Thuyet minh DATKDCC mau

2TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
Bộ môn GCVL và DCCN

Họ và tên: Vũ Ngọc Phúc
Lớp: Kỹ thuật cơ khí 01 – K60

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
1. Thiết kế dao tiện định hình để gia cơng chi tiết như hình vẽ. Vật liệu chi tiết
CT45 có
P
a
1
2
3
4
5
6

L1

L2

L3

L4

Ø1

Ø2

R

20
22
21
20
21
18

12
10
12
10
12
10

28
30
28
32
30
30

10
10
10
10
10
10

22
20
21
24
26
30

50
52
54
56
50
52

20
21
22
24
26
20

2. Thiết kế dao chuốt lỗ then hoa có chiều dài lỗ chuốt L=25mm, các kích thước
khác theo bảng dưới. Vật liệu làm chi tiết có lỗ then hoa CT45
P/a
Kích thước then hoa lắp ghép
1
2
3
4
5

3. Thiết kế dao phay đĩa modul để gia cơng bánh răng bằng CT45 có , theo bộ 8
con dao, góc ăn khớp , hệ số dịch chỉnh
P/a
1
2
3
4
5
m
4
5
6
7
8
Z
21÷25
26÷34
35÷54 26÷34 35÷54
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Người hướng dẫn: T.S Trần Xuân Thái


MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4

Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 3.1
Hình 3.2

Hình dạng chi tiết cần gia cơng
Cấu tạo chi tiết cần gia cơng
Chia điểm trên cung trịn R
Sơ đồ tính tốn các thơng số profile dao
Kích thước cơ bản của dao
Các kích thước phần phụ
Profile dao trong tiết diện trùng mặt trước
Profile dao trong tiết diện vng góc mặt sau
Thông số lỗ then hoa
Sơ đồ chuốt
Cấu tạo dao chuốt
Dạng răng và rãnh trog tiết diện chiều trục
Mặt cắt ngang dao chuốt lỗ then hoa
Cấu tạo phần đầu dao chuốt
Dẫn hướng phía trước dao chuốt lỗ then hoa

Lỗ tâm
Sơ đồ tính tốn profile bánh răng thân khai
Đường thân khai của đường tròn

2
3
4
5
8
9
10
10
12
12
13
15
17
20
20
21
24
24


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH
Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao tiện định hình được tiến

hành theo trình tự sau:
- Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn kiểu
dao cho phù hợp.
- Chọn góc độ dao.
- Chọn điểm cơ sở để tính tốn chiều cao profile dao.
- Thiết kế kết cấu dao.
1.1 Yêu cầu đề bài
Thiết kế dao tiện định hình với các yêu cầu sau:
- Vật liệu gia cơng: Phơi thép CT45 có
- Hình dạng chi tiết:

Hình 1.1: Hình dạng chi tiết cần gia cơng
1.2 Phân tích chi tiết để chọn kiểu dao
Chi tiết có dạng mặt trụ trịn xoay trên đó bao gồm các mặt côn, mặt trụ và
mặt cong cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ chứ khơng chọn dao trịn,
tuy khó chế tạo nhưng nó có các ưu điểm sau :
+ Độ cứng vững cao hơn, chính xác hơn.
+ Tránh được sai số loại 2 (sai số do nội tại dao tròn)
+ Việc mài sắc lại đơn giản hơn (chỉ mài theo mặt phẳng song song
với mặt trước cũ)
DựaVũ
vàoNgọc
cơ tính
SVTH:
Phúccủa
- vật liệu gia công ta chọn vật liệu làm dao là thép gió
P18
vì
20152874
+ Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62÷65 HRC.

4
4


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xn Thái

+ Tính cứng nóng cao, chống mài mịn rất tốt
+ Tính cơng nghệ rất tốt, cắt gọt ở tốc độ cao.
+ Được sử dụng rất phổ biến.
1.3 Cách gá dao
Dạng bề mặt của chi tiết cần gia cơng có cấu tạo như hình:

Hình 1.2: Cấu tạo của chi tiết cần gia cơng
Chi tiết có profile dạng cơn ở đoạn . Khi gia cơng, chi tiết quay quanh trục
của nó và lưỡi cắt sẽ cắt ra bề mặt chi tiết. Trong chuyển động tương đối, bề mặt
côn của chi tiết được coi như do lưỡi cắt là đoạn thẳng nằm trong mặt trước T-T
quay quanh trục tạo thành. Vì có góc trước γ nên mặt trước T-T khơng đi qua
trục chi tiết (trục quay). Do đó biên dạng của chi tiết tạo thành có dạng mặt
hyperboloid trịn xoay và do đó gây ra sai số ∆1 so với bề mặt cơn u cầu .
Để khử sai số ∆1 ta có thể sử dụng dao tiện định hình gá nâng nhưng khi đó
do tồn tại mặt cong nên ta phải chế tạo 2 con dao để tiến hành gia công chi tiết.
Do đó sẽ gây nên sự phức tạp khi gia cơng và thiết kế dao.
Từ u cầu độ chính xác của loạt chi tiết không cần cao quá, ta chọn thiết
kế dao tiện định hình gá thẳng để gia cơng loạt chi tiết này.
1.4 Thiết kế dao
1.4.1 Chọn điểm cơ sở
Để tiện cho việc tính tốn ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc : điểm cơ sở
là điểm nằm ngang tâm chi tiết, gần tâm chi tiết nhất (xa chuẩn kẹp dao nhất).

Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 như trên hình 1.3.
SVTH:
Vũ Ngọc
Phúc
- có góc trước γ, góc sau α.
Tại điểm
cơ sở
1, dao
20152874
Để tiện cho việc tính tốn ta chia cung trịn R thành 7 điểm như sau:
5
5


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xn Thái

Hình 1.3: Chia điểm trên cung trịn R

= =>=79,0424
Với :
1.4.2 Chọn góc trước γ, góc sau α
Với vật liệu gia công là thép C45 , tra theo bảng 3.1 trong 16 ta chọn: góc
trước , góc sau
1.4.3 Tính tốn chiều cao profile dao
Sơ đồ tính tốn các thơng số profile dao tại 1 điểm i bất kỳ trên lưỡi cắt
được biểu diễn như sau:

SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874

6
6


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xn Thái

SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874

Hình 1.4: Sơ đồ tính tốn các thơng số profile dao
7
7


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Xét điểm i bất kỳ trên profin chi tiết ta có điểm i’ tương tứng trên profin
dao :
Gọi chiều cao profin của dao tại điểm i’ là hi
a) Xây dựng công thức xác định profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước
(τi )
Thiết lập hệ tọa độ (1lτ) với:
+ Trục l song song với đường tâm chi tiết
+ Trục τ vng góc với l và nằm trong mặt trước của dao
Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độ
của i’ là:
τi’ : Chiều cao profile dao tại điểm i’ trong tiết diện trùng mặt trước.

Từ sơ đồ tính ta có:




b) Xây dựng cơng thức xác định profile dao trong tiết diện vng góc với mặt
sau (hi )
Thiết lập hệ tọa độ (1lh) với:
+ Trục l song song với đường tâm chi tiết
+ Trục h vng góc với l và vng góc với mặt sau của dao
Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độ
của i’ là:
hi’ : Chiều cao profile dao tại điểm i’ trong tiết diện vuông góc với mặt
sau.
Từ sơ đồ tính ta có:


c) Tính tốn profile dao tại các điểm
 Tại điểm 1:
SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874
8
8


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp


Tại điểm 2, 3, 9, 10:




)
Tại điểm 4, 8:



Tại điểm 5, 7:

GVHD: TS. Trần Xn Thái

)



Tại điểm 6:

Ta có bảng tính tốn profile dao như sau:
A
Điểm ri (mm)
γi
sinγi
(mm)
1
10,5
20
0,3420
2
3
4

5
6
7
8
9
10

27
27
3,5912

9,41

27
27

Ci (mm)

τi (mm)

hi (mm)

