LỜI NÓI ĐẦU
Dụng cụ cắt Kim loại đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực gia công cơ khí, nó trực
tiếp tác động vào quá trình sản xuất ra các sản phẩm cơ khí, công cụ sản xuất máy móc
thiết bị cho nền Kinh tế quốc dân.
Việc nắm bắt được vai trò quan trọng của dụng cụ cắt gọt kim loại cũng như khả
năng thiết kế chế tạo tối ưu hoá là một đòi hỏi bắt buộc đối với người làm công tác kỹ
thuật trong lĩnh vực cơ khí có như vậy mới có thể đạt được yêu cầu kỹ thuật ,năng suất
cho quá trình chế tạo cơ khí đóng góp cho quá trình phát triển chung của đất nước .
Vì những lÝ do trên nên việc hoàn thành đồ án môn học “Thiết kế dụng cụ cắt kim
loại” đóng vai trò quan trọng và cần thiết đói với mỗi sinh viên làm quen rèn luyện kỹ
năng thiết kế đế chuẩn bị cho công tác sau này.
Để hoàn thành đồ án môn học này có sự cố gắng của bản thân em và sự chỉ bảo, giúp
đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn em và các thầy cô giáo trong bộ môn, quá trình
tham khảo, hỏi ý kiến của bạn bè. Vì vậy em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng
dẫn em và tất cả các bạn.
Đồ án được hoàn thành nhưng còn có nhiều thiếu sót bởi vì môn học là một vấn đề
khó và liên tục phát triển. Vậy em rất mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo
trong bộ môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn.
Một lần nưã em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo!

1
Phần I
DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH
I. Chi tiết gia công:
Yêu cầu:
Tính toán và thiết kế dao tiện định hình
để gia công chi tiết nh hình vẽ bên.
Vật liệu : Thép 45 (σ
b
= 750 (N/mm
2

vào vật liệu gia công. Theo bảng 4 với vật liệu gia công có σ
b
= 750 (N/mm
2
) ta chọn
góc trước γ =25
0
.
Góc sau α được chọn sao cho giảm được ma sát giữ mặt sau và mặt đang gia công
đồng thời đảm bảo độ bền của lưỡi cắt. Đối với dao hình lăng trụ thì α = 8 15
0
, ta chọn
α = 12
0
.

Từ đây ta có kết cấu của dao sẽ có dạng nh hình vẽ bên :

2
40
28
14
10
45
34
24
A
1
2
3

90
45
60°
20
30
25
IV. Tính toán chiều cao hình dáng prôphin dao

Ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở,
chiều cao của prôfin của dao trên mặt
trước và trên mặt pháp tuyến tại các
điểm được tính nh phần dưới đây.

SƠ ĐỒ TÍNH
*Các công thức tính toán:
A = r
i
*

Sinγ
i

3
sin γ
i
=
i
r
A
=


)
h
i
= τ
i
*cos(α + γ )
* Tính toán tại các điểm:
Ta có α + γ = 12 + 25 = 37
⇒
cos37 = 0,7986
- Điểm 1: r
1
= r = 7; γ
1
= γ = 25
o
A = r
1
*sin γ = 7*sin25
o
= 2,9583
C
1
= B = r
1
*cosγ
1
= 7*cos25
o

2
= 14*cos(12,1991
o
) = 13,6838
τ
2
= C
2
- B = 13,6838 - 6,3441= 7,3397
h
2
= τ
2
*cos(α + γ ) = 7,3397*cos 37
o
= 3,3676
- Điểm 3: r
3
= r
2
= 14; γ
3
=

γ
2
=12,1991
o
C
3

= arcsin(0,1479) = 8,5062
o
C
4
= r
4
*Cosγ
4
= 20*cos(8,5062
o
) = 19,7799
τ
4
= C
4

- B = 19,7799 - 6,3441 = 13,4358
h
4
= τ
4
*cos(α + γ ) =13,4358 * 0,7986

=10,7298
- Điểm 5: r
5
= r
4
= 20; γ
5

i
(
o
)
B
(mm)
C
i
(mm)
τ
i
(mm)
h
i
(mm)

4
1 7
2,958
0,4226 25
6,344
6,3441 0 0
2 14 0,21130913 12,1991
o
13,6838 7,3397 3,3676
3 14 0,21130913 12,1991
o
13,6838 7,3397 3,3676
4 20 0,1479 8,5062
o

