Đồ án môn học thiết kế dao - SV Lê Đình Huấn

Đồ án môn học thiết kế dao - SV Lê Đình Huấn

Đồ án môn học thiết kế dao

SV: Lê Đình Huấn Lớp:TC – CTM – K41

-

Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những dụng

cụ cắt điển hình đó là dao tiện định hình, dao chuốt lỗ then hoa và dao phay định hình một chi tiết có profile cho trước

Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học, các tài liệu về thiết

kế dụng cụ cắt, các sổ tay thiết kế Em được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy trong bộ môn đã 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 công tác

Em xin trân thành cảm ơn

Sinh viên thiết kế

Lê Đình Huấn

PHẦN 1:

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Tính toán và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết định hình với

số liệu như trên hinh vẽ

Vật liệu gia công: Thép A30

b = 600 N/ mm2

Máy gia công: Máy tự động

Dạng phôi: Phôi thanh, khi gia công có chuẩn bị để cắt đứt

1 Phân tích chọn dụng cụ gia công:

Chi tiết có dạng mặt ngoài tròn xoay do đó ta chọn dụng cụ gia công là

dao tiện định hình Với dung sai cho phép ta có thể bỏ qua sai sinh ra ở các

mặt côn do việc thay thế lưỡi cắt cong bằng lưỡi cắt thẳng Vậy ta dùng loại

dao có góc nâng  = 0 để gia công chi tiết.

Ta nhận thấy rằng: Mặt đầu 3- 4 là mặt phẳng vuông góc với trục chi tiết

-

-4

Ci Ti Bi

2 Chọn điểm cơ sở:

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

cơ sở là điểm xa chuẩn kẹp dao nhất Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 trên hình vẽ

 sini = r/ri.sin

 i = arcsin(r/ri.sin)

 i = ri.cos(r/ri.sin) – r.cos

 hi = [ri.cos(r/ri.sin) – r.cos].cos( + )

Khi đó ta lập được bảng tính toán chiều cao profile dao:

5 Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình:

Kích thước kết cấu của dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của profile chi tiết

Ta có

Theo 2-6:9[1] ta có: H = 90; B = 25; E = 10; A = 30; F = 20;

d = 10; r = 1; H1 = 40%H = 36; B1 = 1,5tmax = 21; M = 45,77

5 , 14 2

31 60 2

min

max

max  d d   

t

-

-6

b

Lc Ld

7 Thiết kế dưỡng đo dưỡng kiểm

Dưỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,được chế tạo theo cấp chính xác7 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 luập kích thước bao và bị bao

Vật liệu làm dưỡng: Thép lò xo 65

Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62 65 HRC

Độ nhám bề mặt làm việc Ra0,63m Các bề mặt còn lại đạt Ra 1,25m Kích thước danh nghĩa của dưỡng theo profile dao

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

-

Các kích thước thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết

8 Điều kiện kỹ thuật:

a, Vật liệu phần cắt: Thép P18

Vật liệu thân dao: Thép 45

b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

- Phần cắt HRC 62 – 65

- Phần cắt thân dao HRC 30 – 40

c, Độ nhám:

+ Mặt trước và mặt sau không lớn hơn0,25

+ Mặt tựa rãnh mang cá không lớn hơn 0,5

+ Mặt còn lại không lớn hơn 2

PHẦN II:

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

Tính toán thiết kế dao phay định hình có góc trước dương ( > 0) để gia công chi tiết ở hình vẽ sau

Với vật liệu chi tiết là thép 40 có b = 500N/mm2.Trong đó các mặt I và II không gia công

-

-10

1 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 như 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 ( > 0 ) Vì chiều cao profile lớn nhất hcmax = 9,39 mm, chiều rộng rãnh l = 20mm, nhận thấy rằng kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta có chế tạo dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng

Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng

1 lần, có góc trước dương, đáy rãnh thoát phoi thẳng

2 Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục:

Sơ đồ tính

Ta cần xác định chiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục

Với các thông số trên sơ đồ như sau:

Từ điểm i trên profile chi tiết dóng ngang sang phía dao cắt đường OT tại

E Lấy O làm tâmquay một 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 phía chi tiết, từ điểm i thuộc profile chi tiết hạ đường thẳng vuông góc xuống đường  cắt đường  tại i’ ta được điểm i’ là điểm trên profile dao dùng để gia công điểm i trên profile chi tiết

Theo sơ đồ ta có:

hdi = GT = ET- EG = hdi – EG

EG chính là độ giáng của đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc ở tâm 

