Tài liệu Vật liệu làm Dao pptx

Các định nghĩa trên cũng đúng cho các loại dao khác.3.Thông số hình học của dao trong quá trình cắt: .Sự thay đổi giá trị các góc j và j 1 khi gá trục dụng cụ cắt không thẳng góc với đư

Vật liệu làm Dao

VẬT LIỆU LÀM DAO

I Khái niệm:

Muốn hớt đi một lớp kim loại dư thừa ra khỏi bềmặt cần gia công để đạt được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, trên các máy gia công kim loại bằng phương pháp cắt gọt phải dùng các dụng cụ thường gọi là dụng cụ cắt

II Những đặc điểm và yêu cầu cơ bản đối với vật liệu làmdao:

- Nhiều trường hợp khi cắt dao phải làm việc trong điều kiện bị va đập (như phay,bào, xọc… )

và sự dao động đột ngột về nhiệt độ có ảnh hưởng rất xấu đến khả năng làm việc của dao

- Ở một số phương pháp gia công (chuốt,khoan) thì điều kiện thoát phoi, thoát nhiệt khó khăn làm tăng nhiệt đo, dễ gây ra hiện tượng kẹt dao

2.Yêu cầu đối với vật liệu làm dao.

d.Tính chịu mài mòn:

Làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, ma sát lớn thì sự mòn dao là điều thường xảy ra Thông thường vật liệu càng cứng thì tính chống mài mòn càng cao Tuy nhiên ở điều kiện nhiệt độ cao khi cắt (700 – 8000C) thì hiện tuợng mài mòn cơ học không còn là chủ yếu nữa, mà ở đây sự mài mòn chủ yếu

do hiện tượng chảy dính (bám dính giữa vật liệu gia công và vật liệu làm dụng cụ cắt) là cơ bản Ngoài

ra do việc giảm độ cứng ở phần cắt do nhiệt độ cao khiến cho lúc này hiện tượng mòn xảy ra càng khốc liệt

Vì vậy, vật liệu làm phần cắt dụng cụ phải có tính chịu mòn cao

Để làm phần cắt dụng cụ, 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 làm phần cắt dụng cụ theo sự phát triển và sự hoàn thiện về khả năng làm việc của chúng

Năm Vật liệu dụng cụ Ve,m/ph Nhiệt độ giới hạn đặt tính

cắt 0C Độ cứngHRC1894

1215-2020-30200300

300-500100-200300

200-300300-500 500-600600-6501000-12001000-1200800

150016001000

6060

60-64

9191-92100.000HV

92-948.000HV18.000HV

1 Thép Cacbon dụng cụ:

Để đạt được độ cứng, tính chịu nhiệt và chịu mài mòn, lượng C trong thép Cacbon dụng cụ không thể được dưới 0,7% (thường từ 0,7- 1,3%)và lượng P, S thấp (P< 0,035%, S < 0,025%)

Độ cứng sau khi tôi và ram đạt HRC = 60 - 62

-Sau khi ủ độ cứng đạt đượckhoảng HB = 107-217 nên dễ gia công cắt và gia công bằng áp lực.-Độthấm tôi nên thường tôi trong nước do đó dễ gây ra nứt vỡ nhất là những dụng cụ có kích thước lớn

-Tính chịu nóng kém, độ cứng giảm nhanh khi nhiệt độ đạt đến 200o – 300oC ứng với tốc độ cắt 4-5 m/ph

-Khó mài và dễ biến dạng khi nhiệt luyện do đó ít dùng để chế tạo những dụng cụ định hình, cần phải mài theo prôphin khi chế tạo

2.Thép hợp kim dụng cụ:

Thép hợp kim dụng cụ là loại thép có hàm lượng Cacbon cao, ngoài ra còn có thêm một số nguyên tố hợp kim với hàm lượng nhất định ( 0.5 – 3%)

Các nguyên tố hợp kim như: Cr, W, Co, V có tác dụng:

- Làm tăng tính thấm tôi của thép

- Tăng tính chịu nóng đến 300oC, tương ứng với tốc độ cắt cao hơn thép cacbon dụng cụ khoảng 20%

Thành phần hoá học của một số nhãn hiệu thép hợp kim dụng cụ %

Nhóm Nhãn hiệu Kí hiệu

Liên xô cũ

I Thép Cr05

85CrV

XB

12,5-1,10,8-,0,9

0,2-0,40,3-0,6

<0,35

<0,35

0,060,45-0,7

0,04-

0,15-0,3

9CrSi

X9XC

0,95-1,10,85-0,95

<0,40,3-0,6

<0,351,2-1,6

1,3-,1,60,95-,1,25

-

-

CrWMn

XGXBG

1,3-1,50,9-1,0

0,45-0,70,8-1,0

<0,350,15-0,35

1,3-1,60,9-1,2

1,2-1,6

-

-IV CrW5 XB5 1,25-,1,5 <0,3 <0,3 0,4-0,7 4,5-5,5 0,15-0,30

Chú thích: C – cacbon, Mn – mangan, Si – silic, Cr – crôm, W – vonram, V – vanadi

Ký hiệu của liên xô cũ: X – Crôm, T – mangan, B – vôngam

Thép hợp kim dụng cụ nhóm I thường dùng chủ yếu để chế tạo các loại dụng cụ dùng để gia công gỗ

Thép hợp kim dụng cụ nhóm II do có lượng Crôm lớn ( 1 – 1.5 %) nên có tính thấm tôi và cắt gọt tốt hơn Loại này chịu nhiệt khoảng 220 – 300oC

Thép hợp kim dụng cụ nhóm III có độ thám tôi cao, iýt thay đổi kích thước khi nhiệt luyện, nên thường chế tạo các loại dụng cụ cắt có độ chính xác cao và hình dáng phức tạp: mũi doa, ta rô, dao chuốt và các loại dụng cụ đo…

Thép hợp kim dụng cụ nhóm IV có hàm lượng Vonfram lớn, hạt mịn nênđộ cứng cao, tuy nhiên độ độ thâm tôi thấp dùng để chế tạop6 các loại dụng cụ cắt cần có lưỡi cắt sắc bén Tuổi bền cao

và để gia công các loại vật liệu cứng

Nhìn chung, thép hop75 kim dụng cụ chủ yếu được dùng dùng để chế tạo các laọi dụng cụ cầm tay và gia công ở tốc độ thấp

3 Thép gió: (HSS – High Speed Steel – thép cao tốc).

Thép gió có tính cắt cao hơn hẳn các loại thép nên trên, do đó từ khi thép gió ra đời, nó đã tạo

ra một cuộc cách mạng về cắt gọt và năng suất gia công, làm xuất hiện một thế hệ các máy bán tự động

và tự đông tốc độ cao

Những tính năng cơ bản của thép gió là:

-Độ thấm tôi lớn, sau khi tôi đạt độ cứng HRC = 63 – 66

-Độ chịu nhịêt khoảng 600oC tương ứng với tốc độ cắt V = 25 - 35m/ph

So sánh giữa P18 và P9:

-Năng suất gia công khác nhau không đáng kể

-P9 rẻ hơn P18 (vì hàm lượng W chỉ bằng một nửa)

-P18 chịu mòn tốt hơn, dể mài sắc, mài bóng hơn và có tính bền cao hơn P9

4.Hợp kim cứng(HKC)

Từ năm 1915-1925 ở Mỹ và Đức đã tiến hành thử nghiệm chế tạo hợp kim cứng Ơ Liên Xô

cũ, hợp kim cứng ra đời vào những năm 1930-1935

Hợp kim cứng là loại vật liệu làm phần cắt dụng cụ được chế tạo theo phương pháp luyện kim bột

Thành phần chủ yếu của HKC là Cácbit của một số kim loại khó nóng chảy như Vonfran,Titan,Tantan và được liên kết bởi kim loại cơ bản

Tính cắt của HKC do các pha Cácbit kim loại quyết định Độ bền cơ học do Coban tạo nên.Những tính năng cơ bản của HKC so với các loại vật liệu làm dao khác như sau:

-Độ cứng cao HRA = 80 – 90 (HRC >70-71)

-Độ chịu nhiệt cao:800-10000C, do đó tốc độ cắt cho phép của HKC có thể đạt đến V >100 m/ph

-Độ chịu mòn gấp 1,5 lần so với thép gió

-Chịu nén tốt hơn chịu uốn (hàm lượng Coban càng lớn thì sức bền uốn càng cao)

Có ba nhóm hợp kim cứng thường gặp như sau:

a Nhóm một Cácbit – kí hiệu K (ISO) hoặc BK (Nga) thành phần gồm: Cácbitvonfram (WC)

và Coban (Co) nhóm này chủ yếu để gia công vật liệu giòn :gang, kim loại màu…

b.Nhóm hai cácbit – kí hiệu là P (ISO) hoặc TK (Nga) thành phần gồm: Cácbit Vonfram (WC), Cácbit Titan (TiC) và Coban (Co)

Nhóm hai Cácbit có tính chóng dính cao hơn nên được dùng để gia công kim loại dẽo như thép,

…(thường hình thành phoi dây khi cắt và có nhiệt độ căt cao ở mặt trước)

c Nhóm ba cácbit – kí hiệu M (ISO) hoặc TTK ( Nga) thành phần gồm: Cácbit Vonfram (WC), Cácbit Titan (TiC) và Coban (Co) và Cácbit Tantan (TaC)

Loại này thường được dùng để gia công các loại vật liệu khó gia công

Ở nước ta, cũng đã từng sản xuất thử nghiệm hợp kim cứng Tuy nhiên do chất lượng chưa ổn định, mặt khác giá thành cao

5 Vật liệu gốm:

Vật liệu gốm được nghiên cứu từ nhưng năn1930 và đưa vào sử dụng sau 1950

Thành phần chính của gốm là “đất sét kỷ thuật”(Al2O3) gồm hai pha của oxít nhôm:

gAl2O3 có r =3,65g/cm3 và a Ai2O3 với r=3,96g/cm3

Để chuyển hoá hòa toàn từ Ai2O3 sang Al2O3 Người ta nung đất sét kỉ thuật ở nhiệt độ

1400-16000C Sau đó nghiền nhỏ thành bột mịn Bột được ép thành những mảnh dao có hình dạng và kích thước tiêu chuẩn sau đó đem thêu kết

Hiện nay có 3 loại vật gốm được sử dụng gồm:

a Ôxit nhôm thuần khiết (99%Al 2 O 3 ):

Hiện nay Al2O3 còn thêm không dưới10% oxit kẽm (ZnO2) làm tăng thêm sức bền

b.Vật liệu gốm trộn:

Ngoài Al2O3 là chính, còn thêm các Cácbit kim loại như Cácbit Titan (TiC), Cacbit vonfram (WC), Cacbit Tantan (TaC), Nitrit Titan(TiN)

Loại này có sức bền cao, dùng để tiện tinh, phay tinh các loại vật liệu như gang cứng, thép tôi

c.Vật liệu gốm không Oxít:

Loại này được chế tạo từ nitrit silic (Si3N4) có sức bền uốn cao hơn nhiều so với hai loại trên, chủ yếu được dùng để gia công nhôm và hợp kim nhôm

Đối với vật liệu gốm thì độ hạt càng mịn, sức bền uốn càng tăng

*Các tính năng chủ yếu của vật liệu gốm:

+ Độ cứng và tính giòn cao

+ Chịu mòn và chịu nhiệt cao nên thường dùng để cắt ở tốc độ cao

+ Tính dẫn nhiệt kém nên khi cắt không dùng dung dịch trơn nguội

+ Tính dẽo kém do sức bền uống kém, vì vậy không dùng để gia công khi có rung động, va đập

và lực cắt lớn

+ Mài sắc bằng đá mài kim cương

*Phạm vi sử dụng của vật liệu gốm:

- Tốc độ cắt không nhỏ hơn 100m/ph

- Khi gia công thép, tốc độ cắt: V=1 – 2 lần so với khi cắt bằng HKC

- Khi gia công gang, tốc độ cắt V = 2 – 3 lần so với HKC

- Tốc độ cắt tinh lớn nhất khi gia công thép xây dựng có thể đạt đến 600m/ph, khi gia công gang, V = 800m/ph

- Vì chịu rung rộng và va đập kém nên chủ yếu được dùng để gia công tinh chiều sâu cắt và lượng chạy dao bé

-Vì tính dẫn nhiệt kém nên không dùng dung dịch trơng nguội khi cắt Riêng đối với Nitritsilic (Si3N4) có sức bền và tính dẫn nhiệt cao hơn Oxit nhôm khoảng bốn lần nên có thể dùng dung dịch trơn nguội

- Nhờ có tính mòn cao nên thường dùng để gia công lần cuối để đạt độ chính xác kích thước và

độ nhẵn bề mặt cao

- Các mảnh dao gốm thường được kẹp cơ khí vào thân dao và không mài sắc lại

6.Vật liệu tổng hợp (nhân tạo) siêu cứng:

Sau vật liệu gốm, người ta tiếp tục nghiên cứu và chế tạo một loại vật liệu làm dụng cụ mới Đó

là vật liệu tổng hợp siêu cứng Có hai loại thường gặp là: kim cương tổng hợp và Nitrit Bo lập phương (còn gọi là El bo)

a>Kim cương nhân tạo:

Kim cương nhân tạo được tổng hợp từ than chì (Graphit) ở áp lực và nhiệt độ cao

*Những tính năng cơ bản của kim cương:

+ Độ cứng tế vi của kim cương cao nhất trong các loại vật liệu hiện nay, cao hơn của hợp hợp kim cứng từ 5 – 6 lần, độ cứng tế vi của hợp kim cứng khoảng (120 – 180 )10sPa 1Pa= 1Nm2

+ Độ dẫn nhiệt cao gấp hai lần hợp kim cứng

+ Độ chịu nhiệt kém » 8000C

+ Giòn, chịu tải trọng va đập kém

+ Chịu mài mòn, tuy nhiên khi gia công thép C có hàm lượng Cacbon thấp thì lại bị mòn nhanh

do hiện tượng khuếch tán

Do hệ số dẫn nhiệt cao, nên tuy chịu nhiệt kém, kim cương vẫn có thể cắt được ở tốc độ rất cao

* Phạm vi sử dụng :

+ Thường được dùng làm đá mài để mài sắc dụng cụ cắt bằng hợp kim cứng + Dùng làm dao tiện để gia công gang và các kim loại màu

b> Nitrit Bo lập phương (còn gọi là El bo):

Là hợp chất giữa Nitơ và nguyên tố Bo Tính cắt của nó tương tự như kim cương

THÔNG SỐ HÌNH HỌC VÀ KẾT CẤU CỦA DỤNG CỤ CẮT

I/Dao tiện

1.Những bộ phận chính của dụng cụ cắt:

Dao cắt kim loại giữ vai trò quan trọng trong quá trình gia công, nó trực tiếp tác động vào phôi liệu để tách ra phoi tạo thành bề mặt gia công

Mỗi dao ( điển hình là dao tiện) thường gồm hai phần:

*Thân dao: dùng để gá vào bàn dao, nó phải đủ độ bền và độ cứng vững,… Nhằm đảm bảo vị

trí tương quan giữa dao và chi tiết

*Đầu dao: là phần làm nhiệm vụ cắt gọt Đầu dao được hợp thành bởi các bề mặt sau:

- Mặt trước(1): là bề của dao tiếp xúc với phoi và phoi trực tiếp trượt trên trên đó và thoát ra ngoài

- Mặt sau chính(2): là bề của dao đối diện với mặt đang gia công

- Mặt sau chính(3): là bề của dao đối diện với mặt đã gia công

- Lưỡi cắt chính: là giao tuyến của mặt trước và và mặt sau chính, nó trực tiếp cắt vào kim loại

Độ dài lưỡi cắt chính có liên quan đến chiều sâu cắt và bề rộng của phoi

- Lưỡi cắt phụ: là giao tuyến của mặt trước và và mặt sau phụ, một phần lưỡi cắt phụ gần mũi dao cũng tham gia cắt với lưỡi cắt chính

- Lưỡi cắt nối tiếp: (chỉ có một số loại dao tiện) là phần nối tiếp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ Khi không có lưỡi cắt nối tiếp dao tiện sẽ có mũi Mũi dao có thể nhọn hoặc lượng tròn (bán kính mũi dao R = 1 – 2mm) Các lưỡi cắt có thể thẳng hoặc cong và một đầu dao nên có thể có một hoặc hai lưỡi cắt phụ

Một dao có thể có nhiều đầu dao nên có rất nhiều lưỡi cắt Tuỳ theo số lượng của lưỡi cắt chính, người ta chia ra :

+Dao một lưỡi cắt : dao tiện, dao bào…

+Dao hai lưỡi cắt : mũi khoan

+Dao nhiều lưỡi cắt : dao phay, dao doa, dao cưa…

+Dao có vô số lưỡi cắt là đá mài, (mỗi hạt mài có vai trò như một lưỡi cắt)

2.Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh (dao tiện):

Để đảm bảo năng suất – chất lượng bề mặt gia công, dao cắt cần phải có hình dáng và góc độ hợp lý.

Thông số hình học của dao được xét ở trạng thái tĩnh (khi dao chưa làm việc) Góc độ của dao được xét trên cơ sở : dao tiện đầu thẳng đặt vuông góc với phương chạy dao, mũi dao được gá ngang tâm phôi

Các thông số hình học của dao nhằm xác định vị trí các góc độ của dao nằm trên đầu dao Những thông số này được xác định ở tiết diện chính N – N, ở mặt đáy, ở tiết diện phụ N1 – N1 và trên mặt phẳng cắt gọt

+Góc trước g : là góc tạo thành giữa mặt trước và mặt đáy đo trong tiết diện chính N – N +Góc sau chính a : là góc tạo thành giữa mặt sau và mặt phẳng cắt gọt đo trong tiết diện chính Góc sau thường có giá trị dương Góc sau càng lớn mặt sau ít bị ma sát vào bề mặt gia công nên chất lượng bề mặt gia công càng tốt

+Góc cắt d : là góc tạo bởi giữa mặt trước và mặt cắt đo trong tiết diện chính

+Góc sắc b : là góc được tạo bởi mặt trước và mặt sau chính đo trong tiết diện chính

ta có quan hệ : a + b + g =90o ; d = a + b

+Góc trước phụ g1 : tương tự như góc trước, nhưng đo trong tiết diện phụ N – N,

+Góc sau phụ a1 : tương tự như góc sau , nhưng đo trong tiết diện phụ N – N

+Góc mũi dao e : là góc hợp bởi hình chiếu lưỡi cắt chính và hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt phẳng đáy

+Góc nghiêng chính j : là góc của hình chiếu lưỡi cắt chính với phương chạy dao đo trong mặt đáy

+Góc nghiêng phụ j1 : là góc của hình chiếu lưỡi cắt phụ với phương chạy dao đo trong mặt đáy

Ta có : j + e + j1 =180o

+Góc nâng của lưỡi cắt chínhl : là góc tạo bởi lưỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt đáy

l Có giá trị dương, khi mũi dao là điểm thấp nhất của lưỡi cắt

l Có giá trị âm, khi mũi dao là điểm cao nhất của lưỡi cắt

l = 0 Khi lưỡi cắt nằm ngang ( song song với mặt đáy)

Các định nghĩa trên cũng đúng cho các loại dao khác.

3.Thông số hình học của dao trong quá trình cắt:

.Sự thay đổi giá trị các góc j và j 1 khi gá trục dụng cụ cắt không thẳng góc với đường tâm chi tiết:

Dụng cụ sau khi mài sắc có các góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ

Nếu khi gá dao, trục dao không vuông góc với đường tâm thì:

+Nếu gá dao nghiêng về bên trái:

*Góc nghiêng chính khi làm việc jc = j - (900 -t)

*Góc nghiêng phụ khi làm việc j1c = j1 + (900 -t)

+Nếu gá dao nghiêng về bên phải:

*Góc nghiêng chính khi làm việc jc = j + (900 -t)

*Góc nghiêng phụ khi làm việc j1c = j1 - (900 -t)

II/Cắt ren bằng ta-rô và bàn ren:

Ta rô và bàn ren là hai dụng cụ cắt ren đã được tiêu chuẩu hóa và thông dụng Ta rô dùng để cắt ren trong, còn bàn ren để cắt ren ngoài Tùy theo hình dạng kết cấu và độ chính xác chế tạo mà ta rô

có thể cắt ren đạt tới độ chính xác cấp 1, còn bàn ren thường chỉ để cắt ren cấp chính xác 3 Người ta

có thể sử dụng chúng bằng tay (trong sản xuất đơn chiếc hay sửa chữa ) hoặc trên các máy vạn năng, máy tự động và máy chuyên dùng

1 - Kết cấu của ta rô.

Theo công dụng có thể chia ta rô thành các nhóm sau : Ta rô tay, ta rô máy, ta rô đai ốc, ta rô để gia công bàn ren, v.v Nhưng về mặt kết cấu chung thì chúng đều giống nhau

Ta rô có hai thành phần chính : phần làm việc và phần cán (phần đuôi) Trên phần làm việc lại được chia ra làm hai phần :

-Phần cắt có chiều dài : với góc nghiêng chính là j =25 – 300, làm nhiệm vụ cắt lượng dư kim loại và tạo hình ren.

