Thiết kế máy bào gỗ

LỜI NÓI ĐẦU

Luận án tốt nghiệp nhằm mục đích giúp sinh viên làm quen với
công việc thiết kế, giải quyết các vấn đề liên quan , tập tiếp cận với công
tác của người kỹ sư trong tương lai. Mặc khác, việc thực hiện Luận án tốt
nghiệp cũng là một dòp cho sinh viên vận dụng các kiến thức đã được
trang bò trong suốt bốn năm học tập tại trường cùng với quá trình tìm tòi,
học hỏi tự bổ sung . Đồng thời nó cũng giúp cho chúng em phong cách
làm việc độc lập, phát huy tính năng động và sáng tạo trong công việc .
Trong quá trình làm luận án, em đã cố gắng tìm tòi và thực hiện
việc thiết kế dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN HỮU LỘC .
Em xin chân thành cám ơn thầy NGUYỄN HỮU LỘC cùng các thầy trong
bộ môn cơ sở thiết kế máy đã giúp em hoàn thành luận án .
Trong thời gian thực tập tại nhà máy SATIMEX, các anh trong
xưởng cơ điện đã giúp đỡ em tìm hiểu các thiết bò gia công chế biến gỗ
trong đó có máy bào gỗ hai mặt. Bên cạnh đó, trong quá trình làm luận
án, các bạn sinh viên cũng giúp em một phần không nhỏ. Trong những
lần trao đổi , thảo luận, các bạn đã giúp em phát hiện chỗ sai sót, những
cái chưa hoàn thiện cũng như tìm ra những hướng giải quyết mới .
Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiện thực tế chưa có
cũng như thời gian hạn hẹp nên Luận án tốt nghiệp của em còn nhiều
hạn chế và không tránh khỏi những sai sót. Em kính xin tiếp nhận sự chỉ
dạy, giúp đỡ, góp ý của q thầy cô giáo và các bạn sinh viên .
Em xin chân thành biết ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN
HỮU LỘC cùng các thầy trong bộ môn Thiết kế máy .
Em kính mong q thầy xem xét Luận án tốt nghiệp mà em đã thực
hiện : Thiết kế máy bào gỗ hai mặt .

TP.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2004.
Sinh viên thực hiện
VÕ THANH HẢI

.


.


MỤC LỤC
Lời nói đầu
Mục lục

Chương mở đầu : Giới thiệu chung
1.Giới thiệu ngành chế biến cỗ Việt Nam và qui trình gia công gỗ của nhà máy gỗ .....................1
1.1 Giới thiệu ngành chế biến gỗ Việt Nam ...............................................................................1
1.2 Qui trình gia công gỗ tại nhà máy gỗ Satimex ......................................................................2
2 .Giới thiệu công nghệ bào gỗ.......................................................................................................2

Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế
1.1 Giới thiệu máy bào hai mặt ......................................................................................................3
1.2 Cấu tạo của máy bào 2 mặt ......................................................................................................3
1.3 Nguyên lý hoạt động chung của máy bào gỗ hai mặt ...............................................................4
1.4 Lựa chonï sơ đồ nguyên lý .........................................................................................................5
1.4.1 Phương án 1 ........................................................................................................................5
1.4.2 Phương án 2 ........................................................................................................................6
1.4.3 Phương án 3 ........................................................................................................................6
1.4.4 Phương án 4 ........................................................................................................................7
1.5 Lựa chọn sơ đồ động học của máy...........................................................................................8
1.5.1 Sơ đồ 1 .................................................................................................................................8
1.5.2 Sơ đồ 2 .................................................................................................................................9
1.5.3 Sơ đồ 3 .................................................................................................................................10

1.5.4 Sơ đồ 4 .................................................................................................................................11

Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ
2.1 Dạng hình học của dao và phoi .................................................................................................13
2.2 Hao mòn của dao cắt ................................................................................................................14
2.2.1 Hao mòn tiệm tiến ............................................................................................................15
2.2.2 Hao mòn đột biến..............................................................................................................16
2.3 Vật liệu chế tạo dao cắt ............................................................................................................17
2.3.1 Vật liệu dao cắt ..................................................................................................................18
2.3.1.1 Thép cacbon dùng cho công cụ ...................................................................................18
2.3.1.2 Thép luyện hay còn gọi là thép hợp kim .....................................................................19
2.3.1.3 Thép cao tốc ................................................................................................................20
2.3.1.4 Hợp kim cứng ..............................................................................................................20
2.3.1.5 Gốm khoáng ................................................................................................................20
2.3.1.6 Thép gió cứng ..............................................................................................................21
Chương 3: Tính toán công suất và chọn động cơ
3.1 Phân tích lực..............................................................................................................................22
3.2 Lực và công suất phay dọc........................................................................................................26
3.3 Xác đònh chế độ cắt hợp lý ......................................................................................................28
3.4 Tốc độ đẩy gỗ ...........................................................................................................................31
3.4.1 Xác đònh tốc độ đẩy gỗ theo côn suất của động cơ điện cắt gọt .......................................31
3.4.2 Xác đònh tốc độ theo chất lượng .......................................................................................31
3.4.3 Xác đònh tốc độ đẩy theo độ bền vững của máy ...............................................................31
3.5 Xác đònh công suất băng tải phôi ..............................................................................................32

Chương 4:Thiết kế hệ thống dẫn động cho trục dao
4.1 Chọn kiểu truyền động .............................................................................................................34


4.2 Sơ đồ động của trục dao ............................................................................................................34

