Đồ án: Thiết kế dao tiện định hình

Thuyết minh đồ án

Bộ môn: nguyên lý dụng cụ cắt

PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIÊN ĐỊNH HÌNH
Dao tiện định hình dùng để gia cơng những chi tiết định hình ở dạng sản xuất
hàng loạt lớn hoặc hàng khối. Chúng bảo đảm độ đồng nhất về hình dáng và độ
chính xác kích thước của cả loạt chi tiết gia cơng, năng suất cắt cao, số lần mài lại
chi cho phép lớn, muốn vậy, khi thiết kế dao tiện định hình cần chọn vật liệu dao
hợp lý, kết cấu dao hợp lý, tính kích thước biên dạng dao thật chính xác và đề ra
những yêu cầu kỹ thuật chế tạo dao thật hợp lý.
1. Chọn vật liệu dao tiện định hình
Dao tiên định hình thường có biên dạng phức tạp, làm việc trong điều kiện cắt
nặng nề, lực cắt lớn, nhiệt cắt lớn. vì vậy cần chọn vật liệu làm dao có độ cứng lớn,
độ bền nhiệt lớn, độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn tốt.
Với vật liệu chi tiết gia công là thép GX32 - 52 cần gia cơng đạt cấp chính xác
IT12, độ nhám cấp 5, chọn vật liệu dao tiện định hình BK8.
Hỵp kim cøng BK8 có khả năng chống mài mòn tôt hơn so với
thép gió do chứa nhiều các bit hơn (92% Cácbit Vônfram, 8%
Côban) có độ cứng cao hơn(Thép gió thờng có HRC=62ữ 65, còn
HKC BK8 có HRA=87,5) ; Có độ bền thiệt cao hơn thép gió
( thép gió thờng làm việc đợc ở nhiệt độ dới 6000C còn HKC có
thể làm việc ở nhiệt độ từ 800ữ 1000oC) , mặt khác BK8 có khả
năng chống va đập tốt hơn hợp kim cứng 2 vµ 3 cacbit.
2. Chọn kích thước kết cấu dao tiện định hình
bmax
tmax

Ød1

Ød

ØD

Ød2

K

l2
l1

l1
l

l0
L

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊1 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ mơn: ngun lý dụng cụ cắt
H×nh 1.1: Dao tiện định hình

Kớch thc kt cu dao tiờn định hình được chọn theo chiều cao hình dáng lớn
nhất tmax của chi tiết gia cơng, chiều cao hình dáng lớn nhất được tính theo cơng

thức sau:
t max =

d max − d min 40 − 20
=
= 10
2
2

(mm)

Để gia công chi tiết đạt cấp chính xác IT12, chiều sâu biên dạng nhỏ, ta chọn
kiểu dao tiện định hình là dao tiện định hình trịn . Vì so với dao tiện định hình lăng
trụ thì dao định hình trịn dễ chế tạo hơn.
Với tmax=10 (mm) theo bảng 2.1 ta có
tmax
>8÷10

Kích thước
vành răng
d2
l2
32
3

Kích thước lớn nhất
D
60

d

16

d1
25

bmax
14

k
4

r
2

III. Chọn thơng số hình học dao tiện định hình
1. Góc sau α
Dao tiện định hình thường cắt với lớp phoi mỏng nên góc sau α được chọn lớn
hơn so với dao tiện thường. Trị số góc sau phụ thuộc vào loại dao tiện định hình.
Với dao tiện định hình trịn chọn α=10o ÷ 12o , chọn α=12o
2. Góc trước γ
Góc sau γ của dao tiện định hình phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia cơng.
Với vật liệu là GX32 - 52 có σB=320(N/mm2); HB=187÷255 (Bảng 2.14)
theo bảng2.4 chọn γ = 8o
IV. Chiều rộng của dao tiện định hình

ϕ1
tmax

1÷1.5

ϕ
b1

b

Lg

c

a

Lp

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊2 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ mơn: ngun lý dụng cụ cắt
H×nh 1.2: TÝnh chiỊu réng cđa dao

Chiều rộng của dao tiện định hình được xác định dọc trục theo trục của chi
tiết gia cơng và tính theo cơng thức:
Lp=Lg+a+c+b+b1
Trong đó
Lg= 37 (mm) là chiều dài đoạn lưỡi cắt chính

a - chiều dài đoạn lưỡi cắt nhằm tăng bền cho lưỡi cắt lấy bằng 2÷5(mm)
chọn a=3 (mm)
c - chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết lấy lớn hơn đoạn vát
1÷1,5 (mm), chọn c= 2 (mm).
ϕ1 - Góc của đoạn lưỡi cắt xén mặt đầu. Chọn ϕ1 theo góc cơn của chi tiết
ϕ - Góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt. Lấy ϕ = 15o
t - Chiều cao đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt t ≤ tmax
chọn t = tmax=10 (mm)
b - Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt b=6 (mm)
b1 - Đoạn vượt quá, lấy bằng 0,5÷1 (mm), chọn b1=1 (mm)
Vậy ta có:
Lp=37+3+2+6+1= 49 (mm)
V. Tình hình dáng của dao tiện định hình hướng kính gá thẳng
Khi tiện định hình chi tiết máy, để biên dạng của dao hoàn toàn trùng với
biên dạng của chi thiết máy thì tất cả các điểm của lưỡi cắt dao tiện định hình nằm
ngang tâm chi tiết gia cơng, thì những điểm này nằm trong mặt phẳng hướng kính
của chi tiết, và mặt của dao phải pháp tuyến với mặt trước. Điều này sảy ra khi
γ = 0o và α=0o.
Nhưng trong thưc tế đièu này khơng sảy ra vì: Khi γ = 0o chất lượng bề mặt
chi tiết đã gia công rất thấp. Khi α=0o q trình cắt khơng thể thực hiện đượcvì ma
sát giữa mặt sau và chi tiết lớn, α sẽ âm khi có chuyển động chạy dao ngang.
Vì vậy trong thực tế γ > 0o và α>0o khi đó biến dạng của dao và chi tiết
khơng giống nhau. Do đó ta cần tính hình dáng dao.
Tính hình dáng dao tức là xác định biên dạng lưỡi cắt của dao. Muốn vậy
phải xác định tọa độ của các điểm biên dạng trên lưỡi cắt tương ứng với các điểm
biên dạng của chi tiết gia công.
Biên dạng của lưỡi cắt được xác định trên hệ tọa độ oxy
Gốc tọa độ là điểm cơ sở ngang tâm, để thuận tiện cho việc gá đặt, điều
chỉnh dao, cũng như trong q trình tính tốn thường chọn điểm cơ sở ngang tâm
trên lưỡi cắt ứng với tại đó chi tiết có đường kính nhỏ nhất.

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊3 ◊

Lớp: VP07


Ø30

Ø25

Ø20

Ø40

Ø30

Ø25

Bộ môn: nguyên lý dụng cụ cắt

Ø20

Thuyết minh đồ án

8
15
22
29
37

0
t1=t8
t2 = t3 = t6 = t7

t4=t5

l1=l2 l3=l4 l5=l6 l7=l8
1
2

8
3
4

6

l9
9

7

5

H×nh 1.3: Tọa độ điểm biên dạng dao

+ Hoành độ: Biểu thị kích thớc chiều trục của các điểm
trên biên dạng lỡi cắt của dao so với điểm cơ sở ngang tâm 0.
Đây là dao tiện định hình hớng kính gá thẳng nên kích thớc chiều trục của các điểm biên dạng trên lỡi cắt đúng bằng kích
thớc chiều trục của các điểm tơng ứng trên chi tiết gia công, vậy

ta có:
l1 = l2 = 8 ( mm )
l3 = l4 = 15
( mm )
l5 = l6 = 22
( mm )
l7 = l8 = 29
( mm )
l9 = 37
( mm )
+ Tung độ: Biểu thị chiều cao hình dáng của các điểm
biên dạng trên lỡi cắt so với điểm cơ sở ngang tâm. Chiều cao
hình dáng có thể tính theo mặt trớc hoặc tính theo tiết diện
vuông góc với mặt sau của dao. Để thuận tiện cho việc chế tạo
dao nên ta tính chiều cao biên dạng dao theo tiết diện vuông gãc
víi mỈt sau cđa dao.
Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊4 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ mơn: ngun lý dụng cụ cắt

Víi dao tiện định hình tròn ngoài chiều cao hình dáng dao
đợc tính theo các công thức sau:
Ta tin hnh tớnh hình dáng dao tiện định hình hướng kính gá thẳng có điểm

cơ sở ngang tâm.
Chiều cao hình dáng được tính theo cụng thc:
+
A = r.sin
+
B = r.cos
Trong đó:
r: Bán kính đờng tròn biên dạng nhỏ nhất của chi tiết gia công
r=14 (mm)

góc trớc của dao tại điểm cơ sở ngang t©m. γ =20o
VËy ta cã :
A = 14.sin20o =4,7882 (mm)
B = 14.cos20o =13,1557 (mm)
* Tính chiều cao hình dáng cho điểm 2
B

2

A

n

2c

r1

2

r2

2d



C2

2


t2

0
1 2
3
4
5
6
7

Hình 1.4: Tính chiều cao hình dáng cho ®iĨm 2
A 4,7882
Sinγ 2= r = 17,5 = 0,2736 ⇒ γ 2=15,8793o=15o52’45”
2

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊5 ◊

Lớp: VP07

Thuyết minh đồ án

Bộ môn: nguyên lý dụng cụ cắt

C2=r2.cosγ 2=17,5.cos15o52’45”=16,8322 (mm)
τ2 =C2-B =16,8322-13,1557=3,6765 (mm)
⇒ t2=τ2.cos(α+γ ) =3,6765.cos(12o+20o)=3,1178 (mm)
α2=(α+γ )-γ 2=(12o+20o)- 15o52’45”=16o7’15”

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊6 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ môn: nguyên lý dụng cụ cắt

* Tính chiều cao hình dáng cho điểm 3-4-6-7
B

3

A

n

3c

r1
r2

3d

3



C3
r3

3


t3

0
1 2
3
4
5
6
7

Hình 1.5: Tính chiều cao hình dáng cho các điểm 3/4/6/7.
A 4,7882

Sin 3= r = 22,5 = 0,2128 ⇒ γ 3=12,287o=12o17’13”
3

C2=r2.cosγ 2=22,5.cos12o17’13”=21,9846 (mm)
τ3 =C3-B =21,89846-13,1557=8,8289 (mm)
⇒ t2=τ2.cos(α+γ ) =8,8289.cos(12o+20o)=7,4873 (mm)
α2=(α+γ )-γ 2=(12o+20o)- 12o17’13”=19o42’47”

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊7 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ môn: nguyên lý dụng cụ cắt

* Tính chiều cao hình dáng cho điểm 5
B

n

A

5

5c

r1

5d



r2

r5

5

C5



5
t5

0
1 2
3
4
5
6
7

Hình 1.6: Tính chiều cao hình dáng cho điểm 5
A 4,7882
Sin 5= r = 29,5 = 0,1623 ⇒ γ 2=9,3411o=9o20’27”

5

C5=r5.cosγ 5=29,5.cos9o20’27”=29,1088 (mm)
τ5 =C5-B =29,1088-13,1557=15,9531 (mm)
⇒ t5=τ5.cos(α+γ ) =3,6765.cos(12o+20o)=13,529 (mm)
α5=(α+γ )-γ 5=(12o+20o)- 9o20’27”=22o39’33”

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊8 ◊

Lớp: VP07


Thuyt minh ỏn

Qua đó ta có
Thông
2
số
li
9
ri
17,5
15o524
i
5
16o715
i

ti
3,1178

B mụn: nguyờn lý dng c ct

bảng kết quả sau:
Điểm biên dạng
3
4
5
16
23
30
22,5
22,5
29,5
o
o
12 171 12 17’1 9o20’27
3”
3”
”
o
o
19 42’4 19 42’4 22o39’3
7”
7”
3”
8,8289
8,8289

13,9531

6

7

37
22,5
12o17’1
3”
19o42’4
7”
8,8289

44
22,5
12o17’1
3”
19o42’4
7”
8,8289

VI. Xác định các cung trịn thay thế
Ta thấy trên chi tiết có đoạn cung trịn, để gia cơng chính xác biên dạng này,
biên dạng tương ứng trên lưỡi dao cắt là một đoạn cung cong phức tạp, để chế tao
đoạn cung cong này rất phức tạp và khó khăn. Để đơn giản cho việc chế tạo dao ta
sử dụng phương pháp cung tròn thay thế. Tâm và bán kính cung trịn thay thế được
xác nh nh sau:
Dao