- Phần sửa đúng : dùng để sửa đúng prôfin của ren đồng thời có tác dụng định hướng ta -rô trong quá trình cắt Do đó người ta còn gọi phần này là phần định hướng Để giảm ma sát giữa bề mặt ren của ta -rô và của chi tiết gia công, đồng thời để giảm độ lay rộng lỗ ren, người ta làm đường kính ren ở phần sửa đúng nhỏ dần về phía chuôi với lượng giảm khoảng 0,1 - 0,3 mm trên 100 mm chiều dài

- Phần cán : dùng kẹp ta-rô trong đầu kẹp để truyền mô -men xoắn khi tarô Ở cuối phần chuôi

có một đoạn ngắn có tiết diện vuông, để kẹp ta-rô trong tay quay khi làm việc bằng tay Ngoài ra phần cán còn là nơi để ghi nhãn hiệu và số của ta - rô trong bộ

- Đối với ta-rô tay mỗi bộ có từ 2-3 chiếc Đường kính của ta-rô số 1 nhỏ nhất rồi đến số 2 hoặc 3 (nếu là bộ 3 chiếc ) Ta- rô số cuối cùng trong bộ có đường kính phù hợp với đường kính ren cần gia công Mục đích là nhằm phân chia tải trọng cho mỗi lần cắt

2Thông số hình học của tarô:

Góc trước của tarô chọn trong khoảng 0 - 300 tùy theo vật liệu gia công

Góc sau trên phần còn cắt được tạo ra bằng cách mài hớt lưng răng theo đường kính ngoài Tùy theo vật gia công và kiểu ta-rô mà a = 3 -120

Đối với những ta-rô có mài prôfin ren thì người ta tạo góc sau cả trên phần định hướng ở đường kính ngoài và hai lưỡi bên của răng Góc sau trên hai lưỡi cắt đo trong tiết diện vuông góc với trục ta-rô không lớn lắm, thường khoảng 15-20 phút Việc hớt lưng tiến hành đồng thời với quá trình mài ren ở trên máy mài ren

Góc nghiêng chính j tùy theo loại ta-rô và điều kiện cắt mà có giá trị khoảng 3030’¸ 250

Rãnh ta rô dùng để chứa phoi Tùy theo đường kính mà số rãnh có thể từ 3 - 6 Đối với ta-rô tiêu chuẩn, để dễ chế tạo người ta thường làm rãnh thẳng Khi gia công ren có độ chính xác cao như ren của bàn ren hay ren trong lỗ sâu, để dễ thoát phoi người ta làm rãnh xoắn Để gia công ren trong lỗ sâu thì làm rãnh xoắn trái, còn thông thường thì làm rãnh xoắn phải Góc xoắn w thường lấy từ 10 ¸ 160 Ở tarô rãnh thẳng, để hướng phoi về phiá đầu ta-rô (khi gia công ren trong lỗ thông) thì người ta mài vát rãnh trên phần côn cắt nghiêng một góc l = 7 ¸ 100

Các kích thước của bàn ren tròn như sau:

Đường kính ngoài của bàn ren d: đường kính này đã được tiêu chuẩn hoá phù hợp với kích thước của dụng cụ lắp bàn ren

Bề dày bàn ren l: tuỳ theo kích thước bước ren mà có chiều dáy khác nhau, nhưng ít nhất cũng phải đủ cho phần sửa đúng của bàn ren có từ 5 đến 6 đỉnh ren

Trong phần làm việc của bàn ren có cấu tạo kiểu răng lược, phần cắt có cả ở hai đầu và độ vát với góc j khoảng 300 để cắt dần chiều sâu ren và định hướng cho bàn ren đi đúng khi bắt đầu cắt Phần dẫn hướng và phần sửa đúng làm nhiệm vụ cắt tinh đảm bảo cho ren đúng kích thước

Góc trước g ở bàn ren lấy trong khoảng 10÷250 phụ thuộc vào vật liệu gia công Góc sau a của bàn ren ở phần côn cắt và lấy khoảng 60÷90 đo trong tiết diện vuông góc với đường tâm của bàn ren

Việc tạo góc sau trên phần còn cắt ở cả hai đầu bàn ren được thực hiện bằng cách hớt lưng (tiện

và mài) theo phương chiều trục của bàn ren Răng trên phần sửa đúng không có góc sau

3- Sơ đồ cắt và các yếu tố cắt khi cắt ren bằng ta-rô và bàn ren.

Tùy theo yêu cầu về độ chính xác của ren được gia công mà người ta dùng các sơ đồ ở cắt khác nhau

Theo sơ đồ hình (a): cắt bề mặt ren sau khi cắt có dộ bóng thấp, nhưng việc chế tạo phần còn cắt của dụng cụ dễ dàng, vì chỉ có một góc j

Theo hình (b): Ren trên phần côn cắt được chế tạo dưới dạng ren côn với góc nghiêng của ren là j1 và góc nghiêng của bề mặt phần côn cắt là j Với sơ đồ cắt này, bề mặt ren được cắt ra sẽ

có độ bóng tốt hơn loại trên, nhưng chiều dầy cắt do lưỡi cắt ra nhỏ mà chiều rộng cắt lại lớn

Theo sơ đồ (c),cả 3 đường kính của ren ở phần côn cắt đều có góc nghiêng j1, nghĩa là có dạng ren côn có góc côn là 2 j1 Ren được cắt theo sơ đồ này sẽ đạt dộ bóng và chính xác cao Lưỡi cắt ở đỉnh cắt lớp kim loại có chiều dầy a mỏng hơn loại theo sơ đồ hình b Việc chế tạo loại ta-rô theo kiểu

sơ đồ cắt này cũng phức tạp như loại thứ hai Nó thường chỉ dùng cho ta-rô để gia công tinh bàn ren và ca-lip ren trong lỗ

III/ Dao:khoan , khoét , doa

1 Tính chất chung của khoan, khoét, doa:

Khoan, khoét, doa đều là phương pháp gia công lỗ Tuỳ theo hình dạng, kích thước lỗ, tinh chất vật liệu gia công và chất lượng yêu cầu mà ta chọn một, hai hay cả ba phương pháp nêu trên để gia công một lỗ

Ví dụ: có lỗ chỉ cần khoan, có lỗ khoan xong rồi khoét nhưng có lỗ khoan xong rồi khoét và doa

Tuy khoan, khoét, doa có thể đạt độ chính xác khác nhau nhưng chúng đều có chung các chuyển động sau đây:

-Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao (dụng cụ cắt)

-Chuyển động chạy dao là chuyển động dọc trục mang dao

1- Cấu tạo mũi khoan xoắn, các thông số hình học của mũi khoan:

Cấu tạo mũi khoan xoắn ruột gà

Về mặt kết cấu chung thì mũi khoan chia làm ba bộ phận:

1-Phần cán (đuôi): là bộ phận dùng lắp vào trục chính của máy khoan để truyền mô

men xoắn và truyền chuyển động khi cắt Mũi khoan đường kính lớn hơn 20mm làm cán hình côn, còn đường kính nhỏ hơn 10mm thì có cán hình trụ, đường kính từ 10 đến 20 có thể cán hình côn hoặc trụ

2-Phần cổ dao : là phần nối tiếp giữa cán dao và phần làm việc Nó chỉ có tác dụng để

thoát đá mài khi mài phần chuôi và phần làm việc.Thường ở đây được ghi nhãn hiệu của mũi khoan

có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc Mặt khác nó có tác dụng làm giảm ma sát giữa mặt trụ mũi khoan và mặt đã gia công của lỗ Phần kim loại giữa 2 rãnh xoắn là lõi mũi khoan Thường đường kính lõi làm lớn dần về phía chuôi để tăng sức bền của mũi khoan Lượng tăng thường từ 1,4-1,8 mm trên 100 mm chiều dài của mũi khoan, tuỳ theo vật liệu làm dụng cụ

b- Phần cắt : là phần chủ yếu của mũi khoan dùng để cắt vật liệu tạo ra phoi Mũi khoan có thể coi như là hai dao tiện ghép với nhau bằng lõi hình trụ

Mũi khoan gồm có 5 lưỡi cắt: 2 lưỡi cắt chính và; hai lưỡi cắt phụ và một lưỡi cắt ngang Lưỡi cắt phụ là đường xoắn, chạy dọc cạnh viền của mũi khoan, nó chỉ tham gia cắt trên một đoạn ngắn chừng một nửa lượng chạy dao.

Mặt trước của mũi khoan là mặt xoắn Mặt sau của nó có thể là mặt côn, mặt xoắn, mặt phẳng hay mặt trụ, tùy theo cách mài mặt sau

Thông số hình học của mũi khoan xoắn:

Cách xác định góc độ của phần cắt mũi khoan tiến hành cũng như đối với dao tiện, nghĩa là vẫn dùng các mặt toạ độ, các góc độ của dao thường biểu diễn trên các tiết diện chính

Nếu không kể đến chuyển động chạy dao, thì mặt đáy tại mỗi điểm của lưỡi cắt là mặt phẳng tạo thành bởi điểm đó và trục của mũi khoan, còn mặt cắt là mặt phẳng chứa lưỡi cắt chính (khi lưỡi cắt chính thẳng) và tiếp xúc với bề mặt gia công

Góc trước g : Góc trước ở mũi khoan được đo trong tiết diện chính N-N chúng ta hãy xem góc

trước g phụ thuộc vào những thông số nào

Góc sau a: Góc sau của mũi khoan được đo trên bề mặt của quỹ đạo chuyển động của các điểm

trên lưỡi cắt, tức là trên bề mặt hình trụ có trục trùng với trục mũi khoan

Vậy góc sau a tại một điểm bất kỳ trên lưỡi cắt của mũi khoan là góc họp bởi: đường tiếp tuyến (tại điểm đang khảo sát) của tiếp tuyến tạo bởi mặt trụ (đồng trục với mũi khoan) và mặt sau của mũi khoan, với: đường tiếp tuuyến của vòng tròn là quỹ đạo của điểm khảo sát khi nó quay quanh trục của mũi khoan

Góc sau aN của mũi khoan đo ở tiết diện pháp tuyến được xác định gần đúng bằng công thức: tgaN= tga.sin j

Cũng như góc trước, góc sau tại những điểm khác nhau của lưỡi cắt cũng là một lượng thay đổi, nhưng góc sau lớn dần về phía tâm mũi khoan Ở đường kính ngoài cùng thường a = 8 -140 còn ở gần tâm a = 25-350 Độ thay đổi góc sau của mũi khoan còn phụ thuộc vào cách mài mặt sau nữa

Góc sau lưỡi cắt phụ a1 được đo trong mặt phẳng thẳng góc với trục của mũi khoan Ở mũi khoan tiêu chuẩn thường a1 =0.

Góc trước và góc sau của lưỡi ngang được đo ở mặt phẳng pháp tuyến B3B3 hình 7-5

Góc nghiêng chính j : góc này cũng được xác định như ở dao tiện Góc ở mũi khoan là 2j.Tùy theo vật liệu gia công mà góc 2j có các trị số dao động trong khoảng 80-1400

Lưỡi cắt ngang và góc nghiêng Y của lưỡi cắt ngang

Góc nghiêng Y của lưỡi cắt ngang là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt ngang và lưỡi cắt chính trên mặt phẳng vuông góc với trục mũi khoan Mũi khoan tiêu chuẩn có Y = 550

Góc nâng l của lưỡi cắt chính.

Góc l của mũi khoan được xác định như ở dao tiện

Góc xoắn w của rãnh thoát phoi

Góc w là một thông số quan trọng đối với mũi khoan Trị số của nó ảnh hưởng đến quá trình cắt, sự thoát phoi, lực cắt, độ bền và tuổi thọ của mũi khoan

Tùy theo vật liệu gia công mà ta chọn trị số của góc w

Đối với đồng thanh, đồng thau , ê-bô-nít w =8 - 120 Đối với thép và gang w = 25 - 300Đối với nhôm, đồng đỏ w = 35 - 400Cũng như dao tiện, khi làm việc do chuyển động chạy dao mà góc độ mũi khoan bị thay đổi Sự thay đổi này phải được tính đến để đảm bảo mũi khoan làm việc ổn định

Vì lượng chạy dao s so với đường kính mũi khoan D nhỏ hơn rất nhiều nên góc m thường là nhỏ

II Khoét

1 Khả năng công nghệ của khoét:

Khoét nhằm mục đích nâng cao độ chính xác của lỗ sau khi khoan Khoét có thể đạt độ chính xác cấp 9 – 12 và độ bóng đạt Ra=1,6 đến 12,5mm khoét có thể chỉ là nguyên công trung gian cho doa

Dao khoét thường có nhiều lưỡi cắt hơn mũi khoan tuy nhiên đối với các trường hợp gia công lỗ

có đường kính lớn có thể sử dụng loại dao có 1 hoặc 2 lưỡi cắt được gắn vào trục hoặc đầu dao Đặc biệt là khi gia công phá các lỗ lớn đúc sâu hoặc rèn, dập

2- Kết cấu của mũi khoét và quá trình cắt khi khoét:

a- Các yếu tố về kết cấu của mũi khoét:

Cấu tạo của mũi khoét rất giống mũi khoan chỉ khác là chúng có nhiều răng hơn và không có lưỡi cắt ngang Mũi khoét thường có 3 - 4 răng Nếu đường kính nhỏ hơn 35 mm thì làm 3 răng, còn dường kính lớn 35 mm làm 4 răng Mũi khoét cũng gồm các phần: cán dao, cổ dao, phần làm việc, giống như mũi khoan

Góc trước g của răng mũi khoét là góc làm bởi mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trước ở một điểm nhất định và mặt phẳng chứa trục mũi khoét đi qua điểm đang khảo sát

Góc trước g được đo trong tiết diện chính N-N, ở tiết diện AA và BB ta có góc trước g1 đo trong tiết diện ngang Còn ở tiết diện FF tiết diện dọc ta có góc trước g2

Giữa góc trước g và góc trước g1, g2 và j ta có quan hệ sau:

tg g = tg g1 cos j + tg g2 sin j

Góc nghiêng chính j của lưỡi cắt là góc làm bởi hình chiếu của lưỡi cắt trên mặt phẳng qua trục của mũi khoét và phương chạy dao Đối với mũi khoét thép gió chọn

j = 45 - 600 , còn đối với mũi khoét hợp kim cứng thì j = 60 - 750

Góc sau của mũi khoét cũng thay đổi tùy theo từng điểm của lưỡi cắt chính Chọn góc sau cũng phải dựa vào chiều dày lớp cắt Thông thường mũi khoét làm việc với lượng chạy dao 0,4 - 1,2mm/vg

và chiều dày lớp cắt tương ứng a = 0,28 - 0,85 mm , do đó với mũi thép bằng thép gió góc sau hợp lý

a = 6 - 10 0 , còn đối với mũi khoét hợp kim cứng thì a = 10 - 150

Góc nghiêng w của rãnh xoắn thoát phoi có quan hệ với góc trước theo công thức:

dễ kẹt phoi, răng dao mòn nhanh và độ bóng bề mặt gia công giảm xuống

Góc nâng l cũng như ở dao tiện có thể có các trị số âm, bằng không hay dương Góc l biểu diễn theo g1 ,g2 và j theo công thức sau :

Gĩc l nằm trong giới hạn từ - 5 ¸ 150 Để thốt phoi về phía đầu dao (khi khoét lổ thơng) thì chọn l < 0, cịn muốn thốt phoi về phía cán dao chọn l >0.

III/ Doa

1 Khả năng cơng nghệ của doa:

Doa là nguyên cơng gia cơng tinh các lỗ đã được khoan hoặc khoét Độ chính xác cĩ thể đạt từ cấp 7 đến 9, độ bĩng cĩ thể đạt được Ra=1,6 đến 6,3mm Với dao cĩ chất lượng tốt, chế độ cắt hợp lý, doa cĩ thể đạt cấp 6 và Ra= 0,63 mm

Khi doa cĩ thể thực hiện bằng doa cưỡng bức hoặc doa tuỳ động

Doa cưỡng bức là khi dao doa được lắp cứng vào trục máy.Phương pháp này cĩ hiện tượng lay rộng lỗ, nguyên nhân là do tâm của trục dao và trục chính của máy cĩ độ đảo , do dao mài khơng tốt ,

do lẹo dao xuất hiện ở một số lưỡi cắt , do vật liệu ở thành lỗ gia cơng khơng đồng đều

Doa tuỳ động là dao được nối lắc lư với trục máy, nên loại trừ được sai số giữa tâm trục máy và trục dao Để khắc phục hiện tượng dao bị mịn do mài nhiều lần cĩ thể sử dụng loại dao doa tuỳ động

cĩ khả năng tự đều chỉnh kích thước đường kính

Tuỳ theo yêu cầu chất lượng và kích thước mà chọn dao hợp lý Dao doa thường cĩ nhiều lưỡi cắt, cá lưỡi cắt song song hoặc nghiêng với trục dao một gĩc rất bé

2 -Kết cấu của mũi doa và quá trình cắt doa:

1 -Các yếu tố về kết cấu:

Tuỳ theo đường kính lỗ gia cơng mà mũi doa cĩ kết cấu khác nhau Cĩ thể cĩ các mũi doa răng liền, doa răng chắp (điều chỉnh theo đường kính) Các răng doa cĩ thể làm bằng thép cac bon, thép hợp kim dụng cụ, thép giĩ hoặc hợp kim cứng

Cũng như mũi khoan, khoét, mũi doa cũng cĩ 3 phần: phần làm việc,cổ doa và chuơi

Phần làm việc là phần chính của mũi doa,cĩ chiều dài L Đầu mút phần làm việc cĩ độ lớn tương đối lớn (450) để mũi doa dễ đưa vào lỗ.Tiếp sau đĩ là phần cịn cắt nghiêng một gĩc j Phần này cĩ lưõi cắt chính để cắt hết lượng dư khi doa.Tiếp theo là phần trụ cĩ chiều dài l2 ,dùng để định hướng mũi doa trong lỗ khi làm việc, đồng thời làm phần dự trữ khi mài lại mũi doa Trên phần hình trụ này cĩ các lưỡi cắt phụ dọc theo răng của mũi doa Các lưỡi cắt phụ cĩ tác dụng sữa đúng và làm tăng độ bĩng bề mặt lỗ , do đĩ phần trụ cịn cĩ tên gọi là phần sữa đúng

Sau phần sữa đúng là phần cơn ngược l3 Phần này cĩ tác dụng giảm ma sát giữa mũi doa và bề mặt lỗ đã gia cơng và giảm lượng lay rộng lỗ Đối với lưỡi do tay thì độ cơn ngược là 0,005mm, đối với với lưỡi doa máy là 0,04 - -,06 mm trên cả chiều dài phần cơn ngược

Mũi doa cĩ số lưỡi cắt lớn (z= 6 - 18) Lưỡi cắt cĩ thể bố trí thẳng hoặc nghiêng đối với trục doa Do cơng dụng mà chia ra doa máy, doa tay, Hình II-49 cho ta các yếu tố hình học phần cắt của doa

Gĩc nghiêng chính j của mũi doa trên phần cơn cắt cĩ tác dụng như mũi khoét Đối với mũi doa máy dùng gia cơng vật liệu dẻo thì gĩc j=150 Với trị số này của gĩc j đảm bảo độ bĩng gia cơng cao nhất và độ lay rộng lỗ nhỏ nhất

Phần cắt dẫn hướng Phần làm việc Phần cán

Góc trước g của lưỡi cắt đo trong tiết diện chính AA hình 4- 21 được chọn theo vật liệu gia công

và vật liệu làm dao Góc trước của mũi doa tinh có trị số bằng không, còn đối với mũi doa thô thì góc trước chọn từ 5 - 100

Góc sau a cũng đo trong tiết diện AA, được chọn trong giới hạn từ 6 - 120 Khi gia công vật liệu dẻo và gia công thô thì lấy trị số lớn, còn khi gia công tinh thì lấy giá trị nhỏ

Trên phần sửa đúng, dọc theo các răng có cạnh viền f nằm trên mặt trục của dao Chiều rộng cạnh viền f= 0,05 - 0,3mm Cạnh viền đảm bảo để mũi dao hướng đúng vào lỗ và làm cho lỗ đạt được

độ bóng và độ chính xác cao Khi gia công vật liệu dẻo để tránh hiện tượng kẹt phoi ta giảm chiều rộng cạnh viền xuống khoảng 0,05 - 0,08 mm

Góc sau của bộ phận sửa đúng a1 =10 - 20 0

Mũi doa thường được chế tạo với răng thẳng vì phoi cắt ra là phoi vụn Song để thoát phoi được tốt , tăng chất lượng bề mặt gia công, nhất là khi doa những lỗ trong có rãnh thì người ta làm răng nghiêng

