Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Dao tiện tròn, Dao chuốt, Dao phay đĩa Modul

PHẦN 1. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH
1.1 Phân tích chọn dụng cụ gia công
1.1.1 Phân tích chi tiết gia công
Chi tiết gia công làm từ thép CT45 có σ b = 750 Mpa, mặt ngoài bao gồm mặt
đầu và các mặt tròn xoay: mặt trụ, mặt côn, mặt cong tròn lõm.

Đây là chi tiết tương đối điển hình, kết cấu của chi tiết cân đối, độ chênh lệch
đường kính không quá lớn. Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profile quá nhỏ
hoặc bằng không.
Do chi tiết có cả mặt côn và mặt cong nên dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không
song song với đường tâm chi tiết
* Ở đây để xác định cung tròn tương đối chính xác ta sẽ lấy các điểm trên cung
tròn. Vì cung tròn có tính chất đối xứng nên ta chỉ xét với một nửa cung tròn. Lấy
10 điểm từ (4 13). Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với
tâm cung tròn như hình vẽ, ta có phương trình đường tròn có dạng: x2 + y2 = 242

1


2
2
 Tung độ của điểm thấp nhất cung tròn là: y3  24 16  17,89 (mm)

 Tung độ của điểm cao nhất cung tròn là: y8  24 (mm)
 Tung độ các điểm được chia trên cung tròn: yi
Ta thiết lập công thức tính chiều cao profile các điểm trên cung tròn so với điểm
2
2

y


y

y

24

x
17,89
3
i
i
i
thấp nhất của cung tròn:

Bán kính chi tiết tại các điểm: ri  28  yi
Lập bảng giá trị
Điểm
4
5
6
7
8

xi (mm)
12
9
6
3
0

yi

2,89
4,36
5,35
5,92
6,11

(mm)

ri (mm)
25,11
23,64
22,65
22,08
21,89

2


1.1.2 Chọn dụng cụ gia công
Chọn dao: Chọn dao tiện định hình hình đĩa do chế tạo đơn giản hơn dao tiện
định hình lăng trụ, tuổi thọ dao lớn hơn, dễ mài dao và được chế tạo nguyên khối.
Như phân tích ở phần trên, chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ mắc phải
sai số do lưỡi cắt không song song với đường cong chi tiết. Để khắc phục sai số,
người ta thường sử dụng cách gá nâng để dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi
tiết. Tuy nhiên do kích thước của chi tiết gia công nhỏ, độ chính xác của chi tiết
không yêu cầu quá cao nên ta có thể bỏ qua sai số này.
Với chi tiết này, ta chọn cách gá dao thẳng để giảm độ phức tạp khi chế tạo.
Vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công là thép CT45. Để nâng cao chất

lượng và năng suất cắt, ta chọn vật liệu làm dao là thép gió P18.

1.2 Chọn điểm cơ sở
Với việc gia công chi tiết bằng phương pháp tiện ngoài nên ta chọn điểm cơ sở
của chi tiết là điểm xa chuẩn kẹp nhất ( đối với dao) hay là điểm gần tâm chi tiết
nhất vì tại đó góc sau nhỏ nhất và góc trước lớn nhất có lợi cho việc gia công. Vậy
ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở.

1.3 Chọn góc trước và góc sau
Vật liệu chi tiết là thép CT45 với σb = 750 Mpa
Tra bảng 3.1 (1) ta có góc trước và góc sau của dao được chọn tại điểm cơ sở là α =
12 và γ = 20

1.4 Tính kích thước kết cấu của dao tiện định hình hình đĩa
Chiều sâu cắt lớn nhất của profile chi tiết:

t max 

Dmax  Dmin 56  24

 16
2
2
(mm)

Tra bảng 3.3 (1) ta có bảng thông số kết cấu dao tiện định hình hình tròn:

3

tmax
(mm)
16

D

Kích thước dao (mm)
d
d1
b
K

r

Kích thước đầu dao (mm)
d2
l2

90

22

2

45

34

21

5

5

1.5 Tính toán chiều cao profile dao
a) Chiều cao profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước của điểm i so với điểm
cơ sở ( i )
�A  r1.sin 
�
�B  r1.cos 
�  C  B
i
Xét OG10 vuông tại G ta có: �i
�
Ci  ri .cos  i
�
�
A  r .sin  i
Xét OGi vuông tại G ta có: � i

