một dụng cụ cắt đơn chỉ có một răng cắt, được sử dụng trên máy tiện. Dao tiện được gá trên ổ gá dao của máy tiện và được cung cấp các chuyển động chạy dao: chạy dao dọc, chạy dao ngang, chạy dao nghiêng hay chạy dao theo một quỹ đạo phẳng đã được lập trình. Bề mặt gia công được hình thành khi tiện là kết quả của hai chuyển động tạo hình cơ bản: chuyển động cắt chính là chuyển động quay tròn của phôi lắp trên trục chính máy tiện và chuyển động chạy dao do dao tiện thực hiện. Công dụng chính của tiện là tạo hình các bề mặt tròn xoay ngoài hoặc trong, bề mặt ren, mặt phẳng,....

Dao tiện có thể được phân loại theo nhiều cách.

Phân loại theo phương pháp tạo hình: Dao tiện đơn, tạo hình bề mặt gia công bằng mũi dao; Dao tiện định hình, tạo hình bề mặt gia công bằng lưỡi cắt có profin phức tạp.

Phân loại theo công dụng: Dao tiện ngoài; Dao tiện trong; Dao tiện rãnh; Dao khỏa mặt đầu; Dao tiện ren.

Phân loại theo kết cấu chung: Dao tiện nguyên; Dao tiện lắp.

Phân loại theo hướng chạy dao: Dao tiện trái; Dao tiện phải.

Phân loại theo vật liệu chế tạo: Dao tiện bằng thép gió; Dao tiện bằng hợp kim cứng; Dao tiện bằng gốm; Dao tiện bằng PCBN.

Lịch sử hình thành và phát triển của dao tiện gắn liền với lịch sử hình thành và phát triển của máy tiện. Qúa trình phát triển của dao tiện trong thời gian từ thế kỷ 18 cho đến nay gắn với sự phát triển của các loại vật liệu mới. Dao tiện đơn trước đây thường được chế tạo nguyên khối bằng thép gió. Hiện nay dao tiện đơn thường chế tạo theo kết cấu lắp ghép. Phần cắt là các mảnh dao và phần thân được chế tạo tiêu chuẩn. Các mảnh dao chế tạo bằng hợp kim cứng là phổ biến nhất

Với sự phát triển gia công cao tốc, gia công vật liệu cứng, có độ bền cao nhiều loại vật liệu tổng hợp siêu cứng mới đã phát minh trong những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 như PCD, PCBN. Các loại vật liệu này hiện cũng được ứng dụng nhiều trong chế tạo các mảnh dao lắp trên các dụng cụ cắt

Đặc điểm dao tiện

Về hình dạng: dao tiện có thể có dạng thanh (dao tiện đơn), hình lăng trụ (dao tiện định hình lăng trụ) hay hình tròn (dao tiện định hình hình tròn).

Kết cấu dao tiện đơn chia thành hai phần: Phần cán hay còn gọi là phần thân dùng để gá đặt dụng cụ trên máy công cụ; Phần cắt hay còn gọi là phần làm việc gồm các bề mặt làm việc (mặt trước, mặt sau) và các lưỡi cắt. Phần cắt được tạo thành bởi các bề mặt làm việc và các thành phần kết cấu sau: Mặt trước (1) là bề mặt mà khi cắt phoi trượt theo và thoát ra. 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 mặt 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 lưỡi cắt chính có thể là thẳng hoặc cong. Lưỡi 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 chế tạo mũi dao không phải là một điểm mà có bán kính lượn tròn r.

Thông số hình học dao tiện đơn

Để xác định thông số hình học phần cắt của dụng cụ cần định nghĩa các mặt phẳng tọa độ và các mặt phẳng tiết diện dựa vào các chuyển động khi cắt.

Các chuyển động khi cắt: Tại một điểm M trên lưỡi cắt chính có các thành phần chuyển động tương đối như sau: Chuyển động cắt chính với véc tơ tốc độ tại một điểm trên lưỡi cắt chính là chuyển động cắt ra phoi. Khi tiện chuyển động quay quanh tâm của chi tiết với tốc độ góc là n (vòng/phút). Véc tơ tốc độ cắt chính tại điểm M có phương tiếp tuyến với bề mặt gia công, chiều ngược với chiều quay của chi tiết và độ lớn là (mm/phút); Chuyển động chạy dao với lượng chạy dao là s (mm/vòng). Tại điểm M, véc tơ tốc độ chuyển động chạy dao có phương, chiều là phương chiều của chuyển động chạy dao, độ lớn là : (mm/phút).