Khi gia công lỗ thông, để thoát phoi về phía đầu dao, người ta làm rãnh xoắn trái, còn khi gia công lỗ thông người ta làm rãnh xoắn phải

Khi gia công thép cứng thì w = 7 - 80 , khi gia công gang rèn và thép dẻo vừa thì

w = 12 - 200 Khi gia công kim loại màu thì w = 35 - 450

PHAY – CHUỐT – CẮT RĂNG

I/Phay

1 Khái niệm chung về phay:

Phay là phương pháp gia công kim loại sử dụng dao cắt có nhiều lưỡi cắt Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao, chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng theo các phương ngang, dọc, và thẳng đứng do bàn máy thực hiện

Lượng chạy dao khi phay được xác định bằng một trong ba yếu tố:

-Lượng chạy dao răng (Sz) là lượng dịch chuyển của chi tiết trong thời gian một răng (1 lưỡi

cắt) của dao phay ăn vào kim loại, đơn vị là mm/raăng

-Lượng chạy dao vòng là lượng dich chuyển của chi tiết khi dao phay quay được một vòng, kí

hiệu là Sv và có đơn vị là mm/vòng

S

-Lượng chạy dao phút là lượng dịch chuyển của chi tiết sau thời gian một phút, ký hiệu là Sm

và đơn vị là mm/phút

Như vậy mối quan hệ giữa các loại lượng chạy dao trên như sau:

Sm = Sv.n = Sz.Z.n [mm/phút]

Trong đĩ: Z – số răng (số lưỡi cắt ) của dao phay

n- số vịng quay của dao sau một phút

Khi phay cĩ thể thực hiện theo hai phương pháp:

-Phay thuận là khi hướng tịnh tiến của phơi trùng chiều quay của dao

-Phay nghịch là phương hướng chuyển động của phơi ngược chiều quay của dao

2 Dao phay:

Khác với dao tiện ,dao phay cĩ rất nhiều lưỡi cắt, các lưỡi cắt này cĩ thể chế tạo liền với thân dao, cĩ thể được chế tạo riêng gọi là răng chắp Lưỡi cắt được bố trí trên mặt trụ, mặt đầu hoặc cả mặt trụ và mặt đầu Tuỳ theo hình dạng , vị trí lưỡi cắt và cấu tạo, dao phay được chia thành các loại sau:

3 Kết cấu và thơng số hình học của dao phay:

Tuỳ theo yêu cầu tạo hình bề mặt gia cơng mà cĩ nhiều loại dao phy khác nhau Ở đây ta chỉ

khảo sát kết cấu và thơng số hình học của dao phay trụ và dao phay mặt đầu làm đặt trưng vì chúng cĩ nhiều điểm giống nhau với các loại dao phay khác

Nghịch M

n

M Thuận n

Dao phay đĩa

Dao phay mặt trụ

Dao phay góc

Dao phay ngón

1.Dao phay trụ:

Đối với dao phy trụ gocf1 trước tạo thành bởi đường tiếp tuyến với mặt trước và mặt chiều trục,

tức đường kính đi qua điểm khảo sát trên lưỡi cắt Góc trước đo trong tiết diện chính N – N, góc sau a

có tác dụng giảm ma sát giữa mặt sau và chi tiết gia công Góc sau là góc gồm giữa tiếp tuyến của quỹ đạo chuyển động của điểm khảo sát trên lưỡi cắt quanh trục dao phay và mặt sau

Đối với dao phay răng xoắn góc sau đo trong các tiết diện N-N và M-M có dạng sau:

tga = tgaN.cosw

tgg = tggN.cosw

Trong đó w góc nghiêng của rãnh xoắn

Chú ý : Phay bằng dao ophay răng trụ là phay tự do, vì chỉ có một lưỡi chính tham gia cắt gọt

*Bước vòng của dao là khoảng cách giữa hai răng kề nhau đo theo cung tròn

Z là số răng cảu dao

D là đường kính dao phay (mm)

*Bước chiều trục l;à khoảng cách giữa hai răng kề nhau đo theo đường sinh của hình trụ

Ttr = Tv.cotgw (mm)

*Bước pháp tuyến đo theo phương vuông góc với lưõi cắt TN = Tv cosw

2 Dao phay mặt đầu:

Ở dao phay mặt đầu các lưỡi cắt hình thành như các daop tiện ngoài có lưỡi chuyển tiếp Góc trước được đo trong tiết diện chính, góc sau được đo trong mặt phẳng quỹ đạo chuyển động, tức mặt vuông góc với trục dao

Quan hệ gưãi góc sau a1 ở tiết diện mặt đầu và góc an ở tiết diện pháp tuyến với lưỡi cắt như sau :

TgaN = tga1.sinj/cosl

Trong đó l là góc nâng của lưỡi cắt chính

j là góc nghiêng chính

Góc trước còn được xét trong tiết diện dọc trục g2, trong tiết diện mặt đầu g1

Quan hệ g như sau :

1/ Kết cấu của dao chuốt :

Ở đây ta lấy dao chuốt lỗ để nghiên cứu cấu tạo của dao

Dao chuốt gồm 7 phần: đầu dao, cổ dao l2 , côn chuyển tiếp l3, định hướng phía trước l4, phần cắt l5, phần sửa đúng l6, phần định hướng phía sau l7

Phần đẩu dao l1 dùng để kẹp dao và truyền lực

Phần cổ dao l2 và côn chuyể tiếp l3

Phần l4: định hướng phía trước dùng định tâm chi tiết trước khi cắt đồng thời để bảo vệ dao khỏi

bị quá tải do lượng dư ban đầu lớn

Phần l5 là phần cắt Làm nhiệm vụ cắt hết lượng dư Các răng cắt ở phần này có đường kính tăng dần giữa các răng cắt, một lượng là 2SZ SZ gọi là lượng nâng của răng dao chuốt Trên răng cắt có các rãnh chia phoi ( rãnh chia chia phoi ở răng sau và răng trước bố trí xen kẽ nhau) để chia phoi thành những đoạn nhỏ, do đó giảm biến dạng và lực cắt

Phần l6 là phần sửa đúng Nó có tấc dụng sửa đúng kích thước lỗ và tăng độ bóng bề mặt Trên đó

có khoảng 1¸8 răng, kích thước đường kính các răng sửa đúng đều bằng nhau và bằng kích thước lỗ muốn gia công Trên rằn sửa đúng không có rãnh chia phôi

Phần l7 phần định hướng sau, làm nhiện vụ định hướng chi tiết khi răng cuối cùng cuả dao chưa

ra khỏi mặt lỗ Mục đích là trành hư hỏng, bề mặt lỗ và gãy rãnh dao do chia tiết bị lệch

Trên toàn bộ dao chuối, phần cắt và phần sửa đúng là quan trọng nhất Độ chính xác và độ bóng của lỗ gia công chủ yếu là do kết cấu và hình dáng hình học của răng dao quyết định

IV- Thông số hình học của dao chuốt:

Do biến dạng của kim loại tăng khi cắt với sZ quá nhỏ làm giảm độ nóng và độ chính xác gia công Vì vậy không nên chọn sZ <0.02mm

γ

α

Để dễ dàng chế tạo người ta thường làm g phần cắt và phần sửa đúng như sau :g=50¸200 tuỳ thuộc vào tính chất của vật liệu gia công.

Nhưng trong thực tế dao chuốt chỉ được mài sắc lại theo mặt trước Do đó đối với răng sửa đúng không làm nhiện vụ cắt lượng dư thường làm g=00¸ 50 để đường kính của dao lâu bị giảm khi mài lại còn răng cắt thì g lớn hơn

2 Góc sau a:

Góc sau a ảnh hưởng lớn đến tuổi bền và kích thước cuả dao chuốt Vì vậy chiều dày lớp cắt khi chuốt rất nhỏ(0,02¸0,2)mm do đó dao mòn chủ yếu ở mặt sau Đáng lẽ phải chọn a lớn, nhưng như vậy thì đường kính dao chuốt giảm đi rất nhanh sau mỗi lần mại lại Cho nên ở răng dao chuốt góc sau athường nhỏ

+ Đối với răng cắt:a =2¸ 3030’

+ Đối với răng sửa đúng:a=10¸20

+ Dao chuốt ngoài :a=50¸100 vì nó có thể điều chỉnh kính thước gia công

3- Cạnh viền f:

để tăng tuổi thọ của dao chuốt , trên răng sửa đúng người ta làm cạnh viền f<0.2mm, trên răng cắt f<0.05mm phần cạnh viền mài bóng đến 10 để giảm ma sát với bề mặt gia công

Phần :Đặc điểm và kết cấu,profile của gia công răng

1 Khái niệm chung về bánh răng:

Bánh răng là chi tiết có răng dùng để truyền chuyển động quay bằng sự tiếp xúc lần lược các cặp răng ăn khớp với nhau Bánh răng thường dùng gồm có một số như sau:

- Bánh răng trụ dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau

- Bánh răng côn dùng để truyền chuyển động giữa hai trục cắt với nhau

- Bánh vít – trục vít dùng để truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau

Hai loại bánh răng trụ và bánh răng côn lại được chia ra làm hai loại là bánh răng nghiêng và bánh răng có răng thẳng

2.Các phương pháp và đặc điểm cuả quá trình gia công răng:

Bánh răng là một chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong truyền động cơ khí nói chung Hiện nay việc tạo hình bánh răng đạt độ chính xác yêu cầu , chủ yếu vẫn bằng phương pháp cắt gọt Đối với bánh răng môđun nhỏ có thể được tạo hình bằng phương pháp cán ( biến dạng dẻo ) và có những bánh răng có độ chính xác thấp có thể chế tạo bằng phương pháp đúc

P

Tuỳ theo yêu cầu sản suất, độ chính xác và kết cấu của bánh răng và người ta dùng các phương pháp cắt răng sau đây:

a Phương pháp chép hình:

Bản chất của phương pháp chép hình là profin răng của bánh răng được chép lại theo prôfin lưỡi cắt của dao, các dao dùng trong phương pháp này gồm có : dao phay đĩa môđun , dao phay ngón môđun , dao chuốt răng , đầu dao sọc răng…

Dùng dao phay đĩa môđun, dao phay ngón môđun có thể gia công dược bánh răng hình trụ và

hình côn răng thẳng cấp chính xác 9 và 10 Cũng có thể gia công được bánh răng hình trụ nghiêng dựa trên nguyên lý bao hình không tâm tích Tuy nhiên đó chỉ là tạo hình gần đúng, độ chính xác gia công thấp, vì prôfin của các dao phay đĩa môđun trong bộ dao không hoàn toàn tương ứng với prôfin bánh răng gia công cùng môdun và số răng của nó Ngoài ra việc phân độ làm quá trình cắt không liên tục, năng suất gia công thấp mà còn giảm độ chính xác gia công (về bước răng ) Tuy nhiên những nhược điểm trên, nhưng chúng vẫn được dùng trong sản xuất nhỏ và sửa chữa để gia công bánh răng chính xác thấp, vì có thể dùng trên các máy phay vạn năng có đầu phân độ

