Đồ án thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp Full THuyết minh + Bản vẽ số 1

Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp

Phần I
Thiết kế dao tiện định hình
I, Phân tích chi tiết
Chi tiết (hình vẽ trang 2) có độ chính xác không cao h11 gồm
phần mặt trụ MN, DK và phần mặt xuyến CM vì vậy nên chọn
dao tiện định hình tròn tiện ngoài gá thẳng.

II, chọn cỡ, kích thớc dao tiện định hình
- Chọn vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công là thép C40,
để nâng cao chất lợng và năng suất cắt chọn vật liệu làm dao là
thép P18.
Với sơ đồ hình vẽ nh trên ta tính đợc:
R=25(mm)

h 252 9 2 23,324( mm)
1 50 2( 25 23,324) 46,648( mm)
Để chọn đợc cỡ dao căn cứ vào chiều sâu lớn nhất của chi tiết.
t max rmax rmin

rmax 25( mm )
rmin 20( mm )
t max 25 20 5( mm )
Tra theo bảng 3.2.2 ta có cỡ kích thớc dao tiện định hình hình
tròn tiện ngoài:
Cỡ
da
o
2

t max

4-6

D

D

40

13

Phần răng
d1
b
20

10

C

r

Phần răng kẹp
d2
l2
Z

3

1

20

3

12

Thông số hình học của dao bao gồm góc trớc và góc sau đợc
chọn tại điểm cơ sở.
Vật liệu chi tiết C40 tra theo bảng 3.3.1
Thép cứng trung bình b 500 800( N / mm)
0 20 25

Góc sau của dao tiện định hình chọn nh sau:
Dao tròn 10 12
Từ đó ta chọn 0 200 ; 100 ; 0 100

1


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp

Chọn điểm D là điểm cơ sở (sơ đồ thiết kế trang 4)
D 40
20( mm )
2
2
50 40
0

R2 R1 .Cos
20.Cos10 5 14,7( mm )
2
R1

46,648 40
0
R3 R1 .Cos
20.Cos10 3,324 16,372 ( mm )
2


r1 20( mm )
r2 23,324( mm )
r3 25( mm )

TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Công thức

H R1 .Sin
P R1 .Sin( )
A r1 . sin
A
k arcsin
rk
B r1 .Cos
C k rk .Cosk
Tk C k B
P
k arctan
Ek
F R1 .Cos( )
E k F Tk

Điểm 1,2
3,473
6,84
3,473

Điểm 2,4
3,473
6,84
3,473

Điểm 5
3,473
6,84
3,473

10 0

7,99 0

8,56 0

24,757
5,061

23,064
3,368

26,477 0

23,9130

13,733
5,3

15,426
3,628

19,696

20 0

18,794

hk R1 Rk

Chiều rộng của dao tiện định hình (hình vẽ trang 5)
Chiều rộng của dao tiện định hình đợc xác định dọc theo trục
của chi tiết gia công.
L p Lg a c b b1

Trong đó:
Lg : Chiều dài đoạn lỡi cắt chính (lấy bằng chiều dài chi tiết
định hình khi dao gá thẳng) Lg 38(mm )
a: chiều dài đoạn lỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lỡi cắt, lấy bằng
25 (mm), chọn a= 4(mm)
c: chiều dài đoạn lỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết, lấy bằng
13 (mm),

2


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Nếu ở mặt đầu chi tiết có vát thì lấy lớn hơn phần vát 11,5
(mm), c=1+1=2(mm)
1 góc của đoạn lỡi xén mặt đầu, do có vát 1 450
t: chiều cao của lỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt t = 4 t max 5(mm)
b: chiều dài đoạn lỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt
b=310(mm), chọn b=5(mm)
b1 : đoạn vợt quá lấy bằng 1 (mm)

: góc nghiêng của đoạn lỡi cắt đứt 150
L p Lg a c b b1 38 4 2 5 1 50( mm )

III, tính toán cung tròn thay thế
Trên cung cong của chi tiết lấy 3 điểm A,B,C

y
C

b
0 A
Với toạ độ tơng ứng của các điểm:
A(0,0); B(4,577; 0,4226); C(9;1,676)
áp dụng công thức:
x0

x

( xC2 y C2 ) y B ( x B2 y B2 ) yC
2( xC . y B x B . yC )

( xC2 y C2 ) x B ( x B2 y B2 ) xC
y0
2( xC . y B x B . yC )

