2.Chon loai dao : Dao tiện định hình có hai loại chính theo hình dáng đó là loại dao hình lăng trụ và dao tiện hình tròn , trong hai loại trên em chọn loại dao lăng trụ vì chúng có nhữn
Trang 1BO AN MON HOC DUNG CU CAT
Chuong I Thiét Ké Dao Tién Dinh Hinh
Dé Bai : Thiét kế dao tiện định hình gia công chỉ tiết : Vật liệu thép C45
1.Phan tich chi tiét gia cong
Chi tiết gia công bao gồm các mặt trụ tròn xoay,các mặt côn có kích thước là
$15, ÿ25 và $35,
Các kích thước chi tiết được chế tạo theo cấp chính xác h10, độ nhám bề mặt Rz
=20um
Vật liệu chi tiết gia công là thép C45 đường kính giữa các đoạn không có sự thay
đổi đột ngột , kết cấu đối xứng
2.Chon loai dao :
Dao tiện định hình có hai loại chính theo hình dáng đó là loại dao hình lăng trụ và
dao tiện hình tròn , trong hai loại trên em chọn loại dao lăng trụ vì chúng có những
ưu điểm sau :
-_ Được gá kẹp bằng mang cá có độ cứng vững cao
-_ Dao lăng trụ chỉ gây ra sai số gia công A; còn dao hình tròn còn gây ra sai số gia công A¿
-_ Góc sau œ có thể lựa chọn giá trị lớn vì điều kiện gia công cho phép
- _ Truyền nhiệt tốt ,tuổi thọ cao „mài lại dao dé
Dựa vào những ưu điểm trên vậy em chọn loại dao tiện định hình lăng trụ gá hướng kính
Trang 23 Chon vật liêu dao tiên đỉnh hình,
Dao tiện định hình thường có biên dạng phức tạp, làm việc trong điều kiện
cắt nặng nề, lực cắt lớn, nhiệt cắt lớn Vì vậy cần chọ vật liệu làm dao có độ cứng
lớn, độ bền nhiệt lớn, độ bên cơ học và khả năng chống mòn tốt
-_ Với vật liệu chỉ tiết gia công là thép C45 cần gia công đạt cấp chính xác
TTI10, độ nhắn cấp 4 Chọn vật liệu dao tiện định hình là thép gió P18
4 Chon thông số hình hoc dao tiên định hình
+ Góc sau œ: Dao tiện định hình thường cắt với lớp phoi mỏng nên góc sau œ (œ =8” + 159) được chọn lớn hơn so với dao tiện thường
- Chon a = 12°
+ Góc trước y: Phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia cong (y = 15° + 20°)
- Theo bảng 2 - 4/( 9), với vật liệu chỉ tiết gia công là thép C45 có o, = 610 N/mm”, HB = 163 + 229
- Chọn y= 15°
5 Tính chiều cao profin dao
+ Điểm cơ sở được chọn là điểm ngang tâm chỉ tiết và xa chuẩn kẹp của dao nhất Vậy ta chọn điểm cơ sở tại điểm 1
+ Hoành độ: Biểu thị kích thước chiều trục của các điểm trên biên dạng lưỡi
cắt của dao so với điểm cơ sở ngang tâm I
Đây là dao tiện định hình hướng kính gá thẳng nên kích thước chiều trục của
các điểm biên dạng trên lưỡi cắt đúng bằng kích thước chiều trục của các điểm
tương ứng trên chỉ tiết gia công :
B = r¡cosy = 7.5.cos15? = 7.244 (mm)
C¡ =rcosy, > t;= C¡— B =T;COSY; — T,COSY¡
h,=t.cos(at+y) mà cos(a+y) =cos(12° + 15°) = 0,891
+ Tinh profin dao tién dinh hinh
- tai diém 1—> h1=0
Trang 3Tai diém i: t, =C, - B =1r,Cos y,- rCosy Vi
=arcsin (—siny )
r i
h, ={ r, cos[arcsin (“sin 7 )] - rcosy} cos(a + y)
i
So D6 Tinh Profin Dao
t,=C,-B =0;
h, = 0;
+ Tại điểm 2 có r; = 12.5
hạ=4.55
+ Tại điểm 3 có r; =17.5 mm
hy = 9.04mm
Trang 4
6 4.55 12.5 35
5 Chon kích thước kết cấu dao tiên đỉnh hình
5.1 Kích thước kết cấu :
- Chọn theo hình dáng lớn nhất t„„, của chỉ tiết gia công,
+ Chiều cao hình dáng lớn nhất:
Tmax ~