0

0

0,1329
0,1329
0,1418
0,1520

0,1635
0,520
0,1418
0,1329
0,1329

1.4.4 Kết cấu dao
SVTH:
Vũsâu
Ngọc
Chiều
cắtPhúc
lớn nhất
của chi tiết:
20152874

dmax , dmin : đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết
9
9


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Dựa vào chiều sâu cắt lớn nhất t max = 16,5 mm, tra bảng 3.2[1] ta được kích
thước cơ bản của dao: (mm)
B = 35
H = 90
E = 10

A = 40
F = 25
r = 1,0
d = 10
M = 55,77

Hình 1.5: Kích thước cơ bản của dao

Chiều rộng lưỡi cắt :
Phần phụ profin của dụng cụ có kích thước như trên hình:

SVTH: Vũ Ngọc Phúc Hình 1.6: Các kích thước phần phụ
20152874

Chọn kích thước của phần phụ như sau:
b = 1 mm

10
10


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

g: Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt, g = 2 mm
f: Chiều rộng vát của chi tiết, f = 1 mm
c = f + g + 1 = 4 mm
Chiều rộng toàn bộ dao :
L = Lc + b + g + f + c + d = 71 + 1 + 2 + 1 + 4 + 4 = 83 mm

a) Profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước

li

τi
Hình 1.7: Profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước
b) Profile dao trong tiết diện vng góc với mặt sau

li

SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874

hi

11
11


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xn Thái

Hình 1.8: Profile dao trong tiết diện vng góc với mặt sau
e1.5 Điều kiện kỹ thuật của dao
Vật liệu : Thép gió P18
Độ cứng sau nhiệt luyện : HRC=62 ÷65
Độ nhám bề mặt :
- Mặt trước : Ra = 0,32µm
- Mặt sau : Ra = 0,63µm
- Mặt tựa thân dao: Ra = 0,63 µm

Sai lệch các góc :
- Sai lệch góc trước :
- Sai lệch góc sau :
- Sai lệch góc sắc :
1.6 Bản vẽ chế tạo dao tiện định hình

SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874
12
12


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

PHẦN II: THIẾT KẾ DAO CHUỐT
Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao chuốt được tiến hành theo
trình tự sau:
- Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn kiểu
dao cho phù hợp.
- Chọn vật liệu làm dao.
- Thiết kế kết cấu dao.
2.1 Yêu cầu đề bài
Thiết kế dao chuốt lỗ then hoa có thơng số như sau:
- Chiều dài lỗ chuốt: L = 25 mm
- Định tâm theo đường kính ngồi
- Số răng: Z = 8
- Đường kính trong: d = 46 mm
- Đường kính ngồi: D = 50 mm
- Lắp ghép theo yếu tố định tâm theo H7/f7

- Cấp chính xác gia công cần đạt H7
- Chiều rộng then: b = 9
- Vật liệu chế tạo: Thép 45

Hình 2.1: Thơng số lỗ then hoa
2.2 Sơ đồ chuốt
Khi chuốt lỗ then hoa thường dùng dao chuốt kéo khi đó lực sẽ tác dụng
vào đui dao và kéo nó.
SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874

13
13


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Hình 2.2: Sơ đồ chuốt
2.3 Vật liệu và cấu tạo dao chuốt
Dao chuốt kéo thường được chế tạo từ hai loại vật liệu. Phần cán dao được
làm bằng thép kết cấu C45. Từ phần định hướng trở về sau được làm bằng thép
gió P18.
Dao chuốt được chia thành 5 phần lớn. Phần đầu dao gồm đầu kẹp, cổ dao,
côn chuyển tiếp. Phần răng dao gồm răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng.
Phần định hướng phía trước, phần định hướng phía sau và phần đỡ giúp tăng
cứng vững của dao khi gia công.
Phần răng là quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước làm cơ
sở cho các phần khác. Thiết kế phần răng gồm xác định dạng profile răng, kích
thước răng, số lượng mỗi dạng răng, đường kính các răng, ...

