Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Để Gia Công Các Chi Tiết

LỜI NÓI ĐẦU
Có thể nói rằng với hầu hết nền kinh tế của mỗi nước trên thế giới thì nền
công nghiệp đóng vai trò quan trọng nhất, đặc biệt là công nghiệp nặng nói chung
và nền công nghiệp nói riêng ,nó luôn được đầu tư phát triển ngày một mạnh
hơn.
Ở Việt Nam chúng ta khi đất nước chưa giải phóng thì nền công nghiệp hầu
như chưa phát triển .Sau khi giải phóng hoàn toàn đất nước ,cả nước bắt tay vào
khôi phục hậu quả chiến tranh ,xây dựng đất nước theo con đường CNXH ,mà đặc
biệt là từ những năm thực hiện chính sách đổi mới và công cuộc CNH_HĐH đất
nước ,cho đến bây giờ thì công nghiệp trở thành ngành quan trọng bậc nhất
trong hệ thống các ngành kinh tế của đất nước .Trong đó ngành gia công cơ khí
đóng một vai trò hết sức quan trọng .Nó không những thúc đẩy các ngành kinh tế
khác phát triển mà còn đóng góp một phần không nhỏ vào tổng thu nhập kinh tế
của đất nước ,bởi vậy nên gia công cơ khí luôn được tín trọng đầu tư phát triển
nhất là trong mấy năm vừa qua khi công cuộc CNH_HĐH đất nước diễn ra mạnh
mẽ thì ngành công nghiệp của nước ta phát triển với tốc độ rất nhanh .Điều đó
đồng nghĩa với việc nhiều nhà máy được xây dựng mới hoặc đầu tư tăng thêm
thiết bị ,máy móc để phục vụ nhu cầu sản xuất ngày càng tăng .
Là một học sinh lớp CĐĐH CK1-K10 của trường ĐHCN Hà Nội, một
trường có bề dày lịch sử đào tạo đến nay đã 118 năm .Bản thân rất lấy làm tự hào
về truyền thống của trường mình .Để xứng đáng là sinh viên của trường em luôn
phấn đấu rèn luyện và học tập tốt để sau này đem những kiến thức kinh nghiệm về
chế tạo máy mà thầy cô đã nhiệt tình chỉ dạy để áp dụng vào thực tế phục vụ đất
nước.
Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104

Sau khi được học song cơ sở lý thuyết môn “ Thiết Kế Dụng Cụ Cắt” do thầy
Nguyễn Duy Trinh chỉ dạy .Em luôn ý thức phải không ngừng học hỏi, nghiên cứu,
đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế thì công lao chỉ
bảo của thầy cô mới thực sự có ý nghĩa. Quá trình làm bào tập lớn này là cơ sở
đánh giá phần nào những kiến thức mà em đã được học.Qua thời gian học ,với đề
tài em được giao là “ Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Để Gia Công Các Chi Tiết ” .Với sự
hướng dẫn của thầy Nguyễn Duy Trinh và các thầy cô trong khoa cơ khí, em đã
hoàn thành bài tập.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy cô những người đã tận tình chỉ
bảo giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũng như làm bài tập này .Đặc biệt là
thầy Nguyễn Duy Trinh em mong sẽ tiếp tục nhận được sự chỉ dạy tạo điều kiện
giúp đỡ của các thầy cô để em có được kết quả tốt trong học tập, có việc làm tốt
phù hợp giúp em tự tin khi tiếp xúc với công việc của mình sau khi ra trường ,để
xứng đáng là sinh viên của trường ĐHCNHN và không phụ lòng của thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội ngày 20 tháng 04 năm 2016
Sinh viên

Vũ Văn Xuân

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104

Phụ lục
1.Tài liệu tham khảo
2. Phần I: Thiết kế dao tiện định hình
3. Phần II: Thiết kế dao phay đĩa modun

4. Phn III: Thit k dao phay nh hỡnh rng nhn

Sinh Viờn : V Vn Xuõn

Lp C-H-CK1-K10

Mó Sinh Viờn: 1074010016

:104


Phần I

THIẾT KẾ

Dao tiện định hình
Yêu cầu:Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau:
Vật liệu gia công : thép C30 có σb = 500N / mm2

Đề
104

A
40

B
14

C
22

D
12

R
19

F
54

*Chi tiết gia công :
tiết gia công làm từ thép C30, σb = 500N / mm2, bao gồm nhiều loại bề
mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn, mặt cong. Đây là một chi tiết tương đối điển hình.
Kết cấu chi tiết cân đối. Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin quá nhỏ
hoặc bằng 0.
mChi

R19

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


I. Thiết kế dao tiện định hình:
- Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản
xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối, trên các máy tiện tự động hoặc bán tự
động, máy rêvonve...
* Ưu điểm của dao tiện định hình:
+ Năng suất cắt cao do tổng chiều dài lỡi cắt tham gia lớn.
+ Đảm bảo sự đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thớc của
chi tiết gia công vì không phụ thuộc vào tay nghề ngời công nhân mà chủ
yếu phụ thuộc vào kích thớc biên dạng dao.
+ Tuổi thọ của dao tiện định hình lớn vì số lần mài lại cho phép lớn.
+ Việc mài sắc dao đơn giản.
* Nhợc điểm của dao tiện định hình:
+ Giá thành đắt nên không dùng sản suất ở loạt nhỏ hoặc đơn chiếc.
II. Chn loi dao :
chi tit ny, n gin trong vic thit k, ch to cng nh gỏ v gia cụng . Ta
chn dao tin nh hỡnh dng a.
Cn c vo chiu sõu max ca chi tit :
tmax=

d max d min 54 16
=
= 19mm
2
2

Sinh Viờn : V Vn Xuõn

Lp C-H-CK1-K10

Mó Sinh Viờn: 1074010016

:104


Theo bảng 2 - 3 (TKDCCCN) ta tra được kết cấu của dao
ChiÒu cao
h×nh d¸ng lín
nhÊt cña chi

KÝch thíc dao tiÖn
D

d(H8)

tiÕt
> 19÷21(mm) 100

27

d1
40

bmax
26

K

5

r
2

d2

l2

50

5

III . Chọn cách gá dao :
Dao được chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, vì không yêu cầu độ chính xác
cao.
IV . Chọn thông số hình học dụng cụ :
* Chọn góc trước :
Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao γ = 22° .
* Chọn góc sau α . Góc sau α của dao chọn α = 11° .
V . Tính toán dao tiện định hình hình tròn gá thẳng :
Sơ đồ tính toán

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104

γ

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


Chọn điểm cơ sở
Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết nhất hay xa
chuẩnkẹp của dao nhất. Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.


Xác định chiều cao gá dao h
h = R.sinα = 50.sin110 = 9,54( mm )
Trong đó:
D 100
=
= 50
2
2

R: bán kính dao ở điểm cơ sở, R =
α
α = 110

: góc sau của dao tại điểm cơ sở,



( mm )

Thiết kế profin dao
Profin dao được xác định trong hai tiết diện là: tiết diện trùng mặt trước và tiết
diện chiều trục.
 Tiết diện trùng mặt trước
Với tiết này ta cần xác định hai giá trị:
lK : toạ độ dài chi tiết tại điểm K
ụK : chiều cao profin dao tại điểm K theo mặt trước
τK = C k - B
B = r1.cos(γ1)
Ck = rk.cos(γk)
A
rk

γk = arcsin`( )
A = r1.sin(γ1)
Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104

Trong đó :
r1 : bán kính chi tiết ở điểm cơ sở, r1 = 8 mm
rK: bán kính chi tiết ở điểm tính toán K.
γ1: góc trước ở điểm cơ sở, γ1 = γ = 220
γK : góc trước 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(α k + γ k )

Q = R.sin(α1 + γ1)

Q
*

αk + γk = arctang(
K *P

=

1P

-

1K

K P

)

= 1P - τk

1P = R.cos(α1 + γ1)
Trong đó :
R : bán kính dao tại điểm cơ sở, R = 50 mm
Q : bán kính đường tròn tiếp xúc với mặt trước dao
α
α α
=110
1 : góc sau ở điểm cơ sở,
1=
γ1: góc trước ở điểm cơ sở, γ1 = γ = 220
α
K : góc sau ở điểm tính toán K.
γK : góc trước ở điểm tính toán K.