4.3 Thiết kế đai ...............................................................................................................................35
4.4 Tính toán trục dao .....................................................................................................................37
4.4.1 Kiểm nghiệm trục ở vò trí chòu tải lớn nhất ........................................................................41
4.4.2 Kiểm nghiện trục theo độ bền mỏi ....................................................................................42
4.4.3 Tính toán và chọn ổ............................................................................................................43
4.4.4 Tính toán và chọn then .......................................................................................................44

Chương 5:Thiết kế hệ thống đẩy phôi
5.1 Giới thiệu hệ thống đẩy phôi ....................................................................................................45
5.2 Sơ đồ động bộ phận đẩy phôi ...................................................................................................45
5.3 Giới thiệu bộ truyền động vô cấp .............................................................................................46
5.3.1 Bộ biến tốc đai ...................................................................................................................47
5.4 Thiết kế bộ truyền xích .............................................................................................................49
5.4.1 Bộ truyền động cho băng tải ..............................................................................................49
5.4.2 Thiết kế bộ truyền xích đến các trục cuốn .........................................................................53
5.4.3 Bộ truyền xích giữa hai trục cuốn trên ...............................................................................56
5.5 Tính tóan trục cuốn ...................................................................................................................56
5.5.1 Kiểm nghiệm trục ở vò trí chòu tải lớn nhất ........................................................................59
5.5.2 Tính toán và chọn ổ............................................................................................................61
5.5.3 Tính toán và chọn then .......................................................................................................61

Chương 6: Thiết kế cơ cấu điều chỉnh chiều dày phoi và nâng hạ bàn máy
6.1 Cơ cấu điều chỉnh chiều dày phoi .............................................................................................62
6.1.1 Sơ đồ động của cơ cấu điều chỉnh chiều dày phoi..............................................................62
6.1.2 Xác đònh thông số của trục vít và đai ốc ............................................................................62
6.1.3 Kiểm nghiệm độ bền ..........................................................................................................63
6.1.3.1 Theo ứng suất tương đương..........................................................................................63
6.1.3.2 Theo độ ổn đònh ...........................................................................................................64
6.2 Cơ cấu nâng hạ bàn máy...........................................................................................................64
6.2.1 Sơ đồ động của cơ cấu nâng hạ bàn máy ...........................................................................65

6.2.2 Tính toán cơ cấu nâng hạ bàn máy ....................................................................................65
Chương 7: Mạch điều khiển hệ thống và các dạng khuyết tật thường gặp
7.1 Các phương pháp điều khiển ....................................................................................................71
7.1.1 Dùng mạch điện .................................................................................................................71
7.1.2 Dùng PLC...........................................................................................................................71
7.1.3 Dùng máy tính ....................................................................................................................72
7.2 Chọn phương án ........................................................................................................................73
7.3 Động cơ không đồng bộ ba pha.................................................................................................73
7.3.1 Đại cương ...........................................................................................................................73
7.3.2 Cấu tạo ...............................................................................................................................73
7.3.3 Cách đấu dây động cơ không đồng bộ ba pha ....................................................................74
7.4 Nguyên lý hoạt động.................................................................................................................75
7.5 Mạch động lực ..........................................................................................................................75
7.6 Mạch điều khiển .......................................................................................................................76
7.7 Các dạng khuyết tật thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục ..........................................77
Tài liệu tham khảo


Chương mở đầu : Giới thiệu chung

Chương mở đầu : GIỚI THIỆU CHUNG
1.Giới thiệu ngành chế biến gỗViệt Nam và qui trình gia công gỗ của nhà máy
gỗ :
1.1 Giới thiệu ngành chế biến gỗ Việt Nam:
Trong lòch sử phát triển của loài người, gỗ đóng vai trò hết sức quan trọng,
không những giúp con người tự vệ, sản xuất mà còn góp phần tạo nên ngững tiện
nghi cần thiết trong sinh hoạt. Ngoài ra, nó chiếm một vò trí không thể thiếu trong
lónh vực nghệ thuật và xây dựng. Ngày nay, gỗ vẫn luôn hiện diện trong mọi lónh
vực của đời sống chúng ta và trong tương lai gỗ vẫn còn phát triễn hơn nữa. Do đó,
ngày càng có nhiều yêu cầu về sản phẩm, mẫu mã và chất lượng, nhất là trong nền

kinh tế thò trường của nước ta hiện nay thì năng suất cao, giá thành hạ, chất lượng
cao là những yêu cầu tiên quyết. Chính vì vậy, việc cơ giới hoá trong khâu gia
công gỗ là hết sức cần thiết.
Thực vậy, ta hãy nhìn vào tốc độ xây dựng trong nước từ năm 1992, ta có
thể thấy được các vật dụng trang trí nội thất có chất lượng cao đều được nhập từ
nước ngoài, mặc dù nước ta có nguồn tài nguyên gỗ vô cùng phong phú (hơn hai
phần ba diện tích đai là rừng núi. Có hơn 1000 loài cây lấy gỗ, với nhiều loại q
hiếm như : đinh, liêm, sến, táu, cẩm lai, lát hoa, gù hương....). Yếu tố chính của
ngành gỗ nước ta hiện nay là vấn đề quản lý việc khai thác gỗ có kế hoạch, khai
thác đi đôi với trồng rừng, và thiếu các máy móc để có thể tự động quy trình gia
công gỗ.
Một trong những nhà máy gỗ lớn với công nghệ và trang thiết bò hiện đại
là nhà máy tinh chếâ đồ gỗ xuất khẩu Satimex. Nhà máy có một hệ thống máy gia
công gỗ từ truyền thống đế hiện đại. Trong qui trình sản suất thì khâu tạo ra phôi
là rất quan trọng, và không thể thiếu của một nhà máy. Có rất nhiều dạng máy làm
nhiệm vụ này, trong đó máy bào gỗ hai mặt là rất phổ biến. Do đó việc nghiên cứu
kó về máy bào hai mặt cũng rất cần thiết, để hoàn thiện hơn về chế độ gia công và
nâng cao năng suất máy. Bên cạnh đó trong quá trình thực tập tại công ty, em đã
tìn hiểu khá kỹ về máy bào gỗ hai mặt, và đó cũng chính là lý do em chọn đề tài
thiết kế máy bào gỗ hai mặt.

.

1


Chương mở đầu : Giới thiệu chung

1.2 Qui trình gia công gỗ tại nhà máy gỗ Satimex:

TẠO PHÔI BAN ĐẦU (CƯA,
BÀO, XẺ, GHÉP…)

XỬ LÝ BỀ MẶT PHÔI (CHÀ
NHÁM, IN VÂN..)

TẠO HÌNH, TẠO BIÊN DẠNG
SẢN PHẨM

SƠN PHỦ, SẤY

KHOAN LỖ,ĐÓNG MỘNG ĐỂ LẮP
GHÉP

KIỂM TRA VÀ LẮP GHÉP
THÀNH SẢN PHẨM, ĐÓNG GÓI
2 .Giới thiệu công nghệ bào gỗ :
Bào gỗ là công nghệ gia công mặt phẳng có diện tích tương đối lớn so với
chiều dày bằng cách cắt gọt 1 hay một hay nhiều lớp gỗ mỏng để tạo nên tấm với
chiều dày, độ phẳng, độ nhẵn đạt yêu cầu cho phép trước chuyển sang công đoạn
khác.
Có rất nhiều loại máy bào: máy bào 1 mặt, 2 mặt, 4 mặt. Để nâng cao năng
suất người ta còn tổng hợp nhiều công đoạn trên một máy. Sản phẩm của máy bào
thường làm phôi cho các nguyên công khác.

.

2

Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

Chương 1: MÁY BÀO GỖ HAI MẶT VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ
1.1 Giới thiệu máy bào hai mặt:
Máy bào 2 mặt là một cải tiến của máy bào cuốn 1 mặt. Khi gia công, ta
phải chọn một mặt làm chuẩn. Hai trục dao cuốn đặt song song nhau và song song
với mặt phôi, hai trục dao quay ngược chiều với chiều đẩy phôi. Chiều dày một lần
bào phụ thuộc khoảng điều chỉnh của trục dao dưới, yêu cầu hai mặt của phôi phải
ăn dao được. Mặt dưới sẽ được gia công trước, sau đó mặt dưới làm chuẩn tinh để
gia công bề mặt trên. Máy chỉ gia công những mặt có độ chính xác không cao, chỉ
gia công những chi tiết đơn giản.

1.2 Cấu tạo của máy bào 2 mặt:
Máy có gồm có hai phần ghép lại với nhau :
Phần trên: gồm trục dao trên, băng tải, trục cuốn phôi thô, trục cuốn phôi
tinh, cơ cấu dằn phôi tinh , dằn phôi thô.
Phần dưới: gồm bàn gá phôi, trục dao dưới, cơ cấu thay đổi chiều sâu cắt.
Phần trên và phần dưới được lắp với nhau qua hệ thống vít me, đai ốc và
bulông, nên có thể điều chỉnh được khoảng cách giữa 2 trục dao.
Hình dạng máy bào gỗ hai mặt thường gặp :
Máy bào hai mặt tự động :thường được dùng trong các nhà máy chế biến gỗ

.

3


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

Máy bào gỗ hai mặt thủ công (phù hợp với sản suất nhỏ) :

1.3 Nguyên lý hoạt động chung của máy bào gỗ hai mặt:
Yêu cầu kỹ thuật của máy bào gỗ hai mặt là phải đảm bảo độ song song của
hai mặt gỗ và độ nhám bề mặt của gỗ sau khi bào.
Máy có 2 trục dao chính hoạt động nhau, 2 trục dao trên và dao dưới quay
ngược chiều nhau và ngược với chiều cuốn phôi, 1băng tải và các trục cuốn phôi.
Ngoài ra, còn có cơ cấu điều chỉnh khoảng cách giữa 2 trục dao, và điều chỉnh
chiều dày phoi.

.

4


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

gỗ sau
khi bào

phôi

Trước khi gia công ta phải điều chỉnh động cơ phụ để đònh bề dâày của phôi
bằng cách bấm nhả nút điều khiển động cơ phụ. Khởi động động cơ trục dao và
băng tải.
1.4 Lựa chonï sơ đồ nguyên lý :
1.4.1 Phương án 1 :

1 : cơ cấu đằn phôi thô .
2 : dao bào cuốn trên.

3 : cơ cấu đằn phôi tinh.
4 : cơ cấu đè phôi sau khi bào mặt trên.
5, 6 : trục cuốn gỗ tinh.
7
: dao bào cuốn dưới.
8 : cơ cấu đằn phôi thô.
9, 10, 11 : con lăn cuốn phôi thô .
Đặc điểm của phương pháp này là mặt trên của gỗ được bào trước, sau đó
dùng mặt trên để làm chuẩn tinh gia công mặt sau, cơ cấu khá phức tạp.
1.4.2 Phương án 2 :
.

