Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Để Gia Công Các Chi Tiết

Phần I THIẾT KẾ Dao tiện định hỡnh Yờu cầu:Thiết kế dao tiện định hỡnh với số liệu sau: Vật liệu gia cụng : thộp C30 cú b = 500N mm2 Đề A B C D R F 104 40 14 22 12 19 54 Chi tiết gia cụng : mChi tiết gia cụng làm từ thộp C30, b = 500N mm2, bao gồm nhiều loại bề mặt trũn xoay, mặt trụ, mặt cụn, mặt cong. Đây là một chi tiết tương đối điển hỡnh. Kết cấu chi tiết cõn đối. Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin quá nhỏ hoặc bằng 0. I. Thiết kế dao tiện định hình: Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối, trên các máy tiện tự động hoặc bán tự động, máy rêvonve... Ưu điểm của dao tiện định hình: + Năng suất cắt cao do tổng chiều dài lưỡi cắt tham gia lớn. + Đảm bảo sự đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thước của chi tiết gia công vì không phụ thuộc vào tay nghề người công nhân mà chủ yếu phụ thuộc vào kích thước biên dạng dao. + Tuổi thọ của dao tiện định hình lớn vì số lần mài lại cho phép lớn. + Việc mài sắc dao đơn giản. Nhược điểm của dao tiện định hình: + Giá thành đắt nên không dùng sản suất ở loạt nhỏ hoặc đơn chiếc.

LỜI NÓI ĐẦU

Có thể nói rằng với hầu hết nền kinh tế của mỗi nước trên thế giới thì nền công nghiệp đóng vai trò quan trọng nhất, đặc biệt là công nghiệp nặng nói chung

và nền công nghiệp nói riêng ,nó luôn được đầu tư phát triển ngày một mạnh hơn

Ở Việt Nam chúng ta khi đất nước chưa giải phóng thì nền công nghiệp hầu như chưa phát triển Sau khi giải phóng hoàn toàn đất nước ,cả nước bắt tay vào khôi phục hậu quả chiến tranh ,xây dựng đất nước theo con đường CNXH ,mà đặc biệt là từ những năm thực hiện chính sách đổi mới và công cuộc CNH_HĐH đất nước ,cho đến bây giờ thì công nghiệp trở thành ngành quan trọng bậc nhất trong hệ thống các ngành kinh tế của đất nước Trong đó ngành gia công cơ khí đóng một vai trò hết sức quan trọng Nó không những thúc đẩy các ngành kinh tế khác phát triển mà còn đóng góp một phần không nhỏ vào tổng thu nhập kinh tế của đất nước ,bởi vậy nên gia công cơ khí luôn được tín trọng đầu tư phát triển nhất là trong mấy năm vừa qua khi công cuộc CNH_HĐH đất nước diễn ra mạnh

mẽ thì ngành công nghiệp của nước ta phát triển với tốc độ rất nhanh Điều đó đồng nghĩa với việc nhiều nhà máy được xây dựng mới hoặc đầu tư tăng thêm thiết bị ,máy móc để phục vụ nhu cầu sản xuất ngày càng tăng

Là một học sinh lớp CĐĐH CK1-K10 của trường ĐHCN Hà Nội, một

trường có bề dày lịch sử đào tạo đến nay đã 118 năm Bản thân rất lấy làm tự hào

về truyền thống của trường mình Để xứng đáng là sinh viên của trường em luôn phấn đấu rèn luyện và học tập tốt để sau này đem những kiến thức kinh nghiệm về chế tạo máy mà thầy cô đã nhiệt tình chỉ dạy để áp dụng vào thực tế phục vụ đất nước

Sau khi được học song cơ sở lý thuyết môn “ Thiết Kế Dụng Cụ Cắt” do thầy

Nguyễn Duy Trinh chỉ dạy Em luôn ý thức phải không ngừng học hỏi, nghiên cứu,

đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế thì công lao chỉ bảo của thầy cô mới thực sự có ý nghĩa Quá trình làm bào tập lớn này là cơ sở đánh giá phần nào những kiến thức mà em đã được học.Qua thời gian học ,với đề

tài em được giao là “ Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Để Gia Công Các Chi Tiết ” Với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Duy Trinh và các thầy cô trong khoa cơ khí, em đã

hoàn thành bài tập

Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy cô những người đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũng như làm bài tập này Đặc biệt là

thầy Nguyễn Duy Trinh em mong sẽ tiếp tục nhận được sự chỉ dạy tạo điều kiện

giúp đỡ của các thầy cô để em có được kết quả tốt trong học tập, có việc làm tốt phù hợp giúp em tự tin khi tiếp xúc với công việc của mình sau khi ra trường ,để xứng đáng là sinh viên của trường ĐHCNHN và không phụ lòng của thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội ngày 20 tháng 04 năm 2016

Sinh viên

Vũ Văn Xuân

Phụ lục

1.Tài liệu tham khảo

2 Phần I: Thiết kế dao tiện định hình

3 Phần II: Thiết kế dao phay đĩa modun

4 Phần III: Thiết kế dao phay định hỡnh răng nhọn

Phần I THIẾT KẾ

Dao tiện định hình

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

Vật liệu gia công : thép C30 có σb = 500N / mm2

*Chi tiết gia công :

mChi tiết gia công làm từ thép C30, σb = 500N / mm2, bao gồm nhiều loại bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn, mặt cong Đây là một chi tiết tương đối điển hình Kết cấu chi tiết cân đối Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin quá nhỏ hoặc bằng 0

R19

I Thiết kế dao tiện định hình:

- Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối, trên các máy tiện tự động hoặc bán tự

động, máy rêvonve

* Ưu điểm của dao tiện định hình:

+ Năng suất cắt cao do tổng chiều dài lỡi cắt tham gia lớn

+ Đảm bảo sự đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thớc của chi tiết gia công vì không phụ thuộc vào tay nghề ngời công nhân mà chủ yếu phụ thuộc vào kích thớc biên dạng dao

+ Tuổi thọ của dao tiện định hình lớn vì số lần mài lại cho phép lớn + Việc mài sắc dao đơn giản

* Nhợc điểm của dao tiện định hình:

+ Giá thành đắt nên không dùng sản suất ở loạt nhỏ hoặc đơn chiếc

II Chọn loại dao :

ở chi tiết này, để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng như gỏ và gia cụng Ta chọn dao tiện định hỡnh dạng đĩa

Căn cứ vào chiều sõu max của chi tiết :

tmax=

max min 54 16

19

mm

− = − =

Theo bảng 2 - 3 (TKDCCCN) ta tra được kết cấu của dao

ChiÒu cao

h×nh d¸ng lín

nhÊt cña chi

tiÕt

KÝch thíc dao tiÖn

III Chọn cách gá dao :

Dao được chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, vì không yêu cầu độ chính xác cao

IV Chọn thông số hình học dụng cụ :

* Chọn góc trước :

Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao γ = 22°

* Chọn góc sau α Góc sau α của dao chọn α = 11°

V Tính toán dao tiện định hình hình tròn gá thẳng :

Sơ đồ tính toán

γ

Chọn điểm cơ sở

Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết nhất hay xa

chuẩnkẹp của dao nhất Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở

 Xác định chiều cao gá dao h

h = R.sinα = 50.sin110 = 9,54( mm )

Trong đó:

R: bán kính dao ở điểm cơ sở, R =

100 50

2 2

D

= =

( mm )

α

: góc sau của dao tại điểm cơ sở,

0

11

α =

 Thiết kế profin dao

Profin dao được xác định trong hai tiết diện là: tiết diện trùng mặt trước và tiết diện chiều trục

 Tiết diện trùng mặt trước Với tiết này ta cần xác định hai giá trị:

lK : toạ độ dài chi tiết tại điểm K

ụK : chiều cao profin dao tại điểm K theo mặt trước

τK = Ck - B

B = r1.cos(γ1)

Ck = rk.cos(γk)

γk = arcsin`( k

r A

)

A = r1.sin(γ1)

Trong đó :

r1 : bán kính chi tiết ở điểm cơ sở, r1 = 8 mm

rK: bán kính chi tiết ở điểm tính toán K

γ1: góc trước ở điểm cơ sở, γ1 = γ = 220

γK : góc trước ở điểm tính toán K

 Tiết diện chiều trục Với tiết này ta cũng cần xác định hai giá trị:

lK : toạ độ dài dao tại điểm K

RK : bán kính dao tại điểm K

Rk = sin( k k)

Q

γ

α +

Q = R.sin(α1 + γ1)

αk + γk = arctang(

)

*P K Q

P

K*

= 1P - 1K = 1P - τk

1P = R.cos(α1 + γ1)

Trong đó :

R : bán kính dao tại điểm cơ sở, R = 50 mm

Q : bán kính đường tròn tiếp xúc với mặt trước dao

α

1 : góc sau ở điểm cơ sở, α

1= α

=110

γ1: góc trước ở điểm cơ sở, γ1 = γ = 220

α

K : góc sau ở điểm tính toán K

γK : góc trước ở điểm tính toán K

 Tính toán các điểm

Khi K trùng điểm 2 :

Xét tiết diện trùng mặt trước:

lk = l2 = 12 mm B = r1.cos(γ1) = 7,417 mm

Ck = C2 = r2.cos(γ2) = 7,417 mm A = r1.sin(γ1) = 2,996 mm

γk = γ2 = arcsin(

)

2

r A

= 220 τk = τ2 = C2 - B = 7,417- 7,417 = 0 Xét tiết diện chiều trục:

lk = l2 = 12 mm

Rk = R2 =

) sin( α2 + γ2

Q

= 50 mm

Q = R.sin(α1 + γ1) = 27,231 mm

αk + γk = α2 + γ2 = arctan(

)

* P K

Q

= 330

P

K *

= 2*P = 1P - 12* = 1P - τk = 41,933 mm 1P = R.cos(α1 + γ1) = 41,933 mm

Cũng với cách tính như vậy, ta xác định được những điểm còn lại

Sau đây là bảng kết quả tính toán tại các điểm

Trên tiết diện trùng mặt trước:

( mm )

rK

( mm )

A ( mm )

CK

( mm )

B

( mm )

2 12 8 2,996 7,417 7,417 22 0

Trên tiết diện chiều trục:

( mm )

rK

( mm )

1P ( mm )

K*P ( mm )

Q ( mm ) αK+γK° RK

( mm )

VI Phần phụ của profin dụng cụ :

Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt kích thước của phần phụ gồm:

a: Chiều dài đoạn lưỡi cắt nhằm tăng bền cho lưỡi cắt

b: Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để tăng bền cho lưỡi cắt

Chọn a = 3 (mm)

g: Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g = 5 (mm)

= 45° (Góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt)

d = 5 (mm)

Chiều dài của dao:

L = Lc+ a + d + g = 64 + 3 + 5 + 5 = 77 (mm)

VII Điều kiện kỹ thuật.

1. Vật liệu phần cắt: Thép P18

2. Vật liệu thân dao: Thép C30 độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt:

- Phần thân dao: HRC 30- 40.

3 Độ bóng:

- Mặt trước >∇9

- Mặt sau >∇8

- Mặt tựa trên dao thấp hơn ∇4

4 Sai lệch và góc mài sắc:

- Sai lệch góc trước: = 220±10

- Sai lệch góc sau: = 110±0.50

- Sai lệch góc  = 450±10

VII Thiết kế dưỡng đo- dưỡng kiểm:

Dưỡng đo dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau khi chế tạo Kích thước danh nghĩa của dưỡng bằng kích thước danh nghĩa của dao Kích thước danh nghĩa của dưỡng được quy định theo luật bao và bị bao giá trị sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H,h (TCVN 2245-77)

Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo Kích thước của dưỡng kiểm cũng được quy định theo luật bao và bị bao Theo kinh nghiệm người ta lấy kích thước dưỡng kiểm bằng kích thước danh nghĩa dưỡng đo Sai lệch lấy đối xứng, giá trị sai lệch cụ thể lấy theo cấp chính xác 6 với miền dung sai JS, js (TCVN 2245-77)

Vật liệu chế tạo dưỡng: Dưỡng được làm từ thép lò xo 65Ã, là thép có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt từ 58- 65HRC Độ nhám các mặt làm việc đạt khoảng Ra = 0.63…0.32 (độ bóng ∇ = 8…9), các mặt còn lại đạt

Ra = 1,25 (độ bóng ∇ = 7)

Chiều dày của dưỡng: 2÷

4mm

Chiều dài và chiều rộng của dưỡng phụ thuộc vào chiều dài lưỡi cắt và để xác định sao cho dễ sử dụng khi kiểm tra biên dạng dao nên thiết kế:

L = 80 mm và h = 30 mm

Dung sai chế tạo dưỡng được thể hiện ở bảng sau:

Điểm 1-2 1-3 1-4 1-5 Dưỡn

g đo

Cao 0 19±0.01 12±0.01 12±0.0

1

Dài 12±0.01 31±0.01 53±0.01 67±0.0

1

Dưỡn g Kiểm

Cao 0 19±0.003 12±0.003 12±0.0

03

Dài 12±0.003 31±0.003 53±0.003 67±0.0

03

VIII Phương pháp mài dao:

- Khi tiện dao bị mài mũn theo cả mặt trước và mặt sau, để phục hồi khả năng cắt của dao phải mài lại mảnh dao theo mặt trước một lượng ∆c và mặt sau một lượng

∆h

- Mũi dao sau nhiều lần mài lại cần dịch chuyển theo đường thẳng có lợi nhất cho việc sử dụng, tức là đảm bảo số lần mài sửa là lớn nhất

- Đường thẳng đó gọi là phương mài mũn và mài sắc và nú được xác định so với mặt đáy đi qua mũi dao

α γ

α γ

θ

sin cos

cos sin

c h

c h

tg

∆ +

∆

∆ +

∆

=

Trong đó :-∆h lượng mài lại theo mặt sau (lượng mài mũn + lượng dư mài lại)

- ∆c lượng mài lại theo mặt trước (lượng mài mũn + lượng dư mài

lại)

Thực nghiệm:

θ = 30 ÷ 450 với HKC được hàn trên thân dao

θ = 25 ÷ 300 với HKC được kẹp bằng cơ khí

- Vị trí của mảnh dao, đặc trưng bằng góc ăn tới (η) ở đầu dao có ý nghĩa đặc biệt quan trọng với dao tiện gắn HKC Việc chọn góc (η) dựa vào các yếu tố phụ thuộc lẫn nhau sau đây:

- Khoảng cỏch (E) từ mũi dao đến mặt tỳ (đối với dao tiện mới)

- Khoảng cách (F) từ đường tâm máy đến mặt tỳ của giá dao

- Khoảng cách (G) từ mặt tỳ của dao đến mặt tựa của mảnh HKC tại tiết diện nguy hiểm

- Tiết diện ngang thân dao (BXH)

- Trị số góc trước

- Sơ đồ mài sắc lại hợp lý:

- Tăng kích thước (E) tăng được số lần mài lại

- Tăng kích thước (F) làm cho dao bền hơn, cho phép chọn được góc hợp lý ứng với sơ đồ mài lại tối đa theo góc trước (γ) đó xỏc định: Tuy nhiên kích thước (E) bị khống chế bởi kích thước (F) của máy

Như vậy sơ đồ mài sắc tối ưu, góc η không chọn bé hơn 25÷300 Tuy nhiờn với dao hàn mảnh thỡ trị số đó quá lớn

Thông thường chọn η = 12 ÷ 180 với dao gắn mảnh P18 η = γ + 50

- Để tăng sức bền của thân dao tại tiết diện nguy hiểm (tiết diện ứng với kích thước G) thỡ khoảng cỏch (G) được chọn không nhỏ hơn 2/3 H

- Khoảng đặt mảnh dao (M) và khoảng cách (G) tính theo công thức:

ι

η

cos

H

+

m

hoặc cosη

G H

m= −

Khi m = c và E ≠ H thỡ: b

H -E

Trong đó: c : chiều dày mảnh dao (mm)

b : chiều rộng mảnh dao (mm)