Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DAO CTM

A/TÍNH TOÁN DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH HÌNH LĂNG TRỤ ĐỂ GIA
CÔNG CHI TIẾT CHO THEO 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
2
/600 mmN
B


Thuyết minh tính toán
1/phân tích chọn dụng cụ gia công
:
Chi tiết có dạng mặt ngoài tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn và các mặt
trụ.Cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ, cách gá thẳng.Bởi vì so với dao tiện
định hình hình tròn thì dao tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng hơn va gia công chi
tiết có độ chính xác hơn.Dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao hơn dao
hình tròn đồng thời có thể khắc phục được sai số loại 2 còn sai số loại 1 có thể khắc
phục được.
2/chọn điểm cơ sở
Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
2
Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc: điểm cơ sở là
điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất(hoặc gần tâm chi tiết nhất).Vậy ta
chọn điểm 1 là điểm cơ sở như hình vẽ.

5
8
9
10

Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
3Tính toán tại các điểm:
Xét điểm i bất kì trên profin chi tiết ta có điểm i’tương ứng trên profin dao.Gọi chiều
cao profin của dao tại điểm i’ là h
i
,theo hình vẽ ta có:
h
i
=τ
i
.cos(α + γ)
τ
i
=C
i
–B
C
i
=r

=arcsin (r
1
/r
i
). sinγ
1

 
i
= r
i
.cos(r/r
i
.sin) – r.cos
h
i
= [r
i
.cos(r/r
i
.sin) – r.cos].cos( + )=τ
i
.cos(α +γ) -Tính tại điểm 1,5:
r=r
1
= 17 mm
γ=γ

=(17/20)/sin20
0
=0,2907
→ γ
2
=16,901
0

B=15,9748 mm
C
2
=r
2
cosγ
2
=20.cos16,901
0
=19,1363mm
→ τ
2
=C
2
-B=19,1363-15,9748=3,1615 mm
h
2
= τ
2
cos(α + γ)=3,1615.cos(12
0
+20

4
=19.cos17,819
0
=18,0885 mm
τ
4
=C
4
-B=18,0885-15,9748=2,1137 mm
h
4
=τ
4
.cos(α+γ)=2,1137.cos(12
0
+20
0
)=1,7925 mm
-Tính tại điểm 6,7:
Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
4
r
6
=24 mm
sinγ
6
=(r
1
/r
6

0
)=6,1995 mm
-Tính tại điểm 8,9:
r
8
=23 mm
sinγ
8
=(r
1
/r
8
).sinγ
1
=(17/23).sin20
0
= 0,2528
→ γ
8
=14,643
0

B=15,9748 mm
C
8
=r
8
.cosγ
8
=23.cos14,643

=25cos13,448
0
=24,3145 mm
τ
10
=C
10
-B=24,3145-15,9748=8,3397 mm
h
10
=8,3397.cos(12
0
+20
0
)=7,0725 mm
Ta có bảng tính toán chiều cao profin dao:
Điểm
r
i
(mm)
A

10 25 0,2326 13,448
0

24,3145 8,3397 7,0725
Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
5
Ta có hình dạng profin theo tiết diện vuông góc với mặt sau như hình vẽ 
0,01

Ta có hình dạng profin theo tiết diện trùng với mặt trước

0,01

7

Phần phụ profin của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt
ra khỏi phôi có kích thước như hình trên.
Chọn kích thước của phần phụ như sau:a=b=1 mm
g: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt,chọn g=2 mm
f:chiều rộng vát của chi tiết,chọn f=1 mm
c=f+g+1=4 mm

1
= 45
 = 45
d=(c-g)tgφ
1
+2=(4-2)tg45
0
+2=4 mm
Chiều dài của dao:L=l
c
+a+b+d+g=28+1+1+4+2=36 mm
7/Điều kiện kĩ thuật.
a. vật liệu phần cắt:thép P18
vật liệu thân dao :thép 45
b. độ cứng sau khi nhiệt luyện
-phần cắt HRC 62-65
-phần cắt thân dao HRC 30-40
c.


Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
8

0,5

0,5

0,5

1
5
'



b
=650N/mm
2
.

Thuyết minh tính toán
1. Phân tích chi tiết và chọn dao

Chi tiết có dạng rãnh,có profin phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung
tròn.Vì vậy ta chọn dao phay hình hớt lưng,là loại dao phổ biến để gia công các chi
tiết định hình.Với dạng profin phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng dao phay 1 lần. Để
giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương(γ>0).Vì chiều cao profin lớn nhất
h
cmax
=12,chiều rộng rãnh l=30,ta nhận thấy kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta
chế tạo dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng.Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là
dao phay định hình hớt lưng 1 lần,có góc trước dương, đáy rãnh thoát phoi thẳng.
2. Tính toán profin dao trong tiết diện chiều trục.
Sơ đồ tính Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
10



a
hcmax
hci
hdi

Góc sau chính α
n
=12
0
,góc sau phụ α
1
=8
0Chiều cao lớn nhất của profin chi tiết h
cmax
=12 mm
Bán kính đỉnh dao theo 9-V(16[2]) ta có R=55 mm
Dựng profin dao bằng đồ thị:
Xét điểm i trên chi tiết,

để gia công được điểm i thì phải có điểm i’ tương ứng
thuộc profin chi tiết.Xác định điểm i’ đó như sau.Từ điểm i trên profin chi tiết
ta dóng ngang sang phía dao cắt đường OT tại E.Lấy O làm tâm quay cung tròn
bán kính OE cắt vết mặt trước tại F.Vẽ đường cong hớt lưng acsimet cắt OT tại
G.Từ G dóng đường thẳng ngược lại phía chi tiết.Từ điểm i thuộc profin chi tiết
hạ đường thẳng vuông góc xuống đường thẳng vừa gióng ngang(∆) cắt tại điểm
i’ là điểm trên profin dao dùng để gia công điểm i trên profin chi tiết.
Theo sơ đồ tính ta có:
h
di
=GT=ET-EG=h
ci
-EG

3
=20-17+

22
1217
15,04
- Xét 1 điểm I bất kì trên cung tròn để tính toán(chia cung tròn thành 6 phần bằng
nhau).
- Xét Δ3OH,ta có góc 3OH=arcsin(h
cmax
/R)
- Xét Δ3OI,ta có IO3=α
i
,góc I3O=(180
0
-α
i
)/2
- Xét Δ3OH ,ta có góc H3O=90
0
-góc 3OH=90
0
-arcsin(h
cmax
/R)
- Xét ΔK3I ,ta cóK3I=γ
i
=góc I3O-góc H3O=90
0
-α

/2)
=>h
i
=2Rsin(α
i
/2).cosγ
i

L
i
=2R.sin(α
i
/2).sinγ
i
+15,04
cii
i
hR
R
R
a
Sin




sin
)
sin
arcsin(

hR
RKZ
hh
Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
12

 
4
3
2
1
I
K
H
o
hi
h1
L2
Li
hcmax

Ta có bảng số liệu tính toán được như sau:
Điểm h
ci

h
di
L
i



profin theo ti?t di?n h??ng k?nh
t? l? 4:1
3.Tính toán profin trong mặt trước của dao
Ta cần xác định chiều cao profin dao trong tiết diện qua mặt trước của dao để kiểm
tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu không.
Sơ đồ tính toán:

Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
14
profin
dao
profin
chi
ti?t




Từ sơ đồ ta có:
h
dti
=TF=


sinar

Vậy ta có:



sin
sin.
sinsin).(




















cie

i

1 8 8,1450 10
2 0 0 0
3 0 0 15,040
4 1,6705 1,6971 16,5
5 3,5169 3,5749 17,7306
6 5,5078 5,6025 18,7099
7 7,6093 7,7461 19,4216
8
9
9,7856
12
9,9702
12,2385

19,8536
19,9982

Ta có hình dạng profin : profin theo m?t tr??c
t? l? 4:1 3.Chọn kết cấu dao

,
6
3
0
,6
3
1
,
2
5
0
,
6
3

3
2
±
0
,
0
2
7

0,1

0,1

0,1


-góc ăn khớp trên vòng chia α=20
0

-Bước răng t=m.π=3.3,14=9,42 mm
-Bán kính vòng tròn chia r
c
=m.z/2=3.26/2=39 mm
-Chiều dày răng s=mπ/2=3.3,14/2=4,71 mm
-Bán kính vòng tròn lăn r
l
=r
c
=39 mm
-Bán kính đỉnh răng r
e
=m(z+2)/2=3.(26+2)/2=42mm
-Bán kính chân răng r
f
=m(z-2,5)/2=3.(26-2,5)/2=35,25mm
-Bán kính vòng tròn cơ sở r
0
=r
c
cosα=39.cos20
0
=36,648 mm Để vẽ profin dao ta lập hệ trục 0xy với góc ở tâm 0 của bánh răng.Giả sử có điểm
M(x,y) bất kì nằm trên profin răng với bán kính R


c



c
M
c

c




M
(x,y)
B
o
1
o
y
y
max
R
f
R
o
R
c
R


Trong đó: R
e
:bán kính đỉnh răng.
R
M
:bán kính tại điểm M(x,y)
R
c
:bán kính vòng tròn chia
R
0
:bán kính vòng tròn cơ sở
R
f
:bán kính chân răng.
Profin bao gồm 2 đoạn:

đoạn làm việc là đoạn than khai CB
đoạn không làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở
chân răng BO
1
.
Tính toán profin đoạn làm việc:

r
0:
bán

kính vòng cơ sở.
r
M
bán kính véctơ ứng với điểm M
θ
M
:góc thân khai.
α
M
:góc áp lực của đường thân khai.
Nguyên lý: cho 1 đường thẳng lăn không trượt trên 1 đường tròn,thì quỹ đạo của điểm
M thuộc đường thẳng đó sẽ vẽ ra đường công thân khai.
Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phương trình
đường thân khai trong khoảng bán kính r
f
≤r
M
≤r
a
.Việc xác định profin lưỡi cắt chính là

M
-α
M
=invα
M
δ
0
=δ
c
-invα
0
=π/2z-(tgα
0
-α
0
)
ta có:
Cos
M
= r
0
/r
M )1arcsin(
2

x Y t=y-r
f

1 36,65 1,667399 36,612051 1,362051
2 36,984 1,712782 36,944318 1,694318
3 37,318 1,783566 37,275354 2,025354
4 37,652 1,871351 37,605467 2,355467
5 37,986 1,973154 37,934718 2,684718
6 38,320 2,087363 38,263106
3,013106
7 38,654 2,212878 38,590606 3,340606
8 38,988 2,348917 38,917178 3,667178
9 39,322 2,494888 39,242773 3,992773
10 39,656 2,650324 39,567336 4,317336
11 39,990 2,814844 39,890810 4,640810
12 40,324 2,988135 40,213133 4,963133
13 40,658 3,169929 40,534238 5,284238
14 40,992 3,360001 40,854063 5,604063
15 41,326 3,558149 41,172537 5,922537
16
17
41,660
42
3,764201
3,981911
41,489594 6,239594
41,810816 6,560816

2
2
0
1arcsin1arcsin
MM
M
r
r
r
r
tg

)1arcsin1arcsin
2
sin(
2
2
0
2
2
0
00









2
cos(
2
2
0
2
2
0
00























được thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi
tiết.
4. Điều kiện kĩ thuật
-Vật liệu dao : thép P9
-Độ cứng phần cắt đạt HRC=62-65
-Độ đảo tâm của đường kính ngoài 0,03
-Độ đảo mặt đầu0,03
Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50
22
-sai lệch chiều dày răng 0,025
-Độ bóng:+mặt trước,mặt lỗ gá dao và các măt tựa không thấp hơn 0,32
+mặt hớt lưng của hình dáng răng không thấp hơn 0,64

0
,
3
2

27

0,023

70