Với những ưu điểm của dao tiện định hình lăng trụ là cho sai số gia công nhỏ, bảo đảm độ cứng vững tốt khi kép chặt và gia công chỉ tiết đạt độ chính xác cao về hình dáng và kích thước phù hợp với chỉ tiết cần gia công Vậy ta chọn dao tiện để gia công chỉ tiết đã cho là dao tiện hình lăng trụ
- Theo bang 2 - 1/( 6 ) ta có kích thước kết cấu của dao tiện định hình lăng trụ:
Chiều cao hình dáng Kích thước dao tiện
thuộc d lớn nhất của chỉ tiết
5,5 19 | 75 | 6 | 25 | 15 | 0,5 6 34.46
5.2 Kích thước phần phụ
Phần phụ của profin dụng cụ cắt dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt chỉ tiết khỏi phôi có kích thước như sau :
Trang 5
34,46
45
+ Chiều rộng lưỡi cắt phụ b= l1 mm
+ Chiều rộng lưỡi dao xén mặt đầu a= 1mm
+ Góc nghiêng @ = 30;@, = 30°
+ Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt g = 2 mm
+ Chiều rộng vat chi tiết f = 0,5 mm
+ Chiều rộng vát lưỡi cắt đứt d=
6 Xác đinh dung sai kích thước profin dao tiên đỉnh hình
Độ chính xác hình dáng kích thước của chỉ tiết gia công phụ thuộc vào dộ chính xác hình dáng kích thước biên dạng của dao Vì vậy cần xác định dung sai kích thước biên dạng dao chặt chẽ Trong quá trình gia công chỉ tiết định hình có thể coi dao như là chỉ tiết trục ( bị bao ) Vì vậy nên bố trí trường dung sai kích thước biên dạng dao như đối với trục cơ sở, nghĩa là sai lệch trên bằng không và sai lệch dưới âm Bố trí như vậy, sai số biên dạng dao sẽ tao ra sai số có thể sửa được trên biên dạng chỉ tiết
Trang 6Chi tiết gia cong bang dao tién dinh hinh dat cap chinh xéc IT10, ta chon cap chính xác của dao tiện định hình cĩ cấp chính xác IT8§ dựa vào kích thước biên dang đao và cấp chính xác của dao:
- Theo bảng 2 - 7/1) ta được các sai lệch kích thước biên dạng dao, sai lệch kích thước gĩc : - 15”
- Sai lệch đường kính của các điểm biên dạng chỉ tiết:
®25ò4: (35g
- Sai lệch kích thước chiêu trục của dao
l,=0 (mm);lạ=12sœ; ; lạ= 18,4søœ¿( mm); lị = 22 goaa( mm ) ;
1; = 37.9039 (mm)
- Sai léch chiéu cao hinh dang cua dao:
ho46=4,55.o0143 has =9,04o018
7.1 _ Vật liệu phần cắt : Thép giĩ P18
Vật liệu thân dao : Thép 45
7.2 _ Độ cứng sau nhiệt luyện
- Phần cắt : HRC 62+65
- Phần thân dao : HRC 30+40
7.3 Độ nhắn
- Mặt trước và mặt sau dao thép giĩ lớn hơn cấp 8 ( Ra 0,63 um )
- Các mặt chuẩn định vi và kẹp chặt: đạt cấp 8 ( Ra = 0,63 um )
- Các mặt cịn lại đạt cấp 10 ( Ra = 2,5 um )
7.4 Sai lệch các gĩc sắc (œ + y) : +0,50;
7.5 _ Vật liệu thép C45
Trang 7CHUONG III Thiét ké dao phay dinh hinh
Đề Bài : Thiết kế giao phay định hình gia công chỉ tiết : Vật liệu thép C45
12
10
1.Phân Tích Chỉ Tiết Và Chọn Dao
Chỉ tiết có dạng rãnh ,profin mặt cắt bao gồm các đường thẳng và giao các dường
thẳng ,có chiều sâu gia công lớn nhất h„„„= 8mm và ơ, = 610N/mm” Chiều rộng
chỉ tiết gia công I = 30 mm
Từ chiều cao lớn nhất của chỉ tiết hạ = 8mm, tra (bảng 10 — V) ta có đường kính đỉnh dao D = 90 mm, vì D < 100 vậy ta chọn loại dao liền thân, đáy rãnh thoát phoi đáy phẳng Có các thông số hình học như sau :
2 Vat liéu ché tao dao
Đối với dao phay có kích thước nhỏ ,loại dao liền thân chọn vật liệu thép gió P18
có tính chất cơ lý sau :
Trang 8+ Saukhi nhiệt luyên đạt độ cứng HRC = 62 + 65
+ Sau khiram HRC = 64 + 65
+ Độ chịu nhiệt cat 500° + 600°C
3 Chọn thông số hình học phần cắt và kết cấu dao
+ Giá trị góc trước và góc sau được chọn theo (bảng 2-V) , Ung với vật liệu gia công theo yêu cầu , điều kiên gia công thô :
+ Số răng dao được chọn theo đường kính ngoài ( bang 10-V):
Z=10
+ Luong hét lung K :
K= > ger, = “ae tg12 = 6(mm)
+ Chiều cao toàn bộ răng :
H=h+r+K=8+4+1,5+6= 15.5 (mm)
+ Chiêu rộng dao phay :
4 Tính toán profin dao phay định hình
4.1 Tính toán profin trong tiết diện chiêu trục :
Chọn điểm cơ sở tại điểm 1-2” Chiều cao profin chỉ tiết kể từ điểm cơ sở là
h„; Vậy chiều cao profin của dao tại điểm bất kì (được kí hiệu là hạ, ) được tính
Mà Rạ = R,siny = R,sin(y + 6;) => sin (y+6,) = Fe sin, +”)
i
R
> 06= aresin( sin y)—#
i
Ta có lượng giảm K do đường cong hớt lưng Acsimet tỉ lệ với Ah, Vậy để xác định
1.1.7
Ah, ta lập tỉ lệ :
Thay vào CT(l)tacó hy, =h, - Kể men Ra) - |
Từ công thức tổng quát trên ta có thể tính toán cụ thể đối với các điểm của profin
đao :
+ Tính đối với điểm I
Tai diém 1 tacé6 R, =37 ; hy, =8
: 0
hy, =8- 6.10 arcsin 45.sin 15" —15° | = 7,44(mm)
+ Tính đối với điểm 2
Tại điểm 2tacó R;=38§ ; h,=7
Trang 90
hạ, =1—- 19: [aresin| 45-SB15 |_ 1x |>6,44(mm)
+ Chiều rộng profin I; trên chi tiết và trên profin dao không thay đổi
l¿ =0; lÿ =10; l=25; 1,=30
e_ Ta có bảng tính toán profin dao trên tiết diện chiều trục :
Dé tinh toán profin trong tiết diên mặt trước của dao từ các giao điểm của bán kính R; với mặt trước ta kẻ các đường vuông góc với mặt trước và chiều cao của các
điểm này tính từ điểm cơ sở được đặt là h¿ chính là chiều cao profin theo tiết diện
mặt trước :
Dựa vào hình vẽ ta có các công thức tổng quát sau :
_ R,.sin8,
siny
R
Mà 0;= arosin(_— ˆ.sin y)—#
+ Tính toán tại điểm I
0, = arcsin(—.sin vy) — 7 = aresin(——.sin 15") —15” ~ 3,359 1 Ca 7)~7 (Ga )
tl
+ Tính toán tại điểm 4
Ô;= arcsin(—.sin 7) — y = arcsin(—.sin 15°) — 15° ~ 2,85° 2 Ca 7)~7 Ge )
Trang 10hạ
e_ Từ các điểm ta có bảng tính toán profin trong tiết diện mặt trước:
— R,.sinØ, _ 38.sin 2,85°
10
Trang 11THIET KE DAO TRUOT LO TRU
Dao truốt là một loại dụng cụ cắt có năng xuất cao thường dùng để gia công những bề mặt định hình trong và ngoài Sau khi truốt, bề mặt gia công có thể đạt độ
chính xác cấp 8 + 7 và đạt độ nhãn 6 + 8 ( Ra = 2,50 + 0,63 ) Cũng có thể đạt tới độ nhắn cấp 9 ( Ra = 0.32 )
Dao truốt là loại dao chuyên dùng Vì vậy chỉ cần thay đổi lượng dư, hoặc kích thước bề mặt gia công hoặc vật liệu chi tiết là phải tính toán thiết kế và chế tạo dao truốt mới
Dao truốt cho năng xuất và độ nhãn cao nhưng có nhược điểm là lực cắt lớn
và dao chóng mòn Khi lượng chạy dao lớn và khi lượng chạy dao nhỏ thì sảy ra hiện tượng trượt do đó ảnh hưởng tới chất lượng gia công
1 Chon kiéu dao truét
Theo đề tài ta gia công bể mặt tru trong do vậy dùng dao truốt kéo và tiến hành trên máy truốt ngang
2 Chon vat liéu dao truét
Với vật liệu chỉ tiết gia công là thép 45 ta chọn vật liệu làm dao là thép gió PI8 vì thép gió có độ cứng khá cao, độ bền cao và khả năng chống mài mòn cao
3 Chon sơ đồ truốt
Khi truốt có thể dùng 4 sơ đồ truốt là truốt lớp, truốt ăn dần, truốt nhóm và
