Thiết kế dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng

Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Mục lục

đề đồ án .......................................................................... 1
Mục lục .....................................................................................................2
Thiết kế dao tiện định hình gá thẳng

1.Phân tích chi tiết .........................................................................................3
2.Phân tích và lựa chọn điểm cơ sở ...............................................................3
3. Lựa chọn và vẽ sơ đồ gia công ...................................................................4
4 Tính toán prôfin dao cho các điểm .............................................................5
5. Lựa chọn và tính toán kết cÊu cđa dao vµ dìng ........................................6
5.1. Lùa chän vµ tÝnh toán kết cấu của dao ...............................................6
5.2. Lựa chọn và tính toán kết cấu của dỡng .............................................9
5.2.1. Dỡng mặt sau ..............................................................................9
5.2.2. Dỡng mặt trớc ............................................................................11
6.Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dao và dỡng .....................................12
6.1. Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dao ..........................................12
6.2. Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dỡng ........................................12
7.Bản vẽ chế tạo dao và dỡng .......................................................................12
7.1 Bản vẽ chế tạo dao ..............................................................................13
7.2 Bản vẽ chế tạo dỡng ............................................................................14
Thiết kế dao truốt

1.Phân tích chi tiết .........................................................................................15
2.Đặc điểm của phơng pháp truốt .................................................................15
3. Tính lợng d gia công .................................................................................16
4. Tính toán số răng dao truốt .......................................................................16

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

1

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

5. Chọn kết cấu răng và rÃnh chứa phoi .......................................................16
5.1. Profin dọc trục ...................................................................................16
5.2. Profin mặt đầu ...................................................................................17
5.3. Số răng đồng thời tham gia cắt .........................................................17
5.4. Thông số hình học của dao truốt ......................................................17
6. Chọn kết cấu phần định hớng phía trớc và phía sau ................................18
7. Kích thớc đờng kính các răng ...................................................................18
8. Xác định chiều dài dao truốt .....................................................................20
9. TÝnh lùc trt lín nhÊt Pmax .......................................................................21
10. KiĨm tra søc bền dao truốt ......................................................................22
11. Yêu cầu của bản vẽ chế tạo dao ..............................................................22
12. Bản vẽ chế tạo dao ..................................................................................23
Thiết kế dao phay đĩa môđun

1.Xác định các thông số hình học bánh răng ...............................................24
2.Tính toán prôfin thân khai của lỡi cắt .......................................................24
3.Chọn các kích thớc kết cấu dao .................................................................30
4. Tính thêm điểm .........................................................................................31
5. Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dao,bản vẽ chế tạo dao ...................33

6. Bản vẽ chế tạo dao
Tài Liệu Tham Khảo
[1] Hng dõn thiờt kờ dung cụ cắt
- Thạc sĩ NGUYỄN MINH SƠN
- NXB Khoa học – Kĩ thuật Hà Nội
[2] Dung Sai và đo lường
- Tiến sĩ ĐỖ TRỌNG PHỤNG
- Tiến sĩ NINH ĐỨC TỐN
- NXB Khoa học – kĩ thuật Hà Nội

ThiÕt kÕ dao tiện định hình
lăng trụ gá thẳng

1. Phân tích chi tiết

Chi tiết gia công là tròn xoay, có prôfin là tập hợp của những mặt trụ và
mặt cong trên cùng một đờng trục :
+/ Ba mặt trụ tròn xoay có kích thớc lần lợt là 21,5, 27,5, 32,5 ;
+/ Hai mặt nón cụt chuyển tiếp giữa đờng kính φ 23,5 vµ φ 27,5
φ 21,5 vµ φ 27,5
+/ ChiỊu dµi tỉng céng cđa chi tiÕt lµ L = 13 mm.
Do đó chọn dao tiện định hình lăng trụ để gia công có nhiều u điểm
+ Đảm bảo đợc năng suất
+ Tính đồng nhất về sản phẩm trong cả loạt cao nếu trong loạt gia công
nhiều chi tiết nh vậy
+ Có thể gia công trên máy chuyên dùng hoặc máy vạn năng
Để gia công chi tiết này ta dùng dao tiện định hình lăng trụ có prôfin trùng với
prôfin chi tiết .
2. Phân tích và lựa chọn điểm cơ sở.

+/ Mục đích chọ điểm cơ sở :
Để đạt đợc góc sau tố thiể tại profin của dao. Khi đó các điểm khác góc sau
sẽ lớn hơn tạo điều kiện cắt tốt hơn ( giảm ma sát, cào xớc bề mặt gia công ).
+/ Nguyên tắc chọn điểm cơ sở :
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

2

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Điểm cơ sở đợc chọn thờng là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn
kẹp của dao nhất.
+/ Phân tích và lựa chọn điểm cơ sở :
13

Chi tiết tròn xoay có các bán kính là

ã
ã

Góc trớc và góc sau tại điểm cơ sở là

2

O27,5

O32,5

Chọn điểm cơ sở là điểm 1 (hoặc 2), nằm
ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kÑp nhÊt.

