ĐỒ ÁNTHIẾT kế DỤNG cụ cắt

Chọn loại dao: Chi tiết gia công trên có thể sử dụng dao trụ hay tròn đều được.Song để đơn giản trong việc thiết kế cũng như tăng độ chính xác cho chi tiết gia công ta chọn dao tiện định

PHẦN I DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu : Tính toán thiết kế dao tiện định hình với các thông số sau:

Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có σb = 600N/mm2

I Chi tiết gia công:

Chi tiết gia công làm từ thép C45 ,có σb= 600N/mm2 , bao gồm nhiều bề mặt tròn xoay : mặt trụ , mặt côn , mặt đầu Đay là một chi tiết điển hình , kết cấu chi tiết cân dối Độ chênh lệch đường kính nhỏ Trên chi tiết gia công không có đoạn nào có góc profil nhỏ hoặc bằng 0

II Chọn loại dao:

Chi tiết gia công trên có thể sử dụng dao trụ hay tròn đều được.Song để đơn giản trong việc thiết kế cũng như tăng độ chính xác cho chi tiết gia công ta chọn dao tiện định hình lăng trụ

Ưu nhược điểm của dao tiện định hình lăng trụ so với dao tiện định hình tròn:

- Ưu điểm: Gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn do chỉ gây ra sai số ∆1

- Nhược điểm : khó chế tạo

Căn cứ vào chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết :

tmax =

Dựa vào bảng 3.2a – kết cấu và kích thước của dao tiện định hình lăng trụ

Ta có kích thước cơ bản của dao:

Dao được chọn theo cách gá thẳng

Vì profile của chi tiết không có đoạn nào có góc sau quá bé hoặc bằng 0 , và profile của chi tiết có đoạn đối xứng

IV Chọn thông số hình học của dao:

Vật liệu gia công là thép có σb = 600N/mm2

Tra bảng 3.4 : góc trước γ = 20°- 25° , chọn γ = 22°

Góc sau đối với dao lăng trụ α = 12°-15°, chọn α = 12°

V Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng:

Công thức tính toán:

τ (α γ)

τ

γ γ

γ γ

sin

; sin

1

1

k k

k k

k k

k k

H

B C

r B

r C

r A r A

ở đây : r1 – bán kính chi tiết tại điểm cơ sở

rk – bán kính chi tiết tại điểm tính toán

γ,α - góc trước , góc sau tại điểm cơ sở

γk – góc trước tại điểm tính toán

Họ và tên: Đặng Thành Cường MSSV: 20120131 Lớp KTCK-05-K57 Page 3

bảng tính toán chiều cao profin dao và hình dạng profin dao :

Porfile của dao trong tiết diện trùng với mặt trước:

Điểm ri

(mm)

A(mm)

10 37,5 0,2747 15,940 36,0581 10,5606 8,7551

Profile của dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau:

Họ và tên: Đặng Thành Cường MSSV: 20120131 Lớp KTCK-05-K57 Page 7

VI Phần phụ của profin dụng cụ :

Phần phụ của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt

Kích thước của phần phụ như trên hình vẽ :

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

ra khỏi phôi có kích thước như hình trên

Chọn kích thước của phần phụ như sau:a=b=1mm

g: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt,chọn g=3 mm

f:chiều rộng vát của chi tiết,chọn f=1 mm

c=f+g+1=5 mm

ϕ1 = 45°

ϕ = 45°

d=(c-g)tgφ+2=(5-3)tg450+2=4 mm

Chiều dài của dao:L=lc+a+b+d+g=41+1+1+4+3= 50 mm

VII Điều kiện kỹ thuật:

Các kích thước không mài có Rz ≤ 20 (mm)

VIII Kích thước và kết cấu của dao như hình vẽ :

Họ và tên: Đặng Thành Cường MSSV: 20120131 Lớp KTCK-05-K57 Page 9

PHẦN II THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH Yêu cầu: Thiết kế dao phay định hình hớt lưng có góc trước ɣ > 0 để gia công chi

tiết như hình vẽ

Vật liệu gia công thép 40X có σb = 650 N/mm2

I - Phân tích chi tiết và chọn dao.

Chi tiết có dạng rãnh, có profin phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn Vì vậy ta chọn dao phay định hình hớt lưng, là loại dao phổ biến dùng trong gia công chitiết định hình Chiều cao profin lớn nhất hcmax = 15mm, chiều rộng rãnh l = 30mm

Căn cứ vào chiều cao lớn nhất của chi tiết h0 = 15mm, tra bảng 4.11 sách “Hướng dẫnthiết kế dụng cụ cắt kim loại” ta có: Số răng của dao Z = 10.

Đường kính đỉnh của dao D = 150 mm

Theo bảng 4.14 (Trang 58- Sách HDTKDCC) ta có các thông số sau:

II- Tính toán profin trong tiết diện chiều trục

Ta cần xác định chiều cao profin dao trong tiết diện chiều trục để tạo ra dao cắt

Có sơ đồ tính toán như sau:

Họ và tên: Đặng Thành Cường MSSV: 20120131 Lớp KTCK-05-K57 Page 11

Xét điểm i trên chi tiết, để gia công được điểm i’ thì phải có điểm i tương ứng thuộc profin chi tiết Xác định điểm i’ đó như sau: Từ điểm i trên profin chi tiết ta dóng ngang sang phía dao cắt đường OdT tại E Lấy Od làm tâm quay cung tròn bán kính OdE cắt vết mặt trước tại F Vẽ đường cong hớt lưng acsimet cắt OT tại G Từ

G kẻ đường thẳng song song với iE, từ i kẻ song song với OT được điểm i’, điểm này nằm trên profin dao dùng để gia công điểm i trên profin chi tiết

Theo sơ đồ tính ta có: hdi = GT =ET – EG = hci - Δi ( Với EG là độ giáng của đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc ở tâm β)

Ta có: Δi = EG = β; Mà β = ɣj - ɣ

Sin ɣi = = => ɣ = arcsin ( ) => βi = arcsin ( ) - ɣ

=> hdi = hci - [= arcsin ( ) - ɣ]

Trong đó: - K : Lượng hớt lưng

- Z : Số răng dao phay

- R : Bán kính đỉnh dao

Theo bảng 4.11 => K = 10; Z = 6 (Răng)

Nhận thấy profin chi tiết có một đoạn cung tròn Vậy profin dao cũng có một đoạn cong tương ứng Để đảm bảo chính xác, ta chia cung tròn ra để tính

Ta chia cung tròn thành 10 điểm với khoảng cách đều nhau

Họ và tên: Đặng Thành Cường MSSV: 20120131 Lớp KTCK-05-K57 Page 13

11 24 71 13,435 3,435 23,428

12 27 68 14,04 0 4,040 26,327

III- Tính toán profin qua tiết diện mặt trước của dao.

Ta cần xác định chiều cao profin dao qua tiết diện mặt trước của dao để kiểm tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu không

Ta có sơ đồ tính sau:

Phần II

Tính toán thiết kế dao chuốt lỗ tròn.

1 Phân tích chi tiết:

Vật liệu gang 32 - 52, là vật liệu có độ cứng HB 210

Đường kính lỗ gia công tương đương với φ22X3

Đường kính lỗ trước khi chuốt do nguyên công khoan đảm nhiệm nên ta coi là:

4, Vật liệu làm dao chuốt:

Họ và tên: Đặng Thành Cường MSSV: 20120131 Lớp KTCK-05-K57 Page 19

Dao chuốt chia ra làm 5 phần lớn

- Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần răng (III) gồm phầnrăng 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

6 Lượng nâng răng dao:

Số răng cắt tinh: ta chọn số răng cắt Ztinh = 3

Chọn lượng nâng răng cắt tinh :

Lượng dư do cắt tinh

→Ta chọn lấy số răng cắt thô là: Zthô = 11(răng)

Cộng 1 là răng thô đầu tiên có Sz = 0 dùng để cắt các bavia do nguyên côngtrước để lại

Lượng dư còn lại q = 0,1.0,03 = 0,003 < 0,015, do đó ta cho vào răng cắt đầutiên Do vật liệu chi tiết cần gia công là gang 15 – 32 có độ ròn cao nên nên phoi sinh

ra có dạng vụn nên ta chọn profin của dao có dạng lưng thẳng

Do vật liệu chi tiết có độ ròn cao nên tạo phoi vụn Vì vậy dạng rãnh được thiết kế

có loại rãnh thẳng để dễ dàng mài lại lưng răng khi chế tạo dao

Dạng răng và rãnh được đặc trưng bằng các thông số sau:

Bước lưng răng η

Chiều sâu rãnh hay chiều cao rãnh h, bước răng t được thiết kế sao cho đủkhông gian chứa phoi

