Đồ án thiết kế dao

Đồ án thiết kế dao

Lời nói đầu

Trong nghành cơ khí chế tạo máy để tạo hình chi tiết thì ngoài chuẩn

bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị thì việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không thể không coi trọng Dụng cụ cắt cùng với trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính chính xác năng xuất và tính kinh tế cho chi tiết gia công Vì vậy việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm vụ quan trọng của người kỹ sư cơ khí

Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những dụng cụ cắt điển hình như là dao tiện định hình, dao phay định hình và dao phay đĩa mudul Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học trên sách vở tài liệu em còn được sự hướng dẫn tận tình chu đáo của các thầy côtrong bộ môn đặc biệt là thầy Lê Thanh Sơn dã giúp em hoàn thành đồ án này

Với thời gian và trình độ còn hạn chế, em mong được sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra trường nhận nhiệm vụ công tác

Em xin chân thành cảm ơn!

Kiều Văn Thành

PHẦN I

DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu : Tính toán thiết kế dao tiện định hình với các thông số sau:

Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có b = 600N/mm2

I Chi tiết gia công

Chi tiết gia công làm từ thép C45 ,có b= 600N/mm2 , bao gồm nhiều bề mặt tròn xoay : mặt trụ , mặt côn , mặt đầu Đay là một chi tiết điển hình , kết cấu chi tiết cân dối Độ chênh lệch đường kính nhỏ Trên chi tiết gia công không có đoạn nào có góc profil nhỏ hoặc bằng 0

II Chọn loại dao

Chi tiết gia công trên có thể sử dụng dao trụ hay tròn đều được.Song để đơn giản trong việc thiết kế cũng như tăng độ chính xác cho chi tiết gia công ta chọn dao tiện định hình lăng trụ

Ưu nhược điểm của dao tiện định hình lăng trụ so với dao tiện định hình tròn:

- Ưu điểm: Gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn do chỉ gây ra sai

số 1

- Nhược điểm : khó chế tạo

Căn cứ vào chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết :

1x45 0

10 15 20 25 35

tmax = max min 52 30 11( )

Dựa vào bảng 3.2a – kết cấu và kích thước của dao tiện định hình lăng trụ

Ta có kích thước cơ bản của dao:

Dao được chọn theo cách gá thẳng

Vì profile của chi tiết không có đoạn nào có góc sau quá bé hoặc bằng 0 ,

và profile của chi tiết có đoạn đối xứng

IV Chọn thông số hình học của dao

Vật liệu gia công là thép có b = 600N/mm2

Tra bảng 3.4 : góc trước  = 20- 25 , chọn  = 22

Góc sau đối với dao lăng trụ  = 12-15, chọn  = 12

V Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng

sin

; sin

1

1

k k

k k

k k

k k

H

B C

r B

r C

r A r A

ở đây : r1 – bán kính chi tiết tại điểm cơ sở

rk – bán kính chi tiết tại điểm tính toán

, - góc trước , góc sau tại điểm cơ sở

k – góc trước tại điểm tính toán

3 2 4

6 7 8 10

- Chọn điểm cơ sở : điểm cơ sở được chọn phải là ngang tâm chi tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất Do đó chọn điểm 1 làm điểm cơ sở

- Tính toán tại các điểm

Ta có bảng tính toán chiều cao profin dao và hình dạng profin dao :

Điểm ri

(mm)

A (mm)

Porfile của dao trong tiết diện mặt trước

Profile của dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau

VI Phần phụ của profin dụng cụ :

Phần phụ của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt

Kích thước của phần phụ như trên hình vẽ :

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=1,5 mm

g: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt,chọn g=3 mm

f:chiều rộng vát của chi tiết,chọn f=1 mm

c=f+g+1=5 mm

1 = 45

 = 45

d=(c-g)tgφ1+2=(5-3)tg450+2=4 mm

Chiều dài của dao:L=lc+a+b+d+g=36+1,5+1,5+4+3=46 mm

Điều kiện kỹ thuật:

Các kích thước không mài có Rz  20 (mm)

Kích thước và kết cấu của dao như hình vẽ :

PHẦN II THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

Tính toán thiết kế dao phay định hình  > 0 để gia công chi tiết theo hình vẽ

Vật liệu chi tiết gia công 40X có b = 650 N/mm2

Tính các điểm trên cung AC (hình vẽ dưới)

Xét tam giác vuông OAB

sinAOB = AB/OB = hmax/R = 12/14 =0,857   = OAB = 59

Vậy chia cung AC thành các cung Ai ứng với các góc i =10 ,

Ai2 = 2R2 [1- cos( -i)] AiR 2 1  cos(   i)

Trong tam giác vuông Aei : Áp dụng định lý Pitago

2 '

2 2 2 ' 2

R14

5

12

I.Phân tích chi tiết và chọn dao.