Ta tính đợc toạ độ tâm và bán kính của cung tròn thay thế là:
x0 1,329.10 3

y 0 25,006

R x02 y 02 25,006( mm)

IV, thiết kế dỡng đo, dỡng kiểm tra
- Dỡng đo Dd biên dạng dỡng đo đợc xem nh là bao so với biên dạng
lỡi cắt của dao, do đó kích thớc danh nghĩa tơng ứng của dao.
Vì trờng dung sai của các kích thớc biên dạng dao đều phân bố

về phía âm nên kích thớc danh nghĩa của dỡng đo bằng kích
thớc danh nghĩa tơng ứng của dao. Trờng dung sai các kích thớc
3


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
biên dạng của dỡng đo đợc phân bố về phía dơng. Trị số dung
sai của dỡng đo. Kích thớc chiều trục có dung sai 0,006mm toạ
độ tâm bán kính cung tròn thay thế có dung sai 0,02mm.
- Dỡng kiểm DK kích thớc danh nghĩa của dỡng kiểm lấy bằng
kích thớc của dỡng đo. Trờng dung sai các kích thớc biên dạng của
dờng kiểm đợc phân bố về 2 phía. Trị số dung sai chế tạo các
kích thớc. Các kích thớc chiều cao hình dáng, kích thớc chiều
trục có sai lệch 0,002(mm ) toạ độ tâm và bán kính cung tròn thay
thế có sai lệch 0,005(mm ) .
- Vật liệu làm dỡng là thép lò so tấm, mác 60r, 65r (ký hiệu của
thép Liên Xô)
Thép này có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện
5865HRC. Độ nhám phần prôfin dỡng cần đạt
Ra=0,630,62m(cấp 6), các phần khác Ra=1,25m (cấp 7).
Yếu tố kiểm tra
Dỡng đo
Dỡng
kiểm

Chiều dài
Chiều
cao
Chiều dài
Chiều

cao

Khoảng các giữa các điểm
1-2
2-3
3-4
R(4-5)
16 0, 018

0
16 0, 011

0

4

6 0,012
5 0,012

7 0,015

6 0,008
5 0,008

7 0,009

0
0

9 0,015

1,676 0,01
9 0,009
1,676 0, 006


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp

Phần II

Thiết kế dao chuốt
Các thông số của đề bài

Tt

Đờng kính
danh nghĩa
lỗ sau khi
chuốt, mm

3
N

64

Cấp
chính
xác lỗ
sau khi
chuốt
H7

Chiều
dài lỗ
chuốt,
mm

Vật liệu
chi tiết

Nguyên
công trớc
chuốt

44

Thép
50

Tiện
rộng

I, Phân tích chi tiết, chọn sơ đồ cắt
Chọn dao với đờng kính danh nghĩa lỗ sau chuốt: 64(mm)
Cấp chính xác của lỗ sau chuốt: H7
Chiều dài lỗ chuốt: 44(mm)
Vật liệu chi tiết: thép 50
Do đó chọn sơ đồ cắt theo sơ đồ chuốt lớp

5

Ghi
chú


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
II, 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 hớng phía trớc trở về sau) làm bằng
thép gió P18.
III, 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 hớng phía trớc (II)
- Phần dẫn hớng phía sau (IV)
- Phần đo (V) (thờng có đối với dao chuốt dài)
- Phần răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt nó đợc thiết
kế trớc để làm cơ sở cho các phần khác, kích thớc răng, số lợng
mỗi răng, đờng kính các răng.

IV, Lợng nâng của răng Sz
ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trớc 1 lợng Sz gọi là lợng nâng
của răng, lợng nâng thay đổi theo bớc tiến dao.
Trên phần răng cắt thô, các răng có lợng nâng bằng nhau (trừ 1
vài răng đầu tiên) trên phần răng cắt tinh, lợng nâng của răng
giảm dần. Trên phần răng sửa đúng lợng nâng của răng bằng 0.
Tra bảng 4.3.1 ta đợc lợng nâng của răng cắt thô Sz.
Với dao chuôt lỗ trụ

Thép các bon b 500700 (N/mm2)
Sz=0,025 0,03(mm)
Sau các răng cắt thô là các răng cắt tinh. Số răng cắt tinh thờng
chọn từ 2 5 răng. Thông thờng chọn 3 răng cắt tinh, với lợng
nâng lần lợt là 0,8Sz, 0,6Sz, 0,4Sz với răng cắt tinh cuối cùng không
uốn nhỏ thua 0,015 (mm) để tránh hiện tợng miết kim loại.
Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng bằng đờng kính
răng cắt tinh cuối cùng.

