đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt kim loại

Trờng đại học công nghiệp hà nội
KHOA cơ khí
Bộ MÔN GCVL & DCCN
------o0o-------

Bài tập lớn môn học
Thiết kế dụng cụ cắt kim loại

Giáo viên hớng dẫn : Phùng Xuân Sơn.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Huy
Lớp
: LT CĐ-ĐH CK6- K3

Thái nguyên 06-2010


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Thiết kế dụng cụ cắt

Lời nói đầu
Trong thời đại hiện nay nghành cơ khí có vai trò to lớn trong sự nghiệp công nghiệp hoá
và hiện đại hoá đất nớc.
Trong cơ khí gia công, thì gia công bằng cắt gọt chiếm tỷ trọng lớn khi chế tạo các chi
tiết máy nói riêng và các máy móc thiết bị nói chung. Những hiểu biết về gia công bằng
cắt gọt là cơ sở để nâng cao năng suất, chất lợng và hiệu quả kinh tế trong chế tạo cơ
khí.
Trong quá trình đào tạo của trờng, học sinh, sinh viên đợc học chuyên môn về gia công
bằng cắt gọt, và đợc nhận đồ án môn học. Thông qua việc làm đồ án& bài tập lớn môn

học, học sinh, sinh viên nâng cao đợc trình độ hiểu biết của mình biết trình tự thiết kế
dao, phơng pháp và quá trình cắt gọt tạo điều kiện để nâng cao năng suất cắt và chất lợng của quá trình gia công vì chất lợng của bề mặt gia công sau cắt gọt là yếu tố quan
trọng quyết định hiệu quả cuối cùng của quá trình gia công.
Qua thời gian học tập nghiên cứu dới sự hớng dẫn tận tình của các thầy cô trong bộ
môn Dụng cụ cắt và vật liệu kỹ thuật, đặc biệt là thầy giáo
Phùng Xuân Sơn, nay
em đã hoàn thành. Tuy nhiên do kiến thức và kinh nghiệm còn thiếu nên trong tính toán
thiết kế không tránh khỏi những sai sót, rất kính mong nhận đợc sự giúp đỡ chỉ bảo tận
tình hơn nữa của các thầy (Cô) .
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thiết kế
Nguyễn Quốc Huy
Lớp LT CĐ-ĐH CK6 K3

Phần I
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 2


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Dao tiện định hình

Thiết kế dụng cụ cắt

Yêu cầu:

Cho chi tiết có hình dạng nh hình vẽ,hãy:
1-Thiết kế dụng cụ cắt.
2- Thiết kể dỡng kiểm tra và phơng pháp kiểm tra.
3- Phơng pháp mài dao.
4- Vẽ bản vẽ chi tiết.
Vật liệu gia công : thép 45 có b = 750 N / mm2
I- Phân tích chi tiết gia công :
Chi tiết gia công làm từ thép 45, b = 750 N/ mm2, bao gồm nhiều loại bề mặt tròn
xoay, mặt trụ, mặt côn. Đây là một chi tiết tơng đối điển hình. Kết cấu chi tiết cân đối.
Độ chênh lệch đờng kính không quá lớn . Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin
quá nhỏ hoặc bằng 0.
II. Thiết kế dụng cụ cắt :

Dao tiện dịnh hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản xuất hàng loạt
lớn, hàng khối. Chúng đảm bảo độ đồng nhất về bề mặt, hình dáng và độ chính xác kích
thớc của loạt chi tiết gia công, năng suất cao số lần mài lại lớn. Dao tiện định hình thờng
có biên dạng phức tạp, làm việc trong điều kiện cắt nặng nề, lực cắt lớn, áp lực trên lỡi
cắt lớn, nhiệt cắt tại vùng cắt lớn.
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 3




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

Với chi tiết này, có thể dùng dao lăng trụ hay tròn đều đợc cả . Song dao tiện định hình
lăng trụ cho sai số gia công nhỏ, đảm bảo độ cứng vững tốt khi kẹp chặt nên ta chọn dao
tiện định hình lăng trụ để gia công chi tiết này.
1/Chọn kiểu dao và kích thớc kết cấu dao.
Để đảm bảo chi tiết gia công đạt độ chính xác ta chọn kiểu dao tiện định hình lăng trụ,
gá thẳng có điểm cơ sở ngang tâm.
Chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết gia công: tmax
Ta có:

tmax =

d max - d min
(mm)
2

dmax, dmin : Đờng kính lớn nhất và nhỏ nhất của những điểm trên bề mặt định hình
của chi tiết gia công (mm).
Từ hình vẽ của chi tiết gia công ta có thể xác định đợc dmax, dmin.
Ta có : dmax = 25 (mm)
và : dmin = 14(mm)
=> tmax =

d max - d min
25 - 14
=
= 5.5 (mm)
2
2

Để đảm bảo độ bền của dao ta chọn kết cấu dao ứng với tmax=11

Tra bảng 2.1[1], ta đợc các kết cấu của dao nh sau:
B = 25
E = 10
F = 20
H = 90
A = 30
r=1
(Các kích thớc tính bằng đơn vị mm).