5


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

1, 2,10 : trục cuốn thô.
3
: bộ phận đằn phôi thô để bào mặt trên.
5
: bộ phận đằn phôi tinh.
4
: dao bào cuốn trên.
6, 7,8 : trục cuốn tinh.
9
: dao bào cuốn dưới.
Đặc điểm của nguyên lý 2 là phôi được bào mặt dưới trước, sau đó dùng
mặt dưới làm chuẩn tinh để gia công mặt trên, cơ cấu cuốn phôi là các con lăn như
ở nguyên lý 1.

1.4.3 Phương án 3 :

1 : trục cuốn phôi tinh (trục trơn).
2 : thanh đè phôi tinh .
3 : dao bào cuốn trên.
.

6


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

4:
5:
6:
7:

bộ phận dằn phôi thô.
trục cuốn phôi thô .
bánh xích kéo băng tải.
dao bào dưới.

Đặc điểm của nguyên lý 3 cũng gần giống nguyên lý 2 là gỗ được bào mặt
dưới trước, sau đó dùng mặt dưới làm chuẩn tinh để gia công mặt sau, nhưng cơ cấu
cấp phôi ban đầu là xích tải có các chấu đè đàn hồi.
1.4.4 Phương án 4 :

1 : trục cuốn phôi tinh (trục trơn).
2 : thanh đè phôi tinh .
3 : dao bào cuốn trên.

4 : bộ phận dằn phôi thô.
5 : trục cuốn phôi thô .
6 : bánh xích kéo băng tải.
7 : băng tải cấp phôi.
8 : dao bào dưới.
Đặc điểm của nguyên lý 4 tương tự như nguyên lý 3, nhưng có thêm bộ phận
cấp phôi băng .
Sau khi sánh các phương án, em đã chọn sơ đồ đồ nguyên lý 3, vì các lý do
sau:
Phương án này khá đơn giản, năng suất cao, kết cấu máy hợp lý, mà vẫn
đảm bảo tốt các yêu cầu kỹ thuật, đặc biệt là cách cấp phôi bằng tải xích có lò xo
đàn hồi tránh hiện tượng kẹt phôi do bề mặt phôi ban đầu không được bằng phẳng,
.

7


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

bên cạnh đó đây cũng là loại máy được sử dụng nhiều ở các các nhà máy chế biến
gỗ.
1.5 Lựa chọn sơ đồ động học của máy :
Với sơ đồ nguyên lý đã chọn ta có các phương án sơ đồ động học như sau :
1.5.1 Sơ đồ 1 :

1 : động cơ điện
2 : trục cuốn phôi tinh (trục trơn).
3 : dao bào trên.
4 : trục cuốn phôi thô .
5 : bộ truyền xích phụ.

6 : bánh xích kéo băng tải.
7 : dao bào dưới.
8 : bộ truyền đai.
Phương án này sử dụng một động cơ, ưu điểm của phương án này là kết cấu
bộ truyền đơn giản, dễ lắp ráp khi sữa chữa.
Nhược điểm :
+Hiệu suất truyền động sẽ không cao,quá dài, dùng một động cơ để truyền
động cho hai trục dao và xích tải.
.

8


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

+Vì có duy nhất một động cơ nênphải có công suất lớn, nếu phải thay thì tốn
kém.
+Động cơ công suất lớn thì cồng kềnh, làm tăng kích thước thước máy.
+Việc thay đổi chiều dày phôi bằng cách nâng hạ bàn dao phức tạp.
1.5.2 Sơ đồ 2 :

1,7 : động cơ điện
2 : trục cuốn phôi tinh (trục trơn).
3 : dao bào trên.
4 : bộ truyền bánh răng trụ:
5 : trục cuốn phôi thô .
6 : bộ truyền xích phụ.
8 : dao bào dưới.
9 : bánh xích kéo băng tải.
Ưu điểm của phương án này là: bộ truyền đơn giản, hoạt động êm do ít dùng

bộ truyền xích.
Nhược điểm là : khỏang cách hai trục cuốn khá lớn nên việc chế tạo bộ
truyền bánh răng khá tốn kém, bên cạnh đó cũng khó thay dao vì dùng một động
cơ.
1.5.3 Sơ đồ 3 :
.

9


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

1 : trục cuốn phôi tinh (trục trơn).
2 : bộ truyền xích phụ.
3 : hộp biến tốc và giảm tốc.
5 : động cơ điện
6 : dao bào dưới.
7 : bánh xích kéo băng tải.
8 : trục cuốn phôi thô .
9 : dao bào trên.
Ưu điểm của phương án này là :
+Khắc phục được nhược điểm của hai phương án trên, mỗi trục dao được
truyền động độïc lập nhau, động cơ của bộ truyền băng tải có hôp biến tốc để điều
chỉnh tốc độ bào, tuỳ thuộc vào từng loại gỗ, và độ hao mòn của dao, vì vậy đảm
bảo được chất lượng gia công và nâng cao năng suất.
+Việc điều chỉnh chiều dày phôi bằng cách nâng hạ bàn dao thực hiện thuận
tiện hơn.
Dễõ dàng cho việc thay thế động cơ cũng như việc thay dao bò mòn.
Nhược điểm là :
.

10


Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

+Phải tốn kinh phí cho động cơ, khi làm việc thì ồn.
1.5.4 Sơ đồ 4 :

1 : bộ truyền bánh răng trụ.
2 : bộ truyền xích phụ.
3 : trục cuốn phôi tinh (trục trơn)
4 : dao bào trên.
5 : trục cuốn phôi thô .
6 : bánh xích kéo băng tải.
7 : dao bào dưới.
8 : động cơ điện
9 : bộ truyền đai
Phương án này có ưu điểm là :
Dùng hai động cơ ,việc điều khiển và thiết kế dễ dàng, hệthống truyền động
tương đối đơn giản.
Nhược điểm :
Việc thay lưỡi dao trên khi bò mòn tương đối phức tạp,không thay đổi được
vận tốc đẩy phôi nên không tối ưu hóa được chế độ cắt theo độ mòn lưỡi dao
Với các yêu cầu kỹ thuật của máy:
.