� A  r1.sin   ri .sin i
�r1
�
� i  arcsin �
.sin

�
�r
�
�i

�
�
�
�r1
�
�
� Ci  ri .cos �
arcsin �
.sin

�
�r
�
�
�
i
�
�
�

Vậy

�

�
�
�r1
�
� r1.cos 
i  ri .cos �

arcsin �
.sin

�
�r
�
�
�
�i
�
�
�

b) Chiều cao profile dao trong tiết diện vuông góc mặt sau của điểm I so với điểm
cơ sở (hi)
Đặt i   i  i
�
H
R.sin(  )
�
sin i
�� R i 
sin i
H  R.sin(   ) �
�

Ri 

Có:
Với:

tan i 

H
R.sin(  )

E  i R.cos(  )  i
4


� R.sin(  ) �
� i  arctan �
�
�R.cos(   )   �
i�
�

Vậy

hi  R  R i  R 

R.sin(   )
sin i

c) Bảng tính các thông số
Điểm
1
2,3,13,14
4,12
5,11

6,10
7,9
8

ri (mm)
12
28
25,11
23,64
22,65
22,08
21,89

i

i

(mm)

16,42
13,50
12,00
11,00
10,42
10,23

47,64
44,04
42,35
41,28

40,68
40,49

()

hi (mm)
12,73
10,70
9,60
8,85
8,42
8,27

1.6 Tính toán chiều rộng lưỡi cắt
Phần phụ profile của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt
đứt ra khỏi phôi có kích thước như sau:


1 =



=

45: góc của đoạn lưỡi xén mặt đầu

45: góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt

 t = 3 mm: chiều cao của lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt
 Lc = 72 mm: chiều rộng đọan lưỡi cắt chính

 a = 4 mm: chiều rộng đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt chính
 b = 2 mm: chiều rộng đoạn luỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt
 c = 2 mm: chiều rộng đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết
 d = 1 mm: chiều rộng vát mép
Vậy chiều rộng lưỡi cắt: L = Lc + a + b + c + d = 72 +4 +2 +2 +1 = 81 (mm)

5


1.7 Điều kiện kỹ thuật
 Vật liệu: Thép gió P18
 Độ cứng sau nhiệt luyện: HRC 62÷65
 Độ nhám bề mặt:
— Mặt trước và mặt sau 0,32 µm
— Các mặt khác trên thân dao 0,63 µm
 Sai lệch các góc:
— Góc sau α = 12±30’
— Góc trước γ = 20±30’
— 1 = 20± 30’
—  = 20± 30’

6


PHẦN 2. THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA
2.1 Phân tích chung
2.1.1 Phân tích chi tiết gia công
Chi tiết gia công là lỗ then hoa có chiều dài lỗ chuốt L = 25 mm, vật liệu gia
công là thép CT45 có σb = 750 Mpa, với các thông số kích thước:

D  8x46x50

H7 F8
x9
f7 f7

Đây là lỗ then hoa định tâm theo đường kính ngoài D, gồm có 8 then, đường
kính vòng trong 46 mm, đường kính vòng ngoài 50 mm, chiều rộng rãnh then 9
mm.
Hình dạng lỗ chuốt:

2.1.2 Sơ đồ chuốt
Ta có thể chọn các sơ đồ chuốt như chuốt theo mảnh, chuốt ăn dần, chuốt lớp.
Đối với yêu cầu gia công chi tiết như đề bài, ta chọn sơ đồ chuốt lớp như hình vẽ để
chế tạo dao dễ dàng.

7


2.1.3 Chọn dao
Để nâng cao độ chính xác cho lỗ then hoa, ta chọn dao chuốt kéo, khi đó lực sẽ
tác dụng vào đuôi dao và kéo nó.
Dao chuốt kéo được chế tạo từ 2 loại vật liệu:
 Phần đầu dao (phần cán dao) làm từ thép kết cấu: C45
 Phần phía sau (phần định hướng trước trở về sau) làm bằng thép gió: P18

2.2 Thiết kế dao chuốt
Cấu tạo dao chuốt gồm các phần sau:
 Phần đầu dao gồm: đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp.
 Phần răng gồm: răng cắt thô, răng cắt tinh và răng sửa đúng.