d = 10
M = 45.77

2/ Chọn vật liệu dao tiện định hình

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 4


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Thiết kế dụng cụ cắt

Dao tiện dịnh hình có biên dạng phức tạp làm việc trong điều kiện nặng nề, lực cắt
lớn, áp lực trên lỡi cắt lớn, nhiệt cắt lớn. Vì vậy phải chọn vật liệu làm dao có độ cứng
cao, độ bền nhiệt lớn, độ bền cơ học và khả năng chống mòn tốt.

Theo đề tài với vật liệu gia công là Thép 45 có b = 750 N/ mm2 là loại thép cứng vừa
nên để nâng cao năng suất cắt ta chọn vật liệu phần cắt là hợp kim cứng T15K6, vật liệu
thân dao là thép 40X.
Kích thớc mảnh dao đợc chọn theo quy định sau:
- Chiều cao mảnh dao H1: H1= (1/4 ữ2/3)H
- Chiều rộng mảnh dao B1: B1= (1,5 ữ1,7) tmax
Trong đó:
- H : Chiều cao của dao tiện định hình, H =90 mm.
- tmax: Chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết gia công, tmax=11mm.
Chọn:

H1=2/3 . 90 = 60mm

B1=1,5 .11 = 16,5mm.
3/ Chọn thông số hình học của dao.
* Chọn góc trớc :
Góc trớc của dao tiện định hình phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.
Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trớc của dao = 20( theo bảng 2-4 [1]) .
* Chọn góc sau .
Trị số góc sau phụ thuộc vào loại dao tiện định hình.
Với dao định hình lăng trụ, góc sau đợc chọn trong giới hạn =10 ữ 15.
Trong trờng hợp này ta chọn = 12 .

4. Tính chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao.
*Chọn điểm cơ sở: Điểm cơ sở đợc chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết, xa chuẩn
kẹp của dao nhất và thờng ứng với điểm biên dạng của chi tiết có đờng kính nhỏ nhất.
Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.
Ta có sơ đồ tính chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao, kết quả tính đợc thống kê
trong bảng 1-1.
Hoàng Thị Đàm

Lớp CK5- K4

Page 5




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

Trị số chiều cao hình dáng các điểm mang dấu cộng ứng với các điểm biên dạng dao
thấp hơn tâm chi tiết, mang dấu trừ với các điểm biên dạng cao hơn tâm chi tiết.
Hve
5. Xác định kích thớc chiều trục các điểm biên dạng dao.
Dao đợc thiết kế trong điều kiện gá thẳng nên trị số kích thớc chiều trục các điểm biên
dạng dao đúng bằng kích thớc chiều trục các điểm biên dạng tơng ứng của chi tiết gia
công. Cụ thể ta có các kích thớc chiều trục sau:
l1 = 0mm

l4 =19mm

l7 =12,5mm

l2 = 12mm

l5 =5mm

l8 = 16mm

l3 = 15mm

l6 = 10mm

l9 = 20mm.

r1 = r2 =7mm
r3 = r4 =8mm
sin =sin200 =0.34202
cos =cos200 =0.93969

r5 = r6 =10mm
r7 = r8 =7.5mm

r9 =12.5mm

ri =r1 +

li (r2 r1 )
l2

cos =cos120 =0.97815
cos ( + ) =cos(120 +200)=0.84805
sin i =

Ai = ri sin
Bi = ri cos

Ai
ri

Ci = ricos i

sin =sin200 =0.34202
cos =cos200 =0.93969

r1=7

Công thức tính
li
ri

li (r2 r1 )
l2

Ai = ri sin
Bi = ri cos
A
sin i = i
ri

ri =r1+

2
12
7
7

3
15
8

i = Ci Bi

ai= i cos ( + )
ti= (ri - r1) cos
ti = ti + ai

cos =cos120 =0.97815
cos ( + ) =cos(120 +200)=0.84805
4
19
8

Điểm biên dạng dao
5
6
7
5
10
12.5
10
10
7.5

8
16
7.5

9
20
12.5

i

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 6


Trêng: §HCN Hµ Néi



ThiÕt kÕ dông cô c¾t

cosψ i
Ci = ricosψ i
τ i = Ci − Bi
ai= τ i cos (α + γ )
ti’= (ri’ -r1)cos α

t i = t i ’ + ai
Lµm trßn ti

V . TÝnh to¸n dao tiÖn ®Þnh h×nh h×nh trßn g¸ th¼ng :
•

S¬ ®å tÝnh to¸n

Hoµng ThÞ §µm
Líp CK5- K4

Page 7




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

Chọn điểm cơ sở
Điểm cơ sở đợc chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết, xa chuẩn kẹp của dao
nhất và thờng ứng với điểm biên dạng của chi tiết có đờng kính nhỏ nhất. Vậy ta
chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.
Xác định chiều cao gá dao h
h = R.sin = 20.sin 11 = 3.816( mm)

Trong đó:
R: bán kính dao ở điểm cơ sở,

R=

D 40
=
= 20(mm)

2
2

: góc sau của dao tại điểm cơ sở, = 110
Thiết kế profin dao
Profin dao đợc xác định trong hai tiết diện là: tiết diện trùng mặt trớc và tiết diện
chiều trục.
Tiết diện trùng mặt trớc
Với tiết này ta cần xác định hai giá trị:
lK : toạ độ dài chi tiết tại điểm K
K : chiều cao profin dao tại điểm K theo mặt trớc

K = CK B
B = r1 .cos( 1 )
CK = rK .cos( K )
A
K = arcsin( )
rK
A = r1 .sin( 1 )
Trong đó :
r1 : bán kính chi tiết ở điểm cơ sở, r1 = 6mm
rK : bán kính chi tiết ở điểm tính toán K.
1: góc trớc ở điểm cơ sở, 1 = = 220
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 8

Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

K : góc trớc ở điểm tính toán K.

Tiết diện chiều trục
Với tiết này ta cũng cần xác định hai giá trị:
lK : toạ độ dài dao tại điểm K
RK : bán kính dao tại điểm K
RK =

Q
sin( K + K )

Q = R.sin(1 + 1 )

K + K = arctan(

Q
K *P

)

K * P = 1P 1K * = 1P K
1P = R.cos(1 + 1 )
Trong đó :
R : bán kính dao tại điểm cơ sở, R = 25 mm
Q : bán kính đờng tròn tiếp xúc với mặt trớc dao

1 : góc sau ở điểm cơ sở, 1= =110
1: góc trớc ở điểm cơ sở, 1 = = 220
K : góc sau ở điểm tính toán K.
K : góc trớc ở điểm tính toán K.
Tính toán các điểm
Khi K trùng điểm 2 :
Xét tiết diện trùng mặt trớc:
lK= l2 = 12 ( mm)
Với C2= r2.cos( 2) = 5.5631 mm.
B= r1.cos( 1) =5.5631 mm.

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 9




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

K =2 =c2-B=5.5631-5.6631=0.
A=r1.sin(1) = 6.sin 220 =2.2476 (mm).
K = 2 = arcsin(A/ r2) =16.3172
Xét tiết diện chiều trục:
lK= l2 = 12 ( mm).
Q=R.( sin(1 + 1)=13.6160 (mm)
RK = R2 = Q/( sin(2 + 2) =25.000 mm.

K + K = 2+ 2 =arctan( Q/ K*.P) =33.000
1P = R.cos(1 + 1) =20.9668(mm).
K =2 =c2-B=5.5631-5.6631=0.
K*.P= 2*.P =1P -2 =20.9668 (mm).
Cũng với cách tính nh vậy, ta xác định đợc những điểm còn lại.
Sau đây là bảng kết quả tính toán tại các điểm.
Trên tiết diện trùng mặt trớc:
Điểm
1
2
3
4
5

lK
( mm )
0
-12
-16
-18
-20

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

rK
( mm )
6
6
11

11
9

A
( mm )
2,2476
2,2476
2,2476
2,2476
2,2476

CK
( mm )
5,5631
5,5631
10.7679
10.7679
8,71482

B
( mm )
5,5631
5,5631
5,5631
5,5631
5,5631

K

K

22.0000
22.0000
11.7903
11.7903
14,4620

( mm )
0.0000
0.0000
5.2048
5.2048
3,1517
Page 10


Trêng: §HCN Hµ Néi
6
7
8
9
10

5
10
12
16
20

10

10
7.5
7.5
12.5



2,2476
2,2476
2,2476
2,2476
2,2476

9.74413
9.74413
7,1553
7,1553
12.2963

5,5631
5,5631
5,5631
5,5631
5,5631

ThiÕt kÕ dông cô c¾t
12.9890
12.9890
17.4387
17.4387

10.3588

4.1810
4.1810
1.5922
1.5922
6.7332

αK+γK°

RK
( mm )
25.0000
25.0000
20.8287
20.8287
22.4225
21.6138
21.6138
23.6806
23.6806
19.6975