O21,5

3

21,5
= 10,75mm
r1= r2 = 2
,
27,5
= 13,75mm
r3= r4 = r7 = 2
,
32
323,5
= 16,25mm
= 11,75mm
r6= r5 = 2
,r8= 2

O23,5

•

2

3

3

α1 = α 2 = 10,4 0 ; γ 1 = γ 2 = 14 0

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

3

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

3. Lựa chọn và vẽ sơ đồ gia công
C6

C8

,5

C3
,4,7
B

6
3,4

,5

,7

A

8

r8

,7



? 6,5

?8

r3,4,7

?

r6,8

h8
h3,4,7

3-0.025 3-0.025 3-0.025

3' 3

Ø27.5-0.021

4' 4

Ø32.5-0.025

7'

Ø23.5-0.021
8'

Khoa C«ng nghƯ – Líp CTM5

h 6,5

1' 1
2
2'

ỉ21.5-0.021

13-0.043

? 3,4,7

6,5

r1,2

2-0.025

6',5'

3',4',7'

3,4

8'

3,4,7 6,5

8

8

1? 1'

OC

4

7

5' 5
6'

6

8

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

4. Tính toán prôfin dao cho các điểm

Giả sử x là một điểm trên lỡi cắt chính mà ta cần tính toán prôfin của nó :

Ta luôn có :

+ β + γ = α x + β x + γ x = 90 0
v× β = β x ⇒ α + γ = α x + γ x
⇒ αx =α + γ −γ x

(3)

Tõ h×nh vÏ ta cã:

γx

0

(2)

γ

⇒ hx = τ x . cos(α + γ )

B

A

rx

r1

OA = r1 . sin γ = rx . sin γ x

cx

1

α+γx
x

hx = τ x . cos( α x + γ x )

(1)

τx

x
h

x

τ x = C x − B = rx . cos γ x − r1 . cos γ

r

⇒ γ x = arcsin 1 .. sin γ 
r

 x


(4)
Tõ c¸c biĨu thøc (1), (2), (3), và (4) ta có thể tính toán prôfin dao cho các điểm
nh sau :
+/ Tính toán prôfin dao cho điểm 3, 4,7 :
Do 3,4,7 là 3 điểm trùng nhau nên ta tính toán prôfin dao cho các ®iÓm 4,7 gièng
nh ®iÓm 3.
r

 10,75

γ 7 = γ 4 = γ 3 = arcsin 1 .sin γ  = arcsin
.sin14 0  = 10 0 54'
r

 13,75

 3

.

α 7 = α 6 = α 3 = α + γ − γ 5 = 10 0 24 + 14 0 − 80 56' = 15 0 28' .
τ 5 = τ 6 = r5 . cos γ 5 − r1 . cos γ = 16,25. cos 8 0 56'−10,75. cos14 0 = 5,6mm .
h5 = h6 = τ 5 . cos(α + γ ) = 5,6. cos(10 0 24'+14 0 ) = 5,1mm

.

C5 = C6 = r5 . cos γ 5 = 16,25. cos 856' = 16,05mm
+ Tính toán prôfin dao cho điểm 8 :
Do 5 và 6 là 2 điểm trùng nhau nên ta tính toán prôfin dao cho các điểm 5 giống
nh điểm 6.
r

10,75

8 = arcsin 1 .sin γ  = arcsin
.sin14 0  = 12 0 47'
r

 11,75

 8

.

α 8 = α + γ − γ 8 = 10 0 24'+14 0 − 12 0 47' = 110 37' .

τ 8 = r8 . cos γ 8 − r1 . cos γ = 11,75. cos110 37'−10,75. cos14 0 = 1,08mm .
h8 = τ 8 . cos(α + γ ) = 1,08. cos(10 0 24'+14 0 ) = 0,983 mm .

C8 = r8 . cos γ 8 = 11,75.cos12°47' = 11,46mm

Ta cã b¶ng sè liƯu sau:
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

5

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Thông số

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Điểm



(mm)

0



h

(mm)

0

1,2

10,4

3,4,7

13030'

10 0 54'

2,94

2,68

5,6

150 28'

8056'

5,6

5,1

8

0

0

1,08

0,983

0

11 37'

14

0

12 47'

5. Lựa chọn và tính toán kết cấu Dao và d ỡng

5.1 Lựa chọn và tính toán kết cấu dao.
Lựa chọn kết cấu dao :
Ta chọn các kích thớc cho lỡi cắt của dao :
a
(mm)
2

b
(mm)
7

c
(mm)
1

b1
(mm)
1

ϕ1

20

ϕ2

0

30

0

⇒ ChiỊu réng cđa dao :

Ld = Lc+ a + b + c + b1 = 13 + 2 + 7+ 1 + 1=24(mm)
Chiều sâu hình dáng chi tiết :
t max =

d max d min 32,5 21,5
=
= 5,5mm

2
2

Căn cứ vào bảng tra dao tiện định hình lăng trụ và chiều sâu hình dáng chi tiết ta
có đợc bảng th«ng sè vỊ kÝch thíc cđa dao nh sau :
B
(mm)
14

H
(mm)
75

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

E
(mm)
6

A
(mm)
20

6

D
(mm)
4

M

(mm)
24

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

X12
X11
X10
X8
X6=X7
X4=X5
X3
X2
X1
X9
2030'

3030'
2
3

Y1=Y2
Y9

Y5=Y6

Y8

Y10

7 4
6 5

1

6030'

Profin của dao tiện

Xác định các kích thớc cđa lìi c¾t theo chiỊu réng :
X9 = a =2 ( mm ).
X1 = X9 + c = 2 + 1= 3 ( mm ).
X2 =X1+ 2 =3 + 2= 5 ( mm ).
X3 =X2+ 3 = 8( mm ).
X4 = X5 = X3 + 3 = 11 ( mm ).
X7 = X6 = X4+ 3 = 14 ( mm ).
X8 = X7 + 2 = 16 ( mm ).
X10 = X8 + 1 = 17 ( mm ).
X11 = X10 + 2 = 19 ( mm ).
X12 = Ld= 24( mm ).
Cấp chính xác của chi tiết là cấp 9 nên ta chọn cấp chính xác chế tạo dao lµ cÊp7
⇒ Dung sai kÝch thíc theo chiỊu réng cđa dao (theo TCVN 2244-91).
X9 = 2 ± 0,1( mm ).
X1 = 3 ± 0,1 ( mm ).
X2 = 5h7 = 5-0,012 ( mm ).

