Thuyet minh DATKDCC mau

PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNHNhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao tiện định hình được tiến hành theo trình tự sau: - Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để

Trang 1

Bộ môn GCVL và DCCN Lớp: Kỹ thuật cơ khí 01 – K60

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP

1 Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ Vật liệu chi tiếtCT45 có

3 Thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh răng bằng CT45 có , theo bộ 8con dao, góc ăn khớp , hệ số dịch chỉnh

Trang 3

Hình 1.1 Hình dạng chi tiết cần gia công 2

Hình 1.2 Cấu tạo chi tiết cần gia công 3

Hình 1.3 Chia điểm trên cung tròn R 4

Hình 1.4 Sơ đồ tính toán các thông số profile dao 5

Hình 1.7 Profile dao trong tiết diện trùng mặt trước 10

Hình 1.8 Profile dao trong tiết diện vuông góc mặt sau 10

Hình 2.4 Dạng răng và rãnh trog tiết diện chiều trục 15

Hình 2.5 Mặt cắt ngang dao chuốt lỗ then hoa 17

Hình 2.6 Cấu tạo phần đầu dao chuốt 20

Hình 2.7 Dẫn hướng phía trước dao chuốt lỗ then hoa 20

Hình 3.1 Sơ đồ tính toán profile bánh răng thân khai 24

Hình 3.2 Đường thân khai của đường tròn 24

Trang 4

PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao tiện định hình được tiến hành theo trình tự sau:

- Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn kiểu dao cho phù hợp.

- Chọn góc độ dao.

- Chọn điểm cơ sở để tính toán chiều cao profile dao.

- Thiết kế kết cấu dao.

1.1 Yêu cầu đề bài

Thiết kế dao tiện định hình với các yêu cầu sau:

- Vật liệu gia công: Phôi thép CT45 có

- Hình dạng chi tiết:

Hình 1.1: Hình dạng chi tiết cần gia công

1.2 Phân tích chi tiết để chọn kiểu dao

Chi tiết có dạng mặt trụ tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn, mặt trụ vàmặt cong cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ chứ không chọn dao tròn,tuy khó chế tạo nhưng nó có các ưu điểm sau :

+ Độ cứng vững cao hơn, chính xác hơn

+ Tránh được sai số loại 2 (sai số do nội tại dao tròn)

+ Việc mài sắc lại đơn giản hơn (chỉ mài theo mặt phẳng song songvới mặt trước cũ)

Dựa vào cơ tính của vật liệu gia công ta chọn vật liệu làm dao là thép gióP18 vì

+ Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62÷65 HRC

SVTH: Vũ Ngọc Phúc -

20152874

Trang 5

+ Tính cứng nóng cao, chống mài mòn rất tốt

+ Tính công nghệ rất tốt, cắt gọt ở tốc độ cao

+ Được sử dụng rất phổ biến

1.3 Cách gá dao

Dạng bề mặt của chi tiết cần gia công có cấu tạo như hình:

Hình 1.2: Cấu tạo của chi tiết cần gia công

Chi tiết có profile dạng côn ở đoạn Khi gia công, chi tiết quay quanh trụccủa nó và lưỡi cắt sẽ cắt ra bề mặt chi tiết Trong chuyển động tương đối, bề mặtcôn của chi tiết được coi như do lưỡi cắt là đoạn thẳng nằm trong mặt trước T-Tquay quanh trục tạo thành Vì có góc trước γ nên mặt trước T-T không đi quatrục chi tiết (trục quay) Do đó biên dạng của chi tiết tạo thành có dạng mặthyperboloid tròn xoay và do đó gây ra sai số ∆1 so với bề mặt côn yêu cầu

Để khử sai số ∆1 ta có thể sử dụng dao tiện định hình gá nâng nhưng khi đó

do tồn tại mặt cong nên ta phải chế tạo 2 con dao để tiến hành gia công chi tiết

Do đó sẽ gây nên sự phức tạp khi gia công và thiết kế dao

Từ yêu cầu độ chính xác của loạt chi tiết không cần cao quá, ta chọn thiết

kế dao tiện định hình gá thẳng để gia công loạt chi tiết này

1.4 Thiết kế dao

1.4.1 Chọn điểm cơ sở

Để tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc : điểm cơ sở

là điểm nằm ngang tâm chi tiết, gần tâm chi tiết nhất (xa chuẩn kẹp dao nhất).Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 như trên hình 1.3

Tại điểm cơ sở 1, dao có góc trước γ, góc sau α

Để tiện cho việc tính toán ta chia cung tròn R thành 7 điểm như sau:

20152874

Trang 6

Hình 1.3: Chia điểm trên cung tròn R

1.4.3 Tính toán chiều cao profile dao

Sơ đồ tính toán các thông số profile dao tại 1 điểm i bất kỳ trên lưỡi cắtđược biểu diễn như sau:

20152874

Trang 7

Hình 1.4: Sơ đồ tính toán các thông số profile dao

20152874

Trang 8

Xét điểm i bất kỳ trên profin chi tiết ta có điểm i’ tương tứng trên profindao :

Gọi chiều cao profin của dao tại điểm i’ là hi

a) Xây dựng công thức xác định profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước (τ i )

Thiết lập hệ tọa độ (1lτ) với:

+ Trục l song song với đường tâm chi tiết

+ Trục τ vuông góc với l và nằm trong mặt trước của dao

Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độcủa i’ là:

τi’ : Chiều cao profile dao tại điểm i’ trong tiết diện trùng mặt trước

Thiết lập hệ tọa độ (1lh) với:

+ Trục l song song với đường tâm chi tiết

+ Trục h vuông góc với l và vuông góc với mặt sau của dao

Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độcủa i’ là:

hi’ : Chiều cao profile dao tại điểm i’ trong tiết diện vuông góc với mặtsau

Trang 9

Ta có bảng tính toán profile dao như sau:

Điểm ri (mm) (mm)A γi sinγi Ci (mm) τi (mm) hi (mm)

Chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết:

dmax , dmin : đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết

20152874

Trang 10

Dựa vào chiều sâu cắt lớn nhất tmax = 16,5 mm, tra bảng 3.2[1] ta được kíchthước cơ bản của dao: (mm)

Trang 11

g: Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt, g = 2 mm

f: Chiều rộng vát của chi tiết, f = 1 mm

c = f + g + 1 = 4 mm

Chiều rộng toàn bộ dao :

L = Lc + b + g + f + c + d = 71 + 1 + 2 + 1 + 4 + 4 = 83 mm

a) Profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước

Hình 1.7: Profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước

b) Profile dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau

Trang 12

Hình 1.8: Profile dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau

e1.5 Điều kiện kỹ thuật của dao

Trang 13

PHẦN II: THIẾT KẾ DAO CHUỐT

Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao chuốt được tiến hành theo trình tự sau:

- Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn kiểu dao cho phù hợp.

- Chọn vật liệu làm dao.

Thiết kế dao chuốt lỗ then hoa có thông số như sau:

- Chiều dài lỗ chuốt: L = 25 mm

- Định tâm theo đường kính ngoài

Trang 14

Hình 2.2: Sơ đồ chuốt

2.3 Vật liệu và cấu tạo dao chuốt

Dao chuốt kéo thường được chế tạo từ hai loại vật liệu Phần cán dao đượclàm bằng thép kết cấu C45 Từ phần định hướng trở về sau được làm bằng thépgió P18

Dao chuốt được chia thành 5 phần lớn Phần đầu dao gồm đầu kẹp, cổ dao,côn chuyển tiếp Phần răng dao gồm răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng.Phần định hướng phía trước, phần định hướng phía sau và phần đỡ giúp tăngcứng vững của dao khi gia công

Phần răng là quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước làm cơ

sở cho các phần khác Thiết kế phần răng gồm xác định dạng profile răng, kíchthước răng, số lượng mỗi dạng răng, đường kính các răng,

Hình 2.3: Cấu tạo dao chuốt

2.4 Thiết kế dao

2.4.1 Phần răng cắt và răng sửa đúng

Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước 1 lượng Sz được gọi là lượngnâng dao Lượng nâng thay cho bước tiến dao

Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau Trên răng cắttinh, lượng nâng giảm dần Trên răng sửa đúng lượng nâng bằng 0

Với lỗ then hoa thường, vật liệu là thép cacbon C45 tra bảng 5.2[1], ta chọnđược lượng nâng của răng cắt thô Sz = 0,06 mm

Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3 răng với lượngnâng lần lượt là:

Trang 15

Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng, đường kính của các răng sửađúng bằng đường kính của răng cắt tinh cuối cùng, lượng nâng răng bằng 0.

2.4.2 Lượng dư gia công

Ta có lượng dư gia công được tính theo công thức:

Trong đó: Dmax – Đường kính lớn nhất của lỗ sau khi chuốt

dmin – Đường kính lỗ trước khi gia công

- Lượng dư tinh: Atinh = 0,108 mm

- Lượng dư thô: Athô = A – Atinh = 2,0125 – 0,108 = 1,9045 mm

2.4.3 Kết cấu răng và rãnh

Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng của dao chuốt Răng và rãnh đượcthiết kế sao cho dao đủ bền, răng đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền vàtuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo

a) Profile dọc trục

Hình dạng răng và rãnh cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Thông số hình học của răng phải đảm bảo tuổi bền tối đa

- Răng dao phải đảm bảo được số lần mài lại tối đa

- Răng phải đủ bền để không bị gãy trước tác dụng của momen uốn trongquá trình cắt

