đồ án thiết kế dụng cụ cắt ( dao tiện định hình )

PHẦN I : THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH HÌNH LĂNG TRỤ
Đề bài : Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ 1.1 (dao
có phần chuẩn bị cắt đứt ) , với các thông số sau:
Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép CT3 có бb = 650 N/mm2

Hình 1.1 . Sơ đồ kích thước chi tiết gia công
1.Phân tích chi tiết :
_Chi tiết gia công gồm các bề mặt cần gia công là mặt trụ và mặt cầu
_Vật liệu chi tiết gia công là thép CT3 có бb = 650 N/mm2
_Phôi ở dạng phôi thanh tròn có đường kính ф = 42 mm
_Chất lượng bề mặt chi tiết gia công : sai số lớn nhất trên đoạn cung tròn là 0,05
_Độ chênh lệch giữ bán kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết là:
tmax=(фmax – фmin)/2 = (40 – 21 )/ 2 = 9,5 mm
_Chiều dài chi tiết là : 50 mm
2.Chọn loại dao:
Chi tiết cần gia công có bề mặt gia công là bề mặt ngoài nên có thể sử dụng dao
tiện định hình hình lăng trụ hay hình tròn đều được . Tuy vậy dao tiện định hình
hình lăng trụ có 1 số ưu điểm hơn so với dao tiện định hình hình tròn như sau :
_ Dao tiện định hình hình lăng trụ được kẹp bằng kẹp có rãnh mang cá kẹp dao
dẽ dàng hơn nên độ cứng vững tốt hơn và tăng được tuổi bền của dao.
_ Chi tiết gia công chỉ mắc sai số loại 1 có thể khắc phụ được.
1|Page


_ Việc mài lại dụng cụ cắt sau khi đơn giản hơn do mài theo mặt phẳng song
song với mặt trước cũ.
=>Vậy ta chọn loại dao tiện định hình hình lăng trụ để gia công chi tiết.
*)Kết cấu và kích thước của dao lăng trụ tham khảo bảng 3.2a(sách hướng dẫn
thiết kế dụng cụ cắt tập 2) với chiều sâu lớn nhất của chi tiết gia công là
tmax= 6,5 mm
Ta được :

B = 35 , H = 90 , E = 10 , A = 40 , F = 25 , r = 1 , d = 10 , M = 55,77

3.Chọn cách gá dao:
Từ việc phân tích chi tiết như trên : Bề mặt chi tiết cần gia công gồm các bề
mặt định hình mặt trụ tròn xoay, mặt côn , mặt đầu . với độ chính xác không yêu
cầu cao nên ta chọn phương pháp gá dao thẳng => đơn giản hoá cho việc tính toán
profile dao ở hai tiết diện .
4.Chọn thông số hình học của dao tiện định hình :

2|Page


Góc trước , góc sau của dao tiện định hình ở những điểm khác nhau thường
không bằng nhau . Vì vậy ta chọn 1 điểm cơ sở (điểm 1 như dưới đây) để chọn
góc trước , góc sau và để tính toán profile của dao.
_Góc trước γ được chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công
Tra bảng 3.1 ( Sách hướng dãn thiết kế dụng cụ cắt tập 1 )
Với vật liệu chi tiết gia công là thép CT3 có σb = 650 N/mm2 thì
γ = 200 ÷ 250
=> Chọn γ = 200
_Góc sau được chọn cho vừa giảm được ma sát giữa mặt sau của dao và mặt
đang gia công của chi tiết . đồng thời đảm bảo được độ bền của lưỡi cắt
Đối với dao lăng trụ chọn α = 120 ÷ 150
=> Vậy chọn α = 120
5.Tính toán chiều cao hình dáng profile dao trong hai tiết diện :
*)Chọn điểm cơ sở:
_ Điểm cơ sở là một điểm có profile chi tiết trùng với profile lưỡi cắt trong
mặt phẳng nằm ngang qua tâm chi tiết .Ngoài ra còn là điểm gốc để tính toán tọa
độ của profile lưỡi cắt . Đồng thời điểm đó được dung làm gốc tọa độ để vẽ profile
dao khi đã xác định được profile của dao trong các tiết diện cần thiết .

