ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
PHẦN I : THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH HÌNH LĂNG TRỤ
Đề bài : Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ 1.1 (dao
có phần chuẩn bị cắt đứt ) , với các thông số sau:
Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có б
b
= 600 N/mm
2

Hình 1.1 . Sơ đồ kích thước chi tiết gia công
1.Phân tích chi tiết :
_Chi tiết gia công gồm các bề mặt cần gia công là mặt trụ , mặt côn và mặt đầu .
_Vật liệu chi tiết gia công là thép C45 có б
b
= 600 N/mm
2

_Phôi ở dạng phôi thanh tròn có đường kính ф = 40 mm
_Chất lượng bề mặt chi tiết gia công không có gì đặc biệt
_Độ chênh lệch giữ bán kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết là:
t
max
=(ф
max
– ф
min
)/2 = (38 – 25 )/ 2 = 6,5 mm
_Chiều dài chi tiết là : 36 mm
2.Chọn loại dao:
Chi tiết cần gia công có bề mặt gia công là bề mặt ngoài nên có thể sử dụng dao
tiện định hình hình lăng trụ hay hình tròn đều được . Tuy vậy dao tiện định hình

0
°
d
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
_ Chi tiết gia công chỉ mắc sai số loại 1 có thể khắc phụ được.
_ Việc mài lại dụng cụ cắt sau khi đơn giản hơn do mài theo mặt phẳng song
song với mặt trước cũ.
=>Vậy ta chọn loại dao tiện định hình hình lăng trụ để gia công chi tiết.
*)Kết cấu và kích thước của dao lăng trụ tham khảo bảng 3.2a(sách hướng dẫn
thiết kế dụng cụ cắt tập 2) với chiều sâu lớn nhất của chi tiết gia công là
t
max
= 6,5 mm
Ta được :
B = 19 , H = 75 , E = 6 , A = 25 , F = 15 , r = 0.5 , d = 6 , M = 34,46
3.Chọn cách gá dao:
Từ việc phân tích chi tiết như trên : Bề mặt chi tiết cần gia công gồm các bề
mặt định hình mặt trụ tròn xoay, mặt côn , mặt đầu . với độ chính xác không yêu
cầu cao nên ta chọn phương pháp gá dao thẳng => đơn giản hoá cho việc tính toán
profile dao ở hai tiết diện .
4.Chọn thông số hình học của dao tiện định hình :
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 2 - LỚP : CTM3 – K50
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
Góc trước , góc sau của dao tiện định hình ở những điểm khác nhau thường
không bằng nhau . Vì vậy ta chọn 1 điểm cơ sở (điểm 1 như dưới đây) để chọn
góc trước , góc sau và để tính toán profile của dao.
_Góc trước γ được chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công
Tra bảng 3.4 ( Sách hướng dãn thiết kế dụng cụ cắt tập 1 )
Với vật liệu chi tiết gia công là thép C45 có σ
b

khi góc sau quá nhỏ : có thể bằng 0 hoặc âm thì sẽ gây ra ma sát lớn hoặc không
làm việc được .
Do đó để khỏi phải kiểm tra lại góc sau khi thiết kế
( thường góc sau [α ] ≥ 3
0
) ta nên chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc sau:
Điểm cơ sở được chọn thường là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn
kẹp của dao nhất .
Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở ( hình vẽ)
*) Các số liệu cho trước là :
_ r
x
: bán kính chi tiết ứng với các vòng tròn đã cho như đề bài .
_ Góc trước và góc sau của dao chọn cho điểm cơ sở :
γ = 20
0
, α = 12
0
_γ
i
là góc trước tại điểm i trên profile dao
_Thông số cần tính là
h
i
: chiều cao profile của dao xác định trong tiết diện vuông góc
với mặt sau của dao .
τ
i
: chiều cao profile của dao xác định theo mặt trước , lấy chuẩn
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 3 - LỚP : CTM3 – K50

B = 12,5.cos20
0
= 11,7462 mm
A = rsin
γ
= 12,5.sin20
0
= 4,2753 mm
h
i
= τ
i
. cos (α + γ )
mà A = r . sin γ = r
i
.sin γ
i
=> sin γ
i
= ( r / r
i
).sin γ
=> γ
i
= arcsin [(r / r
i
) .sin γ]
Vậy:
+Chiều cao profile của dao lăng trụ gá thẳng trong tiết diện trùng với
mặt trước là :

C C r mm
h h
γ γ γ
γ
τ τ
= =
= = =
= = ≈ ≈
= =
= =

+) Điểm 3 ; 4 :

3 4
0 0
3 4 3
0
3 4 3 3
3 4 3
0 0
3 4 3
18
arcsin[ .sin / ] arcsin[12,5.sin 20 /18] 13 44'25''
.cos 18.cos13 44'25' 17,4849
17,4849 11,7462 5,7387
.cos( ) 5,7387.cos(12 20 ) 4,8667
r r mm
r r
C C r mm
C B mm

C B mm
h h mm
γ γ γ
γ
τ τ
τ α γ
= =
= = = ≈
= = ≈ ≈
= = − ≈ − =
= = + ≈ + ≈
+)Điểm 7 ; 8 :

7 8
0 0
7 8 7
0
7 8 7 7
7 8 7
0 0
7 8 7
18
arcsin[ .sin / ] arcsin[12,5.sin 20 /18] 13 44'25''
.cos 18.cos13 44'25' 17,4849
17,4849 11,7462 5,7387
.cos( ) 5,7387.cos(12 20 ) 4,8667
r r mm
r r
C C r mm
C B mm

i
( mm )
1;2 12,5 20 11,7462 0 0
3;4 18 13,7399 17,4849 5,7388 4,8667
5;6 19 13,003
7
18,512
8
6,7666 5,7384
7;8 18 13,7399 17,4849 5,7388 4,8667

SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 5 - LỚP : CTM3 – K50
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 6 - LỚP : CTM3 – K50
1x45°
14
17
25
30
36
Ø25
Ø36
Ø38
Ø36
1
5
6

i
. cos ( α + γ )
C
i
= r
i
. cos γ
i
γ
i
= arcsin [r.sinγ/r
i
]
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
Profile của dao tiện định hình hình lăng trụ trong tiết diện vuông góc với mặt sau
6.Phần phụ của profile dụng cụ:
Phần phụ của profile dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt
đứt.
Ta chọn các thông số như sau:

1a b mm= =
2g mm=
chiều rộng lưỡi dao cắt đứt
1f mm=
chiều rộng vát của chi tiết
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 7 - LỚP : CTM3 – K50
12
4
3
5,7388

3d mm=
5
1 36 1 37
c
l l mm= + = + =

37 1 1 3 2 44L lc a b d g mm= + + + + = + + + + =
Phần phụ của profile dụng cụ
8. Điều kiện kỹ thuật chế tạo dao:
_Vật liệu phần cắt : Thép gió P18
Vật liệu làm thân : Thép C45
_ Độ cứng sau nhiệt luyện phần cắt đạt 62÷65 HRC,
phần thân dao đạt 30 ÷ 40 HRC
_ Độ nhám bề mặt làm việc : Ra ≤ 0,63 μm
độ nhám bề mặt còn lại : Ra ≤ 1,25 μm
_Trên phần cắt không có vết cháy ,vết gợn vết nứt
_Mối hàn chỗ tiếp xúc giữa phần cắt và phần thân là mối hàn tiếp xúc bảo
đảm độ đồng đều cho mối hàn .
_ Sai lệch góc mài không quá 15’÷ 30’
Sai lệch góc sau không quá 25’
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 8 - LỚP : CTM3 – K50
f
ab
c
d
φ
φ
φ 1
L
g k

0
° ±
1
0
'
60°
±10'
R0,5
0,5
15
2
5
34,46
44
10
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay định hình γ > 0 để gia công chi tiết theo hình
vẽ . Vật liệu chi tiết gia công 40X có σ