6


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp

V, Lợng d gia công
Lợng d gia công đợc cho theo yêu cầu công nghệ, trị số lợng d phụ
thuộc chiều dài lỗ chuốt, dạng gia công trớc khi chuốt .
Tra bảng 3.4.2 ta xác định đợc kích thớc lỗ trớc khi cuốn (dmin)
Với chiều dài lỗ: 44(mm)
Đờng kính lỗ sau khi chuốt: 64(mm)
Lợng d theo bán kính để chuốt lỗ trụ: 0,5(mm)
Tính lợng d:
1
A ( Dsd d min )
2
d min Dsd 2 A
Dsd 64 0,03 64,03( mm )

dmin=64,03-2.0,5= 63,03(mm)
Vậy đờng kính của lỗ trớc khi chuốt: 63,03(mm)

Lợng d cho các răng cắt thô và răng cắt tinh
n

Atinh S ztinh
k 1

Atinh (0,8 0,6 0,4)0,025 0,045
Atinh 0,045( mm )

Lợng d thô sẽ là:
Atho A Atinh 0,5 0,045 0,455
Atho 0,455( mm)

VI, Kết cấu răng và rãnh
Răng và rãnh đợc 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.
7


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
- Profin dọc trục:
Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây. Vì
vậy dạng rãnh đợc thiết kế có loại cung tròn nội tiếp để phoi dễ
cuốn.
Dạng răng và rãnh đợc đặc trng bằng các thông số sau: Chiều
sâu rãnh h; bớc răng t; cạnh viền f; chiều rộng lng răng c; bán
kính rãnh R, r; góc trớc , góc sau ; bớc lng răng .
Chiều sâu rãnh hay chiều cao rãnh h, bớc răng t đợc thiết kế sao
cho đủ không gian chứa phoi. Nếu xem gần đúng rãnh thoát phoi

nh hình tròn có đờng kính h thì tiết diện rãnh sẽ là:
1
F . .h 2 ( mm 2 )
4
Với h 1,13 L.S z .K

Tra bảng 4.3.3a
với lợng nâng của răng: Sz=0,025
thép có độ cứng b=500 800(N/mm2)
K=3
h 1,13 44.0,025.3 2,053
1
F . .2,0532 3,31( mm 2 )
4

Diện tích dải phoi cuốn nằm trong rãnh sẽ là:
F f L.S z ( mm 2 )
F f 44.0,025 1,1( mm 2 )

Với L, Sz là chiều dài của chi tiết và lợng nâng của răng
Các thông số khácđợc tính theo công thức kinh nghiệm:
* t ( 2,5 2,8).h ( 2,5 2,8).2,053 5,1325 5,7484
t 5,5( mm)
* r (0,5 0,55).h (0,5 0,55).2,053 1,0265 1,12915
r 1,1( mm)
* b (0,3 0,4).t (0,3 0,4).5,5 1,65 2,2
b 2( mm)
* R (0,65 0,8).t (0,65 0,8).5,5 3,575 4,4
R 4( mm)

Để tăng tuổi bền của dao mặt sau đợc mài theo cạnh viền f ở các
răng cắt f=0,05(mm) ở các răng sửa đúng f=0,2(mm)
Góc trớc
Tra bảng 4.3.3b
Với vật liệu gia công b=500 800(N/mm2)
=120 150

8


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Góc sau ở dao chuốt (trong) phải chọn nhỏ để hạn chế hiện tợng
giảm đờng kính sau mỗi lần mài lại làm tăng tuổi thọ của dao,
góc sau đợc chọn:
ở răng cắt thô: =30 30.30
Răng cắt tinh: =20
Răng sửa đúng: =10
ở đáy rãnh chia phoi: =30 50
Góc lng răng thờng lấy 70 750
- Profin mặt đầu (trong tiết diện vuông góc với trục).
Trong tiết diện này, dao chuốt lỗ trụ có lỡi cắt là những vòng
tròn đồng tâm lớn dần theo lợng nâng. Để phoi dễ cuốn vào rãnh,
lỡi cắt chia thành những đoạn nhỏ, sao cho chiều rộng mỗi đoạn
không lớn hơn 6(mm).
Tra bảng 4.3.3c
Với đờng kính dao > 50 55(mm)
Số rãnh bằng 24
ở dao chuốt lỗ, đờng kính đáy rãnh Di lớn dần về phía sau 1 lợng
2.Sz=2.0,025=0,05(mm)
- Số răng dao chuốt và đờng kính của chúng

