đồ án thiết kế dao

Muốn vậy, khi thiết kế dao tiện định hình cần chọn vật liệu dao hợp lý, kết cấudao hợp lý, tính kích thớc biên dạng dao thật chính xác và đề ra những yêu cầu kỹthuật chế tạo thật hợp lý.

NhËn xÐt

Gi¸o viªn híng dÉn :

Mục lục

Nhận xét 1

Mục lục 2

Lời nói đầu 4

Tài liệu tham khảo 5

Phần I: Thiết kế dao tiện định hình 6

1.Chọn vật liệu dao tiện định hình 6

2.Chọn kích th ớc kết cấu dao tịên định hình 6

3.Chọn thông số hình học dao tiện định hình 7

4.Chiều rộng của dao tiện định hình 8

5.Tính hình dáng của dao tiện định hình 9

6.Xác định cung tròn thay thế

12

7 Xác định dung sai lich th ớc biên dang của dao tiện định hình

13

8.Điều kiện kỹ thuật của dao tiên định hình

13

9.Gá kẹp

14

Phần II : Thiết kế dao truốt r nh thenãnh then 15

1.Chọn kiểu dao truốt và máy truốt

15

2.Chọn vât liệu dao truốt

15

3.Chọn sơ đồ truốt

15

4.Xác định l ợng d gia công

16

5.Xác định l ợng nâng của răng dao

16

6.Xác định số răng dao Z

17

7.Góc độ của răng dao truốt

19

8.xác định hình dáng răng, kích th ớc răng và rãnh chứa phoi

20

9.Xác định số răng đồng thời tham gia cắt

21

11.Chọn kết cấu rãnh chia phoi

23

12.Xác định hình dáng, kích th ớc đầu dao truốt

23

13.Thiết kế bạc dẫn h ớng

24

14.Xác định chiều dài dao truốt

25

15.Tính lức truốt

26

16.Kiểm nghiêm lực truốt và độ bền dao truốt

26

Phần III : xác định chế độ cắt

29

I.Chọn dụng cụ cắt

29

1.Chọn vật liệu dụng cụ cắt

29

2.Chọn kiểu dụng cụ cắt

29

3 .Chọn kích th ớc chung của dụng cụ cắt

30

4.Chọn hình dáng mặt tr ớc của dụng cụ cắt

30

5.Chọn thông số hình học phần cắt của dao

30

6.Chọn trị số độ mòn cho phép của phần cắt

31

7.Chọn tuổi bền cho dcc

31

II.Chọn chiều sâu cắt t

32

III.Chọn l ợng chạy dao

32

1.Xác định l ợng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao

32

2 Xác định l ợng chạy dao để đảm bảo độ bền cơ cấu chạy dao

33

3.Xác định l ợng chạy dao để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết gia công

34

4 Xác định l ợng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh dao HKC

35

5 Xác định l ợng chạy dao thực của máy

35

IV.Xác định vận tốc cắt V và số vòng quay n

36

1.Xác định vận tốc cắt V

36

2.Xác định số vòng quay n

37

V.Tính lực cắt

37

VI.Kiểm nghiệm chế độ cắt theo động lực và mô men máy

38

VII.Tính thời gian máy T0

39

Lời nói đầu

rong thời đại hiện nay ngành cơ khí có vai trò to lớn trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc Trong cơ khí gia công, thì gia công bằng cắt gọt

chung Những hiểu biết về gia công bằng cắt gọt là cơ sở để nâng cao năng suất, chất lợng và hiệu quả kinh tế trong chế tạo cơ khí

T

Trong quá trình đào tạo của trờng, học sinh - sinh viên đợc học chuyên môn về gia công bằng cắt gọt, và đợc nhận đồ án môn học Thông qua việc làm đồ án môn học, học sinh - sinh viên nâng cao đợc trình độ hiểu biết của mình biết trình tự thiết

kế dao, phơng pháp và quá trình cắt gọt tạo điều kiện để nâng cao năng suất cắt và chất lợng của quá trình gia công, vì chất lợng của bề mặt gia công sau cắt gọt là yếu

tố quan trọng quyết định hiệu quả cuối cùng của quá trình gia công

Vì thời gian và trình độ còn hạn chế, nên em không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán Em rất mong sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo để bản đồ