R

t

2

x

Chi tiết

Hình 1.7: Tính cung tròn thay thế

Vi cung trịn đối xứng ta có:
t = t5 - t4 =13,953-8,8289=5,1242 (mm): Chiều cao hình dáng dao
x=7 (mm): Chiều rộng hình dáng dao
Bán kính cung trịn thay thế được tính như sau:
t
x

5,1242
= 0,732 ⇒ β= 36,2052o
7
x
7
⇒ R= sin 2β = sin 2.36.2052o = 7,3433(mm)

tgβ= =

VII. Xác định dung sai các kích thước biên dạng của dao tiện định hình
§é chÝnh xác hình dáng kích thớc của chi tiết gia công phụ
thuộc vào dộ chính xác hình dáng kích thớc biên dạng của dao.
Vì vậy cần xác định dung sai kích thớc biên dạng dao chặt chẽ.
Trong quá trình gia công chi tiết định hình có thể coi dao nh là
chi tiết trục ( bị bao ). Vì vậy nên bố trí trờng dung sai kích thớc
biên dạng dao nh đối với trục cơ sở, nghĩa là sai lệch trên bằng
Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊9 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ mơn: ngun lý dụng cụ cắt

kh«ng và sai lệch dới âm. Bố trí nh vậy, sai số biên dạng dao sẽ
tao ra sai số có thể sửa đợc trên biên dạng chi tiết.
Chi tiết gia công bằng dao tiện định hình đạt cấp chính
xác IT11, ta chọn cấp chính xác của dao tiện định hình cao hn
2-3 cấp. Chọn cấp chính xác IT8:
Tra bảng 2.7 ta tinh đợc dung sai cho kích thớc chi tiết (mm):
28-0.13
45-0.16
35-0.16
* Dung sai kích thước của dao (mm)
l1= l2=9-0.022
t2=3,1178-0,016

l3=16-0,027
t3= t4= t6= t7=8,8289-0,022
l4=23-0,033
t5=13,953-0,027
l5=30-0,033
l6=37-0,039
l7=44-0,039
+ sai lƯch kÝch thíc gãc : -15’
+ Sai lƯch đờng kính con lăn kiểm:
d 0,01
+ Sai lệch kích thớc kiĨm:
M-0,05
+ Sai lƯch chiỊu réng mang c¸:
A-0,05
+ Sai lƯch chiỊu cao mang c¸:
E-0,05
+ Sai lƯch gãc mang c¸:
60o ± 10’

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊ 10 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ môn: nguyên lý dụng cụ cắt
53.25-0,046

49-0,039
35-0,039
21-0,033
14-0,027
5

15°

15°

2x45°

35±0,1

33-0,039

29,5-0,033

24,5-0,033

30,5

R7,34-0,022

Ø6
10-0,05

R1

° 10

60

'

250,1
40-0,05

0,5

6010'

44,846-0,05
580,1

Hình 1.8: Hình vẽ biên dạng dao

VIII. Thit k dng đo dưỡng kiểm
Dưỡng đo dùng để kiểm tra ®é chÝnh xác hình dáng, kích thớc
của dao định hình. Dỡng kiểm dùng để kiểm tra độ chính xác
hình dáng kích thớc của dỡng đo.
1. Dỡng đo
Biên dạng của dỡng đo đợc xem nh là biên dang bao so với
biên dạng lỡi cắt của dao, do đó kích thớc dang nghĩa của dỡng
đo đợc lấy bằng trị số lớn nhất kích thớc danh nghĩa tơng ứng
của dao. Vì trờng dung sai của các kích thớc biên dạng của dao
đều phân bố về phía âm nên kích thớc danh nghĩa của dỡng
đo lấy b»ng kÝch thíc danh nghÜa t¬ng øng cđa dao. Trêng dung
sai các kích thớc biên dạng của dỡng đo đợc phân bố về phía dơng. Tra bảng 2.9 và 2.10 ta đợc: Các kích thớc dài có sai lệch dới
băng 0 sai lệch trên bằng 0,06 mm. cung tròn có sai lƯch lµ 0,02
mm

2. Dìng kiĨm
kÝch thíc danh nghÜa cđa dìng kiĨm lÊy b»ng kÝch thíc danh
nghÜa cđa dìng ®o. Trơng dung sai kích thớc biên dạng của dởng
Sinh viờn: Nguyễn Văn Minh

◊ 11 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ mơn: ngun lý dụng cụ cắt

kiĨm đợc phân bố về hai phía. trị số tra bảng 2.9và 2.10 ta đợc:
Các kích thớc dài có sai lệch 0,002 mm, cung tròn có sai lệch là
0,005 mm
3. Yêu
+
+
+
+

cầu kỹ thuậtcủa dỡng đo, dỡng kiểm
Vật liệu dỡng
Độ cứng sau nhiệt luyện
Độ nhẵn các bề mặt làm việc đạt cấp 9 (Ra=0,32 àm )
Độ nhẵn các bề mặt phẳng còn lại đạt cấp 7 (Ra=1,25
àm )
+ Chiều dầy dìng: 3mm. ChiỊu dµi: chiỊu cao:40 mm

IX. Điều kiện kỹ thut ca dao tin nh hỡnh
1. Vật liệu phần cắt hợp kim cứng T15K6; Vật liệu thân dao
làm bằng thép 40X
2. Độ cứng
Phần cắt đạt 92 HRA
Phần thân dao đạt (30 ữ 40) HRC
3. Độ nhẵn
Mặt trớc và mặt sau đạt cấp 9 (Ra=0,32 àm )
Mặt chuẩn gá kẹp đạt cấp 8 (Ra=0,63 àm )
Các mặt còn lại đạt cấp 6 (Ra=2,5 àm )
4. Sai lệch góc mài sắc: 20
X. Gỏ kp dao tin nh hỡnh
Dao tiện định hình đợc địng vị và kẹp chặt trong gá kẹp
dao thích hợp. Yêu cầu của gá kẹp là phải đảm bảo định vị dao
tốt đúng với sơ đồ tính toán, phải điều chỉnh tốt, kẹp chắc
chắn ổn định và có tính công nghệ tốt chế tạo dao và lắp giáp
dễ dàng
Dao tin định h×nh lăng trụ được thiết kế có chiều cao H=90
(mm) nên ta chọn có kết cấu như hình bên dưới, với dao này có thể tiến hành trên
máy tiện tự động 1A240-4; 1A240-6; 1262.

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊ 12 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Bộ mơn: ngun lý dụng cụ cắt

25

70

α

170

65

30

55

70

45

12

H×nh 1.10: Gá kẹp dao tiện định hình lăng trụ.

Dao c thiết kế có E=10 (mm) vậy ta tính được.
S=A-2E tg30o = 40-2.10 tg30o=28,5 (mm)
Vi S=28,5 (mm), tra bng 2.12 đợc các kích thớc cơ bản của
đồ gá kẹp:
S=30 mm:

B1=55 mm;
h=25 mm
B= 65 mm;
B2=70mm.
Víi kiĨu g¸ kĐp nay dao cã thĨ hiệu chỉnh mũi dao ngang
tâm nhờ vít điều chỉnh 14, kẹp chặt dao nhờ má kẹp 2 và
bulông 3, có thể điều chỉnh để nhận đợc đờng kính cần thiết
của chi tiết bằng các tấm dịch chuyển giá daotheo phơng tấm
nối tiếp 6 bằng vít vi lợng 9, dao còn có thể dịch chuyển dọc trục
chi tiết theo phơng thân gá kẹp nhờ vít vi lợng 13. Tóm lại dao
tiện cã thĨ ®iỊu chØnh:
- Theo chiỊu cao chi tiÕt.
- Theo ph¬ng híng kÝnh cđa chi tiÕt.
- Theo ph¬ng däc trơc cña chi tiÕt.
Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

◊ 13 ◊

Lớp: VP07


Thuyết minh đồ án

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

Bộ môn: nguyên lý dụng cụ cắt

◊ 14 ◊

Lớp: VP07