do an dao

Chúng bảo đảm độ đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thớc của cả loạt chi tiết gia công, năng xuất cắt cao, số lần màilại cho phép lớn.. - Với vật liệu chi tiết gia công là thép

Lời nói đầu

iện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các máy móc đãnâng cao tính năng tự động trong quá trình sản xuất, đặc biệt là các máycông cụ Để đáp ứng yêu cầu về tự động hoá máy cũng nh đảm bảo cho quá trìnhsản xuất của các máy công cụ đạt đợc năng suất cao thì việc chế tạo ra các dụng

cụ cắt gọt thoả mãn các chỉ tiêu về kinh tế- kỹ thuật là rất cần thiết

H

Thiết kế đồ án môn học dụng cụ cắt là bớc đầu giúp sinh viên làm quenvới lĩnh vực thiết kế các dụng cụ cắt gọt, nó cho phép đúc kết lại toàn bộ kiếnthức đã đợc học một cách có hệ thống và vận dụng linh hoạt vào quá trình làm

Qua một thời gian tìm hiểu và thiết kế, với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của

thầy giáo: Đặng Văn Thanh, em đã hoàn thành những nội dung đề tài đợc giao.

Xong do kiến thức tích luỹ và kiến thức thực tế còn cha nhiều nên trong quátrình thiết kế không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc sự chỉbảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong bộ môn để nội dung thiết kế của

em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2006

Sinh viên Nguyễn Xuân Trọng

Phần i - Thiết kế dao tiện định hình

Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sảnxuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối Chúng bảo đảm độ đồng nhất về hình dáng và

độ chính xác kích thớc của cả loạt chi tiết gia công, năng xuất cắt cao, số lần màilại cho phép lớn Muốn vậy, khi thiết kế dao tiện định hình cần chọn vật liệu dao

hợp lý, kết cấu dao hợp lý, tính kích thớc biên dạng dao chính xác và đề ranhững yêu cầu kỹ thuật chế tạo thật hợp lý.

1 Chọn vật liệu dao tiện định hình.

- Dao tiện định hình thờng có biên dạng phức tạp, làm việc trong điều kiệncắt nặng nề, lực cắt lớn, nhiệt cắt lớn Vì vậy, cần chọn vật liệu làm dao có độcứng cao, độ bền nhiệt cao, độ bền cơ học và khả năng chống mòn tốt

- Với vật liệu chi tiết gia công là thép 50, cần gia công đạt cấp chính xácIT12, độ nhẵn cấp 5, chọn vật liệu dao tiện định hình là thép gió P18, nó đáp ứng

đầy đủ các yêu cầu trên

Thép P18 có thể gia công các loại thép có b > 850 (N/mm2) và gang có độcứng HB > 220

Hàm lợng V làm tăng tính chống mài mòn và giữ cho hạt nhỏ khi tôi

Sau khi tôi thép gió P18 có tổ chức:

Máctenxit +Ôtenít d (30%)+Cac bit d(15%)

Với độ cứng HRC 62 - 65

- Chọn theo hình dáng lớn nhất tmax của chi tiết gia công

Chiều cao hình dáng lớn nhất, xác định theo công thức:

mm

9 2

17 35 2

d d

t max min max     

Với cấp chính xác thấp IT12, độ nhẵn cấp 5 Chọn dao tiện định hình tròn h ớngkính gá thẳng có điểm cơ sở ngang tâm

Chọn điểm cơ sở ngang tâm là điểm 0 (Hình 1)

Hình 1:Các điểm biên dạng chi tiết

- Theo bảng 2 - 3, kích thớc kết cấu của dao tiện định hình tròn có lỗ chốt là:

- Với dao tiện định hình tròn  = 100 120 Chọn  = 120

+ Góc trớc : Phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công

- Theo bảng 2 - 4, với vật liệu chi tiết gia công là thép 50, có:

b = 640 N/mm2 , HB = 207  241

- Chọn  = 22o

4 Tính chiều cao hình dáng các điểm biểu diễn biên dạng dao.

Hình 3: Sơ đồ tính chiều cao hình dáng dao tiện định hình tròn ngoài

+ Hoành độ: Biểu thị kích thớc chiều trục của các điểm trên biên dạng lỡi cắt củadao so với điểm cơ sở ngang tâm 0

+ Đây là dao tiện định hình hớng kính gá

thẳng nên kích thớc chiều trục của các

điểm biên dạng trên lỡi cắt đúng bằng

kích thớc chiều trục của các điểm tơng

ứng trên chi tiết gia công :

+ Tung độ: Biểu thị chiều cao hình dáng của các điểm biên dạng trên lỡi cắt sovới điểm cơ sở ngang tâm.

- góc sau tại điểm cơ sở ngang tâm

- góc trớc tại điểm cơ sở ngang tâm

R- bán kính của dao ứng với điểm cơ sở ngang tâm

Rn- bán kính của dao ứng với điểm thứ n trên biên dạng lỡi cắt

n- chiều cao hình dáng điểm thứ n biên dạng dao theo mặt trớc

tn- chiều cao hình dáng điểm thứ n biên dạng dao tính theo tiết diện vuônggóc với mặt sau

Tính chiều cao hình dáng cho các điểm 0; (3,4); (1,2,5,6) trên biên dạngdao tơng ứng với các điểm 0; (3,4); (1,2,5,6) trên biên dạng chi tiết

*Chiều cao hình dáng điểm 0

*Chiều cao hình dáng điểm 1,2,5,6.

x -chiều rộng của cung hình dáng dao

t -chiều cao hình dáng dao

 x = 9 mm t = 7,3

Do đó:

tg = 7,3/9 = 0,811   = 390

Rtt = 9 / sin2.390 = 9,2

Độ chính xác hình dáng kích thớc của chi tiết gia công phụ thuộc vào dộchính xác hình dáng kích thớc biên dạng của dao Vì vậy cần xác định dung saikích thớc biên dạng dao chặt chẽ Trong quá trình gia công chi tiết định hình cóthể coi dao nh là chi tiết trục (bị bao) Vì vậy nên bố trí trờng dung sai kích thớcbiên dạng dao nh đối với trục cơ sở, nghĩa là sai lệch trên bằng không và sai lệchdới âm Bố trí nh vậy, sai số biên dạng dao sẽ tạo ra sai số có thể sửa đợc trênbiên dạng chi tiết

Chi tiết gia công bằng dao tiện định hình đạt cấp chính xác IT12, chọn cấpchính xác của dao tiện định hình cao hơn 3 cấp là IT9

- Dựa vào cấp chính xác và kích thớc biên dạng của dao

Theo bảng 2 - 8, đợc các sai lệch kích thớc biên dạng dao

+ Dung sai chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao:

3 , 57

42 , 0 12 cos 2 , 9 3

,

57

cos

42 , 0 ).

22 12 cos(

2 , 9 3

, 57

R- bán kính của dao tại điểm cơ sở ngang tâm

- góc sau tại điểm cơ sở ngang tâm

- góc trớc tại điểm cơ sở ngang tâm

 - dung sai của góc , độ

(+) -dung sai của góc +, độ

+ Để tăng bền cho lỡi cắt, lấy thêm đoạn lỡi cắt phụ a = 2 mm

+ Để tạo lợng d xén mặt đầu, lấy c = 1 mm, với góc 1 = 200

+ Để chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt lấy:

b = 4 mm t = 6 mm b1 = 1 mm  = 150

+ Để giảm ma sát khi cắt, đoạn lỡi cắt 23 đợc vát nghiêng 1 góc 0 = 10

8 Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình.

8.1 Vật liệu phần cắt : Thép gió P18

Vật liệu thân dao : Thép gió P18

8.2 Độ cứng sau nhiệt luyện

và lắp ghép dễ dàng.

Với kết cấu dao tiện định hình tròn ngoài có lỗ chốt, chọn gá kẹp dao thểhiện trên hình 2.29, đợc sử dụng trên máy tiện, máy tiện Rơvonve

Hình 4: Gá kẹp dao

Dao đợc định vị trên bulông đỡ 1 và đợc kẹp chặt nhờ đai ốc kẹp 4 và chốt

2 Gá kẹp loại này có hai cơ cấu điều chỉnh mũi dao ngang tâm máy Cơ cấu điềuchỉnh thô gồm: Vít điều chỉnh 8, chốt 9, quạt điều chỉnh 6 Cơ cấu điều chỉnh

tinh là ống lệch tâm 4 Khi quay ống lệch tâm 4 mũi dao đợc nâng lên hoặc hạxuống so với trục của chi tiết gia công Vít kẹp 5 để kẹp chặt ống lệch tâm.

phần ii-Thiết kế dao chuốt rãnh then

Dao chuốt là một loại dụng cụ cắt có năng xuất cao, thờng dùng để giacông những bề mặt định hình trong và ngoài Sau khi chuốt, bề mặt gia công cóthể đạt độ chính xác cấp 8  7 và đạt độ nhẵn 6  8 ( Ra = 2,50  0,63 ) Cũng

có thể đạt tới độ nhẵn cấp 9 ( Ra = 0,32 )

Dao chuốt là loại dao chuyên dùng Vì vậy chỉ cần thay đổi lợng d, hoặckích thớc bề mặt gia công hoặc vật liệu chi tiết là phải tính toán thiết kế và chếtạo dao chuốt mới

Dao chuốt cho năng xuất và độ nhẵn cao nhng có nhợc điểm là lực cắt lớn

và dao chóng mòn khi lợng chạy dao lớn và khi lợng chạy dao nhỏ thì xảy rahiện tợng trợt do đó ảnh hởng tới chất lợng gia công

1 Chọn kiểu dao chuốt và máy chuốt.

Theo đề tài, gia công bề mặt định hình trong do vậy dùng dao chuốt kéo

và tiến hành trên máy chuốt ngang

- Theo bảng 3 - 1, chọn máy chuốt kiểu 7520 có các tính năng kỹ thuật của máy

Tốc độ hành trình làm việc (m/ph)

Tốc độ hành trình ngợc (m/ph)

Động cơ điện

(kw)

Số vòng quay(v/ph)

2 Chọn vật liệu dao chuốt.

Với vật liệu chi tiết gia công là gang GX18-36, tra bảng 2-14 có :

b= 180 (N/mm2) và HB = 170229 Chọn vật liệu làm dao là thép gió P18 vìthép gió có độ cứng khá cao, độ bền cao và khả năng chống mài mòn cao

đồ chuốt ăn dần có u điểm là việc chế tạo răng dao đơn giản hơn nhiều so với sơ

đồ truốt theo lớp Tuy nhiên độ chính xác và độ nhẵn của bề mặt gia công đạt đ

-ợc thấp hơn Vì trên bề mặt ở chỗ chuyển tiếp từ lớp cắt nọ sang lớp kia đôi khicòn để lại các vết cắt dọc do các răng riêng biệt tạo ra

Hình 5: Sơ đồ chuốt ăn dần

4 Xác định l ợng d gia công.

- Lợng d khi chuốt phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ, chất lợng bề mặt, kích thớc

bề mặt gia công và dạng gia công bề mặt đó trớc khi chuốt Lợng d khi chuốtrãnh then đợc tính theo công thức:

max 2

min min

min max

, 0 48 12 , 52

Sz lớn thì chiều dài dao chuốt tính đợc sẽ ngắn, dễ chế tạo, năng xuất cao, nhnglực chuốt sẽ lớn, làm răng dao sẽ mòn theo mặt trớc và mặt sau ảnh hởng xấu

