THIẾT KẾ THIẾT BỊ MÀI LƯỠI ĐAO CÁT TRONG GIA CÔNG ĐỒ GỖ

Để có được lưỡi dao "sắc" hợp với từng loại gỗ thì phải phụ thuộc rất lớn vào trình độ người thợ, chính trong công việc này để đạt được một độ sắc hợp lý người thợ phải mò mẫm và mài t

THIẾT KẾ THIẾT BỊ MÀI LƯỠI ĐAO CÁT

TRONG GIA CÔNG ĐỒ GỖ

Sinh viên thực hiện: f YY

HOANG HOA VINH

D6 tn tốt ngitiệp CHUYÊN NGÀNH MÁY LÂM NGHIỆP

Loi néi dau

Nhằm phục vụ cho ngành chế biến gỗ nói chung, và công nghệ chế biến sản xuất đồ mộc nói riêng, việc sử dụng các loại máy để sản xuất ra những sản

phẩm từ gỗ là điều rất cần thiết Nó thúc đẩy sản xuất, tăng năng xuất lao động,

tiết kiệm sức lao động

Tuy nhiên bên cạnh đó việc làm cho các bộ phận cắt gọt trong các loại

máy đó có lực cắt nhỏ, chất lượng mặt cắt tốt (dao sắc) là rất cần thiết trong quá trình chế biến sản xuất đồ gỗ

Những lưỡi dao, cắt gỗ trong quá trình làm việc có bị hao mòn dân dẫn tới đao cùn, lực cản cắt tăng lên làm giảm năng xuất và chất lượng gia công Để dap ting được với yêu câu mài lại chúng, mài lại lưỡi cắt khi dao "cùn” từ trước

tới nay, trong thực tế được mài lại nhờ người thợ có kinh nghiệm Để có được

lưỡi dao "sắc" hợp với từng loại gỗ thì phải phụ thuộc rất lớn vào trình độ người

thợ, chính trong công việc này để đạt được một độ sắc hợp lý người thợ phải mò

mẫm và mài theo kinh nghiệm và dẫn đến góc mài không ổn định

Được sự phân công làm để tài tốt nghiệp khoá học (1996 - 2000) của

“Trường Đại học Lâm nghiệp

Khoa: Công nghiệp và phát triển nông thôn miễn núi

Bộ môn: Máy lâm nghiệp

Và dưới sự hướng dẫn của thây giáo Vũ Nguyên Huy tôi tiến hành báo cáo

với dé tài: "Thiết kế thiết bị mài lưỡi dao cắt trong gia công đồ gỗ"

Trải qua quá trình làm việc khẩn trương và nghiêm túc và dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Vũ Nguyên Huy đến nay bản báo cáo tốt nghiệp đã

hoàn thành.

“2â án tốt nghiệp CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô trong khoa

Công nghiệp và phát triển nông thôn và thầy cô giáo trong trường đặc biệt là thầy Vũ Nguyên Huy Người trực tiếp hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện

và hoàn thiện bản báo cáo này

Do thời gian có hạn và lần đâu tiên tiếp xúc làm quen với thực tế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy giáo, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản báo cáo được

hoàn thiện hơn

Xuân Mai, ngày 1Ô tháng 6 năm 2000

Hoàng Hoa Vinh

2À da lil aghitp CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

PHAN I:

DAT VAN DE

1 XU HUGNG PHAT TRIEN SAN XUAT BO GỖ,

Gỗ là một trong những loại vật liệu được con người biết đến và sử dụng từ

lâu Gỗ vẫn được con người yêu thích trong sử dụng và nhu cầu về đồ dùng bằng

26 cling ngay cing tang Song song với việc phát triển của đời sống xã hội, các sản phẩm từ gỗ nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người cũng không

ngừng phát triển Các sản phẩm được làm từ gỗ (gọi chung là đồ mộc) có nhiều

loại, có nguyên lý và kết cấu rất đa dạng và phong phú được sử dụng vào nhiều

mục đích khác nhau trong đời sống con người

Hiện nay, trên thị trường trong nước và ngoài nước đồ gỗ là một trong những mặt hàng có giá trị rất cao và rất được ưa chuộng Bởi vì, dùng đồ gỗ để

trang trí nội thất thì sẽ thể hiện phong cách của con người, thể hiện sự sang trọng,

trong gia đình Đồ gỗ có rất nhiều ưu điểm Đồ gỗ có thể dùng lâu dài và bên, giá thành không cao và có nhiều khả năng thay thế

II NHỮNG DỤNG CỤ THƯỜNG DÙNG TRONG GIÁ CÔNG ĐỒ GỖ,

Quá trình gia công đô gỗ vốn có từ khi con người biết dùng đồ dùng bằng

gỗ, có sơ chế để lao động tự vệ ở nước ta, khoảng 3-4 nghìn năm trước công nguyên đã có những công cụ cat gọt gỗ bằng đá về hình dạng khá hoàn chỉnh Tuy vay khoa học gia công gố mới có thực sự vào cuối thế kỷ 19 và đến nay đã

phát triển theo ba thời kỳ: thời kỳ sơ khai về lý luận vào nửa cuối thế kỷ 19 thời

kỳ phát sinh các hướng để nghiên cứu quá trình gia công vào đầu thế kỷ 20 Giai

đoạn hiện nay thời kỳ phát triển rộng tãi và sâu sắc các hướng để nghiên cứu quá trình gia công gỗ.

