GVHD : Bùi Ngọc Tuyên
Sinh viên: Nguyễn Năng Quang
Lớp : CTM2-K45
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN GCVL VÀ DCCN
o0o










ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DAO

HÀ NỘI 03 - 2004

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

1

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
11
h
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 THƯỚC DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH
- Chọn vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công là thép C40, để nâng cao chất
lượng và năng suất cắt chọn vật liệu làm dao là thép P18.
Với sơ đồ hình vẽ như trên ta tính được:
R=25(mm)
)(648,46)324,2325(250

)(324,23925
1
22
mm
mmh



Để chọn được cỡ dao căn cứ vào chiều sâu lớn nhất của chi tiết.
)(52025
)(20
)(25
max
min
max
minmaxmax
mmt
mmr
mmr
rrt






Tra theo bảng 3.2.2 ta có cỡ kích thước dao tiện định hình hình tròn tiện ngoài:

Cỡ
dao


max
t

Phần răng Phần răng kẹp
D D
1
d

b C r
2
d

2
l

Z
2 4-6 40 13 20 10 3 1 20 3 12

Thông số hình học của dao bao gồm góc trước  và góc sau  được chọn tại điểm
cơ sở.
Vật liệu chi tiết C40 tra theo bảng 3.3.1
Thép cứng trung bình
)/(800500 mmN
b



2520
0




Góc sau  của dao tiện định hình chọn như sau:
Dao tròn
1210




Từ đó ta chọn
00000
10;10;20 









Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

2

Chọn điểm D là điểm cơ sở (sơ đồ thiết kế trang 4)
)(25
)(324,23

)(20
)(372,16324,310.20
2
40648,46
.
)(7,14510.20
2
4050
.
)(20
2
40
2
3
2
1
0
13
0
12
1
mmr
mmr
mmr
mmCosCosRR
mmCosCosRR
mm
D
R



























TT

Công thức Điểm 1,2 Điểm 2,4 Điểm 5
1


SinRH .
1


3,473 3,473 3,473
2
)(.
1

 SinRP

6,84 6,84 6,84
3

sin.
1
rA 

3,473 3,473 3,473
4
k
k
r
A
arcsin


0
10


0
99,7

0
56,8

5

CosrB .
1


19,696
6
kkk
CosrC

.

24,757 23,064
7
BCT
kk


5,061 3,368
8
k
k
E

P
arctan


0
20

0
477,26

0
23,913

9
)(.
1

 CosRF

18,794
10
kk
TFE 

13,733 15,426
11
kk
RRh 
1


5,3 3,628

Chiều rộng của dao tiện định hình (hình vẽ trang 5)
Chiều rộng của dao tiện định hình được xác định dọc theo trục của chi tiết gia
công.
1
bbcaLL
gp


Trong đó:
:
g
L
Chiều dài đoạn lưỡi cắt chính (lấy bằng chiều dài chi tiết định hình khi dao
gá thẳng)
)(38 mmL
g


a: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt, lấy bằng 25 (mm),
chọn a= 4(mm)
c: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết, lấy bằng 13 (mm),
Nếu ở mặt đầu chi tiết có vát thì lấy lớn hơn phần vát 11,5 (mm), c=1+1=2(mm)
1

góc của đoạn lưỡi xén mặt đầu, do có vát
0
1
45



t: chiều cao của lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt t = 4
)(5
max
mmt 

b: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt b=310(mm), chọn b=5(mm)
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

3


1
b
: đoạn vượt quá lấy bằng 1 (mm)
: góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt
0
15


)(50152438
1
mmbbcaLL
gp



III, TÍNH TOÁN CUNG TRÒN THAY THẾ

Trên cung cong của chi tiết lấy 3 điểm A,B,C
y

C





B


0 A x
Với toạ độ tương ứng của các điểm:
A(0,0); B(4,577; 0,4226); C(9;1,676)
Áp dụng công thức:
) (2
)()(
) (2
)()(
2222
0
2222
0
CBBC
CBBBCC
CBBC
CBBBCC
yxyx
xyxxyx

y
yxyx
yyxyyx
x







Ta tính được toạ độ tâm và bán kính của cung tròn thay thế là:







006,25
10.329,1
0
3
0
y
x

)(006,25
2
0

2
0
mmyxR 


IV, THIẾT KẾ DƯỠNG ĐO, DƯỠNG KIỂM TRA
- Dưỡng đo
d
D
biên dạng dưỡng đo được xem như là bao so với biên dạng lưỡi cắt
của dao, do đó kích thước danh nghĩa tương ứng của dao. Vì trường dung sai của
các kích thước biên dạng dao đều phân bố về phía âm nên kích thước danh nghĩa
của dưỡng đo bằng kích thước danh nghĩa tương ứng của dao. Trường dung sai các
kích thước biên dạng của dưỡng đo được phân bố về phía dương. Trị số dung sai
của dưỡng đo. Kích thước chiều trục có dung sai 0,006mm toạ độ tâm bán kính
cung tròn thay thế có dung sai 0,02mm.
- Dưỡng kiểm
K
D
kích thước danh nghĩa của dưỡng kiểm lấy bằng kích thước của
dưỡng đo. Trường dung sai các kích thước biên dạng của dường kiểm được phân
bố về 2 phía. Trị số dung sai chế tạo các kích thước. Các kích thước chiều cao hình

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

4

dáng, kích thước chiều trục có sai lệch
)(002,0 mm


toạ độ tâm và bán kính cung
tròn thay thế có sai lệch
)(005,0 mm

.
- Vật liệu làm dưỡng là thép lò so tấm, mác 60
r,
65
r
(ký hiệu của thép Liên Xô)
Thép này có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện 5865HRC. Độ
nhám phần prôfin dưỡng cần đạt Ra=0,630,62m(cấp 6), các phần khác
Ra=1,25m (cấp 7).

Yếu tố kiểm tra

Khoảng các giữa các điểm
1-2 2-3 3-4 R(4-5)
Dưỡng đo Chiều dài
018,0
16


012,0
6


015,0
7



015,0
9


Chiều cao 0
012,0
5


0
01,0
676,1


Dưỡng
kiểm
Chiều dài
011,0
16


008,0
6


009,0
7



009,0
9


CHIỀU
CAO
0
008,0
5


0
006,0
676,1































Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

5



Phần II
THIẾT KẾ DAO CHUỐT

CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỀ BÀI

Tt Đường kính
danh nghĩa lỗ
sau khi chuốt,

mm
Cấp chính
xác lỗ sau
khi chuốt
Chiều dài
lỗ chuốt,
mm
Vật liệu
chi tiết
Nguyên
công trước
chuốt
Ghi chú

3N

64 H7 44 Thép 50 Tiện rộng

I, PHÂN TÍCH CHI TIẾT, CHỌN SƠ ĐỒ CẮT
Chọn dao với đường 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



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 hướng phía trước 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 hướng phía trước (II)
- Phần dẫn hướng phía sau (IV)
- Phần đo (V) (thường có đối với dao chuốt dài)
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

6

- 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.


IV, LƯỢNG NÂNG CỦA RĂNG S
Z
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 S
z
.

Với dao chuôt lỗ trụ
Thép các bon 
b
 500700 (N/mm
2
)
S
z
=0,025  0,03(mm)
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 0,8S
z
, 0,6S
z
, 0,4S
z

với răng cắt tinh cuối cùng không uốn nhỏ thua 0,015 (mm) để tránh hiện tượng
miết kim loại.
Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng bằng đường kính răng cắt tinh cuối
cùng.





Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

7


V, 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 (d
min
)
Với chiều dài lỗ: 44(mm)
Đường kính lỗ sau khi chuốt: 64(mm)
Lượng dư theo bán kính để chuốt lỗ trụ: 0,5(mm)
Tính lượng dư:
)(03,6403,064
2
)(
2
1
min
min
mmD
ADd
dDA
sd
sd
sd




d
min

=64,03-2.0,5= 63,03(mm)
Vậy đường kính của lỗ trước khi chuốt: 63,03(mm)
Lượng dư cho các răng cắt thô và răng cắt tinh
)(045,0
045,0025,0)4,06,08,0(
1
mmA
A
SA
tinh
tinh
n
k
ztinhtinh






