Đồ án Dao

Đồ án Dao

ĐỒ ÁN DAO

PHẦN I

DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu:Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau:

Vật liệu gia công : thép 45 có b = 750 N / mm2

25 20 12 15 6

I Chi tiết gia công :

Chi tiết gia công làm từ thép 45, b = 750 N / mm2 ,bao gồm nhiều loại

bề mặt tròn xoay ,mặt trụ , mặt côn và mặt đầu Đây là một chi tiết tương

đối điển hình Kết cấu chi tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính không

quá lớn Trên chi tiết không có đoạn nào có góc pròin quá nhỏ hoặc bằng 0

II Chọn loại dao :

Ở chi tiết này , có thể dung dao lăng trụ hay tròn đều được cả Song để

đơn giản trong việc thiết kế , chế tạo cũng như gá và gia công Ta chọn dao

tiện định hình lăng trụ sẽ hợp lý hơn

Căn cứ vào chiều sâu max của chi tiết :

2

15 30 2

min max max  d d   

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

trụ trong sách “ Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại ”

Ta có kích thước cơ bản của dao

B = 19 H = 75 E = 6 A = 25 F = 15 r = 0,5

d = 6 M = 34,45

III Chọn cách gá dao :

Dao được chọn theo cách gá thẳng là hợp lý

IV Chọn thông số hình học dụng cụ :

* Chọn gá trước :

Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao  = 22

* Chọn góc sau  Góc sau  của dao chọn  = 12

V Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng :

Công thức tính toán :

A = r1 * sin

Sin k= A / rk

Ck = rk *cos k

B = 1* cos 

k = Ck – B

H k = k *cos(  +  ) Trong đó :

r1 : bán kính chi tiết ở điểm cơ sở

rk : bán kính chi tiết ở điểm tính toán

1: góc trước ở điểm cơ sở

k : góc trước ở điểm tính toán

R14 .5

R 5

 K



R12 .5

e

 Chọn điểm cơ sở

Điểm cơ sở được 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 sơ

 Tính toán tại các điểm :

+ Điểm 1 r1 = r =7,5 ( mm) 1 =  = 22

A = r*sin  = 7,5 * sin 22 = 2,8095 ( mm)

sin 1= sin 22 = 0,3746

B = r * cos  = 7,5 cos 22 = 6,4475 ( mm )

C1 = r1 * cos 1 = 7,5 cos 22 = 6,4475 ( mm )

1 = h = 0

+ Điểm 2 r2 = 10 ( mm )

sin 2= A/ r2 =2,8095/ 10 = 0,28095 => 2 = 16,317

B = r * cos  = 7,5 cos 22 = 6,4475 ( mm )

C2 = r2 * cos 2 = 10 cos 16,317 = 9,5972 ( mm )

2 = C2 – B = 3,1497 ( mm )

h2 = 2*cos(22 + 12) = 2,6112 ( mm )

+ Điểm 3 r3 = r2 = 10 ( mm )

sin 3= sin 2 = 0,28095 => 2 = 16,317

C3 = C2= 9,5972 ( mm )

3 = 2 = 3,1497 ( mm )

h3 = h2 = 2,6112 ( mm )

+ Điểm 4 r4 = 9 ( mm )

sin 4 = A/ r4 = r1*sin  /r4 = 7,5*sin 22/ 9 = 0,3122 => 4 = 18,19

C4 = r4 * cos 4 = 9*cos 18,19 = 8,5502( mm )

4 = C4 – B = 2,1027 ( mm )

h4 = 4*cos( 22 + 12) = 1,7432 ( mm )

+ Điểm 5 r5 = r1= 7,5 ( mm )

5 = 1 = 22

C5 = C1= 6,4475 ( mm )

5 = 1 = 0 ( mm )

h3 = h2 = 0 ( mm )

+ Điểm 6 r6 = 14,5 ( mm )

sin 6 = A/ r6 = r1*sin  /r6 = 7,5*sin 22/ 14,5 = 0,1938 => 4 = 11,17

C6 = r6 * cos 6 = 14,5*cos 11,17 = 14,2252 ( mm )