án môn học của em hoàn thành đạt kết quả cao hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thiết kế

Tài liệu tham khảo

cụ cắt 2002

Phần I : Thiết kế dao tiện định hình

Dao tiên định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản xuấthàng loạt lớn hoặc hàng khối Chúng bảo đảm độ đồng nhất về hình dáng và độ chínhxác kích thớc của cả loạt chi tiết gia công, năng xuất cắt cao, số lần mài lại cho phéplớn Muốn vậy, khi thiết kế dao tiện định hình cần chọn vật liệu dao hợp lý, kết cấudao hợp lý, tính kích thớc biên dạng dao thật chính xác và đề ra những yêu cầu kỹthuật chế tạo thật hợp lý

1 Chọn vật liệu dao tiên định hình.

Dao tiện định hình thờng có biên dạng phức tạp,làm việc trong điều kiện cắtnặng lề,lực cắt lớn,áp lực trên lỡi cắt lớn,nhiệt cắt lớn.Vì vậy cần chọn vật liệu làmdao có độ cứng cao,độ bền nhiệt cao,độ bền cơ học và có khả năng chống mòn tốt

Do yêu cầu vật liệu gia công là thép 45 ta sẽ chọn dao tiện định hình làm bằngthép gió P18 vì thép gió P18 đáp ứng đợc đủ các yêu cầu trên mặt khác cho phép màitạo hình và mài sắc dễ dàng lại có tính kinh tế.

2 Chọn kích th ớc kết cấu dao tiện định hình.

chi tiết gia công

+ Chiều cao hình dáng lớn nhất:

mm

d d

2

20 52 2

min max

và nhỏ nhất của những điểm hình dáng trên bề

mặt định hình của chi tiết gia công

Với những u điểm của dao tiện định

hình lăng trụ là cho sai số gia công nhỏ, bảo

đảm độ cứng vững tốt khi kẹp chặt và gia công

chi tiết đạt độ chính xác cao về hình dáng và

kích thớc phù hợp với chi tiết cần gia công Vậy ta chọn dao tiện để gia công chi tiết

đã cho là dao tiện hình lăng trụ

- Theo bảng 2.1[1] ta có kích thớc kết cấu của dao tiện định hình lăng trụ:

Chiều cao hình

dáng lớn nhất của

Kích thớc dao tiện

3 Chọn thông số hình học dao tiện định hình.

+ Góc sau : Dao tiện định hình thờng cắt với lớp phoi mỏng nên góc sau 

đ-ợc chọn lớn hơn so với dao tiện thờng

+ Góc trớc : Phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công

4.Chiều rộng dao tiện định hình:

Ngoài đoạn lỡi cắt chính Lg để tạo ra biên dạng địng hình chi tiết gia công , cần

kể thêm các đoạn lỡi cắt phụ để vát mép ,

xén mặt đầu và chuẩn bị cắt đứt chi tiết ra

khỏi phôi thanh

Chiều rộng dao tiện định hình đợc

xác định dọc theo trục của chi tiết gia

+ a: Chiều đai đoạn lỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lỡi cắt a = 4 mm

+ c: Chiều đai đoạn lỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết c = 2 mm

+ t: Chiều cao đoạn lỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt

+ b: Chiều dài đoạn lỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt lấy b = 6 mm

1 =30  45o , chọn 1= 45o

Để giảm ma sát khi cắt các đoạn lỡi cắt 12;34 đợc vát nghiêng một góc

 =1o

Thay số Lp = 40+ 4 + 6+1 + 2 = 53 mm

5 Tính chiều cao hình dáng các điểm biểu diễn biên dạng dao

+ Hoành độ: Biểu thị kích thớc chiều trục của

các điểm trên biên dạng lỡi cắt của dao so với điểm cơ

sở ngang tâm 0

Với dao tiện định hình hớng kính gá thẳng nên

kích thớc chiều trục của các điểm biên dạng trên lỡi cắt

đúng bằng kích thớc chiều trục của các điểm tơng ứng

trên chi tiết gia công Biên dạng lỡi cắt đợc xác định

trên hệ toạ độ xoy,với gốc toạ độ là điểm cơ sở ngang

tâm

+ Tung độ: Biểu thị chiều cao hình dáng của các

điểm biên dạng trên lỡi cắt so với điểm cơ sở ngang

tâm

Để thuận tiện cho quá trình chế tạo dao ta tính

chiều cao biên dạng dao theo tiết diện vuông góc với

mặt sau của dao

2 3

4 5 6

x

y

1 l

t

89 , 3 2

2=3 0=1

1 0 3

2

 