+ Khi γ = 0 thì profile của lưỡi cắt chính là profile của mặt trước và được xác
định trong phương hướng kính ( tiết diện chứa trục dao ). Khi đó lực biến dạng khi
gia công lớn => năng suất cắt thấp .
Để cải thiện điều kiện cắt gọt , giảm lực cắt và tăng tuổi bền của dao => ta thiết
kế dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 . Dao này chỉ dùng trong gia
công thô và chi tiết định hình không cần độ chính xác cao và lại có yêu cầu tăng
năng suất .
Do chọn loại dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 nên dẫn đến việc
tính toán profile của dao trên tiết diện qua mặt trước và tiết diện chiều trục ( tiết
diện vuông góc với mặt sau ) để đảm bảo chế tạo chi tiết đúng .
+ Dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 thuận tiện khi mài lại dao
theo mặt trước , khi đó góc sau α và profile lưỡi cắt không đổi .
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 10 - LỚP : CTM3 – K50
R
h1
10
30
h2
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
Tóm lại : với phân tích như trên ta chọn được loại dao phay là dao phay định
hình hớt lưng có góc trước γ > 0 và hớt lưng 1 lần do không có yêu cầu gì đặc biệt
về độ chính xác, nghĩa là không phải mài lại sau khi nhiệt luyện .
Vì chiều rộng lớn nhất của profile chi tiết l
max
=30 mm , chiều cao lớn nhất của
profile chi tiết h
max
=h
1
=15mm, ta nhân thấy kết cấu của lưỡi dao đủ cứng vững nên

.
e
e
CB K KZ
tg
D
CE D
Z
D
K tg
Z
α
π
π
π
α
= = =
⇒ =
Với α
e
: là góc sau tại điểm E đang xét .
K : là lượng hớt lưng
D : là đường kính dao
Z : là số răng của doa phay .
Có :
.
.
e
D
Z tg

C
H
O
M D
I
h
ci
l
ci
µ
λ
δ
φ
i
R
φ
h
1
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
Ta có :
.sin
. os
h CI
ci
l CI c BC
ci
δ
δ
=
= +

φ µ
 
= = = ≈ =
 ÷
 
BC = BH + HC
BH = 30 - 10 - R = 30 - 10 - 18 = 2 mm
2
14
. os . os arcsin 18. os arcsin 11,3137
18
13,3137
h
HC R c R c c mm
R
BC mm
µ
 
 
= = = ≈
 ÷
 ÷
  
⇒ =
Tóm lại :

0
0
2
0

 
 
 
−
− + +
 
 ÷
 
 
=
=
Với BC = 13,3137 mm
Ta tính thêm trên cung CD thêm 5 điểm như hình vẽ dưới đây và có bảng kết quả
tính toán :
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 13 - LỚP : CTM3 – K50
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
Điểm ∅
i
(độ) l
ci
( mm ) h
ci
( mm )
8 0 13,3137 0
7 8,5096 15,2608 1,8283
6 17,0192 16,9159 3,9245
5 25,5288 18,2426 6,2426
4 34.0384 19,2117 8,7316
3 42,5480 19,8018 11,3365
2 51,0576 20 14,0000

e
D
Z tg tg
K
π
α
= ≈ ≈
=> lấy Z = 12 răng .
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 14 - LỚP : CTM3 – K50
10
30
h
2
O
I
h
ci
l
ci
φ
i
R
φ
1
9
8
7
6
5
4

h
dti
: Chiều cao profile của dao trong tiết diện trùng mặt trước
Khi gia công chi tiết thì điểm i trên profile của chi tiết phải có một điểm i
d
tuơng
ứng trên profile dao trong tiết diện chiều trục, và điểm i
dt
tương ứng của profile dao
trong tiết diện trùng mặt trước .
_Ta xác định điểm i
d
như sau :
Từ điểm i nằm trên profile của chi tiết , kẻ đường thẳng sang điểm i’ nằm trong
phương hướng kính của dao.vẽ vòng tròn tâm O
d
bán kính R
i
= (R
e
– h
ci
).Vòng tròn
này cắt vết mặt trước tại điểm i
d
*
. Đường hớt lưng qua điểm i
d
*
sẽ cắt phương

ζ =2π/Z thì nó giảm đi 1 lượng bằng lượng hớt lưng K . Khi véctơ ρ quay 1 góc
ζ
i
thì nó nó sẽ giảm đi 1lượng chính là Δh .
. .
2
2
i
i
K Z
K h
h
Z
ζ
π
ζ π
∆
= ⇒ ∆ =
Ta có :

( ) ( ) ( )
0
.sin .sin .sin
.sin
arcsin
e i i e ci i
e
i
e ci
R R R R h

sin
.sin .sin arcsin
sin sin sin sin
i dti i e ci e
dti i
i e ci
R h R R h R
h
R h
γ
ζ γ
γ ζ γ γ
 
−
= ⇒ = = −
 
−
 
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 16 - LỚP : CTM3 – K50
i
O
d
profile
chi tiết
R
0
đường cong
hớt lưng
i
d