truốt tổ hợp Vì thiết kế dao để truốt lỗ then hoa với bề mặt định hình có biên dạng
phức tạp nên ta chọn sơ đồ truốt ăn dần
(Hình vẽ)
4 Xác đỉnh lương dư gia công
- Lượng dư khi truốt phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ, truốt lỗ then hoa định tâm theo đường kính ngoài nên lượng dư tính theo một phía ( Theo bán kính ) được tính theo công thức:
A= 2m — Dy win
Trong đó:
11
Trang 12Donin = 31 : Đường kính lỗ trước khi truốt
Suy ra:
5 Xác đỉnh lương nâng của răng dao
Việc chọn lượng nâng của răng dao phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công, kết cấu dao truốt và độ cứng vững của chỉ tiết, trị số lượng nâng S, ảnh hưởng lớn đến độ bóng bể mặt ra công, lực truốt và chiều dài dao truốt, nếu chọn S, lớn thì
chiều dài dao truốt tính được sẽ ngắn, dễ chế tạo, năng xuất cao, nhưng lực truốt sẽ
lớn, làm răng dao sẽ mòn theo mặt trước và mặt sau ảnh hưởng xấu đến đọ chính xác và độ nhãn bề mặt gia công bóng cả mặt sau và mặt trước của dao đồng thời năng mài lại răng dao với chất lượng cao
Răng cắt thô đầu tiên thường bố trí lượng nâng bằng 0 để chỉ làm nhiệm vụ
sửa đúng biên dạng lỗ phôi, các răng cắt thô còn lại có lượng năng bằng nhau và
Để tránh giảm lực cắt đột ngột giữa răng cắt thô và răng sửa đúng được bố trí
từ 2 + 4 răng cắt tinh với lượng nâng giảm dần Thường chọn 3 răng cắt tỉnh với
lượng nâng có thể được bố trí như sau:
Lượng nâng sơ bộ của răng cắt tỉnh là:
+ Lượng nâng của răng cắt tỉnh thứ nhất là:
Sz¡= 0.8.5, = 0,8.0,03 = 0.024
+ Lượng nâng của răng cắt tỉnh thứ hai là:
S„;= 0,6.S, = 0,6.0,03 = 0,018
+ Lượng nâng của răng cắt tỉnh thứ ba là:
Sz„¡= 0.4.S, = 0,4.0,03= 0,012
6 Xác đỉnh số răng dao Z
6.1 Răng cắt thô: Số răng cắt thô Z„ của dao truốt được xác định phụ thuộc vào sơ
đồ cắt
Với sơ đồ truốt ăn dần ta có:
A-A,
Zn
Trong đó:
A: Lượng dư tính theo một phía A = 0.5135 mm
12
Trang 13A,: Lượng dư của các răng cắt tinh
S,: Lượng nâng của răng cắt thô ứng với sơ đồ truốt ăn dần
Vậy ta có:
_ 0,5135—0,054
Lay Z,, = 16 rang
6.2 Răng sửa đúng
Số răng sửa đúng Z„¿ được chọn theo cấp chính xác của bề mặt gia công và
kiểu dao truốt
- Theo bang 3 - 7/(57) ta co:
Dao truốt lỗ tru: Loa = 5
7 Góc dé cua dao truét,
+ Góc sau của dao truốt phụ thuộc vào kiểu dao truốt
- Theo bảng 3 - 8 /(58) ta có:
Đối với răng cắt thô:œ = 3° : sai lệch = 30”
Đối với răng cắt tinh: œ= 2°: sai lệch = 15”
Đối với răng sửa đúng: a= 1°: sai léch = 15’
Để tăng độ bền kích thước, trên mặt sau của răng sửa đúng được để lại dải
cạnh viên f = 0,05 + 0,2 mm ( chọn f = 0,1 mm )
+ Góc trước y: Chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công
- Theo bang 3 - 9/(S8) ta có:
Răng cắt tho: y = 16°
8 Xác đỉnh hình dáng răng kích thước răng và rãnh chứa phoi
Dao truốt có 3 dạng rãnh chứa phoi: Dạng lưng cong, dạng lưng thẳng và dạng đáy bằng Với vật liệu chỉ tiết gia công là thép 45 có độ cứng trung bình thường tạo ra phoi dây, để cuốn phoi được chặt chẽ, giả nhỏ kích thước rãnh phoi nên chon rãnh dạng lưng cong Hình dáng, kích thước răng và rãnh chứa phoi phụ thuộc vào vật liệu gia công và tiết diện phoi do một răng dao cắt ra Diện tích rãnh chứa phoi F được xác định theo công thức:
F=f.k
13
