<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>LỜI MỞ ĐẦU...2</b>

<b>CHƯƠNG I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH...3</b>

<i><b>I. Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công...3</b></i>

<i><b>II. Chọn điểm cơ sở...3</b></i>

<i><b>III. Chọn thơng số hình học của dao...4</b></i>

<i><b>IV. Sơ đồ và công thức tính tốn...4</b></i>

<i><b>V. Chọn sơ đồ kết cấu dao...7</b></i>

<i><b>VI. Kích thước phần profin dụng cụ...8</b></i>

<i><b>VII. Điều kiện kỹ thuật :...9</b></i>

<b>CHƯƠNG II: THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG...10</b>

<i><b>I. Chọn dao phay lăn răng...10</b></i>

<i><b>II. Tính tốn thơng số kết cấu dao...10</b></i>

<i><b>III. Điều kiện kỹ thuật...13</b></i>

<b>CHƯƠNG III:THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG...14</b>

<i><b>I. Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công:...14</b></i>

<i><b>II. Chọn điểm cơ sở:...15</b></i>

<i><b>III. Chọn thơng số hình học của dao:...15</b></i>

<i><b>IV. Tính tốn profin dao trong tiết diện chiều trục:...16</b></i>

<i><b>V. Yêu cầu kĩ thuật và kích thước kết cấu của dao:...24</b></i>

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO...25</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>LỜI MỞ ĐẦU</b>

Trong nền cơ khí hiện đại nói chung, cũng như ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng, việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt đóng một vai trò rất quan trọng. Dụng cụ cắt trực tiếp tham gia vào q trình gia cơng cắt gọt, tạo nên chất lượng của sản phẩm. Vì vậy, việc tính tốn thiết kế dụng cụ cắt phải tn theo những quy trình cũng như yêu cầu nhất định, và luôn là một nhiệm vụ không dễ dàng đặt ra với người kỹ sư.

Trong đồ án môn học này em được làm quen với quy trình tính tốn, thiết kế một số dụng cụ cắt điển hình, đó là dao tiện định hình lăng trụ, dao phay lăn răng và dao phay định hình hớt lưng. Với sự giúp đỡ của bộ môn Gia công vật liệu và Dụng cụ công nghiệp, đặc biệt là dưới sự hướng dẫn của thầy Bành Tiến Long, em đã hoàn thành việc thiết kế các dụng cụ cắt đã kể trên.

Lĩnh vực thiết kế dụng cụ cắt là một lĩnh vực khó, trong khi kiến thức của em cịn thiếu sót rất nhiều, nên em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cơ về những sai sót mắc phải trong q trình thực hiện tính tốn và thiết kế.

Em xin chân thành cảm ơn thầy cô.

Sinh viên Vũ Văn Phương Nam

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>CHƯƠNG I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH</b>

<i><b>Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau:</b></i>

Vật liệu gia công: Thép 45

<i><b>I.Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia cơng</b></i>

- So với dao tiện đơn, dao tiện định hình đảm bảo độ đồng nhất profin chi tiết trong quá trình gia công, năng suất cao, tuổi thọ dao lớn, số lượng phế phẩm ít, mài sắc đơn giản.

- Chi tiết có dạng mặt trụ trịn xoay trên đó bao gồm các mặt côn và các mặt trụ, profin chi tiết không quá đặc biệt, cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ chế dễ dàng hơn và gia cơng chi tiết có độ chính xác cao hơn. Dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao hơn dao hình trịn đồng thời có thể khắc phục được sai số loại 2 còn sai số loại 1 có thể khắc phục được. Dao được gá thẳng.

- Vật liệu chế tạo chi tiết: Thép C45 có <i>σ_b</i> = 750 ( Mpa), phơi thanh thép trịn <i>∅ 50</i>

( có phần chuẩn bị cắt đứt ).

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<i><b>II.Chọn điểm cơ sở</b></i>

Để thuận tiện cho việc tính tốn ta chọn điểm cơ sở theo ngun tắc: điểm cơ sỏ là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất( hoặc gần tâm chi tiết nhất). Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 là điểm cơ sở cách tâm 1 khoảng:

Với vật liệu gia cơng là phơi thanh thép trịn C45 có <i>σ_b</i> = 750 ( Mpa ) Tra bảng 3.1 ( sách Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại ) ta chọn: + <i>góc trước</i><small></small>²²<small></small>

+ góc sau   ¹²

<i><b>IV.Sơ đồ và cơng thức tính toán</b></i>

Xét điểm i bất kì trên profin chi tiết ta có điểm i’ tương ứng trên profin dao. Gọi chiều cao của profin của dao tại điểm i’ là h<small>i</small> theo hình vẽ:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

A = <i>r</i>₁<i>sinγγ</i>=<i>r_isin γ_i</i> => <i>γ_i</i>=arcsin

(

<i>^r</i><small>1</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

 <b>Chiều cao profin dao trung tiết diện vng góc với mặt sau </b><i>h<small>i</small></i>

<i><b>V.Chọn sơ đồ kết cấu dao</b></i>

Chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết gia cơng:

2 ^=9,5(mm)

Trong đó: <i>d_max</i> là bán kính lớn nhất của chi tiết gia cơng.

<i>d_minγ</i> là đường kính nhỏ nhất của chi tiết gia cơng.

Tra bảng 3.2 – Kích thước kết cấu dao tiện định hình hình lăng trụ trong sách “ Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại “ , ta có kích thước cơ bản của dao tiện định hình hình lăng trụ:

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i>t_max</i> B H E A F r d L = M

<i><b>VI.Kích thước phần profin dụng cụ</b></i>

- Phần phụ profin của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên cơng cắt đứt ra khỏi phơi có kích thước như hình vẽ:

- Chiều rộng dao tiện định hình dọc theo trục của chi tiết gia công theo công thức:

<i>L_p</i>=<i>l_g</i>+<i>a+b+g +b</i>₁

Với: + <i>L_g</i>: chiều dài đoạn lưỡi cắt chính L = 35 mm

<b> + a, b : Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt: a = b = 2 mm</b>

+ g : chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt, lấy g = 6 mm + <i>b</i><small>1: chiều dài đợn vượt quá lấy </small><i>b</i><small>1 = 0.5 </small><i>÷ 1</i> mm. Chọn <i>b</i>₁=1 ( mm ) + t : chiếu cao đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt.

Lấy t <i>≤ t_max</i> = 9,5 mm <i>⟹</i> chọn t = 8 mm + <i>φ</i> : góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt, lấy <i>φ</i> = 15<i>°</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Thay số : <i>L_p</i>=<i>l_g</i>+<i>a+b+ g +b</i><small>1= 35+2+2+6+1= 46(mm)</small>

<i><b>Điều kiện kỹ thuật của dao</b></i>

- Vật liệu phần cắt và phân thân dao : Thép gió P18 - Độ cứng sau khi nhiệt luyện : Phần cắt 62 <i>÷</i> 65 HRC

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Bản vẽ thiết kế :

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>CHƯƠNG II: THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG</b>

<i><b>Yêu cầu: Thiết kế dao phay lăn răng có modun m =1,5 mm; </b>α</i>= 20<i><small>°</small></i>

Vật liệu gia công: Thép 40XH <i><small>b</small></i>^{= 950}<i>N mm</i>²

<i><b>I. Chọn dao phay lăn răng</b></i>

Dao phay lăn răng dùng để gia công bánh răng hình trụ răng thẳng hoặc răng nghiêng, được phân thành 2 loại: dao phay lăn răng thô và tinh.

Ta chọn dao phay gia công tinh bánh răng, dao có các đặc tính như sau:

 Dao phay lăn răng tinh để cắt bánh răng thường được chế tạo có 1 đầu mối.  Vật liệu chế tạo từ thép gió P18.

 Cấp chính xác chế tạo: ta chọn cấp chính xác A.

 Chọn trục vít cơ sở để chế tạo dao: chọn trục vít Acsimet.

Đặc điểm trục vít Acsimét: là trục vít mà mặt ren là mặt xoắn ốc Acsimet. Mặt xoắn ốc này là quỹ tích chuyển động của một đường thẳng luôn luôn dựa trên một đường xoắn ốc trụ tròn và giao nhau với trục của hình trụ một góc khơng đổi. Trục vít Acsimet có cạnh răng thẳng trong mặt cắt dọc chứa đường tâm trục vít. Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang (vng góc với trục) là đường xoắn ốc Acsimet.

 Ưu điểm của dao: đơn giản trong chế tạo, chiều cao profin không đổi khi mài lại ở mặt trước, góc sau thay đổi khơng đáng kể.

<i><b>II. Tính tốn thơng số kết cấu dao</b></i>

<b> Dao phay lăn răng có m = 1,5 mm nằm trong khoảng mơđun m = 1 </b><i>÷</i> 20 mm được tiêu chuẩn hóa các bộ phận kết cấu của nó và được xác định theo các công thức ở bảng 8.1 và 8.2 sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại.

- Bước theo phương pháp tuyến:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

- Chiều dày răng ở tiết diện pháp tuyến:

Trong đó f là hệ số chiều cao đầu răng, lấy f= 1. - Chiều cao chân răng: - Đường kính vịng tròn đỉnh răng của dao phay lăn:

Tra bảng 8.2[153] với m = 1,5 ta được <i>D_e</i>=55 mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

- Lượng hớt lưng lần 2(với dao có mài) :

Theo bảng 8.6 ta có <i>∆ α=0</i> góc profin theo mặt trước <i>α</i><small>1</small>=20<i>^°</i> - Bước của răng vít lý thuyết : Chọn d theo tiêu chuẩn: d = 22 mm

- Đường kính đoạn lỗ khơng lắp ghép:

<i>d</i>₁=1,05 d =1,05.22 = 23,1; chọn <i>d</i>₁=24 (mm) - Đường kính của gờ:

<i>D_g</i>=<i>D_e</i>−2 H−(1 ÷2 )=55−2.9−(1÷ 2)= 35 (mm)

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

- Chiều dài của gờ: Xác định góc profin trong tiết diện chiều trục:

cotg<i>α_o</i>=¿cotg<i>α_nγ</i>.cos<i>τ</i> = cotg 20<i><small>°</small></i>. Cos1<i><small>°</small></i>43<i><small>'</small></i> = 2,7462

cotg <i>α_t</i>=¿ cotg<i>α_o</i> + <i>^KZ_T</i> =¿2,7462 + ₅₃₆₈^3.13 = 2,7535 => <i>α_t</i>=19<i><small>°</small></i>57<i><small>'</small></i>

cotg <i>α_p</i>=¿ cotg<i>α_o</i> - <i>^KZ_T</i> =¿2,7462 - ₅₃₆₈^3.13 = 2,7389 => <i>α_p</i>=20<i><small>°</small></i>3<i><small>'</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<i><b>III. Điều kiện kỹ thuật của dao</b></i>

1. Vật liệu: P18

2. Độ cứng sau tơi: HRC 62 <i>÷</i> 65

3. Dung sai của dao phay lăn răng cấp chính xác A lấy theo bảng 8.4 và 8.5: - Sai lệch giới hạn bước răng theo phương pháp tuyến  0,010 mm - Sai số tích lũy giới hạn trên độ dài 3 bước răng <i>±</i>0,015 mm

- Độ đảo hướng kính theo đường kính ngồi trong giới hạn 1 vịng tròn: 0,030 mm

- Sai lệch giới hạn gốc của profin (trong giới hạn của phần có hiệu lực của profin và đường thẳng của nó trong tiết diện pháp tuyến ) : 0,012(mm).

- Sai lệch giới hạn hướng kính của mặt trước ở điểm bất kì trên chiều cao của profin (chỉ tháo 1 phía phần khoét đáy): 0,040 (mm).

- Sai số tích lũy lớn nhất của bước vòng của rãnh xoắn : 0,035 (mm)

- Sai lệch giới hạn khoảng cách từ đỉnh phân bố dọc rãnh thoát phoi đến trục dao phay: 0,015 mm

- Độ đảo hướng kính vịng gờ: 0,02 mm - Độ đảo mặt đầu của gờ: 0,01 mm - Sai lệch của góc cắt: −20 ' ;+40 ' - Sai lệch chiều dài răng: + 0,30 mm - Sai lệch chiều dày răng: ± 0,020 mm 4. Độ bóng các bề mặt:

- Mặt trước lỗ gá dao và mặt tựa không thấp hơn <i>R_a</i>=0,32(μmm) - Bề mặt sau hớt lưng không mài thì khơng thấp hơn <i>R_a</i>=2,5 (μmm) - Bề mặt sau có mài khơng thấp hơn <i>R_z</i>=0,63 ( μmm).

Nhãn hiệu dao: P18; m = 1,5 ; α = 20˚; CXC: A ;



_{= 1˚43’ ĐHBKHN.}

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>CHƯƠNG III:THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG</b>

<i><b>u cầu: Thiết kế dao phay định hình có </b></i>^^⁰ để gia công vật liệu bằng thép 45 có <small>2</small>

600 N/mm

 

Với profin chi tiết như hình vẽ:

<i><b>I. Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia cơng:</b></i>

- Chi tiết gia cơng có dạng rãnh, profin phức tạp gồm các đường thẳng và cung tròn - Dao phay hớt lưng đảm bảo được lượng profin lưỡi cắt khơng đổi và đồng nhất

trong q trình sử dụng khi mài sắc lại theo mặt trước, tính vạn năng cao, năng suất cao, không yêu cầu gá đặt phức tạp, khơng địi hỏi thợ bậc cao. Do đó, dao phay hớt lưng chủ yếu được sử dụng để gia cơng các bề mặt định hình

- Chi tiết khơng u cầu độ chính xác cao, do đó chỉ cần hớt lưng một lần - Để giảm nhẹ lực cắt, chọn góc trước <small> </small>⁰

- Chiều cao ở những điểm mút của profin khác nhau ít, hơn nữa, chế tao rãnh đáy thẳng (đáy rãnh làm song song với trục) dễ dàng hơn rãnh vát (đáy rãnh làm nghiêng với trục dao).

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Từ đó, ta chọn dao phay định hình có góc trước <small> </small>⁰ , hớt lưng một lần, đáy rãnh thẳng để gia công chi tiết.

- Ta thấy profin chi tiết có 1 đoạn cung trịn, do đó profin dao cũng có 1 đoạn cung trịn tương ứng. Nếu tính tốn chính xác thì số lượng điểm tính tốn sẽ lớn vì thế sẽ rất phức tạp, để đơn giản cho việc tính tốn ta sẽ chia cung trịn thành 6 phần và tính tốn chiều cao profin dao tại 7 điểm tương ứng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<i><b>II. Chọn điểm cơ sở:</b></i>

<b> Đối với dao phay định hình, càng gần tâm góc </b>



_{sau càng tăng, do đó để đảm}

<b>bảo góc sau tại các điểm trên lưỡi cắt không quá nhỏ, điểm cơ sở khi thiết kế dao phay </b>

định hình thường được chọn trùng với các điểm trên chi tiết nằm xa tâm dao nhất (các điểm có chiều cao profin lớn nhất).

<i><b>III. Chọn thơng số hình học của dao:</b></i>

Với vật liệu gia công là thép 45, có  <i><small>b</small></i> ^{600 N/mm}² , theo bảng 4.2, ta có: + Góc trước <i>γ=10^°</i>

+ Góc sau chính   <i><small>n</small></i> ¹²

+ Góc sau phụ <i>α</i>₁=8<i><small>°</small></i>

Chiều cao lớn nhất của profin chi tiết <i>h_max</i>=12 , tra bảng 4.11 được đường kính D=110>100 (mm) . Do đó dao phay phải dùng kết cấu răng hàn vớ vật liệu thân dao là thép 45X; vật liệu răng dao là P18. Tra bảng 4.11 ta được:

+ Đường kính đỉnh dao D = 110 mm + Lượng hớt lưng K = 6 mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

+ Số răng Z = 10

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i><b>IV. Tính tốn profin dao trong tiết diện chiều trục:</b></i>

Profin chi tiết được biểu diễn bởi các điểm

1 , 2 , 3 , 4 , 5

.

Xét điểm i trên chi tiết, để gia cơng được điểm này thì phải có điểm i’ tương ứng trên profin dao. Xác định điểm i’ như sau:

+ Từ điểm i trên profin chi tiết ta dóng ngang sang phía dao cắt đường <i>O T<small>d</small></i> _tại

điểm E. Lấy <i>O<small>d</small></i>_{làm tâm, quay cung trịn bán kính}<i>O E_d</i> _{cắt vết mặt trước tại F.}

+ Vẽ đường cong hớt lưng acsimet cắt <i>O T<small>d</small></i> _{tại G. Từ G kẻ đường thẳng vuông}

góc với <i>O T<small>d</small></i> _{ta được điểm i’, điểm này nằm trên profin dao dùng để gia công điểm i trên}

profin chi tiết.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Để thiết kế dao phay định hình có <small> </small>⁰ cần phải tính chiều cao profin dao của tất cả các điểm tương ứng với các điểm trên profin chi tiết. Từ sơ đồ tính ta có:

 Tính chiều cao profin dao trong tiết diện chiều trục của dao: + Điểm 1: <i>^θ</i><small>1</small>= arcsin

(

<i>^R<small>d</small>. sinγγ</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

+ Điểm 9:<i>θ</i><small>9= arcsin </small>

(

<i>^R<small>d</small>. sinγγ</i>

Chiều cao profin dao trong tiết diện chiều trục <i>h :<small>d</small>ⁱ</i>

 Tính chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Chiều cao profin dao trong tiết diện trùng mặt trước được dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu hay khơng. Từ sơ đồ tính, với điểm i bất kì, cơng thức tính chiều cao profin dao trong tiết diện trùng mặt trước:

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước <i>h :<small>dt</small>ⁱ</i>

<i><b> V. Điều kiện kỹ thuật của dao </b></i>

Kích thước kết cấu dao tra theo bảng 4.11, ứng với chiều cao lớn nhất của profin chi tiết h<small>cmax </small>= 15mm , ta có kích thước kết cấu của dao như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>- Đường kính lớn nhất của dao: D = 110 mm- Đường kính lỗ định vị dao d = 32 mm</b>

<b>- Đường kính phần không lắp ghép d</b><small>1</small> = 34 mm

<b>- Số răng Z = 10</b>

<b>- Lượng hớt lưng K = 6 mm</b>

<b>- Hình dáng đáy rãnh thoát phoi H = 23 mm</b>

<b>- Bán kính góc lượn ở đáy rãnh thốt phoi r = 2 mm</b>

<b>- Độ đảo hướng tâm của mặt trước ≤ 0,06 mm- Độ đảo hướng kính của các lưỡi cắt ≤ 0,03 mm- Kí hiệu dao : </b>

DPĐHHL - N<small>0</small>3 – γ = 10 – D = 110 – d = 32 – B = 21- P18 – ĐHBKH

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO</b>

1. Hướng Dẫn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt (2011) – TS. Nguyễn Thị Phương Giang, PGS. TS Trần Thế Lục, TS Lê Thanh Sơn - Nhà xuất bản Giáo Dục.

2. Dung Sai Lắp Ghép - PGS.TS Ninh Đức Tốn - Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật. 3. Thiết Kế Dụng Cụ Công Nghiệp – GS. TSKH Bành Tiến Long, PGS. TS Trần Thế Lục, PGS. TS Trần Sĩ Túy - Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật.

4. Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy – GS. TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS Lế Văn Tiến, PGS. TS Ninh Đức Tốn, PGS. TS Trần Xuân Việt - Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật.

</div>