Tài liệu Chương 9 thiết kế và vat liệu lam dao

NLC&DCC CHƯƠNG 9 VẬT LIỆU CHEÁ TAÏO DUÏNG CUÏ CAÉT CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 1 Chương 9: VẬT LIỆU LÀM DAO  I/ Những yêu cầu của vật liệu làm phần cắt  II/ Những yêu cầu của vật liệu làm thân dao  III/ Vật liệu làm phần cắt CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 2 I Nhöõng yeâu caàu ñoái vôùi vaät lieäu laøm phần cắt + Giöõ ñöôïc tính caét trong thôøi gian daøi + Chòu : - Aùp löïc - Rung ñoäng - Maøi moøn… Vaät lieäu laøm dao phaûi ñaûm baûo caùc tính naêng sau: Ñoä cöùng, ñoä beàn moøn cô hoïc, ñoä chòu nhieät, ñoä chòu maøi moøn, coù tính cao ngheä , tính kinh teá….. CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 3 a) Ñoä cöùng: Ñeå caét ñöôïc kim loaïi, vaät lieäu laøm dao caàn coù  Ñoä cöùng cao hôn vaät lieäu gia coâng,  Ñoä cöùng töø 62÷65HRC.  Khi gia coâng theùp khoâng ræ, theùp chòu noùng thì ñoä cöùng cuûa vaät lieäu laøm dao coù ñoä cöùng treân 65 HRC CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 4 b) Ñoä beàn cô hoïc: Trong quaù trình caét: - Dao chịu löïc cô hoïc lôùn (maët tröôùc cuûa dao) neân raát deã vôõ, meû… - Chòu rung ñoäng do heä thoáng coâng ngheä khoâng ñuû cöùng vöõng - Löïc caét khoâng oån ñònh Vaät lieäu laøm dao caàn coù ñoä beàn cô hoïc cao: + Ñaûm baûo söùc beàn beà maët + Ñaûm baûo söùc beàn theå tích CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 5 c) Ñoä chòu nhieät: Ñoä chòu nhieät laø: khaû naêng giöõ ñöôïc tính cô lyù ñaëc bieät laø ñoä cöùng ôû nhieät ñoä cao trong thôøi gian laâu daøi, truyeàn nhieät nhanh CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 6 d) Ñoä chòu maøi moøn:  Maët tröôùc cuûa dao chòu ma saùt cuûa phoi  Maët sau tieáp xuùc vôùi beà maët ñang gia coâng  Ngoaøi ra nguyeân nhaân dao choáng moøn laø do - hieän töôïng chaûy dính giöõa vaät lieäu gia coâng vaø vaät lieäu laøm dao. - Do ñoù: duïng cuï caét phaûi coù tính chòu maøi moøn cao, ñoä cöùng caøng cao thì ñoä chòu maøi moøn caøng toát - Ví duï: Cacbit vonfram, cacbit titan, hôïp kim cöùng CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 7 e) Tính coâng ngheä:  Theå hieän tính toâi, ñoä thaám toâi, möùc thoaùt cacbon khi nhieät luyeän  Theå hieän tính deûo ôû thaïng thaùi nguội vaø noùng  Deã gia coâng CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 8 f) Tính kinh teá:  Giaù thaønh thaáp  Chuûng loaïi phaûi ña daïng CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 9 II/. NHỮNG YÊU CẦU CỦA VẬT LIỆU LÀM THÂN DAO  1. Lực tác dụng lên thân dao gây uốn và nén thƣờng 200-300KGN Thân dao phải làm từ vật liệu có khả năng chịu uốn tốt  2. Khi kẹp chặt: lực kẹp làm thân dao bị biến dạng cò khả năng chống biến dạng Dao chuyên dùng, làm việc trên máy tự động thân dao phải có độ cứng bề mặt cao Thƣờng dùng: thép 35,45,X40 hoặc gang CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 10 II/. VAÄT LIEÄU CHEÁ TAÏO PHAÀN CAÉT Vaät lieäu cheá taïo phaàn caét thöôøng ñöôïc cheá taïo töø nhöõng nhoùm vaät lieäu sau ñaây: 1. Nhoùm theùp 2. Nhoùm hợp kim cứng 3. Goám vaø vaät lieäu toång hôïp CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 11 1. Nhóm thép  A. Thép các bon dụng cụ  B. Thép hợp kim dụng cụ  C. Thép gió CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 12 a. Theùp caùcbon duïng cuï  Thaønh phaàn hoaù hoïc: Cacbon töø: 0,7÷1,5%. (Mn, Si, P, Cr, Ni…) khoâng vöïôt quaù 0,1÷0,3%.  Ñoä cöùng sau khi toâi vaø ram ( daàu ,nöôùc) ñaït 60÷62HRC.  Ñoä beàn nhieät thaáp 2000C÷2500C, deã maøi saéc, tính coâng ngheä cao, tính chòu maøi moøn toát  Toác ñoä caét thaáp (4÷5 m/ph). CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 13 a. Thép dụng cụ cacbon  Maùc theùp cacbon: CD70, CD80, CD80Mn, CD100 CD70A, CD80A, CD80MnA, … Hoaëc Y7A- Y9A: duïng cuï reøn nguoäi, Y10A- Y12A laøm dao tieân, baøo, khoan, taroâ Caét vaät lieäu meàm CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 14 b. Theùp hôïp kim duïng cuï (TCVN 1823-76)  Hôïp kim khoaûng 0,5÷5%. taêng ñoä thaám toâi:Vanadi; taêng ñoä cöùng: Croâm; taêng ñoä chòu nhieät vaø ñoä maøi moøn: Vonfram …  Toâi ôû 8200C ÷8500C trong daàu hoaëc nöôùc  Ñoä cöùng ôû traïng thaùi toâi: ñeán 62-66 HRC.  Ñoä beà nhieät vaøo khoaûng: 3500 C÷4000 C.  Toác ñoä caét taêng 20% so theùp cacbon duïng cuï. CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 15 b. Thép hợp kim dụng cụ  Duøng cheá taïo caùc loaïi duïng cuï caét coù hình daùng phöùc taïp vaø maûnh: löôõi cöa, baøn ren, taroâ, dao caïo nguoäi, dao chuoát  Cắt caùc vaät lieäu coù ñoä cöùng trung bình  Maùc: 70CrV, 80CrV, 110Cr, 40Cr5W2Vsi…  Hoaëc 9XC, XBГ, XB5, X12 CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 16 c. Theùp gioù  Vonfram cao töø 9÷20%, Croâm töø 3,8-4,6%  Theâm Vanadi ñeå naâng cao ñoä chòu nhieät vaø duøng gia coâng caùc loaïi theùp hôïp kim coù ñoä cöùng cao.  Tính chòu moøn vaø tính chòu nhieät taêng cao.  Theùp gioù ñöôïc söû duïng roäng raõi vì : + Toác ñoä caét coù theå naâng cao gaáp 2÷4 laàn, + Tuoåi beàn naâng cao töø 8÷15 laàn so vôùi theùp cacbon vaø theùp hôïp kim duïng cuï. CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 17 c. Theùp gioù  Ñoä cöùng traïng thaùi toâi: 66÷70 HRC.  Theùp gioù coù theå caét ôû toác ñoä: töø 25÷50 m/phuùt.  Ñoä beà nhieät: 400÷6000C.  TC Nga (roct 19265-73): P9, P18 VD: P9Ф5,P9K5, P9K10, P10K55…  TC Myõ (heä thoáng kyù hieäu AISI): M1, M2, M3, …(theùp gioù Molipiden): T1, T2, T4,…(theùp gioù vonfram). CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 18 c. Thép gió  TC Ñöùc: S12-1-4-5, S10-4-3-10,(hay HS12-1-4- 5…)  TC Nhaät (JIS G4403-83): SKH2, SKH3,…  Công dụng: + P9: dụng cụ đơn giản gia công thép kết cấu + P18: gia công thép cácbon, thép hợp kim + P12Ф3, P18K5Ф2 ,S2-1-4, T4(Mỹ): gia công tinh các loại thép kết cấu, thép hợp kim, thép không gỉ CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 19 2/ Nhóm hợp kim cứng  Hợp kim cứng: gồm nhiều cacbit khó nóng chảy đƣợc thiêu kết lại với chất kết dính coban. Thành phần chủ yếu là: cacbit vonfram (WC), cacbit titan (TiC), cacbit tantan (TaC)  Độ cứng phụ thuộc vào lƣợng cacbit và độ mịn của hạt cacbit, coban tăng tính dẻo, độ bền, TiC,TaC càng nhiều thì độ cứng càng tăng Độ mịn của hạt cacbit chia làm 3 nhóm: P,M,K Độ cứng và chịu mài mòn: P>M>K Tính dẻo và sức bền cao : K>M>P CHƢƠNG 9 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 20