1 3 2

2=3 0=1

1 0 3

2

 1

3 2

2=3 0=1

1 0 3 2

  



1 3 2



0

n

Bảng kết quả tính chiều cao hình dáng các điểm biên dạng daoCông thức

Trên chi tiết gia công có dạng cung tròn (1/4

đ-ờng tròn) để đơn giản cho việc chế tạo ta sử dụng

cung tròn thay thế Đó là phơng pháp thay đoạn

cung phức tạp bằng 1 hay nhiều cung tròn nối tiếp

nhau

Cần phải xác định bán kính và tâm cung tròn thay

thế sao cho sai số nhỏ nhất

3 4

l l

t t

10 

=0,833

79 , 39 sin 2

87 , 1 20 , 10 sin

7 Xác định dung sai kích th ớc biên dạng dao của dao tiện định hình.

Độ chính xác hình dáng kích thớc của chi tiết gia công phụ thuộc vào độ chínhxác hình dáng kích thớc biên dạng của dao Vì vậy cần xác định dung sai kích thớcbiên dạng dao chặt chẽ Trong quá trình gia công chi tiết định hình có thể coi dao nh

là chi tiết trục ( bị bao ) Vì vậy nên bố trí trờng dung sai kích thớc biên dạng dao nh

đối với trục cơ sở, nghĩa là sai lệch trên bằng không và sai lệch dới âm Bố trí nh vậy,sai số biên dạng dao sẽ tạo ra sai số có thể sửa đợc trên biên dạng chi tiết

Chi tiết gia công bằng dao tiện định hình đạt cấp chính xác IT11, ta chọn cấpchính xác của dao tiện định hình có cấp chính xác IT9 dựa vào kích thớc biên dạngdao và cấp chính xác của dao:

- Theo bảng 2 7[1] ta đợc các sai lệch kích thớc biên dạng dao, sai lệch kíchthớc góc : - 15’

- Sai lệch đờng kính của các điểm biên dạng chi tiết:

x

4

3

+ Sai lệch chiều cao hình dáng và kích thớc chiều trục của dao:

Dao lăng trụ đợc lồng vào rãnh mang cá cho tới khi chạm vào vít điều chỉnh 2 Vít 2

đợc bắt trong tấm đỡ 3 và đợc dùng để điều chỉnh mũi dao ngang tâm máy Tấm đỡ 3

đợc kẹp chặt vào thân gá 1 nhờ 2 vít kẹp 4 sau khi điều chỉnh xong, dao đợc kẹp chặtnhờ má kẹp 5 và 2 bu lông kẹp 6 Góc nghiêng của rãnh mang cá gá kẹp tạo ra gócsau  của dao lăng trụ

Phần II: Thiết kế dao truốt rãnh thennh then

Dao truốt là một loại dụng cụ cắt có năng xuất cao thờng dùng để gia côngnhững bề mặt định hình trong và ngoài Sau khi truốt, bề mặt gia công có thể đạt độchính xác cấp 8  7 và đạt độ nhẵn 6  8 ( Ra = 2,50  0,63 ) Cũng có thể đạt tới độnhẵn cấp 9 ( Ra = 0,32 )

Dao truốt là loại dao chuyên dùng Vì vậy chỉ cần thay đổi lợng d, hoặc kích

th-ớc bề mặt gia công hoặc vật liệu chi tiết là phải tính toán thiết kế và chế tạo dao truốtmới

Dao truốt cho năng xuất và độ nhẵn cao nhng có nhợc điểm là lực cắt lớn vàdao chóng mòn Khi lợng chạy dao lớn và khi lợng chạy dao nhỏ thì sảy ra hiện tợngtrợt do đó ảnh hởng tới chất lợng gia công

1 Chọn kiểu dao truốt và máy truốt.

Theo đề tài gia công bề mặt định hình trong do vậy dùng dao truốt kéo và tiếnhành trên máy truốt ngang

- Theo bảng 3 - 1/( 50 ) chọn máy truốt kiểu 7510 có các tính năng kỹ thuật của máy

Tốc độ hành trình làm việc (m/ph)

Tốc độ hành trình ngợc (m/ph)

Động cơ điện

(kw)

Số vòng quay(v/ph)

2 Chọn vật liệu dao truốt.

Với vật liệu chi tiết gia công là thép 40X chọn vật liệu làm dao là thép gió P18vì thép gió có độ cứng khá cao, độ bền cao và khả năng chống mài mòn cao

3 Chọn sơ đồ truốt.

-Khi truốt có thể dùng 4 sơ đồ truốt là truốt lớp, truốt ăn dần, truốt nhóm vàtruốt tổ hợp

- Chọn sơ đồ chuốt ăn dần, vì sơ đồ chuốt ăn dần có u điểm là chế tạo răng dao

đơn giản hơn nhiều so với sơ đồ chuốt theo lớp, tuy nhiên có nhợc điểm là độ chínhxác và độ nhẵn bề mặt đạt đợc thấp hơn Vì trên bề mặt gia công tại chỗ tiếp xúc giữacác lớp cắt còn để lại các vết cắt dọc do các răng riêng biệt tạo ra.Sơ đồ chuốt ăn dầnthờng dùng để gia công những bề mặt định hình có biên dạng phức tạp nh lỗ thenhoa, lỗ vuông, lỗ đa diện, rãnh then

Sơ đồ truốt

Việc chọn lợng nâng của răng dao phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công, kết

dao truốt tính đợc sẽ ngắn, dễ chế tạo, năng xuất cao, nhng lực truốt sẽ lớn, làm răngdao sẽ mòn theo mặt trớc và mặt sau ảnh hởng xấu đến độ chính xác và độ nhẵn bề

mm khi gia công gang Ngợc lại lợng nâng của răng cắt thô không nên chọn nhỏ hơn0,02 mm vì khi đó dao truốt sẽ dài, răng dao rất khó cắt vào kim loại gia công và th -ờng bị trợt và làm cùn nhanh lỡi cắt dẫn đến làm giảm độ nhẵn bề mặt gia công Tr-

sau và mặt trớc của dao đồng thời năng mài lại răng dao với chất lợng cao

Răng cắt thô đầu tiên thờng bố trí lợng nâng bằng 0 để chỉ làm nhiệm vụ sửa

đúng biên dạng lỗ phôi, các răng cắt thô còn lại có lợng năng bằng nhau Do vật liệu

3 - 5 /(55) có : Sz = 0,08 mm

Để tránh giảm lực cắt đột ngột giữa răng cắt thô và răng sửa đúng đợc bố trí từ

2  4 răng cắt tinh với lợng nâng giảm dần Thờng chọn 3 răng cắt tinh với lợng nâng

S

A A Z

, 0

144 , 0 154 2

Mặt khác:

4 : 6 : 8 S : S :

Szt1 zt2 zt3 

Suy ra có:

f 



051 , 0 18

8 114 , 0 18

8

.

zt

A S

038 , 0 18

6 114 , 0 18

6

.

zt

A S

025 , 0 18

4 114 , 0 18

4

.

zt

A S

6.2 Răng sửa đúng.

dao truốt

- Theo bảng 3 – 7[1] có:

7 Góc độ của dao truốt.

+ Góc sau của dao truốt phụ thuộc vào kiểu dao truốt

- Theo bảng 3 - 8 /[1] có:

Để tăng độ bền kích thớc, trên mặt sau của răng sửa đúng đợc để lại dải cạnhviền f = 0,05  0,2 mm ( chọn f = 0,15 mm )

viền tăng bền f = 0,51 (mm) Chọn f = 0,5 mm

+ Góc trớc : Chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công

- Theo bảng 3 – 9[1]có:

3 10

, 3 08 , 0 24 4

3 14 ,





- Để dảm bảo chiều dài chung cho dao chuốt nâng cao dộ chính xác gia công

b-ớc răng cắt tinh và sửa đúng lấy bằng (0,60,8)t=68mm tra bảng 3.13[1] chọn8(mm)

