Tính toán và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ. Vật liệu gia công A30 với b = 600Nmm2 trên máy tự động, phôi thanh được gia công có chuẩn. 1. Phân tích chi tiết: Chi tiết trên được làm từ vật liệu A30 với b = 600Nmm2. Chi tiết bao gồm các loại bề mặt sau: mặt trụ, mặt côn, mặt đầu. Độ chênh lệch đường kính tmax = 15 mm (không quá lớn). Trên chi tiết có mặt đầu (mặt phẳng), ở đây góc prôfin chi tiết = 0, do đó góc sau của dao trong tiết diện pháp tuyến N = 00. 2. Chọn loại dao: Ở chi tiết này có thể dùng dao lăng trụ hay dao đĩa đều được cả. Song, prôfin chi tiết không quá phức tạp nên ta chọn dao lăng trụ sẽ hợp lý hơn. Căn cứ vào chiều sâu tmax của chi tiết (tmax = 15 mm) tra bảng 3.2a, ta sẽ có cỡ dao 5, với các kích thước cơ bản của dao như sau (mm): B = 35, H = 90, E = 10, A = 40, F = 25, r = 1, d = 10, M = 44,846. 3. Chọn cách gá dao: Dao được chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, ở lưỡi cắt gia công mặt phẳng (mặt đầu), cần làm góc nghiêng 1 = 20, để giảm ma sát ( khi gia công ).
Trang 1Thuyết minh đồ án môn Thiết kế Dụng Cụ Cắt
Thiết kế Dao tiện định hình
Tính toán và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết nh hình
vẽ Vật liệu gia công A30 với b = 600N/mm 2 trên máy tự động, phôi thanh
đ-ợc gia công có chuẩn.
1 Phân tích chi tiết:
- Chi tiết trên đợc làm từ vật liệu A30 với b = 600N/mm2
- Chi tiết bao gồm các loại bề mặt sau: mặt trụ, mặt côn, mặt đầu
- Độ chênh lệch đờng kính tmax =
2
30 60 2
min
D
15 mm (không quá lớn)
- Trên chi tiết có mặt đầu (mặt phẳng), ở đây góc prôfin chi tiết = 0, do
đó góc sau của dao trong tiết diện pháp tuyến N = 00
2 Chọn loại dao:
ở chi tiết này có thể dùng dao lăng trụ hay dao đĩa đều đợc cả Song, prôfin chi tiết không quá phức tạp nên ta chọn dao lăng trụ sẽ hợp lý hơn
Căn cứ vào chiều sâu tmax của chi tiết (tmax = 15 mm) tra bảng 3.2a, ta sẽ
có cỡ dao 5, với các kích thớc cơ bản của dao nh sau (mm):
B = 35, H = 90, E = 10, A = 40, F = 25, r = 1, d = 10, M = 44,846
3 Chọn cách gá dao:
Trang 2Dao đợc chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, ở lỡi cắt gia công mặt phẳng (mặt đầu), cần làm góc nghiêng 1 = 20, để giảm ma sát ( khi gia công )
4 Chọn thông số hình học dụng cụ:
Điểm cơ sở là điểm đợc chọn ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất
điểm cơ sở là điểm 1
a Chọn góc tr ớc : góc trớc có thể chọn căn cứ vào vật liệu gia công
(b=600N/mm2), theo bảng 3.4 = 20 250 Sự chênh lệch đờng kính không lớn nên ta chọn = 220
b Chọn góc sau : Đối với dao lăng trụ góc sau nên chọn = 12150
= 120
5 Tính toán thiết kế dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng:
Sơ đồ tính toán và công thức tính toán theo bảng 3.5.1:
Trong đó:
r1: Bán kính chi tiết ở điểm cơ sở
Rk: Bán kính chi tiết ở điểm tính toán
, : Góc trớc, góc sau ở điểm cơ sở 1 đã chọn ở trên
k 22 22 13.5400 11.1720 11.1720 14.7980 16.3170
Ck 13.908 13.908 23.333 28.450 28.450 21.270 19.194
B 13.908 13.908 13.908 13.908 13.908 13.908 13.908
6.Các kích thớc của phần phụ:
a = b = 1.5 mm
= 30 0
Trang 3L c = 52 mm
L d = 59.5 mm
7 Thiết kế dỡng:
Thiết kế dao phay Định hình
Tính toán và thiết kế dao phay định hình ( > 0) để gia công vật liệu thép 40 b = 500N/mm 2 Các mặt I và II không gia công.
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 lng , là loại dao phổ biến dùng để gia công các chi tiết định hình Với dạng profile phức tạp nh vậy ta chỉ hớt lng
Trang 4
T
E G F
O d
Profile dao
i i'
Profile chi tiết
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 trớc dơng ( > 0 ) Vì chiều cao profile lớn nhất
hcmax = 6,48 mm, chiều rộng rãnh l = 15mm, ta nhận thấy rằng kết cấu của lỡi cắt đủ cứng vững do đó ta 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 lng 1lần, có góc trớc dơng, đáy rãnh thoát phoi thẳng
2.Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục
Sơ đồ tính toán
Ta cần xác định chiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục
- Các thông số trên sơ đồ
- Góc trớc
Theo 2-5:5[2]: Vật liệu : Thép 40, ứng suất bền : b = 500N/mm2
Ta chọn đợc góc trớc = 100(ứng với dao cắt tinh);Góc sau Góc sau = 120
Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết hcmax = 6,48 mm
Bán kính đỉnh dao R theo 9-5:16[2] ta có R = 40 mm
Dựng profile dao bằng đồ thị
Xét điểm i trên chi tiết , để gia công đợc điểm i thì phải có một điểm i’ tơng ứng thuộc profile chi tiết Ta xác định điểm i’ đó nh sau
Từ điểm i trên profile chi tiết dóng ngang sang phía dao cắt đờng OT tại E Lấy
O làm tâmquay một cung tròn có bán kính OE cắt vết mặt trớc tại F Vẽ đờng cong hớt lng acsimet qua F cắt OT tại G Từ G dóng đờng ngợc lại phía chi
Trang 5tiết , từ điểm i thuộc profile chi tiết hạ đờng thẳng vuông góc xuống đờng cắt
đờng tại i’ ta đợc 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 đờng cong hớt lng acsimet ứng với góc ở tâm
Ta có EG=
2
KZ
Mà = i - , trong đó
ci i
i
h R
R R
a Sin
) sin arcsin(
ci
R
ci
h R R
] ) sin [arcsin(
ci ci
R KZ
h
h
Trong đó
K : lợng hớt lng
Z : số răng dao phay
Theo 2-9:16[2] ta có K = 5 ;Góc sau Z = 10
Nhận thấy rằng profile chi tiết có một đoạn cung tròn Vậy profile dao cũng có một đoạn cong tơng ứng Nếu xác định profile đoạn đó cũng nh các
đoạn khác thì để đảm bảo độ chính xác yêu cầu thì số lợng điểm tính toán phải
đủ lớn nh thế khối lợng tính toán sẽ rất nặng nề Để đơn giản cho việc tính toán
ta sẽ thay thế đoạn cong đó bằng một cung tròn thay thế đi qua 3 điểm Trên sơ
đồ tính ta đã có 2 điểm là 4 và 6 Vậy ta chỉ còn phải tính thêm 1 điểm nữa là
điểm 5
Ta chọn điểm 5 có l5 = 13
Lập bảng tính toán
2 5 01 5 5 2 13 11 472 5 25
4 5 2 4
5 h r r l l
Trang 6R Ri
a
T
Profile chi tiết
Profile dao
i
ti
i'
3.Tính toán profile mặt tr ớc
Sơ đồ tính toán
Từ sơ đồ ta có
sin
sin sin
sin
i
dti
h R R
TF
h
ở trên ta đã có
) sin
ci
h R
R
sin
sin arcsin sin
).
ci dti
h R
R h
R
h
Trang 7Trong tiết diện chiều trục đoạn profile cong cũng đợc thay thế bằng một cung tròn thay thế
Lập bảng tính toán
4.Chọn kết cấu dao
Các thông số kết cấu dao đợc chọn theo 9-5:16[2] Thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết
5.Thiết kế d ỡng
Dỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,đợc chế tạo theo cấp chính xác7 với miền dung sai H, h Theo luật kích thớc bao và bị bao
Dỡng kiểm dùng để kiểm tra dỡng đo , đợc chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js , js Theo luật kích thớc bao và bị bao
Vật liệu làm dỡng : Thép lò xo 65
Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62 65 HRC
Độ nhám bề mặt làm việc Ra 0,63m Các bề mặt còn lại đạt Ra 1,25m Kích thớc danh nghĩa của dỡng theo kích thớc profile dao trên mặt trớc Các kích thớc còn lại thể hiện trên bản vẽ chi tiết
Trang 8
Thiết kế dao phay đĩa Môđun
Tính toán và thiết kế dao phay đĩa module trong bộ 8 con, để gia công bánh răng trụ răng thẳng bằng thép 45, có module m = 5 mm Cho biết số hiệu dao là dao số 3.
1 Xác định các thông số hình học của bánh răng
Trong bộ dao phay đĩa module 8 con , dao mang số hiệu 3 có thể gia công đ ợc bánh răng có số răng Z = 17 20 răng Profile dao đợc tính toán theo số răng bé nhất(Z =17 răng) bởi vì với con dao đó thì độ cong đờng thân khai sẽ lớn vì vậy với các bánh răng có số răng Z > 17 đợc gia công bằng dao có Z = 17 sẽ có profin doãng hơn sẽ tạo điều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn
Theo bài ra , ta cần thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng với các thông số nh sau:
Bớc răng: tp = .m = 3,14.5 = 15,71 mm
Chiều dầy răng: S = m./2 = 3,14.5/2 = 7,85 mm
Trang 9y
Mc M(x,y)
B
o
x
xmax
C
Bán kính vòng tròn chia: Rc = rl =
2
m.Z
=
2
5.17
= 42,5 mm
Bán kính đỉnh răng: Ra =
2
2) m(Z
=
2
2) 5(17
= 47,5 mm
Bán kính chân răng: Rf =
2
2,5) -m(Z
=
2
2,5) -5(17
= 36,25 mm
Bán kính vòng tròn cơ sở: R0 =
2
m.Z
cos =
2
17 5
cos200 = 39,937 mm
2 Tính toán profile thân khai của l ỡi cắt
Sơ đồ tính toán:
Trong đó: Ra : Bán kính đỉnh răng
RM : Bán kính tại điểm M(x,y)
Rc : Bán kính vòng tròn chia
R0 : Bán kính vòng tròn cơ sở
Rf : Bán kính chân răng
Profile bao gồm hai đoạn :
Đoạn làm việc : Là đoạn thân khai CB
Đoạn không làm việc : Là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1
Tính toán profile đoạn làm việc
Nguyên lý tạo hình đờng thân khai
Trang 10B M
Nguyên lý : Cho một đờng thẳng lăn không trợt trên một đờng tròn, thì quỹ
đạo của điểm M thuộc đờng thẳng đó sẽ vẽ ra đờng cong thân khai Vậy để tạo hình lỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phơng trình đờng thân khai trong khoảng bán kính Rf RM Ra Việc xác định profile lỡi cắt chính
là việc xác định toạ độ của tập hợp tất cả các điểm M trong hệ toạ độ đề các Oxy
r0 : Bán kính vòng cơ sở
rM : Bán kính véc tơ ứng với điểm M
M : Góc thân khai
M : Góc áp lực của đờng thân khai
Xác định toạ độ của điểm M
Theo sơ đồ tính toán trên ta có:
xM = rM.sinM = rMsin(0 + M)
yM = rM.cosM = rMcos(0 + M)
Ta có
M = tgM - M = invM
0 = c - inv0 = /2z - inv0 = /2z - tg0 + 0
= 180/(2.17) – ( tg200 -20) = 4,440
Tacó: CosM = r0/rM
Vậy ta cho RM biến thiên từ Ro đến Re thì sẽ vẽ đợc profin của răng
Lập bảng tính toán
) 1 arcsin( 2
2 0
M M
r
r
2 0 2
2
0 arcsin 1 1
arcsin
M M
M
r
r r
r Tg
) 1
arcsin 1
arcsin 2
2 0 2
2 0 0
M M
M
M
r
r r
r Tg
tg z r
) 1
arcsin 1
arcsin 2
2 0 2
2 0 0
M M
M
M
r
r r
r Tg
tg z r
Trang 113 40.9454 3.322466 40.81038 0.13809 0.494744
3 Chọn các kích th ớc kết cấu dao
Kích thớc kết cấu dao chọn theo 4-8:121[2] , đợc thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết
4 Thiết kế d ỡng
Dỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,đợc chế tạo theo cấp chính xác7 với miền dung sai H, h Theo luật kích thớc bao và bị bao
Dỡng kiểm dùng để kiểm tra dỡng đo , đợc chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js , js Theo luật kích thớc bao và bị bao
Vật liệu làm dỡng : Thép lò xo 65
Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62 65 HRC
Độ nhám bề mặt làm việc Ra 0,63m Các bề mặt còn lại đạt Ra 1,25m Kích thớc danh nghĩa của dỡng theo profile dao trong tiết diện chiều trục