Trong phương pháp chép hình, dùng các dao chuốt răng, cần dao xọc răng thì độ chính xác gia công và công suất gia công đạt được cao, vì quá trình gia công bằng nhiều răng cắt đồng thời tuy nhiên cũng phải dùng nhiều dao chép hình này chỉ dùng trong sản hàng loạt lớn và sản xuất hàng khối

b.Phương pháp bao hình:

Bánh răng được gia công theo phương pháp này có thể đạt cấp chính xác 7-8 (bằng dao phay lăn răng và xọc răng ) và đạt cấp chính xác 5-7 (bằng dao cà răng mài răng) quá trình cắt liên tục năng suất gia công cao Phương pháp này dùng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt

Trong phương pháp bao hình prôfin bánh răng gia công được tạo nên trong quá trình là hình

bao các vị trí liên tiếp (các nhát cắt) của prôfin lưỡi cắt của dao.

c Đặc điểm của quá trình cắt răng:

Quá trình cắt răng theo phương pháp bao hình có một số đặc điểm sau:

- Tiết diện lớp cắt thay đổi theo chu kỳ trong thời gian gia công

- Những đoạn khác nhau trên lưỡi cắt chịu tải trọng khác nhau, vì kích thước lớp cắt ứng với từng đoạn lớp cắt khác nhau Cũng như do lớp cắt và lượng chạy dao đều khác nhau

- Trị số góc trước và góc sau thay đổi dọc theo lưỡi cắt của dao, cần lưu ý tránh hiện tượng ma sát ở các đoạn có góc sau nhỏ

Ngoài thông số hình học hợp lý cần phải đảm bảo độ chính xác prôfin lưỡi cắt khi mài lại

- Một số dao cắt răng phải thực hiện các chuyển động quá phức tạp khi làm việc

3Cắt răng bằng dao phay đĩa môđun:

a Dao phay đĩa môđun:

5 0

m

K C

ph = ω

Là loại dao định hình hớt lưng, prôfin răng dạng thân khai, prôfin của dao phay đĩa môđun chẳng những phụ thuộc vào môđun, góc áp lực mà còn phụ thuộc vào: số răng z của bánh răng được gia công

Để giảm bớt số lượng dao phay tiêu chuẩn ứng với mỗi môđun có một bộ dao phay( gồm 8 dao hoặc

12 dao) để đảm bảo gia công khoảng số răng từ 12 đến ¥ Dao phay đĩa môđun dùng trên các máy phay vạn năng.Sau khi phay xong một rãnh răng, dùng đầu phân độ để quay phôi đi một răng

b.Chế độ cắt:

- Chiều sâu phay t thường chọn theo môđun: t=2,25m

m=1¸6 tiến hành cắt một lần xong một rãnh răng

m=7¸12 cắt hai lần

m=14¸20 cắt ba lần

-Lượng chạy dao nphut1 đối với dao thép gió được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

Cs: Hệ số tính đến ảnh hưởng của vật liệu gia công

Kw : Hệ số điều chỉnh khi phay bánh răng nghiêng

m : Mô đun

Lượng chạy dao khi cắt thô bằng dao phay hợp kim cứng cho S = 0,1 – 0,2mm/răng Khi gia công thép thì Sv = 0,18 – 0,24mm/vòng

Tốc độ cắt khi dùng dao thép gió:

+Đối với quá trình cắt thô V= 25 – 30 m/ph

+Đối với quá trình cắt tinh V= 30 – 40 m/ph

Đối với dao hợp kim cứng, để phay thép chọn V = 160 – 200m/ph, va 2phay thô gang chọn V =

80 – 100m/ph

Thời gian gia công xong bánh răng được tính theo công thức :

Trong đó:

L1 là lượng cắt vào

t là chiều sâu phay

D là đường kính dao phay

l là chiều dài bánh răng

l2 là lượng thoát dao (2 – 3 mm)

z là số răng của bánh răng gia công

Sph là lượng chạy dao khi cắt m/ph

Sk là lượng chạy dao của hành trình chạy không

t là thời gian phân độ một răng ( t = 0,05 phút)

c Tuổi bền của dao:

z t S

z l l l S

z l l l T

k ph

) (

)

+ + + + + +

=

mm t D t

Dao phay đĩa môđun chịu mòn chủ yếu ở mặt sau Độ mòn cho phép theo mặt sau đối với dao gia công thô hS = 0,8 – 1mm, Đối với dao gia công tinh hS = 0,2 – 0,4mm.

Tuổi bền của dao thường chọn T = 150 – 180phút

4 Gia công bánh răng bằng dao phay lăn răng:

a Dao phay lăn răng:

Gia công bánh răng theo phương pháp phay lăn răng là sử dụng dao phay lăn răng Phương pháp này dựa trên nguyên lý ăn khớp giữa trục vít vô tận và bánh vít Trong đó trục vít là dụng cụ cắt có số răng ( số đầu mối ren) từ 3 – 5răng và có các rãnh để tạo mặt trước để thoát phoi và hớt lưng răng để tạo góc sau

Khi phay bánh răng trụ răng thẳng thì trục dao nghiêng với mặt đầu của bánh răng một góc g Góc g có giá trị bằng góc nâng ren của dao

Khi phay bánh răng trụ răng nghiêng có góc nghiêng của răng là b thì góc tạo bởi trục dao và mặt đầu của bánh răng là : b ± g Dấu âm (-) klhi dao bánh răng có cùng chiều xoắn, dấu (+) khi dao và bánh răng ngược chiều xoắn

Khi phay lăn răng cũng có thể thực hiện bằng một trong hai phương pháp là phay thuận phay nghịch (xem lại)

Khi phay có thể thực hiện tiến dao theo hai cách là tiến dao theo hướng trục và tiến dao theo hướng kính rồi tiến dao theo hướng trục

Răng dao gồm có hai lưỡi ở đỉnh răng và hai lưỡi cắt bên, mặt trước là mặt xoắn acsimet Góc trước và góc sau qui ước đo trong tiết diện thẳng góc với trục dao:

Đối với dao phay tinh chọn: g=00

Đối với dao phay thô: g=5¸100

Góc sau chọn: µ=10¸120

Góc sau quan hệ với lượng hớt lưng K bằng công thức sau:

Trong đó: D đường kính dao phay

Z số răng dao phay

Đối với dao phay lăn răng hợp kim cứng, khi mài sắc cần chừa một cạnh viền dọc lưỡi cắt với chiều rộng f=0.3¸0.8 mm và góc trước trên cạnh viền đó gv= -5¸100 khi gia công gang

5.Cắt răng bằng dao xọc răng:

α

z D

a Dao xọc răng và các chuyển động của dao xọc răng:

Nguyên lý của xọc răng cũng tương tự như nguyên lý phay lăn răng đó là sự lăn các răng của dụng cụ cắt theo các răng của chi tiết

Hình dạng của dao xọc răng có hai loại đó là dạng một bánh răng tròn xoay và dạng thanh hay còn gọi là dạng răng lược

Nguyên lý làm việc của dao xọc răng bằng dao xọc dạng tròn xoay được mô tả như trên hình sau:

Dao xọc (1) được nối với tanh trượt (2) Thanh trượt này chuyển động khứ hồi dọc theo trục của

nó nhờ cơ cấu culít (3) qua thanh (4) Cơ cấu culit (3) có khả năng điều chỉnh chiều dài hành trình của

thanh trượt (2) Dao và chi tiết có chuyển động ngược chiều nhau theo tỷ số truyền được xác định tuỳ theo số răng của dao và chi tiết:

Trong đó: nd – số vòng quay của dao

d

c c

d

z

z n

5

52

41

nc – số vịng quay của chi tiết

zc – số răng của chi tiết

zd – số răng của dao

Khi dao thực hiện hành trình chạy khơng thì gưãi dao và chi tiết cĩ chuyển động hướng kính để dao khơng ma sát vào bề mặt răng của chi tiết Chuyển động này nhờ vào cơ cấu (5) thực hiện

Xọc răng là phương pháp gia cơng thơ bánh tăng Năng suất của phương pháp này khơng cao

6 Mài răng:

Mài răng là là nguyên cơng gia cơng tinh để gia cơng các bánh răng cĩ yêu cầu chất lượng cao,

cĩ độ cứng bề mặt cao Mài răng thường sử dụng khi gia cơng các bánh răng cĩ mơđun từ 2 đến 10mm Năng suất khi mài răng thấp mà giá thành sản phảm lại cao nên chỉ sử dụng khi cần thiết

Bánh răng sau khi mài cĩ thể đạt cấp chính xác 6 đến 7 và độ bĩng bề mặt răng Ra = 0,32 – 1,25mm

Mài răng được thực hiện trên hai nguyên lý cơ bản đĩ là mài định hình và mài bao hình

a.Mài định hình:

Mài định hình là phương pháp gia cơng sử dụng đá mài cĩ biên dạng phù hợp với dạng răng của chi tiết Khi mài cĩ thể sử dụng một đá để mài một bên của cạnh răng sau đĩ mài cạnh bên cịn lại của một rãnh răng Nếu sử dụng đá mài cĩ biên dạng giống rãnh răng của bánh răng cần gia cơng thì khi mài sẽ mài cả hai cạnh bên của một rãnh răng

b Mài bao hình:

Mài bao hình sử dụng đá mài cĩ dạng giống như trục vít (giống dao phay lăn răng) Khi mài, đá chuyển động quay trịn cịn chi tiết (bánh răng) quay cưỡng bức theo một xích truyền động chính xác

Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào xích truyền động và phụ thuộc vào việc sửa đá mài

Mài bao hình bằng đá vít xoắn

Phương pháp bao hình có thể đạt độ chính xác cao và thường sử dụng khi gia công các bánh răng có môđun nhỏ.

7 Vê đầu răng:

Đối với những bánh răng di trượt để thay đổi tỷ số truyền, đầu răng thường được vê tròn hay vót nhọn để ra vào khớp dễ dàng

Khi vê đầu răng có thể dùng loại dao có dạng như hình sau, và thường thực hiện trên máy chuyên dùng

THIẾT KẾ DAO CẮT

CƠ SỞ ĐỂ THIẾT KẾ DAO CẮT.

