đồ án môn dao

Lời Nói ĐầuDụng cụ cắt đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành Cơ Khí chế tạo.Phần lớn công việc gia công chi tiết cơ khí là công việc cắt gọt một lợng d nhất định từ phôi để tạo ra

Lời Nói Đầu

Dụng cụ cắt đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành Cơ Khí chế tạo.Phần lớn công việc gia công chi tiết cơ khí là công việc cắt gọt một lợng d nhất định từ phôi để tạo ra các sản phẩm theo đúng yêu cầu kĩ thuật Để đạt đợc chất lợng gia công cao đòi hỏi phải có dụng cắt chính xác,phù hợp với yêu cầu Thiết kế dụng cụ cắt kim loại là môn học cần thiết nhằm mục đích giúp cho sinh viên biết cách thiết kế, chế tạo các dụng cụ cắt thông thờng, cũng nh các dụng cắt không thông thờng trong nghành Cơ Khí Trong lĩnh vực gia công vật liệu có nhiều dạng gia công khác nhau,do vậy số dụng cụ gia công và dụng cụ cắt rất đa dạng và phong phú.

Trong phạm vi đồ án môn học này,sinh viên có nhiệm vụ thiết kế 3 dụng cụ cắt đợc sử dụng khá phổ biến hiện nay:

Dao tiện định hình.

Dao phay lăn răng.

Dao phay định hình hớt lng.

Với những kiến thức đã học ,các tài liệu tham khảo ,cùng với sự chỉ bảo của giáo viên

hớng dẫn, em đã hoàn thành đợc bản đồ án môn học này Em xin chân thành cảm ơn thầy Lờ Thanh Sơn đã hớng dẫn em hoàn thành đồ án này.

Sinh viên

V ũ Bỏ Khoa

Phần I DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

I Chi tiết gia công:

Yêu cầu:

Tính toán và thiết kế dao tiện định hình

để gia công chi tiết như hình vẽ trên

Vật liệu : Thép 45 (σb = 750 (N/mm2))

II Chọn dao:

Ta nhận thấy rằng chi tiết cần có dạng hình trụ tròn xoay trên đó bao gồm các mặt mặt côn và các mặt trụ Cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ, cách gá thẳng Bởi vì so với dao tiện định hình tròn thì tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng hơn dồng thời gia công chi tiết sẽ cho độ chính xác hơn Do có độ cứng vững cao hơn đồng thời hạn chế được sai số loại 2 còn sai số loại 1 có khả năng khắc phục được

III Chọn các thông số của dao:

Chiều sâu cắt lớn nhất là:

2 min

max d

d

2

25

48− =11.5 mm

Dựa vào bảng 1 trang 4 “Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt ” ta có các

kích thước cơ bản của dao như sau :

Góc trước, góc sau của dao tiện định hình ở những điểm khác nhau thường không bằng nhau, vì vậy ở dao tiện định hình lăng trụ ta phải chọn điểm cơ sở ở ngang tâm chi tiết và xa phần kẹp nhất (Ta chọn điểm 1)

Góc trước ở điểm cơ sở γ được chọn trong tiết diện cùng góc với chi tiết, phụ thuộc vào vật liệu gia công Theo bảng 4 với vật liệu gia công có σb = 750 (N/mm2)

ta chọn góc trước γ =250

Góc sau α được chọn sao cho giảm được ma sát giữ mặt sau và mặt đang gia công đồng thời đảm bảo độ bền của lưỡi cắt Đối với dao hình lăng trụ thì α = 8 150, ta chọn α = 120

Từ đây ta có kết cấu của dao sẽ có dạng như hình vẽ bên :

45

60°

20 30

1

2 3

α

γ

3 α

γ 2

3

γ

r 1

r 2

r 3

2

B

C 2

C 3

h 2

h 3

IV Tính toán chiều cao hình dáng prôphin dao

Ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở,

chiều cao của prôfin của dao trên mặt

trước và trên mặt pháp tuyến tại các

điểm được tính như phần dưới đây

SƠ ĐỒ TÍNH

*Các công thức tính toán:

A = ri*Sinγi

sin γi =

i

r

A

=

i r

r

*sin γ⇒γi = arcsin (

i r

r

*sin γ )

Ci = ri*cosγi ; B = r*cosγ

τi = Ci - B = (ri*cosγi - r*cosγ)

hi = τi*cos(α + γ )

* Tính toán tại các điểm:

Ta có α + γ = 12 + 25 = 37 ⇒ cos37 = 0,7986

A = r1*sin γ = 7*sin25o = 2,9583

C1= B = r1*cosγ1 = 7*cos25o= 6,3441

τ1 = h1 = 0

sin γ2 =

2

r

r

*sin γ =

14

7

*sin 25o = 0,21130913

γ2 = arcsin(0,21130913) = 12,1991o

C2 = r2 *cosγ2 = 14*cos(12,1991o) = 13,6838

τ2 = C2 - B = 13,6838 - 6,3441= 7,3397

h2 = τ2*cos(α + γ ) = 7,3397*cos 37o = 3,3676

C3 = C2 = 13,6838

τ3 = τ2 = 7,3397

h3 = h2 = 3,3676

- Điểm 4: r4 = 20

sinγ4 =

5

r

r

*sinγ =

20

7

*sin 25o = 0,1479

γ4 = arcsin(0,1479) = 8,5062o

C4 = r4*Cosγ4 = 20*cos(8,5062o) = 19,7799

τ4 = C4- B = 19,7799 - 6,3441 = 13,4358

h4 = τ4*cos(α + γ ) =13,4358 * 0,7986 =10,7298

C5 = C4 = 19,7799

τ5 = τ4 = 13,4358

h5 = h4 =10,7298

Bảng kết quả tính toán tại các điểm

Điểm r(mm)i A(mm) Sinγi γi (o) B(mm) Ci(mm) τi (mm) hi (mm)

V Phần phụ của profin dụng cụ

Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuổn bị cho nguyên công cắt

đứt kích thước của phần phụ gồm :

+ a : Là chiều rộng làm tăng sức bền của lưỡi cắt ,chọn a = 4(mm)

+ b : Là chiều rộng lưỡi ứng với phần cắt đứt ,chọn b = 6 (mm)

+ c : Là chiều rộng lưỡi tạo ra phần xén mặt ,chọn c = 2 (mm)

ϕ = 20°; ϕ1 = 55°

Chiều dài tổng cộng của dao :

L = lc + a + b +c = 45 + 2 + 4 + 6 = 57(mm)

VI Thiết kế dưỡng:

Trong quá trình chế tạo dao tiện định hình, profin của lưỡi cắt được kiểm tra bằng các loại dưỡng Dưỡng được dùng trong quá trình chế tạo gồm hai loại :Dưỡng đo và dưỡng kiểm Dưỡng đo dùng để kiểm tra profin chi tiết ,dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo

- Dưỡng đo : Cấp chính xác 7, miền dung sai H , h (bao và bị bao)

- Dưỡng kiểm : Cấp chính xác 6, miền dung sai Js , j s(bao và bị bao)

- Vật liệu dưỡng : Thép lò xo 65Γ, nhiệt luyện đạt 62 65 HRC Độ nhám bề mặt làm việc Ra≤ 0,63 µm, mặt còn lại Ra≤ 1,25 µm

VII Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình :

1 Vật liệu phần cắt : Thép gió P18

2 Vật liệu phần thân : Thép 45

3 Độ cứng sau nhiệt luyện:

Phần cắt HRC : 62÷ 65

Phần thân HRC:35÷45

4 Độ nhám :

Mặt trước và mặt sau không lớn hơn Ra < 0,25

Mặt tựa, rãnh mang cá không lớn hơn Ra < 0,5

Mặt còn lại không lớn hơn Ra < 2,0

5 Mối hàn phần cắt và phần thân bằng hàn tiếp xúc bảo độ đồng đều mối hàn

6 Sai lệch gúc cắt tương ứng với gúc α+γ khụng quỏ ± 1 0

7 Nhón hiệu sản phẩm :

Nơi sản xuất : ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Vật liệu làm dao : P18

Gúc trước γ =250, gúc sau α =120 của dao

CHƯƠNG III

Dao phay định hình hớt lng

III.1 Yêu cầu của chi tiết gia công:

Thiết kế dao phay định hình hớt lng có góc trớc γ > 0 để gia công chi tiết có vật liệu gia công

là thép 45 , σb = 650 N/mm 2 , có độ cứng HB =150 – 235

*) Phân tích chi tiết :

Chi tiết cú dạng rónh với profile phức tạp, bao gồm cỏc đường thẳng và cung trũn Chiều rộng của rónh l=20.75mm , chiều sõu lớn nhất là 12mm.

Ở đõy đề bài yờu cầu thiết kế dao phay định hỡnh cú gúc trước γ>0, đõy là một loại dao được

sử dụng phổ biến khi gia cụng cỏc bề mặt định hỡnh Do khụng cú yờu cầu nào về độ chớnh xỏc nờn

ta chọn loại dao phay định hỡnh cú gúc trước γ>0 và được hớt lưng một lần ( cú nghĩa là khụng mài sắc mặt sau ) Dạng đỏy răng chọn là dạng thẳng

II.2 Tính toán profin dao :

II.2.1 ) Chọn loại dao và tính các kích th ớc chính của dao :

a) Chọn loại dao :

Với chiều sâu lớn nhất của chi tiết cần gia công là 12mm và chiều rộng của rãnh gia công là l=20.75mm ta tra bảng (9_V) trong sách “Hớng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại_Đậu Lê Xin_Hà Nội 1983” (*) ta đợc đờng kính D = 120mm

là dạng thẳng.

Vật liệu chế tạo dao: thép gió P18

Độ cứng sau nhiệt luyện đạt : 62-65 HRC

b) Các kích thớc chính của dao :

Do dao làm bằng vật liệu là thộp 45 cú σb = 650 nờn theo bảng (2_V) (*) ta tra được gúc trước

và gúc sau của dao là:

Số răng của dao Z đợc đảm bảo các tuổi bền của răng dao tuổi thọ của dao, số lợng răng dao

ảnh hởng đến lát cắt tạo nên profin chi tiết, ảnh hởng đến chiều cao nhấp nhô trong quá trình cắt Nó phụ thuộc vào D f Kích thớc kết cấu của dao phay định hình liền thân có rãnh thoát phoi đáy thẳng tra theo bảng (9_V)(*) ta có :

D=100; d(A) = 32 ; d 1 = 34 ; h=10 ; H=20 ; Z = 10 ; K=6 ; K 1 = 7 ; R = 2.

II.2.2) Xác định profin chi tiết:

h ci : Chiều cao của profin chi tiết tại điểm i

h ci = R f - R i

R i : Bán kính điểm profin chi tiết

Ta có chiều profin của dao tại điểm i bất kỳ : h di = h ci - ∆ h

Khi θi biến thiên 1 góc răng là θi = 2 π /Z thì ∆ h là lợng giảm tơng ứng của bán kính véc tơ ρ

θi = arcsin  i sinγ 

f

R

R

- γ

Ta có các tỉ số tơng ứng

i

h Z

K

θ

∆

= Π

2 ⇒ ∆ h = KZθi

Π

2 Với R f = D/2 = 50 mm ta chia profin chi tiết thành nhiều điểm sẽ tính đợc profin dao tại các điểm, nối các điểm tơng ứng ta đợc profin dao Tuy nhiên ở đây ta thấy trên chi tiết có 1 đoạn có dạng cung tròn vì thế biên dạng dao để cắt đoạn này sẽ có dạng một đờng cong phức tạp và để vẽ

đ-ợc tơng đối chính xác đoạn biên dạng dao ở đây thì ta phải lấy khá nhiều điểm trong đoạn này Trong bảng dới thì các điểm 6,7,8,9 là các điểm đợc lấy trong cung tròn để vẽ biên dạng dao đợc chính xác thêm, theo thứ tự các điểm đợc lấy từ thấp lên cao.

Bảng tính toán các điểm của dao phay định hình

Gúc sau chớnh α n =12 Gúc sau phụ α 1 =8

4 45 5 1.71293 0.285488399 4.714512

hm ax

II.3.Yêu cầu về kỹ thuật :

Vật liệu làm dao : thépP18, độ cứng 65 HRC

Độ đảo hớng kính của các lỡi cắt <= o,o3

Độ đảo mặt đầu <= 0,03

Độ đảo hớng tâm của mặt trớc <= 0,06 mm

CHƯƠNG III Dao phay lăn răng

III.1 Yêu cầu thiết kế :

Yêu cầu thiết kế dao phay lăn răng modum m =2,

III.2 Xác định profin dao phay đĩa modum :

Dao phay lăn răng m =1-20 đợc tiêu chuẩn hoá , các bộ phận kết cấu của nó đợc xác định

T

hứ

tự

Các yếu tố

đ-ợc xác định hiệ Kí

u

Công thức tính toán và kết quả

1

Bớc theo

ph-ơng pháp

tuyến

t n t n = π *m*n= π * 2 1 = 6 28( trong đó n=1 là số mối ren cắt.)

2

Chiều cao

đầu răng h1 h1 =1.25mf =1.25*2 1=2.5 ( trong đó f=1 là hệ số chiều cao

đầu răng) 3

Chiều cao của

4

Trị số góc

profin theo

mặt trớc

α1 α =20 ; ∆α =0 ( tra theo B13_VIII)(*);

α1 = α - ∆α = 20

5

Bán kính

đoạn cong

đầu răng

6

Bán kính

đoạn cong

chân răng

7

10 242 33

360 360

242 33

6363 0 55

1 2 5 4 1 45

1 cos

0

≈

=

=

⇒

=

⇒

−

=

−

=

−

=

ϕ ϕ ϕ

Z

D

mf

e

8

Nếu góc sau

trên đỉnh răng

δ =10 thì lợng

hớt lng K

K

03 3 10

55 55 0 55

.

=

Z

D

9

Lợng hớt lng

lần đầu ( với

dao có mài )

K 1

K 1 K1 = ( 1 2 ữ 1 5 )K = 4 5

Đờng kính

trung bình

tính toán

( dao có

mài) :

D t

39 49

03 3

* 2 0 1

* 2

* 5 2 55 2

0 5 2

=

−

−

=

−

−

D t e

11

Góc xoắn của

rãnh vít

19 2 04

0 39 49

2

t

D m

12

Bớc xoắn

rãnh vít T ≈3833cot *49.39cot 2.318 3837.85

=

=

=

T

g g

D

13

Bớc răng vít

dọc trục t = cos = cos62.28.318=6.29

ω

n

t t

14

Chiều cao

10

) 2 1 ( 2

5 3 03 3 5 ) 2 1 ( 2

1

=

ữ +

+ +

=

ữ +

+ +

=

H

K K h H

15

Góc của rãnh

thoát phoi

chọn phụ

thuộc vào số

răng của dao

phay

16 Bán kính

cung tròn ở

đáy rãnh

100

) 10

* 2 55 ( 10

2

≈

−

=

−

Z

H D

k

17 Đờng kính lỗ

gá d =22 2 0.8 7 55 2*10 0.8*2 7

−

−

−

=

−

−

−

=

d

m H

D

kết quả đợc làm tròn đến kích thớc tiêu chuẩn.

18 Đờng kính

đoạn lỗ

không lắp

ghép

d 1 d1 = 1 05d = 1 05 * 22 = 23

19 Đờng kính

của gờ : D1 D1 =D e −2H −(1ữ2)=55−2*10−(1ữ2)=34

20 Chiều dàI của

21 Chiều dài

phần làm việc L1 L1 = 43 Được tra theo bảng (9_VIII)(*)

22 Chiều dài

toàn bộ của

dao phay lăn

L L=L1+2lδ =43+2*3.5=50

III.3.Các yêu cầu kĩ thuật của dao phay đĩa modun :

Theo bảng 13_VIII(*) ta có :

• Vật liệu làm dao là P18.

• Độ cứng sau tôi là : HRC62-65.

• Độ bón các mặt :

Mặt trớc mặt lỗ gá dao và mặt tựa không thấp hơn : 8.

Bề mặt sau hớt lng không mài thì không thấp hơn 7, bề mặt sau có mài thì không thấp hơn 7.

Rãnh then đợc tra với đờng kính lỗ d=22 (Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động Trịnh Chất _Lê Văn Uyển , NXBGD2002)

11_VIII, 12_VIII (*) với dao có

m=2

Sai lệch sau giới hạn của bớc rãnh thoát

Sai lệch giới hạn của bớc rãnh vít theo

-15 ’

Sai số tích luỹ lớn nhất của bớc vòng của

Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng phân

Sai lệch giới hạn góc profin trong giới

hạn của phần có hiệu lực của profin và

đ-ờng thẳng của nó trong thiết diện pháp

tuyến

Giới hạn sai lệch hớng kính của mặt trớc

Sai số tích luỹ giới hạn trên độ dài 3 bớc A ± 0 015

Độ đảo hớng kính theo đờng kính ngoài