L
c
c a
b
ϕ
ϕ
L
d
ϕ
1
- Vật liệu dưỡng : Thép lò xo 65Γ, nhiệt luyện đạt 62 65 HRC. Độ nhám bề mặt làm
việc R
a
≤ 0,63 µm, mặt còn lại R
a
≤ 1,25 µm .
VII. Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình :
1. Vật liệu phần cắt : Thép gió P18
2. Vật liệu phần thân : Thép 45
3. Độ cứng sau nhiệt luyện:
Phần cắt HRC : 62
÷
65
Phần thân HRC:35
÷
45
4. Độ nhám :
Mặt trước và mặt sau không lớn hơn Ra < 0,25
Mặt tựa, rãnh mang cá không lớn hơn Ra < 0,5
Mặt còn lại không lớn hơn Ra < 2,0

40
45
57
14
8
12
26
36
47
0,5
+
_
0,5
+
_
0,5
+
_
0,01
+
_
0,01
+
_
0,01
+
_
0,01
+
_

n: Số đầu mối cắt ren, lấy n = 1
=> t
n
= π*8*1 = 25,13 ( mm )
2 - Chiều dày răng ở tiết diện pháp tuyến :

===
2
*
2
m
n
t
n
S
π
12,56 ( mm )
3 - Chiều cao đầu răng : h
1
=1,25*m*f
f : hệ số chiều cao đầu răng, chọn f = 1 .
=> h
1
= 1,25*8*1 = 10 ( mm )
4 - Chiều cao chân răng: h
2
=1,25*m*f
=> h
2
= 1,25*8*1 = 10 ( mm )

D
fm *
= 1 - 4,5*
125
1*8
≈ 0,712 ⇒ ϕ ≈ 44
o
36’
Z =
'3644
360
o
≈ 8,07 ; Chọn Z = 8 răng .
11 - Lượng hớt lưng : K
K =
δ
π
tg
Z
D
e
*
.
; δ : Góc sau trên đỉnh răng, lấy δ = 10
o

K =
o
tg10
8

sin ω =
2,103
1*8
= 0,0775 => ω = 4
o
27’
15 - Bước rãnh xoắn lý thuyết (Bước xoắn của rãnh vít):
T = π* D
t
* cotg ω
= π * 103,2 * cotg (4
o
27’)

≈ 4168 (mm)
16 - Bước của răng vít theo chiều trục :
t =
ω
cos
n
t
=
)'274cos(
13,25
o
= 25,209 (mm)
17 - Chiều sâu của răng thoát phoi H : (ở đây dao phay mài profin)
H = h +
2
1

≈ 2,5 (mm)
20 - Đường kính lỗ gá :
Chọn phụ thuộc vào đường kính răng
d = D
e
- 2 *H - 0,8*m - 7
= 125 - 2 *32 - 0,8 *8 - 7 = 47,6 (mm)
Ta lấy theo tiêu chuẩn d = 48 ( ΓOCTY 4020 - 48 )
21 - Đường kính của đoạn lỗ không lắp ghép :
d
1
= 1,05 * d = 1,05 *48 ≈ 50 (mm)
22 - Đường kính của gờ :
D
1
= D
e
- 2*H - (1 ÷ 2 )
= 125 - 2*32 - (1 ÷ 2) = 60 (mm)
23 - Chiều dài của gờ :
l
δ
= (3,5 ÷ 5), lấy l
δ
= 4(mm)
24 - Chiều dài phần làm việc của dao :
L
1
= 107 ( mm )
25 - Chiều dài toàn bộ của dao :

Yêu cầu:

Thiết kế dao phay định hình γ > 0 để
gia công chi tiết nh hình vẽ. Thép gia
công 45 Giới hạn bền σ
b
= 650 N/ mm
2
.
(Bề mặt I và II không gia công).
I. Phân tích chi tiết và chọn dao :
Chi tiết có dạng rãnh, có profile phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn. Vì
vậy ta chọn dao phay hình hớt lưng, là loại dao phổ biến dùng để gia công các chi tiết
định hình.
Với dạng profile phức tạp nh vậy ta chỉ hớt lưng dao 1 lần, tức là không mài lại mặt
sau sau khi đã nhiệt luyện. Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương γ > 0.
Vì chiều cao profile lớn nhất h
cmax
= 20 mm, chiều rộng rãnh l = 34 mm, ta nhận thấy
rằng kết cấu của lưỡi cắt chưa chắc đã đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có đáy rãnh
thoát phoi nghiêng.
Căn cứ vào chiều cao lớn nhất của chi tiết h
0
= 20 mm ta tra Bảng 10-V (Trang 18 -
Tập 2 HDTKDCC) ta có : Số răng của dao Z = 10
Đường kính đỉnh của dao D = 150 mm.
Vì D > 100 Do đó ta phải chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng 1 lần, có góc
trước γ > 0, đáy rãnh thoát phoi nghiêng và răng dao hàn vào thân dao.
Theo Bảng 13-V (Trang 31 - Tập 2 HDTKDCC) ta có các thông số nh sau :
h

G
γ
i
γ
r
o
R
1
3
h
h
cmax
h
di
h
ci
i
d
Profile dao
Profile chi tiÕt
R
i
R
F
E
i
c
T
32
1

Xét điểm i
c
trên chi tiết, để gia công được điểm i
c
thì phải có một điểm i
d
tương ứng
thuộc profile dao cắt. Ta xác định điểm i
d
đó nh sau : Từ điểm i
c
trên profile chi tiết dóng
ngang sang phía dao, cắt đường OT tại E . Lấy O làm tâm quay mét cung tròn có bán
kính OE cắt vết mặt trước tại F. Vẽ đường cong hớt lưng Acsimet qua F cắt OT tại G.
Từ G dóng đường ∆ ngược lại về phía chi tiết, từ điểm i
c
thuộc profile chi tiết hạ đường
thẳng vuông góc xuống đường ∆ cắt đường ∆ tại i
d
ta được điểm i
d
là điểm trên profile
dao dùng để gia công điểm i
c
trên profile chi tiết.
Các công thức tính toán xác định nh sau:
Theo sơ đồ ta có : h
di
= GT = ET - EG = h
ci

hR
sinγ*R
i
R
a
i
sinγ
−
−
=⇒
−
=⇒
−
==

















Trong đó: - K : lượng hớt lưng.
- Z : số răng dao phay.
- R : bán kính đỉnh dao.
Theo Bảng 13 - V (Trang31 - Tập 2 HDTKDCC) ⇒ K = 8,5 ; Z = 10 (răng).
Nhận thấy rằng profile chi tiết có một đoạn cung tròn. Vậy profile dao cũng có một
đoạn cong tương ứng. Nếu xác định profile đoạn đó cũng nh các đoạn khác thì để đảm
bảo độ chính xác yêu cầu thì số lượng điểm tính toán phải đủ lớn nh thế khối lượng tính
toán sẽ rất nặng nề. Để đơn giản cho việc tính toán ta sẽ thay thế đoạn cong đó bằng một
cung tròn thay thế đi qua 11 điểm, các điểm này cáhc đều nhau, nh vậy các điểm sẽ cách
nhau 1,3 . Trên sơ đồ tính ta đã có 2 điểm là 3 và 13. Vậy ta còn phải tính thêm 9 điểm
nữa là các điểm 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12.
Từ hình vẽ ta có : h
ci
=
2
13
2
)(
i
llR
−−
(Với i = 4÷12)
Trong đó R là bán kính cung tròn chi tiết : R =13, l
13
= 32, l
i+1
= l
i
+1,3 (i = 3÷11);
Lập bảng tính toán

12,045
29,4
5 7,8
7,407
21,6 12 12,935
12,231
30,7
6 9,284
8,806
22,9 13 13
12,291
32
7 10,4
9,855
24,2 14 20
18,775
34
III. Tính toán profile trong tiết diện qua mặt trước của dao :
Ta cần xác định chiều cao profile dao trong tiết diện qua mặt trước của dao để kiểm
tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu hay không.
Có sơ đồ tính toán nh sau :

12
h
d
'
d
i'
h
ci

I
β
1'
Profile chi tiÕt trong tiÕt diÖn qua mÆt truíc dao
SƠ ĐỒ TÍNH
Trong tiết diện mặt trước đoạn profile cong cũng được thay thế bằng một cung tròn
thay thế đi qua 11 điểm nh trong tiết diện chiều trục.

Từ sơ đồ ta có :

Ở trên ta đã có :
Lập bảng tính toán
Điểm h
ci
h'
di
l
i
Điểm h
ci
h'
di
l
i
1 16
16,716
0 8 11,258
11,725
25,5
2 0

13
( )
γ
β
γ
β
sin
sin*
sin
sin*
ci
hR
i
R
TF
di
h
−
===
γ
γ
β
−
−
= )
sin*
arcsin(
ci
hR
R

h
IV. Chọn kết cấu dao
Các thông số kết cấu dao được chọn theo Bảng 13-V (Trang 31–Tập 2 HDTKDCC )
Thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết.
V. Thiết kế dưỡng

2
20
15
40
70
70
R
3
3
115

Dưỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo, được chế tạo theo cấp chính xác 7
với miền dung sai H, h. Theo luật kích thước bao và bị bao.
Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo, được chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền
dung sai Js , js. Theo luật kích thước bao và bị bao.
Vật liệu làm dưỡng : Thép lò xo 65Γ.
Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62 65 HRC.
Độ nhám bề mặt làm việc R
a
≤ 0,63µm. Các bề mặt còn lại đạt R
a
≤ 1,25µm.
Kích thước danh nghĩa của dưỡng theo kích thước profile dao trên mặt trước. Các
kích thước còn lại thể hiện trên bản vẽ chi tiết.

IV. Chọn kết cấu dao 13
V. Thiết kế dưỡng 13
Tài liệu tham khảo 14
Mục lục 15

16