6 = C6 _ B = 7,7777 ( mm )

h6 = 6*cos( 22 + 12) = 6,448 ( mm )

+ Điểm 7 r3 = r2 = 14,5 ( mm )

sin 7= sin 6 = 0,1938 => 2 = 11,17

C7 = C6= 14,2252 ( mm )

7 = 6 = 7,7777 ( mm )

h7 = h6 = 6,448 ( mm )

+ Điểm 8 r8 = 12,5 ( mm )

sin 8 = A/ r8 = r1*sin  /r8 = 7,5*sin 22/ 12,5 = 0,2248 => 4 = 12,989

C8 = r8 * cos 8 = 12,5*cos 12,989 = 12,18 ( mm )

8 = C8 _ B = 5,7325( mm )

h8 = 8*cos( 22 + 12) = 4,7526 ( mm )

+ Điểm 9 r3 = r2 = 12,5 ( mm )

sin 9= sin 8 = 0,2248 => 9 = 12,989

C9 = C8= 12,18 ( mm )

9 = 8 = 5,7325 ( mm )

h9 = h8 = 4,7526 ( mm )

+ Điểm 10 r10 = 15 ( mm )

sin 10 = A/ r10 = r1*sin  /r10 = 7,5*sin 22/ 15 = 0,1873 => 4 = 10,7954

C10 = r10 * cos 10 = 15*cos 10,7954 = 14,7345 ( mm )

10 = C10 _ B = 8,2870 ( mm )

h10 = 10*cos( 22 + 12) = 6,8703 ( mm )

Bảng kết quả tính toán tại các điểm :

Điểm ri

( mm

)

A ( mm )

sini Ci

( mm )

Di

( mm )

i

( mm )

hi

( mm )

i

VI Phần phụ của profin dụng cụ :

Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuổn bị cho nguyên công cắt đứt kích thước của phần phụ gồm

g lc

d c

b f



 



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 = 30

 = 45

d = ( c – g )*tg1 + 2 = ( 4 – 2 )*tg 30 + 2 = 3 ( mm )

Chiều dài của dao :

L = lc + a + b + d + g = 25 + 1 + 1 + 3 + 2 = 32 ( mm )

VI Thiết kế dưỡng do – dưỡng kiểm

Dưỡng do dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau khi chế tạo Kích thước dang nghĩa của dưỡng bằng kích thước dang nghĩa của dao Kích thước dang nghĩa của dưỡng được quy định theo luật bao và bị bao giá trị các sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H , h ( TCVN 2245 – 77)

Dưỡng kiểm ding để kiểm tra dưỡng do Kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm cũng dược quy định theo luật bao và bị bao , song dưỡng do dễ chế tạo chính xác , khi đo bị mòn theo các phương , theo kinh nghiệm , người ta lấy kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm bằng kính thước dang nghĩa dưỡng đo Sai lệch lấy đối xứng , giá trị sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js , js ( TCVN 2245 – 77)

Vật liệu dưỡng được chế tạo từ thép lò xo 65 là thép có tích chống màI mòn cao , độ cứng sau nhiệt luyện đạt được 58 –65 HRC Độ nhám các mặt làm viẹc đạt khoảng Ra = 0,63 …0,32 ( độ bóng  = 8 … 9 ) các mặt còn lại đạt Ra = 1,25 ( độ bóng  = 7 )

Kích thước danh nghĩa của dượng theo profin dao

29-0.006

32 ±0.05

31±0.003

29±0.003

27±0.003

22±0.00317±0.003

Dưỡng kiểm

R3

30

8

14± 0.003

27+0.006

22+0.006

17+0.006

14+0.006

± 7 +

2±0.003

8-0.006

2-0.006

8±0.003

Dưỡng do

8

1,25

5 ±0.01

Dung sai chế tạo dưỡng được thể hiện ở bảng sau :

Điểm 1 – 2 2 – 3 3 –

4

1 – 5 5 – 6 6 – 7 7 – 8 8 – 9 9- 10

Dưỡng

đo

Cao 2,5 +0,00

Dài 6 +0,009 6 -0,003 1 3 +0,009 5 +0,009 5 +0,009 2 +0,006 2 +0,006 1,5 Dưỡng

kiểm

Dài 6 ±0,004 6 ±0,003 1 3 ±0,003 5 ±0,004 5 ±0,004 2 ±0,003 2 ±0,003 1,5

VI Điều kiện kỹ thuật

1 Vật liệu phần cắt : Thộp P18

Vật liệu thõn dao : Thộp 45

2 độ cứng sau khi nhiệt luyện

- Phần cắt HRC 62 - 65

- Phần cắt thõn dao HRC 30 - 40

3 Độ búng :

- Mặt trước > 9

- Mặt sau > 8

- Mặt tựa trờn thõn dao thấp hơn 4

4 Sai lệch + gúc mài sắc :

- Sai lệch gúc trước  :22o1o

- Gúc  :45o1o

Gúc 1 :30o1o

PHẦN II

DAO TRUỐT

Yêu cầu:Thiết kế dao truốt với số liệu sau:

- Vật liệu gia công : thép 40 XH có HB = 269 => b = 950 N / mm2

- Đường kích lỗ sau khi khoan Do = 29,0 ( mm )

- Đường kích lỗ sau khi truốt D = 30A ( mm )

- Chiều dài L = 60 ( mm )

I Sơ đồ cắt truốt :

- 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 , lưỡi cắt các răng cạnh nhau ta xẻ rãnh chia phoi thứ tự xen kẽ nhau

II Vật liệu làm dao truốt :

Dao truốt kéo thường được chế tạo từ 2 loại vạt liệu

- Phần đầu dao ( hay phần cán ) làm bằng thép kết cấu ( thép 45 )

- Phần phía sau ( từ phần định hướng phía trước trở về sau ) làm bằng thép gió P18

III Cấu tạo dao truốt

l 2

l 1 l 3 l 4 l 5 l 6 l 7

Trong đó :

l1 : Chiều dài đầu kẹp

l2 : Chiều dài cổ dao

l3 : Chiều dài côn chuyển tiếp

l4 : Chiều dài phần định hướng phía trước

l5 : Chiều dài phần cắt và sửa đúng

l6 : Chiều dài phần dẫn hướng phía sau

l7 : Chiều dài phần định hướng phía sau

Ở dao truốt ,răng cao hơn răng trước một lượng Sz – gọi là lượng nâng của răng Lượng nâng thay cho bước tiến dao

Trên phần răng cắt thô , các răng có lượng nâng bằng nhau Trị số lượng nâng của răng cắt thô Sz phụ thuộc vào vật liệu gia công Vật liệu gia công là thép 40 XH có b = 950 N/mm2 => Chọn lượng nâng bằng nhau

Sz = 0,025 ( mm )

Phần răng cắt tinh : chọn 3 răng cắt tinh , với lượng nâng các răng giảm dần

Sz1 = 0,8*Sz = 0,02 ( mm )

Sz2 = 0,6*Sz = 0,015( mm )

Sz1 = 0,4*Sz = 0,01 ( mm )

Phần răng cắt tinh lượng nâng = 0

V Lượng dư gia công :

Lượng dư gia công được cho theo yêu cầu công nghệ ,trị số lượng dư phụ thuộc chiều dàI lỗ truốt , dạng gia công trước khi truốt

Công thức tính lượng dư ( về mặt hình học ) :

 min

2

1

D D

A sd 

Trong đó :

Dsđ = Dmax ±  với  = 0

 : lượng bù trừ đường kính do lỗ bị lay rộng hay co sau truốt

Dsđ = Dmax = 30,027 ( mm )

Dmin = 29 ( mm )

=> 30 , 027 29 0 , 5135

2

1







VI Kết cấu răng và rãnh :

Kết cấu răng và rãng là phần quan trọng nhất của dao truốt Rănh và rãnh được 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

K hi truốt thép có đọ cứng trung bình thường tạo rap hoi dây Vì vậy dạng rănh được thiết kế có 2 cung tròn nối tiếp để phoi dễ cuốn

