Giáo trình thiết kế dụng cụ cắt Ngô Quang Trọng

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ






NGÔ QUANG TRỌNG




BÀI GIẢNG
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT

Nha Trang, 2011


2

Mục lục
Mục lục
1
VẤN ĐỀ 1
6
CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT
6
1.1

Cơ sở lý thuyết tạo hình bề mặt:
6
1.2

Động học tạo hình bề mặt chi tiết
7
1.2.1

Nhóm bậc 0
8
1.2.2

Nhóm bậc 1
8
1.2.3

Nhóm bậc 2
9
1.2.4

Nhóm 3
9
1.3

Mặt khởi thủy K của dụng cụ cắt
10
1.4.1

Phương pháp xác định mặt khởi thủy K của dụng cụ bằng mặt bao của họ
mặt chi tiết C.
10
1.4.2

Phương pháp giải tích xác định mặt khởi thủy K
11
1.4.3

Phương pháp động học xác định mặt khởi thủy K
11
1.4

Những điều kiện để tạo hình đúng bề mặt chi tiết
13
1.4.1

Điều kiện cần

13
1.4.2

Điều kiện đủ
14
VẤN ĐỀ 2
16
DỤNG CỤ CẮT ĐƠN VÀ DỤNG CỤ CẮT TIÊU CHUẨN
16
2.1 Công dụng và phân loại
16
2.2 Thông số hình học phần cắt của dụng cụ
17
2.2.1 Các chuyển động khi cắt
17
2.2.2 Các mặt phẳng tọa độ và các tiết diện
17
2.2.3 Các góc phần cắt của dụng cụ
18
2.3 Xác định kích thước thân dao tiện
19
VẤN ĐỀ 3
21
THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH GIA CÔNG BỀ MẶT TRÒN XOAY TRÊN MÁY
TIỆN
21
3.1.

Công dụng, phân loại và phạm vi sử dụng
21

3.2.

Mặt trước, mặt sau và kết cấu dao tiện
22
3.3.

Thiết kế dao tiện định hình hướng kính
24
3.3.1.

Góc trước, góc sau tại các điểm cắt nhau trên lưỡi cắt dao tiện định hình
24
3.3.2.

Xác định profin lưỡi cắt dao tiện định hình hướng kính gá thẳng
26
3.4.

Sai số khi gia công bằng dao tiện định hình
30
3.4.1.

Khảo sát sai số khi gia công chi tiết bằng dao tiện định hình hình lăng trụ:
30
3.4.2.

Khảo sát sai số khi gia công chi tiết bằng dao tiện định hình hình tròn:
30
3.5.

Chiều rộng B của dao tiện định hình:
31
3.6.

Hình dáng và kích thước kết cấu dao tiện định hình:
32
VẤN ĐỀ 4
33
THIẾT KẾ DAO PHAY RĂNG NHỌN
33
4.1.

Các yếu tố kết cấu chung của dao phay:
33
4.1.1.

Đường kính dao phay:
33
4.1.2.

Kích thước lắp ghép:
34
4.1.3.

Số răng:
35
4.1.4.

Các góc ở răng và rãnh răng:
36

4.1.5.

Dạng răng và rãnh:
36


3

4.2.

Thông số hình học phần cắt của dao phay:
37
4.2.1.

Góc sau α:
37
4.2.2.

Góc trước γ:
38
4.2.3.

Góc nghiêng chính φ:
38
4.2.4.

Góc nghiêng phụ φ
1
:
38

4.2.5.

Góc nâng của lưỡi cắt chính λ:
38
4.2.6.

Góc nghiêng của rãnh xoắn ω:
39
VẤN ĐỀ 5
41
THIẾT KẾ DAO PHAY LƯNG
41
5.1.

Các yếu tố kết cấu chung của dao phay:
41
5.2.

Đường cong hớt lưng dao phay:
41
5.2.1.

Đường cong hớt lưng dao phay:
41
5.2.2.

Phương trình đường cong hớt lưng là đường xoắn Acsimet:
42
5.2.3.

Lượng hớt lưng K và góc sau ở đỉnh răng α
d
42
5.3.

Thông số hình học phần cắt của dao phay hớt lưng
43
VẤN ĐỀ 6
46
THIẾT KẾ MŨI KHOAN
46
6.1.

Công dụng và phân loại
46
6.2.

Các yếu tố kết cấu của mũi khoan rãnh xoắn
46
6.2.1.

Góc ở đỉnh 2φ
46
6.2.2.

Góc nghiêng của rãnh xoắn
48
6.2.3.

Các góc của lưỡi cắt

49
6.3.

Các kiểu mũi khoan
51
6.3.1.

Mũi khoan được làm nguội từ phía trong
51
6.3.2.

Mũi khoan gắn mảnh hợp kim cứng
51
VẤN ĐỀ 7
53
THIẾT KẾ MŨI KHOÉT
53
7.1.

Công dụng và phân loại
53
7.2.

Các yếu tố kết cấu của mũi khoét
53
7.2.1.

Số rãnh
53
7.2.2.

Phần cắt
53
7.2.3.

Phần sửa đúng
54
7.2.4.

Các góc cắt
54
7.2.5.

Góc nghiêng của rãnh
55
7.2.6.

Biên dạng rãnh
55
7.2.7.

Dung sai đường kính mũi khoét
56
7.3.

Các kiểu mũi khoét
57
7.3.1.

Mũi khoét hai răng

57
7.3.2.

Mũi khoét lỗ trụ chìm
58
7.3.3.

Mũi khoét lỗ côn chìm
58
VẤN ĐỀ 8
60
THIẾT KẾ MŨI DOA
60
8.1.

Công dụng và phân loại
60
8.2.

Các yếu tố kết cấu của mũi doa
60
8.2.1.

Phần cắt
60
8.2.2.

Phần sửa đúng
61
8.2.3.

Số răng
61
8.2.4.

Hướng của răng
61


4

8.2.5.

Góc sau và góc trước của phần cắt
62
8.2.6.

Cạnh viền
63
8.2.7.

Dạng rãnh
63
8.2.8.

Sự phân bố răng không đồng đều
64
8.2.9.

Phần kẹp chặt

64
8.3.

Các kiểu mũi doa
64
8.3.1.

Mũi doa tăng
64
8.3.2.

Mũi doa hợp kim cứng
65
8.3.3.

Mũi doa lắp răng
65
8.3.4.

Mũi doa côn
66
VẤN ĐỀ 9
68
THIẾT KẾ DAO CHUỐT
68
9.1.

Công dụng và phân loại
68
9.2.

Các bộ phận của dao chuốt
68
9.2.1.

Phần đầu kẹp dao
68
9.2.2.

Phần cổ và phần côn chuyển tiếp
69
9.2.3.

Phần định hướng trước
70
9.2.4.

Phần định hướng sau
70
9.4.

Sơ đồ cắt và các dạng dao chuốt
71
9.4.1.

Dao chuốt cắt đơn
71
9.4.2.

Dao chuốt cắt nhóm

72
9.5.

Phương pháp chủ yếu tạo bề mặt bằng dao chuốt
74
9.6.

Phần làm việc của dao chuốt
75
9.6.1.

Răng cắt thô
75
9.6.2.

Răng cắt tinh, răng sửa đúng và chiều dài của dao chuốt
82
9.6.3.

Chiều dài toàn bộ dao chuốt
84
9.6.4.

Dung sai kích thước dao chuốt
85
VẤN ĐỀ 10
87
THIẾT KẾ DỤNG CỤ GIA CÔNG REN
87
10.1.

Dao tiện ren và các thông số hình học
87
10.1.1.

Dao tiện ren đơn
87
10.1.2.

Dao tiện ren hình thang
89
10.2.

Taro ren
91
10.2.1.

Công dụng và phân loại
91
10.2.2.

Các thành phần kết cấu của taro
91
10.3.

BÀN REN
96
10.3.1.

Công dụng và phân loại

96
10.3.2.

Kết cấu bàn ren tròn
97
10.3.3.

Các góc ỏ phần cắt
100
10.3.4.

Dung sai kích thước ren
100
10.4.

GIA CÔNG REN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN DẠNG DẺO
101
10.4.1.

Quá trình cán ren
101
10.4.2.

Dụng cụ cán ren
101
VẤN ĐỀ 11
104
THIẾT KẾ DỤNG CỤ GIA CÔNG RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HÌNH
104
11.1.

Dao phay vấu mô đun
104
11.2.

Dao phay đĩa mô đun
104
11.3.

Tính toán profil dao phay đĩa mô đun
104


5

11.4.

Bộ dao phay đĩa môđun
105
VẤN ĐỀ 12
107
THIẾT KẾ DỤNG CỤ GIA CÔNG RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH
107
12.1.

Khái niệm cơ bản
107
12.2.

Thiết kế các dụng cụ cắt răng theo nguyên lý bao hình có tâm tích gia công

bánh răng trụ thân khai
107
12.2.1.

Các loại mặt xoắn vít dùng trong thiết kế dụng cụ cắt
107
12.3.

Thiết kế dao phay lăn răng
110
12.3.1.

Nguyên lý làm việc
110
12.3.2.

Kết cấu dao phay lăn răng
110
12.3.3.

Thiết kế prôfin dao phay lăn răng
112
12.4.

Thiết kế dao xọc răng thân khai
113
12.4.1.

Nguyên lý làm việc và kết cấu
113

12.4.2.

Các góc cắt của răng
114
12.4.3.

Khoảng cách khởi thủy a của dao xọc
116
VẤN ĐỀ 13
117
ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT
117
13.1.

Mở đầu
117
13.2.

Mô hình khung dây
117
13.2.1.

Biểu diễn các đường cong phân tích
117
13.2.2.

Biểu diễn các đường cong tổ hợp
119
13.3.

Mô hình bề mặt
122
13.4.

Mô hình khối rắn
124
13.4.1.

Mô hình CSG (constructive solid geometry)
124
13.4.2.

Mô hình biểu diễn biên B-rep
126
13.4.3.

Biểu diễn quét (sweep representation)
127
Tài liệu tham khảo:
127


6

VẤN ĐỀ 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT

1.1 Cơ sở lý thuyết tạo hình bề mặt:
Một bề mặt sẽ được hình thành do một đường sinh nào đó chuyển động theo một qui
luật nhất định. Các chuyển động đó là động học hình thành bề mặt.

Dụng cụ cắt để có thể cắt gọt các chi tiết khác nhau thì lưỡi cắt của dụng cụ cắt phải
ăn sâu vào vật liệu của phôi và cắt, tách các phần kim loại dư ra khỏi chi tiết dưới dạng
phoi cắt. Do đó, thì hình dạng của chi tiết là yếu tố quyết định đến hình dạng của lưỡi cắt
của dụng cụ cắt, cũng như quyết định đến các chuyển động tương đối của dụng cụ và chi
tiết.
Khi lưỡi cắt của dụng cụ hình thành được bề mặt gia công, có nghĩa là lưỡi cắt phải
nằm trên mặt tiếp tuyến và tiếp xúc với bề mặt chi tiết trong suốt quá trình gia công. Mặt
tiếp xúc được gọi là mặt khởi thủy của dụng cụ. Quĩ đạo chuyển động tương đối tại mỗi
điểm của lưỡi cắt so với phôi là kết quả chuyển động tổng hợp do dụng cụ và chi tiết thực
hiện trên máy.
Vậy, cũng có thể nói rằng, tập hợp các chuyển động của bề mặt dụng cụ và chi tiết
trong quá trình cắt chính là sơ đồ động học tạo hình của quá trình cắt. Sơ đồ động học tạo
hình khi cắt nói chung khác với sơ đồ động học của máy.
Ví dụ: khi tiện mặt trụ ngoài, sơ đồ động học tạo hình chỉ gồm chuyển động quay
tròn của chi tiết, chuyển động tịnh tiến dọc trục của dao. Trong khi đó, sơ đồ động học
của máy thì còn phải đảm bảo chuyển động chạy dao ngang là chuyển động để đưa dụng
cụ vào vị trí cần thiết để đạt được đường kính đã cho của chi tiết.
Việc nghiên cứu sơ đồ động học tạo hình có ý nghĩa rất quan trọng trong việc gia
công kim loại vì các thông số hình học phần cắt của dụng cụ, chế độ cắt, năng suất lao
động, sự mài mòn, tuổi bền của dụng cụ ứng với phương pháp gia công đã chọn phụ
thuộc rất nhiều vào nó.
Để đơn giản các chuyển động của máy cắt, người ta thường dùng sơ đồ động học tạo
hình dựa trên tổ hợp hai chuyển động cơ bản của phôi và dụng cụ là: chuyển động tịnh
tiến và chuyển động quay tròn.
Độ phức tạp của sơ đồ động học tạo hình phụ thuộc vào số lượng các chuyển động
thành phần và đặc trưng tổ hợp của nó. Ta có các nhóm như sau:
Nhóm có 1 chuyển động: - một chuyển động thẳng
- một chuyển động quay
Nhóm có 2 chuyển động: - hai chuyển động thẳng
- hai chuyển động quay

7

- một chuyển động thẳng và một chuyển động quay
Nhóm có 3 chuyển động: - hai chuyển động thẳng và một chuyển động quay
- hai chuyển động quay và một chuyển động thẳng
- ba chuyển động quay
Về mặt nguyên lý có thể tổ hợp nhiều yếu tố chuyển động hơn, nhưng trong thực
tiễn ứng dụng thì điều này bị giới hạn bởi độ phức tạp của tổ hợp và khó khăn trong việc
chế tạo các thiết bị tương ứng.
1.2 Động học tạo hình bề mặt chi tiết
Khi tạo hình bề mặt chi tiết thì cần phải nghiên cứu các phương án khác nhau của sự
phối hợp các chuyển động của chi tiết đối với dụng cụ.
Bảng 1.1 giới thiệu các sơ đồ tạo hình bề mặt với chuyển động chính là tịnh tiến và
quay tròn.
Cặp bề mặt
Loại
sơ
đồ
Kiểu
sơ đồ
Các chuyển động thành
phần của chi tiết gia
công và dụng cụ khi tạo
hình
Chuyển
động
tổng
hợp tức

thời
Chuyển động
tương đối với sự
trợ giúp của cặp
bề mặt
Sơ đồ vị trí tương hỗ
của cặp bề mặt
Dụng
cụ
Vật gia
công
1 Tịnh tiến Tịnh
tiến
Đường
thẳng
Đường
thẳng
2 Quay Quay - -
I
3 Xoắn vít Xoắn
vít
- -
1 Quay và tịnh tiến với
vận tốc vuông góc với
trục quay
Quay Sự dịch chuyển
của trụ theo mặt
phẳng

Mặt

phẳng
Trụ
2 Hai chuyển động quay
quanh trục song song
Quay Sự dịch chuyển
của trụ theo trụ

Trụ Trụ
II
3 2 chuyển động quay
quanh trục cắt nhau
Quay Sự dịch chuyển
của mặt côn theo
mặt phẳng

Mặt
phẳng
Mặt
côn


8

4 2 chuyển động quay
quanh trục cắt nhau
Quay Sự dịch chuyển
của mặt côn theo
mặt côn

Côn Côn

5 Bộ đôi quay Tịnh
tiến
Sự trượt của vòng
theo vòng

Vòng Vòng
Mặt
phẳng
trụ
Trụ 1 Quay và tịnh tiến vận
tốc có hướng tạo thành
góc với trục quay
Xoắn
vít
Sự dịch chuyển
với sự trượt của
trụ theo mặt
phẳng

Mặt
phẳng
Côn Mặt
phẳng
2 2 chuyển động quay
quanh trục chéo nhau
(góc hợp thành với trục
quay và trục của đường
vít. Trục của vít tức
thời và trục quay thứ 2
là 2 đường chéo nhau

Xoắn
vít
Sự dịch chuyển
và sự trượt của
mặt côn theo mặt
phẳng

Mặt
phẳng
Côn
III
3 2 chuyển động quay
quanh trục chéo nhau
Xoắn
vít
Sự dịch chuyển
và sự trượt của
mặt hypecbolit
với mặt
hypecboloit

Hypecb
oloit
hypecb
oloit
1.2.1 Nhóm bậc 0
Tập hợp các sơ đồ động học tạo hình khi bề mặt khởi thủy của dụng cụ trùng với bề
mặt nguyên gốc chi tiết.
Ví dụ: khi cắt ren bằng tarô, khi chuốt, khi đột lỗ, lúc này chuyển động tương hỗ gọi
là chuyển động tự trượt và để xác định bề mặt khởi thủy thì không cần quan tâm đến

chuyển động này.
1.2.2 Nhóm bậc 1
Nhóm sơ đồ tạo hình mà chuyển động tương hỗ của dụng cụ đối với chi tiết là
chuyển động tịnh tiến, xoay hoặc xoắn vít.
Sơ đồ được đặc trưng ở chỗ là khi đó các cặp bề mặt của phần tử quay và đứng yên
trùng nhau và tạo thành đường thẳng.


9

Kiểu thứ nhất: chứa chuyển động thẳng đều. Theo sơ đồ này, để tạo hình cho các
loại dụng cụ chuốt ngoài các bề mặt tròn xoay, tiện bằng dao tiện định hình tiếp tuyến có
phương chạy dao thẳng.
Kiểu thứ hai: chứa các chuyển động quay, để tạo hình các loại dụng cụ hoặc các loại
bề mặt, ví dụ dao phay định hình để phay các bề mặt trụ, bề mặt xoắn vít hoặc bề mặt
tròn xoay.
Kiểu thứ ba: khi phay bánh răng có răng thẳng bằng dao phay lăn răng. Thực ra kiểu
thứ nhất là trường hợp đặc biệt của kiểu thứ ba khi trục quay ở vô cùng.
1.2.3 Nhóm bậc 2
Nhóm sơ đồ động học khi mà chuyển động tương hỗ của dụng cụ và chi tiết là
chuyển động quay tức thời hay tịnh tiến thẳng.
Các cặp động học lăn theo nhau không có sự trượt. Chuyển động tịnh tiến tức thời là
chuyển động tổng hợp của hai chuyển động quay quanh hai trục song song có vận tốc góc
và hướng giống nhau.
Các bề mặt liên kết được tạo thành bởi các bề mặt sau:
- Trụ - phẳng;
- Trụ - trụ;
- Côn – phẳng;
- Côn – côn.
Ví dụ: gia công bánh răng bằng dao xọc răng hoặc dao răng lược… ở các sơ đồ động

học này, các cặp bề mặt giữa dụng cụ và chi tiết có thể đổi chỗ cho nhau. chẳng hạn như
ở sơ đồ trụ - mặt phẳng, dụng cụ có thể là dao xọc răng hình đĩa, chi tiết là thanh răng và
ngược lại.
Ở nhóm hai chứa kiểu sơ đồ khi mà chuyển động tức thời là kết quả của hai chuyển
động quay quanh các trục song song nhau hay ngoài nhau. Chuyển động tịnh tiến có thể
coi là trường hợp đặc biệt của chuyển động quay và có thể xem mặt phẳng là hình trụ có
bán kính vô cùng lớn.
1.2.4 Nhóm 3
Nhóm chứa các sơ đồ mà các chuyển động tương hỗ là chuyển động xoắn vít tức
thời.
Trong nhóm này thì các bề mặt tự lăn theo nhau có sự trượt. Các bề mặt gồm:
- Trụ - phẳng;
- Côn – phẳng;
- Hai mặt hypecboloit.


10

Chuyển động xoắn vít tổng hợp tức thời là tổng hợp của hai chuyển động quay
quanh các trục ngoài nhau và có thể hình dung nó như là bề mặt hypecboloit theo
hypecboloit có gắn sự trượt. Đây là trường hợp tổng quát nhất, chẳng hạn như phay bánh
răng bằng dao phay lăn răng.
1.3 Mặt khởi thủy K của dụng cụ cắt
Dụng cụ cắt có thể xem như một vật thể bị giới hạn bởi một bề mặt, bề mặt đó gọi là
mặt khởi thủy K của dụng cụ cắt, trên đó phân bố các lưỡi cắt có prôfin thích hợp để trực
tiếp hình thành bề mặt chi tiết.
Ví dụ, vật thể tròn xoay giới hạn bởi mặt tròn xoay K, trong quá trình gia công nó
luôn tiếp tuyến với các bề mặt gia công của chi tiết. Sau khi tạo mặt trước rãnh thoát phoi
và mặt sau thì vật thể đó trở thành dụng cụ cắt, đó chính là dao phay.
Như vậy bề mặt khởi thủy K của dụng cụ cắt luôn phải tiếp xúc với bề mặt của chi

tiết trong quá trình gia công.
1.4.1 Phương pháp xác định mặt khởi thủy K của dụng cụ bằng mặt bao của họ
mặt chi tiết C.
Trong quá trình gia công thì bề mặt chi tiết C thực hiện các chuyển động tương đối
đối với dụng cụ và hình thành tập hợp các vị trí tiếp xúc nhau được gọi là họ mặt C. Mặt
khởi thủy K của dụng cụ là bề mặt tiếp xúc với họ mặt C đó trong quá trình chuyển động
tạo hình. Do đó mặt khởi thủy K của dụng cụ chính là mặt bao của họ mặt chi tiết C. Hai
mặt C và K tiếp xúc với nhau theo một đường E gọi là đường đặc tính. Nói cách khác,
đường đặc tính E là đường tiếp xúc của cặp động học bề mặt C và K.
Ví dụ: Hãy tìm bề mặt khởi thủy K của dụng cụ gia công mặt tròn C.
Ta có Sơ đồ gia công là:
- Chuyển động quay của chi tiết quanh trục O
1

- Chuyển động tịnh tiến dọc trục O
1

Dụng cụ quay quanh trục O
2
vuông góc với trục O
1
. Mặt khởi thủy K là mặt bao của
họ mặt chi tiết C khi nó chuyển động tương đối so với dụng cụ. Mặt K sẽ là mặt cong
lõm, được hình thành bằng cách quay đường đặc tính E quanh trục O
2
. Nếu dùng bề mặt
khởi thủy như thế làm bề mặt dụng cụ thì với sơ đồ cắt như hình 1.1 sẽ gia công được bề
mặt trụ tròn xoay của chi tiết C.

11


Hình 1.1 Đường đặc tính E và mặt khởi thủy của dụng cụ
1.4.2 Phương pháp giải tích xác định mặt khởi thủy K
Phương pháp đi từ phương trình đường cong phẳng C, tiến đến xác định phương
trình của họ đường cong phẳng C, và từ phương trình của họ đường cong phẳng C đi xác
định phương trình đường bao của họ theo hình học giải tích.
Nếu họ họ đường cong phẳng C cho dưới dạng tổng quát F(x,y,z,t)=0, với t là tham
số chuyển động của họ thì phương trình mặt bao sẽ là nghiệm của phương trình:





=
∂
∂
=
0
),,,(
0),,,(
t
tzyxF
tzyxF

Nếu họ đường cong cho dưới dạng phương trình thông số:






=
=
=
),,(
),,(
),,(
3
2
1
tvufz
tvufy
tvufx

Trong đó: u,v- Thông số bề mặt;
t- Tham số của họ, thì phương trình mặt bao sẽ là nghiệm của hệ:
















=
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
=
=
=
0



),,(
),,(

),,(
3
2
1
t
z
t
y
t
x
v
z
v
y
v
x
u
z
u
y
u
x
tvufz
tvufy
tvufx

1.4.3 Phương pháp động học xác định mặt khởi thủy K


12

Khi cho hai bề mặt bất kỳ chuyển động thì tại các điểm tiếp xúc, vectơ tốc độ chuyển
động tương đối
→
V
và vectơ pháp tuyến bề mặt
→
N
phải vuông góc với nhau, vì vectơ
→
V

hướng theo phương tiếp tuyến chung của hai bề mặt. Như vậy, nếu mặt chi tiết C chuyển
động trong không gian thì đường đặc tính của mặt bao K sẽ là đường tập hợp của tất cả
các đường tiếp xúc mà tại đó vectơ vận tốc
→
V
thẳng góc với vectơ pháp tuyến
→
N
.
Điều kiện tiếp xúc được biểu thị bằng phương trình:
→
N
.
→
V
= 0

Hình 1.2 Điều kiện tiếp xúc động học của 2 bề mặt

Từ điều kiện tiếp xúc này, cho phép tìm được điểm tiếp xúc của cặp bề mặt tiếp xúc
tại bất kỳ thời điểm nào.
Tập hợp tất cả các điểm tiếp xúc đó, xét trong hệ tọa độ gắn với chi tiết, là bề mặt
chi tiết C. Tập hợp tất cả các điểm tiếp xúc đó, xét trong hệ tọa độ gắn với dụng cụ, là bề
mặt khởi thủy của dụng cụ K.
Khi xác định mặt khởi thủy K của bề mặt chuyển động C, chuyển động của C có thể
phân tích thành nhiều thành phần, và việc phân tích đó sẽ hợp lý hơn nếu có một trong
những thành phần đó gây ra sự trượt của bản thân C và như vậy sẽ làm cho bài toán trở
nên đơn giản.
Ví dụ: xác định đường đặc tính của một mặt phẳng có chuyển động xoắn vít.
Góc giữa trục của chuyển động vít và mặt phẳng P là φ. Chuyển động xoắn vít của
mặt phẳng P được phân tích thành hai chuyển động: chuyển động tịnh tiến với vận tốc
→
V

và chuyển động quay với vận tốc góc
→
ω
.
Chuyển động V được phân tích thành hai thành phần:
→
V
=
1
→
V
+
2
→
V

, trong đó
1
→
V

hướng thẳng góc với
→
V
, còn
2
→
V
nằm trong mặt phẳng P.
Sự chuyển động theo vectơ
2
→
V
dẫn đến sự trượt của mặt phẳng P, do đó khi xác định
đường đặc tính không cần chú ý đến nó. Độ lớn của vectơ
1
→
V
được tính theo công thức:
1
→
V
=
→
V
.tgα

13


Hình 1.3 Xác định đường đặc tính khi mặt phẳng có chuyển động xoắn vít
Chuyển động theo vectơ
1
→
V
có thể hình dung là sự quay của hệ thống với vectơ tốc
độ góc
→
ω
.
Khoảng cách giữa chúng là:
ϕ
ω
α
ω
tgh
tgV
V
r .
.
1
===

• h: thông số của chuyển động xoắn vít.
Như vậy chuyển động xoắn vít dẫn đến một chuyển động quay. Đường đặc tính E

trong trường hợp này sẽ thẳng góc với hình chiếu của trục quay trên mặt phẳng P, nghĩa
là những đường thẳng cách hình chiếu của trục chuyển động xoắn vít một khoảng r và
làm với nó một góc φ.
Kết quả là chuyển động xoắn vít của những đường đặc tính E tạo ra một mặt bao là
bề mặt xoắn vít thân khai có bán kính hình trụ cơ sở là r.
1.4 Những điều kiện để tạo hình đúng bề mặt chi tiết
1.4.1 Điều kiện cần
Điều kiện cần để tạo được bề mặt mong muốn là tồn tại bề mặt khởi thủy K của dụng
cụ cắt ứng với bề mặt chi tiết đã cho. Có nghĩa là, trong quá trình gia công, các điểm trên
bề mặt chi tiết có ít nhất một lần tiếp xúc với các điểm của bề mặt khởi thủy của dụng cụ,
vậy, cần tồn tại các điểm tiếp xúc chung của hai bề mặt. Tại các điểm tiếp xúc này, pháp
tuyến chung phải thẳng góc với vectơ chuyển động tương đối, nghĩa là:
→
N
.
→
V
= 0.
Đối với bề mặt chi tiết đã cho, vectơ pháp tuyến tại các điểm của bề mặt là hoàn toàn
xác định, có nghĩa là không thể thay đổi vị trí của pháp tuyến
→
N
nếu không thay đổi hình
dạng của chi tiết. Do đó, tại một sơ đồ gia công đã chọn, nếu ta biết các chuyển động của
chi tiết và dụng cụ thì việc thay đổi hướng và tốc độ chuyển động tương đối giữa cặp bề
mặt đó sẽ đảm bảo
→
N
.
→

V
=0.
Ví dụ, khảo sát sơ đồ gia công mặt phẳng P, nếu cho mặt C quay quanh trục cố định
nằm trên mặt phẳng P thì khi đó tốc độ quay của một điểm bất kỳ của mặt cắt C quanh


14

trục sẽ vuông góc vói mặt phẳng P, tốc độ
→
V
sẽ song song với pháp tuyến
→
N
của mặt
phẳng chi tiết. Điều kiện
→
N
.
→
V
=0 thỏa mãn do đó không tồn tại mặt khởi thủy K của
dụng cụ và việc gia công mặt phẳng P trong điều kiện như trên là không thể thực hiện
được.
Nếu chọn trục quay thẳng góc với mặt phẳng P thì đương nhiên tại tất cả các điểm
của mặt phẳng P vectơ pháp tuyến luôn vuông góc với vectơ tốc độ cắt. Điều đó có nghĩa
là mặt khởi thủy K tồn tại và trùng với mặt P.
1.4.2 Điều kiện đủ
Điều kiện đủ 1: sự tiếp xúc của bề mặt khởi thủy K của dụng cụ và bề mặt chi tiết
gia công không xảy ra hiện tượng cắt lẹm.

Sự tiếp xúc trên có thể là tiếp xúc ngoài hoặc tiếp xúc trong. Khi tiếp xúc ngoài, mặt
khởi thủy K của dụng cụ 2 nằm ngoài thân chi tiết 1, khi đó không có sự cắt lẹm của
dụng cụ vào thân chi tiết.
Khi tiếp xúc trong, mặt khởi thủy của dụng cụ 2 có bán kính cong lớn hơn bán kính
cong của chi tiết 1, do đó có hiện tượng cắt lẹm. Như vậy việc tạo đúng hình dáng của chi
tiết là không thể thực hiện được.

Hình 1.4 Các dạng tiếp xúc
Hãy khảo sát quá trình mài mặt côn trong bằng đá mài tròn. Sự tiếp xúc của bề mặt
tạo hình K với mặt côn của lỗ C xảy ra dọc theo đường sinh – đường đặc tính.
Tại tiết diện II-II thẳng góc với đường đặc tính xảy ra sự tiếp xúc giữa hai bề mặt.
Trong các tiết diện đó, bán kính cong của đá mài tròn luôn giữ nguyên không đổi trong
lúc bán kính cong của mặt côn chi tiết giảm dần khi tiến về phía đỉnh côn. Tại điểm m’
đến đỉnh côn, bán kính cong của đá mài lớn hơn bán kính cong của mặt côn và do đó có
sự cắt lẹm nên việc gia công vùng đó bằng đá mài tròn như trên là không thể thực hiện
được.
Tại điểm giới hạn M, bán kính cong của mặt côn bằng bán kính cong của đá mài.
Như vậy, để gia công bề mặt chi tiết đạt yêu cầu thì bề mặt khởi thủy của dụng cụ K
không được cắt lẹm vào bề mặt chi tiết.
Điều kiện đủ 2: trên bề mặt của chi tiết không có những mặt chuyển tiếp.


15

Chi tiết có thể gồm nhiều mặt nối tiếp, do đó mặt khởi thủy K của dụng cụ cũng gồm
nhiều mặt tương ứng để hình thành các bề mặt của chi tiết. Các phần lân cận của mặt
khởi thủy K của dụng cụ có thể cắt nhau, nối tiếp nhau hoặc tách rời nhau. Khi các phần
của mặt khởi thủy cắt nhau thì chúng không thể cắt hết phần kim loại dành cho từng phần
được, do đó bề mặt chi tiết được cắt bằng phần của mặt khởi thủy cắt nhau sẽ không được
thực hiện và sẽ có mặt chuyển tiếp để nối các phần bề mặt lân cận của chi tiết.

Điều đó được chứng minh bằng ví dụ sau: dùng dao phay ngón gia công mặt trụ
quay gồm một phần hình trụ C1 và mặt đầu C2. khi dao phay quay tròn quanh trục của
nó, các lưỡi cắt tạo ra mặt khởi thủy K1 còn chi tiết quay chậm quanh trục của nó.
Trục chi tiết và trục dụng cụ vuông góc với nhau và cách nhau một khoảng k. Khi đó
mặt khởi thủy tiếp xúc với mặt trụ C1 là K1 với đường đặc tính E1 quay quanh trục dụng
cụ, còn phần mặt khởi thủy của mặt phẳng C2 là K2 có đường đặc tính E2 cũng quay
quanh trục của dụng cụ. Các mặt K1 và K2 cắt nhau theo vòng tròn A do đó không thể có
phần nối tiếp giữa hai phần đó được. Kết quả là trên thân chi tiết sẽ hình thành một mặt
chuyển tiếp.
Đường đặc tính E1 quay xung quanh trục của chi tiết chỉ hình thành mặt rụ C1 trên
đoạn Me của prôfin, còn đường đặc tính E2 chỉ tạo mặt phẳng C2 đến điểm C của prôfin.
Giữa hai điểm E và C có một đường cong chuyển tiếp.
Độ chính xác của bề mặt chi tiết gia công phụ thuộc vào độ chính xác của bề mặt
khởi thủy, nghĩa là độ chính xác chế tạo các kích thước tương ứng của dụng cụ.
Để đạt độ chính xác chi tiết sau khi gia công nằm trong phạm vi dung sai cho phép
của nó thì dụng cụ phải có dung sai chế tạo bé hơn.
Thông thường, dung sai các kích thước của dụng cụ trực tiếp ảnh hưởng đến hình
dáng và kích thước bề mặt gia công nằm trong giới hạn 1/3-1/4 dung sai kích thước
tương ứng của chi tiết.


16

VẤN ĐỀ 2
DỤNG CỤ CẮT ĐƠN VÀ DỤNG CỤ CẮT TIÊU CHUẨN
2.1 Công dụng và phân loại
Dụng cụ cắt 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. 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.

Dụng cụ cắt đơn được dùng phổ biến trong quá trình gia công cắt gọt trên máy tiện
vạn năng, máy tiện tự động, máy bào, máy xọc và có thể dùng trên các máy chuyên dùng
khác.
Do đó, dụng cụ cắt đơn có nhiều hình dạng và kết cấu khác nhau tùy theo công dụng
của chúng, và đã được tiêu chuẩn hóa, thường được chia thành các loại sau:
- Theo loại máy sử dụng: dao tiện, dao bào, dao xọc…
- Theo dạng gia công: dao tiện ngoài, dao xén mặt đầu, dao cắt đứt, dao tiện lỗ, dao
tiện ren…
- Theo cách gá dao: dao hướng kính, dao tiếp tuyến…
- Theo tính chất gia công: dao cắt thô, dao cắt tinh…
- Theo kết cấu thân dao: hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn…
- Theo kết cấu đầu dao: dao đầu thẳng, đầu cong…
- Theo hướng chạy dao: dao chạy phải, dao chạy trái
- Theo loại vật liệu dụng cụ: dao thép gió, dao hợp kim cứng…
- Theo phương pháp chế tạo dao: dao đầu liền, dao hàn mảnh, dao kẹp mảnh…
Dụng cụ cắt đơn có thể coi như một vật thể hình học bao gồm hai phần:
- Phần thân dao: dùng để kẹp chặt dao và đồng thời kẹp chặt dao vào bàn dao.
Chính vì vậy đòi hỏi phải đủ độ cứng vững. Hình dáng và kích thước phần thân
dao được chế tạo theo tiêu chuẩn.
- Phần đầu dao: để thực hiện cắt gọt. Trong phần đầu dao có các mặt trước, mặt sau
chính, mặt sau phụ, lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ, mũi dao.

Hình 2.1 Dao cắt đơn


17

2.2 Thông số hình học phần cắt của dụng cụ
- Lưỡi cắt chính là giao tuyến của mặt trước và mặt sau chính.
- Lưỡi cắt phụ là giao tuyến của mặt trước và mặt sau phụ.

- Giao điểm của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ là mũi dao.
2.2.1 Các chuyển động khi cắt
Trong quá trình cắt dao và chi tiết cần phải thực hiện các chuyển động sau:
- Chuyển động cắt chính M
c
với tốc độ cắt chính là V
c
, là chuyển động cơ bản để
tạo ra phoi và chiếm hầu hết năng lượng cắt.
- Chuyển động chạy dao dọc M
f
với tốc độ V
f
là chuyển động để cắt hết toàn bộ bề
mặt chi tiết.
- Chuyển động chạy dao ngang với tốc độ V
n
là chuyển động tịnh tiến theo phương
chiều sâu cắt.
- Chuyển động tổng hợp M
e
, chuyển động cắt với tốc độ
e
V
r
là chuyển động tổng
hợp của chuyển động cắt chính
c
V
r

và chuyển động chạy dao dọc
f
V
r
, hoặc là
chuyển động tổng hợp của chuyển động cắt chính
c
V
r
với chuyển động chạy dao
ngang
n
V
r
. Đây chính là chuyển động tạo hình mặt trụ ngoài của chi tiết.
Thông số hình học phần cắt của dụng cụ ở trạng thái tĩnh được xác định như khi
không có chuyển động chạy dao M
f
(
f
V
r
=0) trong trường hợp đó V
e
được xác định như là
chuyển động cắt chính
c
V
r
(

e
V
r
=
c
V
r
).
2.2.2 Các mặt phẳng tọa độ và các tiết diện
Mặt phẳng đáy P
r
: tại một điểm trên lưỡi cắt M là mặt phẳng đi qua điểm đó và
vuông góc với vectơ tốc độ cắt
e
V
r
. Nếu ở trạng thái tĩnh
f
V
r
=0, thì mặt đáy vuông góc với
c
V
r
.
Mặt phẳng cắt P
s
: tại một điểm trên lưỡi cắt chính M là mặt phẳng đi qua điểm đó và
tiếp tuyến với mặt đang gia công của chi tiết, tức là mặt phẳng chứa vectơ tốc độ cắt
c

V
r

và tiếp tuyến với lưỡi cắt tại điểm M. Do đó mặt cắt và mặt đáy luôn vuông góc với nhau.
Tiết diện chính N-N: là mặt phẳng cắt đi qua một điểm của lưỡi cắt chính và vuông
góc với hình chiếu lưỡi cắt chính trên mặt đáy.
Tiết diện phụ N1-N1: là mặt phẳng cắt đi qua một điểm trên lưỡi cắt phụ và vuông
góc với hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy.
Tiết diện dọc Y-Y: là mặt phẳng cắt qua một điểm trên lưỡi cắt chính và vuông góc
với phương chạy dao dọc.


18

Tiết diện ngang X-X: là mặt phẳng cắt đi qua một điểm trên lưỡi cắt chính và song
song với phương chạy dao dọc.

Hình 2.1 mặt phẳng tọa độ và tiết diện
2.2.3 Các góc phần cắt của dụng cụ
Góc trước γ: tại một điểm trên lưỡi cắt là góc hợp bởi mặt trước và mặt đáy đo trong
tiết diện khảo sát γ
n
, γ
y
, γ
x
… Góc trước γ có thể dương, âm hoặc bằng không.
Góc sau α: tại một điểm trên lưỡi cắt là góc hợp bởi mặt cắt và mặt sau đo trong tiết
diện khảo sát (α
n

, α
y
, α
x
) Góc sau α luôn luôn dương.
Góc sắc β: tại một điểm trên lưỡi cắt là góc hợp bởi mặt trước và mặt sau đo trong
tiết diện khảo sát (β
n
, β
y
, β
x
).
Góc cắt δ: tại một điểm trên lưỡi cắt là góc hợp bởi mặt trước và mặt cắt đo trong
tiết diện khảo sát (δ
n
, δ
y
, δ
x
).
Góc nghiêng chính φ: là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy và
phương chạy dao.
Góc nghiêng phụ φ
1
: là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy và phương
chạy dao.
Góc mũi dao ε: là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính và phụ trên mặt đáy.
φ + φ
1

+ ε = 180
0

Góc nâng của lưỡi cắt λ: là góc giữa lưỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt
đáy. λ có thể dương, âm, hoặc bằng không.


19



Hình 2.2 các tiết diện và các góc
2.3 Xác định kích thước thân dao tiện
Thông thường thì phần thân dao và phần gá đặt đầu dao được chế tạo cùng loại vật
liệu. Theo kinh nghiệm thì hầu hết các loại dao cần chế tạo phần cắt và phần cán riêng thì
vật liệu phần cán được chế tạo bằng thép 45 hoặc thép hợp kim 40X. Chính vì vậy khi nói
tới vật liệu chế tạo dao có nghĩa là nói đến vật liệu chế tạo phần làm việc của dao.

Hình 2.3 xác định kích thước thân dao tiện
Kích thước thân dao tiện được xác định ở tiết diện ngang của thân dao theo thành
phần lực cắt chính P
z
và khoảng cách l từ điểm đặt lực đến mặt tựa.
Lực cắt chính P
z
được xác định theo công thức: P
z
= p.f

20

Trong đó: p- lực cắt đơn vị, N/mm2
f- diện tích cắt, mm2
Để đảm bảo sức bền thân dao, mômen uốn do lực P
Z
gây ra phải nhỏ hơn mômen
uốn cho phép của tiết diện thân dao:
M
u
≤ [M
u
]
P
z
.l ≤ W.[σ
u
]
W: mômen chống uốn của tiết diện thân dao,
o Thân dao hình chữ nhật BxH: W=B.H
2
/6 => B.H
2
= (6.f.p.l)/ [σ
u
]
o Thân dao hình vuông BxB: W=B
3
/6 => B
3

= (6.f.p.l)/ [σ
u
]
o Thân dao hình tròn đường kính d: W=d
3
/10 => d
3
= (10.f.p.l)/ [σ
u
]
[σ
u
]: ứng suất cho phép của vật liệu thân dao.
Trong thực tế, ngoài lực P
z
còn có các thành phần lực P
x
, P
y
tác dụng lên phần cắt
của dụng cụ, trị số lực P
x
, P
y
có thề được lấy gần đúng như sau:
P
y
= (0,4-0,5)P
z
; P

x
= (0,3-0,4)P
z
(với φ=45
0
và λ=0)

Bảng 2.1 Chọn tiết diện thân dao theo diện tích lớp cắt
Kích thước dao tiện Mảnh dao hợp kim cứng Mảnh dao thép gió
Chữ nhật Vuông Diện tích cắt
lớn nhất,
mm
Chiều sâu
cắt lớn nhất,
mm
Diện tích cắt
lớn nhất,
mm
Chiều sâu
cắt lớn nhất,
mm
10x16 12 - - 1,5 3
12x20 16 - - 2,5 4
16x25 20 4 6 4 5
20x30 25 8 10 6 6
25x40 30 18 13 9 7
30x45 40 25 18 16 8
40x60 50 40 25 25 12
50x80 65 60 36 - -
Số liệu được áp dụng cho vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình với σ

tb
=750N/mm
2
, bằng
dao tiện ngoài có góc φ=45
0



21

VẤN ĐỀ 3
THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH GIA CÔNG BỀ MẶT TRÒN XOAY TRÊN
MÁY TIỆN
3.1. Công dụng, phân loại và phạm vi sử dụng
Dao tiện định hình dùng để gia công các bề mặt tròn xoay định hình. Gia công bằng
dao tiện định hình có những ưu nhược điểm so với các dao tiện đơn như sau:
- Đảm bảo độ đồng nhất prôfin chi tiết trong quá trình gia công vì không phụ thuộc
vào tay nghề công nhân mà chỉ phụ thuộc vào độ chính xác dao tiện định hình.
- Năng suất cao vì giảm được thời gian máy, thời gian phụ.
- Tuổi thọ của dao lớn vì mài được nhiều lần.
- Số lượng phế phẩm ít.
- Mài sắc lại dao đơn giản vì mài theo mặt trước là mặt phẳng.
- Tuy nhiên, việc thiết kế và chế tạo dao tiện định hình phức tạp hơn nhiều so với
dao tiện đơn thông thường, cho nên dao tiện định hình được dùng chủ yếu trong
sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối.

Hình 3.1 Các loại dao tiện

Phân loại dao tiện định hình:

a- Theo hình dạng dao:
- Dao đĩa (hình 3.1a)
- Dao hình lăng trụ (hình3.1b)
b- Theo cách gá dao:
- Dao hướng kính (hình3.1a,b);
- Dao tiếp tuyến (hình3.1c)


22

c- Theo vị trí của đường tâm chi tiết, tâm lỗ dao và chuẩn kẹp:
- Dao gá thẳng (hình 3.1d)
- Dao gá nghiêng (hình 3.1đ)
d- Theo vị trí mặt trước:
- Dao mặt trước không nâng λ=0 (hình 3.1a,b)
- Dao mặt trước gá nâng λ>0 (hình 3.1e)
e- Theo dạng bề mặt sau định hình:
- Mặt tròn xoay (hình 3.1a)
- Mặt sau xoắn (hình 3.1g)
Dao tiện định hình lăng trụ: được kẹp chặt bằng mang cá và vít giữ dùng để tiện các
bề mặt ngoài định hình tròn xoay. Có khả năng cứng vững hơn dao tiện hình tròn, góc
sau có thể lớn, gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn so với dao hình tròn.
Dao tiện định hình tròn: được dùng để gia công các bề mặt định hình tròn xoay
ngoài và trong, được lắp vào trục gá và chống xoay bằng các khía mặt đầu hoặc bằng
chốt. Dễ chế tạo hơn dao tiện hình lăng trụ.
Dao tiện định hình hướng kính: được gá sao cho đỉnh dao nằm ngang tâm chi tiết để
đảm bảo chạy hướng kính. Dao có phần lưỡi cắt tham gia cắt lớn nên lực cắt lớn, vì vậy
cần giảm chế độ cắt khi gia công.
Dao tiện định hình tiếp tuyến: được gá sao cho mặt sau tiếp xúc với đường tròn nhỏ
nhất của chi tiết, hướng chạy dao tiếp tuyến với bề mặt của chi tiết. Thường được dùng

gia công các chi tiết có đường kính nhỏ và dài (chịu uốn kém) với chiều sâu cắt nhỏ.
Dao tiện định hình gá nghiêng: được dùng khi chi tiết gia công có phần prôfin đặc
biệt và gá nâng khi chi tiết có phần prôfin yêu cầu độ chính xác cao, có chế độ tính toán
đặc biệt khi thiết kế.

Hình 3.2 Kẹp chặt dao tiện định hình
3.2. Mặt trước, mặt sau và kết cấu dao tiện
Để cho quá trình mài sắc dao tiện được đơn giản thì mặt trước của dao tiện định hình
được chọn là mặt phẳng. Mặt sau của dao tiện định hình hình tròn là mặt tròn xoay định
hình, có prôfin trong tiết diện hướng kính.


23


Hình 3.3 Kết cấu dao tiện định hình hình tròn
Mặt sau của dao tiện định hình lăng trụ là mặt kẻ mà đường chuẩn được xác định
dựa vào prôfin chi tiết, góc trước và góc sau của dao.
Kích thước của dao tiện định hình được xác định dựa vào chiều sâu lớn nhất t
max
và
chiều dài L của prôfin chi tiết.

Hình 3.4 Kết cấu dao tiện định hình hình lăng trụ
Đối với dao tiện định hình hình tròn gá thẳng, trục phôi và trục dao sẽ song song với
nhau, đường kính của dao khi tiện ngoài D
e
=10-120mm, khi tiện trong D
e
≤0,75d

ct
, d
ct
là
đường kính lỗ chi tiết gia công.
Dao tiện có đường kính nhỏ hơn 30mm được chế tạo cán liền, đường kính lớn hơn
30mm được chế tạo cán rời. Đường kính ngoài của dao tiện cho phép nhỏ nhất có lỗ gá
lắp trục gá: D
emin
≥1,5d
0
+ 2t + 6mm.
Trong đó:
d
0
– đường kính lỗ gá.
t – chiều sâu prôfin dao.
Đường kính ngoài D
e
và lỗ d
0
nên dùng theo bảng.
D
e
30 40-50 60-75 90
d
0
13 16 22 27

24

Để lắp dao tiện định hình hình tròn được dễ dàng và nâng cao độ cứng vững kẹp chặt
thì trên mặt đầu của dao được chế tạo có các răng khía mặt đầu, số răng khía Z thường
lấy z=34 răng và theo phương hướng kính.

Hình 3.5 Lắp đặt dao tiện định hình
Chiều dài của dao hình lăng trụ được lấy khoảng 75-100mm; chiều rộng B được lấy
phụ thuộc vào chiều dài prôfin chi tiết.
3.3. Thiết kế dao tiện định hình hướng kính
Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định prôfin lưỡi cắt như: giải tích, đồ thị,
đồ thị giải tích…
Ở đây ta áp dụng sơ đồ gia công để tính prôfin lưỡi cắt, sơ đồ gia công là sơ đồ biểu
diễn vị trí cuối cùng của chi tiết và dao tại điểm cơ sở. Điểm cơ sở là điểm mà biên dạng
của chi tiết và biên dạng của lưỡi cắt trùng nhau và nằm trong mặt phẳng ngang đi qua
trục của chi tiết. Thông thường, điểm cơ sở được chọn tại vị trí có biên dạng của chi tiết
là nhỏ nhất r
1
=r
min
.
3.3.1. Góc trước, góc sau tại các điểm cắt nhau trên lưỡi cắt dao tiện định hình
Sơ đồ xác định góc trước và góc sau tại các điểm cơ sở như hình vẽ.

Hình 3.6 Dao định hình hình tròn


25

Hình 3.7 Dao định hình hình lăng trụ
Góc sau α:
Đối với dao tiện định hình hình tròn, muốn góc sau α>0 thì tâm của dao phải cao hơn
tâm của chi tiết một khoảng là h so với mặt phẳng nằm ngang, h được gọi là chiều cao gá
dao và được xác định: h = R.sinα.
Trong đó: R- bán kính dao hình tròn tại điểm cơ sở, nếu điểm cơ sở là nhỏ nhất thì
R là bán kính lớn nhất của dao.
Đối với dao tiện định hình hình lăng trụ, góc sau được tạo thành do gá đặt dao.
xx
γ
ψ
α
−
=
,
σ
γ
ψ
+
=
.
Đối với dao tiện hình tròn,
xxx
β
γ
ψ
α
+
−
=

,
ψτ
ψ
τ
β
cos.
sin.
x
x
x
R
tg
−
=
,
γ
γ
τ
cos.cos. rr
xxx
−
=
→






−−

−
=
ψγγ
ψγγ
β
cos)cos.cos.(
sin)cos.cos.(
rrR
rr
arctg
xx
xx
x

Góc trước γ:
Quan hệ giữa góc trước γ tại điểm cơ sở và góc trước γ
x
tại điểm bất kỳ như sau:
r
x
.sin γ
x
= r.sin γ → γ
x
=









γ
sinarcsin
x
r
r

Vậy:
- Góc trước và góc sau tại các vị trí khác nhau trên lưỡi cắt dao tiện định hình là
không bằng nhau.
- Tại các điểm càng xa tâm chi tiết thì góc sau α
x
càng lớn và góc trước γ
x
càng nhỏ.
- Để đảm bảo góc sau không quá nhỏ thì điểm cơ sở khi thiết kế dao tiện định hình
nên trùng với điểm của chi tiết có bán kính nhỏ nhất.
- Góc sau α tại điểm cơ sở đối với dao hình tròn α=10
0
-12
0
; đối với dao hình lăng
trụ có thể chọn lớn hơn α=12
0
-15
0
.
- Góc trước phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công, đối với gia công nhôm γ=25

0
-
30
0
; đối với gia công đồng thau, đồng đỏ γ=0
0
-5
0
; đối với gia công gang γ=0
0
-10
0
.