TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

Lời nói đầu
Trong ngành chế tạo cơ khí, dụng cụ cắt đóng một vai trò quan trọng.
Không có dụng cụ cắt tốt về chất lợng, nhiều về số lợng thì không thể chế tạo đợc những máy móc với chất lợng cao, không thể tăng năng suất lao động, hạ giá
thành sản phẩm và cải thiện điều kiện làm việc đợc.
Muốn có dụng cụ cắt tốt, phải biết cách chế tạo đảm bảo đợc những yêu
cầu kỹ thuật của từng loại dụng cụ.
Qua thời gian dài học tập tại trờng, đợc các thày cô hớng dẫn, chỉ dạy tận
tình chúng em đã nắm đợc những kiến thức cơ bản về dụng cụ cắt kim loại. Để
có kiến thức sâu hơn về dụng cụ cắt, và đáp ứng cho công việc thức sau này em
đợc Khoa cơ khí - Trờng ĐHCN Hà Nội giao nhiệm vụ: Làm Bài tập lớp Thiết
kế một số Dụng cụ cắt:
- Dao tiện định hình
- Dao chuốt lỗ
- Bàn cán ren
Sau một thời gian làm việc, tìm tòi, học hỏi. Đợc sự chỉ bảo tận tình của
các thầy cô giáo trong bộ môn TB và DCCN và sự giúp đỡ của các bạn đồng
nghiệp. Đến nay nhiệm vụ mà em đợc giao cơ bản đã đợc hoàn thành. Tuy nhiên
do thời gian có hạn, cha trải qua thực tế nhiều nên chắc rằng Bài tập lớn này của
chúng em còn nhiều thiếu sót. Em rất mong đợc sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô
giáo cũng nh các bạn đồng nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Phùng Xuân Sơn và các thầy cô
trong bộ môn: BT và DCCN đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời kỳ làm bài tập
lớn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2012
Sinh viờn: .........................


ỉ60

40

ỉ16

TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

1x45
45

Vật liệu gia công thép 45, có b = 750 N/mm2
Yêu cầu:
- Thiết kế dụng cụ cắt.
- Thiết kế dỡng kiểm tra và phơng pháp kiểm tra.
- Lập quy trình công nghệ gia công (Sơ đồ gá đặt: định vị, kẹp chặt, máy,
dụng cụ gia công) (không tính chế độ cắt).
- Phơng pháp mài dao
Bài làm
1.Chọn dao và kích thớc kết cấu dao.
Theo đầu bài chọn kiểu dao tiện định hình gá thẳng, có gắn mảnh hợp kim
cứng để nâng cao năng suất cắt gọt. Loại dao này có sai số gia công nhỏ, bảo
đảm độ cứng vững tốt khi kẹp chặt.
Chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết.
tmax= = 22,5 (mm)
Tra bảng 2-1 ta đợc các kích thớc của dao:
B=35mm, H=90mm, E=10mm, A=40mm, F=25mm, r=1mm, d=10mm,
M=55.77mm.

5-0.021 12 -0.026

20-0.021

6-0,005

r1
ỉ60,001

0.5

15-0.05
25 -0.05
34.46 -0.05

2. Chọn vật liệu dao tiện định hình.
Để nâng cao chất lợng và năng suất cắt ta chọn vật liệu phần cắt của dao là
thép hợp kim cứng T15K6, vật liệu thân dao là thép 45X.
Kích thớc mảnh dao đợc chọn theo qui định sau:
H1 = ( 1/4 ữ2/3) H.

- Chiều cao mảnh dao H1:

- Chiều rộng mảnh dao B1: B1 = (1,5ữ1,7) tmax.
Ta chọn:
H1= 2/3 . 90 = 60 (mm). B1= 1,5 .22,5 =33.75(mm).
3.Chọn thông số hình học của dao.
1. Góc sau






ữ







bền b = 750N/mm2theo bảng tra ta đợc =20 25 , chọn =25 .
4. Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng:
Chọn điểm cơ sở: Điểm cơ sở đợc chọn là một điểm nằm ngang tâm chi
tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất. Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.
Sinh viên thực hiện: Kiều Duy Toàn
Lp
: C-H_CK1_K5

