Đồ án môn học Thiết kế dao - SV Trần Xuân Tôn

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

Đồ án môn học: Thiết kế dao

SV: Trần Xuân Tôn Lớp CTM3-K50

Phần I Dao tiện định hình

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

I Chi tiết gia công

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 , do mặt sau là mặt kẻ

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

2

38 45 2

min max

mm d

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

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

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

- 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

sin2 = sin1 = sin25 = 0,4226

, 0 20

0297 , 8

3 3

, 0 5 , 22

0297 , 8

6 5

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 :

g

c d

a b lc

 

 = 45; 1 = 45

a = 1(mm)

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

g : chiều rộng lưỡi dao cắt đứt , chọn g = 2 (mm)

b = 1 (mm)

c = 3 (mm)

Điều kiện kỹ thuật:

Vật liệu làm dao : P18

Độ cứng vững sau nhiệt luyện : HRC = 63-65

Độ nhẵn mặt trước mặt sau : Ra = 0,63 – 0,38 (89 )

Sai lệch góc :

 = 2515’

 = 1 = 451

Kích thước và kết cấu của dao như hình vẽ :

42

15 7

0,63

0,63

Phần 2

Thiết kế dao phay định hình

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

vẽ

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

vẽ

Tính các điểm trên cung AC (hình vẽ dưới)

O B

A

C

i e

Xét tam giác vuông OAB

sinAOB = AB/OB = hmax/R = 14/18 =0,778   = OAB = 513

Vậy chia cung AC thành các cung Ai ứng với các góc i = 9 , 18 ,27 ,36,45

Tương ứng với các chiều cao hci

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

'

2

2

cos 1

i ci i

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 lực cắt ta chế tạo dao có góc trước  > 0 Vì chiều cao lớn nhất hmax = 14 (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

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

Do do dó ta phải làm răng chắp(răng hàn)

Vì hmax = 14 (mm) , h1 = 10 (mm) , chênh lệch nhau không nhiều lên ta làm răng chắp có rãnh thẳng

30 10

i i' i

profile chi tiết kẻ đường thẳng sang cắt mặt đáy tại i nằm trong phương

vết mặt trước tại điểm i Đường hớt lưng qua điểm i sẽ cắt phương hướng

hdi = hci - hi

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

Z

 2

thì hicũng là lượng giảm tương ứng của vecto  sau khi tham số góc biến thiên

ro = R.sin = Ri sin(i + )

R

R R

R

i i

i i

i

h h

ci ci

di

h R

R Z

K h h

Chiều cao của dao trong tiết diện chiều trục:

10 70

70 arcsin 2

70 arcsin 2

10

70 arcsin

2

10 5 , 7 1842

70 arcsin

2

10 5 , 7 4377

70 arcsin

2

10 5 , 7 8282

70 arcsin

2

10 5 , 7 4199

70 arcsin

2

10 5 , 7 2721

Điểm hci hdi li

Profile dao trong tiết diện chiều trục

3 Tính toán profile của dao ở mặt trước

sin

ci

ci i

i id

h R

R h

R R

4155 , 10 15 15 sin 10 70

70 arcsin sin

70 arcsin sin

70 arcsin

sin 15

70 arcsin

sin 15

70 arcsin

sin 15

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

Profile cua dao trong tiết diện mặt trước

Yêu cầu kỹ thuật

Vật liệu răng dao P18 , độ cứng HRC = 6365

Thân dao : thép 45X

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

Profile theo mặt trước được kiểm tra bằng dưỡng

Răng dao lắp vào rãnh hàn theo chế độ A/T1

Chiều dày mối hàn không quá 0,02

Kết cấu cùa dao phay hớt lưng

1

35 ‹

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

răng thẳng theo thông số sau:

Bánh răng có modul m = 3,5 (mm) ; số răng gia công Z= 38

Chọn bộ 8 dao ,số hiệu dao là N6 , có số răng trong khoảng 35-54 răng

1 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

Bước răng t =  m 3 , 14  3 , 5  10 , 99 (mm)

2

35 5 , 3

Đường kính chân răng : df = dc – 2,5m = 122,5- 2,5 x 3,5=113,75(mm)

Đường kính vòng tròn cơ sở : do = dccos = 122,5.cos20 = 115,11(mm)

2.Tính toán pofile thân khai của lưỡi cắt

M(x,y)

C

x x1

y y1

x

rc – bán kính vòng tròn chia

ro – bán kính vòng tròn cơ sở

rf – bán kính chân răng

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 dưới )

Cho đường thăng Bx lăn không trượt trên vòng tròn cơ sở bán kính ro

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 thân khai – góc giữa bán kính rx và bán kính tại điểm gốc của đường thân khai 0A

Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phương trình đường thân khai trong khoảng ra Rx  ro Việc xác định profile lưỡi

O

B

x

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 c

r

m r

S

2 2

2

m

c

2 2

2 2

; 2

r

x x

o

Trong đó Z – số bánh răng gia công

o x

R

r R

o c

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

, 57

56 , 57 arccos 56

, 57

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 cos

56

,

57

72539 , 1 56 , 57

56 , 57 arccos 56

, 57

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 sin

y

tg tg

56 , 57 arccos 58

56 , 57 arccos 180

20 20 35

56 , 57 arccos 58

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

47017 , 58 5

, 58

56 , 57 arccos 5

, 58

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 cos

5

,

58

86783 , 1 5 , 58

56 , 57 arccos 5

, 58

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2

y

tg tg

56 , 57 arccos 59

56 , 57 arccos 180

20 20 35

56 , 57 arccos 59

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

, 59

56 , 57 arccos 5

, 59

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 cos

5

,

59

125503 ,

2 5 , 59

56 , 57 arccos 5

, 59

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2

y

tg tg

56 , 57 arccos 60

56 , 57 arccos 180

20 20 35

56 , 57 arccos 60

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

, 60

56 , 57 arccos 5

, 60

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 cos

5

,

60

45734 , 2 5 , 60

56 , 57 arccos 5

, 60

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2

y

tg tg

56 , 57 arccos 61

56 , 57 arccos 180

20 20 35

56 , 57 arccos 61

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

43387 , 61 5

, 61

56 , 57 arccos 5

, 61

56 , 57 arccos 180

20 20 35

56 , 57 arccos 5

, 61

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

56 , 57 arccos 62

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2

cos

62

06948 , 3 62

56 , 57 arccos 62

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

, 62

56 , 57 arccos 5

, 62

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 cos

5

,

62

30094 , 3 5 , 62

56 , 57 arccos 5

, 62

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 sin

y

tg tg

56 , 57 arccos 63

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2

cos

63

54525 , 3 63

56 , 57 arccos 63

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

, 63

56 , 57 arccos 5

, 63

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 cos

5

,

63

80202 , 3 5 , 63

56 , 57 arccos 5

, 63

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 sin

y

tg tg

56 , 57 arccos 64

56 , 57 arccos 180

20 20 35

56 , 57 arccos 64

56 , 57 arccos 180

20 20 35

y

tg tg

35304 , 64 5

, 64

56 , 57 arccos 5

, 64

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2

56 , 57 arccos 5

, 64

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2

y

tg tg

56 , 57 arccos 75

, 64

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 cos

75

,

64

49635 , 4 75 , 64

56 , 57 arccos 75

, 64

56 , 57 arccos 180

20 20 35

2 sin

y

tg tg

Profile của dao module:

4,91468

5.29410 5.70266 6.13896 6.60188 7.09050 7.60404 8.14180 8.70326 8.99270

3.45078 3.55000 3.73566 3.97246 4.25100 4.56616

3.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 không xuyên tâm <0,03

Độ đảo mặt đầu không quá 0,02

Sai lệch chiều dài răng  0,025

Mặt trước và mặt sau khi mài không có vết cháy xém

Kết cấu của dao phay module

R 0 ,8

R1,5

0,8

0,63

R 5

Tài liệu tham khảo

1 Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp (2tập)-ĐHBKHN : 1987

2 Thiết kế dụng cụ công nghiệp : Bành Tiến Long

Trần Thế Lục

Trần Sỹ Túy