Ta sẽ đi thiết kế lần lượt các thành phần của dao chuốt.
2.2.1 Phần răng cắt và phần sửa đúng
Phần răng cắt là phần quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước để
làm cơ sở cho các phần khác. Thiết kế phần răng gồm xác định dạng profin răng,
kích thước răng, số lượng mỗi dạng răng, đường kính các răng,…
2.2.1.1 Lượng nâng của răng
– Trên phần cắt thô các răng có lượng nâng bằng nhau, trên phần cắt tinh lượng
nâng của răng giảm dần, trên phần răng sửa đúng các răng có lượng nâng bằng 0.
– Trị số lượng nâng của răng cắt thô phụ thuộc vào dạng lỗ gia công và vật liệu
gia công. Tra theo bảng 5.2(1), lỗ gia công là lỗ then hoa thường và vật liệu thép
8


CT45 (σb = 750 Mpa  75 KG/mm2 = 750 N/mm2 ) ta chọn lượng nâng Sz = 0,05
mm.
– Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3 răng, với lượng
nâng lần lượt là:
+ Sztinh1 = 0,8.Sz = 0,8.0,05 = 0,04 mm
+ Sztinh2 = 0,6.Sz = 0,6.0,05 = 0,03 mm
+ Sztinh3 = 0,4.Sz = 0,4.0,05 = 0,02 mm
– Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng, đường kính của các răng sửa
đúng bằng đường kính của răng cắt tinh cuối cùng, lượng nâng bằng 0.
2.2.1.2 Lượng dư gia công
– Lượng dư gia công theo đường kính được tính theo công thức:
A

(Dmax  d min )
2

Trong đó:

+ Dmax là đường kính của răng sửa đúng, cũng chính là đường kính lớn nhất của lỗ
sau khi chuốt kể cả sai lệch giới hạn trên của lỗ. Tra bảng 1(2) với 50H7 được
50+0,025 mm
+ dmin là đường kính của lỗ trước khi gia công, ở đây chi tiết định tâm theo đường
kính ngoài D nên lấy dmin theo đường kính trong của then, dmin = 46 mm
�

A

50,025  46
 2,0125
2
mm

– Lượng dư cho các răng cắt thô và răng cắt tinh gọi là lượng dư thô và tinh:
Lượng dư tinh: Atinh = Sztinh1+ Sztinh2 +Sztinh2 = 0,04 + 0,03 + 0,02 = 0,09 (mm)
Lượng dư thô: Athô = A – Atinh= 2,0125 – 0,09 = 1,9225 (mm)
2.2.1.3 Kết cấu răng và rãnh
Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng nhất của dao chuốt. Răng và rãnh được
thiết kế sao cho đủ bền và dễ chế tạo.
9


a) Profin dọc trục
Vật liệu cần chuốt là vật liệu cho phoi dây (thép CT45) nên ta chọn dao chuốt là
dao có dạng lưng cong dạng rãnh có hai cung tròn nối tiếp để phoi dễ cuốn.
Dạng răng và rãnh được đặc trưng bằng các thông số sau:
 Chiều sâu rãnh: h
 Chiều bước răng: t
 Cạnh viền: f

 Chiều rộng lưng răng: b
 Bánh kính rãnh: R, r
 Góc trước: γ
 Góc sau: α
— Diện tích dải phôi cuốn nằm trong rãnh sẽ là: FR = K.L.Sz (mm2)
Với L là chiều dài chi tiết ( L = 25 mm) và Sz là lượng nâng của răng.
Tra bảng 5.4(1) ta tìm được hệ số điền đầy răng K = 3,5
 Răng cắt thô Sz =0,05 mm
� FR = 3,5.25.0,05 = 4,375 (mm2)

Ta có h ≥ 1,13. L.Sz .K = 2,36. Chọn h = 2,4 mm
Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 2,8)h = (6 6,72) chọn t = 6
b = (0,3 0,4)t = (1,8 2,4) chọn b = 2
R = (0,65 0,8)t = (3,9 4,8) chọn R = 4,5
r = (0,5 0,55)h = (1,2 1,32) chọn r = 1,2
 Răng cắt tinh Sz =0,04 mm
� FR = 3,5.25.0,04 = 3,5 (mm2)
10


