L ỜI NÓI ĐẦU
2.2.2 Xác định các chuyển động tạo hình lưỡi cắt
Học viên : Lê Văn Thắm
Để tạo hình bề mặt xuyến ta có thể chọn 1 trong 2 phương án:
Phương án 1:
Theo nguyên lý tạo hình, để tạo hình lòng mo lưỡi cắt ( Bề mặt C) ta cần cho phần bề mặt C của chi tiết chuyển động quay tròn quanh một tâm cố định O1 có bán kính quay bằng bán kính (Rx) của phần cong lưỡi cắt trong mặt phẳng
O1Y1Z1. Đá có chuyển động quay tròn quanh trục của nó và trục đá giữ nguyên vị trí . Trục đá song song với trục OY và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng ZOX.
Khi đó bề măt C (lòng mo) của chi tiết sẽ tạo ra một họ bề mặt. Bề mặt khởi thủy K luôn tiếp tuyến với với họ bề mặt C trong quá trình chuyển động, nghĩa là tiếp tuyến với họ bề mặt C của chi tiết trong quá trình chuyển động tạo hình (chuyển động tương
đối so với dụng cụ). Trong trường hợp này tập hợp của họ đường cong C của chi tiết chính là một hình xuyến có đường kính của vòng xuyến Rm bằng đường kính của lòng mo lưỡi kéo, Bán kính của xuyến RX ( tính từ tâm xuyến đến điểm xa nhất của bề mặt xuyến) là Bán kính cong của đầu
Học viên : Lê Văn Thắm
Mặt khởi thủy K của dụng cụ và mặt C (lòng mo) của chi tiết trong quá trình tạo hình luôn tiếp xúc với nhau theo đường. Đường này chính là đường đặc tính E của Dụng cụ. Trong trường hợp này đường đặc tính E chính là một phần đường tròn bán kính bằng bán kính lòng mo Rm của chi tiết.
Phương trình của bề mặt xuyến được viết như sau: (x - x0)2 + (z - z0)2 = R2m (2.1) (y - y0)2 + (z - z0)2 = R2x (2.2)
Trong đó Rx là khoảng cách lớn nhất từ bề mặt lòng mo đến tâm đá theo trục Oy
Trong phương án này ta dùng đá đĩa hoặc đá côn có đường kính tương đương bằng đường kính của lòng mo Rm . Đá có chuyển động quay tròn quanh trục Oỵ Chi tiết có chuyển động quay quanh trục Ox .
Phương án 2 :
Dùng đá định hình có biên dạng là 1 cung tròn có bán kính R = Rm là bán kính cong của lòng mo trong mặt phẳng vuông góc với trục Oy và đá quay tròn xung quanh trục Ox, chi tiết quay quanh tâm của gá có bán kính quay bằng bán kính Rx.
Theo công thức (2.22) trong tài liệu [2] , (trong mặt phẳng vuông góc với trục oy) ta có phương trình bề mặt lòng mo là một phương trình đường tròn, đó cũng chính là phương trình của đường đặc tính E- Biên dạng của dụng cụ:
(x - x0)2 + (z - z0)2 = R2m
Cũng theo Theo công thức (2.22) trong tài liệu [2] , (trong mặt phẳng chứa trục oy) ta có phương trình xác định khoảng cách của chuyển động tương đối giữa dụng cụ và chi tiết với x = 0 ta có :
Học viên : Lê Văn Thắm
Trong đó Rx là khoảng cách của từng điểm tiếp xúc giữa đá và chi tiết tới tâm quay của đá( // Ox) bất kỳ. Giá trị của nó sẽ biến đổi từ min đến max.
Khi đó phương trình của họ bề mặt bao được xác định theo công thức (2.21) trong tài liệu [2]:
x.cosα - z. sinα -f(y) = 0
Trong đó α là tham số góc quay theo trục Oy của họ bề mặt;
f(y) là hàm số thể hiện biên dạng lòng mo trong tiết diện song song với trục Ox, được xác định theo phương trình:
(y - y0)2 + (z - z0)2 = R2x .
Trong đó x0, y0 là tọa độ tâm của dụng cụ.
So sánh:
Trong 2 phương án tạo hình trên thì phương án 2 là phương án gia công định hình, phương án này phải sửa biên dạng đá thường xuyên và kích thước đường kính đá bị hạn chế ( khi mài mặt trong của vế kéo trái), đường kính đá nhỏ, vận tốc máy rất lớn ..., giá thành cao nên thực tế sản xuất ít dùng.
Phương án 1 là phương án gia công thông thường, hay được sử dụng do sửa đá dễ dàng, không gian ít bị hạn chế, kích thước đá có thể lớn, tốc độ quay của đá giảm, tính kinh tế cao hơn. Do vậy, đề tài sẽ tập trung vào nghiên cứu phương pháp tạo hình bề mặt lòng mo lưỡi kéo theo phương án 1.
Theo bản vẽ của kéo, Kéo moayo chỉ sử dụng một phần của mặt xuyến trên để tạo thành lòng mo lưỡi kéo:
Các chuyển động để tạo hình lòng mo – mặt trước của lưỡi cắt ( Bề mặt C) được minh họa tại Hình 2. 11, cụ thể:
- Đá có bán kính tương đương Rm , quay tròn theo trục Oy, tạo ra tốc độ cắt.
