3.2.1.1.Hình dạng và các góc của dao
Dao bào có kết cấu gồm hai phần chính: phần làm việc và phần thân dao. Thân dao thông thường có loại thẳng (hình 3.2,a) và loại đầu cong (hình 3.2,b). Để định nghĩa các góc của dao, người ta qui ước các mặt phẳng toạ độ ở trạng thái tĩnh như trên hình 3.2,c.
a
b
c
Hình 3.2. Hình dạng dao bào và các mặt toạ độ của dao cắt :
a- thân dao thẳng; b- thân dao đầu cong; c- các mặt toạ độ của dao cắt ở trạng thái tĩnh
- Mặt phẳng đáy Pr (tại một điểm của lưỡi cắt) là mặt phẳng đi qua điểm khảo sát của lưỡi cắt và song song với mặt dùng để gá đặt (định vị) dụng cụ trên bàn dao. Mặt đáy ln ln thẳng góc với phương của vận tốc cắt giả định.
- Mặt phẳng cắt Ps (tại một điểm của lưỡi cắt) là mặt phẳng tiếp tuyến với lưỡi cắt tại điểm khảo sát (nếu lưỡi cắt là cong) hoặc chứa toàn bộ lưỡi cắt (nếu lưỡi cắt thẳng) và chứa phương của véc tơ vận tốc cắt giả định tại điểm khảo sát. mặt phẳng Ps ln vng góc với mặt phẳng đáy Pr.
- Mặt phẳng làm việc qui ước (tiết diện ngang) Px (tại một điểm của lưỡi cắt) là mặt phẳng thẳng góc với mặt đáy Pr tại điểm khảo sát M của lưỡi cắt và song song với phương chạy dao giả định của dụng cụ. Mặt phẳng Px chứa phương của vận tốc cắt giả định do đó nó thẳng góc với mặt phẳng đáy Pr.
- Mặt phẳng dọc trục thân dao (tiết diện dọc) Py (tại một điểm của lưỡi cắt) là mặt phẳng đồng thời thẳng góc với mặt đáy Pr và mặt phẳng làm việc qui ước Px tại điểm khảo sát.
- Mặt phẳng trực giao với mặt trước Pγ (tại một điểm của lưỡi cắt) là mặt phẳng đồng thời thẳng góc với mặt trước Aγ và mặt đáy Pr tại điểm khảo sát M của lưỡi cắt.
- Mặt phẳng trực giao với mặt sau Pb (tại một điểm của lưỡi cắt) là mặt phẳng đồng thời thẳng góc với mặt sau Aα và mặt phẳng đáy Pr tại điểm khảo sát M của lưỡi cắt.
Từ định nghĩa về các mặt toạ độ ở trạng thái tĩnh ta có được các góc của dao như:
- Các góc ở phần làm việc của dao:
+ Góc trước γ (tại một điểm của lưỡi cắt) là góc nhọn tạo bởi mặt đáy Pr và mặt trước Aγ của dụng cụ.
+ Góc sắc β (tại một điểm của lưỡi cắt) là góc nhọn tạo bởi mặt trước Aγ và mặt sau Aα của dụng cụ.
+ Góc cắt δ (tại một điểm của lưỡi cắt) là góc nhọn tạo bởi mặt cắt Ps và mặt trước Aγ của dụng cụ.
Ta có các quan hệ: α +β + γ = 900
δ + γ = 900
- Các góc xác định vị trí phương của lưỡi cắt:
+ Góc nghiêng chính của lưỡi cắt φ là góc nhọn đo trong mặt phẳng đáy Pr và nằm giữa mặt cắt Ps của lưỡi cắt chính và mặt làm việc qui ước Px.
+ Góc nghiêng phụ của lưỡi cắt φ1 là góc nhọn đo trong mặt phẳng đáy Pr và nằm giữa mặt cắt Ps của lưỡi cắt phụ và mặt làm việc qui ước Px.
+ Góc mũi dao ε là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ trên mặt đáy.
Ta có: φ + ε + φ1 = 1800 .
+ Góc nâng của lưỡi cắt λ là góc nhọn đo trong mặt phẳng cắt Ps và nằm giữa lưỡi cắt và hình chiếu của nó trên mặt đáy Pr .
- Các góc tương ứng với tiết diện khảo sát:
Cũng từ định nghĩa tổng quát của các góc giữa các mặt nói trên, theo tiết diện khảo sát ta có các góc của dao như trên hình 3.3.
3.2.1.2. Các chuyển động của quá trình cắt
Bào là phương pháp gia cơng cơ có tính vạn năng cao, chuyển động cắt đơn giản so với các phương pháp khác như tiện, phay chép hình.... Sơ đồ cắt động học của bào, theo phân loại của nhà bác học Nga Granơpxki là thuộc về nhóm II. Bào được thực hiện bằng hai chuyển động thẳng nối tiếp nhau: Chuyển động cắt là chuyển động qua lại (khứ hồi), còn chuyển động chạy dao cũng là chuyển động thẳng. Khi dao chạy ngược (lùi) thì khơng cắt và lúc này thực hiện chuyển động chạy dao. Như vậy, ở bào vận tốc cắt thường khơng cố định và được tính tốn theo u cầu cơng nghệ, ngồi ra ở hành trình lùi thì có vận tốc lớn để giảm thời gian chạy khơng, góp phần tăng năng suất gia cơng chung.
3.2.1.3. Các thông số chế độ cắt, tiết diện lớp kim loại bị cắt
Trên hình 3.4 biểu diễn hướng chuyển động của phơi và dao cũng như hình dạng hình học của lớp kim loại bị cắt khi bào.
Hình 3.4. Hướng chuyển động của dao và chi tiết khi bào
Hình dạng tiết diện lớp kim loại khi bào phụ thuộc vào hình dạng lưỡi cắt chính. Quan hệ giữa chiều dày cắt và lượng chạy dao, chiều rộng cắt và chiều sâu cắt cũng như tiết diện ngang của lớp kim loại bị cắt được biểu diễn bằng các công thức:
a = S.sinφ , mm b = t/sinφ , mm f = a.b = S.t , mm2
Ở đây: a- chiều dày cắt; f- diện tích cắt; t- chiều sâu cắt; S- lượng chạy dao; b- chiều rộng cắt.
Vận tốc cắt khi bào được tính theo vận tốc trung bình của hành trình làm việc: . . 1 1000 k V L m , m/ph (3.1) trong đó:
L- chiều dài hành trình dao theo hướng chuyển động chính (chiều dài này bằng chiều dài bề mặt gia công cộng thêm với lượng ăn tới và lượng vượt quá của dao, mm);
k- số hành trình kép của đầu máy bào trong một phút;
m- tỷ số vận tốc của hành trình làm việc và hành trình chạy khơng, trung bình m = 0,75.