Dụng cụ cắt gọt kim loại hay còn gọi là dao là bộ phận của hệ thống công nghệ có nhiệm vụ trực tiếp tách phoi để hình thành bề mặt gia công. Kinh nghiệm cho thấy: dao có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cắt gọt. Nó không những tác động trực tiếp tới chất lượng chi tiết mà còn chi phối không nhỏ tới vấn đề năng suất và giá thành chế tạo sản phẩm, bởi vậy khi chọn dụng cụ cắt gọt kim loại chúng ta nên chọn loại của Đức như Ruko…
Vì lý do khách quan như vậy nên những hiểu biết về dao nhằm sử dụng chúng một cách hợp lý là một trong những trọng tâm của công tác nghiên cứu cắt gọt kim loại.
Trong thực tế vì bề mặt gia công là muôn hình muôn vẻ, do đó dao để phục vụ gia công cũng rất đa dạng. Để thuận tiện cho công tác nghiên cứu, tuỳ thuộc vào mục đích yêu cầu nghiên cứu, sử dụng mà người ta phân loại dao thành các nhóm khác nhau.
Ví dụ:
Dựa vào vật liệu chế tạo dao thì có dao thép cacbon dụng cụ, dao thép hợp kim dụng cụ, dao thép gió, dao hợp kim cứng, dao kim cương...
Dựa vào yêu cầu tính chất gia công dao được phân ra: dao gia công thô, dao gia công tinh, dao gia công bóng.
Dựa vào số lưỡi cắt trên dao ta lại có các loại: loại một lưỡi cắt (như dao tiện, dao bào), dao hai lưỡi cắt (như mũi khoan), dao nhiều lưỡi cắt tiêu chuẩn (như dao phay, dao chuốt), dao phi tiêu chuẩn nhiều lưỡi cắt (như đá mài).
Video dụng cụ cắt gọt kim loại
Dựa vào kết cấu và đặc điểm làm việc ta có loại dao thường và loại dao định hình.
Phổ biến hơn cả là căn cứ vào phương pháp gia công ta chia ra dao tiện, dao phay, mũi khoan, dao khoét, dao doa, đá mài, dao chuốt...
Trong tất cả các loại dao, do đặc điểm cấu tạo, dao tiện được coi là dao điển hình nhất. Tất cả những loại dao khác chẳng qua là sự phân tích hoặc tổng hợp của dao tiện. Vì vậy khi nghiên cứu về dao thì những nét chung nhất đều được minh hoạ bằng ví dụ dao tiện.
Tiếp theo ta lần lượt nghiên cứu một số vấn đề cơ bản về dụng cụ cắt kim loại.
1. Kết cấu của dụng cụ cắt kim loại
Dao cắt kim loại được cấu tạo bởi ba phần: phần làm việc còn gọi là phần cắt, phần gá đặt dao và phần cán dao .
Phần làm việc của dao (phần cắt) là phần của dao trực tiếp tiếp xúc với chi tiết gia công để làm nhiệm vụ tách phoi, đồng thời còn là phần dự trữ mài dao lại khi dao đã bị mòn.
Phần gá đặt dao là một bộ phận của dao dùng để gá đặt dao lên máy nhằm bảo đảm vị trí tương quan giữa dao và chi tiết.
Phần thân dao cũng là một phần trên dao nối liền giữa phần cắt và phần gá đặt dao.
Để hoàn thành tốt nhiệm vụ cắt gọt, về mặt kết cấu thì phần cắt của dao được tạo bởi các bề mặt và lưỡi cắt thích hợp, bao gồm:
(1) Mặt trước dao là mặt của dao để phoi trượt lên đó thoát ra khỏi vùng cắt trong quá trình gia công.
(2) Mặt sau chính là mặt của dao đối diện với bề mặt đang gia công trên chi tiết. Vị trí tương quan của mặt này với mặt đang gia công của chi tiết quyết định mức độ ma sát giữa mặt sau chính dao và mặt đang gia công trên chi tiết.
(3) Mặt sau phụ là mặt trên phần cắt dao đối diện với bề mặt đã gia công trên chi tiết. ý nghĩa của nó tương tự như mặt sau chính.
(4) Lưỡi cắt chính là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính. Trong quá trình cắt phần lớn lưỡi cắt chính tham gia cắt gọt. Phần trực tiếp tham gia cắt gọt của lưỡi cắt chính gọi là chiều dài cắt thực tế của lưỡi cắt - đó chính là chiều rộng cắt b.
(5) Lưỡi cắt phụ là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ. Khi cắt có một phần lưỡi cắt phụ cũng tham gia cắt.