đến độ chính xác và độ nhẵn bề mặt gia công Vì vậy không nên chọn Sz lớn hơn0,15 mm khi gia công thép và 0,2 mm khi gia công gang Ngợc lại lợng nâng củarăng cắt thô không nên chọn nhỏ hơn 0,02 mm vì khi đó dao chuốt sẽ dài, răng

dao rất khó cắt vào kim loại gia công và thờng bị trợt và làm cùn nhanh lỡi cắtdẫn đến làm giảm độ nhẵn bề mặt gia công Trờng hợp cần truốt tinh có thể chọn

Sz nhỏ hơn 0,015 (mm) nhng phải đánh bóng cả mặt sau và mặt trớc của dao

đồng thời năng mài lại răng dao với chất lợng cao

Răng cắt thô đầu tiên thờng bố trí lợng nâng bằng 0 để chỉ làm nhiệm vụsửa đúng biên dạng lỗ phôi, các răng cắt thô còn lại có lợng nâng bằng nhau và

đợc xác định theo bảng 3 - 5, có: Sz =0,06 0,2 mm

Chọn Sz = 0,1 mm

Để tránh giảm lực cắt đột ngột giữa răng cắt thô và răng sửa đúng đợc bốtrí từ 2  4 răng cắt tinh với lợng nâng giảm dần Thờng chọn 3 răng cắt tinh vớilợng nâng có thể đợc bố trí nh sau:

Lợng nâng sơ bộ của răng cắt tinh là:

+ Lợng nâng của răng cắt tinh thứ nhất là:

Szt1= 0,8.Sz = 0,8.0,1 = 0,08+ Lợng nâng của răng cắt tinh thứ hai là:

Szt2= 0,6.Sz = 0,6.0,1 = 0,06+ Lợng nâng của răng cắt tinh thứ ba là:

S

A A Z

At  zt  zt1 zt2  zt3    

Sz: Lợng nâng của răng cắt thô ứng với sơ đồ truốt tổ hợp

( Sz = 0,1 mm )Vậy ta có:

9 , 50 1 1

, 0

18 , 0 17 , 5

Lấy Zth = 51 răng

Xác định lại Atinh thực tế ( At.th )

Z 1 5 , 17 0 , 1 51 1 0 , 17 S

A

At.th  max z th     

Trong đó:

3 zt 2 zt 1 zt th

Mặt khác:

4 : 6 : 8 S : S :

Szt1 zt2 zt3 

Suy ra ta có:

07 , 0 18

8 17 , 0 18

8 A

S th 1

06 , 0 18

6 17 , 0 18

6 A

S th 2

04 , 0 18

4 17 , 0 18

4 A

S th 3

Dao chuốt rãnh then : Zsđ = 4

7 Góc độ của răng dao chuốt.

+ Góc sau  chọn phụ thuộc vào kiểu dao chuốt

- Theo bảng 3 - 8 , có:

Đối với răng cắt thô:  = 3o : sai lệch = ±30’

Đối với răng cắt tinh:  = 2o : sai lệch = ±30’

Đối với răng sửa đúng:  = 2o : sai lệch = ±30’

Để tăng độ bền kích thớc, trên mặt sau của răng sửa đúng đợc để lại dảicạnh viền f = 0,05  0,2 mm ( chọn f = 0,1 mm )

+ Góc trớc : Chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công

chọn rãnh dạng lng thẳng Hình dáng, kích thớc răng và rãnh chứa phoi phụthuộc vào vật liệu gia công và tiết diện phoi do một răng dao cắt ra Diện tíchrãnh chứa phoi F đợc xác định theo công thức:

F = f.k

Trong đó:

f: Diện tích tiết diện phoi ( mm2 )

f = L.Sz = 36.0,1 = 3,6 ( mm2 )L: Chiều dài bề mặt đợc truốt

h z

2





Trong đó:

h: Chiều sâu rãnh chứa phoiThay số ta đợc:

5 , 2 k 83 , 2 1 , 0 36 4

6 , 3 14 ,







Ta thấy điều kiện trên thoả mãn khả năng chứa phoi

Để thuận tiện cho việc chế tạo dao, bớc răng của các răng cắt thô, cắt tinh

và răng sửa đúng đều lấy bằng nhau: t = 10

Để giảm rung và nâng cao độ chính xác bề mặt gia công t đợc thay đổitrong phạm vi t =  (0,2  1) mm

9 Xác định số răng đồng thời tham ra cắt.

Khi chuốt số răng đồng thời tham gia cắt luôn thay đổi từ trị số nhỏ nhất

Zmin đến trị số lớn nhất Zmax

+ Số răng nhỏ nhất tham gia cắt:

4 10

36 t

L

+ Số răng lớn nhất tham gia cắt:

5 1 4 1 t

Với B = 14 (mm) Là chiều rộng rãnh then

tra đợc H1= 30 (mm) là chiều cao đầu dao

- Chiều dày thân dao :

+ TÝnh chiÒu cao phÇn c¾t cña c¸c r¨ng dao chuèt

- ChiÒu cao phÇn c¾t r¨ng c¾t th« ®Çu tiªn h1 =4,5 (mm)

- ChiÒu cao phÇn c¾t c¸c r¨ng sau lín h¬n r¨ng tríc mét lîng Sz

Szt1 -lµ lîng n©ng cña r¨ng c¾t tinh thø nhÊt Szt1=0,07

Szt2 -lµ lîng n©ng cña r¨ng c¾t tinh thø hai Szt2 =0,06

r¨ng hi

(mm)

R¨ng daothø i ChiÒu caophÇn c¾t

11 Chọn kết cấu rãnh chia phoi.

Với vật liệu gia công là GX 18-36, là loại gang xám Ferit - Peclit tổ chức

tế vi là nền kim loại và Graphit tấm Tổ chức tế vi này có tính dòn và không biếndạng đợc

Vì vậy khi gia công vật liệu này nhận đợc phoi vụn nên không cần bố trírãnh chia phoi

Hình dáng kích thớc đầu dao chuốt đã đợc tiêu chuẩn hoá Đầu dao chuốtrãnh then đợc tra theo bảng 3-19 và 3-20 Sử dụng đầu kẹp nhanh với

b = 14 mm, tra bảng 3-19, đợc các kích thớc của đầu dao:

- Chiều rộng răng dao và chiều dày thân dao:

b = 14 mm ; B1=18,04 mm

- Chiều dài lắp vào mâm cặp l = 70 mm

- Chiều cao phần đầu dao H1 = 30 mm

- Chiều cao thân dao H0 = H1 - h1 = 30 - 4,5 = 25,5 mm

- c = 10mm ; e = 8mm ; a = 18mm ; f = 1mm ; l1 = 25mm

- Diện tích tiết diện nhỏ nhất: 300 mm2.

Hình 7: Kích thớc đầu kẹp nhanh của dao chuốt rãnh then

đập đột ngột gây sứt mẻ chi tiết

Đối với dao chuốt rãnh then không làm phần định hớng sau vì dao đã đợckẹp và dẫn hớng trên bàn dao của máy chuốt Nhng sau phần răng sửa đúngkéo dài thêm một đoạn l7 = t + (510) (mm)

= 10 + 10 = 20 (mm)

Để dẫn hớng và định vị phôi, cần phải sử dụng bạc dẫn hớng Bạc dẫnhớng là bạc hình trụ ba bậc, có xẻ rãnh dọc theo trục dao, dao chuốt sẽ trợt

trong dãnh khi cắt, bậc I lắp vào lỗ thành máy chuốt, bậc II khử chuyển độngtịnh tiến của bạc, bậc III để định vi phôi