Số răng cắt thô:
Z th

Ath
1
Sz

Với Ath=0,455
Z th

0,455
1 19
0,025

Vậy số răng cắt thô Zth=19 răng
Số răng cắt tinh Ztinh=3
Số răng sửa đúng
Tra bảng 4.3.3e
Với cấp chính xác H7
Zsd = 7 8 răng
- Số răng cùng cắt lớn nhất
z0

50
1 10
5,5

Do chi tiết quá dài Z0=8
- Đờng kính các răng dao chuốt
D1 = Dmin= 55,03(mm)

D2 = D1 + 2.Sz = 55,03+2.0,025 = 55,08(mm)
D3 = D2 + 2.Sz = 55,08+2.0,025 = 55,13(mm)
............
Dn = D1 + 2.(n-1).Sz
D19 = D1 + 2.(19-1).Sz = 55,03 + 2.18.0,025 = 55,93(mm)
9


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
- Số răng cắt tinh
Dt1 = D19 + 2.0,8.Sz = 55,93 + 2.0,8.0,025 = 55,97(mm)
Dt2 = Dt1 + 2.0,6.Sz = 55,97 + 2.0,6.0,025 = 56(mm)
Dt3 = Dt2 + 2.0,4.Sz = 55 + 2.0,4.0,025 = 55,02(mm)
- Số răng sửa đúng
Dsd=64,03(mm).
- Kiểm tra sức bền dao chuốt
Sơ đồ chịu lực: Mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác
dụng. Thành phần hớng kính Py thành phần hớng vào tâm dao.
Tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu thành phần lực 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 thành phần Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng.
Song trờng 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.
k

P
4. P

[ bk ]
F . Di21

Di1 đờng kính đáy răng đầu tiên
Di1 = Dmin - 2.h = 55,03 - 2.2,053 = 50,924 (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 4.3.3g
Với lợng nâng của răng Sz = 0,025(mm).
Thép hợp kim b=500 800(N/mm).
q = 178(N/mm).
K trị số điều chỉnh
Tra bảng 4.3.3h
K = 0,93.
B tổng chiều dài lỡi cắt của một vòng răng
B = 6(mm).
10


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Nhân biểu thức với 6 vì q tính trên 1 đơn vị chiều dài
P = 6.178.6.8.0,93 = 6.7945,92(N).
k

6.7945,92.4
17,5( N / mm 2 )
2
.58,924

Với vật liệu làm dao là thép gió: [kb]=350 400(N/mm2)
VII, Phần đầu dao
Phần đầu dao gồm đầu kẹp l1, cổ dao l2, côn chuyển tiếp l3
Xác định phần đầu kẹp
bk

4. p
[ bk ]
2
.D

Với P= 47675,52(N)
[bk]=200(N/mm)
D'1

4. p
.[ bk ]

4.47675,52
17,422
.200
D1 ' 45( mm)
D'1

D1
60

D1
45

Tra bảng 4.4.1 ta đợc các thông số sau:
Đầu kẹp
Cổ đỡ phía sau
d
f
a1
a2
a3
a
l1
D7
e7
f1
f2
8
12 18 1,5 36 25 11 30 45
3
3
5

- Phần cổ dao và côn chuyển tiếp:
Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đờng
kính cổ
D2 = D1 - (1 3).
D2 = 60 2 = 58(mm).
Chiều dài cổ l2
l2 = lg - l3 = (lh + lm + lb) - l3
Với lg, lh, lm, lb là: chiều dài gá, chiều rộng khe hở, chiều dày
thành máy và bạc gá

lh = 5 10 (mm).
lm= 20 30(mm).
lb = 10 15(mm).
l3 chiều dài côn chuyển tiếp
l3 = 0,5.D1 = 0,5.60 = 30(mm).
l2 = (10 + 25 + 15) 30 = 30(mm).
VIII, Phần định hớng phía trớc l4
11


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Phần máy dẫn hớng dao lúc bắt đầu chuốt, chiều dài l4 thờng lấy
(0,8 1).l
l4 = (0,8 1).l = (0,8 1).50 = 40 50
vì l4 40(mm) chọn l4 = 60(mm)
IX, Phần dẫn hớng phía sau:
Đờng kính phần dẫn hớng phía sau D6 = Dsd=56,03(mm)
Chiều dài phần dẫn hớng (0,5 0,7)l= 22 30,8(mm)
Lấy chiều dài phần dẫn hớng 30 20(mm)
X, Chiều dài dao
Chiều dài dao cần nhỏ thua hành trình của máy và nhỏ thua
30.D =30.56 =1,68(m)
XI, Lỗ lâm
Dùng trong khi chế tạo dao, dùng khi mài sắc lại, lỗ lâm có
thêm mặt côn bảo vệ 1200 để giữ cho mặt côn làm việc 600
không bị xây sát.

Tra bảng 4.9 ta đợc các thông số sau:
d
2,5

D
6

Kích thớc lỗ lâm
L
6

L1
3

L2
0,8

XII, Yêu cầu kỹ thuật
- Vật liệu làm dao là thep P18, do dao có đờng kính lớn hơn 10
(mm) nên đầu dao làm bằng thép 45.
- Độ cứng phần răng, phần dẫn hớng phía sau HRC 62 65
- Độ cứng phần dẫn hớng phía trớc HRC 58 62
- Độ cứng phần đầu dao HRC 45 47
- Độ nhẵn bề mặt
12


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Cạnh viền của răng sửa đúng Ra = 0,32
Mặt trớc, mặt sau của răng, mặt côn làm việc của lỗ lâm,
mặt dẫn hớng 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 bớc chiều cao răng, bán kính rãnh theo cấp chính xác
Js15
- Sai lệch đờng kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh cuối
cùng) nh sau:
Với Sz =0,025 <0,04(mm) sai lệch theo hs
- Sai lệch đờng kính 2 răng cắt tinh cuối cùng và các răng sửa
đúng lấy theo h5
- Độ đảo của các răng, các phần định hớng, phần đầu dao
không vợt quá trị số tuyệt đối của dung sai đờng kính tơng ứng.
- Sai lệch góc cho phép không đợc vợt quá
Góc trớc 20
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)

Phần III
13


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp

Thiết kế dao phay lăn trục then hoa
Đề bài
TT
2P

Yếu tố
định
tâm

D

Lắp ghép
theo yếu tố
định tâm
H7/f7

Lắp
ghép
theo b
F8/e8

Chiều dài lỗ
chuốt
L2(mm)
1,16D

Ghi chú
Chiều dài trục
then hoa chọn
tuỳ ý

Kích thớc cơ bản của then hoa
ZxdxD
(Z số răng)

b

TT

6

6x26x
30

d1
a
Không nhỏ
hơn
22,1

3,34

f
Kích thớc
danh
nghĩa
0,3

Sai lệch
giới hạn

r
Không lớn
hơn

+0,2

0,2

I. Các thông số trục then hoa dùng cho thiết kế dao
Các kích thớc trục then hoa dùng cho thiết kế dao
1. Đờng kính ngoài
De=Demax-2c
Trong đó:
Demax đờng kính ngoài lớn nhất của trục then hoa, tức là bằng
kích thớc đờng kính ngoài danh nghĩa cộng với sai lệch giới hạn
trên.
Demax=30+0,062=30,062(mm)
c chiều cao cạnh vát (bán kính cung lợn r)
c=0,2
De=30,063-2.0,2=29,662(mm)
2. Đờng kính trong
Di=Dimin+0,25.Di(mm)
Trong đó:
Dimin đờng kính trong của trục then hoa có kể đến sai lệch giới
hạn dới
14


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Dimin=26+0,02=26,02(mm)
Di=0,062-0,02=0,042(mm)
Di=26,02+0,25.0,042=26,0305(mm)
3. Chiều dày răng B
B=Bmin+0,25B
Trong đó:
Bmin chiều dày răng nhỏ nhất có kể cả sai lệch giới hạn dới
Bmin=6+0,02=6,02(mm)
B dung sai chiều dày then

B=0,048-0,02=0,028(mm)
B=6,02+0,25.0,028=6,027(mm)
4. Góc Profin k
Góc profin k tại 1 điểm trên profin là góc hợp bởi giữa bán kính
và profin tại điểm đó.
Sin k

R0
Rk

Trong đó:
R0 bán kính vòng tròn nhận profin chi tiết làm tiếp tuyến
1
1
R0 B .6,027 3,0135(mm)
2
2
D
26,0305
Rk i
13,01525(mm)
2
2
3,0135
Sin k
0,23154
13,01525

5. Bán kính tâm tích R
Bán kính tâm tích chi tiết R tức là bán kính vòng tròn lăn của

trục then hoa
R Re2 0,75.R02
Re

D e 29,662

14,831(mm)
2
2

R 14,8312 0,75.3,0135 2 14,6(mm)

II. Xác định profin dụng cụ
Đối với dao phay thô các trục then hoa lớn, Profin có thể đợc xác
định theo phơng pháp vẽ, phơng pháp này cho độ chính xác
không cao do đó Profin của dao phay lăn trục then hoa đợc xác
định theo phơng pháp giải tích.
Xác định profin dụng cụ theo cung tròn thay thế.
15


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
+ Điều kiện thay thế
Bằng giải tích, profin dụng cụ tìm đợc chính xác, nó có dạng đờng cong phức tạp, trong điều kiện có thể.
Đối với trục then hoa thoả mãn điều kiện:
h1 0,2.R có thể thay thế
Do đó sau khi thay thế phải kiểm tra độ chính xác.
Trong đó:
h1 chiều cao dao. Khi định tâm theo đờng kính ngoài h1 đợc
tính

h1=R-Ri(mm)
Với R=14,6(mm)
Ri=13,01525(mm)
h1=14,6-13,01525=1,58475(mm)
+ Kích thớc profin thay thế
Profin dụng cụ đợc đặc trng bằng các thông số thay thế .
rb bán kính của vòng tròn thay thế (ứng với R=1) của profin dụng
cụ.
xb, yb toạ độ tâm của vòng tròn thay thế rb
b sai số do thay thế gây ra
Để tra đợc các thông số rb, xb, yb, b ở trong bảng dựa vào trị số
góc profin trên vòng tròn tâm tích.
Sin

R0
R

Với R=14,6(mm), R0=3,0135(mm)
Sin

3,0135
0,2064
14,6

Với h1 0,2.R
Vì h1=1,58475(mm) R=14,6(mm)
Do không trùng với b nên lấy b nhỏ sát để tăng khả năng gia
công đến vòng đỉnh.
Tra bảng ta đợc
STT

42

Đối với chiều sâu rãnh trục then hoa
h= 1,58475 0,12.R=0,12.14,6=1,752
yb
xb
rb
b
0,205065 0,111602 0,463874
0,4771
0,00025
Sin

Tính lại bán kính tâm tích dụng cụ

16


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Rb

R0
Sin b

Rb

3,0135
14,695( mm)
0,205065

Profin dụng cụ ứng với bán kinh Rb đợc tính:
Rt = rb.Rb = 0,4771.14,695 = 7,011(mm)
xt =xb.Rb = 0,463874.14,695 = 6,8168(mm)
yb = yb.Rb = 0,111602.14,695 =1,64(mm)
t = b.Rb= 0,00025.14,695= 0,003674(mm)
Sau khi thay thế kiểm tra lại thêm điều kiện
B 3.t
Trong đó:
B = 0,028 (mm), t = 0,003674(mm)

III. Kết cấu dao
1. Profin pháp tuyến.
Profin pháp tuyến của dao nh 1 thanh răng bao gồm profin 1 lỡi
cắt, profin của răng và chân răng profin pháp tuyến đợc xác
định bằng các yếu tố sau:

17


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp

2. Bớc tp bằng bớc vòng của chi tiết trên bán kính tâm tích R
t p t c

2. .R
Zc

Trong đó:
Zc số then của trục then hoa

t p t c

2. .14,6
15,289(mm)
6

3. Chiều dày răng
S p t c S c

2. .R
.R
Zc

Trong đó:
góc chắn tâm chi tiết, chắn cung chiều dày răng (tính
Radian)
Sc chiều dài cung trên bán kính tâm tích chi tiết của then, đợc
tính
Sc = .R = 2. .R
=2.=2.0,279=0,4158
Sp

2. .14,6
0,4158.14,6 9,2186(mm)
6

4. Chiều rộng rãnh răng: Wp
Wp =tp - Sp = 15,289 9,2186=6,071(mm)
5. Chân răng
18

Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Chân răng có cạnh vát v 45 0 để các đỉnh then.
Các kích thớc chân răng bao gồm:
- Chiều sâu vát: hv=2.f = 2.03 = 0,6(mm)
Với f cạnh vát ở đỉnh then
- Chiều sâu rãnh thoát đá u
u = 1,5 3 chọn u = 2(mm)
- Chiều rộng rãnh thoát đá: v
v = tp (Sp + 4.hv) = 15,289 (9,2186 + 4.0,6) =3,6704(mm)
Chân răng có thể vát từ đờng tâm tích dụng cụ hoặc có thể
vát từ một điểm cách tâm tích dụng cụ một lợng he:
he

De max
30,062
R
14,6 0,431(mm)
2
2

6. Chiều cao Profin dao:
h = h1 + h2 = 1,58475 + 1,031 =2,61575(mm)
Trong đó:
h1 chiều cao đầu dao h1 = 1,58475(mm)
h2 chiều cao chân răng h2 = hv + he = 0,6 + 0,431 =1,031(mm)
Trên chiều cao h ta tiến hành hớt lng mặt sau để tạo góc sau.
7. Chiều cao răng dao H
H = h + u = 2,61575 + 2 = 4,61575(mm)

8. Profin dọc trục
Trong tiết diện chiều trục, profin của dao phay đợc thể hiện bằng
các kích thớc sau:
Kèm theo hình vẽ trang bên.

19


§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ dông cô c¾t c«ng nghiÖp

20


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp

a. Bớc chiều trục t0
t0

tp
Cos

Trong đó:
tp: Bớc pháp tuyến của dao
: Góc nâng của đờng vít trên đờng kính trung bình tính toan
Dtb. Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết và đảm bảo tuổi thọ
của dao cao. đờng kính trung bình đợc tính.
Dtb= De 2.h1 2
Với De: đờng kính ngoài của dao De = 30(mm)
h1 : chiều cao đầu dao: h1 = 1,58475(mm)

21


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Dtb = 30 2.1,58475 2 =24,8305(mm)
: Hệ số. 0,125
Ta tính góc nâng:
tp

Sin



15,289
0,196
.24,8305

.Dtb
15,289
t0
15,5914(mm)
0,9806

b. Chiều dài dao: L
Chiều dài chung của dao:
L=3.tp + (67) = 3.15,289 + 7 =52,867(mm)
c. Chiều dài gờ: lg
Chiều dài gờ dùng để kiểm tra dao khi gá
lg= 3 4(mm) lg = 4(mm)
d. Chiều dài lỗ định vị L1

L1 = (0,24 0,33).L = 0,25.52,867 = 13,2168(mm)
e. Bớc rãnh thoát phoi t
t = .Dtb.tang
Trong đó:
Góc nghiêng của rãnh thoát phoi trên đờng kính trung bình
tính toán Dtb, chính bằng góc nâng của đờng răng
t = .24,8305.5,0031=15,592(mm)
9. Profin mặt đầu của dao
+ Đờng kính ngoài De cần xác định sao cho dao đủ bền, đủ độ
cứng vững và đảm bảo độ chính xác yêu cầu, Thông thờng đờng kính ngoài De xác định theo độ lớn của bớc pháp tuyến tp và
chiều sâu của rãnh thoát phoi Hn
d


De 2 t1 0 p H
2



Trong đó:
H: chiều sâu rãnh thoát phoi
H H

K1 K
r
2

Với H: chiều cao răng H=4,61575(mm)
K, K1: Lợng hớt lng lần thứ nhất và thứ hai, đợc thiết kế đảm bảo
đủ góc sau, đủ chỗ thoát đá

r: Bán kính lợn ở đáy rãnh thoát phoi
22


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
r = (1 4)(mm) r= 4(mm)
p: Chiều dày vành dao thờng lấy p = 0,3 do dao mới đủ bền.
d0 đờng kính lỗ gá, đợc thiết kế sao cho dao gá cứng vững, trục
gá dao không bị võng khi gia công.
H 4,61574

3,6 3
4 11,91575(mm)
2

Ngời ta đã tiêu chuẩn hoá De, d0, L theo bớc răng pháp tuyến
Tra bảng ta đợc:
Bớc pháp tuyến tp
15,5

