BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT

BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT
CÂU 1:
Tính toán, thiết kế dao tiện định hình có điểm cơ sở ngang tâm để gia công chi tiết
với kích thước như hình vẽ. Vật liệu dụng cụ cắt làm bằng thép gió P18, vật liệu chi tiết
gia công bằng thép C30.

BÀI LÀM
1) Phân tích chi tiết
Chi tiết có dạng mặt ngoài trụ tròn xoay trên đó có bao gồm các mặt: Mặt trụ, mặt côn,
mặt cầu. Theo yêu cầu cần thiết kế dao tiện định hình hình tròn, chọn cách gá thẳng.
Dao tiện định hình hình tròn có những đặc điểm sau :
+ Độ cứng vững kẹp chặt thấp hơn dao lăng trụ, do đó nó được dùng cho những chi tiết
có tmax nhỏ.
+ Dễ chế tạo hơn dao lăng trụ và tuổi thọ cao hơn vì số lần mài lại cao hơn
+ Thường dao hình tròn được chế tạo nguyên khối
2) Chọn điểm cơ sở
Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc : Điểm cơ sở là
điểm nằm ngang tâm chi tiết và gần tâm chi tiết nhất. Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở.
3) Chọn góc trước γ và góc sau α, bán kính dao
Với vật liệu gia công là phôi thanh thép tròn C30 có σb = 500N/mm2,
độ cứng 179 HB . Ta chọn góc trước γ=250 , góc sau α= 120 , bán kính
R1 của dao là 50


4) Tính toán chiều cao profile dao
ta có sơ đồ tính như sau

Sơ đồ tính


Từ sơ đồ tính ta có

τ 3 = C3 − B
C3 = r3 cos γ
B = r1 cos γ

( 1.1)
( 1.2 )
( 1.3)

A = r1 sin γ = r3 sin γ 3
⇒ sin γ 3 =

r1 sin γ
r3

( 1.4 )

Từ công thức (1.1), (1.2), (1.3), (1.4) ta có công thức

 r sin γ  
⇒ τ 3 = r3 cos arcsin  1
÷ − r1 cos γ
 r3  


( 1.5 )

Từ (1.5) ta có công thức tống quát sau:

 r sin γ  

τ x = rx cos arcsin  1
÷ − r1 cos γ
r
x




(1.6)

Ta có
H = R1 sin ( α + γ )

(1.7)

1Q = R1 cos ( α + γ )

(1.8)

3' Q = 1Q − τ 3 = R1 cos ( α + γ ) − τ 3
tgψ 3 =

( 1.9 )

H
H
=
3' Q R1 cos ( α + γ ) − τ 3

⇒ R3 =

H
H
=
sinψ 3 sin ( arctgψ 3 )

(1.10)

Từ (1.7), (1.8), (1.9), (1.10) ta có công thức sau:
⇒ R3 =

R1 sin ( α + γ )





R1 sin ( α + γ )


sin  arctg 



 R1 cos ( α + γ ) − r3 cos arcsin  r1 sin γ


 r3




÷
÷
÷


÷ + r1 cos γ ÷
÷

 

(1.11)


Từ (1.11) ta có công thức tổng quát sau :
Rx =

R1 sin ( α + γ )





R1 sin ( α + γ )


sin  arctg 





 R1 cos ( α + γ ) − rx cos arcsin  r1 sin γ ÷ + r1 cos γ


 rx  



Lập bảng tính profile dao như sau:
Điểm
ri(mm)
γi
Ci(mm) B(mm)
1
15
25
13,59
13,59
2
15
25
13,59
13,59
3
29
12,63
28,3
13,59
4

23
15,99
22,11
13,59
5
23
15,99
22,11
13,59
Phần cung tròn ta chia thành 20 khoảng tính như sau:
Điểm
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19

3.20

ri(mm)
16,56
17,09
18,22
19,51
19,68
20,56
22,02
22,72
23,21
23,84
24,19
25,07
25,99
26,79
26,92
27,61
27,86
28.07
28,54
28,92

γi
22,51
21,77
20,36
18,96
18,79

17,96
16,73
16,2
15,85
15,42
15,19
14,65
14,12
13,69
13,62
13,27
13,15
13,05
12,83
12,66

Ci(mm)
15,3
15,87
17,08
18,45
18,63
19,56
21,09
21,82
22,33
22,98
23,34
24,25
25,2

26,03
26,16
26,87
27,13
27,35
27,83
28,22

B(mm)
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59
13,59


÷
÷
÷
÷
÷


(1.12)

A(mm)
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34

τi(mm)
0
0
14,7
8,51
8,51

Ri(mm)
50
50
39,27
43,51
43,51

A(mm)
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34
6,34

τi(mm)
1,7
2,27
3,49
4,86
5,04
5,96

7,49
8,22
8,73
9,39
9,75
10,66
11,61
12,43
12,57
13,28
13,53
13,75
14,23
14,62

Ri(mm)
48,65
48,21
47,26
46,21
46,07
45,38
44,25
43,71
43,35
42,87
42,62
41,98
41,32
40,76

40,67
40,2
40,03
39,89
39,57
39,08


5) Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình
Kích thước của dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của profile chi tiết

tmax =

d max − d min 58 − 30
=
= 14 ( mm )
2
2

Dựa vào bảng 1.3 kết cấu và kích thước của dao tiện định hình hình tròn ta có kích thước
cơ bản sau:
tmax của
Kích thước dao (mm)
Kích thước đầu
chi tiết
dao (mm)
D
d
d1
bmax

K
r
d2
l2
14
80
22
34
20
5
2
40
4
6) Yêu cầu kỹ thuật của dao
+ Vật liệu làm dao: P18
+ Độ cứng sau nhiệt luyện 62-65 HRC
+ Độ nhám mặt trước, mặt sau: Ra=0,63
+ Độ nhám các mặt còn lại Rz < 20
+ Sai lệch góc không quá 30’
7) Yêu cầu kỹ thuật của dưỡng
+ Vật liệu thép 65Mn.
+ Độ cứng sau nhiệt luyện HRC 55-58.
+ Khe hở giữa dưỡng và dao khi kiểm tra không vượt quá 0,02mm.
+ Độ nhám các bề mặt tiếp xúc với dao khi làm việc: Ra = 0,63μm.
+ Cấp chính xác chế tạo dưỡng là cấp 5.