X8 =16h7 = 16+0,018 ( mm ).
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

7

đinh văn hiển

Y11

8


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ c¾t

X3 = 8h7 = 8-0,015
X4 = X5 =11h7 = 11-0,018 ( mm ).
+0 , 018
X7 = X6 =16H7 = 16
( mm ).
± 0,1 ( mm ).
X10 = 17
X11 = 19 ± 0,1 ( mm ).
X12 = 24 ± 0,1 ( mm ).
Xét một chuỗi kích thớc đặc trng:

X8
T

X6

Trong chuỗi kích thớc trên ta có:
X8 = 16+0,018 ( mm ) là khâu tăng.
+0 , 018
X6 = 14
( mm ) là khâu gi¶m
T Σ = 16 - 14 = 2 ( mm ) là khâu khép kín
Dung sai của khâu khép kín T Σ lµ :
ES TΣ = EStang – esgiam = 0,0218- 0 = + 0,018 mm.
EI TΣ = EItang – eigiam = 0 – 0,018= - 0,018 mm.
=> T = 2 0,018 mm.
Xác định các kích thớc theo phơng Y cña dao :
Y6 =Y5= B =14 mm;
Y3=Y4= Y7 = Y5 + (h5,6 – h3,4) = 14 + (5,1 – 2,68) = 16,42 mm
Y1=Y2= Y5,6 + h5,6 = 14 +5,1 = 19,1 mm
Y8= Y5,6 +( h5,6 - h8) = 14 + (5,1 - 1)= 18,1
1
0
Y10 =Y8 + ∆ = 18,1 + tg 30 = 19,8 mm.
1
0
Y = Y + ∆' = 19,1+ tg 20 = 21,85 mm.
11

1

X 12 − X 11
5
0

0
Y9 = Y10 - tg 30
= 19,8 - tg 30 =11,14 mm.
⇒ LÊy Y9= 11 mm.

CÊp chÝnh x¸c cđa chi tiết là cấp 9 nên ta chọn cấp chính xác chế tạo dao là cấp7
Dung sai kích thớc theo chiỊu Y cđa dao (theo TCVN 2244-91).
Y9 = 11 ± 0,1 ( mm ).
Y1 =Y2 = 19,1 h7 = 19,1-0,021 ( mm ).
Y3 =Y4=Y7= 16,42 h7 = 16,42-0,018 ( mm ).
Y6 = Y5= 14h7 = 14-0,018 ( mm ).
Y8 = 18,1 h7 = 18,1-0,021 ( mm ).
Y10 =19,8 ± 0,1 ( mm ).
Y11 = 21,85 ± 0,1 ( mm ).
5.2. Lựa chọn và tính toán kết cấu dỡng.
5.2.1Dỡng mặt sau :
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

8

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

f

Y1=Y2

Y10

Y9
Y8

Y3=Y4=Y7

Y6=Y5

e

ỉ50.1

d

f

R1.5

DMS
1530'
2530'

I

2 1

8
7

6

4 3
5

X8
X6=X7
X4=X5
X3
X2
X1
X9

Xác định các kích thớc theo chiều rộng cña DMS :
Chän d = 40 mm , e = 48 mm , f = 5 mm.
X8 = 1,5 ( mm ).
X6= X7 = X8+ 2= 3,5 ( mm ).
X4 = X5 = X7+ 3 = 6,5 ( mm ).
X3 =X4 + 3 = 9,5 ( mm ).
X2 = X3 + 3 = 12,5 ( mm ).
X1 = X2 + 2 = 14,5 ( mm ).
X9 = X1 + 1,5 = 16 ( mm ).
Cấp chính xác chế tạo dao cấp7 nên ta chọn cấp chính xác chế tạo dỡng lµ cÊp 6
⇒ Dung sai kÝch thíc theo chiỊu réng cđa dìng mỈt sau (theo TCVN2244-91).
f = 5 ± 0,5 ( mm ).
e = 48 ± 0,5 (mm) .
d = 40 ± 0,5 ( mm ).
X1 = 14,5h6 = 14,5-0,011 ( mm ).
X2= 12,5h6 = 12,5-0,011 ( mm ).
X4 = X5 =6,5h6 = 6,5-0,011 ( mm ).

+0 , 09
X6 =X7= 3,5H6 = 3,5
( mm ).
X3 = 9,5 h6 = 9,5-0,009( mm ).
X8 = 1,5 H6 = 1,5+0,006 ( mm ).
X9 = 16 0,1 ( mm ).
Xét một chuỗi kích thớc đặc trng :
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

9

đinh văn hiÓn


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

T

X3
X1

Trong chuỗi kích thớc trên ta có:
X1 =14,5-0,011 ( mm ) là khâu tăng.
X3 = 12,5-0,011 ( mm ) là khâu giảm
T = 14,5 -12,5 = 2 ( mm ) là khâu khép kín
Dung sai của khâu khép kín T Σ lµ :
ES TΣ = EStang – esgiam = 0 - (- 0,011) = + 0,011 mm.
EI TΣ = EItang – eigiam = - 0,011 – 0 = - 0,011 mm.

T = 4 0,011 mm.
Xác định các kÝch thíc theo chiỊu s©u cđa DMS :
Chän Y6 = Y5= 75 (mm).
Y2 = Y1=Y5 - h6,5= 75 - 5,1 = 69,9(mm).
Y3 =Y4=Y7 =Y1 + h3,4,7 = 69,9+ 2,68 = 72,58 (mm).
Y8 = Y1 + h8 = 69,9 + 0,983 = 70,883 (mm).
1,5
0
Y9 = Y8 - tg 25 = 67,666 (mm).
⇒ LÊy Y9= 68 mm.
1,5
0
Y10 = Y1 - tg15 = 64,301(mm).
⇒ LÊy Y2= 64 mm.

Do dao cã cÊp chÝnh x¸c là cấp 7, nên ta chọn cấp chính xác của dìng lµ cÊp 6.
⇒ Dung sai kÝch thíc theo chiỊu sâu của dỡng mặt sau (theo TCVN 2244-91).
Y1=Y2 = 69,9h6 = 69,9-0,019 (mm).
Y3=Y4 =Y7= 72,58h6 = 72,58-0,019 (mm).
Y6 = Y5 =75h6 = 75-0,019 (mm).
Y8 = 70,883h6 = 70,883-0,019 (mm).
Y9 = 68 ± 0,1 (mm) ;
Y10 = 64 ± 0,1 (mm) ;
5.2.2 Dỡng mặt trớc

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

10

đinh văn hiÓn


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

R1.5
ỉ50.1

f

DMT
1530'
2530'

I

2 1

8
7

f

6

4 3
5

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

11

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Xác định các kích thớc theo chiều sâu của DMT :
Chän Y’6 = Y’5= 75 (mm).
Y’2 = Y’1=Y’5- τ 6,5= 75-5,6 = 69,4(mm).
Y’3 =Y’4=Y’7 =Y’1 + τ 3,4,7 = 69,4+2,94= 72,34 (mm).
Y’8 = Y’1 + τ 8 = 69,4 + 1,08 = 70,48(mm).
1,5
0
Y’9 = Y’8- tg 25 = 67,26 (mm).
⇒ LÊy Y9= 67 mm.
1,5
0
Y’10 = Y’1 - tg15 = 63,8(mm).
⇒ Lấy Y2= 64 mm.

Y8

Do dao có cấp chính xác là cấp 7, nên ta chọn cấp chính xác của dỡng là cấp 6.
Dung sai kích thớc theo chiều sâu cđa dìng mỈt sau (theo TCVN 2244-91).
Y’1=Y’2 = 69,4h6 = 69,4-0,019 (mm).

Y’3=Y’4 =Y’7= 72,34h6 = 72,34-0,019 (mm).
Y’6 = Y’5 =75h6 = 75-0,019 (mm).
Y’8 = 70,48h6 = 70,48-0,019 (mm).
Y’9 = 67 ± 0,1 (mm) ;
Y’10 = 64 ± 0,1 (mm) ;
6.Yªu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dao và d ỡng .

6.1 Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dao :
+ Vật liệu :
- Phần cắt : Thép gió P18
- Phần thân dao : Thép 45
+ Độ cứng sau khi nhiệt luyện :
- Phần lỡi cắt từ 60 ữ 62 HRC
- Phần thân từ 40 ữ 45 HRC
+ Sau khi nhiệt luyện những dao có hiện tợng nứt rỗ hay cháy xém bề mặt cần
loại bỏ.
+ Độ nhám mặt sau của dao là 1,25 à m, độ nhám các mặt còn lại của dao là 2,5
à m.
+ Sai lệch độ phẳng của mặt trớc và mặt sau 0,012mm.
+ Mối hàn phải đồng nhất.
+Cấp chính xác chế tạo dao là cấp 7.
Y3=Y4=Y7

6.2 Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dỡng :
+ Vâtl liệu : Thép 65 Mn.
+ Độ cứng sau nhiệt luyện từ 50 ữ 55 HRC.
+ Kiểm tra và loại bỏ những dỡng có hiện tợng rạn nứt sau khi nhiệt luyện.
+ Độ nhám của các bề mặt làm việc của dỡng tiếp xúc với dao cho phép bằng
1,25 à m.
+ Khe hở giữa dìng vµ dao khi kiĨm tra ≤ 0,02 µ m.

+CÊp chính xác chế tạo dỡng là cấp 6.
7. bản vẽ chế tạo dao và d ỡng .

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

12

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Y6=Y5

Bản vẽ chế tạo dao

Bản vẽ chế tạo d ỡng

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

13

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Thiết kế dao truốt
1. Phân tích chi tiết

Chi tiết gia công là rÃnh then hoa với yêu cầu về kích thớc ,cấp chính
xác và số răng :
+0.087

Df = 34,4F9 = 34, 4+0.025 mm
D = 36H8 = 36+0,039mm
L = 39
Để cắt hết đợc lợng d, nâng cao độ chính xác và năng suất gia công thì ta
sử dụng phơng pháp gia công là truốt lỗ then hoa theo sơ đô truốt ăn dần.
2. đặc điểm của ph ơng pháp truốt

Đặc điểm chung:

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

14

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

- Phơng pháp truốt là phơng pháp gia công đạt độ chính xác cao, cho
năng suất cao. Bằng phơng pháp truốt có thể đạt đợc :

Độ bóng bề mặt Ra= 0,63 ữ 0,32 à m, độ chính xác cấp 2 ữ 3.
- Dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.
- Quá trình truốt không có chuyển động chạy dao.
- Các bề mặt có thể gia công : Bề mặt lỗ (lỗ trụ, lỗ vuông, rÃnh then),bề
mặt ngoài (bề mặt phẳng, mặt định hình).
Đặc điểm của sơ đồ truốt ăn dần:
- Prôfin của lớp cắt và prôfin của lỡi cắt không giống prôfin của bề mặt
gia công. Chỉ có những răng cuối cùng của dao mới có hình dạng của bề mặt
gia công.
- Chất lợng bề mặt khi truốt theo cách này không bằng sơ đồ truốt theo
lớp nhng với yêu cầu chi tiết nh trên phơng pháp chuốt ăn hoàn toàn đảm bảo
đợc độ nhẵn ,độ chính xác kích thớc.
Sơ đồ truốt ăn dần:

4
ỉ3

7
,08
+0 ,025
+0

,4

+0

36

9
.0 3

3. tính l ợng d gia công

Xác định lợng d A:

Dmax d min
36,039 34,4
2
2
A=
=
= 0,8195( mm ).

Tính lợng d gia công mà các răng cắt thô, cắt tinh phải cắt :
Xác định lợng nâng của răng (Sz):
+ Trị số lợng nâng của răng cắt thô phục thuộc vào dạng lỗ gia công và vật
liệu gia công.
Với vật liệu phôi là gang HB < 150 tra bảng III 3TKDCCKL ta chọn lợng
nâng của 1 răng cắt thô về 1 phía :
SZ = 0,05 ( mm ).
+ Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3 răng với lợng
nâng lần lợt là:
Sz1 = 0,7.Sz = 0,7.0,05 = 0,035 (mm).
Sz2 = 0,4.Sz = 0,5.0,05 = 0,02 (mm).
Khoa C«ng nghƯ Lớp CTM5

15

đinh văn hiển

Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Sz1 = 0,5.Sz = 0,3.0,05 = 0,025 (mm).
+ Sau răng cắt tinh là răng sửa đúng, số răng sửa đúng chọn là 6 răng với
lợng nâng bằng 0.
Lợng d răng c¾t tinh:
Atinh = Sz1 + Sz2 + Sz3 = 0,035 + 0,02 + 0,025 = 0,08 (mm).
Lợng d các răng cắt thô:
Athô = A - Atinh = 0,8195 - 0,08 = 0,7395 (mm).
4. Tính toán số răng dao truốt

+ Số răng cắt thô:

Atho
0,7395
Zthô = S ztho = 0,05 +1 =15,79(răng).

Lấy Zthô=16 răng.
+ Số răng cắt tinh: Ztinh = 3 (răng).
+ Số răng sửa đúng: Zsđ = 6 (răng).

Tổng số răng cắt của dao chuốt là :
Zd = Zthô + Ztinh + Zsd = 16+ 3 + 6 = 25(răng).
5. chọn kết cấu răng và rÃnh chứa phoi

5.1 Prôfin dọc trục :
Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây, nh vậy chọn

dang rÃnh thiết kế gồm 2 cung tròn nối tiếp để dễ cuốn phoi thành cuộn, tránh
kẹt phoi, quá tải.
Dạng rÃnh đợc đặc trng bởi các thông số :
+ Chiều sâu rÃnh cắt: h (mm)
+ Bớc răng: t (mm)
+ Chiều rộng lng cắt: b (mm)
+ Cạnh viền: f (mm)
+ Bán kính rÃnh: R, r (mm)
+ Gãc tríc: γ , gãc sau: α
t
f

b

r

h

?

a



- TiÕt diƯn r·nh chøa phoi:
Fr = F f . K
trong ®ã :
Ff - DiÖn tÝch tiÕt diÖn chøa phoi
Ff = L.SZ = 39.0,05 = 1,95 ( mm2 )
K - HƯ sè ®iỊn đầy

K = 2,5 ( tra bảng III 4, TKDCCKL víi Sz= 0,08mm).
⇒ Fr = 1,95.2,5 = 4,875 ( mm2 ).
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

16

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

- Bớc răng: t = (1,25 ữ 1,5) L
= (1,25 ữ 1,5) 39
= (7,288 ữ 9,36)(mm).
- Chiều sâu rÃnh cắt :
h ≥ 1,13.

K .Lc .S z

⇒ h ≥ 1,13. 2,5.3930,05
⇒ h ≥ 2,49 mm

Theo b¶ng III - 5, chän :
t = 8 (mm); h = 2,7 (mm); b = 3,5 (mm); r = 1,5 (mm).
- Xác định cạnh viền f
+ ở răng cắt thô: f = 0,02 (mm),
+ ở răng cắt tinh: f = 0,01 (mm),
+ ở răng sửa đúng: f = 0,9 (mm),

5.2 Prôfin mặt đầu :
Vi rng ct tinh có thể chọn rãnh chứ phoi giống răng cắt thụ
5.3 Số răng đồng thời tham gia cắt
L
+1
Ta có : Z0max = t
( víi L = 39 mm, t = 8 mm ).
39
+1
Z0 max = 8
6 ( răng )
thoả mÃn điều kiện 3 Z0maxx 6.

5.4 Thông số hình học của dao chuốt
- Góc trớc:
Do vật liệu gia công là Gang HB < 150, tra bảng III – 6 TKDCCKL ta
γ = 8o ÷ 100, ta chọn = 10o
có ,
- Góc sau :
+/ Răng cắt thô : = 30
+/ Răng cắt tinh: = 20
+/ Răng cắt tinh: = 10
6. Chọn kết cấu phần định h ớng phía tr ớc và phía sau.

Phần định hớng phía trớc:
+ Nhiệm vụ đẫn hớng cho những răng đầu tiên vào cắt đợc thuận lợi.
+ Công dụng của phần dẫn hớng phía trớc :
- Đảm bảo lợng d gia công đều nhau .
- Đảm bảo đúng đờng tâm thiết kế .
+ Đờng kính phần dẫn hớng phía trớc của dao D4 lấy bằng đờng kính lỗ

phôi ban đầu nhng dung sai nhỏ hơn để tạo mối ghép ®ñ nhá
- D4 = 34,4mm
- L4 = 35 mm
- Sai lệch của kiểu lắp ráp là f7:
es = 0,025mm

ei = 0,50mm

Dung sai kích thớc dao phần dẫn hớng phiá tríc lµ φ 34,4 f 7 ( φ 34,4 −0,050 ) mm.
0, 025

Phần định hớng phía sau:
+ Nhiệm vụ đẫn hớng cho những răng sửa đúng cuối ra khỏi chi tiết.
+ Công dụng của phần dẫn hớng phía sau: Bảo vệ bề mặt chi tiết đà gia
công .
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

17

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

truốt

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

+ Đờng kính phần dẫn hớng phía sau của dao D6 lấy bằng đờng kính lỗ đÃ
- D6 = 36 mm

- L6 = (0,5 ÷ 0,7).D6 =(18 ÷ 25,2) mm.LÊy L6= 22mm.
- Sai lệch của kiểu lắp ráp là g6.
es = −0,021mm

ei = −0,041mm

⇒ Dung sai kÝch thíc dao phÇn dẫn hớng phiá trớc là 36 f 7 ( φ 36 −0,041 ) mm.
−0 , 021

7. KÝch th íc đ ờng kính các răng.

+ Đối với răng đầu tiên không tham gia cắt
D1 = dmin = 34,4(mm)
+ Đờng kính của răng cắt thô thứ n là:
Dn = D1 + 2.( n 1 ).SZ trong đó (n=2 ữ 62)
D2 = 34,4 + 2.(2-1).0,05 = 34,5 mm
D3 = 34,4 + 2.(3-1).0,05 = 34,6 mm
……………………………………
D15= 34,4+2.(15-1).0,05 =35,8 mm
D15= 34,4+2.(16-1).0,05 = 35,9 mm
+ Đờng kính răng sửa đúng :

Dsd = Dmax - δ lay max = 36,039 – 0,01 = 36,044( mm )
+ Răng cắt tinh:
Dtinh3 = Dsđ = 36,044 ( mm )
Dtinh2 = Dtinh3 – 2.SZtinh3 = 36,044 - 2.0,025 = 35,994( mm )
Dtinh1 = Dtinh2 - 2.SZtinh2 = 35,994 – 2.0,02 = 35,954 ( mm )
Đờng kính của răng cắt thô cuối cùng là:
D16= Dtinh1-2. SZtinh1 = 35,954 - 2.0,035 = 35,884(mm)
Bảng thứ tự các răng và đờng kính tơng ứng :

TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

Đờng kính
34,4
34,5
34,6
34,7
34,8
34,9
35
35,1
35,2
35,3
35,4
35,5
18

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

35,6
35,7
35,8
35,884
35,954
35,994
36,044
36,044

36,044
36,044
36,044
36,044
36,044

L1

L2

L3

L5

L4

D7

D6

D4

D2

D1

D'1

D1

8.Xác định chiều dài dao truốt

L6

L7

Ta có: Ld = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7
Khoảng cách từ đầu dao đến răng cắt thứ nhất của dao .
Thành máy

Bạc tỳ

Mâm cặp

L = L1 + L h
L4

Chi tiÕt

Lh Lm

L1

Lb

L4

+ Lm + Lb +

L

L1 – ChiÒu dài phần kẹp dùng lắp vào mâm cặp của máy truốt .
Theo phụ lục bảng III-24 ta có :

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

19

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ c¾t
L1

a

a1

e
f

45°

30°

D1

D'1

D1

d

a = 20 (mm) ; a1 = 32 (mm) ; f = 8 (mm) ; e = 12 (mm) ;
b = 1,5 (mm); D1= 36 (mm); D1’ = 28 ( mm ) .
⇒ L1 = 90 (mm)
Lh – Khe hë giữa mặt đầu mâm cặp và thành máy ; lấy Lh = 10 (mm).
Lm Chiều dày thành máy truốt .
Lb Chiều dày thành ngoài của bạc tỳ.
L4 Chiều dài phần định hớng phía trớc , lấy L4 = 35 (mm) .
Trong thiÕt kÕ thêng lÊy L1 + Lh + Lm + Lb = 160 ÷ 200 (mm) .LÊy =180(mm).
VËy ta cã L = 180 + 35 = 215 (mm).
ChiỊu dµi cỉ dao L2 .
Ta cã L2 = L - ( L1 + L3 +L4 )
L3 - ChiÒu dài phần côn chuyển tiếp , lấy khoảng 5 ữ 20 (mm).
LÊy L3 = 20 (mm).
VËy ta cã L2 = 215 – (90 + 20 + 35 ) = 70 (mm) .
Chiều dài phần răng cắt và sửa đúng:
Lc = t. Zc = 8. 19 = 152 (mm) .
Ls® = ts®. Zs®
chän tsd = 7 ( mm ); Zs® = 6 (răng) .

Lsđ = 7. 6 = 42 (mm) .
L5 = Lc + Ls® = 152 + 42= 194 mm.
Chiều dài phần định hớng sau L6
L6 = 0,5.D6=0,5.35 = 17,5 mm.
Chiều dài cổ đỡ L7 .
Theo phụ lục bảng III - 24 ta cã :

L7 = ( 0,5 ÷ 0,7 ) . D7 = 0,5 . 35 = 17,5(mm) ;
=> L7 = 17,5 (mm) .
ChiỊu dµi tỉng cđa dao truèt.
Ld = L + L5 + L6 + L7 = 215 + 194 + 18 + 17,5
=> Ld = 444,5 (mm).
9. TÝnh lùc chuèt lín nhÊt P max

Ta cã , Pmax = CP . SZX . b . Zmax . Kγ . Kn . Km .n (N)
Trong ®ã :
CP : Hằng số phụ thuộc vật liệu gia công , hình dáng dao truốt .
SZ : Lợng nâng của răng ; SZ = 0,05 (mm).
b : chiỊu réng lìi c¾t ; b = 3,5 (mm) .
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

20

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Zmax : Số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất ; Zmax = 6 (răng ).
K , Kn , Km - Các hệ số kể đến ảnh hởng của góc trớc , dung dịch trơn
nguội , mức độ cùn cđa dao .
Theo b¶ng III-9 ta cã CP = 3000 và x = 0,73.
Theo bảng III-10 với vật liệu gia công là thép ta có :
K = 0,93 ; Kn = 1 ; Km = 1,15.
Thay sè ta cã

Pmax = 3000. 0,05. 3,5 . 6. 0,93. 1. 1,15.10 = 73203,0 (N).
VËy lùc trt lín nhÊt lµ Pmax = 73203,0 (N) .
10. KiĨm tra søc bỊn cđa dao trt .

TÝnh øng suất ở tiết diện rÃnh răng thứ nhất hoặc ở phÇn kĐp:
Pmax
= F0 ≤ [σ x ]

σX
Víi F0 : TiÕt diện nguy hiểm ở rÃnh răng thứ nhất hoặc ở phÇn kĐp.
Ta cã :
32
F0 = π. r2 = 3,14.( 2 )2 = 803,84 (mm2 ).( TiÕt diƯn ë cỉ dao)
73203,0
= 803,84 = 91 (N/mm2).

⇒ σX
Tra b¶ng III_12 HDTKDCC =>
Víi vËt liƯu lµm dao lµ gang ta cã
[σx ] = 300 ( N/mm2 ) > X đảm bảo bền.
11.Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chế tạo dao truốt

+ Vật liệu :

- Phần cắt : Thép gió P18
- Phần thân dao : ThÐp 40X
+ §é cøng sau khi nhiƯt lun :
- Phần cắt và phần định hớng phía sau từ 60 ữ 62 HRC
- Phần định hớng phía trớc từ 60 ữ 62 HRC
- Phần đầu dao từ 40 ữ 47 HRC

+ Độ đảo hớng kính của đờng kính ngoài răng sửa đúng và hai răng cắt kề với
chúng phải nằm trong giới hạn dung sai của đờng kính tơng ứng.
+ Độ đảo phần còn lại của dao trên 100mm chiều dài là nhỏ hơn 0,005mm.
+ Sai lệch giới hạn của cạnh viền răng sửa đúng 0,2 mm, chiều rộng cạnh viền
răng cắt không đợc lớn hơn 0,05 mm.
+ Sai lệch các góc vát còn lại : 30.
+Sau khi nhiệt luyện nếu có hiện tợng rạn nứt bề mặt thì phải loại bỏ.
+ Ghi nhÃn hiệu cho dao.

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

21

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Bản vẽ chế tạo

Thiết kế Dao phay đĩa Môđun
1.Xác định các thông số hình học của bánh răng.

Trong bộ dao phay ®Üa module 8 con, dao mang sè hiƯu N 07 có thể gia công
đợc bánh răng có số răng Z = 55 ..134 răng. Profile dao đợc tính toán theo số
răng bé nhất (Z =55 răng) bởi vì với con dao đó thì độ cong đờng thân khai sẽ
lớn vì vậy với các bánh răng có số răng Z > 55 đợc gia công bằng dao có Z = 55
sẽ có profin doÃng hơn sẽ tạo điều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn.