-

i

h R

R R

h R

i

h R

R KZ

8 Vậy ta chỉ còn phải tính thêm 3 điểm nữa là điểm 5,6,7

Ta chọn điểm 5 là điểm có l5 = 12; l6 = 15; l7 = 18; Trong qúa trình dựng profin của chi tiết ta dễ dàng tính được chiều cao h5 = 7,52 mm;

3 Tính toán profile trong tiết diện mặt trứơc

R





 sin

sin arcsin sin ).

h R

R h

-

6 với miền dung sai Js, js Theo luập kích thước bao và bị bao

Vật liệu làm dưỡng: Thép lò xo 65

Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62 65 HRC

Độ nhám bề mặt làm việc Ra0,63m Các bề mặt còn lại đạt Ra  1,25m 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

PHẦN III

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỤ THEN HOA

Tính toán thiết kế lỗ trụ then hoa với các kích thước:

-

-16

2 Sơ đồ chuốt:

Theo yêu cầu gia công chi tiết như đề bài thì ta chọn sơ đồ chuốt theo lớp,

để quá trình thoát phoi được dễ dàng thì trên cạnh của các răng gần nhau ta làm rãnh thoát phoi thứ tự và xen kẽ nhau

3 Chọndao:

Dao chuốt kéo thường được chia làm hai loại vật liệu:

+ Phần đầu dao (hai phần cán) được làm bằng thép kết cấu C45

+ Phần sau dao (phần định hướng trở về sau) làm bằng thép gió P15

4 Thiết kế phần răng và sửa đúng:

4.1: Cấu tạo dao chuốt:

Dao chuốt có thể chia làm 5 thành phần như sau:

I: Đầu dao: Phần kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp

II: Phần định hướng trước

III: Phần cắt: răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng

IV: Phần dẫn hướng sau

V: Phần đỡ

4.2 Tính lượng dư gia công:

- Lượng dư gia công khi chuốt lõ then hoa được chọn theo yêu cầu công nghệ, trị số dụng cụ phụ thuộc vào chiều dài lỗ chuốt được tính theo đường kính răng sửa đúng, lỗ trước khi chuốt và được tính theo công thức:

5 Tính toán các thông số của dao chuốt:

5.1 Tính lượng nâng của răng:

- Ở răng dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước một lượng gọi là lượng nâng của răng Sz Lượng nâng của răng dao chuốt là hiệu số đường kính các răng liên tiếp Theo bảng (3.3.1), với vật liệu gia công là thép 40XH có HB =

/

b 

 , ta chọn được: Sz = 0,05

- Các răng cắt chuốt bao gồm:

+ Răng cắt thô: phần cắt thô có lượng dư không đều Sz = 0,05 để cắt hết phần thô

+ Răng cắt tinh: Phần cắt tinh bao gồm 3 răng có lượng dư giảm dần lượng cắt tinh chuẩn bị cho các răng sửa đúng

S1z = 0,8.Sz = 0,8.0,05 = 0,04

S1z = 0,4.Sz = 0,4.0,05 = 0,02

S1z = 0,2.Sz = 0,2.0,05 = 0,01

+ Răng sửa đúng có lượng nâng là 0, với số răng sửa đúng là 5 răng

Đường kính sửa đúng là đường kính cắt tinh cuối cùng

Lượng dư cắt tinh được tinh theo công thức:

A1 = S Ztinh  0,04 + 0,02 + 0,01 = 0,07 mm

5.2 Kết cấu răng và rẵnh:

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 trong quá trình cắt

-

Dạng răng và rãnh được đặc trưng bởi các thông số sau:

h 

Như vậy:

h 1 , 13 L.S z.k

Theo bảng tra (4.3.3) với vật liệu gia công là thép 40XH có HB = 269, ứng với lượng nâng Sz = 0,05 thì ta chọn được K = 3,5.

mm k

S

L

h 1 , 13 z  1 , 13 75 0 , 05 3 , 5  4 094

Lây chiều rông then theo tiêu chuẩn: h = 5mm

+ Bước răng t được chọn theo chiều dài chi tiết gia công:

- Ở răng sửa đúng lấy f = 0,2mm

Dao chuốt lỗ trụ then hoa mặt trước và mặt sau đều là mặt côn Tra theo bảng (4.3.3b) ta có được giá trị

+ Góc trứơc  được chọn theo vật liệu:  = 12o

+ Góc sau  được yêu cầu chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại, để làm tăng tuổi thọ của dao ta chọn:

+ Ở đầu răng cắt thô:  = 30

+ Ở đầu răng cắt tinh:  = 20

+ Ở đầu răng sửa đúng:  = 10

-

-20

6 Số răng dao chuốt và đường kính răng dao.

- Lượng dư gia công A = 2,525

- Lượng dư gia công tinh Atinh = 0,07

- Lượng dư gia công thô: Athô = A – Atinh = 2,525 – 0,07 = 2,455mm

Số răng cắt thô:

05 , 0

455 , 2

S

A

Như vậy lượng dư mà răng cắt thô cắt thực tế là: 49.0,05 = 2,45

Lượng dư cắt thô còn lại là

q = 2,455 – 2,45 = 0,005 mm < 0,015

Do vậy ta không cho thêm một răng cắt thô nữa mà ta bố trí lượng dư này cho răng cắt thô đầu tiên Nhưng vẫn có răng cắt thô ban đầu dùng để cắt bavia Do vậy tổng số răng cắt thô sẽ là:

S = 49 + 1 = 50 răng

Khi dùng tới 5 răng cắt thô thì q = 0,01 > 0,015

+ Tính đường kính của răng cắt thô:

được xác định bằng thực nghiệm

Trong trường hợp này ta lấy giá trị  = 0,007

7 Kiểm tra độ bền của dao chuốt:

Sơ đồ chịu lực: Mỗi răng của dao đều bị chịu hai lực thành phần tác dụng + Thành phần hướng kính: Fy hướng vào tâm của dao, tổng các lực Fy của răng dao chuốt sẽ bị triệt tiêu

+ Thành phần lực dọc trục Pz song song với trục của chi tiết, tổng hợp các lực Pz là lực P hướng theo chiều trục Lực này tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng và dễ làm đứt tại các thiết diện đầu tiên

Do vậy điều kiện để xác định độ bền của dao là:

.

4

4

D

p F

b i

.

4 29390

4

Như vậy ta thấy dao đủ điều kiện bền

8 Tính toán phần đầu dao và các phần phụ khác:

+ Phần đầu dao bao gồm phần đầu kẹp, phần cổ dao, phần côn chuyển tiếp + Phần đầu kẹp được tiêu chuẩn hoá, theo bảng (4.4.1)

+ Kiểm tra độ bền của đầu kẹp:

  350 400 ( / )

.

4 4

D

p F

b i

+ Phần cổ dao và côn chuyển tiếp: D2 = D1 – 2 = 26mm

Lập được bảng số liệu của phần cổ dao và cổ lỗ: Tra bảng III/24 ta được các thông số sau:

-

+ Tổng chiều dài của dao:

Chiều dài của dao phải nhỏ hơn hành trình máy và nhỏ hơn 30.Dmax

L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7

= 75 + 37 + 13 + 60 + 588 + 80 + 40 = 813 mm

** Lỗ lâm:

Lỗ lâm dùng trong chế tạo dao, dùng trong trường hợp mài sắc lại Lỗ lâm

có bề mặt côn 1200 bảo vệ để cho mặt côn làm việc 600 không bị xây xát Khi đó tra bảng (4.9) ta được thông số kích thứơc của lỗ lâm như trên hình

vẽ

9 Yêu cầu kỹ thuật của dao:

Vật liệu:

Vật liệu phần cắt: P18

Vật liệu phần đầu dao: Thép 45

Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 6265

Phần định hướng phía trước HRC 6062

Phần đầu dao HRC 4047

Độ nhám:

Trên cạnh viền của răng sửa đúng không lớn hơn 0,25

Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc trong lổ tâm, phần định hướng không thấp hơn 0,5

Mặt đáy răng, đầu dao, côn chuyển tiếp các rãnh chia phoi không lớn hơn.1

Các mặt không mài không lớn hơn 2

Sai lệch lớn nhất của đường kính ,các răng cắt không vượt quá trị số -0,008 Sai lệch cho phép đường kính của các răng sửa đúng và các răng cắt tinh không vượt quá trị số+0,025

Độ đảo:

Độ đảo tâm theo đường kính ngoài của răng sửa đúng, răng cắt tinh, phần định hướng sau không vượt quá trị số dung sai của đường kính Độ đảo phần còn lại của dao trên mỗi 100mm chiều dài không vượt quá trị số 0,006

Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

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”

5 Sổ tay công nghệ chế tạo máy - ĐHBK