11

Chương 1 : Máy bào gỗ hai mặt và phương án thiết kế

+Vận tốc trục dao tương đối lớn.
+Cần thường xuyên tháo lắp dao khi bò mòn.
+Sự phù hợp giữa chuyển động vận tốc cắt và độ tù của lưỡi dao...
So sánh các phương án nêu trên, ta chọn phương án 3.

.

12


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

Chương 2: CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DAO PHAY GỖ
2.1 Dạng hình học của dao và phoi.
Đứng về mặt cấu tạo hình học, xét phần tham gia cắt gọt của dao cắt thì tất
cả các loại công cụ cắt đều có những thông số hình học như nhau, chỉ khác nhau về
trò số, kích thước và dạng hình học tổng thể. Khi xét dạng hình học của dao cắt thì
phải xét nó trong mối liên quan với phôi và phoi, tức là xét theo mặt kích thước, độ
dài và góc độ của nó.
Trước hết chúng ta hãy xét đến trường hợp đơn giản nhất của dao cắt, khi
thực hiện cắt gọt cơ bản.
Giả sử có dao cắt A, cắt phôi B, tạo phoi C. Trong trường hợp này phôi
đứng yên, dao chuyển động với tốc độ thao chiều mũi tên. Để xét dạng hình học
của dao cắt và phoi chúng ta để ý đến ba mặt phẳng: mặt phẳng cắt là mặt phẳng
được tạo ra do kết quả chuyển động của dao cắt, mặt phẳng đó nằm trên quỹ đạo
chuyển động của mũi dao cắt. Trong trường hợp phôi và dao đều có chuyển động
thẳng hoặc thẳng đều thì mặt cắt là mặt phẳng. Nếu một trong hai chuyển động
không đều hoặc cong thì mặt cắt tạo ra sẽ là mặt cong. Mặt phẳng thứ hai là mặt

phẳng chuyển động, song song với hướng chuyển động của dao và vuông góc với
mặt phẳng cắt. Cuối cùng là mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng cắt và đi qua
cạnh cắt.

.

13


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

Trên hình vẽ ta thấy có hai phần. Phần aa1 , qq1 là phần đã được tạo thành,
còn phần a1a, ff1 là phần sắp được tạo thành. Còn mặt phẳng ee1, dd1 là phần mặt cắt
tạo ra do lần cắt trước. Chiều dài L thực của phoi là chiều dài đoạn thẳng theo q
đạo chuyển động thực, được giới hạn bởi hai lần gẫy của phoi. Chiều dày thực của
phoi tại một điểm hoặc một vò trí nào đó là khoảng cách vuông góc giữa hai mặt
cắt kế tiếp tại điểm đó. Chiều rộng B thực của phoi là khoảng cách giữa hai đường
thẳng được tạo ra bởi sự giao nhau của mặt cắt và hai mặt bên của phoi. Xét về
mặt hình học, phần cắt gọt của dao có 4 mặt và 5 cạnh :
aa1b1b là mặt trước.
aa1c1c gọi là mặt sau.
abc , a1b1c1 là hai mặt bên .
aa1 là cạnh cắt.
ab, ab1 là cạnh bên trước.
ac, ac1 là cạnh bên sau.

Dạng hình học của dao còn được xác đònh theo các thông số góc.
 : góc cắt, góc 315
 : góc sau, góc 415
 : góc trước , góc 213

 : góc mài , góc 314
Theo hình vẽ ta có :
   
    90o
2.2 Hao mòn của dao cắt:
Một trong những yêu cầu cơ bản của dao cắt là đảm bảo cho mũi dao có độ
sắc nhất đònh, thời gian tồn tại độ sắt lâu chừng nào thì càng tốt chừng ấy. Nếu dao
mất độ sắc tức là dao mất khả năng cắt gọt, dao bò tù, quá trình cắt gọt trở nên xấu
đi, lực tăng lên, chất lượng gia công giảm xuống, tăng nhiệt lượng làm nóng dao
cắt. Trong thực tế trong quá trình cắt gọt, dao chòu tác dụng tổng hợp các hiện
tượng cơ học, vật lý, hoá học..., mũi cắt và các phần tham gia cắt gọt của dao bò
mòn là không thể tránh khỏi. Hiện nay người ta chia dạng hao mòn của công cụ cắt
ra mấy dạng sau đây: mài mòn cơ học, hoá học, nhiệt điện... Song để xét đến quá
trình hao mòn liên quan đến khả năng cắt gọt, người ta chia ra hai dạng : hao mòn
tiệm tiến và hao mòn đột biến. Ở đây cần phân biệt hai khái niệm hao mòn và sự
tù của công cụ cắt gọt. Khi nói đến sự hao mòn là muốn nói đến sự mất mát các
phần tử vật chất của dao cắt, làm cho dao cắt thay độ về thể tích, diện tích, thay
đổi kích thướt các thông số góc...so với tình trạng ban đầu của dao cắt. Còn khi nói
đến sự tù là nói đến sự thay đổi về cấu tạo tế vi của dao cắt làm cho  lớn lên.
.