4 1 3 1

max     

t

L

bảo đảm năng suất và chất lợng bề mặt gia công

hi

Răngdao i

Chiềucao răng

hi

Răngdao i

Chiềucao răng

hi

Răngdao i

Chiềucao răng

11>Chọn kết cấu rãnh chia phoi

Khi truốt thép cần bố trí rãnh chia phoi trên những răng cắt nhằm chia chiều rộng cắt thành những đoạn nhỏ với chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6 (mm) Do

đó tạo điều kiện để cuốn và dễ thoát phoi, biến dạng phoi giảm

Theo bảng tra 3-14 <I> ta có số lợng và dãnh chia phoi nh sau

=3 (mm)

12> Xác định kích thớc đầu dao truốt

Ta sử dụng đầu kẹp nhanh các kich thớc tra theo bảng 3-19 <I>

Ta có các kích thớc sau l=70 (mm)

Chiều rộng răng dao b=6 (mm)

13> Thiết kế bạc dẫn hớng

Để dẫn hớng và định vị phôi cần phải sử dụng bạc dẫn hớng Bạc dẫn hớng là bạchình trụ ba bậc, có sẻ rãnh dọc theo trục dao, dao truốt sẽ trợt trong dãnh khi cắt,bậc I lắp vào lỗ thành máy truốt, bậc II khử chuyển động tịnh tiến, bậc III để định

2 1

20 15 4 10

2 2

14> Xác định chiều dài dao khi truốt

chiều dài dao truốt đợc tính theo công thức sau

Ld=L+Lth+Lt+Lsđ+L4

Trong đó L: là khoảng cách từ đầu dao đến đỉnh răng cắt thô đầu tiên

L1=85 (mm)

B: chiều rộng của rãnh then b=6 (mm)

mòn của dao và dung dịch trơn nguội đến lực cắt

=2 3 K =1

=4843,45 (N)

16> Kiểm nghiệm lực truốt và độ bền của dao truốt

Vậy ta chọn loại máy ban đầu là 7510

18> Các yêu cầu của truốt dãnh then

Vật liệu làm dao thép gió P18

Độ nhẵn bề mặt phải đảm bảo

Chiều rộng cạnh viền trên răng cắt không vợt quá 0,05 (mm)

Sai lệch cho phép chiều sâu rãnh chứa phoi không vợt quá 0,3 (mm)

Sai lệch giới hạn chiều cao răng cắt và răng sửa đúng không vợt quá 0,015 (mm)Sai lệch cho phép của góc không vợt quá

Gãc sau cña r¨ng : 30’

Phần III :xác định chế độ cắt

I Chọn dụng cụ cắt :

1 Chọn vật liệu dụng cụ cắt :

có kích thớc nhỏ dung trong các

máy tự động ,máy chuyên dùng

thờng chế tạo nguyên con bằng

2 Chọn kiểu dụng cụ cắt :

B x H =10 x 16  40 x 60

L = 100  500 mm

3 Chọn kích thớc chung của dụng cụ cắt :

- Chọn thiết diện ngang của thân dao theo chiều cao tâm máy

Chọn máy tiện loại : 1K62 có :

Chiều cao tâm máy : 200 mm

Lực lớn nhất cho phép tác dụng lên cơ cấu chạy dao : Dọc : 3600 (N) Ngang : 3600 (N)

- Chọn tiết diện thân dao theo chiều cao tâm máy Tra bảng 4.24.[1]

- Chọn chiều dài dao: tra bảng 4.25.[1] dựa vào tiết diện ngang của thân dao ta

có :

Với B x H = 16 x 25 chọn l = 150ữ175 (mm)

4 Chọn hình dáng mặt trớc của dụng cụ cắt :

Hình dánh mặt trớc của dao tiện đợc chọn phụ thuộc vào vật liệu phần cắt Vớidao HKC chọn theo bảng 4.27.[1] ta chọn loại mặt trớc cong có cạnh vát âm:

và điều kiện làm việc cụ thể

 r = 1  3 (mm), chọn r = 2 (mm)

r = 2