Trong đó :

h : chiều cao rãnh ( chiều sâu rãnh )

t : bước răng

f : Cạnh viền

b : chiều rộng lưng răng

R , r : bán kính đáy răng

 : Góc trước

 : Góc sau

Xem gần đúng rãnh thoát phoi như hình tròn có đường kính h thì diện tích rãnh là :

* 2

4

1

h

F n   ( mm 2)

Diện tích của dải phoi cuốn nằm trong răng là :

Ff = L*Sz ( mm 2 )

b





r

t

L : chiều dàI chi tiết L = 60 ( mm )

Sz : lượng nâng của răng – Sz = 0,025, ( mm )

Khi cuốn vào trong răng phoi không xếp được khít chặt Để phoi cuốn hết vào rãnh và không bị kẹt cần đảm bảo tỷ số :

*

*

* 4

2  

h

S L F

F

z n

f



=> h 1 , 13 L*S z*K

K : là hệ số điền đầy rãnh => K = 3

=> h 1 , 13 60 * 0 , 025 * 3  2 , 397 ( mm )

Chọn h = 3 ( mm )

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

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 tc = 5,5 ( mm ) Bước răng sửa đúng

tsđ = ( 0,6 … 0,8 )*tc = 4,8 … 6,4 => chọn tsđ = 6 ( mm ) Chiều rộng lưng răng sửa đúng

bsđ = ( 0,3 … 0,4 )*tsđ = 1,8 … 2,4 => chọn bsđ = 2 ( mm ) Bán kích đáy rắng sửa đúng

Rsđ= ( 0,65 … 0,8 )*tsđ = 3,9 … 4,8 => chọn tc = 4 ( mm ) Cạnh viền : + Răng cắt f = 0,05 ( mm )

+ Răng sửa đúng f = 0,2 ( mm )

Ở dao truốt lỗ trụ và mặt trước và mặt sau đều là mặt côn Góc  được chọn theo vật liệu gia công =>  = 12 … 15 chọn  = 12

Góc sau ở dao truốt phảI chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kích sau mỗi lần màI lại , làm tăng tuổi thọ của dao Góc sau được chọn như sau :

- Ở răng cắt thô  = 3

- Ở răng cắt tinh  = 2

- Ở răng sửa đúng  = 1

- Ở đáy răng chia phoi  = 4

B – Profin mặt đầu ( trong tiết diện vuông góc với trục )

Trong tiết dịn này , dao truốt lỗ trụ có lưỡi cắt là những vòng tròn đồng

tâm lớn dần theo lượng nâng Để phoi dễ cuốn vào rãnh , lưỡi cắt chia thành

những đoạn nhỏ sao cho chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6 ( mm ) Góc sau rãnh chứa phoi ta lấy 4 , số lượng rãnh là 14 , chiều rộng rãnh

m = 1 ( mm ) , bán kính rãnh r = 0,4 ( mm )

r m

C – Số răng dao truốt

Số răng cắt thô phải có là :

Zthô = 1+

zth

th S

A

Trong đó :

Ath : là lượng dư thô

Ath = A – Atinh = 0,5135 – ( 0,02 + 0,015 + 0,01 ) = 0,4685 ( mm )

 Zthô = 1+ 20

025 , 0

0,4685

 ( răng ) + Số răng cắt thô 20 răng

+ Số răng cắt tinh 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 7 ,độ chọn số răng sửa đúng Zsửa đúng = 7 ( răng)

Vậy tổng số răng của dao truốt là :

Z = Zthô +Ztinh +Zsửa đúng =20 + 3 +7 = 30 ( răng )

D – Số răng cùng cắt lớn nhất

Số răng cùng cắt được tính

  1

t

L

Z o ( răng ) Trong đó :

L : chiều dài chi tiết gia công L = 60 ( mm )

t : bước răng t = 8 ( mm )

=> 1 8 , 5

8

60







o

Zo = 8 răng đồng thời cắt < [ Zo ] = 8

E - Đường kích các răng dao truốt :

Từ các công thức :

