Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Phần I: Thiết kế dao tiện
Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình gia công chi tiết sau với: Vật liệu
C45; σ b =600 Kg/mm 2
36
30
25

30

25

36

38

17
14

Hình 1: Chi tiết
Vật liệu gia công: Phôi thanh tròn thép C45 ; σb = 600N / mm 2
1.1Phân tích chi tiết và chọn dụng cụ gia công.

* Phân tích chi tiết:
- Chi tiết có dạng mặt ngoài trụ tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn và
các mặt trụ, cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng
hơn và gia công chi tiết có độ chính xác cao hơn.
* Chọn dụng cụ gia công:
Đối với chi tiết gia công này ta chọn dao tiện đinh hình hình lăng trụ bởi
vì:

a/ Ưu điểm:
1


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp
-

Dao tiện định hình hình lăng trụ dễ chế tạo.
Dao tiện định hình hình lăng trụ được kẹp chặt bằng mang cá và vít
giữ, độ cứng vững cao.
Góc sau của dao tiện định hình hình lăng trụ có thể chọn được lớn ,
gia công chi tiết đạt độ chính xác cao đồng thời có thể khắc phục
được sai số loại 2 còn sai số loại 1 cũng có thể khắc phục được.

b/ Nhược điểm:
- Chế tạo mặt lăng trụ khó hơn mặt tròn xoay.
- Khó gia công các mặt lỗ định hình.
1.2Chọn điểm cơ sở.

Để thuận tiện tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc: Điểm cơ
sở là điểm ngay tâm chi tiết hay xa chuẩn hẹp nhất.
Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở như hình vẽ:

2


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

1= 1'
i =2

3'

25

17
14

30

36

30

2'
25

1 = 1'
4'
5'

36

6'

38

3

Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

1.3. Chọn góc trước γ và góc sau α .
2
Với vật liệu gia công là phôi thanh thép tròn C45 có σ b =600 N/mm ,
theo bảng 3.1/16 ta chọn:

γ = 20 o
α = 12 o

1.4. Chọn cách giá dao.

Do chi tiết không yêu cầu cao về độ chính xác, do vậy ta chọn cách
giá dao thẳng.
1.5 Chọn các kích thước cơ bản của dao tiện:

Căn cứ vào chiều sâu lớn nhất của chi tiết:

( d max − d min )

40 − 25
= 7,5
2
=
(mm)

2
tmax=
Tra bảng 3.2/19 ta chọn được các kích thước cơ bản của dao như sau:

B
19

H
75

Kích thước dao(mm)
E
A
6
25

F
15

r
0,5

Chuôi (mm)
d
M
6
34,46

1.6 Tính toán chiều cao hình dáng prôfin dao.

Xét đểm i bất kỳ trên prôfin của chi tiết ta có điểm i’ tương ứng trên
prôfin dao. Gọi chiều cao prôfin của dao tại điểm i’ là h i . Theo hình vẽ ta
có:
.

h i = ξ i cos(α + γ )
ξ i = ci − B

c i = ri cos γ i
o
B = r 1 cos γ 1 = 5 * cos 20 = 4,698 (mm)

4


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Ta có: A = r 1 sin γ 1 = ri sin γ i
⇒

⇒

Sin

γi =

r1
sin γ 1
ri

r

γ i = arcsin 1 sin γ 1 
 ri



r

ξ i = ri cos arcsin 1 sin γ i  − r1 cos γ 1
 ri



⇒




r

hi = ri cos arcsin 1 sin γ i  − r1 cos γ 1  cos(α + γ )


 ri



⇒

• Tính cho điểm 1-5:

r = r1 = 12,5 mm
γ = γ =200
1

⇒ A = r 1 sin γ 1 = 12,5* Sin 20 o = 4,275 (mm)
B = r 1 cos γ 1 = 11,746 (mm)
C1 = B = 11,746 (mm)
⇒ ξ1 = h1 = 0

• Tính cho điểm 2-3:

r2 = r3 = 15 (mm)
Sin

γ2 =

r1
12,5
sin γ 1 =
sin 20 o = 0,285
r2
15

⇒ γ 2 = 16,56
B = r 1 cos γ 1 =

11,746 (mm)

C2 = r 2 cos γ 2 = 14,378 (mm)
⇒ ξ 2 = C 2 − B = 14,378 − 11,746 = 2,632 (mm)
o
o
h2 = h3 = ξ 2 cos(α + γ ) = 2,632 cos(12 + 20 ) = 2,232 (mm)

Tương tự tính cho các điểm còn lại ta được kết quả như sau:
Điểm

ri (mm)

A (mm)

Sinγ

γi

Ci (mm)

τi (mm)

hi (mm)

1-4

12.5

4.275

0.342

20

11.746

0

0

5


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp
2-3

15

0.285

16.56

14.378

2.632

2.232

5-6

19

0.225

13.004

18.513

6.767

5.739

7-8

18

0.238

13.74

17.485

5.739

4.867

9

20

0.214

12.343

19.538

7.792

6.608

Từ đó ta có hình dạng prôfin theo tiết diện vuông góc với mặt sau
như hình (a):
- Ta chọn prôfin như tiết diện trùng với mặt trước như hình (b):
-

6
8
13

2

5

3

8

17

13

19

2.232

5

1

4

3
5.739

6.767

6

2

2.632

1

4

3
17

19

a/ Profin trong tiết diện trùng mặt trước

b/ Profile trong tiết diện vuông
góc mặt sau

1.7 Tính toán chiều rộng lưỡi cắt.

Phần phụ prôfin của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho
ng/công cắt đứt ra khỏi phôi có kích thước như hình vẽ dưới đây:
Chọn kích thước của phần phụ như sau:

6

3


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

b

g

d

cf

a=b = 1
g : Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt.
Chọn g = 2 mm
f : Chiều rộng vát
của chi tiết.
Chọn f = 1mm
c= f+g+1=4 (mm)
ϕ1 = 45o ; ϕ =45o
 50 34 
 − 

d=  2 2  tg ϕ1 +2

= 10(mm)

⇒ Chiều dài của dao:

L = L c+a+g+b+d+c+f = 36+1+2+1+4+10+1 =55 (mm)

1.8 Điều kiện kỹ thuật.
- Vật liệu dao: Thép P18
- Độ cứng sau nhiệt luyện: HRC 62-65
- Độ bóng: +Mặt trước: R a = 0,32

+Mặt sau: R a = 0,63
7


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

+Mặt tựa trên thân dao thấp hơn 0,63
- Sai lệch góc sắc:
+Sai lệch góc trước γ = 20o ± 1
+ Góc sau: ϕ = 45o ± 1
- Nhãn hiệu dao: P18BKHN

8


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

PHẦN 2: DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

7

10

2.1 Phân tích chi tiết gia công và chọn vật liệu làm dao:

10
30

Hình 6: chi tiết
- Vật liệu gia công thép 40x, = 650 N/
- Bề mặt gia công là mặt định hình gồm mặt cong và mặt phẳng , ta
sử dụng dao phay định hình để gia công bề mặt đó.
- Dao phay định hình cho năng suất cao , cắt với lượng dư lớn. Tuy
nhiên lực cắt lớn ảnh hưởng đến độ bền của dao và độ chính xác gia công.
- Để cải thiện tính năng cắt gọt ta sử dụng dao phay định hình hớt
lưng một lần có góc trước γ>0. Chiều cao profile lớn nhất hcmax = 10mm,
chiều rộng rãnh L = 30mm.
- Ta chọn vật liệu làm dao thép P18.
2.2 Xác định góc trước và góc sau của dao:

- Góc trước ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt : góc trước nhỏ lực cắt
lớn, nhiệt cắt lớn, thoát phoi kém… Góc trước lớn cải thiện được các điều
kiện cắt trên nhưng dao kém cứng vững.
- Từ vật liệu gia công có = 650 N/,vật liệu làm dao thép P18 và chế độ
gia công thô chọn góc γ=
- Góc sau ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công , lực cắt. ta
chọn góc sau chính α=

2.3 Đường cong hớt lưng:

-Dao phay có đường cong hớt lưng đảm bảo được profile lưỡi cắt không
đổi sau mỗi lần mài sắc lại theo mặt trước.
- Góc sau không đổi sau mỗi lần mài sắc lại theo mặt trước.
- Theo tính toán đường cong hớt lưng là cong logarit ρ= .
- Đường cong logarit khó chế tạo cam hớt lưng , ứng với mỗi đường kính
dao phay khác nhau ta phải chế tạo cam hớt lưng riêng.
- Do đó ta thay đường cong logarit bằng đường cong Ácimet ρ= b.θ
9


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

- Đường cong acsime ban kinh tỉ lệ thuận với goc quay θ, bước của
đường xoắn là không đổi, do đó dễ chế tạo cam hơt lưng, một cam hớt
lưng có thể sử dụng hớt lưng cho nhiều dao có đường kính khác nhau.
- Với một răng dao phay phương trình đường xoắn Acsimet ở đỉnh có
dạng : = R- .
- Lượng hớt lưng K,
Trong đó:
+ D là đường kính đỉnh dao phay
+ là góc sau tai đỉnh
+ Z số răng dao phay
+ bán kính ngoài dao phay
+θ góc độc cực
+ρ bán kính tọa độ độc cực.
2.4 Xác định kích thước dao phay:

2.4.1 Chọn loại rãnh thoát phoi

- Rãnh thóat phoi có ý nghĩa trong quá trình thoát phoi, ảnh hưởng
đến quá trình cắt gọt .
- Rãnh thẳng chế tao đơn giản, thoát phoi kém, độ bền răng dao không
bền
- Rãnh nghiêng chế tạo phức tap, thóat phoi tốt, độ bền răng đảm bảo
bền đều.
- Với chi tiết cần gia công có bề rộng B= 32 mm tương đối lớn, và để
chế tạo đơn giản ta chọn dao rãnh thẳng
* Các thông số của dao:
- Chiều rộng dao phay B= L+ 2 = 30+ 2= 32mm.
- Từ kích thước hcmax = 25mm
- Tra bảng được các thông số:
D
180

h

Z
2427

172

10

K

H

9,5

92

60

80

52

Dao là hớt lưng một lần bằng tiện. Do không có yêu cầu cao về độ
chính xác của profile dao cần chế tạo.
10

44

r
1.5


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

2.5 Tính toán xác định profile dao :
5.1) Sơ đồ tính toán và sơ đồ chia

12

1

11

3

2

4

10
9
8
7
6
5

Li

1
1

11

10

12

11

A

hcx

12d

12

M

10

o

HÌnh 7: Sơ đồ
chia

Hình 8 : Sơ đồ tính toán dao phay
* Thiết lập công thức tính toán:
* ) Profile trong tiết diện trùng với mặt trước là: AM
+Xét ΔAOM có:
11


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

AM

sin θ x

=

OM
Rx
=
sin γ sin γ

AM
→ sin θ x

=

( R − hx )
sin γ
→

( R − hx ).sin θ x
sin γ
+Xét ΔAOM có:
OM
R
R.sin γ
R.sin γ
=
→ θ x = sin −1 (
) − γ → θ x = sin −1 (
)−γ
sin γ sin(γ + θ x )
OM
( R − hx )

AM =

( R − hx ).sin θ x
= htx
sin

γ
Vậy ta tính được
*)Tinh profile trong tiết diện chiều trục là :
= - Δx
K .Z .θ x
K .Z .θ x

AM =

→ hcx = hx −
360
Có Δx= 360
Với K: là lượng hớt lưng .
Z số răng dao phay
chiều cao profile chi tiết tại các điểm
chiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục
chiều cao profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước
*) Tinh tọa độ các điểm trên profile chi tiết
+ Đoạn 11- 12 trên profile chi tiết là đoạn được gia công bởi đỉnh dao
phay.
+ Lấy điểm 11 là điểm cơ sở ta xác dịnh , của các điểm còn lại.

+ Trên profile có cung tròn: Ta chia cung tròn thành 9 cung tròn
nhỏ ứng với 10 điểm, 9 cung tròn mỗi cung tạo với góc ở tâm O 1
góc
* Tính toán tai profile trên các tiết diện tai các điểm:
K=9.5 ; Z=10 ; R=90 ; γ= ; =17 ( R là bán kính dao phay)
• Tại điểm 1:
h1= 0 L1 = 0
+)

+)
(mm)
+)
* Tính tương tự cho các điểm còn lại với:
Các điểm trên đoạn cong có:

12


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

* Bảng số liệu tính toán:

Bảng 2: Kết quả tính toán dao phay định hình.