Trªn tiÕt diÖn chiÒu trôc:
§iÓm
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10

lK
( mm )
0
-12
-16
-18
-20
5
10
12
16
20

rK
( mm )
6
6
11
11
9
10
10
7.5
7.5

12.5

1P
( mm )
20.9668
20.9668
20.9668
20.9668
20.9668
20.9668
20.9668
20.9668
20.9668
20.9668

K*P
( mm )
20.9668
20.9668
15.7619
15.7619
17.8150
16.7857
16.7857
19.3746
19.3746
14.2336

Q
( mm )

13.6160
13.6160
13.6160
13.6160
13.6160
13.6160
13.6160
13.6160
13.6160
13.6160

33.0000
33.0000
40.8221
40.8221
37.3906
39.0477
39.0477
35.0986
35.0986
43.7295

5. ChiÒu réng cña dao tiÖn ®Þnh h×nh.

ChiÒu réng cña dao tiÖn ®Þnh h×nh ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau.
Lp=Lg+a+c+b+b1
Trong ®ã :
Hoµng ThÞ §µm
Líp CK5- K4

Page 11


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Thiết kế dụng cụ cắt

Lq: chiều dài đoạn lỡi cắt chính (lấy bằng chiều dài chi tiết định hình khi gá dao
thẳng) Lg= 28 (mm).
c: chiều dài đoạn lỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết lấy lớn hơn phần vát mép 1 ữ
1.5 mm nên lấy c=3 (mm).
a: chiều dài đoạn lỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lỡi cắt ta lấy
a=2 ữ 5(mm). lấy
a=2 (mm)
b: chiều dài đoạn lỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt, b=10( mm)
b1: đoạn vợt quá ta lấy bằng 0.5 ữ 1 (mm) nên lấy b1=1 (mm)
Vậy Lp=28+2+3+10+1=44 (mm)

6. Xác định dung sai các kích thớc biên dạng dao.
Độ chính xác hình dáng kích thớc của chi tiết gia công phụ thuộc vào độ chính
xác hình dáng kích thớc biên dạng của dao chặt chẽ. Trong quá trình gia công chi tiết
định hình có thể coi dao nh là chi tiết trục (bị bao).Vì vậy nên bố trí trờng dung sai kích
thớc biên dạng dao sẽ tạo ra sai số nghĩa là sai lệch trên bằng không, sai lệch dới âm. Bố
trí nh vậy sai số biên dạng dao sẽ tạo ra sai số có thể sửa đợc trên biên dạng chi tiết.
Vì đầu bài không cho rõ cấp chính xác yêu cầu cần đạt đợc nên ta phải xác định
dung sai kích thớc biên dạng dao theo trị số thực nghiệm.
Trong lĩnh vực thiết kế và chế tạo dao tiện định hình, cho phép sử dụng các trị số sai
lệch biên dạng sau:

- Sai lệch chiều cao hình dáng dao: - 0.02 mm.
- Sai lệch các kích thớc thẳng còn lại( kích thớc chiều trục, bán kính, cung tròn thay
thế.) là - 0.05 mm.
- Sai lệch các kích thớc góc: -10 phút
7. Thiết kế dỡng đo kiểm.
Dỡng đo dùng để kiểm tra độ chính xác hình dáng kích thớc dao định hình. Dỡng
kiểm dùng để kiểm tra độ chính xác về hình dáng, kích thớc của dỡng đo.
a. Dỡng đo.
Kích thớc danh nghĩa của dỡng đo đợc quy định theo luật kích thớc bao và bị bao.
Biên dạng của dỡng đo đợc xem nh là bao với biên dạng lỡi cắt của dao, do đó
kích thớc danh nghĩa của dỡng đợc lấy bằng trị số lớn nhất kích thớc danh nghĩa của
dao. Vì trờng dung sai của kích thớc biên dạng dao đều phân bố về phía âm, nên kích thớc danh nghĩa của dỡng đo bằng kích thớc danh nghĩa của dao, trờng dung sai các kích
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 12