Ta có h ≥ 1,13 L.Sz .K = 2,1. Chọn h = 2,2 mm
Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 2,8)h = (5,5 6,2) chọn t = 5,5
b = (0,3 0,4)t = (1,65 2,2) chọn b = 2
R = (0,65 0,8)t = (3,575 4,4) chọn R = 4
r = (0,5 0,55)h = (1,1 1,21) chọn r = 1,1
 Răng sửa đúng Sz =0,02 mm
� FR = 3,5.25.0,02 = 1,75 (mm2)

Ta có h ≥ 1,13. L.Sz .K = 1,5. Chọn h = 1,5 mm
Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 2,8)h = (3,75 4,2) chọn t = 4
b = (0,3 0,4)t = (1,2 1,6) chọn b = 1,5
R = (0,65 0,8)t = (2,6 3,2) chọn R = 3
r = (0,5 0,55)h = (0,75 0,825) chọn r = 0,8
— Để tăng tuổi bền của dao, mặt sau được mài thêm cạnh viền f. Ở các răng cắt
f = 0,05 mm, ở các răng sửa đúng f = 0,2 mm.
— Mặt trước và mặt sau của dao đều là mặt côn, góc trước phụ thuộc vào vật
liệu gia công, tra bảng 5.5(1) ta chọn được = 12
— Góc sau phải chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính dao
chuốt sau mỗi lần mài lại, làm tăng tuooit thọ của dao. Góc sau được chọn
như sau:
 Răng cắt thô =3
 Răng cắt tinh = 2
 Răng sửa đúng = 1
11


b) Profin mặt đầu
– Do chiều rộng then là 9 mm tương đối lớn, để phoi cuốn vào rãnh, ta phải chia
lưỡi cắt thành những đoạn nhỏ. Bảng 5.7(1)
– Ở dao chuốt lỗ then hoa, đường kính đáy rãnh D i lớn hơn về phía sau một
lượng 2Sz. Để giảm ma sát trong quá trình cắt thì đường kính đáy trượt D t không
thay đổi trong cả phần có răng, được chọn nhỏ hơn đường kính phần định hướng
phía trước 1 mm: Dt =D – 1, với sai lệch theo e8
– Để giảm ma sát giữa lưỡi cắt phụ với thành lỗ then hoa, ta thiết kế thêm cạnh
viền f = 0,8 mm với góc nghiêng phụ 1 = 3
– Để thoát đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ thì chân răng có rãnh thoát đá
với bán kính lượn r = 1 mm có tâm nằm trên đường kính đáy trượt Dt

c) Số răng dao chuốt
 Số răng cắt thô:
Zthô 

A  A tinh
2,0125  0,09
1 
 1  39,45
Sz
0,05

Trong công thức có thêm 1 răng đó là răng cắt thô đầu tiên không tham gia
vào quá trình cắt, với lượng nâng bằng 0, có tác dụng sửa bavia mép lỗ
12


Lấy sơ bộ Zthô =39 răng
 Số răng cắt tinh: chọn Ztinh = 3 răng
 Số răng sửa đúng: lấy theo cấp chính xác gia công và loại dao chuốt.
Tra bảng 5.8(1) ta có Zsđ =5 răng
d) Số răng cùng cắt lớn nhất
Số răng cùng cắt được tính:
Zmax 

L
25
1 
 1  5, 2
t

6

Lấy Z max = 6 răng
Để sao định hướng tốt và không quá tải thì số răng đồng thời tham gia cắt nằm
trong khoảng 3 8 răng, trừ một số trường hợp đặc biệt cho phép 2 9 răng. Như vậy,
số răng đồng thời cắt thỏa mãn yêu cầu trên.
e) Đường kính các răng dao chuốt
Lượng dư gia công mà răng cắt thô cắt thực tế là:
�
A  A tinh �
�
2,0125  0,09 �
A th  �
.Sz  �
.0,05  1,9
�
�
0,05
�
�
� Sz
�

mm

Lượng dư cắt thô còn lại là: q  A thô  A th  1,9225 – 1,9 = 0,0225 mm
Do q = 0,0225 > 0,015 nên ta lấy thêm 1 răng cắt thô nữa. Khi đó tổng số răng
cắt thô của dao chuốt là Zthô = 39 + 1 = 40 (răng)
� Đường kính răng cắt thô:

D1 = Dmin
D2 = D1 + 2q mm
D3 = D2 + 2Sz mm
D4 = D3 + 2Sz mm
…
13


Ta có bảng đường kính các răng của dao chuốt:
Loại
răng
Răng

Thứ tự Đường

Sai lệch Loại

răng
kính
1
46
-0,018
2
46,045
cắt thô
3
46,145
4
46,245
5

46,345
6
46,445
7
46,545
8
46,645
9
46,745
10
46,845
11
46,945
12
47,045
13
47,145
14
47,245
15
47,345
16
47,445
17
47,545
18
47,645
19
47,745
20

47,845
21
47,945
22
48,045
23
48,145
24
48,245
f) Kiểm tra sức bền dao chuốt

răng

Răng
cắt tinh
Răng
sửa
đúng

Thứ tự Đường
răng
25
26
27
28
29
30
31
32
33

34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48

kính
48,345
48,445
48,545
48,645
48,745
48,845
48,945
49,045
49,145
49,245
49,345
49,445
49,545

49,645
49,745
49,845
49,925
49,985
50,025
50,025
50,025
50,025
50,025
50,025

Sai lệch

-0,009

– Mỗi răng cắt của dao chịu hai lực thành phần tác dụng. Thành phần hướng
kính Py hướng vào tâm dao, do tính đối xứng nên các thành phần lực P y sẽ triệt tiêu
14


lẫn nhau. Thành phần dọc trục Pz song song với trục chi tiết, tổng hợp các lực P z sẽ
là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao.
– Lực cắt tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng nhưng trường hợp này ít
xảy ra. Lực cắt tổng hợp P dễ làm dao đứt ở đáy răng cắt đầu tiên. Điều kiện bền
xác định ở mặt tiết diện hẹp nhất như sau:

kb 

Pmax � k �

�
Fmin � b �

Trong đó:
Fmin

– Diện tích nhỏ nhất, tính ở tiết diện đáy thứ nhất

Dc là đường kính lỗ chi tiết trước khi chuốt, h là chiều cao răng


Fmin  .(Dc  2h)2  .(46  2.2, 4) 2  1333, 2
4
4
Ta có:
(mm2)

Pmax – Lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt
Với dao chuốt rãnh then hoa thì

Pmax  Cp .Szx .b.n.Zmax .K  .K m .K n

Các hệ số tra bảng 5.9 và bảng 5.10(1) ta có
K

Cp

= 2300; x = 0,85; K n = 1; K m =1;

=1.

Lượng nâng của răng cắt thô Sz =0,05 mm
Số răng cùng cắt lớn nhất Zmax = 6 răng
Chiều rộng rãnh then b = 9 mm
Số rãnh then hoa n = 8
0,85
� Pmax  2300.0,05 .9.8.6.1.1.1  77864 (N)

Vậy

kb 

77864
 58, 4
1333, 2
(N/mm2) = 6 (kG/mm2)

�
k �
Tra bảng 5.12(1) ta thấy sức bền kéo cho phép của thép P18 là � b �=40 kG/mm2

do đó thỏa mãn độ bền kéo.

15


2.2.2 Phần đầu dao
2.2.2.1 Phần đầu kẹp
Điều kiện bền kéo của đầu kẹp
Với

kb 

4.P � k �
�
.D1'2 � b �

P  Sz .p.Zmax .�b

Tra bảng 5.11(1) ta có lực cắt đơn vị p = 160
Số răng cùng cắt lớn nhất Zmax = 6
Tổng chiều rộng cắt

�b  Z.b  8.9  72 (mm)

� P  0,05.160.6.72  3456 (KG)
� Đường kính eo thắt

D1' �

4.P
4.3456

 27,08
k
.6
.b

mm.

'

Chọn D1 = 32 mm

Tra bảng 5.13(1) ta có kích thước phần đầu kẹp:
'
Dung sai D1 lấy theo h11, dung sai D1 lấy theo f9.