14


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

Nếu dao cắt có cùng một nguyên liệu đồng chất thì cả hai hiện tượng đồng thời xảy
ra, tức là quá trình hao mòn tăng lên thì  cũng tăng lên. Đó là tình trạng chung
của các công cụ gia công gỗ hiện nay. Còn ngược lại thì các hiện tượng hao mòn
vẫn xảy ra, song độ tù vẫn không tăng hoăạc có khi giảm xuống, tất nhiên khả

năng cắt gọt tăng lên, các loạn công cụ này trong gia công gỗ chưa có mấy. Trong
thực tế ở các loài sinh vật thì hiện tượng đó có thể thấy ở một số loài gặm nhắm.
Dưới đây ta xét một số dạng hao mòn công cụ :
2.2.1 Hao mòn tiệm tiến :
Như chúng ta đã biết, nhìn chung trong quá trình sử dụng công cụ, nhất là lúc
công cụ làm việc, nó sẽ mất dần độ sắc, nhọn của mũi cắt. Nếu như quá trình hao
mòn mà trong đó các hiện tượng ma sát, do trao đổi phân tử...,thời gian thì người ta
gọi là quá trình hao mòn tiệm tiến.
Thực ra quá trình này là tổng hợp cả một loạt hiện tượng cùng xảy ra hoặc
xảy ra đơn điệu,các hiên tượng cơ học, hoá học, điện học, nhiệt học...vô cùng phức
tạp. Trong một số trường hợp cụ thể, hiện tượng này hay hiện tượng kia chiếm vò trí
chủ đạo trong quá trình hao mòn tiệm tiến. Vấn đề là tìm ra nguyên nhân hao mòn,
để tìm biện pháp khắc phục, đảm bảo chất lượng gia gia công, giảm tiêu hao năng
lượng.
Để đánh giá hào mòn của công cụ người ta có thể tiến hành theo nhiều
phương pháp Khác nhau. Có thể đưa vào lượng vật chất của dao cắt mất đi trong
quá trình hao mòn, dựa vào tiết điện ngang của dao cắt phần tham gia cất gọt, kích
thước của một số thông số của mũi cắt như bán kính ρ , các thông số α,β,γ . Hiện
tưởng hao mòn phần trực tiếp tham gia cắt gọt của dao cắt, trong quá trình làm
việc, tạo ra nhiều hình thù khác nhau của mũi, mắt trước và mặt sau của dao cắt,
chúng vô cùng đa dạng. Kết quả nghiên cứu từ trước đến nay cho thấy rằng, đại bộ
phận sự hao mòn của phần cắt gọt của công cụ cắt sẽ dẫn dến việc tạo thành những
đường viền có dạng đường cong parapol, đặc trưng cho dạng parapol là bán kính ρ .
Theo thời gian làm việc bán kính ρ tăng dần.
Hiện nay, để đánh giá độ hao mòn của công cụ cắt gọt người ta đo các đại
lượng ρ ,x , y tức là kích thước bán kính độ tù ρ , và kích thước chiều dài theo các
trục. Người ta cũng có thể đo sự thay đổi kích thước theo các đường phân chia góc
β kể từ góc toạ độ, hoặc sự thay đổi các thông số góc α,β,γ và  . Ngoài việc đánh
giá hao mòn theo tiết diện ngang. Người ta còn xét sự thay đổi độ lồi lõm của mũi
cắt theo chiều rộng cạnh cắt. Đại lượng đặc trưng là chiều sâu nhấp nhô trên một

đơn vò chiều dài, để so sánh trạng thái mũi cắt trước và sau lúc làm việc. Nhìn
chung đại lượng đáng chú ý nhất là độ tù ρ . Bằng phương pháp đo trực tiếp hoặc
gián tiếp nhờ kính phóng đại để biết độ tù .
.

15


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

Để biểu thò tốc độ mòn của công cụ người ta có thể dùng toán học, xây dựng
đồ thò xác đònh mối liên quan giữa các thông số hao mòn như ρ , x , y ... với các
thông số biến số như quãng đường cắt gọt, khối lượng phoi cắt được, thời gian làm
việc... Đồ thò dưới đây là thí dụ đặc trưng cho mối liên quan giữa độ tù ρ với quãng
đừơng gia công. Đồ thò cho thấy rằng trong quãngđường đi L1 , tốc độ hao mòn xảy
ra nhanh, càng về sau tốc độ hao mòn giảm dần, mức tăng độ tù ρ không đáng kể,
đến một gới hạn nào đó, chất lượng sẽ giảm rõ rệt, công cắt tăng nhanh, người ta
gọi độ tù ấy là độ tù giới hạn. một số nước độ tù ρ giới hạn trong khoảng
ρ max  60  k . Đối với gỗ cứng: gỗ từ thiết (lim, sến, táu, đinh) của Việt Nam, theo
phó tiến só Nguyễn Văn Minh, Hoàng Hữu Nguyên thời gian làm việc của công cụ
cắt gọt loại thép 9x, x6 chỉ trong khoảng 1  2 giờ , độ tù ρ đã đạt tới đại lượng
ρ max  60  k . Vì vậy việc tìm biện pháp để giảm tốc độ hao mòn công cụ gia công
gỗ ơ nước ta là một việc rất cần thiết.
2.2.2 Hao mòn đột biến.
Hao mòn đột biến là hao mòn mà dao cắt bò mẻ từng phần hoặc toàn bộ mũi
cắt. Hiện tượng này thường xảy ra trong khoảng khắc. Điều này là giảm tức khắc
khả năng cắt gọt của mũi cắt, chất lượng gia công giảm rõ rệt, công suất và lực cắt
tăng vọt lên. Nếu như công cụ cắt bò gãy quá lớn thì khả năng cắt gọt hoàn toan bò
triệt tiêu, dễ gây ra phá hỏng máy. Điều này dễ xảy ra khi gia công các loại gỗ
cứng, gỗ có mắt, có sản cát...