Chi tiết thuộc dạng rãnh có profile phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn.Vì vậy ta chọn dao phay hớt lưng , là loại dao phổ biến để gia công các chi tiết định hình.Với dạng profile phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng một lần , tức là không mài lại mặt sau khi đã nhiệt luyện Để giảm lựccắt ta chế tạo dao có góc trước  > 0 Vì chiều cao lớn nhất hmax = 12

(mm) , chiều rộng rãnh l = 30 (mm), ta nhận thấy kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có rãnh thoát phoi thẳng

Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng một lần , có góc trước dương , rãnh thoát phoi thẳng

II.Tính toán profile của dao trong tiết diện chiều trục.

hdi = hci - hi

Nếu K là lượng giảm của bán kính vecto  của đường cong hớt lưng

Acsimet sau khi tham số i biến thiên một một góc răng là i = 2Z thì hi

cũng là lượng giảm tương ứng của vecto  sau khi tham số góc biến thiên một lượng tương ứng là i góc i được tính như sau:

ro = R.sin = Ri sin(i + )

R R R R

i i

di

h R

R Z

như vậy khối lượng tính toán rất nặng nề Để đơn gian ta thay cung tròn đó bằng cung tròn đi qua 7 điểm 2o, 5o,6o, 7o, 8o ,90 , 30 theo thứ tự chiều cao giảm dần.

Chiều cao của dao trong tiết diện chiều trục:

Profile dao trong tiết diện chiều trục

III Tính toán profile của dao ở mặt trước.

Sơ đồ tính :

ci

ci i

i id

h R

R h

R R

Bảng kết quả tính toán chiều cao của profile dao ở mặt trước

profile chi ti?t

K

Profile cua dao trong tiết diện mặt trước

Yêu cầu kỹ thuật

Vật liệu thép P18 , độ cứng HRC = 6265

Độ đảo hướng kính của lưỡi cắt không quá 0,04

Độ đảo mặt đầu không quá 0,03

Độ hướng tâm của mặt trước không quá 0,09

Tọa độ các điểm của profile chính xác tới 0,02

Kết cấu cùa dao phay hớt lưng

1x45°

Ø40+0,0

27

0 -0

32±0,2

0,63 0,63

k=6

10+0,0

1

PHẦN 3

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL

Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh rang trụ

răng thẳng theo thông số sau:

Vật liệu làm bánh răng : thép 40X có b = 650N/mm2

Bánh răng có modul m = 2 (mm) ; số răng gia công Z= 50

Chọn bộ 8 dao ,số hiệu dao là N=6 , có số răng trong khoảng 35-54 răngChọn Zmin = 35 để gia công cho cả bộ

I Xác định các thông số hình học của bánh răng

Tính cho số răng nhỏ nhất trong bộ

Góc ăn khớp trên vòng tròn chia :  = 20

Đường kính chân răng : df = dc – 2,5m = 70- 2,5 x 2=65(mm)

Đường kính vòng tròn cơ sở : do = dccos = 70.cos20 = 65,78(mm)

II.Tính toán pofile thân khai của lưỡi cắt

Profile của dao bao gồm 2 đoạn :

Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB

Đoạn không làm việc:là đoạn đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân

răng BO1

Tính profile đoạn làm việc :

Nguyên lí hình thành đường thân khai của vòng tròn cơ sở như sau (hình vẽ

M(x,y)

C

x x1

y y1

x

x max

Ban đầu điểm x trùng với điểm A –điểm x sẽ vạch nên đường cong Ax Đường cong Ax được gọi là đường thân khai vòng tròn cơ sở bán kính ro.Góc x là góc áp lực của đường thân khai Ax (góc giữa tiếp tuyến với đường thân khai tại điểm x đó và bán kính rx )

Góc x là góc thân khai – góc giữa bán kính rx và bán kính tại điểm gốc củađường thân khai 0A

Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phươngtrình đường thân khai trong khoảng ro Rx  ra Việc xác định profile lưỡi cắt chính là việc xác định tập hợp tọa độ của tất cả các điểm Mi trên lưỡi cắt

Đặt hệ trục tọa độ xOy mà gốc O trùng với tâm bánh răng Tại một điểm M(x,y) bất kì nằm trên profile với bán kính Rx xác định profile chính là tìm tọa độ của điểm M

c

m r

S

2 2

2

2 2

; 2

O

B

x

x x

o

Trong đó Z – số bánh răng gia công

c – góc ăn khớp bánh răng trên vòng chia ( bánh răng tiêu chuẩn

o x

R

r R

c x

x

o

x

o c

c x

R

r R

r tg

tg Z

R

y

R

r R

r tg

tg Z

R

x

arccos arccos

.

2

cos

arccos arccos

Điểm rM x y t=y-rf

2.5688 2.4376 2.3106 2.1879 2.0697 1.9558 1.8466 1.7421 1.6425 1.5479

III.Chọn kích thước kết cấu dao

Tra bảng 4.VIIII ta được các kích thước của dao phay module

Điều kiện kỹ thuật

Vật liệu dao thep gió P18

Độ cứng phần cắt đạt HRC = 62 64

Độ đảo tâm của đường kính ngoài không quá 0,035

Độ đảo mặt đầu không quá 0,020

Độ bóng mặt trước không thấp hơn 7

Sai lệch chiều dài răng  0,025

Kết cấu của dao phay module

Tài Liệu Tham Khảo

1 Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt- Tập 1, tập 2- ĐHBKHN 1977

2 Hướng dẫn làm bài tập dung sai- Ninh Đức Tốn 2001

3 Bài giảng : Thiết kế dụng cụ cắt kim loại

4 Bài giảng : Thiết kế dụng cụ công nghiệp