I Sự cần thiết phải thiết kế dao cắt:

Trong quá trình công nghệ gia công cơ, dụng cụ cắt là yếu tố rất quan trọng, nó ảnh hưỏng trực tiếp và có tính chất quyết định đến chất lượng và năng suất gia công

Dao cắt có hợp lý thì chất lượng bề mặt gia công mới cao và cho năng suất cao; đồng thời dao

sử dụng được lâu, tức tuổi bền của dao sẽ cao

- Hình dáng lưỡi cắt của dao ảnh hưởng trực tiếp đến hình dáng chi tiết

- Vật liệu làm dao ảnh hưởng đến điều kiện cắt, năng suất gia công, tuổi bền của dao

- Kết cấu thân dao có hợp ly, thì điều kiện cắt mới được bảo đảm, các thông số cắt được bảo đảm trong quá trình cắt.

- Ngoài ra, các thông số phần cắt của dao còn ảnh hưởng đến điều kiện phát sinh nhiệt, ảnh hưởng đến lực cắt, tức ảnh hưởng đến kết cấu và độ cứng vững của máy, đồ gá

Do đó, việc lựa chọn con dao hợp lý cho từng trường hợp gia công cụ thể, là một điều vô cùng phức tạp và khó khăn Nó đòi hỏi người thợ phải có bề dày kinh nghiệm, cũng như kiến thức về nguyên lý cắt và một số yếu tố liên quan nhằm giúp người thợ biết tính toán, lựa chọn, chế tạo được con dao thật hợp lý trong quá trình sử dụng Có như vậy, mới bảo đảm được năng suất và chất lượng gia công cao

II Trình tự thiết kế dao cắt:

Thiết kế dụng cụ cắt bao gồm: việc xác định hình dáng và kích thước của nó, vẽ nên bản vẽ chế tạo và quy định các điều kiện kỹ thuật

Trên cơ sở yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ chi tiết gia công, đặc điểm về hình dáng kết cấu của chi tiết mà tiến hành thiết kế dao theo trình tự các bước sau :

a-/ Chọn và xác định sơ đồ cắt (sơ đồ phân bố tải trọng)

b-/ Chọn vật liệu phần cắt, phần thân, phần cán dao

c-/ Chọn thông số hình học phần cắt: góc trước,góc sau,góc nghiêng chính, góc nghiêng phụ, góc nâng lưỡi cắt, v.v

d-/ Xác định prô fin dao : việc tính toán hình dáng và kích thước của lưỡi cắt có thể bằng phương pháp giải tích, đồ thị hoặc kết hợp

e-/ Xác định (chọn hoặc tính) kết cấu dao và các thông số kết cấu

f-/ Vẽ bản vẽ chế tạo : thể hiện đầy đủ hình dáng, kích thước và các tiết diện

g-/ Quy định điều kiện kỹ thuật của dao (đây là mật lệnh của nhà thiết kế để đưa đến độ chính xác về chế tạo)

III Những chú ý khi thiết kế dao :

Khi thiết kế dao cắt, cần chú ý đến các điều sau đây :

a-/ Phần cắt của dao phải bảo đảm đủ độ cứng vững, sức bền và khả năng truyền nhiệt tốt ( điều kiện làm lạnh tốt)

b-/ Kết cấu thân dao phải bảo đảm độ cứng vững khi có lực cắt, bảo đảm việc gá kẹp dao lên máy nhanh chóng và chắc chắn

c-/ Đối với những dụng cụ cắt có rãnh thoát phoi phải bảo đảm yêu cầu :

Thoát phoi dễ dàng

Điều kiện cuốn phoi tốt

Đủ không gian chứa phoi

Đồng thời, phải bảo đảm độ bền của dao tốt

d-/ Bảo đảm tính công nghệ của dao được tốt

e-/ Chọn sơ đồ mài sắc dao hợp lý, mài lại dễ dàng và có khả năng phục hồi lại dao khi bị hư hỏng

IV Yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế dao cắt:

Nhằm bảo đảm các điều kiện như:

Chất lượng dụng cụ cắt

Độ cứng vững của dụng cụ

Điều kiện độ chính xác, độ bóng gia công

Những yêu cầu về chất lượng của dao, được quy định trong điều kiện kỹ thuật.(trên bản vẽ chế tạo dao chỉ ghi một số điều kiện kỹ thuật chủ yếu, còn các điều kiện khác cần ghi rõ trong thuyết minh)

Khi thiết kế dao, để quy định điều kiện kỹ thuật cho dao, nhà thiết kế phải căn cứ vào yêu cầu

về chất lượng dao, đồng thời phải chú ý đến khả năng kỹ thuật trong điều kiện thực tế sản xuất như : thiết bị, vật liệu, trình độ kỹ thuật của công nhân, dụng cụ kiểm tra, để từ đo, mới có thể đưa ra các điều kiện kỹ thuật hợp lý

Các điều kiện kỹ thuật chung bao gồm :

a-/ Quy định vật liệu làm dao : phần làm việc, phần thân

b-/ Độ cứng sau khi nhiệt luyện

c-/ Độ nhẵn: mặt trước, mặt sau, chuẩn định vị, chuẩn đo lường, chuẩn lắp ghép

d-/ Quy định các khuyết tật cho phép trên các bề mặt quan trọng: không có vết rạn nứt, vết cháy,v.v

e/-Dung sai các góc độ dao (a, g, j, )

f/- Sai lệch cho phép của các kích thước:

- Một số kích thưóc khác có ảnh hưởng đến việc định vị và kẹp chặt dao:

+ Đường kính lỗ gá, độ côn, độ ô van của lỗ gá

+ Độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu

+ Sự phân bố lưỡi cắt so với trục và hình dáng dao

g/- Ghi nhãn hiệu dao: cần ghi rõ :

- Tên hay ký hiệu nhà sản xuất

- Vật liệu làm dao (phần cắt)

- Các kích thước cơ bản

Mục đích để khi công nhân sử dụng không bị nhằm lẫn

h/- Điều kiện đóng gói, điều kiện thử nghiệm dao (phần này ghi trong thuyết minh, trong bản

vẽ chế tạo không ghi)

§Bài3-THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

I- Dao tiện định hình:

1- Khái niệm:

Dao tiện định hình sử dụng để gia công các bề mặt định hình tròn xoay, trong sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối, đặc biệt trên máy tự động và bán tự động So với dao tiện thông thường có các đặc điểm sau :

- Dao tiện định hình có hình dáng đường viền lưỡi cắt chính phù hợp với biên dạng bề mặt gia công

- Bảo đảm sự đồng nhất về hình dáng và chính xác về kích thước của chi tiết gia công, vì nó không phụ thuộc vào cấp bậc tay nghề của công nhân, mà nó phụ thuộc chủ yếu vàođộ chính xác chế tạo dao

- Cho năng suất cao, tuổi thọ của dao lớn (do lượng dư gia công thường nhỏ), mài sắc dao tương đối đơn giản hơn

2- Phân loại :

Dao tiện định hình có thể chia ra các loại sau đây :

+ Theo kết cấu : dao tiện định hình có thể chia ra dao hình tròn và dao hình lăng trụ

+ Theo cách gá tương đối của dao đối với chi tiết gia công có : dao định hình hướng kính và dao định hình tiếp tuyến

Dao hướng kính có hướng chạy dao theo hướng bán kính của chi tiết; còn dao tiếp tuyến chạy dao theo hướng tiếp tuyến với bề mặt gia công Dao định hình tiếp tuyến thường dùng để gia công những chi tiết chịu uốn kém, chiều cao hình dánh chi tiết không sâu

+ Theo vị trí trục dao và trục chi tiết gia công : có dao gá thẳng và dao gá nghiêng

3- Sai số hình dáng chi tiết khi tiện bằng dao tiện định hình:

Các chi tiết định hình, có biên dạng thường gồm những bề mặt nối kết với nhau như : mặt trụ, cone, cong , độ chính xác khi gia công phụ thuộc vào hình dáng kết cấu dao và cách gá đặt dao Ta sẽ nghiên cứu độ chính xác các bề mặt này, khi gia công bằng dao tiện định hình.

+Đối với dao lăng trụ :

- Khi gia công mặt trụ không có sai số : khi gia công chi tiết hình trụ, lưỡi cắt nằm ngang trên đường sinh của hình trụ (song song với trục của chi tiết) thì sẽ không có sai số trên chi tiết gia công

- Gia công mặt côn (nón) có sai số do cắt mặt cắt côn bằng mặt phẳng không đi qua đường tâm chi tiết :

Để tạo ra một hình nón trò xoay chính xác, ta cho một đường sinh cắt trục nón tại một điểm (O1) và hợp với trục một góc d, đường sinh này di chuyển luôn luôn tựa trên vòng tròn có tâm (O2) nằm trên trục nón

Trường hợp đường sinh đó không cắt trục nón mà chéo với trục nón một góc l , khi đường sinh

đó quay như trên thì sẽ tạo ra bề mặt Hyperbolloid tròn xoay

Dao tiện định hình lăng trụ do khi gia công mặt côn (nón) chỉ có một điểm cơ sở, mà lưỡi cắt chéo với trục của chi tiết, vì vậy bề mặt chi tiết nhận được là một bề mặt hyperbolloid lõm, có sai số D1

Cách khắc phục :

Chế tạo lưỡi cắt có dạng hyperbolloid lồi, điều này rất khó khăn không thể thực hiện được, Nâng lưỡi cắt lên một góc l , để cho lưỡi cắt trùng với đường sinh (lưỡi cắt có 2 điểm cơ sở), gọi là dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết,

Đối với bề mặt phức tạp, ta chia lưỡi cắt thành nhiều đoạn và đưa về dạng có đoạn cơ sở + Dao hình tròn :

- Gia công mặt trụ không có sai số

- Gia công mặt côn : có sai số như dao lăng trụ, nhưng lại có thêm sai số do sai số hình dạng lưỡi cắt khi chế tạo định hình gây ra :

Như ta đã biết, nếu dùng một mặt phẳng cắt qua trục một hình nón, thì ta luôn luôn nhận được đường sinh là đường thẳng Nhưng nếu ta cắt hình nón bằng một mặt phẳng không cắt qua trục hình nón, thì giao tuyến sẽ là một hyperbol

Trong thực tế, đối với dao tiện định hình hình tròn (dĩa), khi chế tạo, bản thân dao đã có dạng côn; mặt khác, do có góc trước g , nên khi chế tạo mặt trước của dao, ta đã cắt dao bằng mặt phẳng không qua tâm, mà cách trục dao một đoạn H nào đó Giao tuyến của mặt trước và mặt côn lúc này sẽ

là đường Hyperbol chớ không phải là đường thẳng Khoảng cách giữa cung hyperbol và đường thẳng

lý thuyết là sai số D2, đây là sai số tất mhiên do chế tạo Sai số này của dao sẽ gây trên chi tiết sai số D2 Vậy khi gia công bằng dao hình tròn thì chi tiết sẽ có sai số là:

D = D1 +D2Cách khắc phục : D1 như dao lăng trụ, còn D2 thì rất phức tạp, không khắc phục được (Hình IV-8.d)

4 So sánh dao lăng trụ và dao hình tròn:

a Dao lăng trụ:

+Ưu: - Do kẹp dao bằng rảnh mang cá nên độ cứng vững hơn cao hơn.

