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 đĩ chọn các gĩc độ căn bản của dao và tính tốn các điểm khác. Chọn như thế nào để các điểm khác của dao cĩ 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 vuơng gĩc 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 cơng, điều kiện hiện cĩ...) - Chọn vật liệu làm dao (tuỳ thuộc vào vật liệu gia cơng).
- Căn cứ vào vật liệu gia cơng để chọn gĩc trước g và gĩc sau a tại diểm cơ sở. - Tính chiều cao prơfin 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 prơfin 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 cơng (tmax), chiều dài kết cấu chi tiết cĩ thể chọn theo các bảng sau:
+ Đường kính dao tiện lỗ định hình khơng được lớn hơn 0,75 đường kính của lỗ gia cơng. + Chiều rộng lưỡi cắt của dao được chọn như sau:
Ld = Lct +a+b+c Trong đĩ:
- Lct : 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 cĩ vút, thì lấy lớn hơn phần vút từ 1 - 1,5mm.
b- Thơng số hình học phần cắt: +Sự cần thiết phải tính tốn 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 cơng = điểm (1) của chi tiết Điểm (2) dao gia cơng = điểm (2) của chi tiết.
Trường hợp này thì :g = 0, a = 0 : dao khơng thể cắt gọt được.
Vấn đề đặt ra là: Để dao cắt được kim loại thì chúng ta phải tạo ra trên dao cĩ: g ¹ 0, a ¹ 0.
Vậy hd ¹ hct do đĩ khơng thể lấy hình dáng chi tiết làm hình dáng dao mà phải tính tốn 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 vuơng gĩc với mặt sau của dao (N -N)
- Chọn gĩc trước và gĩc sau của dao tiện định hình ( bằng thép giĩ hay thép hợp kim dụng cụ) tùy theo vật liệu gia cơng và chiều dày cắt và chọn theo các sổ tay kỹ thuật . Dao tiện định hình cắt với phoi mỏng, cho nên gĩc sau lấy lớn hơn so với dao tiện thường.
- Gĩc a: Dao trịn tạo bằng cánh gá dao cĩ 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 vuơng gĩc với trục chi tiết)
- Gĩc a và g chọn theo các bảng thường là tại diểm cơ sở. Cịn a và g ứng với các điểm trên các bán kính khác nhau thì cĩ 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 gĩc g thì giảm. Những điểm nằm cao hơn điểm cơ sở thì lấy g tăng lên và a giảm. Nếu chọn điểm cơ sở khơng phù hợp thì a cĩ 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.
- Gĩc a tại điểm X bất kỳ cĩ thể tính như sau: + Dao trịn :aX = y -gX + bX + Dao lăng trụ : aX = y - gX Ở đây: y = a + g sin sin * sin * cos * sin( ) sin γ γ β ψ ψ γ γ γ X X r rx tg Cx r Cx Cx rx x = = − = − +Tính tốn 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 chĩng kết quả nhưng độ chính xác phụ thuộc vào hình vẽ. Cịn phương pháp giải tích chính xác nhưng lâu ( mất nhiều thời gian)
# Phương pháp đồ thị:
Dùng đồ thị để vẽ prơfin 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 vịng trịn của chi tiết, chính là hình dáng lưỡi cắt ở tiết diện trên mặt trước.
Để tìm hình dáng chi tiết trên tiết diện vuơng gĩc 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 gĩc a.
Cách vẽ :
+ Dao định hình lăng trụ :
. Xác định điểm cơ sở : dựa vào hình dáng chi tiết.
. Chọn gĩc độ dao: a và g cho điểm cơ sở : dựa vào vật liệu gia cơng (tra trong các sổ tay). . Qua điểm cơ sở, dựng đường thẳng (P) tạo gĩc g. (P) sẽ cắt các vịng trịn biên dạng phơi tại các điểm (i’). Đĩ là những điểm của dao đề gia cơng các điểm (i) của chi tiết.
. Qua điểm cơ sở dựng đường sinh tạo gĩc a. Từ các điểm (i’) dựng các đường sinh song song với đường sinh vừa dựng . Ta cĩ bề mặt sau của dao lăng trụ.
. Dựng mặt phẳng N-N vuơng gĩc với mặt sau của dao lăng trụ và liên hệ với hình chiếu bằng từ các điểm (i’) giĩng xuống, ta vẽ được hình dáng dao.
+ Dao định hình trịn (dao hình dĩa):
. Xác định điểm cơ sở: dựa vào hình dáng chi tiết.
. Vẽ 2 tia từ điểm cơ sở với gĩc tương ứng là a và g. Tia g cắt các vịng trịn 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 (cĩ 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 gĩc 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 vịng trịn cĩ 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 prơfin dao đo trong tiết diện chiều trục ti bằng hiệu các Ri kế tiếp.