Điểm

hi

Li

Өi

hti

hci

1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11
12

0
0.965
1.981
3.041
4.141
5.274
6.433
7.613
8.806
10.000
0
7.000

0
0.715
1.355
1.918
2.399
2.796
3.107

3.331
3.465
3.510
16.490
26.490

0
0.152
0.318
0.496
0.688
0.893
1.112
1.343
1.587
1.842
0
1.222

0
0.980
2.012
3.091
4.210
5.363
6.544
7.746
8.964
10.183
0

7.121

0
0.936
1.919
2.945
4.007
5.100
6.217
7.352
8.497
9.642
0
6.762

13


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Profine dao trong tiết diện trùng mặt trước

Profine dao trong tiết diện chiều trục

14


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp
2.6 Yêu cầu kỹ thuật của dao:

- Vật liệu phần cắt : Thép P18 , tôi đạt độ cứng 65HRC.
- Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62- 65HRC.
- Phần thân : thép C45, độ cứng sau nhiệt luyện đạt 35-42 HRC.
- Độ bóng: + Mặt trước lưỡi cắt đạt Ra≤ 0,63µ.
+ Mặt sau lưỡi cắt đạt Ra≤ 0,63µ
+ Các mặt còn lại đạt Ra≤ 1,25µ
-Độ đảo mặt đầu ≤0,03mm
- Độ đảo hướng kính các lưỡi cắt ≤0.03mm.
- Ký hiệu dao: DPDH γ= K=12 P18 DHBKHN.

PHẦN 3: THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ
TRÒN
Yêu cầu thiết kế:
Đường kính trước khi chuốt: d 0=21 mm
Đường kính sau khi chuốt: d= mm
Chiều dài lỗ cần chuốt: L=40 mm
Vật liệu dao chuốt g/công:Gang 32-52 HB=210
3.1 Phân tích chi tiết, chọn sơ đồ cắt:

Chọn dao với đường kính danh nghĩa lỗ sau chuốt:22(mm)
Cấp chính xác của lỗ sau chuốt: 9
Chiều dài lỗ chuốt: 40(mm)
Vật liệu chi tiết: Gang
Do đó chọn sơ đồ cắt theo sơ đồ chuốt lớp.

15


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

3.2 Vật liệu làm dao chuốt:

Dao chuốt làm từ 2 loại vật liệu phần đầu dao (hay phần cán) làm bằng
thép kết cấu thép 45.
Phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở về sau) làm bằng thép
gió P18.
3.3 Phần răng cắt và sử dụng:

Dao chuốt chia ra làm 5 phần lớn
- Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần răng (III)
gồm phần răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng.
- Phần dẫn hướng phía trước (II).
- Phần dẫn hướng phía sau (IV).
- Phần đo (V) (thường có đối với dao chuốt dài).
- Phần răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt nó được thiết kế trước để
làm cơ sở cho các phần khác, kích thước răng, số lượng mỗi răng, đường
kính các răng.

16


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

3.4 Lượng nâng của răng Sz:

Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước 1 lượng S z gọi là lượng nâng
của răng, lượng nâng thay đổi theo bước tiến dao.
Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau (trừ 1 vài
răng đầu tiên) trên phần răng cắt tinh, lượng nâng của răng giảm dần. Trên
phần răng sửa đúng lượng nâng của răng bằng 0.

Tra bảng 4.3.1 ta được lượng nâng của răng cắt thô Sz.
Với dao chuôt lỗ trụ:
Gang HB=210 → Sz = 0,03 ÷ 0,1(mm)
Ta chọn lượng nâng Sz = 0,05mm
Sau các răng cắt thô là các răng cắt tinh. Số răng cắt tinh thường chọn từ
2 ÷5 răng. Thông thường chọn 3 răng cắt tinh, với lượng nâng lần lượt là
0,8Sz, 0,6Sz, 0,4Sz với răng cắt tinh cuối cùng không uốn nhỏ thua 0,015
(mm) để tránh hiện tượng miết kim loại.
Khi đó lượng dư khi cắt tinh.
Atinh = Sz1+ Sz2 + Sz3
= (0,8 + 0,6 + 0,4).0,025
= 0,09mm
Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng bằng đường kính răng cắt
tinh cuối cùng.