Lượng dư thô sẽ là:
)(455,0
455,0045,05,0
mmA
AAA
tho
tinhtho





VI, 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.
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 , góc sau
; bước lưng răng .
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 diện rãnh sẽ là:
)(
4
1
22
mmhF



Với
KSLh
z
13,1

Tra bảng 4.3.3a
với lượng nâng của răng: S
z
=0,025

thép có độ cứng 
b
=500 800(N/mm
2
)
K=3
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

8

)(31,3053,2
4
1
053,23.025,0.4413,1
22
mmF
h




Diện tích dải phoi cuốn nằm trong rãnh sẽ là:
)(1,1025,0.44
)(.
2
2
mmF
mmSLF
f

zf



Với L, S
z
là chiều dài của chi tiết và lượng nâng của răng
Các thông số khácđược tính theo công thức kinh nghiệm:
)(4
4,4575,35,5).8,065,0().8,065,0(*
)(2
2,265,15,5).4,03,0().4,03,0(*
)(1,1
12915,10265,1053,2).55,05,0().55,05,0(*
)(5,5
7484,51325,5053,2).8,25,2().8,25,2(*
mmR
tR
mmb
tb
mmr
hr
mmt
ht















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 
Tra bảng 4.3.3b
Với vật liệu gia công 
b
=500  800(N/mm
2
)
=12
0
 15
0

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:
ở răng cắt thô: =3
0
 3
0
.30’
Răng cắt tinh: =2

0
Răng sửa đúng: =1
0

ở đáy rãnh chia phoi: =3
0
 5
0
Góc lưng răng  thường lấy 70  75
0

- 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).
Tra bảng 4.3.3c
Với đường kính dao > 50  55(mm)
Số rãnh bằng 24
Ở dao chuốt lỗ, đường kính đáy rãnh D
i
lớn dần về phía sau 1 lượng
2.S
z
=2.0,025=0,05(mm)
- Số răng dao chuốt và đường kính của chúng
Số răng cắt thô:
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

9


1
z
th
th
S
A
Z

Với A
th
=0,455
191
025,0
455,0

th
Z

Vậy số răng cắt thô Z
th
=19 răng
Số răng cắt tinh Z
tinh
=3
Số răng sửa đúng
Tra bảng 4.3.3e
Với cấp chính xác H7
Z
sd

= 7  8 răng
- Số răng cùng cắt lớn nhất
101
5,5
50
0
z

Do chi tiết quá dài Z
0
=8
- Đường kính các răng dao chuốt
D
1
= D
min
= 55,03(mm)
D
2
= D
1
+ 2.S
z
= 55,03+2.0,025 = 55,08(mm)
D
3
= D
2
+ 2.S
z

= 55,08+2.0,025 = 55,13(mm)

D
n
= D
1
+ 2.(n-1).S
z

D
19
= D
1
+ 2.(19-1).S
z
= 55,03 + 2.18.0,025 = 55,93(mm)
- Số răng cắt tinh
D
t1
= D
19
+ 2.0,8.S
z
= 55,93 + 2.0,8.0,025 = 55,97(mm)
D
t2
= D
t1
+ 2.0,6.S
z

= 55,97 + 2.0,6.0,025 = 56(mm)
D
t3
= D
t2
+ 2.0,4.S
z
= 55 + 2.0,4.0,025 = 55,02(mm)
- Số răng sửa đúng
D
sd
=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
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 P
z
song song với trục chi tiết. Tổng hợp các lực P
z

sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao.


Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP


10
Lực cắt thành phần P
z
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.
][
.
.4
2
1
k
b
i
k
D
P
F
P





D
i1
đường kính đáy răng đầu tiên
D
i1
= D

min
- 2.h = 55,03 - 2.2,053 = 50,924 (mm)
P lực cắt tổng hợp khi chuốt
P = q.B.Z
0
.K (N)
q lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm)
Tra bảng 4.3.3g
Với lượng nâng của răng S
z
= 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 lưỡi cắt của một vòng răng
B = 6(mm).
Nhân biểu thức với 6 vì q tính trên 1 đơn vị chiều dài
 P = 6.178.6.8.0,93 = 6.7945,92(N).

)/(5,17
924,58.
4.92,7945.6
2
2
mmN
k





Với vật liệu làm dao là thép gió: [
k
b
]=350  400(N/mm
2
)

VII, PHẦN ĐẦU DAO
Phần đầu dao gồm đầu kẹp l
1
, cổ dao l
2
, côn chuyển tiếp l
3

Xác định phần đầu kẹp

][
.
.4
2
k
b
k
b
D

p





Với P= 47675,52(N)
[
b
k
]=200(N/mm)

)(45'
422,17
200.
52,47675.4
'
].[
.4
'
1
1
1
mmD
D
p
D
k
b







Tra bảng 4.4.1 ta được các thông số sau:
Đầu kẹp Cổ đỡ phía sau
D
1
D’
1

d f a
1

a
2

a
3

a l
1

D
7

e
7


f
1

f
2

60 45 8 12 18 1,5 36 25 115 30 45 3 3

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

11
- Phần cổ dao và côn chuyển tiếp:
Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ
D
2
= D
1
- (1  3).
 D
2
= 60 – 2 = 58(mm).
Chiều dài cổ l
2

l
2
= l
g
- l

3
= (l
h
+ l
m
+ l
b
) - l
3

Với l
g
, l
h
, l
m
, l
b
là: chiều dài gá, chiều rộng khe hở, chiều dày thành máy và bạc gá
l
h
= 5  10 (mm).
l
m
= 20  30(mm).
l
b
= 10  15(mm).
l
3

chiều dài côn chuyển tiếp
l
3
= 0,5.D
1
= 0,5.60 = 30(mm).
 l
2
= (10 + 25 + 15) – 30 = 30(mm).

VIII, PHẦN ĐỊNH HƯỚNG PHÍA TRƯỚC L
4
Phần máy dẫn hướng dao lúc bắt đầu chuốt, chiều dài l
4
thường lấy (0,8  1).l
l
4
= (0,8  1).l = (0,8  1).50 = 40  50
vì l
4
 40(mm) chọn l
4
= 60(mm)

IX, PHẦN DẪN HƯỚNG PHÍA SAU:
Đường kính phần dẫn hướng phía sau D
6
= D
sd
=56,03(mm)

Chiều dài phần dẫn hướng (0,5  0,7)l= 22  30,8(mm)
Lấy chiều dài phần dẫn hướng 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 120
0
để giữ cho mặt côn làm việc 60
0
không bị xây sát.

Tra bảng 4.9 ta được các thông số sau:

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

12
Kích thước lỗ lâm
d D L L
1
L
2

2,5 6 6 3 0,8

XII, 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 62  65
- Độ cứng phần dẫn hướng phía trước HRC 58  62
- Độ cứng phần đầu dao HRC 45  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 S
z
=0,025 <0,04(mm) sai lệch theo h
s

- Sai lệch đường kính 2 răng cắt tinh cuối cùng và các răng sửa đúng lấy theo h
5
- 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
Góc trước 2
0

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)














Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

13



Phần III

THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN TRỤC THEN HOA

ĐỀ BÀI

TT Yếu tố
định tâm

Lắp ghép theo
yếu tố định tâm

Lắp
ghép
theo b
Chiều dài lỗ
chuốt L2(mm)
Ghi chú
2P D H7/f7 F8/e8 1,16D Chiều dài trục then
hoa chọn tuỳ ý

Kích thước cơ bản của then hoa

ZxdxD
(Z số răng)
b d1 a f r
Không nhỏ hơn

Kích thước
danh nghĩa
Sai lệch
giới hạn
Không lớn hơn
TT

6x26x30

6 22,1 3,34 0,3 +0,2 0,2

I. CÁC THÔNG SỐ TRỤC THEN HOA DÙNG CHO THIẾT KẾ DAO
Các kích thước trục then hoa dùng cho thiết kế dao


1. Đường kính ngoài
D
e
=D
emax
-2c
Trong đó:
D
emax
đường kính ngoài lớn nhất của trục then hoa, tức là bằng kích thước đường
kính ngoài danh nghĩa cộng với sai lệch giới hạn trên.
D
emax
=30+0,062=30,062(mm)
c chiều cao cạnh vát (bán kính cung lượn r)
c=0,2
D
e
=30,063-2.0,2=29,662(mm)

2. Đường kính trong
D
i
=D
imin
+0,25.D
i
(mm)
Trong đó:
D

imin
đường kính trong của trục then hoa có kể đến sai lệch giới hạn dưới
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

14
D
imin
=26+0,02=26,02(mm)
D
i
=0,062-0,02=0,042(mm)
D
i
=26,02+0,25.0,042=26,0305(mm)

3. Chiều dày răng B
B=B
min
+0,25B
Trong đó:
B
min
chiều dày răng nhỏ nhất có kể cả sai lệch giới hạn dưới
B
min
=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.
k
k
R
R
Sin
0



Trong đó:
R
0
bán kính vòng tròn nhận profin chi tiết làm tiếp tuyến
23154,0
01525,13
0135,3
)(01525,13
2
0305,26
2

)(0135,3027,6.
2
1
2
1
0



k
i
k
Sin
mm
D
R
mmBR



5. Bán kính tâm tích R
Bán kính tâm tích chi tiết R tức là bán kính vòng tròn lăn của trục then hoa
)(6,140135,3.75,0831,14
)(831,14
2
662,29
2
.75,0
22
2

0
2
mmR
mm
D
R
RRR
e
e
e





II. XÁC ĐỊNH PROFIN DỤNG CỤ
Đối với dao phay thô các trục then hoa lớn, Profin có thể được xác định theo
phương pháp vẽ, phương pháp này cho độ chính xác không cao do đó Profin của
dao phay lăn trục then hoa được xác định theo phương pháp giải tích.
Xác định profin dụng cụ theo cung tròn thay thế.
+ Điều kiện thay thế
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

15
Bằng giải tích, profin dụng cụ tìm được chính xác, nó có dạng đường cong phức
tạp, trong điều kiện có thể.
Đối với trục then hoa thoả mãn điều kiện:
Rh .2,0
1


có thể thay thế
Do đó sau khi thay thế phải kiểm tra độ chính xác.
Trong đó:
h
1
chiều cao dao. Khi định tâm theo đường kính ngoài h
1
được tính
h
1
=R-R
i
(mm)
Với R=14,6(mm)
R
i
=13,01525(mm)
h
1
=14,6-13,01525=1,58475(mm)
+ Kích thước profin thay thế
Profin dụng cụ được đặc trưng bằng các thông số thay thế .
r
b
bán kính của vòng tròn thay thế (ứng với R=1) của profin dụng cụ.
x
b
, y
b

toạ độ tâm của vòng tròn thay thế r
b

b sai số do thay thế gây ra
Để tra được các thông số r
b
, x
b
, y
b
, b ở trong bảng dựa vào trị số góc profin  trên
vòng tròn tâm tích.
R
R
Sin
0



Với R=14,6(mm), R
0
=3,0135(mm)
2064,0
6,14
0135,3


Sin

Với h

1
 0,2.R
Vì h
1
=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 được

STT

Sin

Đối với chiều sâu rãnh trục then hoa
h= 1,58475

0,12.R=0,12.14,6=1,752
y
b
x
b
r
b

b
42 0,205065 0,111602 0,463874 0,4771


0,00025

Tính lại bán kính tâm tích dụng cụ
)(695,14
205065,0
0135,3
0
mmR
Sin
R
R
b
b
b




Profin dụng cụ ứng với bán kinh R
b
được tính:
R
t
= r
b
.R
b
= 0,4771.14,695 = 7,011(mm)
x

t
=x
b
.R
b
= 0,463874.14,695 = 6,8168(mm)
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

16
y
b
= y
b
.R
b
= 0,111602.14,695 =1,64(mm)
t = b.R
b
=  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 như 1 thanh răng bao gồm profin 1 lưỡi cắt, profin của
răng và chân răng… profin pháp tuyến được xác định bằng các yếu tố sau:

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

17

2. Bước t
p
bằng bước vòng của chi tiết trên bán kính tâm tích R
c
cp
Z
R
tt
2



Trong đó:
Z
c
số then của trục then hoa
)(289,15
6
6,14 2
mmtt
cp





3. Chiều dày răng
R
Z
R
StS
c
ccp
.
2




Trong đó:
 góc chắn tâm chi tiết, chắn cung chiều dày răng (tính Radian)
S
c
chiều dài cung trên bán kính tâm tích chi tiết của then, được tính
S
c
= .R = 2. .R
 =2.=2.0,279=0,4158
)(2186,96,14.4158,0
6
6,14 2
mmS
p





4. Chiều rộng rãnh răng: W
p

W
p
=t
p
- S
p
= 15,289 – 9,2186=6,071(mm)

5. Chân răng
Chân răng có cạnh vát
0
45
v

để các đỉnh then.
Các kích thước chân răng bao gồm:

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

18
- Chiều sâu vát: h
v
=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 = t
p
–(S
p
+ 4.h
v
) = 15,289 –(9,2186 + 4.0,6) =3,6704(mm)
Chân răng có thể vát từ đường tâm tích dụng cụ hoặc có thể vát từ một điểm cách
tâm tích dụng cụ một lượng h
e
:
)(431,06,14
2
062,30
2
max
mmR
D
h
e
e



6. Chiều cao Profin dao:
h = h

1
+ h
2
= 1,58475 + 1,031 =2,61575(mm)
Trong đó:
h
1
chiều cao đầu dao h
1
= 1,58475(mm)
h
2
chiều cao chân răng h
2
= h
v
+ h
e
= 0,6 + 0,431 =1,031(mm)
Trên chiều cao h ta tiến hành hớt lưng 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 được thể hiện bằng các kích thước
sau:
Kèm theo hình vẽ trang bên.

















Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

19













































Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

20




























a. Bước chiều trục t
0


Cos
t
t
p

0

Trong đó:
t
p
: Bước pháp tuyến của dao
: Góc nâng của đường vít trên đường kính trung bình tính toan D
tb
. Để đảm bảo
độ chính xác của chi tiết và đảm bảo tuổi thọ của dao cao. đường kính trung bình
được tính.
D
tb
= D
e
– 2.h
1
–2
Với D

e
: đường kính ngoài của dao D
e
= 30(mm)
h
1
: chiều cao đầu dao: h
1
= 1,58475(mm)
 D
tb
= 30 – 2.1,58475 –2 =24,8305(mm)
: Hệ số.   0,125
Ta tính góc nâng:
196,0
8305,24.
289,15
.



tb
p
D
t
Sin

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP


21
)(5914,15
9806,0
289,15
0
mmt 


b. Chiều dài dao: L
Chiều dài chung của dao:
L=3.t
p
+ (67) = 3.15,289 + 7 =52,867(mm)

c. Chiều dài gờ: l
g

Chiều dài gờ dùng để kiểm tra dao khi gá
l
g
= 3  4(mm)  l
g
= 4(mm)

d. Chiều dài lỗ định vị L
1

L
1
= (0,24 0,33).L = 0,25.52,867 = 13,2168(mm)


e. Bước rãnh thoát phoi t
t = .D
tb
.tang
Trong đó:
 Góc nghiêng của rãnh thoát phoi trên đường kính trung bình tính toán D
tb
, chính
bằng góc nâng  của đường răng
 t = .24,8305.5,0031=15,592(mm)

9. Profin mặt đầu của dao
+ Đường kính ngoài D
e
cần xác định sao cho dao đủ bền, đủ độ cứng vững và đảm
bảo độ chính xác yêu cầu, Thông thường đường kính ngoài D
e
xác định theo độ lớn
của bước pháp tuyến t
p
và chiều sâu của rãnh thoát phoi H
n








 Hp
d
tD
e
2
2
0
1

Trong đó:
H: chiều sâu rãnh thoát phoi
r
KK
HH 


2
1

Với H: chiều cao răng H=4,61575(mm)
K, K
1
: Lượng hớt lưng lần thứ nhất và thứ hai, được thiết kế đảm bảo đủ góc sau,
đủ chỗ thoát đá
r: Bán kính lượn ở đáy rãnh thoát phoi
r = (1  4)(mm)  r= 4(mm)
p: Chiều dày vành dao thường lấy p = 0,3 do dao mới đủ bền.
d
0
đường kính lỗ gá, được thiết kế sao cho dao gá cứng vững, trục gá dao không bị

võng khi gia công.
)(91575,114
2
36,3
61574,4 mmH 



Người ta đã tiêu chuẩn hoá D
e
, d
0
, L theo bước răng pháp tuyến

Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

22
Tra bảng ta được:

Bước pháp tuyến t
p
D
e

d
0

L D
g

K Số răng
15,5 60 27 50 40 3 12

t
1
:Kích thước lắp then đã được tiêu chuẩn hoá:

Tra bảng 5.4 ta được

D
0
(H7)

b (H12) t
1
(H12)

R Hình vẽ
27 6 29,4 0,8

+ Đường kính lỗ không lắp ghep d
1

d
1
= d
0
+ (12) = 27+1 = 28(mm)
+ Đường kính gờ D
g


D
g
= D
e
–2.H – (2  4) = 60- 2.11,91575 – 3 =33,1685(mm)

)(6315,5591575,11
2
27
4,292 mmD
e










10. Góc trước  thường chọn 0
0

để bảo đảm độ chính xác gia công

11. Góc sau 
Góc sau  thường chọn = 9
0

 10
0
. Trên bản vẽ người ta không ghi góc sau 
Mà ghi độ đúng K của mặt sau. Giữa chúng có liên hệ:
488,2
12
60.
.




tg
Z
D
K
d
e

Trong đó:
Z
d
: số răng của dao phay, được chọn sao cho số răng đủ bền, đủ không gian chứa
phoi, trị số Z
d
phụ thuộc đường kính ngoài D
e
.
Sau khi tính K, người ta quy tròn K là số nguyên để chế tạo cam hớt lưng.


12. Lượng hớt lưng K
1

Ở dao phay có mài mặt sau, người ta tiến hành hớt lưng kép ở mặt sau. Lượng hớt
lưng K
1
được lấy trong khoảng
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

23
K
1
= (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 lưng, thông thường  chọn bằng 30
0


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 Б để gia công thô, có chứa lượng dư mài trục then hoa.
- Độ chính xác của dao được kiểm tra theo các yếu tố kết cấu của dao và theo mẫu

(vành then hoa) được cắt bằng dao phay.
- Độ không chính xác của các yếu tố kết cấu của dao cấp chính xác A không được
vượt qúa các trị số cho trong bảng.
Với t
p
= 4,867(mm)










Tra bảng ta được

TT Các thông số cần kiểm tra Sai lệch giới hạn, mm
khi bước răng đo trong
tiết diện pháp tuyến
mm

10
1 Sai lệch bước chiều trục

0,010
2 Sai lệch tích luỹ giới hạn của bước trên chiều dài hai
bước


0,015
3 Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài của dao
phay
0,02
4 Sai lệch giới hạn của mặt trước (của rãnh thoát
phoi) theo phương hướng kính trên chiều cao profin
0,04
Đồ án môn học
THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

24
răng
5 Sai lệch giới hạn bước vít của bề mặt trước của răng
(của rãnh thoát phoi)

60
6 Sai lệch tích luỹ giới hạn của bước vòng 0,06
7 Hiệu số giới hạn của các bước vòng kề nhau 0,04
8 Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng đến trục dao phay
phân bố theo rãnh thoát phoi
0,015
9 Độ đảo hướng kính vành gờ 0,015
10 Độ đảo mặt đầu của vành gờ 0,01

- Độ nhám mặt trước, mặt sau, mặt đầu của gờ lấy theo
R
a
 0,63 mặt ngoài của gờ
R
a

 1,25 mặt dễ định vị
- Những răng thiếu có chiều dày đỉnh răng nhỏ nhỏ hơn
2
1
chiều dày đỉnh răng
nguyên cần được cắt bỏ.
- Kích thước và dạng profin dao phay được kiểm tra bằng cách đo vành then hoa
do dao phay cắt ra. Nếu kích thước vành then hoa nằm trong phạm vi dung sai coi
như 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
2
1
dung sai chiều rộng then. Độ thẳng của then nhỏ thua
3
2
dung sai chiều
rộng then)








TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. Hướng dẫn làm bài tập dung sai - Ninh Đức Tốn - Đỗ Trọng Hùng

2. Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại - Đậu Lê Xin – Lê Minh Ngọc –
Nguyễn Duy
3. Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Dao cắt – Trịnh Khắc Nghiêm
4. Thuyết minh đồ án môn học thiết kế dụng cụ công nghiệp - Đậu Lê Xin