Thiết kế dao sv nguyễn năng quang

II, CHỌN CỠ, KÍCH THƯỚC DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH - Chọn vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công là thép C40, để nâng cao chất lượng và năng suất cắt chọn vật liệu làm dao là thép P18... V

GVHD : Bùi Ngọc Tuyên Sinh viên: Nguyễn Năng Quang Lớp : CTM2-K45

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN GCVL VÀ DCCN

-o0o -

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DAO

-HÀ NỘI 03 -

2004 -Phần I

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

I, PHÂN TÍCH CHI TIẾT

Chi tiết (hình vẽ trang 2) có độ chính xác không cao h11 gồm phần mặt trụ MN, DK

và phần mặt xuyến CM vì vậy nên chọn DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH TRÒN TIỆN NGOÀI

GÁ THẲNG

II, CHỌN CỠ, KÍCH THƯỚC DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

- Chọn vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công là thép C40, để nâng cao chất lượng và năng suất cắt chọn vật liệu làm dao là thép P18

Với sơ đồ hình vẽ như trên ta tính được:

R=25(mm)

) ( 648 , 46 ) 324 , 23 25 ( 2 50

) ( 324 , 23 9

25

1

2 2

mm

mm h





















Để chọn được cỡ dao căn cứ vào chiều sâu lớn nhất của chi tiết

) ( 5 20 25

) (

20

) (

25

max

min

max

min max

max

mm t

mm

r

mm

r

r r

t

















Tra theo bảng 3.2.2 ta có cỡ kích thước dao tiện định hình hình tròn tiện ngoài:

Cỡ

dao

max

Thông số hình học của dao bao gồm góc trước  và góc sau  được chọn tại điểm

cơ sở

Vật liệu chi tiết C40 tra theo bảng 3.3.1

Thép cứng trung bình b  500  800 (N /mm)

25

20

0  

Góc sau  của dao tiện định hình chọn như sau:

Dao tròn   10  12

10

; 10

;



Chọn điểm D là điểm cơ sở (sơ đồ thiết kế trang 4)

)

(

25

) (

324

,

23

)

(

20

) ( 372 , 16 324 , 3 10 20 2

40 648 , 46

) ( 7 , 14 5 10 20 2

40 50

) ( 20 2

40

2

3

2

1

0 1

3

0 1

2

1

mm

r

mm

r

mm

r

mm Cos

Cos

R

R

mm Cos

Cos

R

R

mm

D

R

























































4

k k

r

A

arcsin





0

8

k k

E

P

arctan





0

9 F R1.Cos(    ) 18,794

Chiều rộng của dao tiện định hình (hình vẽ trang 5)

Chiều rộng của dao tiện định hình được xác định dọc theo trục của chi tiết gia công

1

b b c

a

L

L p  g    

Trong đó:

:

g

L Chiều dài đoạn lưỡi cắt chính (lấy bằng chiều dài chi tiết định hình khi dao

gá thẳng) L g 38 mm( )

a: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt, lấy bằng 25 (mm), chọn a= 4(mm)

c: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết, lấy bằng 13 (mm),

Nếu ở mặt đầu chi tiết có vát thì lấy lớn hơn phần vát 11,5 (mm), c=1+1=2(mm) 1

 góc của đoạn lưỡi xén mặt đầu, do có vát 0

1  45



t: chiều cao của lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt t = 4tmax  5 (mm)

b: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt b=310(mm), chọn b=5(mm)

b : đoạn vượt quá lấy bằng 1 (mm)

: góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt 0

15





) ( 50 1 5 2 4 38

b b c

a

L

III, TÍNH TOÁN CUNG TRÒN THAY THẾ

Trên cung cong của chi tiết lấy 3 điểm A,B,C

y

C

Với toạ độ tương ứng của các điểm:

A(0,0); B(4,577; 0,4226); C(9;1,676)

Áp dụng công thức:

)

(

2

) (

)

(

)

(

2

) (

)

(

2 2 2

2

0

2 2 2

2

0

C B B C

C B B B C

C

C B B C

C B B B C

C

y x y x

x y x x y

x

y

y x y x

y y x y y

x

x





















Ta tính được toạ độ tâm và bán kính của cung tròn thay thế là:















006

,

25

10 329

,

1

0

3 0

y

x

R  x02 y02  25 , 006 (mm)

IV, THIẾT KẾ DƯỠNG ĐO, DƯỠNG KIỂM TRA

- Dưỡng đo D dbiên dạng dưỡng đo được xem như là bao so với biên dạng lưỡi cắt của dao, do đó kích thước danh nghĩa tương ứng của dao Vì trường dung sai của các kích thước biên dạng dao đều phân bố về phía âm nên kích thước danh nghĩa của dưỡng đo bằng kích thước danh nghĩa tương ứng của dao Trường dung sai các kích thước biên dạng của dưỡng đo được phân bố về phía dương Trị số dung sai của dưỡng đo Kích thước chiều trục có dung sai 0,006mm toạ độ tâm bán kính cung tròn thay thế có dung sai 0,02mm

- Dưỡng kiểm D Kkích thước danh nghĩa của dưỡng kiểm lấy bằng kích thước của dưỡng đo Trường dung sai các kích thước biên dạng của dường kiểm được phân

bố về 2 phía Trị số dung sai chế tạo các kích thước Các kích thước chiều cao hình

dáng, kích thước chiều trục có sai lệch  0 , 002 (mm)toạ độ tâm và bán kính cung tròn thay thế có sai lệch  0 , 005 (mm)

- Vật liệu làm dưỡng là thép lò so tấm, mác 60r, 65r (ký hiệu của thép Liên Xô) Thép này có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện 5865HRC Độ nhám phần prôfin dưỡng cần đạt Ra=0,630,62m(cấp 6), các phần khác

Ra=1,25m (cấp 7)

Yếu tố kiểm tra Khoảng các giữa các điểm

Dưỡng đo Chiều dài 0 , 018

676 ,

Dưỡng

kiểm

Chiều dài 0 , 011

CHIỀU CAO

0 5  0 , 008 0 1 , 676  0 , 006

Phần II

THIẾT KẾ DAO CHUỐT

CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỀ BÀI

Tt Đường kính

danh nghĩa lỗ

sau khi chuốt,

mm

Cấp chính xác lỗ sau khi chuốt

Chiều dài

lỗ chuốt,

mm

Vật liệu chi tiết

Nguyên công trước chuốt

Ghi chú

I, PHÂN TÍCH CHI TIẾT, CHỌN SƠ ĐỒ CẮT

Chọn dao với đường kính danh nghĩa lỗ sau chuốt: 64(mm)

Cấp chính xác của lỗ sau chuốt: H7

Chiều dài lỗ chuốt: 44(mm)

Vật liệu chi tiết: thép 50

Do đó chọn sơ đồ cắt theo sơ đồ chuốt lớp

II, VẬT LIỆU LÀM DAO CHUỐT

Dao chuốt làm từ 2 loại vật liệu phần đầu dao (hay phần cán) làm bằng thép kết cấu thép 45

Phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở về sau) làm bằng thép gió P18 III, PHẦN RĂNG CẮT VÀ SỬ DỤNG

Dao chuốt chia ra làm 5 phần lớn

- Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần răng (III) gồm phần răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng

- Phần dẫn hướng phía trước (II)

- Phần dẫn hướng phía sau (IV)

- Phần đo (V) (thường có đối với dao chuốt dài)

- Phần răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt nó được thiết kế trước để làm cơ

sở cho các phần khác, kích thước răng, số lượng mỗi răng, đường kính các răng

IV, LƯỢNG NÂNG CỦA RĂNG SZ

Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước 1 lượng Sz gọi là lượng nâng của răng, lượng nâng thay đổi theo bước tiến dao

Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau (trừ 1 vài răng đầu tiên) trên phần răng cắt tinh, lượng nâng của răng giảm dần Trên phần răng sửa đúng lượng nâng của răng bằng 0

Tra bảng 4.3.1 ta được lượng nâng của răng cắt thô Sz

Với dao chuôt lỗ trụ

Thép các bon b 500700 (N/mm2)

Sz=0,025  0,03(mm)

Sau các răng cắt thô là các răng cắt tinh Số răng cắt tinh thường chọn từ 2 5 răng Thông thường chọn 3 răng cắt tinh, với lượng nâng lần lượt là 0,8Sz, 0,6Sz, 0,4Sz với răng cắt tinh cuối cùng không uốn nhỏ thua 0,015 (mm) để tránh hiện tượng miết kim loại

Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng bằng đường kính răng cắt tinh cuối cùng

V, LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

Lượng dư gia công được cho theo yêu cầu công nghệ, trị số lượng dư phụ thuộc chiều dài lỗ chuốt, dạng gia công trước khi chuốt

Tra bảng 3.4.2 ta xác định được kích thước lỗ trước khi cuốn (dmin)

Với chiều dài lỗ: 44(mm)

Đường kính lỗ sau khi chuốt: 64(mm)

Lượng dư theo bán kính để chuốt lỗ trụ: 0,5(mm)

Tính lượng dư:

) ( 03 , 64 03

,

0

64

2

) (

2

1

min

min

mm D

A D

d

d

D

A

sd

sd

sd

















dmin=64,03-2.0,5= 63,03(mm)

Vậy đường kính của lỗ trước khi chuốt: 63,03(mm)

Lượng dư cho các răng cắt thô và răng cắt tinh

) (

045

,

0

045 , 0 025 , 0 ) 4 , 0 6 ,

0

8

,

0

(

1

mm

A

A

S

A

tinh

tinh

n

k

ztinh

tinh













Lượng dư thô sẽ là:

) (

455

,

0

455 , 0 045 , 0 5 , 0

mm

A

A

A

A

tho

tinh

tho













VI, KẾT CẤU RĂNG VÀ RÃNH

Răng và rãnh được thiết kế sao cho đủ độ bền, phoi đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo

- Profin dọc trục:

Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây Vì vậy dạng rãnh được thiết kế có loại cung tròn nội tiếp để phoi dễ cuốn

Dạng răng và rãnh được đặc trưng bằng các thông số sau: Chiều sâu rãnh h; bước răng t; cạnh viền f; chiều rộng lưng răng c; bán kính rãnh R, r; góc trước , góc sau

; bước lưng răng 

Chiều sâu rãnh hay chiều cao rãnh h, bước răng t được thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi Nếu xem gần đúng rãnh thoát phoi như hình tròn có đường kính h thì tiết diện rãnh sẽ là:

) (

.