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Thiết kế dụng cụ cắt

thớc biên dạng của dỡng đo dợc phân bố về phía dơng. Trị số dung sai chế tạo các kích
thớc biên dạng của dỡng đo đợc tra theo bảng 2-9(TKĐAMH NL&DCC). Theo đó các
kích thớc chiều cao hình dáng, kích thớc chiều trục có dung sai +0.006mm.

b. Dỡng kiểm.
kích thớc danh nghĩa của dỡng kiểm lấy bằng kích thớc danh nghĩa của dỡng đo,

trờng dung sai các kích thớc biên dạng đợc phân bố về 2 phía. Trị số dung sai chế tạo
các kích thớc biên dạng của dỡng kiểm đợc tra theo bảng 2-9(TKĐAMH NL&DCC).
Theo đó, các kích thớc chiều cao hình dáng, kích thớc chiều trục có sai lệch 0.002mm.
c. Vật liệu và yêu cầu kĩ thuật của dỡng đo và dỡng kiểm.
Dỡng thờng đợc chế tạo từ loại thép có độ bền cơ học cao, độ chịu mòn cao, nên
chọn vật liệu chế tạo dỡng là thép X
Độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt đợc: HRC58 ữ 65.
Độ nhẵn các bề mặt làm việc đạt cấp chính xác 9 (Ra= 0.32 à m).
Độ nhắn các bề mặt còn lại đạt cấp chính xác 7 (Ra= 1.25 à m).
Chiều dày của dỡng: 2 ữ 4mm.
Chiều dài và chiều rộng của dỡng phụ thuộc vào chiều dài lỡi cắt và để xác định
sao cho dễ sử dụng khi kiểm tra biên dạng dao nên thiết kế
chiều dài =44 mm và chiều cao = 30mm.

Hình vẽ:Dỡng đo và dỡng kiểm

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 13


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Thiết kế dụng cụ cắt

10.Phơng pháp mài dao.
Phơng pháp mài dao: do dao tiện định hình hình tròn có kết tơng đối đơn giản nên ta

chọn mài theo mặt trớc của dao.
Khi dao mòn, ta chỉ cần mài dao ở mặt trớc do vậy vẫn không ảnh hởng tới biên dạng
của dao.
Phơng pháp mài dao này có thể làm tăng tuổi thọ của dao( mài dao đợc nhiều lần) đồng
thời vẫn đảm bảo đợc biên dạng chính xác nh ban đầu.
Tuy nhiên,trong những trờng hợp cần thiết ta vẫn phải mài dao theo mặt sau của dao để
đảm bảo độ chính xác và độ bóng bề mặt dao.

VII. Điều kiện kỹ thuật của dao
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 14


Trờng: ĐHCN Hà Nội



1. Vật liệu phần cắt : Hợp kim cứng T15K6
Vật liệu thân dao thép 40X.
2. Độ cứng sau khi nhiệt luyện
- Phần cắt HRC 62 - 65
- Phần cắt thân dao HRC 30 - 40
3. Độ nhám :
- Mặt trớc Ra = 0,32
- Mặt sau Ra = 0,63
- Lỗ định vị Ra = 0,63
- Các kích thớc không mài Rz = 20
4. Sai lệch góc khi mài không quá 15 30

Thiết kế dụng cụ cắt

VIII. Hình vẽ dao tiện đình hình hình tròn tiện ngoài gá thẳng

Hỡnh nh ch mang tớnh cht minh ha cho kt cu ca dao tin nh hỡnh hỡnh trũn.

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 15




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

Phần II

Dao truốt
Thiết kế dao truốt lỗ trụ
*Thiết kế dao chuốt với các số liệu sau:
Các thông số khi thiết kế:
- Đờng kích lỗ sau khi khoan Do=20(mm)
- Đờng kích lỗ sau khi truốt D = 20H8(mm)
- Chiều dài lỗ gia công L=30(mm)
- VL gia công: Thép 20X.
Yêu cầu:

- Thiết kế dao.
- Thiết kế dỡng kiểm tra và phơng pháp kiểm tra.
- Phơng pháp mài dao
- Kết qủa gồm: các bản vẽ + thuyết minh.
1. phân tích chi tiết
Vật liệu gia công thép 20X là loại thép cứng vừa có HB: 170, b= 800N/mm2.
Đờng kính lỗ trớc gia công 19 mm
Đờng kính lỗ sau gia công đạt 20H8.
Sai lệch giới hạn của lỗ là: 20 0+0.033.
Chiều dài lỗ gia công là L = 30 mm.
2. Sơ đồ truốt
- Vì chi tiết cần truốt có dạng lỗ trục tròn cho nên ta chọn sơ đồ truốt ăn dần , dao
truốt kéo.
- Để quá trình thoát phoi dễ , lỡi cắt các răng cạnh nhau ta xẻ rãnh chia phoi thứ tự
xen kẽ nhau