Hao mòn đột biến mũi dao có thể xảy ra ở nhiều dạng khác nhau :
Dạng cân đối :

Mẽ ở mặt trước :
.

16


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

Mẽ ở mặt sau :

Nếu xét theo bề rộng thì có thể thấy cáctrường hợp như :
Mẻ một góc :

Mẻ toàn bộ chiều rộng :

Mẻ một phần nằm quãng giữa của chiều rộng :

Theo nghiên cứu của nhiều người từ trước đến nay, cho thấy rằng dạng gãy
mũi cắt cân đối là phổ biến nhất.

2.3 Vật liệu chế tạo dao cắt :
.

17


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

Một só kiểu dao bào gỗ thường sử dụng hiện nay :
+Dùng lọai dao phay nhiều lưỡi , được bố trí xoắn ốc , mỗi lưỡi dao có thể
tháo rời được. Phôi sẽ được gia công liên tục trong suốt quá trình cắt, do đó, lực cắt
sẽ nhỏ và quá trình cắt sẽ êm .

+Loại dao có lưỡi bào thông thường, gắn dọc theo đường sinh của trục dao,
loại này đơn giản hơn,dễ chế tạo và thay thế lưỡi dao khi mòn, nhưng quá trình cắt
sẽ diễn ra gián đọan (do chỉ có vài lưỡi cắt), do đó lực cắt sẽ lớn hơn nhiều so với
loại trên, làm việc không êm. Những lọai máy bào kiểu cũ sài dao lọai này.
Trong khi chế tạo dao cắt tuỳ theo từng trường hợp cụ thể, mà người ta dùng
vật liệu và cấu trúc khác nhau .
2.3.1 Vật liệu dao cắt:
Công cụ cắt gọt gỗ thường được chế tạo bằng những vật liệu sau đây :
2.3.1.1 Thép cacbon dùng cho công cụ :
Thép này thường là một hợp chất của sắt mà chất phụ thêm chủ yếu là
cacbon . Thành phần cacbon không quá 1,09% (đối với Y1A thành phần cacbon
C=1,09% ). Ngoài cacbon ra còn có thêm một số hợp chất khác. Thép này được
chia làm hai loại : có chất lượng và loại có chất lượng cao. Hai loại này khác nhau
cơ bản là ở chỗ loại sau ít tạp chất hơn. Tạp chất chủ yếu là photpho và lưu huỳnh.
Tỷ lệ tạp chất này trong thép có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của thép . Ảnh
hưởng của chúng như sau :
+ Cacbon (C) : lượng cacbon, thì tính dẻo của thép giảm, tăng độ cứng và độ
dòn. Vì vậy thép cacbon dùng cho công cụ lượng cacbon tối đa là 1,09% ở Y10A .
+ Phốtpho (P) : là một tạp chất có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất và cấu
trúc của thép . Thường sự có mặt của Photpho là có hại , photpho làm cho thép ò
dòn thậm chí trong nhiệt độ thường . Vì vậy, lượng photpho trong thép cacbon dùng
cho công cụ tối đa là 0,03%.
+ Lưu huỳnh (S) : cũng như photpho lưu huỳnh là một tạp chất có hại đến
tính chất cơ lý của thép . Sự có mặt của lưu huỳnh trong thép sẽ làm cho thép bò

dòn ở nhiệt độ cao . Vì vậy đối với thép cacbon dùng để chế tạo công cụ tối đa là
0,03%.
.

18


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

+ Mangan (Mn) : lượng Mangan trong thép cacbon có khả năng tẩy sạch
giảm lượng lưu huỳnh . Vì vậy Mangan có khả năng làm tăng độ đậm đặc của thép.
Kết quả là làm cho tính chất cơ lý thép tăng lên . Song mặt khác, sự có mặt của
Mangan lại dễ làm cho thép bò rắc lúc nhiệt luyện. Vì vậy thông thường lượng
Mangan không được quá nhiều. Giới hạn tối đa của lượng Mangan trong thép
cacbon dùng cho công cụ là 0,3 % .
+ Silic (Si) : silic làm tăng độ cứng của thép và một số tính chất cơ lý khác,
đồng thời tăng khả năng chống gỉ, tăng độ đàn hồi của thép. Song mặt khác Silic
làm giảm tính dẻo, mềm của thép. Vì vậy, lượng Silic tối đa trong thép cacbon chế
tạo công cụ không quá 0,35%.
Ngoài những tạp chất trên, trong thép cacbon chế tạo công cụ có thể có
Crôm (Cr), Niken (Ni), thường với tỉ lệ ít, chúng ít ảnh hưởng . Nhìn chung , Cr va
Ni là hai tạp chất có lợi. Chúng thường có mối liên kết với các tạp chất khác làm
cho thép tăng tính chất cơ lý .
2.3.1.2 Thép luyện hay còn gọi là thép hợp kim :
thép hợp kim là thép có thành phần chính như là thép cacbon. Nhưng ngoài
hai thành phần chủ yếu (sắt và cacbon) còn có một số chất được pha thêm theo tỷ
lệ nhất đònh, để làm tăng tính chất này hay tính chất khác của thép . Các chất đó là
Crom (Cr), vonfram (W) , thiết (Sn) , vanadi(V), môlipđen (Mo) , côban (Co) , titan
(Ti) , silic (Si) , mangan (Mn) .
+Crôm là chất pha trộn rất có lợi cho thép. Sự có mặt của Crôm sẽ làm tăng