Hình 2.3: Cấu tạo dao chuốt
2.4 Thiết kế dao
2.4.1 Phần răng cắt và răng sửa đúng
Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước 1 lượng S z được gọi là lượng
nâng dao. Lượng nâng thay cho bước tiến dao.
Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau. Trên răng cắt
tinh, lượng nâng giảm dần. Trên răng sửa đúng lượng nâng bằng 0.
Với lỗ then hoa thường, vật liệu là thép cacbon C45 tra bảng 5.2[1], ta chọn
được lượng nâng của răng cắt thô Sz = 0,06 mm.
Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3 răng với lượng
nâng lần lượt là:
Sztinh 1 = 0,8.Sz = 0,8.0,06 = 0,048 mm
Sztinh 2 = 0,6.Sz = 0,6.0,06 = 0,036 mm
SVTH: Vũ Ngọc Phúc Sztinh 3 = 0,4.Sz = 0,4.0,06 = 0,024 mm
20152874
 Atinh = 0,048 + 0,036 + 0,024 = 0,108 mm
14
14


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng, đường kính của các răng sửa
đúng bằng đường kính của răng cắt tinh cuối cùng, lượng nâng răng bằng 0.
2.4.2 Lượng dư gia cơng
Ta có lượng dư gia cơng được tính theo cơng thức:
Trong đó: Dmax – Đường kính lớn nhất của lỗ sau khi chuốt

dmin – Đường kính lỗ trước khi gia cơng
Ta có:
Với Ø50H7 tra bảng 1 trang 133[3] ta được Dmax = Ø50,025 mm
dmin = 46 mm.
 mm
Lượng dư cho các răng cắt tinh và cắt thô được gọi là lượng dư tinh và
lượng dư thô.
- Lượng dư tinh: Atinh = 0,108 mm
- Lượng dư thô: Athô = A – Atinh = 2,0125 – 0,108 = 1,9045 mm
2.4.3 Kết cấu răng và rãnh
Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng của dao chuốt. Răng và rãnh được
thiết kế sao cho dao đủ bền, răng đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền và
tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo.
a) Profile dọc trục
Hình dạng răng và rãnh cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Thơng số hình học của răng phải đảm bảo tuổi bền tối đa.
- Răng dao phải đảm bảo được số lần mài lại tối đa.
- Răng phải đủ bền để không bị gãy trước tác dụng của momen uốn trong
q trình cắt.
- Rãnh giữa các răng phải có hình dạng và kích thước sao cho khi cắt ra
phoi dễ dàng theo mặt trước, cuốn xoắn đều và nằm gọn trong rãnh.
Với vật liêu gia công là thép 45, được sử dụng rất phổ biến, được dùng chế
tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập tương đối cao mà bề mặt có thể bị
mài mịn như trục, bánh răng... để có cơ tính cao cần nhiệt luyện (tôi+ram cao).
Khi chuốt vật liệu dẻo như chuốt thép thường tạo ra phoi dày. Vì vậy rãnh được
thiết kế có dạng lưng cong (có 2 cung trịn nối tiếp) để phoi dễ cuốn.

SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874

Hình 2.4: Dạng răng và rãnh trong tiết diện chiều trục

15
15


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Trong đó:
t – Bước răng
h – Chiều cao rãnh
f – Cạnh viền
b – Chiều rộng lưng răng
r, R – Bán kính rãnh
α – Góc sau
γ – Góc trước
Xác định giá trị của các thông số:
 Răng cắt thô:
Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính tốn thiết kế sao cho đủ khơng
gian chứa phoi, rãnh có diện tích là:
Trong đó:
L – Chiều dài của chi tiết.
Sz – Lượng nâng răng
Tra bảng 5.4 – [1] ta được K = 3,5
Như vậy: mm2
Ta có: mm
Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 3
Các thơng số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 ÷ 2,8).h = 7,5 ÷ 8,4 Chọn t = 8
r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,5 ÷ 1,65 Chọn r = 1,5

b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,4 ÷ 3,2 Chọn b = 3
R = (0,65 ÷ 0,8).t = 5,2 ÷ 6,4 Chọn R = 6
Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia cơng, tra bảng 5.5[1] được γ = 12°
Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm
đường kính sau mỗi lần mài lại. Góc sau được chọn: α = 3o
 Răng cắt tinh:
Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính tốn thiết kế sao cho đủ khơng
gian chứa phoi, rãnh có diện tích là:
Trong đó:
L – Chiều dài của chi tiết.
Sz – Lượng nâng răng
Tra bảng 5.4 – [1] ta được K = 3,5
Như vậy: mm2
Ta có: mm
Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2,5
Các Vũ
thơng
số Phúc
khác-được tính theo kinh nghiệm như sau:
SVTH:
Ngọc
t = (2,5 ÷ 2,8).h = 6,25 ÷ 7 Chọn t = 7
20152874
r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,25 ÷ 1,375 Chọn r = 1,5
16
16


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,1 ÷ 2,8 Chọn b = 2,5
R = (0,65 ÷ 0,8).t = 4,55 ÷ 5,6 Chọn R = 5
Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia công, tra bảng 5.5[1] được γ = 12°
Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm
đường kính sau mỗi lần mài lại. Góc sau được chọn: α = 2o
 Răng sửa đúng:
Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính tốn thiết kế sao cho đủ khơng
gian chứa phoi, rãnh có diện tích là:
Trong đó:
L – Chiều dài của chi tiết.
Sz – Lượng nâng răng
Tra bảng 5.4 – [1] ta được K = 3,5
Như vậy: mm2
Ta có: mm
Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2
Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 ÷ 2,8).h = 5,0 ÷ 5,6 Chọn t = 5
r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,0 ÷ 1,1 Chọn r = 1
b = (0,3 ÷ 0,4).t = 1,5 ÷ 2,0 Chọn b = 2,0
R = (0,65 ÷ 0,8).t = 3,25 ÷ 4,00 Chọn R = 4,0
Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia công, tra bảng 5.5[1] được γ = 12°
Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm
đường kính sau mỗi lần mài lại. Góc sau được chọn: α = 1o
b) Profile trong tiết diện vng góc với trục
Để làm giảm ma sát giữa lưỡi cắt với thành lỗ then hoa người ta thiết kế
cạnh viền f với góc nghiêng phụ (trị số f = 0,8 ÷1 mm, )
Để giảm ma sát trong q trình cắt thì đường kính đáy trượt được chọn nhỏ
hơn đường kính phần định hướng phía trước 1mm

Để thốt đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ thì chân răng có rãnh thốt
đá với bán kính lượn r = 0,5mm có tâm nằm trên đường kính đáy trượt.

SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874
17
17


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Hình 2.5: Mặt cắt ngang dao chuốt lỗ then hoa
Răng dao chuốt
2.4.4 Số răng và đường kính dao chuốt
a) Số răng của dao chuốt
- Số răng cắt thô: Zthô
Ta có:
Gọi nên ta lấy thêm 1 răng cắt thơ nữa.
 Zthô = 45 + 1 = 46.
- Số răng cắt tinh: Ztinh = 3 răng
- Số răng sửa đúng: Zsđ = 5 răng
- Số răng lớn nhất đồng thời tham gia cắt:
L – Chiều dài chi tiết gia công
t – Bước răng thô
Để dao định hướng tốt và không quá tải thì số răng đồng thời tham gia cắt
nằm trong khoảng 3 ÷ 8 răng  thỏa mãn yêu cầu với Z0 = 4 răng
b) Đường kính các răng dao chuốt
Với răng cắt thô:
Do q = 0,0445 > 0,015 nên

D1 = Dmin = 46 mm
D2 = D1 + 2.q = 46 + 2.0,0445 = 46,089
với i = 3 ÷ 50

Vậy ta có bảng tổng kết:
Loại răng STT
Đường
răng
kính
Răng cắt
1
46
thơ
2
46,089
3
46,178
4
46,267
5
46,356
6
46,445
7
46,534
8
46,623
SVTH: Vũ Ngọc Phúc
9 46,712
20152874

10
46,801
11
46,890

Loại răng

STT
răng
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

Đường
kính
48,581
48,670
48,759
48,848
48,937
49,026
49,115

49,204
49,293
49,382
49,471
18
18


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

12
46,979
41
49,560
13
47,068
42
49,649
14
47,157
43
49,738
15
47,246
44
49,827
16
47,335

45
49,916
17
47,424
46
50,005
18
47,513
Răng cắt
47
50,025
tinh
19
47,602
48
50,025
20
47,691
49
50,025
21
47,780
Răng sửa
50
50,025
đúng
22
47,869
51
50,025

23
47,958
52
61,982
24
48,047
53
62,030
25
48,136
54
62,030
26
48,225
27
48,314
28
48,403
29
48,492
2.4.5 Kiểm nghiệm bền dao chuốt
Sơ đồ lực tác dụng: mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng.
Thành phần hướng kính Py hướng vào tâm dao. Tổng hợp các lực Py của các
răng sẽ triệt tiêu, thành phần dọc trục P z song song với trục chi tiết. Tổng hợp
các lực chiều trục Pz sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao.
Lực cắt Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng. Song trường hợp này
ít xảy ra. Lực tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên. Điều kiện
bền kéo xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên:
Trong đó: D1 – đường kính đáy răng đầu tiên
D1 = dmin – 2.h = 46 – 2.3 = 40 (mm)

Pmax – lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt:
Với:
- Cp – hằng số phụ thuộc vào hình dáng của dao chuốt, vật liệu của chi
tiết gia công.
Với vật liệu là thép 45 ta tra bảng (5.9) ta có Cp = 2300 N/mm
- K – hệ số hiệu chỉnh ma sát khi cắt
Tra bảng (5.10) ta có KƔ = 0,93; Kn=1; Km=1
- B – tổng chiều dài lưỡi cắt trên vành răng.
B = b.Z = 9.8 = 72 mm
SVTH: Vũ Ngọc Phúc - Z – Số răng cùng cắt Z0= 4
20152874 0


19
19


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Vậy dao thỏa mãn điều kiện bền
2.4.6 Phần đầu dao
Phần đầu dao bao gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp.
a) Phần đầu kẹp
Phần đầu kẹp được tiêu chuẩn hóa, để chọn được kích thước hợp lý, phần
đầu kẹp được xác định theo điều kiện bền kéo:
Trong đó:
Pmax: lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt. Pmax = 62005 N
: giới hạn bền kéo của thép 45; =200 N/mm2

Tra bảng 5.13 ta có kích thước phần đầu dao:
D1
D’1
d
f
a
a1
45
34
5
8
20
14

a2
1

a3
32

l1
100

Hình 2.6: Cấu tạo phần đầu dao chuốt
b) Phần cổ dao và côn chuyển tiếp
Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ:
D2 = D1 – (1 ÷ 2) = 40 – (1 ÷ 2) = (38 ÷ 39) mm. Chọn D2 = 38 mm
Chiều dài phần cổ dao l2 được tính từ điều kiện gá đặt.
Với: lg – Chiều dài bạc gá
lh – Chiều rộng khe hở

lm – Chiều dày thành dao
lb – Chiều dày bạc gá
Trong thiết kế thường chọn
lh = 5 ÷ 10 mm  Chọn lh = 10 mm
lm = 20 ÷ 30 mm  Chọn lm = 30 mm
lb = 10
15 mm
SVTH:
Vũ ÷Ngọc
Phúc-Chọn lb = 14 mm
l3 = 0,5.D1 = 0,5.48 = 24 mm
20152874
 l2 = 10 + 30 + 14 – 24 = 30 mm
20
20


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xn Thái

2.4.7 Phần định hướng phía trước

Hình 2.7: Phần dẫn hướng phía trước của dao chuốt lỗ then hoa
Do lct = 25 mm nên ta lấy chiều dài của phần dẫn hướng phía trước l 4 = 40
mm.
Đường kính D4 được lấy bằng đường kính lỗ trước khi chuốt vói kiểu lắp
lỏng e8, D4 = 56e8
2.4.8 Phần dẫn hướng phía sau
Do lct = 25 mm nên ta lấy chiều dài của phần dẫn hướng phía trước l 7 = 20

mm.
Đường kính phần dẫn hướng phía sau D7 lấy bằng đường kính răng sửa
đúng với sai lệch f7, D6 = 56,025f7 mm.
2.4.9 Chiều dài dao
Chiều dài phần cắt: l5 = 5 + t.Zc = 5 + 8. 46 + 3.7 = 394 mm
Chiều dài phần sửa đúng: l6 = lsd = t.Zsd = 5.5 = 25 mm
Tổng chiều dài của dao: (Chiều dài của dao phải nhỏ hơn hành trình máy
và nhỏ hơn 30.Dmax)
L = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 + l6 + l7
= 100 + 30 + 24 + 40 + 394 + 25 + 20 = 633 mm
Đảm bảo điều kiện: L = 633 < 30.D = 30.50 = 1500 mm
2.4.10 Lỗ tâm
Lỗ tâm dùng trong khi chế tạo dao,dùng khi mài sắc lại, lỗ tâm có thêm mặt
cơn bảo vệ 1200 để giữ cho mặt côn làm việc 600 không bị xây xát. Tra bảng
5.14 ta có kích thước lỗ tâm.
Kích thước lỗ tâm, mm
Đường kính đầu dao
D1, mm
d
D
L
L1
L2
46
3
7,5
7,5
3,6
1

SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874
21
21


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

Hình 2.8: Lỗ tâm
2.5 Điều kiện kỹ thuật của dao
- Vật liệu phần cắt: thép gió P18.
- Vật liệu phần đầu dao: Thép CT 45.
- Độ cứng sau khi nhiệt luyện:
+ Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 62÷65
+ Phần định hướng phía trước HRC 58÷60
+ Phần đầu dao HRC 40÷47
- Mối hàn nằm trên phần cơn chuyển tiếp.
- Độ nhám:
+ Cạnh viền sửa đúng: Ra=0,32µm
+ Mặt trước, mặt sau răng, mặt dẫn hướng Ra=0,63µm
+ Các mặt khơng mài Ra=2,5µm
- Độ đảo tâm trên 100mm chiều dài là: 0,005mm
- Sai lệch chiều dài: ± 2mm
- Độ sai lệch góc cho phép khơng vượt q:
+ Góc trước ±10.
+ Góc sau răng cắt thơ và răng cắt tinh ±30’.
+ Góc sau răng sửa đúng ±15’.
- Sai lệch đường kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh cuối cùng): -0,018
- Sai lệch đường kính răng sửa đúng và 2 răng cắt tinh cuối cùng: -0,003

- Sai lệch chiều dày răng không được vượt quá: 0,01mm
- Dung sai chiều dày răng sửa đúng không được vượt quá trị số 0,006mm
(rãnh có cấp chính xác H8)
- Nhãn hiệu dao:
2.6 Bản vẽ chế tạo dao chuốt lỗ then hoa
SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874
22
22


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

PHẦN III: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODULE
Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao phay đĩa mơđun được tiến
hành theo trình tự sau:
- Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn dao
cho phù hợp.
- Tính tốn hình dáng lưỡi cắt.
- Tính tốn profile đoạn làm việc.
- Thiết kế kết cấu dao.
3.1 Yêu cầu đề bài
Thiết kế dao phay đĩa môđun theo bộ 8 con để gia công bộ bánh răng có
yêu cầu sau:
- Góc ăn khớp:
- Module: m = 6
- Số răng: Z = 35 ÷ 54
- Lượng dịch chỉnh:
- Vật liệu: CT45

- Số hiệu dao: N0 = 3
3.2 Xác định các thơng số hình học của dao
Trong bộ dao phay đĩa module 8 con,dao mang số hiệu 4 có thể gia cơng
được bánh răng có số răng Z = 24 ÷ 34 răng. Profile dao được tính tốn theo số
răng bé nhất (Z = 26) vì với dao này độ cong đường thân khai sẽ lớn nên với các
bánh răng có Z > 26 được gia cơng bằng bánh răng có Z = 26 sẽ có profile
dỗng hơn tạo điều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn (rãnh lớn ăn khớp không bị kẹt).
Ta cần thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng với các thông số
SVTH: Vũ Ngọc Phúc sau:
20152874
- Module: m = 6 mm
- Số răng: Z = 40
23
23


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xuân Thái

- Góc ăn khớp:
- Bước răng: tp = π.p = 3,14.6 = 18,84 mm
- Chiều dày răng:
- Bán kính vịng chia:
- Bán kính đỉnh răng:
- Bán kính chân răng:
- Bán kính đường trịn cơ sở:
3.3 Thiết kế dao
3.3.1 Tính toán profile dao phay đĩa module
Để thiết kế được profile dao, ta lập hệ tọa độ vng góc Oxy với tâm O

trùng với tâm của bánh răng thân khai. Vì dao phay đĩa module có góc trước γ =
0 cho nên profile được tính tốn chính là profile trong tiết diện đi qua trục dao.
Giả sử có điểm M (x, y) bất kỳ nằm trên profle răng với bán kính r x thì tọa độ (x,
y) chính là phương trình profile răng.

Hình 3.1: Sơ đồ tính tốn profile bánh răng thân khai
Trong đó:
r0 – Bán kính vịng cơ sở
rc – Bán kính vịng trịn chia
rx – Bán kính ứng với điểm M trên profile
Rc – Bán kính đỉnh răng
Ri – Bán kính chân răng
Profile dao gồm 2 đoạn:
- Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB
- Đoạn làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1.
a) Profile dao trong đoạn làm việc:
Nguyên lý tạo hình đường thân khai: Cho một đường thẳng lăn không trượt
trên một đường tròn, quỹ đạo của một điểm M thuộc đường thẳng đó sẽ vẽ ra
đường cong thân khai. Vậy để tạo ra hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M
chuyển động theo phương trình đường thân khai trong khoang bán kính r f ≤ rm ≤
SVTH: Vũ Ngọc Phúc ra. Việc xác định profile lưỡi cắt chính là việc xác định tọa độ của tập hợp các
20152874
điểm M trong hệ tọa độ đề các Oxy.
24
24


Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp

GVHD: TS. Trần Xn Thái

M

A

rM

θΜ
r

0

αΜ
B

Hình 3.2: Đường thân khai của đường trịn
r0 – Bán kính vịng trịn cơ sở
rm – Bán kính vector ứng với điểm M
θm – Góc thân khai
αm – Góc áp lực của đường thân khai.
Theo sơ đồ tính tốn hình 3.1 ta có:
Ta có:




α0 – Góc ăn khớp trên vòng tròn chia bánh răng tiêu chuẩn α0 = 200
Vậy ta cho rM biến thiên từ r0 đến re thì sẽ vẽ được profile của răng. Chia
thành 16 điểm và tính tốn theo cơng thức ta có bảng thơng số các điểm như sau:
STT
RM

xi
yi
∆x= xi+1 - xi ∆y= yi - rf
1
85,512
3,891
85,423
0
3,173
2
86,344
4,006
86,251
0,115
4.001
3
87,176
4,187
87,075
0,181
4.825
4
88,008
4,412
87,897
0,230
5.647
5
88,840
4,673

88,717
0,261
6.467
6
89,672
4,966
89,534
0,293
7.284
7
90,504
5,289
90,349
0,323
8.099
8
91,336
5,639
91,162
0,350
8.912
9
92,168
6,015
91,972
0,376
9.722
10
93,000
6,415

92,779
0,400
10.529
11
93,832
6,839
93,582
0,424
11.332
12
94,664
7,286
94,383
0,447
12.133
13
95,496
7,755
95,181
0,369
12.931
14 Vũ 96,328
95,975
0,490
13.725
SVTH:
Ngọc Phúc - 8,245
20152874
15
97,160

8,757
96,765
0,512
14.515
16
98,000
9,294
97,558
0,537
15.308
25
25