Bài giảng Công nghệ tạo hình dụng cụ: Chương 6 - Bùi Ngọc Tuyên

Bài giảng Công nghệ tạo hình dụng cụ: Chương 6 - Các nguyên công cơ bản tạo hình dụng cụ trước nhiệt luyện được biên soạn với các nội dung chính sau: Chọn chuẩn và các nguyên công tạo chuẩn; Các nguyên công tạo hình các bề mặt kết cấu; Các nguyên công tạo hình mặt khởi thủy của dụng cụ cắt; Các nguyên công tạo hình mặt trước;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

I Chọn chuẩn và các nguyên công tạo chuẩn

 Nguyên tắc chọn chuẩn: chọn chuẩn thống nhất cho cả các nguyên công, tinh trước nhiệ luyện, các nguyên công gia công tinh sau nhiệt luyện, kiểm tra đo lường và gá dao khi làm việc → chuẩn tinh chính

 Các dạng bề mặt chuẩn khi chế tạo dung cụ:

 Dụng cụ có dạng bề mặt tròn xoay có lỗ gá (các loại dao phay trụ, dao phay đĩa, dao phay lăn,….) → bề mặt chuẩn là lỗ gá & có thể kết hợp với mặt đầu

 Dụng cụ có dạng trục (mũi khoan, mũi khoét, dao chuốt,…) → bề mặt chuẩn là phần trụ chuôi dao, lỗ tâm

 Dụng cụ có dạng khối lăng trụ ( dao tiện đơn, dao tiên định hình lăng trụ,…) → bề mặt chuẩn là mặt phẳng đáy dùng cho gá đặt dao

 Nguyên công tạo chuẩn thường được thực hiện đầu tiên trong quy trình chế tạo dao

II Các nguyên công tạo hình các bề mặt kết cấu

 Các bề mặt cấu thành nên dụng cụ cắt:

- Các mặt chuẩn

- Bề mặt khởi thủy (là bề mặt ảo sau khi chế tao xong dụng cụ)

- Các bề mặt làm việc: Mặt trước ( có thể kết hợp với rãnh thoát phoi) + Mặt sau

- Các bề mặt kết cấu không trực tiếp tham gia quá trình cắt của dụng cụ cắt nhưng góp phần tạo ra hình dáng, kết cấu chung dụng cụ cắt

 Các bề mặt kết cấu thường có ý nghĩa về mặt công

nghệ ví dụ như phần lỗ rộng ở giữa của lỗ gá dụng cụ,

phần cổ của các dụng cụ dạng thanh (dao chuốt, mũi

khoan, mũi khoét, ), vòng gờ của các loại dao phay

lăn,…hoặc có tác dụng kẹp chặt, chống xoay như rãnh

then dao phay trụ hay răng khía mặt đầu của DTĐH

hình tròn,…

 Các bề mặt kết cấu thường được tạo hình đồng thời

hoặc ngay sau tạo hình bề mặt chuẩn và thực hiện

trước khi tạo hình mặt khởi thủy, mặt trước, mặt sau

III Các nguyên công tạo hình mặt khởi thủy của dụng cụ cắt

1 Các dạng bề mặt khởi thủy

Bề mặt khởi thủy của DCC có thể là các bề măt sau:

 Mặt phẳng : dao chuốt mặt phẳng,…

 Mặt trụ: dao phay trụ,

 Mặt côn: dao phay góc,

 Mặt tròn xoay định hình: dao phay định

hình,

 Các bề mặt xoắn vít: Dao phay lăn răng,

dao phay lăn trục then hoa,

 hoặc kết hợp của các dạng bề mặt trên Ví

dụ mặt khởi thủy của dao phay mặt đầu thép

gió gồm có mặt phẳng đầu và mặt trụ đỉnh

của dao

Dao phay mặt đầu thép gió

2 Tạo hình các bề mặt khởi thủy có dạng bề mặt xoắn vít

 DFLR được thiết kế chế tạo gần đúng dựa trên hai loại trục vít cơ bản là trục vít Acsimet và trục vít Convoloit

phẳng vuông góc với trục→ giao tuyến

là đường xoắn vit Acsimet

- Nếu cắt mặt vít Acsimet bằng mặt

phẳng chứa trục→ giao tuyến là đường

thẳng nghiêng với trục một góc β

- Tiện bằng dao tiện định hình

→ SX nhỏ, đơn chiếc → phổ biến

- Phay bằng dao phay định hình

→ SX lớn

Mặt K

 Phương pháp tiện trục vít Acsimet:

b) Cách 2 → Sử dụng các dao tiện đơn : dao trái + dao phải

 Gá dao ngang tâm để đường kéo dài của lưỡi cắt thẳng cắt đường tâm phôi và hợp với đường tâm một góc β

 Lượng chạy dao s (mm/vòng) = bước dọc trục T0

vuông góc với trục→ giao tuyến là đường

xoắn vit thân khai kéo dài

- Nếu cắt mặt vít Convoloit bằng mặt phẳng

chứa trục→ giao tuyến là đường cong

- Nếu cắt mặt vít Convoloit bằng mặt phẳng

tiếp xúc với hình trụ cơ sở → giao tuyến là

đường thẳng nghiêng với trục một góc β

- Tiện bằng dao tiện định hình

→ SX nhỏ, đơn chiếc → phổ biến

- Phay bằng dao phay định hình

→ SX lớn

Mặt K

a) Cách 1 → Sử dụng dao tiện định hình:

 Profin trùng với profin trong tiết diện pháp tuyến của trục vit → lưỡi cắt thẳng

 Gá dao: Xoay trục dao đi một góc ω để đường kéo dài của 2 lưỡi cắt thẳng tiếp xúc với hình trụ cơ sở và hợp với đường tâm một góc β

 Lượng chạy dao s (mm/vòng) = bước dọc trục T0

b) Cách 2 → Sử dụng các dao tiện đơn : dao trái + dao phải

 Xoay trục dao đi một góc ω để đường kéo dài của 2 lưỡi cắt thẳng tiếp xúc với hình trụ cơ sở và hợp với đường tâm một góc β

IV Các nguyên công tạo hình mặt trước

4.1 Các dạng mặt trước

 Mặt trước là các bề mặt riêng biệt:

 Mặt phẳng: dao tiện, dao bào

 Mặt côn: dao xọc răng

→ Tạo hình như các bề mặt của chi tiết máy thông thường trên các máy công cụ vạn năng: máy tiện, máy phay

 Mặt trước là một phần của rãnh thoát phoi

Đa số các dụng cụ cắt có nhiều răng cắt có mặt trước là một phần của rãnh thoát phoi Ví dụ như dao phay trụ, dao phay ngón, dao phay định hình,…., mũi khoan, dao phay lăn,…

- Rãnh răng phân bố trên mặt trụ: dao phay trụ, dao phay đĩa, dao phay định hình, các loại dao phay lăn,…

- Rãnh răng phân bố trên mặt côn: dao phay góc,…

- Rãnh răng phân bố trên mặt đầu: dao phay một góc, dao phay mặt đầu,

4.2 Phay rãnh răng phân bố trên mặt trụ

a) Phay rãnh thẳng (ω =0)

 Phay rãnh thẳng bằng dao phay góc

→ Thường có 5 trường hợp phay rãnh thẳng,

 Xác định dao phay góc:

→ chọn dao phay 2 góc có

θ1 + θ = η,

bán kính mũi dao bằng r

 Gá đặt phôi trên đầu phân độ, dao

phay góc trên trục chính máy phay

ngang & thiết lập vị trí ban đầu của

dao và phôi

I

 Các thông số ban đầu: Rf , Z, r, h, γ, η

 Xác định các lượng điều chỉnh:

- Lượng điều chỉnh theo phương đứng H

- Lượng điều chỉnh theo phương ngang ε

II

 Xác định các lượng điều chỉnh H, ε

b) Phay rãnh rãnh xoắn (ω ≠0)

 Gá đặt : vị trí tương đối của trục dao xoay

đi so với phương vuông góc trục phôi một

góc ω

 Các lượng điều chỉnh vị trí gá đặt:

- Lượng điều chỉnh theo phương ngang εx

- Lượng điều chỉnh theo phương đứng Hx

 Các chuyển động:

 Chuyển động quay của dao nd (v/p)

 Chuyển động quay của phôi np (v/p)

 Chuyển động tịnh tiến của phôi S (mm/v)

 Chuyển động phân độ

4.4 Phay rãnh răng phân bố trên mặt côn và mặt đầu

Sơ đồ tính lượng điều chỉnh vị trí tương đối của dao phay góc và phôi

khi phay rãnh trên mặt côn

 Các thông số ban đầu: R, Z, β, θ, h

 Xác định các lượng điều chỉnh:

- Góc nghiêng của trục phôi so với phương ngang φi

- Lượng điều chỉnh theo phương đứng H

b Phay rãnh răng phân bố trên mặt đầu

 Các thông số ban đầu: R, Z, β, θ, h

 Xác định các lượng điều chỉnh φi , H

V Các nguyên công tạo hình mặt sau

5.1 Các dạng mặt sau

 Các bề mặt cơ bản:

- Mặt phẳng: dao tiện, dao phay răng nhọn

- Mặt côn: dao chuốt, mặt sau đỉnh dao xọc răng, mũi khoan…

- Mặt trụ: mũi khoan,…

- Mặt tròn xoay: dao tiện định hình hình tròn

- Mặt xoắn vít thân khai: mặt sau bên của dao xọc răng

- Mặt trụ: dao tiện định hình lăng trụ

→ Tạo hình trên các máy công cụ vạn năng: máy tiện, máy phay…

 Mặt hớt lưng: dao phay định hình hớt lưng, dao phay đĩa mô dun, các loại dao phay lăn

→ Tạo hình trên máy tiện hớt lưng chuyên dùng

5.2 Tạo hình mặt sau là mặt hớt lưng

5.2.1 Nguyên lý hớt lưng

a) Đường cong hớt lưng

- Lý Thuyết → đường xoắn vít Logarit

- Thực tế → đường xoắn vít Acsimet: quỹ đạo của

một điểm vừa tịnh tiện đều vào tâm vửa quay đều

xung quanh tâm

- Phương trình đường cong hớt lưng đỉnh của

Re K Z



- Quan hệ góc sau đỉnhvà lượng hớt lưng :

b) Tiện hớt lưng dao phay định hình

 Thực hiện trên máy tiện hớt lưng

 Các chuyển động:

- Chuyển động quay của phôi ( DPĐH

hớt lưng) np (v/ph)

- Chuyển động tịnh tiến khứ hồi hướng

tâm của DTĐH hớt lưng nhờ chuyển

động quay của cam hớt lưng

 Xích hớt lưng đảm bảo phôi quay

một góc răng ε =2π/z → cam quay

một vòng

 Lượng hớt lưng K được xác định

bằng lượng rơi của cam hớt lưng:

K = r2- r1

 Một chu kỳ quay của cam hớt lưng gồm:

hành trình cắt ứng với φlv & hành trình cắt

ứng với φck

 Chu kỳ quay của cam ứng với các vị trí của

dao như sau:

- Tiết diện I → Dao vào sớm (góc vào sớm φ1)

- Tiết diện II → Dao bắt đầu cắt

- Tiết diện II → Dao kết thúc cắt

- Tiết diện III → Dao rút ra muộn (góc rút

muộn φ2 )

 Góc A = φ + φ1+φ2 ứng với hành trình làm

việc của cam (φlv)

 Góc C ứng với hành trình chay không của

cam (φck =600 hoặc φck = 900)

 A + C = ε =

→ A = ε; C = ε

 Các chuyển động khi tiện hớt lưng dao phay lăn răng:

 Chuyển động quay của phôi: nph (v/p)

 Chuyển động tịnh tiến khứ hồi hướng kính Sn

 Chuyển động chạy dao dọc Sd= TO (mm/v)

 Để đảm bảo dao tiện sau khi dich chuyển một lượng T rơi đúng vào lưỡi cắt của răng tiếp theo cần xích vi sai của máy để chuyển động của dao tiện nhanh lên hoặc chậm đi một lượng ΔS = . ; z: số răng dao, sk : bước rãnh xoắn thoát phoi

5.2.2 Các phương pháp hớt lưng

a) Hớt lưng hướng kính

 Nguyên lý: Phương chuyển động tịnh tiến

khứ hồi của DTĐH hớt lưng hướng tâm và

vuông góc với trục của chuyển động quay

 Áp dụng:

- Hớt lưng DFĐH hớt lưng với profin lưỡi cắt

có góc profin đủ lớn để khi hớt lưng hướng

kính αN >[αN ]=20 ÷30

- Hớt lưng dao phay đĩa modun

- Hớt lưng các loại dao phay lăn

- Đoạn profin lưỡi cắt 23 được hớt lưng hướng kính bởi dao số 2

- Đoạn profin lưỡi cắt 12 được hớt lưng nghiêng bởi dao số 1

- Đoạn profin lưỡi cắt 34 được hớt lưng nghiêng bởi dao số 3

b) Hớt lưng nghiêng

 Nguyên lý: Phương chuyển động tịnh tiến khứ hồi

của DTĐH hớt lưng hướng tâm và không vuông góc

với trục của phôi (hợp với phương vuông góc với

trục của chuyên động quay một góc τ)

 Áp dụng với profin lưỡi cắt có góc profin nhỏ

- Quan hệ giữa góc sau trong tiết diện pháp

tuyến và góc sau trong tiết diện mặt đầu:

 Lượng hớt lưng nghiêng : Kτ = K 𝒔𝒊𝒏

𝒔𝒊𝒏( )

= sin φx

.sin φx

φx : Góc profin lưỡi cắt tại điểm x

: Góc sau trong tiết diện pháp tuyến tại điểm x

: Góc sau trong tiết diện mặt đầu tại điểm x

- Nếu φx<< → << ; Nếu φx→ 0 thì →0 Khi < αN] → Phải xoay trục dao tiện hớt lưng đi một góc τ so với trục profin

→