CHUYÊN NGANH MAY LAM NGHIỆP

Sản phẩm hoặc bán sản phẩm của quá trình gia công đồ gỗ có các dạng

chính sau: dạng nguyên khúc tròn, chỉ cất theo kích thước độ dài, dạng hộp

vần qua cưa xẻ, qua các khâu gia công sơ chế, tỉnh chế tạo thành các sản phẩm

mộc (các hàng mộc gia đình học cụ )

Trong quá trình sơ chế và tỉnh chế để tạo thành sản phẩm mộc ta có thể

dùng nhiều dụng cụ trong giai đoạn này: như bào, đục, lạng, Những dụng cự này quyết định đến sản phẩm mộc và quyết định năng suất cho người lao động

Tất cả như giá trị, hiệu quả kinh tế đều phụ thuộc vào các dạng của các công cụ

và khả năng làm việc của người thợ Nhưng quan trọng nhất vẫn là các loại cong

cụ gia công đồ mộc Đối với những dụng cụ đã nêu ở trên để quyết định một dụng cụ có thể sử dụng được trong gia công đồ mộc thì phải kể đến các thông số

kỹ thuật của chúng Ví dụ: đối với lưỡi bào ta phải xác định được đồ từ của lưỡi

cắt, góc mài, góc cắt, những thông số này quyết định khả năng làm việc của

mỗi dụng cụ

Để thực hiện được quá trình gia công gỗ bằng cơ giới trong thực tế cần giải quyết nhiều vấn để các thông số cơ bản ban đầu: (Lực, công suất, mối tương, quan giữa các thông số) dựa trên những thông số này để tính toán thiết kế mới, cải tiến công cụ, máy móc thiết bị, giải quyết các quá trình gia công tính toán kinh tế thiết kế mới Ngoài ra có thể từ những thiết bị cho trước như máy móc, thiết bị, công cụ gia công đồ gỗ cần xác định chế độ gia công hợp lý để đạt được

năng suất cao nhất, hao tốn ít nhất về nguyên vật liệu Mà thành phẩm đạt chất lượng cao nhất hoặc theo yêu câu cho trước Những vấn dé này có liên quan mật

thiết với nhau và là thể thống nhất của 2 quá trình chế tạo và sử dụng Từ đây ta thấy rằng khoa học cắt gọt gỗ có những nhiệm vụ rất quan trọng trong việc xác

định mối tương quan giữa các yếu tố của 3 đối tượng Vật liệu gia công, công cụ

cất gọt và máy Ngoài ra khoa học cắt gọt gỗ phải tìm các biện pháp gia công

mới, khoa học hơn để đạt được kết quả cao hơn về năng suất, chất lượng, ứng

dụng vào thực tế sản xuất để tao ra sản phẩm mới.

D6 an lt aghiép CHUYÊN NGANH MAY LAM NGHIEP

Song song với việc cải tiến chế tao dụng cụ việc sửa chữa hàn mài lưỡi cất

là một vấn đề rất cơ bản và cấp thiết hiện nay trong việc chế tạo sản phẩm đồ mộc đồng thời là nhiệm vụ khó thoái thác của ngành công nghiệp rừng

Việc mài lại các lưỡi cắt, các dụng cụ trong sản xuất đồ mộc hiện nay đang là một vấn đề rất cấp thiết và cần được quan tâm đến đối với các nhà xưởng chế biến, sản xuất đồ mộc Một nhiệm vụ quan trọng trong khoa học công

nghiệp rừng

Ta biết rằng, để từ một khúc gỗ mà trở thành một sản phẩm mộc có giá trị

trong đời sống hàng ngày thì người thợ mộc phải trải qua nhiều giai đoạn Từ

giai đoạn sơ chế đến tỉnh chế mà biến thành sản phẩm thì người thợ phải biết tưởng tượng những hình dạng trước sau đó tiến vào bước cắt gọt

Cất gọt ở đây là một quá trình công nghệ nhờ tác dụng trực tiếp của dao

mà phôi được phân chia để nhằm tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước

cho trước Vì vậy dụng cụ cất gọt có một vai trò rất quan trọng trong quá trình

cắt gọt Nó quyết định tình dạng, tốc độ, và hình dạng của từng sản phẩm Nếu

giả thiết dụng cụ là một lưỡi đao bào thì ta thấy rằng ngoài những yếu tố như

tực, và người thợ ra thì các thông số góc như độ tù, góc mài, góc trước của lưỡi đao cần phải đạt yêu cầu Tuy nhiên, gỗ cũng là một yếu tố quan trọng trong việc

cất gọt nhưng dựa vào đặc điểm của từng loại gỗ ta có thể khác phục được

Nhưng đối với các thông số của lưỡi đao thì đây là những thông số cố định đã

được chế tạo sẵn Vì vậy rất khó xác định góc mài hợp lí Trong vấn đề này cần xác định quá trình tạo phôi của L lưỡi cat

III XÉT NHỮNG TÍNH CHẤT CỦA GỖ CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ©

GỌT

Gỗ là đối tượng gia công của ngành chế biến gỗ bằng cơ giới Gỗ có

những tính chất đặc thù của nó Vì vậy để hiểu được các hiện tượng xảy ra trong quá trình cất gọt gỗ chúng ta xét những tính chất chính của gỗ có ảnh hưởng đến quá trình cất gọt

