THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ĐO GÓC DAO TIỆN

MỤC LỤC

----------**–&—**----------

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.. i

LỜI NÓI ĐẦU.. ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.. iii

MỤC LỤC.. iv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI.1

1.1. Tính cấp thiết của đề tài .1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài .1

1.3. Phương pháp nghiên cứu đề tài.  ……………………………………1

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.3

2.1. Cấu tạo dao tiện.3

2.2. Thông số hình học phần cắt dao tiện. 5

2.3. Thông số hình học của dao trong quá trình cắt ( trạng thái động)....12

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN VÀ CÁC GIAI PHÁP.17

3.1. Phương án 1.17

3.2. Phương án 2.18

3.3. Giải pháp. .........................................................................................19

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.20

     4.1. Lập bản vẽ cho các chi tiết của đồ gá. ............................................. 20

     4.2. Lập bản vẽ của đồ gá.  ……………………………………………..25

CHƯƠNG 5: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN ĐỒ GÁ.26

5.1. Hướng dẫn sử dụng đồ gá. 26

5.2. Bảo quản đồ gá. 29

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.30

TÀI LIỆU THAM KHẢO. ...........................................................................31 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

 1.1. Tính cấp thiết của đề tài

  - Trong hoạt động chế tạo cơ khí hiện nay đang cần nhu cầu rất cao về kỹ thuật cắt gọt kim loại.

  - Trong quá trình học tập và nghiên cứu của Ngành Công Nghệ Cơ Khí hiện nay cũng đòi hỏi cao về các kiến thức quan trọng của Bộ môn Nguyên lý cắt kim loại cũng như bộ môn Tiện&Phay,…

Vậy nên một trong những yêu cầu cấp thiết hiện tại là cần có một thiết bị hỗ trợ nghiên cứu học tiện về Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại. Đề tài Đồ gá đo góc dao tiện được đưa ra để giải quyết một bộ phận của yêu cầu trên.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài

  - Thiết kế chế tạo ra đồ gá đo góc dao tiện thay thế cách đo góc dao tiện truyền thống.

 - Đồ gá đo góc dao phải đảm bảo đáp ứng được tăng hiệu suất và tính chính xác trong quá trình đo góc dao tiện.

 - Đồ gá phải đáp ứng được nhu cầu sử dụng cho tất cả người học tập và làm việc trong ngành cơ khí.

 - Các chi tiết của đồ gá phải được chế tạo chính xác cao và đảm bảo điều kiện làm việc. 

1.3. Phương pháp nghiên cứu đề tài

 1.3.1. Tìm hiểu phương pháp đo góc dao truyền thống

- Theo chúng ta đã biết thì việc đo góc dao mà đa số sinh viên và những    người làm cơ khí áp dụng hiện nay là chỉ dùng thước đo góc để đo các góc của dao tiện.

- Việc sử dụng thước đo góc có rất nhiều hạn chế như: Không xác định được chính xác mặt phẳng chứa góc dao cần xác định, không thể đo trực tiếp các góc quan trọng của dao tiện mà phải dùng phương pháp suy ra từ việc bù trừ giữa các góc phụ.

- Ngoài ra cũng có nhiều trường hợp không quan trọng việc xác định chính xác các góc của dao tiện mà chỉ ngắm chừng bằng mắt thường.

     Hình ảnh của thước đo góc thường dùng để đo các góc dao tiện hiện nay.

1.3.2. Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm đồ gá đo góc dao

Để cải thiện hiệu quả cho việc xác định các góc dao tiện, ta đã nêu rõ những bất cập trong việc đo góc dao tiện trước đây. Đề tài được nghiên cứu về việc kết hợp giữa việc gá đặt dao trong quá trình cắt gọt và ứng dụng cơ sở hình học để dễ dàng xác định vị trí tương quan của các góc dao trên những mặt phẳng chứa hình chiếu các lưỡi cắt của dao tiện.

1.3.2.1. Giới thiệu sơ bộ về đồ gá đo góc dao

          - Đồ gá có thể đo được các góc của dao vai, dao tiện trụ ngoài đầu thẳng, dao tiện rãnh,…

          - Đồ gá được chế tạo để đo tất cả các góc của dao tiện trên tất cả mặt phẳng, ta chỉ cần gá dao và sử dụng các bộ phận chuyển động để đo góc mà không cần phải cầm dao rồi đo.

         - Đồ gá được thiết kế kết hợp với thước đo góc.

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 2.1. Cấu tạo dao tiện

2.1.1.  Định nghĩa các bề mặt trên chi tiết

Để khảo sát thành phần kết cấu của dụng cụ cắt, các bề mặt chi tiết khi tiếp xúc với dụng cụ được định nghĩa như sau (hình l.la):

-    Bề mặt chi tiết đã gia công (mặt E).

-    Bề mặt đang gia công (mặt C).

-    Bề mặt chưa gia công (đợi gia công) (mặt F).

a) Các bề mặt quy ước trên chi tiết gia công;      b) các yếu tố kết cấu dao

2.1.2. Thành phần kết cấu của dao tiện (hình 1.1b)

-    Phần thân dao được dùng để kẹp chặt dao lên bàn dao của máy (Đối với dao tiện phần thân có thể là hình chữ nhật, hình vuông, hay hình tròn).

-    Phần làm việc (phần cắt) là phần của dụng cụ tiếp xúc với chi tiết và làm nhiệm vụ cắt.

-    Phần cắt được tạo thành bởi các bề mặt sau (hình 1.lb):

+ Mặt trước ( 1) – khi cắt phôi trượt và thoát ra theo mặt trước.

+ Mặt sau chính (2) – là bề mặt của phần cắt dụng cụ đối diện với bề mặt đang gia công của chi tiết.

+ Mặt sau phụ (3) – là bề mặt của phần cắt dụng cụ đối diện với bề mật đã gia công của chi tiết.

+ Lưỡi cắt chính (4) — là giao tuyến của mặt trước và mặt sau chính – Nó làm nhiệm vụ cắt chính.

Mặt trước và mặt sau có thể là mặt phẳng hoặc mặt cong, do đó lưưi cắt chính có thể là thẳng hoặc cong.

-    Luỡi cắt phụ (5) – là giao tuyến của mặt trước và mặt sau phụ – Nó làm nhiệm vụ cắt phụ.

-    Mũi dao (6) – là giao điểm của lưỡi cắt chính và phụ.

Trong thực tế hai lưỡi cắt chính và phụ không thể thẳng để giao điểm của chúng là một điểm mũi dao,’do vậy quá trình chế tạo thường mũi dao có bán kính lượn tròn r.

2.2.  THÔNG SỐ HÌNH HỌC PHẦN CẮT DAO TIỆN

2.2.1.  Các khái niệm và định nghĩa cơ bản

Để xác định thông số hình học phần cắt của dụng cụ cần đưa ra các định nghĩa và khái niệm cơ bản.

2.2.2. Các chuyển động khi cắt

Để xác định các bề mặt và thông số hình học phần cắt của dụng cụ cần dựa vào các mặt phẳng tọa độ.

Các mặt phẳng tọa độ được xác định dựa vào các chuyển động khi gia công (hình 1.2).

-    Chuyển động cắt chính n (với tốc độ  ).

Tại 1 điểm trên lưỡi cắt chính là chuyển động cắt ra phoi – khi tiện chuyển động quay tròn của chi tiết với tốc độ góc là n vòng trong một phút (v/ph). Tốc độ cắt chính v_c tại điểm M  là    

-    Chuyển động chạy dao Sdọc, Sngang với tốc độ của chuyển động chạy dao . Khi  lượng chạy dao là 
-    Chuyển động cắt Me với tốc độ cắt     là      chuyển động tổng hợp của Me và S. Do đó 

2.2.3  .Các mặt phẳng tọa độ

-    Mặt phẳng đáy (Q) – Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng đi qua điểm đó và vuông góc với vectơ tốc độ cắt  . . Khi đó (trạng thái tĩnh) thì mặt đáy chỉ vuông góc với (hình 1.2)

-    Mặt phẳng cắt (P) – Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng đi qua điểm đó và tiếp tuyến với mặt đang gia công.

Nếu lưỡi cắt thẳng thì mặt cắt là mặt chứa vectơ  và lưỡi cắt, nếu lưỡi cắt cong thì mặt cắt chứa vectơ v và đường tiếp tuyến với lưỡi cắt tại điểm khảo sát. Như vậy mặt đáy và mặt cắt tại một điểm trên lưỡi cắt chính luôn vuông góc với nhau (P vuông góc Q).

-    Các mặt phẳng tiết diện: Để khảo sát góc độ của dao, phần cắt của dao được cắt bởi các mặt phẳng tại một điểm trên lưỡi cắt chính và ta có các tiết diện.

Tiết diện chính NN tại một điểm trên lưỡi cắt chính là tiết diện được cắt bởi mặt phẳng NN vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy (hình 1.3).

-    Tiết diện dọc YY – tại một điểm trên lưỡi cắt chính là tiết diện được cắt bởi mặt phẳng song song với trục dao (vuông góc với trục chi tiết).

-    Tiết diện ngang XX – tại một điểm trên lưỡi cắt chính là tiết diện được cắt bởi mặt phẳng song song với phương chạy dao dọc (song song với trục chi tiết).

Ngoài ra tùy theo từng trường hợp cụ thể đối với từng loại dụng cụ mà có các tiết diện cụ thể khác (sẽ khảo sát cụ thể ở các loại dụng cụ).

2.2.4  Thông số hình học phần cắt dụng cụ

Thông số hình học (các góc độ đưa ra) để xác định vị trí của các thành phần phần cắt khi chế tạo (trạng thái tĩnh) và khi ỉàm việc (trạng thái động).

Trong phần này để đơn giản trên hình vẽ biểu diễn  có nghĩa là 

-    Góc trước ϒ tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc giữa mặt trước và mặt đáy đo trong tiết diện khảo sát (hình 1.4).

Hay góc trước Ỵ là góc giữa giao tuyến mặt trước và giao tuyến của mặt đáy với tiết diện khảo sát.

Do đó góc trước Y là góc xác định vị trí của mặt trước so với mặt đáy. Nhờ góc trước ở trạng thái tĩnh mà mặt trước được chế tạo đúng.

-   Góc sau α tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc giữa mặt sau chính và mặt cắt đo trong tiết diện khảo sát. Do đó góc sau α là góc giữa giao tuyến mặt sau chính và mặt cắt với tiết diện khảo sát.

Góc sau α  luôn luôn lớn hơn không (α > 0) (hình 1.4), và phải lớn hơn giá trị tối thiểu cho phép [α] = 3 ÷ 4°. Như vậy góc sau là góc xác định vị trí mặt sau so với mặt cắt. Mặt sau được chế tạo theo góc sau α ở trạng thái tĩnh.

Góc sắc β - Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc giữa mặt trước và mặt sau đo trong tiết diện khảo sát. Như vậy góc sắc β tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc giữa giao tuyến mặt trước và mặt sau với tiết diện khảo sát.

Góc cắt δ - Tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc giữa mặt trước và mặt cắt đo trong tiết diện khảo sát – tức là góc giữa giao tuyến của mặt trước và mặt cắt với tiết diện khảo sát.

-    Góc trưức Y có thể lớn hơn không Y >  0 (mặt đáy nằm  trên mặt trước (hình 1.4)) bằng không Y = 0  (nên hai   giao tuyến mặt trước       và    mặt đáy với tiết diện khảo sát trùng nhau) và nhỏ hơn không (y < 0) nếu giao tuyến mặt trước với tiết diện khảo sát nằm trẽn giao tuyến của mặt đáy với tiết diện khảo sát.

Với các định nghĩa trên về các góc ta có trong tiết diện khảo sát:

-    Góc nghiêng chính φ là góc giữa phương chạy dao và hình chiếu của lưỡi cát chính trên mặt đáv (hình 1.4). Góc nghiêng chính     (φ xác đinh vị trí của lưỡi cắt chính so với phương chạy dao.

-    Góc nghiêng phụ φ1 là góc giữa phương chạy đao và hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy. Góc nghiêng phụ xác định vị trí lưỡi cắt phụ so với phương chạy dao.

-    Góc mũi dao ε là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính và phụ trên mặt đáy.

Ta có: 

-    Góc nâng của lưỡi cắt λ là góc giữa lưỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt đáy. Góc λ xác định vị trí của lưỡi cắt chính so với mặt đáy (hình 1.5).

λ > 0 – lưỡi cắt         chính trên mặt đáy.

λ= 0 – lưỡi cắt chính nằm trong mặt đáy.

λ< 0 – lưỡi cắt chính nằm dưới mặt đáy.

-    Bán kính mũi dao r – Bán kính cong chuyển tiếp từ lưỡi cắt chính sang lưỡi cắt phụ (hình l.6a)

-    Bán kính đầu dao ℘ - Bán kính của mặt cong chuyển tiếp từ mặt trước sang mặt sau (hình 1.6b).Bún kính mũi dao r – Bán kính contỉ chuyển tiếp từ lưỡi cắt chính sanụ lưỡi cắt phụ (hình l.6a).

