Tìm hiểu về gia công dao tiện định hình

Khái niệm dao tiện định hình

Dao tiện định hình là loại dao được thiết kế nguyên khối, sử dụng các loại vật liệu phù hợp để tạo ra biên dạng đạt với yêu cầu kỹ thuật trên bề mặt chi tiết, sản phẩm mà chúng ta gia công. Chúng thường được sử dụng để gia công các bề mặt định hình tròn xoay, trong sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối, đặc biệt trên máy tự động và bán tự động.

So với dao tiện thông thường có các đặc điểm sau:

• Dao tiện định hình có hình dáng đường viền lưỡi cắt chính phù hợp với biên dạng bề mặt gia công.
• Bảo đảm sự đồng nhất về hình dáng và chính xác về kích thước của chi tiết gia công, vì nó không phụ thuộc vào cấp bậc tay nghề của công nhân, mà nó phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác chế tạo dao.
• Cho năng suất cao, tuổi thọ của dao lớn (do lượng dư gia công thường nhỏ), mài sắc dao tương đối đơn giản hơn.

Phân loại

Dao tiện định hình có thể chia ra các loại sau đây:

+ Theo kết cấu: có thể phân làm 2 loại là dao tiện loại hình tròn và dao tiện loại hình lăng trụ.

Dao tiện loại hình lăng trụ

Ưu điểm:

• Do kẹp dao bằng rảnh mang cá nên độ cứng vững hơn cao hơn.
• Góc a có thể thay đổi được.
• Độ bền lưỡi dao, thoát nhiệt tốt.
• Độ chính xác cao hơn, sai số không đáng kể.

Nhược điểm:

• Chế tạo khó.
• Không dùng để tiện lỗ được.

Dao tiện loại hình tròn

Ưu điểm:

• Có thể tiện ngoài và tiện lỗ.
• Chế tạo dễ vì dạng tròn xoay và mài dễ.

Nhược điểm:

• Khó kẹp chặt, đứng vững kém.
• Góc a không điều chỉnh được ( vì phụ thuộc vào chiều cao H)
• Độ chính xác kém hơn.

+ Theo cách gá tương đối của dao đối với chi tiết gia công có: dao định hình hướng kính và dao định hình tiếp tuyến. Dao hướng kính có hướng chạy dao theo hướng bán kính của chi tiết; còn dao tiếp tuyến chạy dao theo hướng tiếp tuyến với bề mặt gia công. Dao định hình tiếp tuyến thường dùng để gia công những chi tiết chịu uốn kém, chiều cao hình dánh chi tiết không sâu.

+ Theo vị trí trục dao và trục chi tiết gia công: có dao gá thẳng và dao gá nghiêng.

Các loại dao định hình được sử dụng rộng rãi hiện nay

Ngoài các loại dao được nêu trên, thì sau đây cũng là các loại dao định hình được thiết kế riêng để gia công các loại biên dạng, hình dáng chi tiết, sản phẩm khác nhau. Đó là dòng dao tiện định hình dùng để gia công các chi tiết nhỏ, mà các loại dao khác không gia công được.

Dao tiện móc lỗ định hình sử dụng cho đường kính nhỏ

• Dùng để gia công móc lỗ các chi tiết dạng tròn, đường kính lỗ nhỏ, dưới 10mm. Nên chọn đúng loại dao phù hợp để gia công biên dạng các chi tiết, sản phẩm.
• Thích hợp để gia công hàng loạt các chi tiết, với lớp phủ hiện đại, vật liệu carbide làm tool giúp cho quá trình gia công tránh bị rung động khi gia công. Có thể gia công nhiều loại vật liệu như thép, inox và gang.

Dao tiện chích rãnh định hình sử dụng cho các loại đường kình nhỏ

• Dao tiện loại này dùng để gia công chích rãnh các chi tiết rãnh bên trong lỗ dưới 10mm, mà các loại cán có đường kính lớn không thể làm được.
• Thích hợp để gia công hàng loạt các chi tiết, với lớp phủ hiện đại, vật liệu carbide làm tool giúp cho quá trình gia công tránh bị rung động khi gia công. Với góc Re trên đỉnh chích rãnh . Có thể gia công nhiều loại vật liệu như thép, inox và gang.

Dao tiện ren định hình sử dụng cho các loại đường kính nhỏ

• Dao tiện loại này dùng để gia công tiện ren các chi tiết ren bên trong lỗ dưới 10mm, mà các loại cán có đường kính lớn không thể làm được.
• Phù hợp với chi tiết nhỏ, bước ren đa dạng, đáp úng được yêu cầu của bản vẽ.

Ứng dụng thực tế và ưu điểm của dao tiện định hình

Ưu điểm

• Để đảm bảo được độ đồng nhất về hình dáng, độ chính xác về kích thước    của chi tiết cần gia công, dao định hình phụ thuộc rất lớn về độ chính xác khi chế tạo dao, chọn dao định hình phù hợp, còn phụ thuộc vào chương trình máy lập trình có phù hợp, người đứng máy có tay nghề cao hay không.
• Dao tiện cho năng suất cao, đạt yêu cầu, tuổi thọ của dao được lâu dài( do lượng dư gia công thường nhỏ, ít mòn dao).
• Thích hợp để gia công hàng loạt các chi tiết vó độ chính xác cao.
• Có thể mài lại để sử dụng lâu dài.

Ứng dụng thực tế

• Hiện nay dao định hình được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thiết kế, gia công các thiết bị y tế.
• Dây chuyền sản xuất cần sản xuất chính xác mà không cần phải trải qua nhiều nguyên công.
• Định hình tạo khuôn răng, sử dụng để gia công các trang thiết bị bổ trợ để phục hồi, chỉnh hình khuôn răng,..
• Ngoài ra còn được sử dụng để phục vụ gia công chi tiết trong các board mạch điện tử, ống kính quang học, kính hiển vi, các ống kình sử dụng trong máy ảnh,…
• Với sự phát triển không ngừng nghỉ của sự phát triển của nghành cơ khí thì dao định hình là một phần không thể thiếu trong quá trình gia công, sản xuất hàng loạt các chi tiết, sản phẩm. Nhằm phục vụ đời sống, mục đích của con người, dần đưa công nghệ đến gần hơn với chúng ta.

Phương pháp thiết kế dao tiện định hình

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 đó chọn các góc độ căn bản của dao và tính toán các điểm khác. Chọn như thế nào để các điểm khác của dao có thể làm việc được.

+ Chiều cao hình dáng chi tiết: 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: Là hiệu số khoảng cách giữa các đường viền của lưỡi cắt, đo trong tiết diện vuông góc với mặt sau của dao và song song vơí trục tâm của chi tiết.

Thiết kế dao tiện định hình

Trình tự thiết kế dao:

• Chọn loại dao (dựa vào kết cấu chi tiết, thiết bị gia công, điều kiện hiện có...)
• Chọn vật liệu làm dao (tuỳ thuộc vào vật liệu gia công).
• Căn cứ vào vật liệu gia công để chọn góc trước g và góc sau a tại diểm cơ sở.
• Tính chiều cao prôfin lớn nhất của chi tiết
• Căn cứ vào t_max 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 prôfin 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 công (t_max), chiều dài kết cấu chi tiết có thể chọn theo các bảng sau:
• Đường kính dao tiện lỗ định hình không được lớn hơn 0,75 đường kính của lỗ gia công.
• Chiều rộng lưỡi cắt của dao được
• Sự cần thiết phải tính toán 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

b. Thông số hình học phần cắt

- Chọn góc trước và góc sau của dao tiện định hình (bằng thép gió hay thép hợp kim dụng cụ) tùy theo vật liệu gia công và chiều dày cắt và chọn theo các sổ tay kỹ thuật. Dao tiện định hình cắt với phoi mỏng, cho nên góc sau lấy lớn hơn so với dao tiện thường.

- Tính toán 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 chóng kết quả nhưng độ chính xác phụ thuộc vào hình vẽ. Còn phương pháp giải tích chính xác nhưng lâu ( mất nhiều thời gian).