33


TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

B = r1.cos


3
4
5
6
lợng
ri
30
10
10
8
8
Sin i 0.1057 0.3170 0.3170 0.3962 0.3962
6.0648o 18.4792o 18.4792o 23.3408o 23.3408o
i
cos i 0.9944 0.9484 0.9484 0.9182 0.9182
Ci 29.8321 9.4844 9.4844 7.3453 7.3453
23.0348 2.6871 2.6871 0.5480 0.5480
i
ti
18.3956
2.15
2.15
0.44
0.44

7
8
9
28
28

r5r6
r7r8
r2

40
36

25
20

30

7

4

t3t4
t2
t7t8

5'

3' 3
4
5

6' 6
7' 7
9
1


ữ
ữ

ữ

3mm.nếu ở mặt đầu chi tiết có vát mép thì lấy hơn phần vát 1 1.5mm.
Vậy lấy b= 2mm.
ữ

+) b1: đoạn vợt quá ta lấy bằng 0.5 1 (mm) nên lấy b1=1 (mm)
Vậy : Lp=39 + 2 + 2 + 2 + 1= 46(mm)

15
1 9
2

b1

6
8

7 lq
lp

5

4 3

c

Để đảm bảo gá dao chính xác ta khống chế các dung sai sau:
+ Sai lệch đờng kính con lăn kiểm tra d =
+ Sai lệch kích thớc kiểm: M- 0.05
+ Sai lệch chiều rộng mang cá: A- 0.05
+ Sai lệch chiều cao mang cá: E 0.05


+ Sai lệch góc mang cá: 600



0.01

10
34.76-0.05
30.76-0.05
27.76-0.05
15.76-0.05

10.76-0.05
5.76-0.05
4-0.05
6.29-0.02

0.44-0.02
1

2.15-0.02
7.91-0.02



6-0.05

ỉ60.01

34.46-0.05

7. Thiết kế dỡng đo kiểm:
Dỡng đo dùng để kiểm tra độ chính xác hình dáng kích thớc dao định
hình. Dỡng kiểm dùng để kiểm tra độ chính xác về hình dáng, kích thớc của dỡng đo.
a. Dỡng đo:
Kích thớc danh nghĩa của dỡng đo đợc quy định theo luật kích thớc bao và
bị bao.
Biên dạng của dỡng đo đợc xem nh là bao với biên dạng lỡi cắt của dao,
do đó kích thớc danh nghĩa của dỡng đợc lấy bằng trị số lớn nhất kích thớc danh
nghĩa của dao. Vì trờng dung sai của kích thớc biên dạng dao đều phân bố về
phía âm, nên kích thớc danh nghĩa của dỡng đo bằng kích thớc danh nghĩa của
dao, trờng dung sai các kích thớc biên dạng của dỡng đo dợc phân bố về phía dơng. Trị số dung sai chế tạo các kích thớc biên dạng của dỡng đo đợc tra theo
Sinh viên thực hiện: Kiều Duy Toàn
Lp
: C-H_CK1_K5

77


TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn


34.76+0.006
30.76+0.006

ỉ6

27.76+0.006
15.76+0.006
10.76+0.006
5.76+0.006
6.29-0.02

0.44-0.02
1

2.15-0.02
7.91-0.02

1

2

9

4+0.006
6
8 7
40.002
5.760.002



8.Chọn gá kẹp dao và máy :
Dao tiện định hình lăng trụ đợc thiết kế có chiều cao H= 90mm nên chọn
gá kẹp dao có kết cấu nh hình biểu diễn dới đây (gá kẹp hình 2-27). Với gá kẹp
dao này có thể gia công trên các máy tiện tự động 1A240-4, 1A240-6, 1261,
1262.
Dao đợc thiết kế có E= 10mm, A=40mm. nên tính đợc:


S=A-2.E.tag =40- 2.10.tag30o=28.45mm
Với s= 28.45mm tra bảng 2-12 đợc các kích thớc cơ bản của đồ gá kẹp s=
30mm, B= 65mm, B1=55mm, B2=70mm, h= 25mm.
Cách gá dao và điều chỉnh dao.
Hiệu chỉnh mũi dao ngang tâm máy đợc thực hiện nhờ vít điều chỉnh 14.
Kẹp chặt dao nhờ má kép 2 và 2 bu lông kẹp 3. Có thể điều chỉnh để nhận đợc đờng kính cần thiết của chi tiết bằng cách dịch chuyển gá dao theo phơng nối tiếp
6 bằng vít vi lợng 9. Dao tiện có thể dịch chuyển dọc trục chi tiết theo phơng
thân gá kẹp nhờ vít vi lợng 13. Tóm lại có thể điều chỉnh:
- Theo chiều cao tâm chi tiết.
- Theo phơng hớng kính của chi tiết.
- Theo phơng dọc trục chi tiết.
3

1

14

5

2
Nhi`n theo A

Lp
: C-H_CK1_K5

99


TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

ữ

Thân dao HRC 30 40.

à

c. Độ nhẵn mặt trớc và mặt sau đạt cấp 9 (Ra0.32 m).
Mặt chuẩn kẹp Ra0.63
Các mặt còn lại Ra1.25
d. Mối hàn liên tục, chiều dày mối hàn không vợt quá 0.2mm
10.Phơng pháp mài dao.
11. Bản vẽ chế tạo dao.

Bi 2: THIếT Kế DAO CHUốT
Thiết kế dao chuốt với các số liệu sau:
Các thông số khi thiết kế:
- Đờng kích lỗ sau khi khoan: Do= 26.1 (mm)
- Đờng kích lỗ sau khi truốt : D = 26H9 (mm)


TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

Yêu cầu:
- Thiết kế dao.
- Thiết kế dỡng kiểm tra và phơng pháp kiểm tra.
- Lập quy trình công nghệ gia công (Sơ đồ gá đặt: định vị, kẹp chặt, máy,
dụng cụ gia công) (không tính chế độ cắt).
- Phơng pháp mài dao
- Kết qủa gồm: các bản vẽ + thuyết minh.
Bài làm
I, Phân tích chi tiết, chọn sơ đồ cắt:
- Chọn dao với đờng kính danh nghĩa lỗ sau chuốt: 26H9 (mm)
- Chiều dài lỗ chuốt: L = 16(mm)
- Vật liệu chi tiết: GX 15-32
- Vì chi tiết cần truốt có dạng lỗ trục tròn cho nên ta chọn sơ đồ truốt ăn dần ,
dao truốt kéo.
- Để quá trình thoát phoi dễ , lỡi cắt các răng cạnh nhau ta xẻ rãnh chia phoi thứ
tự xen kẽ nhau.
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 hớng phía trớc trở về sau) làm bằng thép gió P18.
III . Cấu tạo dao truốt:

Trong đó :

Dmin: Đờng kính lỗ nhỏ nhất trớc khi chuốt (mm).


: Lợng co hẹp hay lay rộng của bề mặt sau khi chuốt (mm).
Dấu (+) ứng với trờng hợp lỗ bị co hẹp. Dấu (- ) ứng với trờng hợp lỗ bị lay
rộng.
Dmax = DDN1 + SLT
Dmin = DDN2 + SLD
DDN1= 26.1 (mm)
DDN2= 26 (mm)
Tra bảng dung sai ta có:
Với 26H9 có SLT= + 0.022 (mm)
SLD = 0 (mm)
Phôi có 26.1 có SLT= 0,1 (mm)
SLD = - 0,1 (mm)
Dmax =26.1 + 0,022 = 26.122 (mm)
Dmin = 26 0,1 = 25.9 (mm)
khi trut thộp do cú di ln thộp b co hp
Do phôi có vật liệu là GX 15-32 nờn
(mm) ta có:
A=





0.01mm.

= 0.6D 2.8T. Do vậy lấy



bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

Lợng năng của răng cắt tinh thứ ba: Sz3= 0,4Sz = 0,012 (mm).
VI.kt cu rng v rónh:
Kết cấu răng và rãng là phần quan trọng nhất của dao truốt . Rănh và rãnh
đợc thiết kế sao cho dao đủ bền , dủ không gian chứa phoi , tuổi bền và tuổi thọ
của dao lớn và dẽ chế tạo .
A :Profin dao truốt:
Khi truốt thép có độ cứng trung bình thờng tạo ra phoi dây . Vì vậy dạng
rănh đợc thiết kế có 2 cung tròn nối tiếp để phoi dễ cuốn .
f

t

R

Sz

r

h

b

Trong đó :
h : chiều cao rãnh ( chiều sâu rãnh ).
t : bớc răng .
f : cạnh viền .