(6) Mũi dao là giao điểm của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ. Mũi dao là vị trí của dao dùng để điều chỉnh vị trí tương quan giữa dao và chi tiết.
(7) Lưỡi cắt chuyển tiếp: Trong một số trường hợp (như dao phay một đầu) người ta cần tạo nên lưỡi chuyển tiếp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ.
2. Thông số hình học của dụng cụ cắt
2.1. Khái niệm
Kết quả thí nghiệm và thực tế sản xuất cho thấy: vị trí tương đối giữa các bề mặt và lưỡi cắt trên phần làm việc của dao so với các bề mặt trên chi tiết gia công có ảnh hưởng lớn đến quá trình cắt gọt kim loại. Vị trí của các bề mặt và lưỡi cắt được xác định bởi những góc độ trên phần làm việc của dao. Những góc độ đó gọi là những thông số hình học của dao.
Nói đến góc độ trên phần làm việc của dao nghĩa là nói đến vị trí tương quan giữa các bề mặt và lưỡi cắt so với hệ toạ độ nào đó được chọn làm chuẩn. Hệ toạ độ này gọi là hệ toạ độ xác định.
Trong nghiên cứu dụng cụ cắt, hệ toạ độ xác định được thành lập trên cơ sở của ba chuyển động cắt
Mặt cơ bản 1: được tạo bởi vectơ tốc độ và vectơ chạy dao
Mặt cơ bản 2: được tạo bởi vectơ tốc độ và vectơ chiều sâu cắt .
Mặt cơ bản 3:(còn gọi là mặt đáy) được tạo bởi vectơ và vectơ
Ngoài ba mặt cơ bản trên người ta còn sử dụng các mặt phẳng và tiết diện phụ trợ.
Mặt phẳng phụ trợ gồm có mặt cắt. Mặt cắt đi qua một điểm nào đó trên lưỡi cắt là một mặt phẳng qua điểm đó tiếp tuyến với mặt đang gia công và chứa vectơ vận tốc cắt . (Nếu là lưỡi cắt thẳng thì mặt cắt chứa lưỡi cắt).
Những tiết diện phụ trợ bao gồm: tiết diện chính là tiết diện của đầu dao được cắt bởi mặt phẳng đi qua điểm khảo sát trên lưỡi cắt chính và vuông góc với lưỡi cắt chính - ký hiệu N - N. Tiết diện phụ là tiết diện của đầu dao do mặt phẳng vuông góc với lưỡi cắt phụ tại điểm xét tạo nên - ký hiệu N1 - N1.
Ghi chú: Việc thành lập hệ toạ độ xác định dựa trên cơ sở về ý nghĩa vật lý của quá trình cắt, đồng thời phải khảo sát tới khả năng xác định độ lớn các thông số hình học dao bằng phương pháp đo trực tiếp.
2.2. 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 N1-N1 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 phụ và góc nâng.
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 g 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 a 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 b 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 d là góc tạo bởi mặt trước dao và mặt cắt (hoặc phương vận tốc cắt 
) đo trong tiết diện chính N - N. Độ lớn của góc cắt biểu thị mặt trước dao.
) 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:
Trong đó g và a là những thông số độc lập; b, d là những thông số phụ thuộc.
Góc nghiêng chính, ký hiệu j là góc tạo bởi lưỡi cắt chính của 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.
Góc nghiêng phụ, ký hiệu j1 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 e 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 là 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:
Trong đó j và j1 là những thông số độc lập, còn e là thông số phụ thuộc.
Góc trước phụ, ký hiệu g1 là góc tạo bởi mặt trước của dao và mặt đáy đo trên tiết diện phụ N1 - N1. Độ lớn góc trước phụ cũng xác định vị trí mặt trước dao trong hệ toạ độ xác định.
Góc sau phụ, ký hiệu a1 là góc tạo bởi mặt sau phụ của dao và mặt cắt đo trên tiết diện phụ N1 - N1. Giá trị của góc sau phụ xác định vị trí mặt sau phụ của dao trong hệ toạ độ xác định và 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 l 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 0o Giá trị của góc nâng không những quyết định hướng thoát phoi khi cắt, mà còn quyết 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 nghiên cứu về khả năng làm việc của dao phay mặt đầu)
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 việc 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.
2.3. 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 nên 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
Khi gá đặt dao thường xảy ra các trường hợp sai lệch sau:
(1) gá mũi dao không ngang tâm chi tiết
(2) gá hướng dao không đảm bảo vị trí tương quan với chi tiết
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. Vì 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.
Xem thêm click http://www.muikhoan.com/
Xem thêm click http://www.muikhoan.com/