“8Ä án tốt nghiệp CHUYÊN NGÀNH MÁY LÂM NGHIỆP

Ngày nay trong quá trình sử dụng gỗ, ngoài dạng gỗ tự nhiên người ta còn tạo ra các loại gỗ khác (gỗ ép, nén, van dam, ván dán v.v ) gọi chung là gỗ nhân tạo Những loại gỗ này có đặc điểm riêng khác loại gỗ thường ở đây ta chỉ xét những tính chất chính của gỗ tự nhiên

a) Nếu xét về cấu tạo tế vỉ của gỗ thì tế bào gỗ và các thành phân trong

gỗ như tra kê ít, ống dẫn nhựa, ống dẫn sợi libri-foma thớ gỗ, vòng năm tất cả đêu có sự ảnh hưởng tới quá trình cắt gỗ Và có thể nói rằng quá trình cắt gọt gỗ cũng chịu ảnh hưởng trực tiếp của cấu trúc, hình dạng, kích thước của tế bào gỗ

và nó cũng ảnh hưởng tới bể mặt gia công, có lơi cho trang sức bề mặt hoặc tăng

thẩm mỹ hàng mộc

b) Ngoài ra ta xét đến tính chất lý học của gỗ

Ở đây ta chỉ xét đến những tính chất lý học chủ yếu của gỗ ảnh hưởng đến quá trình cất gọt

+ Độ ẩm: Độ ẩm của gỗ cũng ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt Ví dụ nếu

độ ẩm W = 5% gỗ thông có ứng xuất nén 9.10? N/cm? Nếu tăng độ ẩm đến 30%

ứng xuất nén của chúng chỉ còn 2.10? N/cm° Tức là tăng hay giảm độ ẩm có thể

biểu hiện theo công thức sau đây:

Ay = 10" = bya (@) Trong đó: A„ độ cứng của gỗ (N/mm?)

a¿Ð là hệ số

w: độ ẩm của gỗ

Từ công thức (1) ta thấy rằng mức thay đổi ứng xuất uốn khá nhanh khi độ

ẩm thay đổi từ 6 - 20% Theo Xapkốp thì khi độ ẩm từ 6% =» 30% ứng xuất uốn

tính giảm nhanh Nhưng sau đó có thể xem như không đổi Nếu lấy ứng xuất phá

huỷ của gỗ khô là 100% thì gỗ ướt chỉ còn 57% Đồng thời thay đổi ứng xuất thì khả năng đàn hồi của gỗ cũng thay đổi Nếu gỗ khô bị gãy lúc chúng bị uốn đạt

Dé

"đốt nghiệp ` CHUYÊN NGÀNH MÁY LÂM NGHIỆP

độ võng là 20mm thì gỗ ướt đạt độ võng tới 30mm Trong nhiều trường hợp thì khả năng đàn hồi có thể táng độ ẩm Nếu gỗ khô bị phá huỷ ở khoảng đàn hồi

0,4mm thì gỗ ướt có thể đạt tới 2mm Như vậy khi tăng độ ẩm khả năng đàn hồi

của gỗ tăng lên Qua đây ta thấy rằng độ ẩm có ảnh hưởng lớn đến quá trình cắt gọt song cho đến nay vấn dé này vẫn chưa được nghiên cứu đây đủ

Ngoài ra, khối lượng của gỗ nhiệt độ của gỗ và tính chất cơ học của gỗ cũng chịu ảnh hưởng tới quá trình cắt gọt gỗ

Kết luân: Gỗ là loại hình dạng vật liệu phong phú và đa dạng nên xuất

hiện nhiều lực cản cắt khác nhau, thích hợp loại lưỡi cất Ta đi đến việc xét vẻ đao cất gọt gỗ

©) Quá trình cat got:

Trong quá trình cắt gọt công cụ có một vai trò quan trọng đặc biệt Vì

công cụ trực tiếp tạo ra mặt gia công của thành phẩm Nếu chất lượng công cụ

không tốt thì ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đến năng xuất lao động Do

đó, một công cụ được chế tạo ra phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản nhất định: Gia công với năng suất cao, chất lượng gia công tốt (độ chính xác độ nhin

bề mặt gia công có khả năng chống hao mòn, đảm bảo yêu câu tuổi thọ lớn an toàn lúc làm việc, dễ chế tạo, dễ lắp ráp gọn nhẹ, đơn giản Tất cả những điều

này có đáp ứng được hay không chính là do chọn đúng vật liệu Chế độ nhiệt luyện thích hợp, chọn đúng thông số góc, kích thước, thiết kế đúng dạng của nó

Tính toán đảm bảo độ bền vững, độ cứng vững, các hầu chứa phôi đảm bảo đúng, yêu cầu Sau đây ta lại xét đến quan hệ giữa dao và gỗ trong quá trình cắt gọt