Học viên : Lê Văn Thắm
- Chi tiết quay tròn quanh trục của đồ gá với bán kính quay Rx, tạo ra chuyển động chạy daọ
Sơđồ mài tạo hình lòng mo của lưỡi cắt vế trái và vế phải được minh họa tại Hình 2. 12.
2.3.2.2 Tạo hình mặt sau của lưỡi cắt.
Để tạo ra biên dạng lưỡi cắt của kéo ta phải tạo hình mặt sau của Kéọ Ta biết rằng biên dạng của lưỡi cắt là giao của bề mặt ngoài của xuyến với các bề mặt trụ, mặt phẳng có hình chiếu bằng như hình 2.6.
Mặt khác Biên dạng lưỡi cắt của kéo cũng chính là giao của bề mặt trước ( lòng mo) của xuyến với sau của lưỡi kéọ
Mặt sau của lưỡi cắt là một mặt cong đa chiềụ Trong mặt phẳng song song với mặt phẳng XOY lưỡi cắt cong với bán kính R = 550±25; trong mặt
Học viên : Lê Văn Thắm
phẳng song song với mặt phẳng ZOY Lưỡi cắt cong với bán kính RL=58 ( Vế trái), RR=62 (Vế phải).
Để tạo ra mặt sau lưỡi kéo vát 1 góc α ta phải phối hợp chuyển động giữa chi tiết và đá theo một qui luật nhất định sao cho đường tiếp xúc của đá với chi tiết di chuyển tựa theo các đường song song với các đường CR và CL. Thêm vào đó đường tiếp xúc giữa đá và chi tiết phải nằm trong mặt phẳng vuông góc với lưỡi cắt và nghiêng một góc α so với mặt đáy tại từng điểm của lưỡi cắt.
Theo hình vẽ trên ta coi lưỡi cắt được nằm trên bề mặt trụ có bán kính RCL= 58 ( Vế trái), RCR=62 (Vế phải), có trục song song với trục OZ.
Mặt khác nó cũng nằm trên một mặt xuyến có bán kính Rm (bằng bán kính lòng mo =175) có trục nằm song song với trục OZ; Đường tâm O1 của vành xuyến nằm trong mặt phẳng Z1O1X1 và vuông góc với trục O1Z1.
Để thiết lập quan hệ chuyển động giữa dụng cụ (Đá mài) với chuyển động của bề mặt lòng mo C của chi tiết tại từng thời điểm ta hãy quan sát hình 2-13
- Ta giả thiết rằng đá quay tròn, trục đá đứng yên.
- Chi tiết phải có chuyển động quay tròn ω1 trong mặt phẳng ZOY bán kính Rm đồng thời chuyển động quay tròn ω2 trong mặt phẳng XOY với qui luật được xác định theo hệ phương trình:
RCL sinβ – y02 = Rm sinϕ (2.3)
Trong đó : y02 = 24.42 là tọa độ ban đầu của điểm bắt đầu của lưỡi kéo theo phương y khi chi tiết quay trong mặt phẳng nằm ngang với tâm quay O2(- 27.38, 543.09), bán kính RCR = 550 hoặc RCL = 550.
Phương trình trên (2.3) được xác lập dựa trên hình vẽ 2.8. Để đảm bảo mài đúng biên dạng lưỡi cắt thì khi chi tiết quay trong mặt phẳng ngang một góc β thì nó cũng đồng thời quay trong mặt thẳng đứng một góc ϕđể AC = //A1C1 Gọi Rp
Học viên : Lê Văn Thắm
vận tốc góc của chuyển động quay trong mặt phẳng song song với mặt phẳng ngang XOY là ω2 trong song song với mặt phẳng đứng ZOY là ω1 thì quan hệ trên là: RCLsin(β0 + ω2.t) – y02 = Rm sin(ω1.t) (2.4) Với β0 = 5.404º là góc ban đầu ứng với góc ϕ0 = 0º Chúng ta quan tâm tới việc tạo hình đường lưỡi cắt của vế phải là CR, của vế trái là CL mài bằng gá ; Còn đường lưng kéo là LR và LL mài bằng taỵ
Khi mài mặt sau lưỡi cắt vế trái thì đường cong trong mặt phẳng ZOY cong lên (RCL = 58) xem hình 2.13.
Khi mài mặt sau lưỡi cắt vế phải thì đường cong trong mặt phẳng ZOY cong xuống (RCR = 62) .
Hình 2.13 Sơđồ mài bề mặt sau của lưỡi kéo vế trái
Học viên : Lê Văn Thắm
Các chuyển động của đá (dụng cụ) và của chi tiết cũng tương tự như khi mài mặt sau lưỡi cắt vế trái, xem hình 2.14.
Để mài mặt sau lưỡi cắt ta có thể cho đá quay tròn, chi tiết thực hiện 2 chuyển động quay tròn trong 2 mặt phẳng xoy và yoz, nhờ đồ gá có thể quay 2 chiều hoặc tay máy có 2 khớp quay, theo một qui luật nhất định.
Học viên : Lê Văn Thắm
2.2.3 Lập phương trình bề mặt lưỡi cắt. 2.2.3.1 Phương trình bề mặt lòng mo lưỡi cắt