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 16


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Thiết kế dụng cụ cắt

3. Vật liệu làm dao truốt
- Dao truốt kéo thờng đợc chế tạo từ 2 loại vật liệu

- Phần đầu dao ( hay phần cán ) làm bằng thép kết cấu ( thép 45 )
- Phần phía sau ( từ phần định hớng phía trớc trở về sau ) làm bằng thép gió P18 .

4 . Lợng d gia công :
Trị số lợng d gia công đợc xác định bằng phơng pháp tính khi đã biết các kích thớc của
bề nặt cắt gia công trớc và sau khi truốt:
A=

Dmax D0 min
2

Dmax: Đờng kính lỗ trụ sau khi truốt.
D0: Đờng kính lỗ trớc khi truốt.
: Lợng co hẹp hay lay rộng của lỗ sau khi truốt.
Chọn =0
Theo đề bài ta có:
Dmax=20,033 mm, D0min=19 mm
Vậy A =

20,033 19
= 0,5165(mm)
2

5.Xác nh lng nâng của răng dao ( Sz)
Việc chọn lợng nâng Sz phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công, kết cấu dao chuốt và
độ cứng vững của chi tiết. Sz lớn thì số răng và chiều dài dao chuốt nhỏ, dao dễ chế tạo
nhng lực cắt lớn và chất lợng bề mặt gia công kém.Với vật liệu chi tiết gia công là thép
20X ta chọn lợng nâng của răng dao nh sau:
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 17




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

- ối với răng thô thứ nhất bố trí lợng nâng thô bằng 0 để chỉ làm nhiệm vụ sửa đúng
biên dạng lỗ phôi.
- Các rng còn lại có lng nâng bng nhau và đợc tra theo bảng 3.5[1] ,
chn: Sz=0,025mm
- Các răng sửa đúng có lợng nâng bằng 0.
- Các răng cắt tinh đợc bố trí giữa răng cắt thô và răng sửa đúng để tránh giảm lực cắt
đột ngột với lợng nâng giảm dần. Ta chọn 3 răng cắt tinh với lợng d nh sau:
Lợng nâng của răng cắt tinh thứ 1 :Szt1= 0,8.Sz= 0.02 mm
Lợng nâng của răng cắt tinh thứ 2 : Szt2 = 0.6. Sz = 0.015 mm
Lợng nâng của răng cắt tinh thứ 3 : Szt3= 0,4. Sz= 0.01 mm
6.Xác nh số răng dao Z
*Răng cắt thô:
Với sơ đồ truốt lớp ta có: Zth=

A At
0.5165 0.045
+1 =
+ 1 = 19.86
Sz
0.025

Chọn Zthô= 20 răng.
*Răng cắt tinh:
Chọn số răng cắt tinh Zt=3 , với lợng nâng giảm dần nh trên.
*Răng sửa đúng:
Số răng sửa đúng Zsđ tra bảng 3-7 [1], với chi tiết đạt cấp chính xác 8 chọn Zsđ=8 răng.
7. Góc độ của răng dao truốt
*Góc sau chọn phụ thuộc vào kiểu dao truốt , theo bảng 3-8[1]
Răng cắt thô

= 3.

Răng cắt tinh

= 2.

Răng sửa đúng

= 1.

*Góc trớc chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công, theo bảng 3-9[1]
Răng cắt thô

= 17.

Răng cắt tinh, răng sửa đúng

= 5.

Để tạo độ bền cho dao trên mặt sau của răng sửa đúng ta để lại cạnh viền f= 0.1mm

Tơng tự trên mặt trớc răng cắt tinh và răng sửa đúng ta tạo đờng viền tăng bền f
=0.75mm.
8. Xác định hình dáng, kích thớc răng, rãnh chứa phoi.
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4
Page 18