1313


TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

h 1,13 16.0, 03.3 = 1,356

=>
( mm )
Chọn h = 3 ( mm )
Các thông số khác đợc tính theo kinh nghiệm nh sau :
Với răng cắt thô:
tc = ( 2,5 2,8 ).h
= 7,5 8,4
=> chọn tc = 8 ( mm )
bc = ( 0,3 0,4 ).tc = 2,4 3,2
=> chọn bc = 3 ( mm )
rc = ( 0,5 0,55 ).h = 1,5 1,65 => chọn rc = 1,5 ( mm )
Rc = ( 0,65 0,8 ).tc = 5,2 6,4
=> chọn Rc = 6 ( mm )
Cạnh viền : + Răng cắt:
f = 0,05 ( mm )
+ Răng sửa đúng: f = 0,2 ( mm )
ở dao truốt lỗ trụ và mặt trớc và mặt sau đều là mặt côn . Góc đợc chọn
theo vật liệu gia công => = 12 15 chọn = 15
Góc sau ở dao truốt phải chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tợng giảm đờng kích

Zthô =

A Atinh
Sz

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

+1=

0.367 0.054
0.03

+ 1 = 11.43 (mm).

Ta chọn lấy số răng cắt thô là: Zthô = 11(răng).
+ Số răng cắt tinh: Ztinh = 3 răng
+ Số răng sửa đúng chọn theo độ chính xác của lỗ truốt với chi tiết gia công
yêu cầu đạt độ chính xác cấp 8 ,độ chọn số răng sửa đúng theo bng (3-7):
Zsửa đúng = 7 ( răng)
Vậy tổng số răng của dao truốt là :
Z = Zthô + Ztinh + Zsửa đúng =11 + 3 +7 = 21 ( răng )
D : Số răng cùng cắt lớn nhất :
Số răng cùng cắt đợc tính
L
Zo = + 1
t
( răng )
Trong đó :
L : chiều dài chi tiết gia công L = 16 ( mm )

1515
Lp

: C-H_CK1_K5


TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

Lực cắt thành phần Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng . Song trờng hợp này ít xảy ra . Lực tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu
tiên .
Điều kiện bền xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên (vật liệu thép gió).
k
max
=

Pmax 4.Pmax
=
[ b ] = 800
F
.D012

N/mm2

Trong đó :
- D01 : đờng kính đáy răng thứ nhất
= D1 2. h = 25.89 2. 3 = 19.89 ( mm )

Pmax 4.Pmax
4.55651, 4
=
=
= 84.93
2
F
.D01
3,14.(28.891)2

(N/mm2).

Theo bảng 3-29 ta có: ứng suất cho phép của dao: [z] =350 (N/mm2).
Ta thấy x

45

30
d

D1

D1

D'1

D2

D8
2x45

e

l8

b
c
a

a1
l1

Diện tích tiết diện ứng với D1 là 283 (mm2).
Xác định kích thớc phần định hớng trớc:

ữ

Đờng kính cổ dao D2=D1 (0,5 1)=15 - (0,5 1).
Chọn D2 = 14 (mm).
Chiều dài cổ dao đợc tính bằng: l2 = L (l1 + l3 + l4)
Trong đó: L = l1 +lh + lm +lb+lc.
l1 = 75 (mm). Chiều dài phần đầu dao.
l2 chiều dài cổ dao. (mm).
l3 chiều dài phần côn chuyển tiếp. Chọn l3 = 15 (mm).
l4 chiều dài phần định hớng trớc (mm). l4 = 20(mm).
L Khoảng cách từ đầu dao đến đỉnh răng cắt thô thứ nhất.
lh Khe hở giữa mặt đầu mâm cặp với thành máy chuốt,
ữ

lh = 10 15 (mm). Chọn lh = 15 (mm).
lm Chiều dài thành máy chuốt.
ữ

lm = 20 30. Chọn lm = 30(mm).
lb Chiều dày vành ngoài của bạc tỳ.
Thờng lấy lb = 10 (mm).
lc chiều dài chi tiết gia công. lc = 26 (mm).
Vậy L = l1 +lh + lm +lb+lc = 75 + 15 + 30 + 10 +16= 146 (mm).
l2 = L (l1 + l3 + l4) = 156 ( 75 +15 + 20 ) = 36 (mm).
Chiều dài của toàn bộ dao:
Ld = L + l5+ l6+ l7+l8 = 146 + 42 +35 +25+16 = 264 (mm).
Kiểm tra điều kiện cứng vững của chiều dài dao:
ữ

Ld < (30 40) D4

l1

lh

4

3

lb

lm

lc

L
*. Chọn hình dạng kích thớc lỗ tâm.
Trên 2 mặt đầu của dao chuốt đợc chế tạo 2 lỗ tâm. Chúng đợc dùng làm
chuẩn định vị phôi khi chế tạo dao chuốt hoặc định vị dao chuốt khi mài lại răng
của nó. Lỗ tâm có thêm các mặt côn bảo vệ 120 o để giữ cho mặt làm việc 60o
không bị xây xát, biến dạng khi làm việc hoặc khi vận chuyển dao. Hình dáng
kích thớc lỗ tâm dùng trong chế tạo dao đợc tra theo bảng 3-30.
d =2,5 (mm); D= 6 (mm); L= 6 (mm); l= 3(mm); A= 0,8 (mm).

Do d

D
l
L

Sinh viên thực hiện: Kiều Duy Toàn

hớng sau không vợt quá trị số tuyệt đối của dung sai của đờng kính tơng ứng.
Độ đảo phần còn lại của dao trên 100 (mm) chiều dài không vợt quá trị số 0,006
(bảng 3-33).
Độ sai lệch góc cho phép không vợt quá:
Góc trớc 2.
Góc sau của răng cắt 30.
Góc sau của răng sửa đúng 15
Góc nghiêng của đáy rãnh chia phoi 30
Dung sai đờng kính:
- Đờng kính phần định hớng trớc e8
- Đờng kính phần định hớng sau f7.
- Đờng kính cổ dao chuốt h12.
12. Bản vẽ chế tạo.

Sinh viên thực hiện: Kiều Duy Toàn
Lp
: C-H_CK1_K5

2020


TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

Bài 3 : THIếT Kế BàN CáN REN
Yêu cầu :
Thiết kế bàn cán ren với các số liệu sau :


85


85

Bàn cán di động
Chi tiết
L3

L2

85

L1

Bàn cán cố định
85

L

-Bàn ren cố định gồm 3 phần:
+ Phần côn cắt L1: hình thành dần dần profin ren.
+ phần sửa đúng L2 sửa đúng ren
+ phần thoát L3: đa chi tiết ra khỏi bàn cán đảm bảo cho chi tiết không bị
kéo vào giữa trong hành trình chạy ngợc lại của bàn dao di động.
- Bàn ren di động : có các phần nh bàn ren cố định hoặc chỉ là bàn thẳng. Chiều
dài của bàn cán di động lớn hơn bàn cán cố định khoảng 15-20 mm để chi tiết dễ
rời khỏi bàn cán khi gia công.
4. Xác định kích thớc các bàn dao.

TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

d tb

a

x

L1 = (3 4).
= 3.3,14.23,3054 = 219 mm
Để đảm bảo cho chi tiết ăn vào hoàn toàn trớc khi cán, khoảng cách giữa 2 bàn
cán ren ở chỗ bắt đầu phần côn cán phải lớn hơn đờng kính phôi. Ta phải tính
toán trị số a theo hình :

lx

a=

d 3 d1
+x
2

Với x : trị số thêm vào để đảm bảo cho phôi ăn vào. Lấy x = 0,1 mm.
d3 đờng kính phôi ; d1 đờng kính trong của ren.
Khoảng cách



TRNG HCN H NI
KHOA: C KH

bài tập THIT K DNG C CT
giáo viên hớng dẫn : phùng xuân sơn

Tính toán bố trí đờng ren để cắt ren 2 đầu mối: Khi bắt đầu vào cán thì phôi sẽ đợc cắt theo 1 đờng ren, bớc ren cách nhau 2 mm. Khi phôi lăn đợc 1/2
bắt đầu cắt theo đờng ren tiếp theo. Góc nâng ren là
s
tg =
.d tb

d tb

thì sẽ

Khi lăn đợc nửa vòng thì sẽ bắt đầu cắt đờng ren thứ 2.

d tb

s = 2 mm,
= 23,3054 nên .
Chiều cao bàn cán: H= 50 mm.
5. Dung sai các yếu tố ren của bàn cán ren:
Sai lệch 1/2 góc profin ren lấy bằng .
Sai lệch bớc ren 0,03 mm
Sai lệch về độ song song giữa bề mặt chứa các đỉnh ren và bề mặt tì trên Suốt
chiều rộng của bàn cán không đợc vợt quá 0,07 mm.
Sai lệch giới hạn của chiều dài L = 1,7 mm là h14.