Profile dao trong tiết
diện trùng mặt trước
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
Với chú ý các góc đổi ra đơn vị là radian vì trong công thức tính đã xuất hiện góc
π rad
Ta có bảng tính toán sau :
Điểm h
ci
l
ci
h
di
h
dti
1 15 10 13,9664 15,6712
2 14 20 13,0519 14,6154
3 11,3365 19,8018 10,6025 11,8125
4 8,7316 19,2117 8,1895 9,0828
5 6,2426 18,2426 5,8696 6,4840
6 3,9245 16,9159 3,6980 4,0710
7 1,8283 15,2608 1,7259 1,8945
8 0 13,3137 0 0
9 0 0 0 0
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 17 - LỚP : CTM3 – K50
9
1
2
8
3
4

1,7
259
Profile dao trong tiết diện chiều trục
13
,9
66
4
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
3.5.Chọn kết cấu của dao:
Chọn kết cấu dao dựa vào chiều cao lớn nhất của profile chi tiết cần gia công , ta
có chiều cao lớn nhất của chi tiết là : h
max
= h
1
= 15 mm
Tra theo sách HDTKDCCN tập 2 ta chọn dao phay định hình hớt lưng có răng
hàn , rãnh đáy thẳng để tiết kiệm vật liệu với các thông số như sau:
Vật liệu phần cắt là thép gió P18 ; vật liệu thân dao là thép kết cấu 45X
Các kích thước của dao như sau :

h
cmax
D d h K D
1
D
0
d
1
d
2

0
7
1
0
6,
4
8
4
0
9,
08
25
1
1,
8
1
2
5
1
4,
6
1
5
4
Profile dao trong tiết diện trùng mặt trước
1,
89
45
10,0000
15

_Vật liệu phần cắt : thép gió P18 , vật liệu phần thân : thép 40X
_Độ đảo mặt đầu không quá 0,03
_Độ đảo hướng kính của các lưỡi cắt không quá 0,04
_Độ hướng tâm của mặt trước không quá 0,09
_Răng dao lắp vào vành hàn theo chế (A/T)
Chiều dày mối hàn không quá 0,02 mm
_Kí hiệu dao : DPDHHL-γ15-K8-P18-DHBKHN
PHẦN III :
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 19 - LỚP : CTM3 – K50
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA CHỮ NHẬT
Đề bài : thiết kế chuốt lỗ then hoa chữ nhật theo hình vẽ và kích thước dưới :
Then hoa
loại
định tâm
theo
lắp ghép
theo yếu tố
định tâm
lắp ghép
theo b
chiều dài
lỗ , L
( mm )
vật liệu chi
tiết
Trung D H7/e7 F8/h11 L = 17,1 Thép C45
1.Chi tiết gia công :
Chi tiết gia công là lỗ then hoa chữ nhật với các yêu cầu như trên.
Vậy cấp chính xác kích thước : D là H7

0
2
1
Ø
1
8
+
0
,
0
1
1
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
3.Chọn vật liệu phần cắt , phần đầu dao ( phần cán ) :
Với vật liệu gia công là thép C45 có σ
b
=600N/mm
2
, tra sổ tay thiết kế ta chọn như
sau :
-Vật liệu phần cắt ( tính từ phần định hướng phía trước trở về sau ): thép gió P18
-Vật liệu chế tạo phần đầu dao ( phần cán ) : thép C45
4.Thiết kế dụng cụ cắt :
4.1.Xác đinh lượng dư chuốt :
Lượng dư chuốt lỗ then hoa là hiệu số đường kính răng sửa đúng và đường kính
lỗ phôi trước khi chuốt : A = (D – d)/2=(22-18)/2=2 mm
4.2.Xác định lượng nâng của răng dao chuốt ( chiều dày lớp cắt ) , số răng dao
chuốt .
- Tra bảng 4.3.1 ( Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt tập 2 ) với vật liệu gia công là
thép C45 có σ

-Số răng cắt thô:

th
Z 1
tho
ô
Z
A
S
= +
, cộng vào 1 răng vì răng đầu tiên có lượng nâng = 0 để sửa ba via
( ) ( )
1 2 3
th
2 0,048 0,036 0,024
Z 1 1 32
0,06
Z Z Z
ô
Z
A S S S
S
− + + − + +   
= + = + =
   
   

SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 21 - LỚP : CTM3 – K50
5
+0,028

Z
A
S
sẽ bằng 0,032 mm > 0,015 mm vậy ta lấy thêm 1 răng cắt thô nữa
và số răng cắt thô là : Z
thô
= 33 răng .Khi đó có :
Đường kính răng của răng thứ nhất nhất lấy : D
1
= D
min

Đường kính răng thứ hai : : D
2
=D
1
+2.0,032 mm

4.3.Xác định kích thước răng và rãnh chứa phoi :
Tiết diện rãnh chứa phôi : F
R
=F
f
. K
Với : + Diện tích tiết diện của phoi : F
f
= L . S
z
= 17,1 . 0,06 =1,026 mm
2

b R
= =


= =

Để tăng tuổi bền của dao mặt sau được mài theo cạnh viền f :
Ở các răng cắt lấy : f = 0,05 mm
Ở các răng sửa đúng lấy : f = 0,2 mm
Góc trước γ tra bảng 4.3.3b HDTKDCC tập 2 ta chọn được : γ =15
0

Góc sau : -Ở răng cắt thô : α=3
0
-Ở răng cắt tinh: α=2
0
-Ở răng sửa đúng : α=1
0
30’
Để đơn giản cho việc chế tạo rãnh thoát phoi ta chọn kích thước rãnh thoát phoi
của răng cắt thô , răng cắt tinh , răng sửa đúng là như nhau . vì vậy các răng có
bước răng như nhau.
*)Số răng đồng thời tham gia cắt :

0
17,1
1 1 4
5,5
L
Z

1
5
°
R
4
R
1
t=5,5
α
=
3
°
Kết cấu răng và rãnh chứa phoi của răng cắt thô
f=0,05
b=2
h=2
γ
=
1
5
°
R
4
R
1
t=5,5

α
=
2

D
1
= D – 2A = 22 - 2.2 = 18 mm
-Đường kính răng thứ hai : D
2
= D
1
+ 2 . 0,032 = 18,064 mm
-Đường kính từ răng thứ 3 đến răng thứ 33 là :
D
n
=D
2
+2.(n-2).S
z
=18,064 + 2.(n-2).S
z
-Đường kính răng cắt tinh từ số 34 đến 36 là :
D
34
=D
33
+2.S
z1
=18,064 + 2 . 31 . 0,06 + 2. 0,048 = 21,88 mm
D
35
=D
34
+S

b b
P P
F D
σ σ
π
 
= = ≤
 
Trong đó :
k
b
σ
 
 
=200N/mm
2
đối với thép C45
D
1
’ là đường kính đáy răng đầu tiên : D
1
’=D
1
– 2.h =18 – 2 . 2 =14 mm
P là lực cắt tổng hợp khi chuốt : P = q.B.Z
0
.k (N)
q = 207 N/mm (Tra bảng 4.3.3g sách HDTKDCCN tập2)
B ≈ 6 .5 =30 mm tổng chiều dài lưỡi cắt của 1 vòng răng
Z

2
°
R
0
,
2
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP
=>
2 2
2
4.23101,2
150,15 / 200 /
.14
k k
b b
P
N mm N mm
F
σ σ
π
 
= = ≈ ≤ =
 
Vậy dao thoả mãn điều kiện bền .
4.5.Các kích thước kết cấu của dao :
4.5.1.Phần đầu dao :gồm đầu kẹp l
1
, cổ dao l
2
, côn chuyển tiếp l

l
2
=l
g
-l
3
= l
h
+l
m
+l
b
-l
3
l
3
:chiều dài côn chuyển tiếp , chọn bằng l
3
=0,5 .D
1
=0,5 . 18=9 mm
chiều dài gá , chiều rộng khe hở ,chiều dày thành máy và bạc gá được chọn
như sau : l
h
=5 mm ; l
m
=25 mm ; l
b
=10 mm
Vậy : l

0,020
0,053
22,011
−
−
mm
Chiều dài lấy bằng 0,5÷0,7 chiều dài chi tiết , chọn l
6
=10 mm
4.5.4Phần cổ đỡ :
Tra bảng 4.4.1 sách DHTKDCCN tập 2 ta được các kích thước :
l
7
=10 mm ; D
7
=20 mm ; f
1
=f
2
=1 mm
SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 25 - LỚP : CTM3 – K50
4
5
°
D
2
=
16
4
5

1
=10
d=4