Theo bài ra , ta cần thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng với
các thông số nh sau:
Module:
m = 3,25 mm
Khoa Công nghệ Lớp CTM5

22

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

Số răng:

Z = 55

Góc ăn khớp:

= 200

Bớc răng:

tp = .m = 3,14.3,25 = 10,205 mm

Bán kính chân răng:

3,14

S = m.π/2 = 3,25 . 2 = 5,103 mm
3,25.55
m.Z
2
Rc = rl = 2 =
= 89,4 mm
m(Z + 2) 3,25.(55 + 2)
2
2
Re =
=
= 92,625mm
m(Z - 2,5) 3,25.(55 - 2,5)
2
2
Ri =
=
= 85,312mm

B¸n kÝnh vòng tròn cơ sở:

3,25.55
m.Z
2 cos200 = 83,98 mm
R0 = 2 cos =

Chiều dầy răng:
Bán kính vòng tròn chia:
Bán kính đỉnh răng:

2. Tính toán profin thân khai của l ỡi cắt

Sơ đồ tính :

Khoa Công nghệ Lớp CTM5

23

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

y
sc

x

c
Mc

M(x,y)

B

Re

Rx

x

Rc

y

O1
g

Ri
Ro

c

x

x

O

Trong đó: Re : Bán kính đỉnh răng
RM: Bán kính tại điểm M(x,y)
Rc : Bán kính vòng tròn chia
R0 : Bán kính vòng tròn cơ sở
Ri : Bán kính chân răng
Profile bao gồm hai đoạn :
Đoạn làm việc : Là đoạn thân khai CB
Đoạn không làm việc : Là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1
Tính toán profile đoạn làm việc

Nguyên lý tạo hình đờng thân khai
Nguyên lý : Cho một đờng thẳng lăn không trợt trên một đờng tròn, thì quỹ đạo
của điểm M thuộc đờng thẳng đó sẽ vẽ ra đờng cong thân khai. Vậy để tạo hình
lỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phơng trình đờng thân khai
trong khoảng bán kính Ri RM Re .
Việc xác định profile lỡi cắt chính là việc xác định toạ độ của tập hợp tất cả các
điểm M trong hệ toạ độ đề các Oxy.
r0 : Bán kính vòng cơ sở
rM : Bán kính véc tơ ứng với điểm M
M : Góc thân khai
M : Góc áp lực của đờng thân khai
Xác định toạ độ của điểm M
Theo sơ đồ tính toán trªn ta cã:
xM = rM.sinδM = rMsin(δ0 + θM)
yM = rM.cosδM = rMcos(δ0 + θM)
Ta cã
θM = tgαM - αM = invαM
δ0 = δc - invα0 = π/2z - invα0 = π/2z - tgα0 + α0
= 1800/(2.55) – ( tg200).1800/3,14 - 200 = 0046’18”
Tacã: CosαM = r0/rM

Khoa C«ng nghƯ – Lớp CTM5

24

đinh văn hiển


Trờng Đại học Hải Phòng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt

M

A

rM


r

0


B

Vậy ta cho RM biến thiên từ Ri đến Ra thì sẽ vẽ đợc profin của răng
Ta chia khoảng từ Ri đến Re ra làm 10 khoảng bằng nhau:
Ta có ∆R = (Re – Ri )/10 = (92,625 – 85,312)/12 = 0,609mm
Tính toán cho từng điểm :
Điểm 0:
R0 =Ri = 85,312 mm
α 0’ = arccos(R0/R0’) = arccos(83,98/85,312) = 1008’16”
θ 0’ = tg α 0’- α 0’ = (tg1008’16”).1800/3,14 - 1008’16”= 006’44”
x0’ = R0’.sin(δ0 + θ 0’) = 85,312.sin(0046’18”+ 006’44”) =1,316mm
y0’= R0’.cos(δ0 + θ 0’) = 85,312.cos(0046’18”+ 006’44”) = 85,300 mm
§iĨm 1:
R1= 85,921 mm
α 1 = arccos(83,98/85,921) = 12012’6”
θ 1 = (tg12012’6”).1800/3,14 - 12012’6”= 0011’38”

x1 = 85,921.sin(0046’18”+ 0011’38”) =1,448 mm
y1= 85,921.cos(0046’18”+ 0011’38”) =85,908 mm
§iĨm 2:
R2= 86,53 mm
α 2 = arccos(83,98/86,53) = 13056’39”
θ 2 = (tg13056’39”).1800/3,14 - 13056’39”= 0017’21”
x2 = 86,53.sin(0046’18”+ 0017’21”) =1,602 mm
y2= 86,53.cos(0046’18”+ 0017’21”) =86,515 mm
§iĨm 3:
R3= 87,139 mm
α 3 = arccos(83,98/87,139) = 15028’29”
θ 3 = (tg15028’29”).1800/3,14 - 15028’29”= 0023’44”
x3 = 87,139.sin(0046’18”+ 0023’44”) =1,775mm
y3= 87,139.cos(0046’18”+ 0023’44”) = 87,120 mm
§iĨm 4:
R4= 87,748 mm
α 4 = arccos(83,98/87,748) = 16051’5”
θ 4 = (tg16051’5”).1800/3,14 - 16051’5”= 0030’43”
x4 = 87,748.sin(0046’18”+ 0030’43”) = 1,965mm
Khoa C«ng nghƯ Lớp CTM5

25

đinh văn hiển