chính: Kim cương tổng hợp và Nitrit bo lập phương - Kim cương nhân tạo: + Độ cứng tế vi cao hơn kim cương tự nhiên từ 5-6 lần + Dẫn nhiệt gấp 2 kim cương thường + Chịu nhiệt kém đến 800 0 C + Giòn, chịu va đập kém + Dẫn nhiệt tốt nên vẫn gia công được ở tốc độ cao, chống mòn tốt 6. Vật liệu tổng hợp nhân tạo – Synthesis materials Các loại vật liệu làm DCC -53- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội - Nitrit bo lập phương: Là hợp chất của Nito và Boron Cubic Boron Nitride (CBN) + Độ cứng tế vi: 60.000 – 80.000 MPa + Chịu nhiệt đến 2000 0 C + Hệ số ma sát với kim loại nhỏ + Dùng gia công thép tôi có HRC 39 - 66 và gang, gia công hợp kim cứng 6. Vật liệu tổng hợp nhân tạo – Synthesis materials Các loại vật liệu làm DCC -54- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 13/09/2011 7 Vật liệu sợi có cốt – Whisker reinforced & Nanocrystalline tool materials Là loại vật liệu mới đang được nghiên cứu nhằm nâng cao các đặc tính của vật liệu về: - Độ bền gẫy – Fracture toughness - Tính bền nhiệt - Thermal shock resistance - Độ bền lưỡi cắt – Cutting edge strength - Độ cứng nóng - Hot hardness 6. Vật liệu tổng hợp nhân tạo – Synthesis materials Các loại vật liệu làm DCC -55- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Các loại vật liệu làm DCC -56- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 1. Thấm bề mặt1. Thấm bề mặt - Dùng cho thép dụng cụ hoặc thép hợp kim cứng ít Vonfram, hoặc có Vonfram mà chất dính kết là vật liệu thép - Công nghệ thấm: chất thấm là Nito, tiến hành thấm sau khi tôi trong môi trường amoniac phân ly. + Nhiệt độ thấm: 500 – 600 0 C Kết quả: + Chiều sâu lớp thấm: 0,075 – 1 mm + Độ cứng tăng 5 – 7 HRC + Tăng khả năng chống mòn của DCC Nâng cao khả năng cắt của DCC -57- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội - Phủ lên bề mặt của dụng cụ một lớp mỏng các chất cần thiết - Công nghệ phủ: CVD (Chemical Vapour Deposition) – bốc bay hoá học và PVD (Physical Vapour Deposition) – bốc bay vật lý. + Chất liệu phủ: Nitrit Titan (TiN), Cacbit Titan (TiC), Nitrit Molipden (MoN) hay oxyt nhôm (Al 2 O 3 ) - Kết quả: + Tăng sức bền tĩnh và va đập + Giảm quá trình oxy hoá ở nhiệt độ cao + Giảm ma sát với bề mặt tiếp xúc - Ứng dụng vật liệu: Thép gió, vật liệu hợp kim 2. Phủ bề mặt2. Phủ bề mặt Nâng cao khả năng cắt của DCC -58- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Nâng cao khả năng cắt của DCC 2. Phủ bề mặt2. Phủ bề mặt -59- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Phủ nhiều lớp trên nền vật liệu là tungsten-carbide. Ba lớp phủ liên ếp aluminum oxide được phân biệt bởi các lớp phủ titanium nitride rất mỏng. Mảnh dao với nhiều lớp phủ như vậy chỉ có chiều dầy từ 2 to 10 µm. Nâng cao khả năng cắt của DCC 2. Phủ bề mặt2. Phủ bề mặt -60- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Nâng cao khả năng cắt của DCC 2. Phủ bề mặt2. Phủ bề mặt -61- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Nâng cao khả năng cắt của DCC 2. Phủ bề mặt2. Phủ bề mặt -62- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Nâng cao khả năng cắt của DCC 2. Phủ bề mặt2. Phủ bề mặt -63- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 13/09/2011 8 Nâng cao khả năng cắt của DCC -64- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Nâng cao khả năng cắt của DCC -65- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội Nâng cao khả năng cắt của DCC -66- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội 2.1 Thành phần kết cấu và thông số hình học của dao tiện 2.2 Thành phần kết cấu và thông số hình học mũi khoan, mũi khoét, mũi doa 2.3 Kết cấu và thông số hình học dao phay 2.4 Kết cấu và thông số hình học răng dao chuốt CHƯƠNG 2 THÀNH PHẦN KẾT CẤU VÀ THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT CỦA DỤNG CỤ CHƯƠNG 2 THÀNH PHẦN KẾT CẤU VÀ THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT CỦA DỤNG CỤ TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -67- Dụng cụ gia công cắt gọt Tại sao? Như thế nào? Tiện Phay TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -68- - Dụng cụ cắt có một lưỡi cắt thì gọi là dụng cụ cắt đơn (1 lưỡi cắt) như dao bào, tiện, xọc (single point cutting tool). - Dụng cụ có từ 2 lưỡi cắt trở lên gọi là dụng cụ nhiều lưỡi cắt như khoan, phay, chuốt…(multipoint cutting tools). - Dụng cụ cắt đơn có 2 loại: dao phải và dao trái Lưỡi cắt Dao phải Dao trái Dụng cụ gia công cắt gọt TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -69- - Bề mặt chi tiết đã gia công (mặt E) - Bề mặt đang gia công (mặt C) - Bề mặt chưa gia công (đợi gia công) (mặt F) Mặt đang gia công C Mặt đã gia công E Vùng cắt Mặt chưa gia công F Các bề mặt trên chi ết gia công TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -70- 1. Trục dao 5. Mặt sau phụ 2. Thân dao 6. Lưỡi cắt chính 3. Mặt trước 7. Lưỡi cắt phụ 4. Mặt sau chính 8. Mũi dao Kết cấu dụng cụ cắt đơn 1 2 3 4 5 6 7 8 TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -71- Kết cấu dụng cụ cắt đơn (3) Mặt trước dao là mặt của dao để phoi trượt lên đó thoát ra khỏi vùng cắt trong quá trình gia công. (4) Mặt sau chính là mặt của dao đối diện với bề mặt chi ết đang gia công. Vị trí tương quan của mặt này với mặt đang gia công của chi tiết quyết định mức độ ma sát giữa mặt sau chính dao và mặt đang gia công trên chi tiết. (5) Mặt sau phụ là mặt trên phần cắt dao đối diện với bề mặt đã gia công trên chi tiết. ý nghĩa của nó tương tự như mặt sau chính. TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -72- 13/09/2011 9 Kết cấu dụng cụ cắt đơn (6) Lưỡi cắt chính là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính. Phần lớn lưỡi cắt chính tham gia cắt gọt. Phần trực tiếp tham gia cắt gọt dài cắt thực tế của lưỡi cắt - đó chính là chiều rộng cắt (b). (7) Lưỡi cắt phụ là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ. Khi cắt, một phần lưỡi cắt phụ tham gia cắt. (8) Mũi dao là giao điểm của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ. Mũi dao là vị trí của dao dùng để điều chỉnh vị trí tương quan giữa dao và chi tiết. TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -73- Khái niệm cơ bản về các góc của lưỡi cắt Thông số hình học phần cắt DC TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -74- - Trong trạng thái tĩnh (Tool in hand system): + Không kể đến ảnh hưởng của chuyển động chạy dao + Sử dụng khi dùng để mài sắc, mài sắc lại - Trong trạng thái động (Tool in use system) + Kể đến ảnh hưởng của chuyển động chạy dao + Sử dụng trong vận hành gia công cắt gọt Thông số hình học phần cắt DC TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -75- Thông số hình học - Trạng thái nh Các mặt phẳng chiếu TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -76- P Q Các mặt phẳng chiếu - Mặt cắt Mặt đáy - Thông số hình học - Trạng thái nh TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -77- - Mặt phẳng cắt (P): là mặt phẳng đi qua điểm khảo sát và tiếp tuyến với mặt đang gia công có chứa vecto vận tốc cắt V c - Mặt đáy hay mặt phẳng quy chiếu (Q): là mặt phẳng vuông góc với vecto vận tốc cắt V c - vuông góc với mặt phẳng cắt (P). Các mặt phẳng chiếu Thông số hình học - Trạng thái nh TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -78- Trong tiết diện chính N_N Tiết diện tạo bởi mặt phẳng vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy N_N Thông số hình học - Trạng thái nh TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -79- Vết mặt cắt Vết mặt đáy Vết tiết diện chính Vết tiết diện phụ Zo Xo Trong tiết diện chính N_N Thông số hình học - Trạng thái nh TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -80- - Tạo bởi mặt phẳng song song / vuông góc với phương gia công  X /  Y . Tiết diện ngang X_X Tiết diện dọc Y_Y X_X Y_Y Thông số hình học - Trạng thái nh TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí –Đại học Bách khoa Hà nội -81- [...]... Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 6.3 Tuổi bền của dụng cụ cắt TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 6.3 Tuổi bền của dụng cụ cắt -262- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu. .. trình cắt được truyền gia công vào phôi, dụng cụ và phoi tỷ lệ với tốc độ cắt -189- 21 13/09/2011 TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 6.2 Sơ đồ phân bố nhiệt TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện... Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 1 Kết cấu và thông số Mũi khoan 1 Kết cấu và thông số Mũi khoan O VS Sd  V0 p D X TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội Kết cấu và Thông số hình học một số dụng cụ cắt cơ bản N X O-O TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp... Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 6.3 Một số dạng mòn thực tế Mòn mặt sau do tốc độ cắt cao, vật liệu làm dụng cụ chịu mài mòn kém  Giảm tốc độ cắt, chọn vật liệu có độ chịu mòn tốt hơn Chọn sử dụng các loại dụng cụ có phủ, chọn vật liệu có độ cứng cao Mòn do ô xi hoá vật liệu, do cào xước -250- -249- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng. .. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 7.4 Đo độ nhám bề mặt 7.5 Sự hình thành nhám bề mặt Vết của dụng cụ cắt để lại trên bề mặt chi tiết gia công -217- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội -218- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ... Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội Phương pháp gia công Tia lửa điện (Electric Discharge Machining - EDM) TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội Phương pháp gia công chùm Laser:... hơn và không có lưỡi ngang -100- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 2 Kết cấu và thông số Mũi doa -101- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 3 Kết cấu và thông... Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội -104- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 4 Kết cấu và thông số Dao chuốt -105- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 4 Kết cấu và thông số Dao chuốt 4 Kết cấu và thông số... Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 7.5 Sự hình thành nhám bề mặt -224- 7.6 Trạng thái cơ lý bề mặt chi tiết Hiện tượng biến cứng lớp bề mặt sau khi gia công -225- 25 13/09/2011 TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp... của dụng cụ với áp lực và ma sát lớn gây ra biến dạng lần hai của phoi -151- -152- -153- 17 13/09/2011 TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp - Viện Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà nội 3 Các dạng phoi gia công Tuỳ thuộc vào: vật liệu (dụng cụ, chi tiết), thông số chế độ cắt, hình học phần cắt dụng cụ, dung dịch trơn nguội… -154- TS Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật liệu & Dụng . Bài giảng: Nguyên lý gia công vật liệu nguyên lý và dụng cụ gia công 13/09/2011 1 NGUYÊN LÝ GIA CÔNG VẬT LIỆU Nguyên lý và Dụng cụ gia công Hà nội, 2011 BÀI GIẢNG TRƯỜNG. của vật liệu làm dụng cụ cắt 1.2 Các loại vật liệu làm dụng cụ cắt (Thép cacbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật liệu gốm sứ, kim cương nhân tạo, Elbo, vật liệu tổng. Ứng dụng: dùng để làm các dụng cụ như đục, giũa, cưa, dụng cụ đo… hoặc dụng cụ cắt vật liệu mềm ở tốc độ thấp Các loại vật liệu làm DCC -43- TS. Nguyễn Tiến Đông – Bm Gia công vật l iệu & Dụng