Trờng: ĐHCN Hà Nội



Thiết kế dụng cụ cắt

Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng nhất của dao truốt. Răng và rãnh phải đợc thiết
kế sao cho đủ bền và đủ không gian chứa phoi, nó quyết định tới tuổi thọ của dao và khi
thiết kế răng và rãnh sao cho dễ chế tạo dao nhất nhng vẫn cần đảm bảo các yêu cầu kỹ
thuật của dao truốt.
Vì vật liệu gia công là thép 20X là thép cứng vừa, khi cắt tạo ra phoi dây. Để cuộn phoi
đợc chặt , giảm nhỏ kích thớc rãnh chứa phoi chứa phoi ta nên chon rãnh dạng lng cong.
Trong đó :
h : chiều cao rãnh ( chiều sâu rãnh ).
t : bớc răng .
f : cạnh viền .
b : chiều rộng lng răng
R, r : bán kính đáy răng
: Góc trớc
: Góc sau

1. Cấu tạo của dao truốt

-

l1: chiều dài phần đầu dao.
l2: chiều dài cổ dao.
l3: chiều dài phần dẫn hớng phía trớc.
Lp: chiều dài phần cắt.
lx: chiều dài phần sửa đúng.
l4: chiều dài phần dẫn hớng phía sau.
l5: chiều dài phần chuôi dao.

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 19


Trờng: ĐHCN Hà Nội

- l6: chiều dài phần chuôi dao.
- L: chiều dài dao truốt lỗ.



Thiết kế dụng cụ cắt

7. Kết cấu răng dao và rãnh chứa phoi
* Profin dao truốt dọc trục

Xem gần đúng rãnh thoát phoi nh hình tròn có đờng kính h thì diện tích rãnh là :

1
Fn = .h 2 ( mm 2 )
4
Diện tích của dải phoi cuốn nằm trong răng là :
Ff = L.Sz.K ( mm 2 )
L : chiều dài chi tiết, L = 40 ( mm )
Sz : lợng nâng của răng, Sz = 0,025 ( mm )
K : là hệ số điền đầy rãnh => K = 3 (Bảng 3.10 TKĐAMH NL&DCC. Trịnh Khắc
Nghiêm)
Khi cuốn vào trong răng phoi không xếp đợc khít chặt . Để phoi cuốn hết vào rãnh
và không bị kẹt cần đảm bảo tỷ số :

F f 4.L.Sz
=
.K > 1
Fn
.h 2
=>

h 1,13 L.Sz .K

=>

h 1,13 40.0,025.3 = 1,957 ( mm )

t = (1,25ữ1.5) L = (1,25ữ1.5) 40 =7.905ữ9.486 (mm) lấy t = 8 mm
tra bảng 3.12 (TKĐAMH NL&DCC. Trịnh Khắc Nghiêm)
Chọn h = 3 ( mm )
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 20




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

Theo kinh nghiệm ta tính đợc các thông số cơ bản của dao truốt nh sau:
b= (0,3ữ0,35)t = 2,4ữ 2,8 mm

lấy b = 2,5mm

R= (0,65ữ0.7)t = 5.2ữ 5.6 mm

lấy R = 5 mm

r= (0,15ữ0,2)t = 1,2ữ1.6 mm

lấy r = 1.5 mm

Cạnh viền : + Răng cắt:
f = 0,05 ( mm )
+ Răng sửa đúng: f = 0,2 ( mm
Góc trớc đợc lấy theo vật liệu gia công.theo bảng 3.9(TKĐAMH NL&DCC. Trịnh
Khắc Nghiêm) ta có:
- thô= 15o
- sd = tinh = 5o

Góc sau ở dao truốt phải chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tợng giảm đờng kích sau mỗi
lần mài lại ,đồng thời làm tăng tuổi thọ của dao. Góc sau đợc chọn nh sau :
- ở răng cắt thô

= 3.

-

ở răng cắt tinh

= 2.

-

ở răng sửa đúng

= 1.

-

ở đáy răng chia phoi = 4.

*Profin mặt đầu ( trong tiết diện vuông góc với trục )
Trong tiết diện này , dao truốt lỗ trụ có lỡi cắt là những vòng tròn đồng tâm lớn dần
theo lợng nâng . Để phoi dễ cuốn vào rãnh , lỡi cắt chia thành những đoạn nhỏ sao cho
chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6 ( mm ).
Góc sau rãnh chứa phoi ta lấyđ = 4 , số lợng rãnh là n= 14, chiều rộng rãnh m =1
(mm), chiều cao h= 0,7 (mm), bán kính rãnh r = 0,3 ( mm )
(Bảng 3.15 TKĐAMH NL&DCC- Trịnh Khắc Nghiêm).

Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 21




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

Các kích thớc khác:

a=

.D
b
, b=
2
n

=> b =

a=

.30
14

= 6.731 (mm).