D1
40

D1'
32

d
5

f
8

a1
14

a2
1

a3
32

a
20

l1
90

16


2.2.2.2 Phần cổ dao và côn chuyển tiếp
– Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ dao
D2 = D1 – 2 (mm) = 40 – 2 = 38 (mm), độ chính xác h11
– Chiều dài cổ dao l2 được tính từ điều kiện gá đặt:

l2  lg - l3  (lh  lm  lb ) -l3

Trong đó: lg ,lh, lm, lb lần lượt là chiều dài gá, chiều rộng khe hở, chiều dày thành
dao và bạc gá
Chọn lh = 10 (mm); lm = 25 (mm); lb = 15 (mm)
Chiều dài phần côn chuyển tiếp l3 với: l3 = 0,5.D1= 0,5.40 = 20 (mm)
� l2  (10  25  15)  20  30 (mm)

2.2.3 Các phần khác của dao
2.2.3.1 Phần định hướng phía trước
Phần này dẫn hướng dao lúc bắt đầu chuốt. Chiều dài l 4 không nhỏ hơn 40 mm,
thường lấy l4 = (0,81).lct = (0,81).25 =(2025). Chọn l4 = 40 mm
Đường kính D4 lấy bằng đường kính lỗ trước khi chuốt (cần hiểu là đường kính
vừa được dao trước chuốt sau), với dung sai theo e8 .
17


� D4 = 46 mm

2.2.3.2 Phần dẫn hướng phía sau
Đường kính phần dẫn hướng phía sau D5 lấy bằng đường kính răng sửa đúng với
sai lệch f7 � D5 = 50,025(mm)
Chiều dài phần này không nhỏ hơn 20 mm, l5 = (0,20,7).lct
� l5 = (0,20,7).25 =(517,5). Chọn l5 = 20 mm

2.2.3.3 Chiều dài dao
 Chiều dài phần răng cắt thô: Lthô = Zthô.tthô = 40.6 = 240 mm
 Chiều dài phần răng cắt tinh: Ltinh = Ztinh.ttinh = 3.5,5 = 16,5 mm
 Chiều dài phần răng sửa đúng: Lsđ = Zsđ.tsđ = 5.4 = 20 mm
Vậy tổng chiều dài dao:
L = l1 + l2 + l3 + l4 + Lthô + Ltinh + Lsđ + l5
L = 90 + 30 + 20 + 40 + 240 + 16,5 + 20 + 20 = 476,5 (mm)
Điều kiện bền: L  30 D4 = 30.50 = 1500 (mm). Thỏa mãn
2.2.3.4 Lỗ tâm
Lỗ tâm dùng trong khi chế tạo dao, dùng khi mài sửa lại. Tra bảng 5.14(1) ta có
kích thước lỗ tâm:
D1
40

d
3

D
7.5

L
7.5

L1

3.6

L2
1

18


2.3 Các điều kiện kỹ thuật của dao chuốt
2.3.1 Vật liệu
 Vật liệu phần cắt: thép gió P18
 Vật liệu đầu dao: thép C45
2.3.2 Độ cứng sau nhiệt luyện
 Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC = 6265
 Phần định hướng phía trước HRC = 6065
 Phần cán dao (phần kẹp) HRC = 4047
2.3.3 Độ nhám
 Độ nhám trên cạnh viền của răng sửa đúng  0,06 µm
 Độ nhám mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc của lỗ tâm, các bề
mặt định hướng  0,63µm
 Độ nhám ở mặt đáy răng, đầu dao, côn chuyển tiếp các rãnh chứa phoi
 1,25 µm
 Độ nhám các mặt không mài  2,5 µm
19


2.3.4 Độ đảo tâm theo đường kính ngoài của răng sửa đúng và răng cắt tinh
 Phần định hướng sau không vượt quá (về trị số tuyệt đối) trị số dung sai của
đường kính tương ứng
 Độ đảo phần còn lại của dao trên mỗi 100 mm chiều dài không được vượt

quá: 0,005 mm
2.3.5 Sai lệch kích thước
 Sai lệch đường kính các răng cắt: -0,018 mm
 Sai lệch đường kính răng sửa đúng và răng cắt tinh: -0,009 mm
 Sai lệch chiều dày răng: 0,015 mm
 Sai lệch chiều dày răng sửa đúng: 0,006 mm
 Sai lệch chiều sâu rãnh chứa phoi: không vượt quá +0,3 mm
 Chiều rộng cạnh viền trên răng sửa đúng f = 0,10,2 mm; trên răng cắt chiều
rộng cạnh viền không vượt quá 0,05 mm
2.3.6 Sai lệch góc
 Góc trước: ±30’
 Góc sau của răng cắt: ±30’
 Góc sau của răng sửa đúng: ±15’
 Góc sau của các rãnh thoát phoi: ±30’

20


PHẦN 3. THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL
Thiết kế dao phay đĩa modul để gia công công bánh răng bằng CT45 có σ b =
750Mpa ( 75 KG/mm2), theo bộ 8 con dao, góc ăn khớp α 0 =20, hệ số dịch chỉnh
 =0,

m = 7, Z = 26÷34.