- Răng cắt thô

D1 = Dmin

D2 = D1 + 2*q

D3 = D2 + 2*Sz

…

D20 = D19 + 2*Sz

- Răng cắt tinh

D21 = D20 + 2*0,8*Sz

D22 = D21 + 2*0,6*Sz

D23 = D22 + 2*0,4*Sz

- Răng sửa đúng

D24 = D25 = D26 = D27 = D28 = D29 = D30

Từ đó ta có bảng tính toán đường kính các răng như sau:

Bảng tính toán đường kính các răng

Răng Đường kính Răng Đường kính Răng Đường kính

F – Kiểm tra sức bền dao truốt :

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

Lực cắt thành phần 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 dáy răng đầu tiên Điều kiện bèn xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên

  350

*

* 4

2 01

maxk    b 

D

P F

P





Trong đó :

- D01 : đường kính đáy răng thứ nhất

D01 = D1 – 2*h = 29 – 2*3 = 23 ( mm )

- P : lực cắt tổng hợp khi truốt

Pmax = p*b*Zmax *Sz

- p : lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài => tra bảng p = 249 N/mm2

- Zmax số răng cùng cắt Z0 = 7

- b : chiều rộng tổng cộng lớp cắt

b = D1 = 29 ( mm )

Vậy

Pmax = 249*29*7*0,025 = 1263,7 Kg

Do đó ứng suất nguy hiểm nhất ( tại tiết điện nhỏ nhất )

2 2

01

max

23

*

7 , 1263

* 4

*

* 4

mm N mm

Kg D

P















G – Phần đầu dao

Phần đầu dao gồm đầu kẹp L1 , cổ dao L2 , con chuyển tiếp L3

 Phần đầu kẹp L1

Để chọn được kích thước hợp lý ( đủ bền ) , phần đầu kẹp xác đinh theo điều kiện bền kéo của eo thắt D’1:

b  b

D

P





  2 

1

max

'

*

* 4

[ kb ] : giới hạn bền kéo cho phép của thép 40 X là [ kb ] = 20

Kg/mm2

=>

7 , 1263

* 4

*

* 4





 b

P

L1

b2

a1

e a

f*45°

45°10°

f*30°



Ta có :D1 = 0 , 06

095 , 0

28 ( mm ) D’1 = 22 ( mm ) d = 4 ( mm ) f = 5 ( mm ) e = 10 ( mm )

b = 0,5 ( mm ) a1 = 10 ( mm ) a = 16 ( mm ) L1 = 75 ( mm )

D7 = 20 ( mm ) L7 = 30 ( mm ) f1 = 2 ( mm ) f2 = 2 ( mm )

 Phần cổ dao L2 và côn chuyển tiếp L3

Phần cổ dao dùng để nối dàI dao cho thuận lợi khi truốt Đường kích cổ:

D2 = D1 – ( 1  2 ) = 29 – ( 1  2 ) = 28  27 ( mm )

Chọn D2 = 27 ( mm ) , độ chích xác h11

Chiều dài cổ L2 được từ điều kiện gá đặt

L’2 = Lg - L3 = ( Lh + Lm + Lb ) – L3 =

Trong đó :

Lg : chiều dài gá

Lh : chiều dài khe hở Lh = 5  10 ( mm ) => Lh=5 ( mm )

Lm : chiều dầy thành máy Lm = 20  30( mm ) => Lm=25( mm )

Lb : chiều dài bạc gá Lb = 10  15 ( mm ) => Lb=15( mm )

L3 = chiều dài phần côn chuyển tiếp L3 = 0,5*D1 = 0,5*23 =14,5 ( mm ) => L2 = ( 5 + 25 + 15 ) – 14,5 = 30,5 ( mm )

 Phần định hướng phía trước L4

Phần máy dẫn hướng dao lúc bắt đầu truốt Chiều dài L4thường lấy từ ( 0,8  1 )L chi tiết nhưng L4 > 40 ( mm )

L4 = ( 0,8  1 )L = 48  60 => L4 = 50 ( mm )

Đường kích D4 lấy bằng đường kính lỗ trước với kiểu lắp lỏng e8