Các góc trong các tiết diện NN, XX và YY có quan hệ với nhau như sau:

2.4.    Thông số hình học của dao trong quá trình cắt ( trạng thái động)

Khi cắl góc dộ của dao có thể thay dổi không giống như trạng thái tĩnh (khi chế tạo) do gá dao không chính xác và (ik) có chuyển động chạy dao 

2.4.1.    Do gá dao không chính xác

-     Gá nghiêng dao một góc τ với trục chi tiết tíhình 1.7), giá trịgóc φ và φ1, thay đổi so vói trạng thái tĩnh.

...........

        Ụ gá dao được định vị trên Ụ trượt (5) sao cho mặt trong của Ụ gá dao vuông góc với mặt trước của Trụ đo (8). Bạc đỡ trục có khắc vạch chia độ được định vị sao cho vạch (0ᴼ) của bạc song song với mặt trong của Ụ gá dao và vuông góc với mặt trước của Trụ đo (8). Lắp dao vào Ụ gá dao để bề mặt phẳng của thân dao tiếp xúc với mặt trụ của Ụ gá dao sau đó siết bu lông để cố định dao. Để đo góc nghiêng chính φ của dao trước tiên ta cho bề mặt trước của Trụ đo (8) tiếp xúc với mũi dao đồng thời vạch chỉ độ được khắc trên Trục xoay (9) chỉ vào vạch 0ᴼ  được khắc trên bạc đỡ trục. Lúc này ta dịch chuyển hai Ụ trượt (2) và (5) đồng thời xoay Trụ đo (8) sao cho lưỡi cắt chính của dao tiếp xúc với mặt trước của Trụ đo (8), chỉ số mà vạch chỉ độ trên trục xoay (9) tiếp liền ở vạch chia độ trên Bạc đỡ là giá trị của góc nghiêng chính φ, đồng thời mặt trước của trụ đo được khắc vạch chia độ nên ta sẽ đo được góc nâng λ. Cũng ở vị trí lưỡi cắt chính đang song song với mặt trước của Trụ đo ta xoay cần gạt tiếp xúc với mặt thoát sẽ đo được góc thoát γ , khi tay xoay thanh gạt tiếp xúc với mặt sau chính ta sẽ đo được góc sau chính α.

Tương tự khi ta cho lưỡi cắt phụ của dao tiếp xúc vơi mặt trước của Trụ đo ta sẽ đo được góc nghiêng phụ φ1, khi xoay thanh gạt tiếp xúc với mặt sau phụ ta sẽ đo được góc sau phụ α1.

5.2. Bảo quản đồ gá

- Khi tháo lắp hoặc vận chuyển các chi tiết tránh va đập để không phá hư các mối ghép dẫn đến sai số khi đo.

- Thường xuyên bôi trơn các bề lắp ghép.

- Vệ sinh sạch sẽ các bề mặt có khắc vạch chia độ và thước đo độ.

Kết Luận & Kiến Nghị:

- Với phương án và giải pháp được đưa ra và sau khi chế tạo thử nghiệm, chúng ta đã giải quyết được vấn đề đo các góc của dao tiện đồng thời đồ gá giúp chúng ta nắm chắc hơn phần kết cấu của dao tiện khi tiến hành thực nghiệm đo góc dao.

- Tuy nhiên trong qua trình chế tạo hay gặp phải những sai số do trang thiết bị không đủ, nhằm hạn chế thấp nhất phần sai số khi đo góc dao, chúng ta nên chế tạo các chi tiết của đồ gá hoàn toàn bằng các phương pháp gia công tiến tiến như CNC và khắc laser CNC.

- Vấn đề khó khăn nhất trong quá trình gia công là nguyên công khắc vạch chia độ lên các bề mặt. Lý do chủ quan là trong quá trình thiết kế lựa chọn kích thước phoi nhỏ nên khi khắc vạch chia độ không thấy rõ những vạch một độ.

- Giải pháp cho khó khăn trên là chúng ta nên dùng thước đo độ lắp ghép với trụ đo để đảm bảo độ chính xác cao và tầm nhìn thoải mái trong quá trình đo.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[15] Ninh Đức Tốn, Sổ tay dung sai lắp ghép, NXB GD, 2003.

[16] Trần Văn Địch, Sổ tay gia công cơ, NXB KHKT, Hà Nội, 2002.

[17] Sổ tay dụng cụ cắt.

[18] Hồ Viết Bình - Lê Đăng Hoành - Nguyễn Ngọc Đào, Đồ gá gia công cơ khí Tiện - Phay - Bào - Mài, NXB Đà Nẵng, 2000.

[19] Hà Văn Vui - Nguyễn Chỉ sáng, Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí Tập 1, NXB KHKT Hà Nội, 2006.