3.1 Tính toán hình dáng lưỡi cắt
3.1.1 Xác định các thông số hình học của bánh răng
Trong bộ dao phay đĩa modul gồm 8 con dao, dao mang số hiệu 5 có thể gia
công được bánh răng có số răng từ 26÷34 răng. Dao cần thiết kế có số răng gia
công là Z=26 vì với dao này độ cong đường thân khai sẽ lớn vì vậy với các bánh

răng Z>26 được gia công bằng bánh răng có Z=26 sẽ có profile doãng hơn tạo điều
kiện ăn khớp dễ dàng hơn, khi đó rãnh lớn nên ăn khớp không bị kẹt.
Phương pháp gia công là phương pháp chép hình, nên profile của dao phay đĩa
modul trong tiết diện chiều trục cũng là profile theo mặt trước và trùng khít với
profile trắc diện của bánh răng.
Ta cần thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh răng với các thông số:
– Góc ăn khóp trên vòng chia: α=20
– Bước răng: t = m. =7.3,14 = 22 (mm)
m.Z
7.26
– Bán kính vòng chia: rc = 2 = 2 = 91 (mm)
m. 7.3,14
– Chiều dày răng: S = 2 = 2 = 11 (mm)

– Bán kính vòng tròn lăn: r1 = rc = 91 (mm)
m.(Z  2) 7.(26  2)
2
2
– Bán kính đỉnh răng: re =
=
= 98 (mm)
m.(Z  2,5) 7.(26  2,5)
2
2
– Bán kính chân răng: rf =
=
= 82,25 (mm)

– Bán kính vòng tròn cơ sở: ro = rc.cos α = 91.cos20 = 85,5 (mm)
21

3.1.2 Sơ đồ tính toán profile thân khai của lưỡi cắt
Để vẽ profile dao ta lập hệ trục Oxy với gốc là tâm O của bánh răng. Giả sử có
điểm M(x,y) bất kỳ nằm trên profile răng với bán kính Rx thì tọa độ x,y chính là
phương trình profile răng.
Sơ đồ tính:

Trong đó: re – là bán kính đỉnh răng
rM – là bán kính tại điểm M(x,y)
rc – là bán kính vòng tròn chia
r0 – là bán kính vòng tròn cơ sở
rf – là bán kính chân răng
Profile bao gồm 2 đoạn:
+ Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB
+ Đoạn không làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1

22


3.2 Tính toán profile đoạn làm việc
3.2.1 Thiết lập công thức
Nguyên lí tạo hình đường thân khai của vòng tròn cơ sở:
Xét điểm M bất kì thuộc đường thẳng Bx. Ban đầu điểm M trùng với điểm A trên
vòng tròn cơ sở bán kính ro, cho đường thẳng Bx lăn không trượt trên vòng tròn cơ
sở thì quỹ đạo của điểm M sẽ vạch nên đường cong AM được gọi là đường thân
khai vòng tròn cơ sở bán kính ro.

Với: ro – bán kính vòng tròn cơ sở
rM – bán kính véctơ ứng với điểm M

M – góc áp lực của đường thân khai AM (góc giữa tiếp tuyến với đường thân
khai tại điểm M và bán kính rM )
M – góc thân khai (góc giữa bán kính r M và bán kính tại điểm gốc của đường
thân khai OA
Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phương
trình đường thân khai trong khoảng rf  rM  ra. Việc xác định profile lưỡi cắt
chính là việc xác định tọa độ của tập hợp tất cả các điểm M i trên lưỡi cắt trong hệ
tọa độ Oxy.
Đặt hệ Oxy mà gốc O trùng với tâm bánh răng. Tại một điểm M(x,y) bất kì nằm
trên profile với bán kính rM, theo sơ đồ tính ta có:
23


x = rM .sinM = rM .sin(o + M)
y = rM .cosM = rM .cos(o + M)
Các thông số:
M = invM = tgM – M

o = c – invo = 2.Z – (tgo – o)


 o + M = 2.Z – invo + invM = 2.Z – (tgo – o) + tgM – M

�ro �
ro
� �
r
M
cosM =
 M = arccos �rM �

Thay vào ta có tọa độ của điểm M bất kỳ:
�
�
�
�r �
�r
�  tgo  o  tg �
arccos �o �� arccos �o
�
�
�2.Z
�rM �
�rM
�
�
xM = rM.sin �

�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�r �

�r
�  tg o   o  tg �
arccos �o �� arccos �o
�
�
�2.Z
�rM �
�rM
�
�
yM = rM.cos �

�
�
�
�
�
�
�

Trong đó: Z – số bánh răng gia công, Z = 26
o – góc ăn khớp trên vòng chia bánh răng tiêu chuẩn o = 20.
ro = 85,5 (mm)
3.2.2 Tính chi tiết cho các điểm trên profile
Điểm 1: rM1 = 85,5 (mm)
�  180�
�
�
�180�
180�

�85,5 �
�85,5 �
x1  85, 5.sin � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 3,8898
�
�
�
2.26


85,5

85,5
�
�
�
�
�
�
�
�
�  180�
�
�

�180�
180�
�85, 5 �
�85,5 �
y1  85,5.cos � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 85, 4115
�
�
�
2.26


85,
5

85,5
�
�
�
�
�
�
�
�

Điểm 2: rM2 = 86,5 (mm)

24


�  180�
�
�
�180�
180�
�85,5 �
�85,5 �
x 2  86, 5.sin � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 4, 0378
�
�
�
2.26


86,5

86,5

�
�
�
�
�
�
�
�
�  180�
�
�
�180�
180�
�85, 5 �
�85,5 �
y 2  86,5.cos � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 86, 4057
�
�
�
2.26


86,

5

86,5
�
�
�
�
�
�
�
�

Điểm 3: rM3 = 87,5 (mm)
�  180�
�
�
�180�
180�
�85, 5 �
�85,5 �
x 3  87,5.sin � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 4, 2726
�
�

�
2.26


87,5

87,5
�
�
�
�
�
�
�
�
�  180�
�
�
�180�
180�
�85, 5 �
�85,5 �
y3  87,5.cos � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 87,3956

�
�
�
2.26


87,5

87,5
�
�
�
�
�
�
�
�

Điểm 4: rM4 = 88,5 (mm)
�  180�
�
�
�180�
180�
�85,5 �
�85,5 �
x 4  88, 5.sin � .
 tg20�
.
 20� tg �

arccos �
.
 arccos �
� 4, 5656
�
�
�
2.26


88,5

88,5
�
�
�
�
�
�
�
�
�  180�
�
�
�180�
180�
�85,5 �
�85,5 �
y 4  88,5.cos � .
 tg20�

.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 88,3822
�
�
�
2.26


88,
5

88,5
�
�
�
�
�
�
�
�

Điểm 5: rM5 = 89,5 (mm)
�  180�
�
�
�180�

180�
�85,5 �
�85, 5 �
x 5  89,5.sin � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 4,9072
�
�
�

�89,5 �
�89,5 �
�
� 
�2.26 
�
�  180�
�
�
�180�
180�
�85,5 �
�85, 5 �
y5  89,5.cos � .
 tg20�

.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 89,3654
�
�
�

�89,5 �
�89,5 �
�
� 
�2.26 
�

Điểm 6: rM6 = 90,5 (mm)
�  180�
�
�
�180�
180�
�85,5 �
�85,5 �
x 6  90,5.sin � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �

.
 arccos �
� 5, 2918
�
�
�

�90, 5 �
�90,5 �
�
� 
�2.26 
�
�  180�
�
�
�180�
180�
�85,5 �
�85,5 �
y6  90, 5.cos � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 90,3452
�
�

�

�90,5 �
�90,5 �
�
� 
�2.26 
�

Điểm 7: rM7 = 91,5 (mm)
�  180�
�
�
�180�
180�
85,5 �
�85,5 �
�
x 7  91,5.sin � .
 tg20�
.
 20� tg �
arccos �
.
 arccos �
� 5, 7159
�
�
�


�91,5 �
�91,5 �
�
� 
�2.26 
�

25