Tốc độ, tốc độ chạy dao, công suất, mô-men cắt, lực chạy dao (để tính đồ gá và chọn máy) và thời gian khoan.
Giải thích chi tiết
- Bài toán dùng để làm gì
- Hình dung đơn giản
- Kiến thức nền cần có
- Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
- Xây dựng công thức từng bước
- Lời giải mẫu từng bước
- Áp dụng thực tế và lưu ý
Bài toán dùng để làm gì
Khoan lỗ bulông trên mặt bích, tấm đế, đồ gá. Sheet tính tốc độ quay, tốc độ ăn dao, công suất, mô-men xoắn trên mũi khoan, lực chạy dao (lực đẩy dọc trục để tính đồ gá và chọn máy) và thời gian khoan một lỗ.
Hình dung đơn giản
Hãy tưởng tượng
Mũi khoan là hai lưỡi dao nhỏ quay quanh tâm. Ấn mạnh tay (lực chạy dao) thì mũi ăn nhanh nhưng cần vặn mạnh hơn (mô-men). Ở tâm mũi khoan tốc độ gần bằng 0 nên phần đó chủ yếu “ép” kim loại, làm lực đẩy khá lớn.
Kiến thức nền cần có
Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.3 lực · 0.4 mô-men · 0.11 chuyển động quay · 0.12 công suất
Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị | Lấy số liệu ở đâu |
|---|---|---|---|
| mat, kc1.1, mc | Nhóm vật liệu, lực cắt riêng, số mũ | N/mm², – | Du_lieu (Sandvik Coromant) |
| D | Đường kính mũi khoan | mm | Bản vẽ lỗ |
| vc, fn | Tốc độ cắt; lượng chạy dao mỗi vòng | m/ph, mm/v | Catalogue mũi khoan: carbide khoan thép vc 80–150; fn ≈ 0,1–0,3 |
| κr | Nửa góc đỉnh mũi khoan | ° | Góc đỉnh 118° → 59°; 140° → 70° |
| L, η | Chiều sâu khoan; hiệu suất máy | mm, – | Bản vẽ; lý lịch máy |
Xây dựng công thức từng bước
Công thức tổng quát không “từ trên trời rơi xuống”: nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:
Bước 1. Tốc độ trục chính và tốc độ ăn dao
Như tiện, với D là đường kính mũi.
n = 1000·vc/(π·D) ; vf = fn·n
Bước 2. Lực cắt riêng
Mỗi lưỡi ăn nửa lượng chạy dao, nên chiều dày phoi trung bình là:
hm = fn·sinκr/2 ; kc = kc1.1·hm^(−mc)
Bước 3. Công suất cắt
Công thức catalogue khoan.
Pc = fn·vc·D·kc/(240·10³)
Bước 4. Mô-men cắt
Từ công suất và tốc độ quay.
Mc = Pc·30·10³/(π·n)
Bước 5. Lực chạy dao
Lực đẩy dọc trục, dùng kiểm tra đồ gá và máy.
Ff ≈ 0,5·kc·(D/2)·fn·sinκr
Bước 6. Thời gian khoan
Cộng thêm quãng vào – ra khoảng 0,3·D.
tm = (L + 0,3·D)/vf
Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)
Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Giá trị | Đơn vị | Ghi chú / nguồn |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Nhóm vật liệu gia công | mat | P – Thép carbon/hợp kim (C45, 42CrMo4) | ||
| 4 | Đường kính mũi khoan | D | 12 | mm | |
| 5 | Tốc độ cắt | vc | 100 | m/ph | Mũi carbide khoan thép 80–150 |
| 6 | Lượng chạy dao | fn | 0,2 | mm/v | |
| 7 | Nửa góc đỉnh κr | κr | 70 | ° | Góc đỉnh 140° → 70° |
| 8 | Chiều sâu khoan | L | 30 | mm | |
| 9 | Hiệu suất máy | η | 0,8 |
Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Kết quả | Đơn vị | Công thức / cách tính |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | Lực cắt riêng kc1.1 | kc1 | 1 700 | N/mm² | Tại chiều dày phoi 1 mm, góc trước 0° (giá trị tham khảo Sandvik Coromant) |
| 3 | Số mũ mc | mc | 0,25 | ||
| 10 | Tốc độ trục chính | n | 2 653 | v/ph | |
| 11 | Tốc độ chạy dao | vf | 530,5 | mm/ph | |
| 12 | Lực cắt riêng | kc | 3 070 | N/mm² | hm = fn·sinκr/2 |
| 13 | CÔNG SUẤT CẮT | Pc | 3,07 | kW | Pc = fn·vc·D·kc/(240·10³) |
| 14 | MÔ-MEN CẮT | Mc | 11,05 | Nm | |
| 15 | LỰC CHẠY DAO | Ff | 1 731 | N | Ff ≈ 0,5·kc·(D/2)·fn·sinκr |
| 16 | Thời gian khoan | tm | 3,8 | s |
Bước C – Kết luận ví dụ
Kết quả chính: Tốc độ trục chính = 2 653 v/ph; CÔNG SUẤT CẮT = 3,07 kW; MÔ-MEN CẮT = 11,05 Nm; LỰC CHẠY DAO = 1 731 N.
Nếu đổi số liệu ở ô vàng, mọi kết quả tự tính lại. Ô nào báo KHÔNG ĐẠT thì xem mục Áp dụng thực tế bên dưới để biết cần sửa gì.
Áp dụng thực tế và lưu ý
- Lực chạy dao Ff tác dụng thẳng vào phôi: đặt phiến tì ngay dưới lỗ khoan để phôi không võng; đưa Ff sang JG02 (trường hợp lực ngược chiều kẹp thì đỡ bằng mặt tì, không cần lực kẹp lớn).
- Lỗ sâu hơn 3–5·D: giảm fn, dùng chu trình khoan rút phoi hoặc mũi có tưới nguội qua thân.
- Lỗ trên chi tiết hàn: khoan sau khi hàn nếu yêu cầu vị trí chính xác, vì hàn làm co và lệch lỗ.