Chương 2: các thông số hình học dao khi thiết kế Các thông số hình học của dao nhằm xác định vị trí của mặt trước, mặt sau chính, mặt sau phụ và lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ của đầu dao. Những thông số hình học này được xác định ở tiết diện chính N - N, ở mặt đáy, ở tiết diện phụ N 1 -N 1 và trên mặt cắt. Xét dao và chi tiết được gá đặt ở vị trí tương đối như sau: Mũi dao nằm trong mặt phẳng ngang chứa đường tâm máy, trục dao thẳng góc với đường tâm máy. Đây là vị trí qui ước. Để xác định vị trí các bề mặt và lưỡi cắt của dao, người ta dùng 10 thông số hình học: góc trước, góc sau, góc sắc, góc cắt, góc trước phụ, góc sau phụ, góc nghiêng chính, góc nghiêng ph ụ và góc nâng (xem hình 2.4) Ở đây cần nhấn mạnh rằng: lưỡi cắt của dao nói chung không phải là đường thẳng, do đó nói góc độ dao là nói xác định tại một vị trí nào đó trên lưỡi cắt. Để đơn giản ta sẽ không nhắc lại trong các định nghĩa. Góc trước, ký hiệu  là góc tạo bởi mặt trước dao và mặt đáy do trên tiết diện chính N - N. Giá trị góc trước xác định vị trí của mặt trước dao trong hệ toạ độ xác định. Độ lớn góc trước ảnh hưởng đáng kể đến khả năng thoát phoi. Góc sau, ký hiệu  là góc tạo bởi mặt sau chính của dao và mặt cắt, đo trên tiết diện chính N - N. Giá trị góc sau quyết định vị trí mặt sau dao trong hệ toạ độ xác định. Độ lớn góc sau xác định mức độ ma sát giữa mặt sau chính của dao và mặt đang gia công của chi tiết. Góc sắc, ký hiệu  là góc tạo bởi mặt trước và mặt sau chính của dao, đo trong tiết diện chính N - N. Độ lớn của góc sắc quyết định độ bền của đầu dao. Góc cắt, ký hiệu  là góc tạo bởi mặt trước dao và mặt cắt (hoặc phương vận tốc cắt v  ) đo trong tiết diện chính N - N. Độ lớn của góc cắt biểu thị mặt trước dao. Các góc độ của dao tại một điểm bất kỳ trên lưỡi cắt, đo trên tiết diện chính N - N có mối quan hệ hình học sau:  +  +  =  +  = 90 o (2.1) Trong đó  và  là những thông số độc lập; ,  là nh ững thông số phụ thuộc. Hình 2.4 Góc nghiêng chính, ký hiệu  là góc tạo bởi lưỡi cắt chính c ủa dao và phương chạy dao trên mặt đáy. Độ lớn của góc nghiêng chính xác định vị của lưỡi cắt chính dao trong hệ toạ độ xác định. Theo hướng A  1  1 A N N N 1 N 1 S         1 Góc nghiêng phụ, ký hiệu  1 là góc tạo bởi lưỡi cắt phụ của dao và phương chạy dao, đo trên mặt đáy. Độ lớn góc nghiêng phụ xác định vị trí lưỡi cắt phụ của dao trong hệ qui chiếu xác định. Góc mũi dao, ký hiệu  là góc tạo bởi lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ, đo trên mặt đáy. Độ lớn góc mũi dao biểu thị cho độ bền của mũi dao. Thường giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ được nối với nhau bằng một đoạn cong, bán kính cung cong đo trên mặt đáy ký hiệu l à R. R gọi là bán kính mũi dao. Các thông số hình học dao đo trên mặt đáy có mối quan hệ hình học sau:  +  +  1 = 180 o (2.2) Trong đó  và  1 là những thông số độc lập, còn  là thông s ố phụ thuộc. Góc trước phụ, ký hiệu  1 là góc tạo bởi mặt trước của dao và mặt đáy đo trên tiết diện phụ N 1 - N 1 . Độ lớn góc trước phụ cũng xác định vị trí mặt trước dao trong hệ toạ độ xác định. Góc sau phụ, ký hiệu  1 là góc tạo bởi mặt sau phụ của dao và mặt cắt đo trên tiết diện phụ N 1 - N 1 . Giá trị của góc sau phụ xác định vị trí mặt sau phụ của dao trong hệ toạ độ xác định v à quyết định mức độ ma sát giữa mặt sau phụ của dao và mặt đã gia công của chi tiết. Góc nâng của lưỡi cắt, ký hiệu  là góc tạo bởi lưỡi cắt chính của dao và mặt đáy, đo trên mặt cắt. Độ lớn của góc nâng lưỡi cắt biểu thị vị trí của lưỡi cắt chính trong hệ toạ độ xác định. Giá trị của góc nâng lưỡi cắt có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng 0 o (qui định như ở hình 2.5. Giá trị của góc nâng không những quyết định hướng thoát phoi khi cắt, mà còn quy ết định điểm tiếp xúc đầu tiên của dao vào chi tiết khi cắt. Điều này có ý nghĩa lớn đối với độ bền của dao cũng như chất lượng gia công. (Ví dụ khi nghi ên cứu về khả năng làm việc của dao phay mặt đầu) Hình 2.5 Giá trị các thông số hình học dao phải được xác định vừa đảm bảo điều kiện cắt, vừa phải đảm bảo khả năng làm vi ệc của dao (tuổi bền dao). Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được các giá trị hợp lý góc độ của dao tuỳ thuộc vào vật liệu gia công, vật liệu dao với các điều kiện cắt khác. Những giá trị thông số hình học dao đã được tiêu chuẩn hoá trong các sổ tay cắt gọt. 2.2.3. Sự thay đổi góc độ dao khi cắt (góc độ làm việc của dao) Trong quá trình gia công thực tế, do việc gá đặt dao không chính xác, do ảnh hưởng của các chuyển động cắt, do dao bị mài mòn dẫn đến sự thay đổi hệ toạ độ xác định (theo định nghĩa), do đó gây n ên sự thay đổi các thông số hình học dao so với khi thiết kế. 1. Sự thay đổi các góc độ dao do gá đặt dao không chính xác (xem hình 2.6) Khi gá đặt dao thường xảy ra các trường hợp sai lệch sau: (1) gá m ũi dao không ngang tâm chi tiết (hình 2.6.a,b)  <0 o  =0 o  >0 o (2) gá hướng dao không đảm bảo vị trí tương quan với chi tiết (hình 2.6.c, d) Hình 2.6.a và và 2.6.b th ể hiện khi gá dao thấp hoặc cao hơn tâm chi tiết một đoạn l à h. Do việc gá dao không đúng vị trí như vậy nên vectơ vận tốc cắt thực tế v  t bị sai lệch so với vận tốc cắt lý tưởng v  lt một góc là . Do sai lệch hệ toạ độ xác định, dẫn đế n sự thay đổi góc trước và góc sau của dao một lượng tương ứng là . G ọi góc độ dao trong mặt cắt Y-Y theo trục dao khi cắt là  yc và  c , lúc đó: Đối với trường hợp a, ta có:  yc =  y -  ,  yc =  y +  Đối với trường hợp b, ta có:  yc =  y +  ,  yc =  y -  Trong đó: h arctg R   Hình 2.6 Hình 2.6.c và 2.6.d. biểu thị vị trí tương quan giữa dao và bề mặt cần gia công bị sai lệch. Ví dụ trường hợp c. muốn tạo thành mặt trụ đáng lẽ phải gá đặt trục dao vuông góc với trục chi tiết gia công, nhưng khi gá trục dao bị lệch đi một góc là . Trường hợp d. muốn hình thành mặt côn thì trục dao phải được gá vuông góc với mặt côn cần gia công, nhưng do gá đặt không chính xác n ên trục dao bị lệch một góc là . Trong cả hai trường hợp trên đều đã gây nên sai l ệch góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ so với thiết kế một lượng là . C ụ thể là:  c =  +  và  1c =  1 -   yc b. R   y  yc v Lt   y v t a. R   y  yc    y  yc v Lt v t c. r s Lt s t  1  d. r   s Lt s t 2. Sự thay đổi góc độ dao do phối hợp chuyển động cắt. Hình 2.7 Hình 2.7.a và b. biểu diễn chuyển động chạy dao (khi tiện trụ ngoài) và chuyển động chạy dao ngang (khi tiện cắt đứt) đ ã làm thay đổi góc độ của dao. Thực vậy trong trường hợp 2.7.a do có chạy dao dọc với lượng chạy dao s d , bằng phương pháp vẽ hình học đơn giản ta thấy ngay được góc trước và góc sau dao (trên tiết diện chính N - N) bị thay đổi một lượng là . Cụ thể là:  c =  +  ,  c =  -  Trường hợp có chạy dao ngang với lượng chạy dao s n , b ằng cách khai triển hình học đơn giản ta có:  c =  +  y ,  c =  -  y Trong đó: Trường hợp a.: d s arctg D    Trường hợp b.: n s arctg D y     a. b. s N N s 1 N - N  y 30 o    c s   c  y  c s  d  y QuÜ tÝch mòi dao  c    d  d Cần nhấn mạnh rằng: nói chung trong mọi trường hợp cắt thực tế đều gây ra sự thay đổi góc độ của dao. Nhưng thường do lượng chạy dao s nhỏ và khi gá đặt dao nói chung người công nhân cũng rất thận trọng. V ì vậy giá trị thay đổi về góc độ dao nhỏ, có thể bỏ qua. Tất nhiên đối với một số trường hợp đặc biệt như giá công ren có bước lớn (tức lượng chạy dao s lớn đáng kể) thì khi đó phải lưu ý sự thay đổi này. . Chương 2: các thông số hình học dao khi thiết kế Các thông số hình học của dao nhằm xác định vị trí của mặt trước, mặt. chuyển động cắt, do dao bị mài mòn dẫn đến sự thay đổi hệ toạ độ xác định (theo định nghĩa), do đó gây n ên sự thay đổi các thông số hình học dao so với khi thiết kế. 1. Sự thay đổi các góc. (hình 2. 6.c, d) Hình 2. 6.a và và 2. 6.b th ể hiện khi gá dao thấp hoặc cao hơn tâm chi tiết một đoạn l à h. Do việc gá dao không đúng vị trí như vậy nên vectơ vận tốc cắt thực tế v  t bị sai