Véc tơ chuyển động tổng hợp tại điểm M là : = +

Các mặt phẳng toạ độ: Mặt phẳng đáy (Q), tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng đi qua điểm đó và vuông góc với véctơ tốc độ cắt . Khi =0, = (trạng thái tĩnh) thì mặt đáy chỉ vuông góc với ; 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 phẳng chứa véctơ và lưỡi cắt, nếu lưỡi cắt cong thì mặt cắt chứa véctơ và đường tiếp tuyến với lưỡi cắt tại điểm khảo sát. Như vậy mặt đáy và mặt cắt tại một điểm trên lưỡi cắt luôn vuông góc với nhau (P ).

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 lưới cắt chính và ta có các tiết diện: Tiết diện chính NN tại một điểm trên lưỡi cát chính là tiết diện được cắt bởi mặt phẳng NN vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy; 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).

Thông số hình học phần cắt dao tiện đơn ở trạng thái tĩnh

Trạng thái tĩnh là trạng thái giả tưởng không có chuyển động chạy dao nên tại một điểm trên lưỡi cắt chính . Các thông số hình học (các góc độ) của dao dùng để xác định vị trí của các thành phần kết cấu phần cắt khi chế tạo được định nghĩa như sau: Góc trước (ký hiệu ) tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc giữa mặt trước và mặt đáy đo trong tiết diện khảo sát. Do đó, góc trước là góc giữa các đường giao tuyến của mặt trước và mặt đáy với tiết diện khảo sát. Như vậy, tương ứng trong các tiết diện NN, N1N1, XX, YY ta có các góc trước ký hiệu lần lượt là: , 1, x, y; Góc trước dùng để xác định vị trí của mặt trước so với mặt đáy. Mặt trước được chế tạo theo góc trước ở trạng thái tĩnh. . Góc trước có thể dương bằng không hay âm. Góc sau (ký hiệu ) 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 là góc giữa giao tuyến mặt sau chính và mặt cắt với tiết diện khảo sát. Tương ứng trong các tiết diện NN, N1N1, XX, YY ta có các góc sau ký hiệu lần lượt là: , 1, x, y. Góc sau luôn dương ( > 0) và phải lớn hơn giá trị tối thiểu cho phép [α]=20÷30. Như vậy góc sau là góc xác định vị trí mặt sau so với mặt cắt. Mặt sau được chế tạo theo góc sau ở trạng thái tĩnh; Góc sắc (ký hiệu ) 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 tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc giữa giao tuyến mặt trước và mặt sau với tiết diện khảo sát. Tương ứng trong các tiết diện NN, N1N1, XX, YY ta có các góc sắc ký hiệu lần lượt là: , 1, x, y.; Góc cắt (ký hiệu ) 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. Tương ứng trong các tiết diện NN, N1N1, XX, YY ta có các góc cắt ký hiệu lần lượt là: , 1, x, y; Góc nghiêng chính (ký hiệu ) - là góc giữa phương chạy dao và hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy. Góc nghiêng chính xác định vị trí của lưỡi cắt chính so với phương chạy dao; Góc nghiêng phụ (ký hiệu 1 ) là góc giữa phương chạy dao và hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy, xác định vị trí lưỡi cắt phụ với phương chạy dao; Góc mũi dao (ký hiệu ) là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính và phụ trên mặt đáy; Góc nâng của lưỡi cắt (ký hiệu ) là góc giữa lưỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt đáy. Góc xác định vị trí của lưỡi cắt chính so với mặt đáy. Giá trị của có thể dương, âm hay bằng không.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyên lý Gia công vật liệu; Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy; NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2001.

[2] Nguyên lý và dụng cụ cắt; Bùi Ngọc Tuyên; NXB Giáo dục, 2013.

[3] Metal cutting Theory and Practicce, David A. Stephenson, John S. Agapiou; CRC Taylor and Francis Group, 2006.