# Phương pháp giải tích :
Dùng phương pháp tính tĩan kết hợp với hình vẽ để xác định prơfin của dao tiện định hình, gồm : xác định prơfin dao ở tiết diện theo mặt trước và ở tiết diện vuơng gĩc với mặt sau (đối với dao trịn là ở tiết diện chiều trục). Đối với dao gá nghiêng cịn phải tính chiều rộng prơfin dao. (Dao khơng gá nghiêng, chiều rộng prơfin dao hịan tịan trùng với chiều rộng của chi tiết).
+ Dao lăng trụ :
Ở đây, nhằm xác định chiều cao prơfin dao ở tiết diện trên mặt trước Ti và ở tiết diện vuơng gĩc với mặt sau ti.
Quan sát một chi tiết hình cơn như hình vẽ :
Xác định chiều cao prơfin 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 cơng.
. Tại điểm cơ sở xác định chiều cao hình dáng chi tiết lớn nhất :
tmax = 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 prơfin dao ở mặt trước Ti :
Qua sơ đồ: từ các vịng trịn giới hạn kích thước chi tiết trên hình chiếu đứng, tại điểm cơ sở (1’) ta dựng đường thẳng (P) tạo gĩc g. (P) cắt các vịng trịn cịn 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 cĩ : A = r . sin g B = r . cos g C = ri . cos gi Với : gi = A ri Ti = C - B và ti = Ti . cos (a + g)
Từ đây ta giĩng xuống mặt phẳng hình chiếu bằng, sẽ vẽ được prơfin dao ở tiết diện vuơng gĩc với mặt sau của dao.
Nhận xét : Chiều cao hình dáng dao ở tiết diện vuơng gĩc với mặt sau của dao lăng trụ ti , bằng chiều cao hình dáng dao ở tiết diện mặt trước Ti nhân với cos (a + g).
+ Dao hình trịn :
- Chiều cao prơfin dao trên mặt trước của dao hình trịn (dao dĩa), cách tính theo các cơng thức như đối với dao lăng trụ.
- Chiều cao prơfin dao ở tiết diện chiều trục được xác định theo các cơng thức sau: . Gĩc a ở dao trịn được hình thành do gá nâng tâm dao cao hơn tâm phơi một khỏang: h = R . sin a
. Cịn chiều cao mài dao H được tính :
Và chiều cao prơfin dao tại tiết diện chiều trục sẽ bằng : ti = R - Ri Với R đã chọn. Ri = H i i s i n (α + γ ) mà tg (ai +gi ) = H E với : E = D - Ti và : D = R . cos (a + g)
+ Dao cĩ mặt trước nâng một gĩc l :(Hình IV-14)
Khi gia cơng bề mặt cơn bằng dao tiện định hình lăng trụ hoặc trịn xoay (dạng dĩa), đếu sinh ra sai số prơfin gia cơng. Để nâng cao độ chính xác của chi tiết gia cơng, cần thiết phải thiết kế dao tiện định hình cĩ đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết. Yức là ta xoay mặt trước của dao một gĩc nâng l. Gĩc l khơng thể chọn bất kỳ, mà nĩ phụ thuộc vào khoảng cách chiều trục L giữa các điểm giới hạn (1) và (2) của phần cơn đã cho trước và trị số nâng q của điểm (2) trên điểm (1), tại tiết diện vuơng gĩc với vết của giao tuyến giữa mặt trước với mặt phẳng mài dưới một gĩc l. Đối với dao lăng trụ và dao dạng dĩa l cĩ thể xác định : tg l = q L t L = . s i n γ = tgb . tg g
Với : .t -chiều sâu hình dáng của phần cơn chi tiết đã chọn : t = r2 - r1 . 2b -gĩc đỉnh của mặt cơn chi tiết.
. g -gĩc trước của lưỡi cắt.
Tính tốn hình dáng dao trên đoạn cơ sở 1-2 :
- Đối với dao này, bán kính dao tại điểm cơ sở (1) cũng chọn theo biên dạng lớn nhất của chi tiết tmax và ta được R1 .
- Ta sẽ tính bán kính R2 tại điểm cơ sở (2) : Từ tam giác O212 ta cĩ :
R2 = h
s in α2 .h- Khoảng nâng tâm dao trịn so với tâm chi tiết. Với h = R1 . sin a1 (R1 và a1 được chọn từ trước)
tg a2 = h
E 2 .E2 - khoảng cách từ điểm cơ sở (2) đến tâm dao O2.
mà E2 = E1 - t .E1 - khoảng cách từ diểm cơ sở (2) đến tâm dao O2. .t - chiều cao hình dáng phần cơn chi tiết.
E1 = R1 . cos a1 t = r2 - r1
Chiều cao hình dáng dao ở tiết diện pháp tuyến sẽ là : ti = R1 - R2