6.731
= 3.366 (mm)
2

* Số răng dao truốt
Số răng cắt thô phải có là :
Zthô=

Athụ
+1
Szthụ

Trong đó :
Athô : là lợng d thô
Athô = A - Atinh = 0,519 - (0,02+0,015+0,01) = 0,474 (mm)
=> Zthô=

0,474
+1=19.96 (răng)
0,025

Ta lấy số răng cắt thô là: Zthô= 19 răng.
Ta có q = 0,96 x 0,025= 0,024 (mm) > 0,015.
Do vậy cần bố trí thêm 1 răng ngay sau răng đầu tiên.
Vậy:
Số răng căt thô: Zthô = 19 +1 = 20 răng.
Số răng cắt tinh: Ztinh = 3 răng.
Số răng sửa đúng Zsd đợc chọn theo cấp chính xác của chi tiết gia công:
Hoàng Thị Đàm

Lớp CK5- K4

Page 22




Trờng: ĐHCN Hà Nội

Thiết kế dụng cụ cắt

Với chi tết yêu cầu đạt cấp chính xác 8 tra bảng 3.7(TKĐAMH NL&DCC-Trịnh Khắc
Nghiêm): ta có Zsd= 7 (răng).
Vậy tổng số răng của dao truốt là:
Z= Zthô+ztinh+Zsd = 20 + 3 + 7 = 30 răng.
* Số răng cùng cắt lớn nhất
Số răng cùng cắt đợc tính
Z max =

L
+ 1 ( răng )
t

Trong đó :
L : chiều dài chi tiết gia công L = 40 ( mm )
t : bớc răng t = 8 ( mm )
=> Z max =

40
+1 = 6

8

Vậy số răng cắt đồng thời là Zmax = 6 răng.

Vậy thỏa mãn điều kiện bền kéo và dẫn hớng tốt của dao truốt là:
3 Zmax 6
*Đờng kính các răng dao truốt
Răng cắt thô
D1 = Dmax-2A+
D2 = D1 + 2.q
D3 = D2 + 2.Sz
D4= D3 + 2.Sz
.
D20 = D19 + 2.Sz
Răng cắt tinh
D21 = D20 + 2.Szt1
D22 = D21 + 2..Szt2
D23 = D22 + 2.Szt3
Răng sửa đúng
D24 = D25 = D26 = D27 = D28 = D29 = D30.
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 23


Trêng: §HCN Hµ Néi

R¨ng

Hoµng ThÞ §µm
Líp CK5- K4



§êng kÝnh

R¨ng

§êng kÝnh

ThiÕt kÕ dông cô c¾t

Page 24


Trờng: ĐHCN Hà Nội
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15



29.0000
29.0480
29.0980
29.1480
29.1980
29.2480
29.2980
29.3480
29.3980
29.4480
29.4980
29.5480
29.5980
29.6480
29.6980

16
17
18
19
20
21
22
23
24

25
26
27
28
29
30

Thiết kế dụng cụ cắt

29.7480
29.7980
29.8480
29.8980
29.9480
29.9880
30.0180
30.0380
30.0330
30.0330
30.0330
30.0330
30.0330
30.0330
30.0330

*kiểm tra sức bền dao truốt:
Tại mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng . Thành phần hớng kính Py
hớng vào tâm dao . Tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu thành phần dọc trục Pz
song song với trục chi tiết . Tổng hợp các lực Pz sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm
dao .

Lực cắt thành phần Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng . Song trờng hợp
này ít xảy ra . Lực tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên .
Điều kiện bền xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên (vật liệu thép gió).
k
max
=

P
4.P
=
[ b ]
F .D012

Với vật liệu làm dao là thép gió P18 Ta có ứng suất cho phép[]= 350 N/mm2.
(bảng 3.29) (TKĐAMH NL&DCC. Trịnh Khắc Nghiêm):
Trong đó :
- D01 : đờng kính đáy răng thứ nhất
D01 = D1 - 2. h = 29 - 2.3 = 23 ( mm )
- P : lực cắt tổng hợp khi truốt .
Pmax = p .Sz. B . Zmax . K
- p : lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài
=> tra bảng3.28(TKĐAMH NL&DCC. Trịnh khắc nghiêm): p = 4750 N/mm2
- Zmax : số răng cùng cắt lớn nhất Zmax = 6 răng
- B : chiều dài lỡi cắt trên một vòng răng.
B = .D1 = 91,106 ( mm )
- lợng nâng của răng cắt thô Sz=0,025mm
Hoàng Thị Đàm
Lớp CK5- K4

Page 25