De
60

d0
27

L
50

Dg

40

K
3

Số răng
12

t1 :Kích thớc lắp then đã đợc tiêu chuẩn hoá:
Tra bảng 5.4 ta đợc
D0
(H7)
27

b
(H12)
6

t1
(H12)
29,4

R

Hình vẽ

0,8

+ Đờng kính lỗ không lắp ghep d1
d1 = d0 + (12) = 27+1 = 28(mm)

+ Đờng kính gờ Dg
Dg = De 2.H (2 4) = 60- 2.11,91575 3 =33,1685(mm)
27


De 2 29,4
11,91575 55,6315(mm)
2



10. Góc trớc thờng chọn 00 để bảo đảm độ chính xác gia công
11. Góc sau
Góc sau thờng chọn = 90 100. Trên bản vẽ ngời ta không ghi
góc sau
Mà ghi độ đúng K của mặt sau. Giữa chúng có liên hệ:
23


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
K

.De .60

tg 2,488
Zd
12

Trong đó:
Zd : số răng của dao phay, đợc chọn sao cho số răng đủ bền, đủ

không gian chứa phoi, trị số Zd phụ thuộc đờng kính ngoài De.
Sau khi tính K, ngời ta quy tròn K là số nguyên để chế tạo cam
hớt lng.
12. Lợng hớt lng K1
ở dao phay có mài mặt sau, ngời ta tiến hành hớt lng kép ở mặt
sau. Lợng hớt lng K1 đợc lấy trong khoảng
K1 = (1,2 1,5)K = 1,2.3=3,6
13. Rãnh thoát phoi
Góc cần chọn đủ lớn để đủ không gian thoát phoi, đủ thời
gian để lùi dao khi tiện và mài hớt lng, thông thờng chọn bằng
300
IV. Điều kiện kỹ thuật dao phay lăn trục then hoa
Các điều kiện kỹ thuật
- Vật liệu làm dao thép gió P18 độ cứng sau khi nhiệt luyện HRC
62 65
Dao phay có 2 cấp chính xác
+ Cấp A để gia công tinh
+ Cấp để gia công thô, có chứa lợng d mài trục then hoa.
- Độ chính xác của dao đợc kiểm tra theo các yếu tố kết cấu của
dao và theo mẫu (vành then hoa) đợc cắt bằng dao phay.
- Độ không chính xác của các yếu tố kết cấu của dao cấp chính
xác A không đợc vợt qúa các trị số cho trong bảng.
Với tp = 4,867(mm)

24


Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp
Tra bảng ta đợc
TT

Các thông số cần kiểm tra

1
2

Sai lệch bớc chiều trục
Sai lệch tích luỹ giới hạn của bớc trên
chiều dài hai bớc
3 Độ đảo hớng kính theo đờng kính ngoài
của dao phay
4 Sai lệch giới hạn của mặt trớc (của rãnh
thoát phoi) theo phơng hớng kính trên
chiều cao profin răng
5 Sai lệch giới hạn bớc vít của bề mặt trớc
của răng (của rãnh thoát phoi)
6 Sai lệch tích luỹ giới hạn của bớc vòng
7 Hiệu số giới hạn của các bớc vòng kề nhau
8 Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng đến
trục dao phay phân bố theo rãnh thoát
phoi
9 Độ đảo hớng kính vành gờ
10 Độ đảo mặt đầu của vành gờ

Sai lệch giới hạn,
mm khi bớc răng
đo trong tiết
diện pháp tuyến
mm
10

0,010
0,015
0,02
0,04
60
0,06
0,04
0,015
0,015
0,01

- Độ nhám mặt trớc, mặt sau, mặt đầu của gờ lấy theo
Ra 0,63 mặt ngoài của gờ
Ra 1,25 mặt dễ định vị
- Những răng thiếu có chiều dày đỉnh răng nhỏ nhỏ hơn

1
2

chiều dày đỉnh răng nguyên cần đợc cắt bỏ.
- Kích thớc và dạng profin dao phay đợc kiểm tra bằng cách đo
vành then hoa do dao phay cắt ra. Nếu kích thớc vành then hoa
nằm trong phạm vi dung sai coi nh dao có độ chính xác đạt yêu
cầu.
Sự xê dịch mặt bên của then so với trục đối xứng của then (đi
qua tâm chi tiết nhỏ thua
của then nhỏ thua

1
dung sai chiều rộng then. Độ thẳng

2

2
dung sai chiều rộng then)
3

25