_Ta thấy : tại những điểm của lưỡi cắt nằm càng gần chuẩn kẹp hơn so với
phương ngang thì góc sau càng nhỏ đi và góc trước càng tăng lên và ngược lại .
Việc góc trước đối với một dụng cụ cắt lớn lên hay nhỏ đi một lượng nào đó
không đáng quan tâm quá mức vì góc trước γ có thể chọn dương , bắng 0 , hoặc
âm là tuỳ thuộc loại dụng cụ cắt và vật liệu làm dao . Song đối với góc sau α thì
khi nó thay đổi giá trị theo vị trí của từng điểm trên lưỡi cắt ta phải cần quan tâm :
khi góc sau quá nhỏ : có thể bằng 0 hoặc âm thì sẽ gây ra ma sát lớn hoặc không
làm việc được .
Do đó để khỏi phải kiểm tra lại góc sau khi thiết kế
( thường góc sau [α ] ≥ 30) ta nên chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc sau:
Điểm cơ sở được chọn thường là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn
kẹp của dao nhất .
Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở ( hình vẽ)
*) Các số liệu cho trước là :
_ rx : bán kính chi tiết ứng với các vòng tròn đã cho như đề bài .
_ Góc trước và góc sau của dao chọn cho điểm cơ sở :
γ = 200 ,
α = 120
_γi là góc trước tại điểm i trên profile dao
_Thông số cần tính là
hi : chiều cao profile của dao xác định trong tiết diện vuông góc
với mặt sau của dao .
τi : chiều cao profile của dao xác định theo mặt trước , lấy chuẩn
3|Page


gốc là điểm cơ sở 1
Chia cung tròn thành nhiều điểm đảm bảo độ chính xác yêu cầu

θ

CD = R[1 − cos( )] ≤ 0, 05
2

Ta chia cung tròn trên profin chi tiết thành nhiều đoạn thẳng sao cho vẫn đảm bảo
độ chính xác yêu cầu là 5%
Tức là : CD ≤ 0.05 mm
θ
CD = OD − OC = R – Rcos ( )
2

θ
CD = R[1 − cos( )] ≤ 0, 05
2
=> θ ≤ 8°06°16 '

cos

=>

θ 399
≥
2 400

≥

99°
= 12, 2
8°6°16 '

Suy ra số điểm cần chia trên cung tròn là

điểm
Ta chọn chia 13 điểm
Sơ đồ tính toán chiều cao profile dao trong hai tiết diện như hình dưới đây:

4|Page


5|Page


_Tính chiều cao τi và hi của Profile dao tại điểm i trên profile dao có Φ3 = 21 mm,
các điểm khác tính tương tự .
Từ sơ đồ tính toán ta có :
τi = Ci – B = ri . cos γi – r . cos γ với Ci = ri.cos
B = 10,5.cos200 = 9,8667 mm

γi

và B = rcos

γ

γ

A = rsin = 10,5.sin200 = 3,5912mm
hi = τi . cos (α + γ )
mà A = r . sin γ = ri .sin γi => sin γi = ( r / ri ).sin γ
=> γi = arcsin [(r / ri ) .sin γ]
Vậy:
+Chiều cao profile của dao lăng trụ gá thẳng trong tiết diện trùng với

mặt trước là :
τi = ri .cos {arcsin[(r / ri ) . sin γ ] } – r . cos γ
+Chiều cao profile của dao lăng trụ gá thẳng trong tiết diện vuông
góc với mặt sau của dao là :
hi = τi . cos ( α + γ )
Ta tính cụ thể cho các điểm như sau :
+)Điểm 1 ; 2 :
r1 = r2 = 10,5 mm