Tính toán các điểm

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


Khi K trùng điểm 2 :
Xét tiết diện trùng mặt trước:
lk = l2 = 12 mm

B = r1.cos(γ1) = 7,417 mm

Ck = C2 = r2.cos(γ2) = 7,417 mm

γk = γ2 = arcsin(
Xét tiết diện chiều trục:

A
)
r2

A = r1.sin(γ1) = 2,996 mm

τk = τ2 = C2 - B = 7,417- 7,417 = 0

= 220

lk = l2 = 12 mm
Q

Rk = R2 =

sin(α 2 + γ 2 )

= 50 mm

Q = R.sin(α1 + γ1) = 27,231 mm

αk + γk = α2 + γ2 = arctan(
K *P

=

2* P

=

1P

-

12 *

Q
)
K *P

= 330

= 1P - τk = 41,933 mm

1P = R.cos(α1 + γ1) = 41,933 mm

Cũng với cách tính như vậy, ta xác định được những điểm còn lại.
Sau đây là bảng kết quả tính toán tại các điểm.

Trên tiết diện trùng mặt trước:
Điểm
1

lK
( mm )
0

rK
( mm )
8

A
( mm )
2,996

CK
( mm )
7,417

B
( mm )
7,417

γK°
22

τK
( mm )
0

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


2
3
4
5

12
31
53
67

8
27
20
20

2,996
2,996

2,996
2,996

7,417
26.833
19.774
19.774

7,417
7,417
7,417
7,417

22
6,37
8,615
8,615

0
19,416
12,357
12,357

αK+γK°

RK
( mm )
50
50
42,785

48,43
48,43

Trên tiết diện chiều trục:
Điểm
1
2
3
4
5

lK
( mm )
0
12
31
53
67

rK
( mm )
8
8
27
20
20

1P
( mm )
41,933

41,933
52.4169
52.4169
52.4169

K*P
( mm )
41,933
41,933
33
40,05
40,05

Q
( mm )
27,231
27,231
27,231
27,231
27,231

33.0000
33.0000
39,528
34,212
34,212

VI . Phần phụ của profin dụng cụ :

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công
cắt đứt kích thước của phần phụ gồm:
a: Chiều dài đoạn lưỡi cắt nhằm tăng bền cho lưỡi cắt.
b: Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để tăng bền cho lưỡi cắt.
Chọn a = 3 (mm)
g: Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g = 5 (mm).
= 45° (Góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt).
d = 5 (mm)
Chiều dài của dao:
L = Lc+ a + d + g = 64 + 3 + 5 + 5 = 77 (mm).
VII. Điều kiện kỹ thuật.
Vật liệu phần cắt: Thép P18.
Vật liệu thân dao: Thép C30 độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt:
- Phần cắt: HRC 62- 65.
Sinh Viên : Vũ Văn Xuân
Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10
1.
2.

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104

- Phần thân dao: HRC 30- 40.
3. Độ bóng:
- Mặt trước >∇9.
- Mặt sau >∇8.
- Mặt tựa trên dao thấp hơn ∇4.
4. Sai lệch và góc mài sắc:
- Sai lệch góc trước: = 220±10.
- Sai lệch góc sau: = 110±0.50.
- Sai lệch góc  = 450±10.
VII. Thiết kế dưỡng đo- dưỡng kiểm:
Dưỡng đo dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau khi chế tạo. Kích thước danh
nghĩa của dưỡng bằng kích thước danh nghĩa của dao. Kích thước danh nghĩa của
dưỡng được quy định theo luật bao và bị bao giá trị sai lệch có thể lấy theo cấp
chính xác 7 với miền dung sai H,h (TCVN 2245-77).
Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo. Kích thước của dưỡng kiểm cũng
được quy định theo luật bao và bị bao. Theo kinh nghiệm người ta lấy kích thước
dưỡng kiểm bằng kích thước danh nghĩa dưỡng đo. Sai lệch lấy đối xứng, giá trị
sai lệch cụ thể lấy theo cấp chính xác 6 với miền dung sai JS, js (TCVN 2245-77).
Vật liệu chế tạo dưỡng: Dưỡng được làm từ thép lò xo 65Ã, là thép có tính
chống mài mòn cao, độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt từ 58- 65HRC. Độ nhám các
mặt làm việc đạt khoảng Ra = 0.63…0.32 (độ bóng ∇ = 8…9), các mặt còn lại đạt
Ra = 1,25 (độ bóng ∇ = 7).
÷
Chiều dày của dưỡng: 2 4mm.
Chiều dài và chiều rộng của dưỡng phụ thuộc vào chiều dài lưỡi cắt và để
xác định sao cho dễ sử dụng khi kiểm tra biên dạng dao nên thiết kế:
L = 80 mm và h = 30 mm.
Dung sai chế tạo dưỡng được thể hiện ở bảng sau:

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


Điểm
Dưỡn
g
đo

Cao

1-2

1-3

1-4

1-5

0

19±0.01

12±0.01

12±0.0
1

Dài

12±0.01

31±0.01

53±0.01

67±0.0
1

Dưỡn
g
Kiểm

Cao

0

19±0.003 12±0.003 12±0.0
03

Dài 12±0.003 31±0.003 53±0.003 67±0.0
03

U?

U?

Ð

?

VIII. Phương pháp mài dao:
- Khi tiện dao bị mài mũn theo cả mặt trước và mặt sau, để phục hồi khả năng cắt
của dao phải mài lại mảnh dao theo mặt trước một lượng ∆c và mặt sau một lượng
∆h.
- Mũi dao sau nhiều lần mài lại cần dịch chuyển theo đường thẳng có lợi nhất
cho việc sử dụng, tức là đảm bảo số lần mài sửa là lớn nhất.
- Đường thẳng đó gọi là phương mài mũn và mài sắc và nú được xác định so
với mặt đáy đi qua mũi dao.

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


tg θ =

∆h sin γ + ∆c cos α
∆h cos γ + ∆c sin α

Trong đó :-∆h lượng mài lại theo mặt sau (lượng mài mũn + lượng dư mài

lại).

- ∆c lượng mài lại theo mặt trước (lượng mài mũn + lượng dư
lại).
Thực nghiệm:

mài

θ = 30 ÷ 450 với HKC được hàn trên thân dao.
θ = 25 ÷ 300 với HKC được kẹp bằng cơ khí.
- Vị trí của mảnh dao, đặc trưng bằng góc ăn tới (η) ở đầu dao có ý nghĩa đặc biệt
quan trọng với dao tiện gắn HKC. Việc chọn góc (η) dựa vào các yếu tố phụ thuộc
lẫn nhau sau đây:
- Khoảng cỏch (E) từ mũi dao đến mặt tỳ (đối với dao tiện mới)
- Khoảng cách (F) từ đường tâm máy đến mặt tỳ của giá dao.
- Khoảng cách (G) từ mặt tỳ của dao đến mặt tựa của mảnh HKC tại tiết diện
nguy hiểm.
- Tiết diện ngang thân dao (BXH)
- Trị số góc trước.
- Sơ đồ mài sắc lại hợp lý:
- Tăng kích thước (E) tăng được số lần mài lại.
- Tăng kích thước (F) làm cho dao bền hơn, cho phép chọn được góc hợp lý
ứng với sơ đồ mài lại tối đa theo góc trước (γ) đó xỏc định: Tuy nhiên kích thước
(E) bị khống chế bởi kích thước (F) của máy.
Như vậy sơ đồ mài sắc tối ưu, góc η không chọn bé hơn 25÷300. Tuy nhiờn với
dao hàn mảnh thỡ trị số đó quá lớn.
Thông thường chọn η = 12 ÷ 180 với dao gắn mảnh P18 η = γ + 50.
Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104


- Để tăng sức bền của thân dao tại tiết diện nguy hiểm (tiết diện ứng với kích
thước G) thỡ khoảng cỏch (G) được chọn không nhỏ hơn 2/3 H.
- Khoảng đặt mảnh dao (M) và khoảng cách (G) tính theo công thức:

m = c + b.tg η

Ε-H
cosι

m=
hoặc
Sinη =

H −G
cosη

E-H
b

Khi m = c và E ≠ H thỡ:
Trong đó: c : chiều dày mảnh dao (mm).
b : chiều rộng mảnh dao (mm).

Sinh Viên : Vũ Văn Xuân

Lớp CĐ-ĐH-CK1-K10

Mã Sinh Viên: 1074010016

Đề :104