.

4

mm

h

F  

Với h 1 , 13 L.S z.K

Tra bảng 4.3.3a

với lượng nâng của răng: Sz=0,025

thép có độ cứng b=500 800(N/mm2)

K=3

) ( 31 , 3 053

,

2

.

.

4

1

053 , 2 3 025 , 0 44

13

,

1

2 2

mm F

h















Diện tích dải phoi cuốn nằm trong rãnh sẽ là:

) ( 1 , 1 025

,

0

.

44

) (

.

2 2

mm F

mm

S

L

F

f

z

f









Với L, Sz là chiều dài của chi tiết và lượng nâng của răng

Các thông số khácđược tính theo công thức kinh nghiệm:

)

(

4

4 , 4 575 , 3 5 , 5 ).

8 , 0 65 , 0 ( ).

8 , 0

65

,

0

(

*

)

(

2

2 , 2 65 , 1 5 , 5 ).

4 , 0 3 , 0 ( ).

4

,

0

3

,

0

(

*

)

(

1

,

1

12915 , 1 0265 , 1 053 , 2 ).

55 , 0 5 , 0 ( ).

55

,

0

5

,

0

(

*

)

(

5

,

5

7484 , 5 1325 , 5 053 , 2 ).

8 , 2 5 , 2 ( ).

8

,

2

5

,

2

(

*

mm

R

t R

mm

b

t b

mm

r

h r

mm

t

h t































































Để tăng tuổi bền của dao mặt sau được mài theo cạnh viền f ở các răng cắt

f=0,05(mm) ở các răng sửa đúng f=0,2(mm)

Góc trước 

Tra bảng 4.3.3b

Với vật liệu gia công b=500  800(N/mm2)

=120  150

Góc sau ở dao chuốt (trong) phải chọn nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại làm tăng tuổi thọ của dao, góc sau được chọn:

ở răng cắt thô: =30  30.30’

Răng cắt tinh: =20

Răng sửa đúng: =10

ở đáy rãnh chia phoi: =30  50

Góc lưng răng  thường lấy 70  750

- Profin mặt đầu (trong tiết diện vuông góc với trục)

Trong tiết diện này, dao chuốt lỗ trụ có lưỡi cắt là những vòng tròn đồng tâm lớn dần theo lượng nâng Để phoi dễ cuốn vào rãnh, lưỡi cắt chia thành những đoạn nhỏ, sao cho chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6(mm)

Tra bảng 4.3.3c

Với đường kính dao > 50  55(mm)

Số rãnh bằng 24

Ở dao chuốt lỗ, đường kính đáy rãnh Di lớn dần về phía sau 1 lượng

2.Sz=2.0,025=0,05(mm)

- Số răng dao chuốt và đường kính của chúng

Số răng cắt thô:





z

th

th

S

A

Z

Với Ath=0,455

19 1 025

,

0

455

,

0







Vậy số răng cắt thô Zth=19 răng

Số răng cắt tinh Ztinh=3

Số răng sửa đúng

Tra bảng 4.3.3e

Với cấp chính xác H7

Zsd = 7  8 răng

- Số răng cùng cắt lớn nhất

10

1

5

,

5

50

0   

z

Do chi tiết quá dài Z0=8

- Đường kính các răng dao chuốt

D1 = Dmin= 55,03(mm)

D2 = D1 + 2.Sz = 55,03+2.0,025 = 55,08(mm)

D3 = D2 + 2.Sz = 55,08+2.0,025 = 55,13(mm)

Dn = D1 + 2.(n-1).Sz

D19 = D1 + 2.(19-1).Sz = 55,03 + 2.18.0,025 = 55,93(mm)

- Số răng cắt tinh

Dt1 = D19 + 2.0,8.Sz = 55,93 + 2.0,8.0,025 = 55,97(mm)

Dt2 = Dt1 + 2.0,6.Sz = 55,97 + 2.0,6.0,025 = 56(mm)

Dt3 = Dt2 + 2.0,4.Sz = 55 + 2.0,4.0,025 = 55,02(mm)

- Số răng sửa đúng

Dsd=64,03(mm)

- Kiểm tra sức bền dao chuốt

Sơ đồ chịu lực: Mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng Thành phần hướng kính Py thành phần hướng vào tâm dao Tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu thành phần lực dọc trục Pz song song với trục chi tiết Tổng hợp các lực Pz

sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao