Ưu nhược điểm của công nghệ cắt gọt kim loại

Câu hỏi: Ưu nhược điểm của công nghệ cắt gọt kim loại

Trả lời:

Ưu điểm:

– Có cơ tính cao.

– Dễ tự động hóa, cơ khí hóa.

– Độ chính xác của phôi cao.

– Tiết kiệm được thời gian và vật liệu.

Nhược điểm:

– Không chế tạo được vật có hình dạng, kết cấu phức tạp, quá lớn.

– Không chế tạo được các vật có tính dẻo kém.

– Rèn tự do có độ chính xác thấp, năng suất thấp, điều kiện làm việc nặng nhọc.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về nguyên lý cắt gọt kim loại nhé:

1. Nguyên lý cắt gọt kim loại

Để nắm được nguyên lý cắt, chúng ta phải hiểu được công việc này phải trải qua 2 giai đoạn là quá trình hình thành phôi và chuyển động cắt. Tuy nhiên, trước hết chúng ta cần biết được phôi là các vật liệu ban đầu dùng cho gia công như phôi rèn, phôi đúc, phôi dập. Thứ hai là phoi, được gọi là vật liệu dư thừa sau khi thi công. Phoi thường thấy là phoi gỗ, mùn cưa, mạt thép.

Đầu tiên, trong quá trình hình thành phoi, nếu phôi cố định thì dao sẽ chuyển động tịnh tiến. Nhờ tác dụng của lực, dao tiến vào phôi khiến các lớp kim loại phía trước dịch chuyển theo mặt trượt tạo thành phoi – tức là những lớp được loại bỏ.

Thứ hai là giai đoạn chuyển động cắt. Nhờ sự chuyển động tương đối với nhau mà dao có thể cắt được giữa phôi và phoi. Đây chính là nguyên lý hoạt động của công nghệ cắt gọt kim loại.

2. Dao cắt

Hầu hết các loại máy cơ khí gia công kim loại đều cần sử dụng dao cắt gọt kim loại. Ứng dụng trong cơ khí như các loại máy khoan, máy phay, máy tiện,…

Tên gọi của một số loại dao cắt gọt kim loại: Dao phay ngón, dao phay trụ, dao phay cầu, dao phá thô, dao phay mặt đầu, dao vắt mép, ghép hạt, dao chuốt, dao phay lăn răng,…

Tên gọi của một số lưỡi cắt kim loại: Lưỡi cắt, đá mài sắt cho máy mài,… dùng để gia công kim loại.

Tên một số loại mũi khoan: Mũi khoét, mũi khoan, mũi taro, mũi doa lỗ, mũi khoan tích hợp tưới nguội,…

Một số loại dao cắt gọt kim loại phổ biến: Dao tiện ngoài, dao tiện trong, dao tiện ren, dao tiện cắt đứt,…

Một loại dao cắt gọt kim loại tốt, chất lượng. Đó ắt phải là một mũi dao có độ bền cao thể hiện qua độ hao mòn chậm (độ hao mòn của dao càng chậm bao nhiêu thì lại càng lâu phải thay bấy nhiêu).

Dao cắt gọt kim loại siêu cứng, phải cứng hơn sắt thì mới cắt được sắt. Vậy nên, loại dao này được làm từ loại hợp kim siêu bền chắc.

Mua một sản phẩm dao cắt kim loại về. Người sử dụng luôn mong muốn: Tăng năng suất, giảm thiểu số lần thay lưỡi dao, tiết kiệm chi phí. Để có được điều này, các sản phẩm dao cắt gọt kim loại phải hội tụ đủ 3 yếu tố: Bền, chắc, mức giá hợp lý.

3. Vật liệu làm dao cắt gọt kim loại

Để làm dụng cụ cắt gọt, người ta có thể dùng các loại dụng cụ khác nhau tuỳ thuộc váo tính cơ lý của vật liệu cần gia công và diều kiện sản xuất cụ thể. Dưới đây lần lượt giới thiệu phần vật liệu làm dao cắt gia công cơ khí theo sự phát triển và sự hoàn thiện về khả năng làm việc của chúng.

Thép Cacbon

Thép cacbon dụng cụ là một loại thép có hai thành phần cơ bản chính là sắt và cacbon, trong khi các nguyên tố khác có mặt trong thép cacbon là không đáng kể. Thành phần phụ trợ trong thép cacbon là mangan (tối đa 1,65%), silic (tối đa 0,6%) và đồng (tối đa 0,6%). Lượng cacbon trong thép càng giảm thì độ dẻo của thép cacbon càng cao.

Thép hợp kim

Thép hợp kim là loại thép chứa trong nó một lượng thành phần các nguyên tố hợp kim thích hợp. Người ta cố ý đưa vào các nguyên tố đặc biệt với một lượng nhất định để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép. Các nguyên tố đặc biệt được gọi là nguyên tố hợp kim: Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Co, Mo, Ti, Cu. Chính nhờ các nguyên tố hợp kim đó mà làm cho thép hợp kim nói chung có những ưu điểm vượt trội so với thép cacbon như:

- Về cơ tính: Thép hợp kim nói chung có độ bền có độ bền cao hơn hẳn so với thép cacbon. Điều này thể hiện đặc biệt rõ ràng sau khi nhiệt luyện tôi và ram.

- Về tính chịu nhiệt độ cao: Thép hợp kim giữ được cơ tính cao của trạng thái tôi ở nhiệt độ cao hơn 200⁰C. Muốn đạt được điều này thì thép phải được hợp kim hóa bởi một số nguyên tố với hàm lượng tương đối cao.

- Các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt như từ tính, tính giãn nở nhiệt, tính chống ăn mòn…

Thép Gió HSS (HSS – High Speed Steel)

1868 lần đầu phát hiện ra thép Mushet gần giống với thép HSS hiện đại nhất. Công thức gồm 2% carbon, 2.5% mangan, 7% tungsten còn lại là sắt.Loại này có nhiệt độ nóng chảy rất cao, không cần dập tắt để làm cứng như các hợp kim cùng thời. Nó được sử dụng nhiều trong suốt 30 năm tiếp theo.

1900 một công ty thép tại Mỹ bắt đầu thí nghiệm các loại thép chất lượng cao như Mushet để đưa ra các công thức có độ cứng cao ở nhiệt độ và được lưu giữ thành từng lô. Quy trình này đã tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp đặt nền tảng cho sự phát triển sau này của Hoa Kỳ.

1910 loại thép HSS đầu tiên được ra đời bằng việc thay thế Crom bằng Mangan trong công thức Mushet. Crom được xem là nguyên tố quan trọng nhất trong ngành thép không gỉ, giá cả cũng rẻ hơn do dễ khai thác có nhiều trong tự nhiên.

Các thép tốc độ cao sau này có thành phần phổ biến là molypden, vonfram(tungsten) có độ bền tốt. Xét về các phương diện cứng, dẻo, bền bởi nhiệt độ, chống oxy hóa… rất tốt. Tuy nhiên giá thành của molypden và tungsten luôn ở mức cao, nguồn cung khan hiếm không đáp ứng đủ nhu cầu. Từ đó các thép loại 2 được ra đời.

Hợp kim cứng WC và TiC

Là hợp kim cứng có thành phần chủ yếu là hai cacbit vonfram và cacbit titan nhỏ mịn được kết dính bằng coban, có tính cứng nóng từ 900 – 1000⁰C.

Theo tiêu chuẩn Nga được ký hiệu bằng chữ TK và các số đằng sau mỗi chữ lần lượt chỉ phần trăm cacbit titan và phần trăm nguyên tố coban. Ví dụ: T15K6 (15% TiC, 6% Co,  còn lại là 79% WC).

Theo TCVN được ký hiệu bằng ký hiệu hóa học WC TiC (số chỉ % TiC) Co (số chỉ %Co). Ví dụ: WCTiC15Co15 ≈ T15K6.

Loại này được dùng để chế tạo lưỡi dao cắt tốc độ cao cho các loại vật liệu khó cắt như thép có thành phần cacbon quá thấp hoặc quá cao. Ngoài ra, tùy theo điều kiện cắt mà chọn ký hiệu dao cho thích hợp, cụ thể là khi cắt thô nên chọn ký hiệu có ít cacbit TiC, còn khi cắt tinh thì ngược lại

Kim cương nhân tạo

Kim cương nhân tạo hay kim cương tổng hợp là loại đá được sản xuất với ánh quang, tính chất vật lý giống như một viên kim cương tinh khiết và do con người và máy móc hiện đại làm ra, năm 1797 phát hiện kim cương là cacbon tinh khiết.