- Góc a có thể thay đổi được

-Độ bền lưỡi dao, thoát nhiệt tốt

-Độ chính xác cao hơn, sai số không đáng kể

+ Nhược:

- Chế tạo khó

- Không dùng để tiện lỗ được

b Dao tròn:

+ Ưu: - Có thể tiện ngoài và tiện lỗ.

- Chế tạo dễ vì dạng tròn xoay và mài dễ

+ Nhược:

- Khó kẹp chặt, đứng vững kém

- Góc a không điều chỉnh được ( vì phụ thuộc vào chiều cao H)

- Độ chính xác kém hơn

II Thiết kế dao tiện định hình:

1- Một vài định nghĩa:

+ Điểm cơ sở: là điểm nằm xa nhất đối với chuẩn kẹp, hay tâm của dao Đây là điểm để chúng

ta dựa vào đó chọn các góc độ căn bản của dao và tính toán các điểm khác Chọn như thế nào để các điểm khác của dao có thể làm việc được

+ Chiều cao hình dáng chi tiết: (hct) Là hiệu số các bán kính tại các điểm trên bề mặt chi tiết so với bán kính các điểm cơ sở

+ Chiều cao hình dáng dao: (hd) Là hiệu số khoảng cách giữa các đường viền của lưỡi cắt, đo trong tiết diện vuông góc với mặt sau của dao và song song vơí trục tâm của chi tiết

2- Thiết kế dao tiện định hình:

Trình tự thiết kế dao:

- Chọn loại dao (dựa vào kết cấu chi tiết, thiết bị gia công, điều kiện hiện có )

- Chọn vật liệu làm dao (tuỳ thuộc vào vật liệu gia công)

- Căn cứ vào vật liệu gia công để chọn góc trước g và góc sau a tại diểm cơ sở

- Tính chiều cao prôfin lớn nhất của chi tiết:

tmax = Dmax − Dmin

2 Căn cứ vào tmax chọn kích thước kết cấu dao (tra bảng trong các sổ tay thiết kế)

- Căn cứ vào các dữ kiện trên để xác định hình dáng lưỡi cắt (vẽ prôfin dao)

Một số bước cần lưu ý :

a- Chọn kích thước kết cấu của dao:

+ Kích thước kết cấu của dao tiện dịnh hình được xác định tuỳ theo chiều cao profin lớn nhất của chi tiết gia công (tmax), chiều dài kết cấu chi tiết có thể chọn theo các bảng sau:

+ Đường kính dao tiện lỗ định hình không được lớn hơn 0,75 đường kính của lỗ gia công

+ Chiều rộng lưỡi cắt của dao được chọn như sau:

Ld = Lct +a+b+cTrong đó:

- Lct : chiều rộng profin của chi tiết

+Sự cần thiết phải tính toán hình dáng dao:

Nếu lấy hình dáng chi tiết làm hình dáng dao thì chiều cao hình dáng dao bằng với chiều cao hình dáng chi tiết:

hd = hct Như vậy thì:

Điểm (1) dao gia công = điểm (1) của chi tiết

Điểm (2) dao gia công = điểm (2) của chi tiết

Trường hợp này thì :g = 0, a = 0 : dao không thể cắt gọt được

Vấn đề đặt ra là: Để dao cắt được kim loại thì chúng ta phải tạo ra trên dao có: g ¹ 0, a ¹ 0

Vậy hd ¹ hct do đó không thể lấy hình dáng chi tiết làm hình dáng dao mà phải tính toán hình dáng dao

Việc xác định hình dáng dao, tức xác định chiều cao hình dáng dao tại các điểm so với điểm cơ

sở được xác định trong tiết diện vuông góc với mặt sau của dao (N -N)

+ Thông số hình học phần cắt:

- Chọn góc trước và góc sau của dao tiện định hình ( bằng thép gió hay thép hợp kim dụng cụ) tùy theo vật liệu gia công và chiều dày cắt và chọn theo các sổ tay kỹ thuật Dao tiện định hình cắt với phoi mỏng, cho nên góc sau lấy lớn hơn so với dao tiện thường.

- Góc a: Dao tròn tạo bằng cánh gá dao có tâm cao hơn tâm chi tiết một đoạn

h = r.sina Với r: bán kính của dao ở điểm cơ sở

- Dao lăng trụ: a điều chỉnh được, do điều chỉnh dao theo đồ gá (a tạo nên do gá nghiêng dao theo tiết diện vuông góc với trục chi tiết)

- Góc a và g chọn theo các bảng thường là tại diểm cơ sở Còn a và g ứng với các điểm trên các bán kính khác nhau thì có trị số khác nhau

Càng gần chuẩn kẹp ( dao lăng trụ) hay càng gần tâm dao ( dao hình dĩa) thì a càng tăng và ngược lại góc g thì giảm Những điểm nằm cao hơn điểm cơ sở thì lấy g tăng lên và a giảm Nếu chọn điểm cơ sở không phù hợp thì a có thể giảm đến 0 và nhỏ hơn 0 Vì vậy nên kiểm tra lại a, nếu a quá nhỏ thì phải chọn lại điểm cơ sở

- Góc a tại điểm X bất kỳ có thể tính như sau:

+ Dao tròn :aX = y -gX + bX + Dao lăng trụ : aX = y - gX

X

X

r rx

+ Tính toán profin dao:

Để xác định biên dạng dao tiện định hình thường dùng 2 phương pháp: Phương pháp đồ thị và phương pháp giải tích

Phương pháp đồ thị cho nhanh chóng kết quả nhưng độ chính xác phụ thuộc vào hình vẽ Còn phương pháp giải tích chính xác nhưng lâu ( mất nhiều thời gian)

# Phương pháp đồ thị:

Dùng đồ thị để vẽ prôfin dao dựa vào hình dáng, kích thước chi tiết cho trước Theo phương pháp này, muốn tìm hình dáng luỡi cắt ta phải tìm mặt trước qua điểm cơ sở Giao tuyến giữa mặt trước với các vòng tròn của chi tiết, chính là hình dáng lưỡi cắt ở tiết diện trên mặt trước

Để tìm hình dáng chi tiết trên tiết diện vuông góc với mặt sau (hay tiết diện chiều trục), ta vẽ những đường sinh song song với đường sinh tại điểm cơ sơ, đã vẽ nghiêng một góc a

Cách vẽ :

+ Dao định hình lăng trụ :

Xác định điểm cơ sở : dựa vào hình dáng chi tiết

Chọn góc độ dao: a và g cho điểm cơ sở : dựa vào vật liệu gia công (tra trong các sổ tay) Qua điểm cơ sở, dựng đường thẳng (P) tạo góc g (P) sẽ cắt các vòng tròn biên dạng phôi tại các điểm (i’) Đó là những điểm của dao đề gia công các điểm (i) của chi tiết

Qua điểm cơ sở dựng đường sinh tạo góc a Từ các điểm (i’) dựng các đường sinh song song với đường sinh vừa dựng Ta có bề mặt sau của dao lăng trụ

Dựng mặt phẳng N-N vuông góc với mặt sau của dao lăng trụ và liên hệ với hình chiếu bằng

từ các điểm (i’) gióng xuống, ta vẽ được hình dáng dao

+ Dao định hình tròn (dao hình dĩa):

Xác định điểm cơ sở: dựa vào hình dáng chi tiết

Chọn góc a và g cho điểm cơ sở: dựa vào vật liệu gia công (tra các sổ tay kỹ thuật)

Vẽ 2 tia từ điểm cơ sở với góc tương ứng là a và g Tia g cắt các vòng tròn biên dạng chi tiết tại các điểm (i’).

Vẽ đường thẳng đứng cách bán kính lớn nhất của chi tiết một khoảng K = (3 ¸ 12)mm (có thể tra bảng), giới hạn chiều dài mài mặt trước của dao, đường này cắt tia g tại điểm B

Từ B kẽ đường phân giác góc w (tao bởi tia g và đường thẳng đứng vừa dựng) Giao điểm giữa đường phân giác với tia a là tâm O2 của dao

Từ tâm O2 lần lượt quay các vòng tròn có bán kính Ri = i’O2 Ta được các bán kính đường viền của lưỡi cắt chính: Ri

Xác định biên dạng lưỡi cắt trong tiết diện chiều trục N-N , ta vẽ được hình dáng dao với chiều cao prôfin dao đo trong tiết diện chiều trục ti bằng hiệu các Ri kế tiếp

Quan sát một chi tiết hình côn như hình vẽ :

Xác định chiều cao prôfin dao ở tiết diện trên mặt trước Ti : Đầu tiên xác định điểm cơ sở (1)

Chọn a và g , dựa vào vật liệu gia công

Tại điểm cơ sở xác định chiều cao hình dáng chi tiết lớn nhất :

t max = dmax − dmin

2 , từ tmax chọn đường kính dao tại điểm cơ sở và chọn các kích thước kết cấu khác (tra trong các sổ tay kỹ thuật)

Tính chiều cao prôfin dao ở mặt trước Ti :

Qua sơ đồ: từ các vòng tròn giới hạn kích thước chi tiết trên hình chiếu đứng, tại điểm cơ sở (1’) ta

dựng đường thẳng (P) tạo góc g (P) cắt các vòng tròn còn lại tại các điểm (i) (P) cách tâm O1 của chi tiết một khỏang A Theo phương (P) ta vẽ được các kích htước tương ứng B,C,Ti

Ta có :

A = r sin g

B = r cos g

C = ri cos gi Với : gi = A

cao hình dáng dao ở tiết diện mặt trước Ti nhân với cos (a + g)

+ Dao hình tròn :

- Chiều cao prôfin dao trên mặt trước của dao hình tròn (dao dĩa), cách tính theo các công thức như đối với dao lăng trụ

- Chiều cao prôfin dao ở tiết diện chiều trục được xác định theo các công thức sau:

Góc a ở dao tròn được hình thành do gá nâng tâm dao cao hơn tâm phôi một khỏang:

h = R sin a

Còn chiều cao mài dao H được tính :

H = R sin (a + g)