Gia sit dao A cat phôi B tạo phôi C Theo hình vẽ trong trường hợp này

phôi đứng yêu dao chuyển động với tốc độ theo chiều mũi tên

Để xết dang đao chuyên động của dao cất và của phôi chúng ta để ý đến

ba mat phẳng

“9â án tốt nghiệp 'CHUYÊN NGÀNH MÁY LÂM NGHIỆP

Mat phẳng cắt là mặt phẳng được tao ra do kết quả chuyển động của dao

cất, cắt ra từ phôi một lớp gỗ gọi là phôi, rất dễ hiểu là mặt phẳng đó nằm trên quỹ đạo chuyển động của mũi dao cắt Trong trường hợp phôi và dao đều có CÐ' thẳng hoặc đều thì mặt cất là mặt phẳng Nếu một trong 2 chuyển động có chuyển động không đều hoặc cong thì mặt cắt tạo ra sẽ là mặt cong mặt phẳng

thứ hai là mặt phẳng chuyển động, tức là mặt phẳng song song với hướng chuyển

động của đao và vuông góc với mặt phẳng cắt Cuối cùng là mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng cắt và đi qua cạnh cắt Theo hình vẽ ta thấy mặt phẳng cắt có

ha phân: phần aa, q,q là phân đã được tạo thành, còn phần a,a ff, là phần sắp

được tạo thành Còn mặt phẳng cc,d,d là phần mặt cắt được tạo ra do lần cát

trước, phần vật chất được giới hạn giữa 2 mặt phẳng đó gọi là phôi Vậy dạng hình học của phôi được xác định bằng kích thước của phần vật chất giới hạn giữa

Db du tot ngidệp CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

Trong thực tế L, H, B cũng khác với giá trị do ban đầu do hiện tượng biến dạng của phôi Xét về mặt hình học phần cắt gọt của dao có 4 mặt và 5 cạnh mặt phẳng aa,b,b là mặt mà trong quá trình cắt gọt, phôi trượt theo nó khi tạo thành gọi là mặt trước Mặt aa,c,c đối xứng với mặt trước, trong quá trình cắt gọt được tiếp xúc với mat cất gọi là mặt sau Còn 2 mặt abe va a,b,c, gọi là mặt bên

Đường thẳng aa,, đường giao tuyến giữa 2 mặt trước và mặt sau gọi là cạnh cắt

cạnh ab và a,b, là cạnh bên trước cạnh ac và cạnh a,c, là cạnh bên sau

Dạng hình học của dao cắt còn được xác định theo các thông số góc Góc

cắt ỗ là góc được tạo thành giữa mặt trước của dao cắt và mặt cắt góc < 315 góc

sau ơ là góc được tạo thành giữa mặt sau của đao cắt và mặt cắt góc < 415 Góc

trước y là góc được tạo thành giữa mặt trước và mặt phẳng vuông góc với mặt cắt

đi qua cạnh cắt chính của dao cắt góc < 213 Góc mài j là góc tạo thành giữa

mặt trước và mặt sau của dao cắt góc < 314

Theo hinh vé ta có:

8=B+ơ 8+y=90 Trong trường hợp cả chuyển động cắt gọt và chuyển động ăn dao khi cắt

Dé án CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIỆP

S=5t 06

y=y‡+tŒ Trong trường hợp cất gọt gỗ tốc độ cắt V lớn hơn nhiều so với tốc độ an

dao U thì góc œẹ không đáng kể Ngược lại trong một số trường hợp tốc độ cắt V

không lớn lắm so với tốc độ ăn dao œ„ có thể đạt đến 3° + 85 Ví dụ như trong

khoan, cưa sọc vì vậy lúc xét các thông số của dao cat không nên xét ở trạng thái

tĩnh mà phải xét ở trạng thái động

* Xét cấu tạo tế vỉ của dao cắt

Trước đây người ta vẫn cho rằng mũi dao cat là ¡ đường thẳng tức là đường giao tuyến mặt trước và mặt sau của dao cắt Song thực tế trong quá trình mài và làm việc của công cụ dù là kỹ thuật mài có tỉnh xảo đến mấy mũi cắt công cụ trước hay sau lúc đã cắt gọt không bao giờ là L đường thẳng cả mà là

một mặt cong Đó là mặt cong chuyển tiếp giữa mặt trước và mặt sau của dao

cất Đó là quan điểm hiện đại về cấu tạo tế vi của dao cắt và người đầu tiên phát

hiện ra cấu tạo tế vi này của mũi cát là kỹ sư Kalinhin RM

Để đặc trưng cho mặt cong của mũi dao cắt người ta đo đường bán kính

thường đo bằng MK Độ tù nhỏ nhất có thể đạt tới trong tình hình kỹ thuật hiện

nay là P = 6 + ISMK Độ tù có ý nghãi quan trong trong quá trình cắt gọt cả về mặt chất lượng gia công động lực học và cả về mặt lý học Vì vậy đường bán

kính P„ được đặc trưng cho khả năng cắt gọt của công cụ thường gọi là độ sắc

hay độ tù của dao cắt

Theo phé tiến sỹ Rưbancô nếu độ tù lúc mới mài là P = I5MK thì sau I

thời gian làm việc với quãng đường cắt gọt (tính theo chiều dài tiếp xúc giữa gỗ

và dao là 1000m)

10

“9ä án tốt ughiép CHUYÊN NGÀNH MÁY LÂM NGHIỆP

Đối với gỗ giẻ độ tù sẽ tăng đến P, = 30MK Tức là chỉ tăng gấp 2 lần độ

tù ban đầu Nếu xét về mặt trị số lượng tăng đó không là bao Nhưng công suất

cat got ting tir N = 1,2KW => N = I,8KW Đồng thời với hiện tượng tăng công xuất này thì chất lượng gia công cũng giảm xuống rõ rệt

Qua đây ta thấy rằng: Nếu dao mất độ sắc tức là dao mất khả năng cắtgọt, đao bị tà, quá trình cắt gọt trở nên xấu đi lực tăng lên, chất lượng gia công giảm xuất,

* Xét lực tác dụng lên mũi cat P, va luc tác dụng lên mặt trước của dao cắt

mà đặc trưng là ứng xuất K„ theo hình vẽ

II

D6 Gn tt aghiép CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

Xét 2 thành phân lực Lực tác dụng lên mũi cắt P, và lực tác dụng lên mặt trước của dao cất mà đặc trưng là ứng xuất K, Chiếu các thành phân lực đó lên đường phân giác của góc B của dao cắt ta có:

UYÊN NGÀNH MÁY LÃM NGHIỆP

Theo kết quả của nhiều nhà bác học trong phương trình trên chỉ có Pụ là

phụ thuộc vào độ trì P Lực đó càng lớn thì P càng lớn (nếu P = 0) và P là lực tác

dụng lên mũi cất ở độ tù P nào đấy thì chúng ta có thể thể hiện chúng qua mối

kính của mũi cất Từ công thức này ta có thể xác định được thông số góc thích

hợp của công cụ, chọn vật liệu của dao cất cho các dạng cat gọt

4) Sự ảnh hưởng của các yếu tố thuộc về dao cắt

* Ảnh hưởng của góc sau

Góc sau ơ là góc dược tạo thành giữa mat sau của dao cắt và mặt cắt Nếu góc sau thay đổi sẽ làm cho độ cứng vững của dao thay đổi (nếu góc trước không đổi) giá trị góc sau quá lớn sẽ làm cho dao cắt mất độ cứng vững dễ bị dao động với tần số riêng của nó Nhiều trường hợp gây ra mẻ dao cắt, lực cất tăng lên chất lượng giảm xuống Ngược lại, góc sau quá nhỏ sẽ làm tăng lực tiếp xúc giữa gỗ với mặt sau của dao Nhiệt độ nung nóng dao tăng lên và độ cứng vững cũng

CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

giảm xuống, tốc độ hao mòn tăng, tuổi thọ của dao sẽ rút xuống, Dưới đây là

biểu đồ trình bày mối liên hệ giữa lực và góc sau khi thay đổi góc sau cả 3 thành

phầan đều thay đổi Trong thực tế giá trị góc sau cho từng, trường hợp đều được

chọn trước Vì vậy lúc gia công cắt gọt góc sau có thể xem như cố định tuyệt

đối

Xét về động lực học thì góc sau tốt nhất là nằm trong phạm vi 10° + 15° Trong một số trường hợp đặc biệt theo yêu cầu của công nghệ thì có thể giảm

thấp hơn

4 ng - 2Ù 50 10

* ảnh hưởng góc Y (góc trước, góc cắt , góc mài PB)

Nếu chọn góc sau cố định, khi thay đổi góc trước chính là thay đổi Š và góc mài J Vì vậy xét ảnh hưởng của góc trước y đồng thời cũng là xét ảnh hưởng của góc cất ö và góc mài J đến lực và chất lượng Khi thay đổi góc trước, lực ở mặt trước mũi cát thay đói còn lục tác dung lên mặt sau không phụ thuộc

vào góc trước Khi tăng góc trước y trong giới hạn y < 30° luc sé giảm do áp lực lên mặt trước dao nhé dan và do đó lực cắt ma sát ở đây cũng giảm Như vậy khi

góc y quá nhỏ thì quá trình cất xây ra khó khăn hơn Nếu tiếp tục tăng góc trước

đến một giới hạn nào đấy lực cất lại có xu hướng tăng lên Vì đó khi góc trwocs

quá lớn sẽ lầm cho góc mài giám đi độ cứng của giao giảm đi gây ra dao động

in tat nghiép CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

theo bảng dưới đây hệ số a; chỉ nhân với thành phần tỷ xuất lực ở mặt trước dao

cất lực ở mũi cắt thay đổi không đáng kể khi thay đổi y

Bang 01: Hệ số a, ở các trường hợp góc gap thé ọ khác nhau

# Như ở phần trước ta đã nói đến độ tù của mũi cắt và theo Dosêvôi và

Voterre Sensky lập được phương trình tính độ tù P

P= 3P ( tn)

8 8| sin/Ø/s

Và lập được phương trình ứng suất do ngoại lực gây ra trong mũi cất

ee ee 2° sn 8/2 oD) sin gi +) sin 2

~ Pig?(45°=f/4) -

ơ=—

Từ đấy ta thấy rằng lực tác dụng lên mũi cắt phụ thuộc vào độ tà P khi

thay đổi độ tù P Sẽ làm thay đổi lực cắt mà độ tù P luôn thay đổi khi góc mài

của lưỡi cắt thay đổi Tức là nếu sau một thời gian cắt gọt độ tù P thay đổi =

15

Dé du tot agh CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

góc mài cũng thay đổi và để khắc phục lại lưỡi đao ta chỉ có thể thay đổi góc mài

J mà vẫn giữ nguyên các thông số góc khác Theo phương pháp này thì lưỡi cắt vấn được sử dụng hợp lý mang lại hiệu quả kinh tế ổn định

Vậy để khắc phục lại được khả năng cắt gọt của dao ổn định thì mục đích

của tù là vẫn gia công lại lưỡi dao với mục đích xác định lại góc mài của lưỡi

đao mà trước đó đã chế tạo ổn định

Để khắc phục lại góc mài ƒ theo đúng như giai đoạn đầu thì phương pháp

không hẳn là mài hết được các loại lưỡi đao mà để làm được điều naỳ ta có thể

thay đổi lại một số loại bàn gá hoặc thêm vào thiết bị một số chỉ tiết thì thiết bị maì có thể mài được nhiễu loại Như vậy đồ án này sẽ là cơ sở ban đâu để từ đây

ta thiết kế được một máy mài vạn năng Phục vụ cho ngành công nghiệp rừng

điểm và phương pháp mài các công cụ này

1 MỘT SỐ DẠNG CẮT GỌT CHUYÊN DÙNG TRONG GIA CÔNG ĐỒ GỖ HIỆN

NAY

- Bào, lạng gỗ: Đây là dạng cắt gọt chuyên dùng, trong đó mặt gia công

trùng với mặt cắt do đó tiết diện ngang của phôi có hình dạng chữ nhật Quá

trình cắt gọt chuyên dùng này có thể có 2 trường hợp Trường hợp thứ nhất phôi

là thành phẩm, phần còn lại của phôi là thành phẩm

Về nguyên lý bào, lang có thể có 2 trường hợp, trường hợp 1 Gỗ chuyển

động, dao đứng yên, trường hợp 2 đao chuyển động, gỗ đứng yên cả 2 trường hợp, chuyển động cắt có dạng chuyển động tương đối thẳng

Quá trình này có thể thực hiện ở dạng: Cắt dọc thé gỗ (lạng dọc) cắt bên (lạng bên) Trong trường hợp chuyển động cắt gọt là chuyển động thẳng góc gặp thớ sẽ không đổi, trong trường hợp chuyển động cắt có dạng xoay tròn góc gặp thớ có thay đổi tuy không lớn lắm

Dựa vào những khái niệm trên ở dạng cất gọt chuyên dùng này có mấy

trường hợp sau đây cạo nhãn, bào nhãn, sát ván, gia công phôi cho ván dam

Theo các dạng cất gọt, chuyên dùng trên Để hiểu rõ thêm về các lưỡi dao

ta xét về đặc điểm của bào nhẫn

Bào nhần là một quá trình cat gọt chuyên dùng, phôi tạo ra có chiều dày nhỏ, tiết điện ngang vào dọc đều có dạng hình chữ nhật mặt cất bao giờ cũng

trùng với mat gia công Chiều rộng của phôi bằng chiều rộng vật cất Mục đích

của quá trình này là làm cho bề mặt gia công đạt độ nhẩn nhất định thay cho quá

trình đánh nhắn

Để thực hiện bào nhẫn, thường dao đứng yên, gỗ chuyển động, do gắn vào bàn và nhô lên khỏi mặt bàn 0,5 + 07mm Trong giai doạn đâu tạo phôi ở bào nhan để tránh hiện tượng nút trước, hiện tượng xước thớ gỗ, góc cắt phải nhỏ, ồ

= 22° + 18° Dao dé bị biến dạng, dễ gãy, để đảm bảo độ cứng vững của dao góc

B được tăng dân và có tạo như hình vẽ Với géc B = 18° + 20° làm như vậy phôi

sẽ bị bể gấy sớm Giai đoạn 2, giai đoạn nứt trước trong cắt dọc, hoặc xước sâu

xuống mặt gia công sẽ không xuất hiện làm tăng chất lượng bề mặt Dao bào

nhấn kiểu như vậy có kích thước theo kiểu sau:

L=B„+a

G day: L: Chiêu dài dao

Bra : Chiều rộng của chỉ tiết a: Lượng dự trữ (50 + 60)mn1 Cấu tạo dao bào nhẫn:

Chiều dầy dao từ 2 + 5mm Chiều rộng dao từ 60 + 150mm mài công cụ kiểu này thường tiến hành theo 3 bước

D6 đu tốt nghiétp CHUYÊN NGÀNH MÁY LÂM NGHIỆP

Bước một mài đạt độ vát nhất định Cả 2 phía trước và sau thường thực

hiện trên máy mài 2 đá mặt lệch, bước 2 là bẻ cong mũi dao nhờ máy nén có cơ

cấu lệch tâm

Cũng có thể thay thế bằng 2 đá mặt lệch tâm, khoảng lệch tâm khoảng từ

15 + 20mm Bước 3 là bước mai tinh độ bóng mài V9 - V10 không cong, quan mũi Đối với quá trình chuốt phôi cho ván sợi ván dăm, vẫn dùng lưỡi dao

thường không cần uốn cong

Quá trình mài lưỡi dao bào nhãn

70mm!

* Xét dang dao tién va dao bóc go

Tiện và bóc là 2 dạng cắt gọt chuyên

Dùng và mặt động học chúng có điểm gần giống nhau

Song mục đích công nghệ khác nhau Trong tiện phôi được tạo ra là phế liệu phần còn lại là thành phẩm, trong bóc thì ngược lại phôi tạo ra là thành

phẩm, phần còn lại của phôi là phế liệu

Trong tiện sản phẩm tạo ra có dạng tròn xoay, mặt cắt dọc là dạng trụ tròn

xoay, hình nón, hình có mặt cong hoặc những mặt lồi lõm phức tạp, song tiết

điện ngang của sản phẩm bao giờ cũng có dạng tròn xoay

19

Dé tn tot nghiệp,

CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

Trong tiện thường có 2 dạng Tiện dọc trục và tiện ngang trục

Về nguyên lý chuyển động trong tiện, có thể là gỗ xoay tròn đứng tại chỗ,

dao chuyển động dọc trục tâm quay của gỗ (tiện dọc) hoặc chuyển động vuông góc với trục tâm quay (tiện ngang) Nguyên lý động học tiện ngang trục gần với

quá trình bóc Ngoài ra có chuyển động tiện mà trong đó dao chuyển động xoay

tròn đứng tại chỗ còn gỗ thực hiện chuyển động ăn dao theo quỹ đạo thẳng hoặc

quỹ đạo cong (tiện vô tâm) và thực chất đây là quá trình tiện đọc Dao tiện dang

hình khối gồm 2 phân: phân thân và phần đâu

'Thực hiện chuyển động ăn dao đọc tâm quay quyết định chiều dày phôi h

và chuyển động hướng tâm quyết định chiều rộng của phôi Khi đặt dao giá trị

của 2 góc mặt bằng chính q„ và phụ @p; xác định vị trí dao tương quan với trục

tâm quay Các góc sau chính œ, phụ ơ; và góc ở cạnh xiên œ' xác định vị trí dao

trong mặt ngang Ngoài ra góc „ góc lạo thành giữa cạnh cắt chính 1 với đường

thẳng nằm ngang đi qua mũi cắt Xét trong mặt phẳng đứng quyết định trạngt hái thoát phôi (hình vẽ) góc 2 bằng (3° + 15°) dương

20

CHUYÊN NGÀNH MÁY LÂM NGHIỆP

Dao tiện có rất nhiều loại Có loại dao tiện cầm tay, dao tiện giá đỡ, dao

bán tự động và tự động, loại dao tiện chuốt thành tròn Dao tiện có cạnh cắt hình

thìa, đấy là dao tiện thô, còn loại dao tiện tinh có cạnh cắt là những đường gấp khúc Chiểu rộng của bản dao từ I0 + 50mm Chiều dài không kể phần cán từ

110 + 265mm Chiều dày 5 + 10mm Ngoài ra còn rất nhiều loại dao tiện khác

nữa như loại đao có giá đỡ, loại chuốt tròn, loại đùng cho bàn máy tiện tự động

+ Lưỡi đao tiện thường được sản xuất từ thép hợp kim Y8A, Y10A hoặc các loại thép luyện II X12, XI2M, có loại dao tiện, mũi được gá thêm

kim loại cứng P„, P.; hoặc BK;s Độ nhắn bể mặt lưỡi dao tiện V§ + VI0 phần thân của dao dùng thép thường V7 + Ÿ§ độ cứng của lưỡi dao theo HB là 480 +

500

Dao tiện có hình đạng rất khác với lưỡi đao bào, phay, và ở dao tiện xuất

hiện nhiều thông số góc khác nhau Và ở mỗi phương pháp tiện thì các thông số

góc luôn thay đổi

Vì vậy khi mài lưỡi dao tiện thường mài bằng máy mài 2 đá loại đá mài

thô 40 và 32, loại đá mài tỉnh kim cương T,, Tạ hoặc đá có kích thước hạt 16 +

25 Tốc độ mài 15m/s chiều sâu mài 0,125mm

* Bóc gô: Bóc gỗ là dạng cắt gọt chuyên dùng, phôi là súc gỗ tròn chuyển động quay tròn tại chỗ quanh tâm của nó tạo ra tốc độ cắt còn dao cắt chuyển động theo hướng vuông góc với trục tâm quay của phôi trong mặt phẳng ngang Cạnh cất nằm song song với trưc tâm quay Phôi là thành phẩm là tâm quay liên tiếp theo cả 2 chiều, tổng chiều dài phôi bằng quỹ đạo của dao trên phôi Chiều rộng của phôi bằng chiều dài của súc gỗ được bóc

Về nguyên lý, bóc gỗ tương tự như tiện ngang trục, quỹ đạo mũi cắt trên phôi có dạng hình xoắn ốc Song điểm khác cơ bản với tiện là ở đây phôi là

thành phẩm độ dày phôi có thể đạt đến h,„„ = 0.5mm; h„„„ = 10 + 5mm do đó

Dé dn tot agiuiệp CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIE!

có thể đảm bảo chất lượng của phôi cần phải nhiệt dẻo hoá gỗ và dùng các biện

pháp cơ học để hạn chế mức độ nút của phôi

Các thông số góc giữa dao và gỗ trong quá trình bóc rất quan trọng trong

chế độ bóc

Góc œ khoảng 0,5 + 3” Nếu thay đổi góc œ, khoảng tiếp xúc giữa gỗ và dao ở mặt sau tăng lên, các phần tử gốc bị nén quá lớn = chất lượng phôi kém, đồng thời gây tác dụng lực lên dao với chiều dài dao rất lớn (800 + 3000)mm chiều dầy đao mỏng (10 + 15mm) góc không lớn (18 + 22") dao dễ bị võng bị tiến cong => ván tạo ra có chiều đầy không đồng đều Theo chiều rộng, chiều dia đao bóc có thể có 2 loại có loại cạnh cất thẳng cũng có thể có loại dao lượn sóng,

để bóc ván lượn sóng để tăng khả năng chống hao mòn của dao bóc người ta có

thể chế tạo mũi dao cắt bằng kim loại cứng và chế độ mái ở đây là mài tỉnh Mài

lại góc mài của dụng cụ đã được định sẵn

HH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:

Để thiết kế được một thiết bị mài hợp lý trước hết ta phải chọn trước một

số vật liệu Và đưa ra sơ đồ động của thiết bị

A Phần thiết kế cu thể

+ Ta có sơ đồ động của máy mài lưỡi cát ( Áz‡ #1

Yêu cầu của má

Khi lầm việc máy mài dọc theo lưỡi cắt trong quá trình

mài máy có thể mài tịnh, tài thô và phải thay đổi đá mài

+ Máy chỉ mài được những loại lưỡi cất có kích thước phù hop

+ Máy tạo được 2 mặt phẳng trước và sau lưỡi cắt và xác định được góc œ

của mặt phẳng đó và đây chính là góc mài của dao

+ Máy có cấu tạo đơn giản dễ sử dụng phù hợp với yêu cầu thiết kế

A Vet habs bein ge’

§> Thue ele bei, „“

É Van The chi độ

Toy eli citi” chunk gt mt

le Vit hasr cute bb phar pat 24,

At béphiinelt cheep v4 mar

a ee

4n Jay _ quế đe: one “z- 44- Ít eng de Le meg

4Ð erg, / 974

CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIỆP

Cấu tạo của bộ phận này (theo hình vẽ)

Vật liệu chế tạo: thép tấm có KT (dày x rộng dài) hợp lý

Vật liệu dao cắt Nhãn hiệu chống bạn làn Độ cứng HR |

: “} Ysa 10 60,0 | Thép luyệnCGôm 7 | 9XC | 23 | @2 ` Thép luyện Vonfram, vannadi | “85 Xo fd 4 60,0 —

Xơươmid iN 46 — 60/0 “|

Để mài các công cụ cất gọt gỗ người ta dùng đá mài Về cấu trúc có hai loại đá mài thường và kim cương

D6 Gn tt agiiệp _CHUYEN NGANH MAY LAM NGHIEP

- Đá mài thường có 2 loại chủ yếu hạt mài và chất kết dính tạo thành một

khối có hình dạng nhất định Các chỉ tiêu của đá mài là vật liệu hạt, kích thước hạt, chất kết dính, độ cứng, cấu trúc và hình dạng của đá phải được chọn thích

Dé Gua tél nghitp CHUYEN NGANH MAY LÂM NGHIỆP

Nguyên liệu hạt mài cân cứng hơn vật được mài ở đây là công cụ gia công gỗ thường dùng hạt mài nhântạo Crumo ôxit nhôm Al,O; ôxit Silíc (SiO,)

ôxit sắt (Fe,O,) độ cứng cần đảm bảo từ 9 + 10 đơn vị theo Moóc về kích thước

có thể phân loại theo bảng sau:

Bang chọn công cụ đánh nhãn theo phương pháp và đối tượng gia công

Dạng giacông | Đốitượng giacông | Số loại hạt mài | Mật độ hạt mài

lớn mà không văng ra được để tạo lớp mài mới, sắc, sẽ làm cho nhiệt độ mài tăng, chât lượng gia công sẽ kém

Xét về mặt thể tích đá mài gồm 3 thành phản, hạt mài, keo dính, và thể

tích các lỗ rỗng Người ta chia đá mài thành 13 loại theo phần % của hạt

25

Dé án tốt nghiện

lUYÊN NGANH MAY LÂM NGHIỆP

Đảng phân loại đá mài

4 | 56 | sẽ | s2 | 50 | a8 | a6 | aa | 42 | ao | a5

“Trong đó đá số 0+ 3 là loại đày đặc 4 + 6 Trung bình và còn lại là loại thưa

Ludi xích

Hiện nay để nâng cao chất lượng bề mặt được mài tăng tuổi thọ của công

cu mai à công cụ được mài đá mài được chế tạo bằng kim loại cứng Song tốt

nhất là kim cương, độ bóng rnài cao hơn một 2 bậc Sau khi mài thô nếu được mài bằng đá kim cương hoặc K; tuổi thọ của công cụ sẽ tăng lên 2 + 3 lần, kim cương thường được gắn trên những đĩa bằng gang, nhôm, đá mài của kim cương được phân loại theo tỷ lệ % của kim cương so với tổng số trọng lượng hỗn hơpj Các chất tạo thành tỷ lệ đó xấp xỉ 50% (0,439 mg/mm)) Ngoài ra còn căn cứ

vào độ cứng của đá, đá mài thô trung bình 16 + 12 mài tỉnh bậc V8 + V9 dùng

loại độ cứng 10 + 8 theo đơn vị moóc, mài tỉnh thô nhẩn bậc VIO + V12 dùng

loại trung bình 6 + 4 hoặc mềm trung bình 40

26”