3.5 Lượng dư gia công:

Lượng dư gia công được cho theo yêu cầu công nghệ, trị số lượng dư
phụ thuộc chiều dài lỗ chuốt, dạng gia công trước khi chuốt.
Tra bảng 3.4.2 ta xác định được kích thước lỗ trước khi cuốn (dmin)
Với chiều dài lỗ: 30(mm)
17


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Đường kính lỗ sau khi chuốt: 40(mm)
Lượng dư theo bán kính để chuốt lỗ trụ: 0,5265(mm)
Tính lượng dư:
Như vậy lượng dư của cắt thô là:

Athô =A – Atinh = 0,5265 – 0,09 = 0,4365 mm.
3.6 Kết cấu răng và rãnh:

Răng và rãnh được thiết kế sao cho đủ độ bền, phoi đủ bền, đủ không
gian chứa phoi, tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo.
- Profin dọc trục:
Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây. Vì vậy dạng
rãnh được thiết kế có loại cung tròn nội tiếp để phoi dễ cuốn.
- Răng cắt thô:
Dạng răng và rãnh được đặc trưng bằng các thông số sau:
Chiều sâu rãnh h.
Bước răng t.
Cạnh viền f.
Chiều rộng lưng răng c.
Bán kính rãnh R, r.
Góc trước γ.
Góc sau α.
Bước lưng răng η.
t
b

α

f

γ

Chiều sâu rãnh hay chiều
cao rãnh h, bước răng t được thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi.
Nếu xem gần đúng rãnh thoát phoi như hình tròn có đường kính h thì tiết

1
F = .π .h 2 (mm 2 )
4
diện rãnh sẽ là:
h ≥ 1,13 L.S z .K

Với
Với: Lượng nâng của răng: Sz = 0,05
Vật liệu gia công là Gang:
18


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Chọn K = 2
→ CHọn h=3
Bán kính cong của rãnh được chọn theo kinh nghiệm:
⇒ Chọn t =8
t= (2,5÷ 2,8 )h
⇒ Chọn R = 5 mm
R = (0,65 ÷ 0,8).t
⇒ Chọn r = 2 mm
r = (0,5 ÷ 0,75).h
⇒ Chọn b = 3 mm
b = (0,25 ÷ 0,4).t
Cạnh viền f chọn:
Để tăng tuổi bền của dao mặt sau được mài theo cạnh viền f ở các
răng cắt f = 0,05(mm) ở các răng sửa đúng f = 0,2(mm).
Góc trước γ: VL gang nên
Chọn γ = 80

Góc sau ở dao chuốt (trong) phải chọn nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm
đường kính sau mỗi lần mài lại làm tăng tuổi thọ của dao, góc sau được
chọn:
Răng cắt thô : α =30 ÷ 30,30’
* Răng cắt tinh:
Ta có SZ max= 0,04.
h ≥ 1,13 K.Sz.L = 1,13 2.0,04.40 = 2,02
Chọn h= 2.
Các kích thước khác:
t=(2,5÷2,8)h
r=(0,5÷0,55)h
b=(0,3÷0,4)t
R=(0,65÷0,8)t

(mm)

Chọn t=5 mm
Chọn r=1 mm
Chọn b=2 mm
Chọn R=4 mm

Chọn γ = 8 0.
α=20.
* Răng sửa đúng:
Ta tính theo lượng nâng tối thiểu S Z min= 0,015 mm
h ≥ 1,13 K.Sz.L = 1,13 2.0,015.40 = 1,31 (mm)
Chọn h=1,5.
Các kích thước khác:
t=(2,5÷2,8)h
Chọn t=4 mm

r=(0,5÷0,55)h
Chọn r=1 mm
b=(0,3÷0,4)t
Chọn b=1,5 mm
19


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

R=(0,65÷0,8)t

Chọn R=3 mm

Chọn γ = 8 0.
α=10.
* Để tăng tuổi bền của dao mặt sau được mài thêm cạnh viền f:
Ở các răng cắt:
f=0.05mm
Ở các răng sửa đúng: f=0,2 mm
- Profin mặt đầu (trong tiết diện vuông góc với trục).
Trong tiết diện này, dao chuốt lỗ trụ có lưỡi cắt là những vòng tròn đồng
tâm lớn dần theo lượng nâng. Để phoi dễ cuốn vào rãnh, lưỡi cắt chia thành
những đoạn nhỏ, sao cho chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6(mm).
Với đường kính dao 30 ÷ 35(mm).
⇒ Số rãnh bằng 18
Ở dao chuốt lỗ, đường kính đáy rãnh Di lớn dần về phía sau 1 lượng là:
2.Sz = 2.0,02= 0,04(mm)
- Số răng dao chuốt và đường kính của chúng:
Số răng cắt thô:
Z th =

Z

'
th «

Ath
+1
Sz

0,4365
+ 1 = 9,64
= 0,05

Ta thấy với phần dư của phép chia là q=0,0365 > 0,015
Vậy chọn số răng cắt thô Zth= 10 răng
Số răng cắt tinh Ztinh=3
Số răng sửa đúng
Tra bảng 5.8. Với cấp chính xác 9
⇒ Zsd = 5 ÷ 6 răng chọn 5 răng.
- Số răng cùng cắt lớn nhất:

3.7. Đường kích các răng dao truốt :

Từ các công thức :
Răng cắt thô
D 1 = Dmin (q>0,015)
D 2 = D1 + 2.q
D 3 = D2 + 2.Sz
20

Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

…
D 10 = D9 + 2.Sz
-

Răng cắt tinh
D 11 = D10 + 2. Sztinh1
D 12 = D11 + 2. Sztinh2
D 13 = D12 + 2. Sztinh3

-

Răng sửa đúng

D 14 =D15= D16= D17= D18
Ta có bảng tính toán đường kính các răng như sau:
Răng cắt thô
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10

21
21.073
21.173
21.273
21.373

Răng cắt tinh
D11
D12
D13

21.953
22.013
22.053

Răng sửa đúng
D14
D15
D16
D17
D18

22.053
22.053
22.053
22.053
22.053

-

Kiểm
tra sức
bền
dao
chuốt:
21.473
Sơ
21.573
đồ
21.673
chịu
21.773
lực:
21.873
Mỗi
răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng. Thành phần hướng kính P y
thành phần hướng vào tâm dao. Tổng hợp các lực P y của các răng sẽ triệt
tiêu thành phần lực 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.

21


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Lực cắt thành phần Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng. Song
trường hợp này ít xảy ra lực cắt tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy
răng đầu tiên. Điều kiện bền xác định ở mặt cắt A-A.
σk =

P
4. P
=
≤ [σ bk ]
2
F π . Di1

Di1 đường kính đáy răng đầu tiên
Di1 = Dmin - 2.h = 21 - 2.3,0 = 15 (mm)
P lực cắt tổng hợp khi chuốt
P = q.B.Z0.K (N)
q lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm)
Tra bảng 5.11
Với lượng nâng của răng Sz = 0,05(mm).
⇒ q = 103(N/mm).
K trị số điều chỉnh
Tra bảng 5.10
⇒ K = 0,93.
B tổng chiều dài lưỡi cắt của một vòng răng
B = 6(mm).
Nhân biểu thức với 6 vì q tính trên 1 đơn vị chiều dài
⇒ P = 6.103.6.7.0,93 = 6.4109.7(N).
σk =

6.4109, 7.4
= 25, 64( N / mm 2 )
2
π .35

Với vật liệu làm dao là thép gió: [σkb] = 350 ÷ 400(N/mm2) do đó thỏa mãn
độ bền kéo.
3.8 Phần đầu dao:

Phần đầu dao gồm đầu kẹp l1, cổ dao l2, côn chuyển tiếp l3
Xác định phần đầu kẹp
σ bk =

4. p
≤ [σ bk ]
2
π .D

Với P = 24658,2(N)
[σbk] = 200(N/mm)
⇒ D '1 ≥

4. p
π .[σ bk ]

4.24658,2
= 12,53
π .200
⇒ D1 ' = 15(mm)
D '1 ≥

Tra bảng 5.13 ta được các thông số sau:
22

Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Đầu kẹp
D1 D’1
20 15

d
4

f
5

a1
10

a2
0,5

a3
25

a
16

l1
75

Cổ đỡ phía sau
D7 e7
f1

10 16 1

f2
1

L1

D4

D2

D1

D'1

- Phần cổ dao và côn chuyển tiếp:
Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ
D2 = D1 - (1 ÷ 3).
⇒ D2 = 20 – 2 = 18(mm).
* Kích thước chiều dài dao chuốt:

L2

L3

L5

L4
L0

Khoảng cách chiều từ đầu dao đến răng cắt đầu tiên:
L= L 1+ L 2+ L 3+ L 4+ L5+ L6
Trong đó:
-L1: Chiều dài phần đầu kẹp. L1=75 mm.
-L3: Chiều dài phần côn chuyển tiếp.
L3=0,5.D1=0,5.20=10 (mm)
-L2: Chiều dài phần chuyển tiếp.
L2=Lh+Lm+Lb-L3=5+20+10-10=25 (mm)
Với Lh=50, Lm=20, Lb=10 lần lượt là chiều rộng khe hở,
chiều dày thành dao và bạc gá.
-L4: Chiều dài phần dẫn hướng.
L4=(0,8÷1)Lchitiết=35 (mm)
-L5: Chiều dài phần răng chuốt.
L5=10.8+3.5+5.4=115 mm
-L6: Chiều dài phần đuôi dao.
L6=(0,2÷0,7)L chitiết= 20 mm
→ Chiều dài dao:
L= 75+25+10+35+115+20=280 mm
-

23

L6


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

* Lỗ tâm dùng trong chế tạo và mài lại dao

Tra bảng 4.9 ta được các thông số sau:

Kích thước lỗ lâm
d
D
2,5
6

L
6

L1
3

L2
0,8

3.9 Yêu cầu kỹ thuật:

- Vật liệu làm dao là thep P18, do dao có đường kính lớn hơn 10 (mm) nên
đầu dao làm bằng thép 45.
- Độ cứng phần răng, phần dẫn hướng phía sau HRC 58 ÷ 62
- Độ cứng phần dẫn hướng phía trước HRC 58 ÷ 62
- Độ cứng phần đầu dao HRC 40 ÷ 47
- Độ nhẵn bề mặt
Cạnh viền của răng sửa đúng Ra = 0,32
Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc của lỗ lâm, mặt dẫn
hướng có Ra = 0,65
Phần trụ ngoài của đầu dao, chia rãnh phoi có Ra = 1,25
Các mặt không mài Ra = 2,5
Sai lệch bước chiều cao răng, bán kính rãnh theo cấp chính xác Js15
- Sai lệch đường kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh cuối cùng) như sau:

Với Sz = 0,025 < 0,04(mm) sai lệch theo hs.
- Sai lệch đường kính 2 răng cắt tinh cuối cùng và các răng sửa đúng lấy
theo h5.
- Độ đảo của các răng, các phần định hướng, phần đầu dao không vượt
quá trị số tuyệt đối của dung sai đường kính tương ứng.
- Sai lệch góc cho phép không được vượt quá.
24


Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp

Góc trước ±10
Góc sau của răng cắt ±30’.
Góc sau của răng sửa đúng ±15’.
Góc sau của đáy rãnh chia phoi ±30’.
- Cạnh viền của răng sửa đúng có chiều rộng là f = 0,2(mm).

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Thiết kế dụng cụ công nghiệp:GS.TSKH.BÀNH TIẾN LONG
PGS.TS.TRẦN THẾ LỤC
PGS.TS TRẦN SĨ TÚY
2.Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại:
TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG
PGS.TS. TRẦN THẾ LỤC
TS. LÊ THANH SƠN
3.Thiết kế dụng cụ cắt kim loại(tập 1,2):Dịch từ tiếng nga
4.Nguyên lí cẳt (NGUYỄN DUY;TRẦN SĨ TÚY;TRỊNH VĂN TƯ)
5.Tài liệu từ internet.
6.Bài giảng hướng dẫn thiết kế dụng cụ kim loại.

25