Thiết kế dao tiện định hình với Vật liệu gia công: Thép 45 b = 750 N mm2

Chi tiết có các bề mặt tròn xoay gồm các mặt trụ và mặt côn, trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin bằng 0 hoặc quá nhỏ. II. Chọn loại dao và cách gá Vì chi tiết không đòi hỏi độ chính xác nên dao để đơn giản khi chế toạ dao ta chọn dao tiện định hình kiểu tròn xoay Chọn cách gá thẳng, lắp vào trục gá và chống xoay bằng các khía mặt đầu III. Tính toán dao tiện định hình 1.Thông số hình học Dựa vào vật liệu gia công nên ta chọn : Góc trước = 15 Góc sau = 10 2. Điểm cơ sở Điểm cơ sở thường chọn ngang tâm và xa chuẩn kẹp nhất nhưng đối với chi tiết này vì tmax tương đối lớn nên để phân bố đều dung sai kích thước chọn điểm 2 là điểm cơ sở tmax = = 3. Đường kính dao Dmin 1.5do + 2t + 6 mm do: là đường kính lỗ gá Chọn đường kính lỗ gá là : do = 22 mm t = Dmin 1.522 + 29 + 6 Dmin 57mm chọn D = 60mm Phần răng kẹp l = 3mm Z = 12 răng D = 30 mm

Trang 1

Phần một

Dao tiện định hình Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau

Vật liệu gia công: Thép 45 σb = 750 N / mm2

I Chi tiết gia công

Chi tiết có các bề mặt tròn xoay gồm các mặt trụ và mặt côn, trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin bằng 0 hoặc quá nhỏ

II Chọn loại dao và cách gá

Vì chi tiết không đòi hỏi độ chính xác nên dao để đơn giản khi chế toạ dao ta chọn dao tiện định hình kiểu tròn xoay

Chọn cách gá thẳng, lắp vào trục gá và chống xoay bằng các khía mặt đầu

III Tính toán dao tiện định hình

1.Thông số hình học

Dựa vào vật liệu gia công nên ta chọn :

Góc trớc γ = 15°

Góc sau α = 10°

2 Điểm cơ sở

Trang 2

Điểm cơ sở thờng chọn ngang tâm và xa chuẩn kẹp nhất nhng đối với chi tiết này vì tmax tơng đối lớn nên để phân bố đều dung sai kích thớc chọn điểm 2

là điểm cơ sở

tmax = 2

min

max d

d −

2

12

46− =

3 Đờng kính dao

Dmin ≥ 1.5do + 2t + 6 mm

do: là đờng kính lỗ gá

Chọn đờng kính lỗ gá là : do = 22 mm

t = 38 20 9mm

−

Dmin ≥ 1.5ì22 + 2ì9 + 6

Dmin ≥ 57mm chọn D = 60mm

Phần răng kẹp l = 3mm

Z = 12 răng

D = 30 mm

4 Prôfin dao

Chiều cao gá dao

h = Rsinα = 30sin10° = 12.68mm

γx = arcsin(

r rx

1sinγ)

ψ

β + α

= sin

x x

) sin(

R

γ

− γ

=

τx rxcos x cos

τ

−

=

ψ

E

H

tg

x x

E = cos(α + λ)

H = sin(α + λ)

γx: là góc trớc tại điểm x

Rx: bán kính từ tâm dao đến điểm x

τx :chiều cao profin theo mặt trớc

H :chiều cao mài dao

rx : bán kính chi tiết tại điểm x

r1 : bán kính chi tiết tại điểm cơ sở

lx : chiều rộng profin chi tiết

Trang 4

Điểm lx τx γx ψx Rx rx

5.Chiều rộng dao

B = lct + c + 2a + lk

lct: chiều dài chi tiết

lk: chiều dài phần răng kẹp

a : để tăng sức bền và độ mà mòn của dao

chọn a = 3mm

chọn c = 2mm

B = 59 + 2 + 2ì3 + 3 = 70mm

VI Yêu cầu kỹ thuật

Vật liệu làm dao thép gió P18

Độ cứng sau khi nhiệt luyện: phần cắt :62 ữ 65 HRC

phần thân: 30 ữ 40 HRC

Độ nhám mặt trớc, mặt sau, lỗ định vị là Ra = 0.63 àm

Những kích thớc không mài Ra = 20 àm

Sai lệch góc khi mài 15’ ữ 30’

V Thết kế dỡng đo kiểm

Dỡng ki ểm dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo,dỡng đợc chế tạo theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H, h theo kích thớc bao và bị bao

Vật liệu làm dỡng : thép lò so 65Γ

Độ cứng sau khi nhiệt luyện 62 ữ 65 HRC

Độ nhám bề mặt làm việc Ra = 0.63 àm

Các bề mặt còn lại Ra = 12.5 àm

Kích thớc danh nghĩa theo profin của chi tiết

Trang 5

- Phơng pháp kiểm tra bằng dỡng: áp dỡng kiểm vào chi tiết cần kiểm tra quan sát khe hở giữa dỡng và chi tiết ,có thể dùng căn lá để xác định khe hở hoặc dùng bột màu vạch trên bề mặt dỡng và áp vào chi tiết, xoay nhẹ chi tiết và quan sát vết màu nếu đều thì chi tiết đạt yêu cầu

VI Phơng pháp mài dao

Mặt trớc và mặt sau của dao đợc mài bằng phơng pháp định hình còn lỗ gá

trong

Trang 6

PhÇn hai

ThiÕt kÕ dao chuèt lç

VËt liÖu gia c«ng GX15-32

§êng kÝnh lç sau khi khoan Do = 26.4 mm

§êng kÝnh lç sau khi chuèt D = 27H8

ChiÒu dµi lç chuèt L = 26 mm

Trang 7

I Cấu tạo dao chuốt lỗ

Dao chuốt lỗ đợc cấu tạo từ hai loại vật liệu, phần cán từ thép 45 còn từ phần dẫn hớng trở đi làm bằng thép gió P18 hoặc bằng thép dụng cụ Đối với dao chuốt nhỏ thì phàn cán và phân thân đợc làm liền

Dao chuốt lỗ gồm 6 phần chính

l1 : chiều dài đầu kẹp

l2 : chiều dài cổ dao

l3 : chiều dài côn chuyển tiếp

l4 : chiều dài định hớng phía trớc

l5 : phần cắt gồm : răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng

l6 : phần định hớng phía sau

II Tính toán dao chuốt

1 Sơ đồ chuốt: Theo đặc điểm của chi tiết gia công ta chọn sơ đồ chuốt kiểu

ăn dần

Trang 8

Theo đặc điểm của chi tiết gia công ta chọn sơ đồ chuốt kiểu ăn dần

2 Xác định lợng nâng

ở dao chuốt răng sau cao hơn răng trớc một lợng Sz gọi là lợng nâng của răng.Lợng nâng răng thay cho bớc tiến của dao Trên các răng cắt thô thì l-ợng nâng bằng nhau

Dựa vào chi tiêt và vật liệu gia công ta chọn

Sz = 0.03 mm bảng 5-2 (222- TKDCCCN)

Phần cắt tinh chọn 3 răng vời lợng nâng giảm dần

Sz1 = 0.8 Sz = 0.8ì0.03 = 0.024 mm

Sz2 = 0.6 Sz = 0.6ì0.03 = 0.018 mm

Sz3 = 0.4 Sz = 0.4ì0.03 = 0.012 mm

Phần răng sửa đúng có lợng nâng bằng 0

3 Lợng d gia công

Gồm lợng d gia công cho phần thô và phần tinh

- Lợng d gia công thô:

2

min D max

D

Dmax :là đờng ính lớn nhất của chi tiết

Dmin : là đờng kính nhỏ nhất của chi tiết

δ : lợng bù trừ đờng do lỗ bị lay rộng hay co hẹp sau khi gia công

Chọn δ = 0

2

4 26 033 27

- Lợng d cắt tinh

Atinh = Sz1 + Sz2 + Sz3

=0.024 + 0.018 + 0.012 = 0.054 mm

4 Kết cấu răng và rãnh thoát phoi

Trang 9

Vật liệu gia công là gang xám (vật liệu giòn) nên có thể chọn rãnh thóat phoi lng thẳng nhng để đảm bảo sự chuyển tiếp điều đặn giữa đáy răng

và lng răng, đồng thời để tăng diện tíc chứa phoi nên chọn rãnh thoát

phoi lng cong

h : chiều cao rãnh

t : bớc răng

f : cạnh viền

b : chiều rộng lng răng

R : bán kính lng răng

r : bán kính dáy răng

γ, α góc trớc và goc sau

t = (1.25ữ1.5) L

= (1.25ữ1.5) 26

chọn t = 6 mm

t ) 45

0

38

0

(

h= ữ chọn h = 2 mm

t ) 4

0

3

0

(

b = ữ chọn b = 2 mm

t ) 7

0

65

0

(

R= ữ chọn R = 2.5 mm

r = 0.5h = 1.25 mm

Vì bớc răng nhỏ nên chọn tsd = 6 mm

Cạnh viền: răng cắt : f = 0.05 mm

răng sửa đúng: f = 0 2 mm Góc trớc γ chọn dựa vào vật liệu gia công

γ = 5° bảng 5-3 (229 – tkdcccn)

Góc sau α chọn nhỏ để hạn chế sự giảm đờng kính dao chuốt sau mỗi lần mài tăng tuổi thọ của dao

răng thô : α = 3°

răng tinh : α = 2°

răng sửa đúng : α = 1°

chọn k = 3 bảng 5-6 (235 – tkdcccn)

k : hệ số điền đầy

Vì dao chuốt đơn nên k tăng thêm 25% vậy chọn k = 3.5

Xem rãnh thoát phoi gần nh hình tròn nên diện tích rãnh là:

) mm ( 9 4 4

5 2 14 3

4

h

2 2

Diện tích phoi nằm trong tiết diện chiều trục

S

L

Fc= ì z

Vì phoi nằm không chặt nên

Fc = SzìLìk

= 0.03ì26ì3.5 = 2.73 ( mm2)

Fk > Fc vậy diện tích chứa phoi đợc đảm bảo

5 Rãnh chia phoi (trong tiết diện vuông góc với trục dao)

Trang 10

Trong tiết diện này dao chuốt lỗ có lỡi cắt là những đờng tròn đồng tâm tăng dần theo lợng nâng của răng Để phoi dễ cuốn vào rãnh thoát phoi thì lỡi cắt

đợc chia thành những đoạn nhỏ có chiều rộng lỡi cắt (1ữ1.3) D

với đờng kính lỗ chuốt D <100 mm

Dựa vào đây ta có thể chọn rãnh chia phoi là 12 rãnh, rãnh chẵn để còn dùng panme kiểm tra đờng kính dao chuốt

Các rãnh nằm trên hai răng sát nhau đợc bố trí lệch nhau

Trên các răng sửa đúng không có rãnh chia phoi

6 Lỗ tâm

Dao chuốt thờng dùng hai lỗ tâm làm chuẩn trong quá trình chế tạo và mài sắc lại dao, vì vậy bề mặt côn 60 của lỗ tâm cần chế tạo chính xác về hình dáng và có côn bảo vệ

7 Số răng dao chuốt

- Số răng thô:

75 9 03

0

054 0 3165 0 1 1 S

A A S

A

1

z

ztho

tinh tho

ztho

tho

=

− +

= +

−

= +

=

q = {Ztho}ìSztho = 0.75ì0.03 = 0.0225

Số 1 thêm vào là do răng đầu tiên của dao chuốt không có lợng nâng, kích thớc bằng phần định hớng phía trớc ,với mục đích để cho răng thứ nhất không bị quá tải do lợng d không đều ,do các tạp chất lẫn vào kim loại

chọn Ztho = 10 răng

- Số răng tinh : Ztinh = 3răng

Trang 11

Z = Ztho + Ztinh + Zsd

= 10 + 3 +3 = 16 răng

8.Số răng cắt đồng thời lớn nhất

Để đảm bảo dao chuốt làm việc êm không rung,đạt chất lợng bề mặt tốt thì

số răng cắt đồng thời 4 ữ 5 răng

3 4 6

26

t

L

Zmax= = =

chọn Zmax = 4 răng

9 Đờng kính dao chuốt

3 D3 = D2 + 2Sz 26.505

4 D4 = D3 + 2Sz 26.565

7 D7 = D6 + 2Sz 26.745

8 D8 = D7 + 2Sz 26.805

9 D9 = D8 + 2Sz 26.865

10 D10 = D9 + 2Sz 26.925

11 D11 = D10 +2 x 0.8Sz 26.972

12 D12 = D11 + 2 x 0.6Sz 27.009 răng tinh

13 D13 = D12 +2 x 0.4Sz 27.033

14 ữ 16 D14 = D15 = D16

đúng

10 Phần định hớng phía trớc

- Đờng kính:

D4 = Dmin = 26.4 mm

- Chiều dài:

L4 = 0.75 L và L4 ≥ 40 mm

chọn L4 = 40 mm

11 Phần định hớng phía sau

Trang 12

D6 = Dmax = 27.033 mm

- Chiều dài:

chọn L6 = 25 mm bảng 5-1 (251 – tkdcccn)

12 Cổ dao, phần côn chuyển tiếp và phần đầu kẹp

- Chiều dài phần côn chuyển tiếp

L3 = ( 10 ữ 20 ) chọn L3 = 10 mm

- chiều dài phần kẹp theo máy

chọn L1 = 80 mm

- chiều dài cổ dao

L2min = Lm + Lb + L – (L3 + L4)

Lm : là chiều dày thành máy

Lm = ( 20 ữ 30 ) chọn Lm = 25 mm

Lb : chiều dài bạc đỡ

Lb = ( 10 ữ 15 ) chọn Lb = 15 mm

vậy L2min = 25 +15 + 26 – ( 10 + 40) = 26 mm

để dễ dàng thao tác khi kẹp thì L2 = L2min + ( 5 ữ 30 ) mm

chọn L2 = 40 mm

13 Chiều dài phần răng

L5 = (Ztho + Ztinh)t + Zsdì tsd

=( 10 + 3) ì6 + 3ì6 = 96 mm

14 Chiều dài của dao chuốt

Lo = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6

= 80 + 40 + 10 + 40 + 96 + 25 = 291 mm

15 Kiểm tra sức bền dao chuốt

-Lực chuốt lớn nhất

Pmax = p ì Sz ìZmax ìB

p : lực cắt trên một đơn vị chiều dài

p = 300 (N/ mm2 biểu đồ 5-6 (217 –tkdcccn)

B: chiều rộng lớp cắt của một răng tham gia cắt

B =3 ìπìDmin =3 ì3.14 ì26.4 = 248.7 mm

Pmax = 300 ì0.03 ì 4 ì 248.7 = 8952.8 N

- Kiểm tra bền

mặt cắt nguy hiểm nhất là tại chân răng của lỡi cắt đầu tiên

d = Dmin – 2h = 26.4 – 2ì2.5 = 21.4 mm

)

mm / N ( 9 24 4

21

8 8952 4

d

P

2 2

π

ì

=

π

=

σ

[ ]σ =350(N/mm2)

[ ]σ

σmax< vậy dao chuốt đảm bảo điều kiện bền

III Yêu cầu kỹ thuật

-Vật liệu làm dao thép gió P18

Trang 13

- Độ nhẵn bề mặt

+ Cạnh viền răng sửa đúng Mặt trớc, mặt sau,

mặt dẫn hớng Ra = 0.63

+ Rãnh chia phoi, lỗ tâm Ra = 1.25

- Sai lệch về bớc không quá 2 lần dung sai theo cấp chính xác 9

- Sai lệch lớn nhất của đờng kính các răng thô ≤ 0.008

- Độ đảo tâm theo đờng kính ngoài của răng sửa đúng, răng cắt tinh, phần

định hớng sau ≤ 0.03 Độ đảo của các răng chỉ có thể về một phía

- Dung sai toàn bộ chiều dài dao ≤ ± 3 mm, dung sai của chiều cao rãnh chia phoi ≤ ± 0.3 mm

- Độ ô van trên phần làm việc 0 ữ 0.021

- Độ sai lệch về góc

+ Góc trớc 2°

+ Góc sau của răng cắt thô, răng cắt tinh 30’

+ Góc sau của rãnh chia phoi 30’

+ Góc sau của răng sửa đúng 15’

IV Phơng pháp đo kiểm

- Sai lệch về kích thớc đờng kính đợc đo kiểm bằ pamme hoặc thớc cặp

- Sai lệch về độ đảo, độ ô van đợc kiểm tra bằng đồng hồ đo

- Sai lệch về góc đợc kiểm tra bằng dỡng đo

V Phơng pháp mài

- Cổ dao, phần dẫn hớng trớc, dẫn hớng sau đợc mài theo phơng pháp

mài tròn ngoài

- Các phần còn lại nh mặt trớc, mặt sau các răng … đợc mài theo phơng

pháp định hình

phần ba

Thiết kế dụng cụ gia công ren Yêu cầu thiết kế bàn cán ren để gia công ren có

tp = 2 và k = 4

Trang 14

I Phân tích chi tiết gia công

Dựa vào chiều cao profin tp = 2 ta có bớc ren S = 2

Chọn chi tiết gia công là bu lông M16

Chiều dài ren cần gia công là 38 mm

II Kết cấu bàn cán ren

Bàn cán ren làm việc theo bộ gồm hai chiếc.Một bàn tĩnh và một bàn chuyển

động tịnh tiến qua lại (bàn động)

Hớng ren của hai bàn cán ngợc nhau ngợc Khi cán, hai bàn cán đợc điều chỉnh cho các đờng ren ở hai bàn lệch nhau một khoảng S/2 Nếu điều chỉnh không đúng ren chi tiết sẽ bị phá huỷ trong quá trình cán

Bàn cán ren phẳng thờng đợc dung trên máy cán ren thờng và máy cán ren tự

động

bàn động chi tiết

Trang 15

III Tính toán bàn cán ren

- Góc nghiêng của đờng ren

d

S

tg

tb

π

=

τ

dtb : đờng kính trung bình của ren gia công

dtb =14.701 mm

48 2 ) 701 4 14

3

2 (

ì

=

τ

chú ý : sai lệch τ ≤ 1°

- Chiều dài phần cắt

d

1

l1= ìπì tb

= 1.1ì 3.14 ì14.701 = 50.78 mm

- Chiều dài phần thoát có thể lấy bằng phần cắt

- Chiều rộng bàn cán

B = 2lo + (2 ữ 3)S

lo : chiều dài phần ren cán

B = 2ì38 + (2 ữ 3) ì2

chọn B = 80 mm

- Chiều cao bàn cán

H =( 25 ữ 50) mm tuỳ thuộc vào cơ cấu kẹp của máy

chọn H = 50 mm

- Chiều dài bàn cán

+ Bàn tĩnh : dựa vào chi tiết gia công và bề rộng bàn gá

chọn Lt = 200 mm bảng 4-150 ( sổ tay công nghệ chế tạo máy)

+ Bàn động : chiều dài bàn động dài hơn chiều dài bàn tĩnh (5 ữ 25) mm để chi tiết sau khi gia công dễ rờ khỏi bàn cán

chọn Ld = 220 mm

- Bớc xoắn của ren

T = kìS = 4ì2 = 8 mm

- Vật liệu làm bằng thép X12M

- Ren hệ mét và hớn ren phải

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện 57 ữ 60 HRC

- Độ nhám bề mặt Ra = 1.25

- Hiệu số chiều rộng của bàn động và bàn tĩnh ≤ 0.03

Trang 16

trên chiều dài 25 mm

- Sai lệch giới hạn hớng của đầu mối ren trên chiều dài 100 mm ≤± 0.03

- Sai lệch về độ không song song giữa bề mặt chứa các đỉnh ren và bề mặt tỳ trên suốt cả chiều rộng bàn cán ≤ 0.03

V Phơng pháp đo kiểm, mài

- Profin của ren mài bằng phơng pháp định hình

- Phơng pháp kiểm tra ren bằng dỡng: khi kiểm tra dỡng đợc áp sát vào ren

và xác định sự ăn khớp giữa bớc, góc trắc diện của dỡng, với buớc, góc trắc diện của ren đợc kiểm tra

+ Đờng kính trung bình của ren kiểm tra bằng panme đo ren

mục lục