Nguyên lý cắt : THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH part 1 potx

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.. 3- Sai số hình dáng chi tiết khi t

§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 (O 1 ) và hợp với trục một góc , đường sinh này di chuyển luôn luôn tựa trên vòng tròn có tâm (O 2 ) nằm trên trục nón

Trường hợp đường sinh đó không cắt trục nón mà chéo với trục nón một góc  , 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  1

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  , 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  , 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 2, đây là sai số tất mhiên

do chế tạo Sai số này của dao sẽ gây trên chi tiết sai số 2 Vậy khi gia công bằng dao hình tròn thì chi tiết sẽ có sai số là:

 = 1 +2

Cách khắc phục : 1 như dao lăng trụ, còn 2 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  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  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: (h ct ) 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: (h d ) 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  và góc sau  tại diểm cơ sở

- Tính chiều cao prôfin lớn nhất của chi tiết:

tmax Dmax Dmin

2

Căn cứ vào t max 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 (t max ), 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:

L d = L ct +a+b+c Trong đó:

- L ct : chiều rộng profin của chi tiết

- a: lưỡi cắt phụ a:=2 - 5mm

- Chiều rộng lưỡi cắt ứng vơí vị trí cắt đứt phoi lấy lớn hơn hay bằng chiều rộng lưỡi daocắt đứt b>= 3 - 8mm

- c: Chiều rộng lưỡi cắt phần xén mặt đầu chi tiết: c = 1 - 3mm nếu mặt đầu chi tiết có vút, thì lấy lớn hơn phần vút từ 1 - 1,5mm

b- Thông số hình học phần cắt:

+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:

h d = h ct

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 : = 0,  = 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:   0,   0

Vậy h d  h ct 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