Để đảm bảo độ bền cho bạc dẫn hớng phải thoả mãn điều kiện:

u  0,15.D D: đờng kính lỗ phôi

u  0,15.48 = 7,2 (mm)Tính chiều dày u

2 1

B1 = 18,04 (mm) Chiều dày thân dao

H1 = 30 (mm) Chiều cao phần đầu daoThay vào, có:

u = 2

48

-

4 2

48 30 4 04 , 18

2 2

Bạc dẫn hớng

16 Xác định chiều dài dao chuốt.

Chiều dài dao chuốt đợc tính theo công thức sau:

Ld = L + Lth + Lt + Lsđ + L7

Trong đó:

L -là khoảng cách từ đầu dao đến đỉnh răng cắt thô đầu tiên

Lth -chiều dài phần răng cắt thôLth = 510 (mm)

Lt -chiều dài phần răng cắt tinh Lt = 30 (mm)

Lsđ -chiều dài phần răng sửa đúng Lsđ = 40 (mm)

L7 -chiều dài phần định hớng sau L7 = 20 (mm)

L = L1+ Lh + Lm + Lb + Lc

Trong đó:

L1 -chiều dài đầu dao tra theo bảng 3-19, L1= 25 (mm)

Lh -khe hở giữa mặt đầu mâm cặp với thành máy chuốt Thờng lấy từ Lh = 10  15 (mm), chọn Lh =12 (mm)

Lm -chiều dài thành máy chuốt, Lm = 20  30 (mm) Chọn Lm = 25

Lb -chiều dài vành ngoài của bạc tỳ, thờng lấy Lb=10 (mm)

Lc -chiều dài chi tiết gia công L=36 (mm)

 L = 25 + 12 + 25 + 10 + 36 = 108 (mm)

Do đó:

x z p max C S b Z K K K K

; 1 K

; 1 K

; 1,

Vậy lực cắt lớn nhất là:

 N 78

, 16488 1

1 1 1 , 1 5 14 1 , 0 1150

18 Kiểm nghiệm lực chuốt và độ bền dao chuốt.

Muốn làm việc đợc lực kéo Q của máy chuốt phải lớn hơn lực chuốt Pmax

Để đảm bảo độ bền kéo cho dao cần thoả mãn điệu kiện:

 





 F

, 54 300

78 , 16488

b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

- Phần răng và phần định hớng sau đạt: HRC 62  65

- Phần định hớng trớc: HRC 60  62

c, Độ nhẵn bề mặt:

- Cạnh viền của răng sửa đúng: Cấp 9 ( Ra = 0,32 )

- Mặt trớc, mặt sau của răng, các bề mặt định hớng: Cấp 8 ( Ra = 0,63 )

- Mặt đáy răng, mặt ngoài của đầu dao, côn chuyển tiếp:Cấp 7 (Ra =1,25 )

- Các bề mặt không mài: Cấp 6 ( Ra =2,5 )

Trên răng cắt, chiều rộng cạnh viền không vợt quá 0,05mm

e, Sai lệch cho phép chiều sâu rãnh chứa phoi:

Không đợc vựơt quá +0,3 mm

f, Sai lệch tổng cộng chiều dài của dao:

Không đợc vợt quá 5 mm

h, Sai lệch giới hạn chiều cao răng cắt và răng sửa đúng không vợt quá:

i, Dung sai chiều rộng lỡi cắt của răng cắt và răng sửa đúng:

Lấy bằng 1/3 dung sai chiều rộng rãnh then, trờng dung sai phân bố vềphía âm (sai lệch trên bằng 0) -0,016

j,Sai lệch giới hạn của góc:

- Góc trớc: 10

- Góc sau: 30’

k, Khắc nhãn hiệu trên cổ dao:

- Đờng kính lỗ chuốt :

- Vật liệu dao chuốt : Thép gió P18

- Số hiệu dao chuốt :

- Tên nhà máy chế tạo :