giới hạn bền vững , giới hạn đàn hồi, độ cứng , độ chống mòn, song cũng cần chú ý
là Crôm sẽ làm tăng kích thước của các hạt kim loại. Điều này dẫn đến hai kết
quả: thứ nhât là chúng tạo ra những cacbit làm cho thép có độ cứng vững cao, tăng
sức chống gỉ. Điều này có lợi cho quá trìnhcắt gọt. Thứ hai là Crôm làm cho thép bò
dòn, giảm tính dẻo. Điều này có hại. Vì vậy , lượng Crôm trong từng loại công cụ
phải được chọn thích hợp. Ví dụ trong lưỡi cưa, lượng Crôm không quá 1%. Trong
khi đó ở thép chế tạo máy thường lượng Crôm có thể đạt đến 12% .
+Vonfram (W) : chất vonfram làm tăng độ cứng, giới hạn bền vững. Khác
với Crôm, vonfram không làm giảm tính dẻo của thép. Vì sự có mặt của vonfram
làm giảm kích thước các hạt kim loại nhỏ lại . Vì vậy , làm giảm tốc độ hao mòn,
tăng khả năng cắt gọt. Lượng vonfram trong thép công cụ thường nằm trong
khoảng 1 … 2%.
+ Thiết (Sn) : thiết làm cho thép giảm đi ít nhiều độ cứng, tăng độ mềm dẻo.
Trong công cụ gia công chế tạo gỗ , lượng thiết không nhiều lắm, để đảm bảo công
cụ vừa cứng, nhưng lại đủ độ mềm dẻo, lượng thíêt khoảng 1,0 …1,5 %
.

19


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

+ Vanadi (V) : vanadi là đơn chất có tác dụng tốt, có ảnh hưởng rõ rệt đến
tính chất cơ lý , cấu trúc của thép . Đặc biệt là sự có mặt của vanadi làm cho thép
tăng độ cứng, độ đàn hồi và cả tính dẻo . Lượng vanadi thích hợp thường khoảng
0,3%.
+ Molipden (Mo) : molipden có khả năng làm giản hiện tưởngạng nứt của
thép khi luyện. nh hưởng của Molipden đối với thép gần giống như Vonfram.
Song ngoài ra nó còn tăng khả năng chống mòn của thép .
+ Côban (Co) : Côban có trong thép làm tăng tính cứng, dẻo của thép, chống

hao mòn , tăng tính cơ học và khả năng cắt gọt của kim loại. Song cần chú rằng
côban làm cho thép tăng tính nhảy cảm với nhòêt độ cao lúc nhiệt luyện. Vì vậy,
cần chú ý chế độ nhiệt luyện các loại thép có chứa côban .
2.3.1.3 Thép cao tốc :
Thép cao tốc hay còn gọi là thép gió . Đặc điểm của thép này là có khả
năng làm việc với tốc độ cao mà mũi cắt không bò phá hủy bởi nhiệt độ. Thành
phần phụ gia chủ yếu là vonfram . Tỷ lệ vonfram có thể đạt đến 6…18% .
Loại thép này thường có khả năng chống mài mòn, có độ cứng và bền vững
lớn hơn so với thép cacbon.
Thường thì thép gió q hơn, cho nên trong trường hợp có thể được, như dao
tiện, dao bốc … người ta thay thép gió vào phần tham gia cắt gọt của dao cắt bằng
phương pháp hàn gá…, còn phần thân thì dùng phần kim loại có tính chất cơ lý kém
hơn, rẻ tiền hơn .
2.3.1.4 Hợp kim cứng:
Hợp kim cứng cũng là một hợp kim song thành phần của các đơn chất cơ
bản: titan và vonfram chiếm một tỉ lệ tương đối nhiều. Đặc điểm của kim lọai cứng
là có độ chống mòn rất lớn, độ cứng cao . Vì vậy , thời gian làm việc của chúng
giữa hai lần mài có thể tăng lên 40…60 lần . Điều này có ý nghóa rất lớn, nhất là khi
gia công các loại gỗ cứng , gỗ dán , ván nhân tạo .
2.3.1.5 Gốm khoáng:
Gốm khoáng là một hợp kim của oxit nhôm (Al2O3) . Nó được tạo ra bằng
cách nén các tinh thể của oxit nhôm . Hợp chất thông thường được sử dụng trong
việc chế tạo các công cụ gia công chế biến gỗ có mã hiệu là YM332 . Về mặt hình
dáng, nó là những tấm kim lọai nhỏ, thường dòn hơn những tấm kim loại cứng. Vì
vậy, nó chỉ dùng để chế tạo được các công cụ có góc mài b tương đối lớn. Độ
chống mòn của gốm khóang cao hơn thép luyện, khỏang từ 5-6 lần, kém hơn kim
lọai cứng .
2.3.1.6 Thép gió cứng:
.

20


Chương 2: Các thông số hình học của dao phay gỗ

Là dạng trung gian giữa thép gió và kim lọai cứng , gốm khoáng . Thường có
hai loại chủ yếu được dùng trong gia công gỗ là stelit và xơrơmaitơ .
Stelic thường được phủ một lớp hoặc toàn bộ phần lưỡi cắt bằng phương
pháp hàn hồ quang , hàn đồng , độ chống mòn của loại thép gió cứng này khoảng
2÷3 lần lớn hơn so với thép gió .

.

21