γ 1 = γ 2 = γ = 200
C1 = C2 = r1.cos γ ≈ 10, 5.cos 20 0 ≈ 9,8667 mm

τ1 = τ 2 = 0
h1 = h2 = 0

+) Điểm 3 :

r3 = 20sin(31° + 8°6 '16 '') = 12, 6147 mm

γ 3 = arcsin[r.sin γ / r3 ] = arcsin[10,5.sin 20 0 /12, 6147] ≈ 16033'35''
C3 = r3 .cos γ 3 ≈ 12.cos16033'35' ≈ 11,5022 mm

τ 3 = C3 − B ≈ 11,5022 − 9,8667 = 1, 6355 mm
h3 = τ 3 .cos(α + γ ) ≈1, 6355.cos(120 + 200 ) ≈ 1,3870 mm

+)Điểm 4 :

6|Page

r4 = 20sin(31 + 2.5°52 '44 '') = 13,5780 mm

γ 4 = arcsin[r.sin γ / r4 ] = arcsin[10,5.sin 200 /13,5780] ≈ 150 20 '11''
C4 = r4 .cos γ 4 ≈ 13,5780.cos150 20 '11'' ≈ 13, 0945 mm

τ 4 = C4 − B ≈ 13, 0945 − 9,8667 = 3, 2278 mm
h4 = τ 4 .cos(α + γ ) ≈ 3, 2278.cos(12 0 + 200 ) ≈ 2, 7373 mm

Tính toán tương tự với các điếm khác ta có bảng sau :
Thông

ri
( mm )

γi
(độ )

Ci
( mm )

τi
( mm )

hi
( mm )

1;2

10,5

20

9,8667

0

0

3

12,6147

16032 ' 24" 12,0927

1,6355

1,3870

4

14,6767

1409 ' 48'' 14,2305

3,2278

2,7373

5

16,4455

12°36 ' 48" 16,0486

6

17,8858

11°34 '58"

17,5216

6,0178 5,1033

7

18,9689

10°54 ' 47"

18,6258

7,1473 6,0612

8

19,6731

10°31'5"

19,3425

8,0871 6,6582

9

19,9843

10°21'9"

19,6589

8,8288 7,4872

10

20

10°20 '39"

19,6749

9,3665 7,9432

11

19,8251

10°26 '11"

19,4971

9,6934 8,2204

12

18,3004

11°19 '1"

17,9445

9,8080 8,3176

13

16,9802

12°12 '36"

16,5909

9,7390 8,2591

số
Điểm

7|Page

A

( mm)

B
( mm )

3,5912 9,8667

4,7079 3,9925


14

15,3208

13°33' 22"

14,8940

5,0273 4,2634

Profile của dao tiện định hình hình lăng trụ trong tiết diện trùng mặt trước

Profile của dao tiện định hình hình lăng trụ trong tiết diện vuông góc mặt sau
6.Phần phụ của profile dụng cụ:
Phần phụ của profile dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt
đứt.
Ta chọn các thông số như sau:
8|Page

a = 2 mm
b = 2,8 mm

f = 2 mm

chiều rộng lưỡi dao cắt đứt

chiều rộng vát của chi tiết

c = 4,8mm

φ1 = φ = 45deg

9|Page


8. Điều kiện kỹ thuật chế tạo dao:
_Vật liệu phần cắt : Thép gió P18
Vật liệu làm thân : Thép C45
_ Độ cứng sau nhiệt luyện phần cắt đạt 62÷65 HRC,
phần thân dao đạt 30 ÷ 40 HRC
_ Độ nhám bề mặt làm việc : Ra ≤ 0,63 μm
độ nhám bề mặt còn lại : Ra ≤ 1,25 μm
_Trên phần cắt không có vết cháy ,vết gợn vết nứt
_Mối hàn chỗ tiếp xúc giữa phần cắt và phần thân là mối hàn tiếp xúc bảo
đảm độ đồng đều cho mối hàn .
_ Sai lệch góc mài không quá 15’÷ 30’
Sai lệch góc sau không quá 25’
_Góc trước : γ = 200 , góc sau γ = 120
_Ký hiệu dao : DTDHLT-No19-α=120-γ=200-P18-DHBKHN

10 | P a g e


11 | P a g e