- Rãnh giữa các răng phải có hình dạng và kích thước sao cho khi cắt raphoi dễ dàng theo mặt trước, cuốn xoắn đều và nằm gọn trong rãnh

Với vật liêu gia công là thép 45, được sử dụng rất phổ biến, được dùng chếtạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập tương đối cao mà bề mặt có thể bịmài mòn như trục, bánh răng để có cơ tính cao cần nhiệt luyện (tôi+ram cao).Khi chuốt vật liệu dẻo như chuốt thép thường tạo ra phoi dày Vì vậy rãnh đượcthiết kế có dạng lưng cong (có 2 cung tròn nối tiếp) để phoi dễ cuốn

Hình 2.4: Dạng răng và rãnh trong tiết diện chiều trục

20152874

Trang 16

L – Chiều dài của chi tiết.

Sz – Lượng nâng răng

Tra bảng 5.4 – [1] ta được K = 3,5

Như vậy: mm2

Ta có: mm

Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 3

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:

t = (2,5 ÷ 2,8).h = 7,5 ÷ 8,4 Chọn t = 8

r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,5 ÷ 1,65 Chọn r = 1,5

b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,4 ÷ 3,2 Chọn b = 3

R = (0,65 ÷ 0,8).t = 5,2 ÷ 6,4 Chọn R = 6Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia công, tra bảng 5.5[1] được γ = 12°Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảmđường kính sau mỗi lần mài lại Góc sau được chọn: α = 3o

L – Chiều dài của chi tiết

Như vậy: mm2

Ta có: mm

Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2,5

t = (2,5 ÷ 2,8).h = 6,25 ÷ 7 Chọn t = 7

r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,25 ÷ 1,375 Chọn r = 1,5

20152874

Trang 17

b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,1 ÷ 2,8 Chọn b = 2,5

R = (0,65 ÷ 0,8).t = 4,55 ÷ 5,6 Chọn R = 5

Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia công, tra bảng 5.5[1] được γ = 12°Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảmđường kính sau mỗi lần mài lại Góc sau được chọn: α = 2o

L – Chiều dài của chi tiết

Như vậy: mm2

Ta có: mm

Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2

b) Profile trong tiết diện vuông góc với trục

Để làm giảm ma sát giữa lưỡi cắt với thành lỗ then hoa người ta thiết kếcạnh viền f với góc nghiêng phụ (trị số f = 0,8 ÷1 mm, )

Để giảm ma sát trong quá trình cắt thì đường kính đáy trượt được chọn nhỏhơn đường kính phần định hướng phía trước 1mm

Để thoát đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ thì chân răng có rãnh thoát

đá với bán kính lượn r = 0,5mm có tâm nằm trên đường kính đáy trượt

20152874

Trang 18

Hình 2.5: Mặt cắt ngang dao chuốt lỗ then hoa

Răng dao chuốt

2.4.4 Số răng và đường kính dao chuốt

a) Số răng của dao chuốt

- Số răng cắt thô: Zthô

Ta có:

Gọi nên ta lấy thêm 1 răng cắt thô nữa

 Zthô = 45 + 1 = 46

- Số răng cắt tinh: Ztinh = 3 răng

- Số răng sửa đúng: Zsđ = 5 răng

- Số răng lớn nhất đồng thời tham gia cắt:

L – Chiều dài chi tiết gia công

t – Bước răng thô

Để dao định hướng tốt và không quá tải thì số răng đồng thời tham gia cắtnằm trong khoảng 3 ÷ 8 răng  thỏa mãn yêu cầu với Z0 = 4 răng

b) Đường kính các răng dao chuốt

Với răng cắt thô:

Loại răng STT

răng

ĐườngkínhRăng cắt

Trang 19

2.4.5 Kiểm nghiệm bền dao chuốt

Sơ đồ lực tác dụng: mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng.Thành phần hướng kính Py hướng vào tâm dao Tổng hợp các lực Py của cácrăng sẽ triệt tiêu, thành phần dọc trục Pz song song với trục chi tiết Tổng hợpcác lực chiều trục Pz sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao

Lực cắt Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng Song trường hợp này

ít xảy ra Lực tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên Điều kiệnbền kéo xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên:

Trong đó: D1 – đường kính đáy răng đầu tiên

D1 = dmin – 2.h = 46 – 2.3 = 40 (mm) Pmax – lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt:

Trang 20

Vậy dao thỏa mãn điều kiện bền

Pmax: lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt Pmax = 62005 N

: giới hạn bền kéo của thép 45; =200 N/mm2

Tra bảng 5.13 ta có kích thước phần đầu dao:

Hình 2.6: Cấu tạo phần đầu dao chuốt

b) Phần cổ dao và côn chuyển tiếp

Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt Đường kính cổ:D2 = D1 – (1 ÷ 2) = 40 – (1 ÷ 2) = (38 ÷ 39) mm Chọn D2 = 38 mm

Chiều dài phần cổ dao l2 được tính từ điều kiện gá đặt

Với: lg – Chiều dài bạc gá

Trang 21

2.4.7 Phần định hướng phía trước

Hình 2.7: Phần dẫn hướng phía trước của dao chuốt lỗ then hoa

Do lct = 25 mm nên ta lấy chiều dài của phần dẫn hướng phía trước l4 = 40

mm

Đường kính D4 được lấy bằng đường kính lỗ trước khi chuốt vói kiểu lắplỏng e8, D4 = 56e8

2.4.8 Phần dẫn hướng phía sau

Do lct = 25 mm nên ta lấy chiều dài của phần dẫn hướng phía trước l7 = 20

Chiều dài phần sửa đúng: l6 = lsd = t.Zsd = 5.5 = 25 mm

Tổng chiều dài của dao: (Chiều dài của dao phải nhỏ hơn hành trình máy

Đường kính đầu dao

Trang 22

Hình 2.8: Lỗ tâm

2.5 Điều kiện kỹ thuật của dao

- Vật liệu phần cắt: thép gió P18

- Vật liệu phần đầu dao: Thép CT 45

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

+ Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 62÷65

+ Phần định hướng phía trước HRC 58÷60

+ Phần đầu dao HRC 40÷47

- Mối hàn nằm trên phần côn chuyển tiếp

- Độ nhám:

+ Cạnh viền sửa đúng: Ra=0,32µm

+ Mặt trước, mặt sau răng, mặt dẫn hướng Ra=0,63µm

+ Các mặt không mài Ra=2,5µm

- Độ đảo tâm trên 100mm chiều dài là: 0,005mm

- Sai lệch chiều dài: ± 2mm

- Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

+ Góc trước ±10

+ Góc sau răng cắt thô và răng cắt tinh ±30’

+ Góc sau răng sửa đúng ±15’

- Sai lệch đường kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh cuối cùng): -0,018

- Sai lệch đường kính răng sửa đúng và 2 răng cắt tinh cuối cùng: -0,003

- Sai lệch chiều dày răng không được vượt quá: 0,01mm

- Dung sai chiều dày răng sửa đúng không được vượt quá trị số 0,006mm(rãnh có cấp chính xác H8)

- Nhãn hiệu dao:

2.6 Bản vẽ chế tạo dao chuốt lỗ then hoa

20152874

Trang 23

PHẦN III: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODULE

Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao phay đĩa môđun được tiến hành theo trình tự sau:

- Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn dao cho phù hợp.

- Tính toán hình dáng lưỡi cắt.

- Tính toán profile đoạn làm việc.

Thiết kế dao phay đĩa môđun theo bộ 8 con để gia công bộ bánh răng cóyêu cầu sau:

3.2 Xác định các thông số hình học của dao

Trong bộ dao phay đĩa module 8 con,dao mang số hiệu 4 có thể gia côngđược bánh răng có số răng Z = 24 ÷ 34 răng Profile dao được tính toán theo sốrăng bé nhất (Z = 26) vì với dao này độ cong đường thân khai sẽ lớn nên với cácbánh răng có Z > 26 được gia công bằng bánh răng có Z = 26 sẽ có profiledoãng hơn tạo điều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn (rãnh lớn ăn khớp không bị kẹt)

Ta cần thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng với các thông sốsau:

- Module: m = 6 mm

- Số răng: Z = 40

20152874

Trang 24

3.3.1 Tính toán profile dao phay đĩa module

Để thiết kế được profile dao, ta lập hệ tọa độ vuông góc Oxy với tâm Otrùng với tâm của bánh răng thân khai Vì dao phay đĩa module có góc trước γ =

0 cho nên profile được tính toán chính là profile trong tiết diện đi qua trục dao.Giả sử có điểm M (x, y) bất kỳ nằm trên profle răng với bán kính rx thì tọa độ (x,y) chính là phương trình profile răng

Hình 3.1: Sơ đồ tính toán profile bánh răng thân khai

Profile dao gồm 2 đoạn:

- Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB

- Đoạn làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1

a) Profile dao trong đoạn làm việc:

Nguyên lý tạo hình đường thân khai: Cho một đường thẳng lăn không trượttrên một đường tròn, quỹ đạo của một điểm M thuộc đường thẳng đó sẽ vẽ rađường cong thân khai Vậy để tạo ra hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm Mchuyển động theo phương trình đường thân khai trong khoang bán kính rf ≤ rm ≤

ra Việc xác định profile lưỡi cắt chính là việc xác định tọa độ của tập hợp cácđiểm M trong hệ tọa độ đề các Oxy

20152874

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	713,4 KB