Tiết diện rãnh thoát phoi

h  1,13 K.Lc.Sz= 1,13

8,00

= 3,196 ⇒

Chọn h = 4 (mm) Bán kính cong của rãnh:

r = (0,5 ÷ 0,75).h = 2,0 ÷ 3,0 ⇒

Chọn r = 2,5 (mm)

b = (0,25 ÷ 0,4).t = 2,5 ÷ 4,0 ⇒

Chọn b = 3 (mm) Cạnh viền f chọn:

Răng cắt f = 0,05

Răng sửa đúng f = 0,2 (mm)

Thông số hình học:

Góc trước của răng cắt và răng sửa đúng được tra theo bảng 9 ta có

Góc trước  =120÷150 chọn  =150

Góc sau :

Đối với răng cắt thô : =30

Đối với răng cắt tinh : =20

Đối với răng cắt sửa đúng: =10

Số răng đồng thời tham gia cắt:

ZMax = t

L

+ 1 =

50 10

Tổng số răng của dao chuốt:

Z = Zthô + Ztinh + Zsửa đúng = 11 + 3 + 6 = 20

Đường kính của dao:

được xác định bằng thựcnghiệm

Trong trường hợp này ta lấy giá trị δ

= 0,005

8 Chiều dài dao chuốt:

Đường kính phần định hướng phía trước bằng đường kính lỗ trước khi chuốt

D3 = D0 = 19,1 (mm)

L4chiều dài phần định hướng bằng chiều dài lỗ chuốt L4 = 50 (mm)

Xác định phần định hướng phía sau:

Đường kính phần định hướng phía sau bằng đường kính lỗ sau khi chuốt

L1:Là chiều dài phần kẹp của đầu dao trong mâm cặp chọn L1= 80 (mm)

Lh : Khe hở giữa chiều mặt đầu mâm cặp với thành máy; lấy Lh = 10 (mm)

Lm: Là chiều dầy thành máy

Lb: Là chiều dày thành ngoài của bac tì

L3 chiều dài phần côn chuyển tiếp; ta lấy L3 = 15 (mm)

- Xác định chiều dài phần răng cắt thô và cắt tinh

L5 = t.ZC = 10.11 = 110 mm

- Xác định chiều dài phần răng sửa đúng

Lsửa đúng = L6 = tSửa đúng Zsửa đúng = 7.5 = 35 (mm)

- Chiều dài toàn bộ dao

Ld = L + L2 + L3 + L5 + L6 + L7

= 180 + 45 + 15 + 110 + 35 + 30 = 415 (mm).

Kiểm tra điều kiện cứng vững của chiều dài dao

[Ld] = 40.20 =800 (mm) Vậy: Ld < [Ld] ⇒ dao chuốt đảm bảo đủ cứng

SZ: lượng nâng của răng: Sz = 0,03

Kγ; Kn; Km: các hệ số do ảnh hưởng của góc trước; dung dịch nguội lạnh; mức độcùn của răng dao

Đối với dao chuốt lỗ trụ ;

Pmax = CP.SZX.∑b

.Zmax.Kγ Kn Theo bảng 13 ta có :

Theo bảng 15 ta có: ứng suất cho phép của dao: [σz] =35 (kg/mm2)

Ta thấy σx<[σz] Vậy dao đủ bền

Số rãnh chia phoi: Theo bảng 13 ta có số rãnh chia phoi: 12 rãnh.

9 Điều kiện kỹ thuật:

Vật liệu:

Vật liệu phần cắt: P18

Vật liệu phần đầu dao: Thép 40X

Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 62÷65

Họ và tên: Đặng Thành Cường MSSV: 20120131 Lớp KTCK-05-K57 Page 25

Phần định hướng phía trước HRC 60÷65

Phần đầu dao HRC 40÷47

Độ nhám:

Trên cạnh viền của răng sửa đúng không lớn hơn 0,25

Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc trong lổ tâm, phần định hướngkhông thấp hơn 0,5

Mặt đáy răng, đầu dao, côn chuyển tiếp các rãnh chia phoi không lớn hơn.1

Các mặt không mài không lớn hơn 2

Sai lệch lớn nhất của đường kính ,các răng cắt không vượt quá trị số -0,008

Sai lệch cho phép đường kính của các răng sửa đúng và các răng cắt tinh khôngvượt quá trị số+0,025

Độ đảo:

Độ đảo tâm theo đường kính ngoài của răng sửa đúng, răng cắt tinh, phần địnhhướng sau không vượt quá trị số dung sai của đường kính Độ đảo phần còn lại củadao trên mỗi 100 (mm) chiều dài không vượt quá trị số 0,006

Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá: