Thiết kế dụng cụ cắt: Dao tiện định hình, dao chuốt

bài tập lớn môn học thiết kế dụng cụ cắt, bao gồm 2 phần chính: tính toán thiết kế dao tiện định hình và tính toán thiết kế dao chuốt theo hoa.các tính toán đều được trình bày rất tỷ mỉ giúp bạn đọc có thể tham khảo và tìm hiểu một cách chi tiết nhất.Xin cảm ơn

Mục lục

Lời nói đầu 2

Phần 1: Thiết kế dao tiện định hình 3

1 Phân tích chi tiết gia công: 3

2 Chọn loại dao: 3

3 Chọn cách gá dao: 4

4 Chọn vật liệu và thông số hình học cho dao: 4

5 Chọn điểm cơ sở: 5

6 Thiết kế profin dao: 5

7 Tính toán chiều cao hình dáng profin của dao: 6

8 Tính toán kích thước chính của dao 9

9 Thiết kế dưỡng kiểm tra dao: 10

10 Điều kiện kỹ thuật: 11

Phần 2: Thiết kế dao chuốt 13

1 Chọn kiểu dao chuốt và máy chuốt: 13

2 Vật liệu chi tiết gia công: Thép C45 13

3 Chọn sơ đồ chuốt 13

4 Xác định lượng d (lượng dư) gia công 13

5 Xác định lượng nâng của nâng dao (S z ) 14

6 Xác định số răng dao 14

7 Góc độ của răng dao chuốt 15

8 Xác định hình dáng và kích thước răng, rãnh chứa phoi 16

9 Xác định số răng đồng thời tham gia cắt 17

10 Xác định kích thước các răng 17

11 Chọn kết cấu rãnh chứa phoi 20

12 Xác định hình dáng đầu dao chuốt 20

13 Phần định hướng trước 21

14 Kích thước cổ dao và côn chuyển tiếp 21

15 Phần dẫn hướng phía sau 22

16 Kích thước cổ trục đỡ 22

17 Xác định chiều dài dao chuốt 23

18 Lực chuốt và kiểm nghiệm bền khi chuốt 23

19 Chọn hình dạng kích thước lỗ tâm 24

Lời nói đầu

Dụng cụ cắt kim loại đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực gia công cơ khí Nó trực tiếp tác động vào quá trình sản sản xuất ra các sản phẩm cơ khí,công cụ sản xuất máy móc thiết bị cho nền kinh tế quốc dân

Việc nắm bắt được vai trò quan trọng của dụng cụ cắt kim loại cũng như khả năng thiết kế chế tạo là một đòi hỏi bắt buộc đối với người làm công tác kỹ thuật trong lĩnh vực cơ khí,như vậy mới có thể đạt được yêu cầu kỹ thuật ,năng suất cho quá trình chế tạo cơ khí đóng góp vào sự phát triển chung của đất nước

Vì những lí do trên nên việc hoàn thành đồ án môn học “thiết kế dụng cụ cắt kim loại” đóng vai trò quan trọng và cần thiết đối vớ mỗi sinh viên cơ khí, nó giúp cho mỗi sinh viên làm quen và rèn luyện kỹ năng thiết kế để chuẩn bị công tác sau này Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế nhữnh dụng cụ cắt điển hình Đó là thiết kế dao tiện định hình, thiết kế dao chuốt để gia công lỗ then hoa

Em xin chân thành cảm ơn!

Phần 1: Thiết kế dao tiện định hình

Đề bài: Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết có biên dạng và yêu cầu kích thước như hình vẽ Sai lệch kích thước bằng 0.1

1 Phân tích chi tiết gia công:

Chi tiết gia công được làm từ thép C45 có b=750 N/mm2, chi tiết bao gồm nhiều mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn, sự chênh lệch hình dáng không lớn lắm do vậy ta có thể chọn loại dao đơn giản nhất Trên chi tiết có mặt mặt phăng cần gia công có  =00

nên khi gá dao cần có biện pháp khắc phục

2 Chọn loại dao:

Chi tiết không có gì đặc biệt do vậy ta có thể chọn dao tiện định hình lăng trụ vì dao lăng trụ có ưu điểm là khi chế tạo và thiết kế dễ dàng, cho ta độ chính xác và khi mài lại không làm thay đổi profin dao, giảm sai số cho chi tiết so với dao tiện định hình hình tròn

Kích thước kết cấu của dao chọn tuỳ thuộc theo chiều sâu lớn nhất của hình dáng chi tiết gia công

tmax=

2

min max d

= 64−40

2 = 12 Theo bảng (1.2) ta tra được kết cấu của dao

trước và mặt đang gia công, đảm bảo độ bền của dao

4 Chọn vật liệu và thông số hình học cho dao:

Đối với dao tiện định hình ta chọn loại thép P18 để gia công chi tiết thép C45 có

b=750 N/mm2 là hợp lý nhất

Tra bảng (1.1) ta có các thông số sau:

(xa chuẩn kẹp nhất)

dao

6 Thiết kế profin dao:

Chọn điểm 2 là điểm cơ sở, từ điểm 2 ta vẽ vết của mặt trước hợp với phương ngang một góc =250

, và vết củ mặt sau hợp với phương thẳng đứng một góc =100

Vết mặt trước cắt các vòng tròn trên hình chiếu đứng chi tiết tại các điểm 1,2,3,4 đó là các điểm nằm trên dao.Từ các điểm này ta dóng thẳng xuống chi tiết ta xác định được các điểm tương ứng nằm trên chi tiết

Ta có sơ đồ tính toán như sau:

7 Tính toán chiều cao hình dáng profin của dao:

- Ta phải đi xác định các kích thước hdi:

8 Tính toán kích thước chính của dao

• Chiều rộng của dao tiện định hình:

 = 15o

Vây chiều rộng dao là

Ld = 64 + 3 + 5 + 1 + 1 = 74 (mm)

9 Thiết kế dưỡng kiểm tra dao:

- Chiều dày dưỡng 2,5-3mm

- Kích thước danh nghĩa của dưỡng phụ thuộc profin dao

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

- Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo Kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm cũng được quy định theo luật bao và bị bao, song dưỡng đo dễ chế tạo chính xác, bị mòn theo các phương, 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 có thể lấy theo cấp chính xác 6 với miền dung sai J, j

- Vật liệu dưỡng được chế tạo từ thép lò xo 65T là thép có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt được 58-65 HRC Độ nhám các mặt làm việc đạt khoảng Ra= 0,63 0,32; các mặt còn lại đạt Ra 1,25

Hình minh họa:

10 Điều kiện kỹ thuật:

(a) Đối với dao tiện:

• Vật liệu phần cắt: thép gió

• Vật liệu thân dao: thép C45

• Độ cứng sau nhiệt luyện: HRC=62-65 đối với phần cắt và HRC=30-40 với phần thân

• Độ bóng: mặt trước và mặt sau đạt Ra = 1,25 Mặt tựa trên thân dao thấp Rz

= 40

• Sai lệch góc trước γ=25o±1o Sai lệch góc sau α=10o±1o

(b) Đối với dưỡng kiểm tra:

• Dưỡng đo dùng để kiểm tra profin dụng cụ khi chế tạo Kích thước danh nghĩa của ưỡng bằng kích thước danh nghĩa của dao Kích thước danh nghĩa

của dưỡng được quy định theo luật bao và bị bao giá trị các sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H,h (TCVN – 77)

• Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo Kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm cũng được quy định theo luật bao và bị bao, song dưỡng đo dễ chế tạo chính xác, bị mòn theo các phương, 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 có thể lấy theo cấp chính xác 6 với miền dung sai J, j (TCVN

2245 – 77)

• Vật liệu dưỡng được chế tạo từ thép lò xo 65T là thép có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt được 58-65 HRC Độ nhám các mặt làm việc đạt khoảng Ra= 0,63 0,0.32; các mặt còn lại đạt Ra 1,25

Phần 2: Thiết kế dao chuốt

Yêu cầu: Gia công lỗ then hoa D-8×56H12×62H8×6D9

Chiều dài lỗ gia công bằng 25mm

Vật liệu chi tiết gia công:

+ Thép C45 + σb = 750 N/mm2

1 Chọn kiểu dao chuốt và máy chuốt:

- Do gia công bề mặt định hình trong nên ta dùng dao chuốt kéo và máy chuốt ngang: máy 7A520

Thông số kỹ thuật máy chuốt:

Loại

máy

Kiểu máy

Hành trình (m)

Lực kéo (tấn)

Tốc độ, m/ph

Công suất động cơ điện (kW)

Dạng chuốt

Chạy

1,5-11 25

2 Vật liệu chi tiết gia công: Thép C45

- Vật liệu làm dao chuốt: Thép gió P18

3 Chọn sơ đồ chuốt

- Chọn sơ đồ chuốt ăn dần Với sơ đồ này sẽ cho ưu điểm là chế tạo mà vẫn đảm bảo độ chính xác yêu cầu

4 Xác định lượng d (lượng dư) gia công

- Lượng d gia công 1 phía

A = 𝐷𝑚𝑎𝑥−𝐷𝑚𝑖𝑛+

2 (lượng co hẹp (thép dẻo))

= 62,046−56+

2 (lấy = 0,009 (< 0,01)) = 3,02752 (mm)

5 Xác định lượng nâng của nâng dao (S z )

Lượng nâng của răng dao (chiều dày cắt), là hiệu chiều cao của 2 răng dao liên tiếp (khi cắt đơn) hoặc 2 nhóm liên tiếp (khi cắt nhóm)

+ Đối với răng cắt thô

Vật liệu gia công là thép 45 có σb=750 N/mm2

+ Đối với răng cắt tinh

Để tránh lực cắt giảm đột ngột giữa răng cắt thô và răng cắt tinh ta bố trí 3 răng cắt tinh với lượng nâng sơ bộ như sau:

Răng sửa đúng: được chọn theo cấp của bề mặt gia công và kiểu dao chuốt

Với dao chuốt lỗ then hoa:

- Để tăng tuổi thọ dao chuốt, trên răng sửa đúng ta làm cạnh nền f ≤ 0,2 mm Vậy nên ta chọn f= 0,1 mm

- Phần cạnh viền được mài bóng đều Ra= 0,16 để giảm ma sát với bề mặt gia công

8 Xác định hình dáng và kích thước răng, rãnh chứa phoi

Vì gia công thép C45 tạo phôi dây vì vậy để cuốn phoi chặt chẽ, giảm nhỏ kích thước rãnh chứa phoi, ta chọn rãnh dạng lưng cong

+ Bước của rãnh cắt thô

Tra bảng 5.4: (Thiết kế dụng cụ công nghiệp)

Ta có kích thước các rãnh và răng dao chuốt

Bước răng

(mm)

Chiều sâu rãnh h

Chiều rộng mặt sau b

Bán kính đáy rãnh r

Bán kính lưng rãnh R

Kiểm tra khả năng chứa phoi của rãnh

𝜋ℎ

2

4𝐿𝑆𝑧 > k (*)

L: chiều dài bề mặt được chuốt

Sz: lượng nâng của răng cắt thô

h: chiều sâu rãnh chứa (mm)

 𝜋.3

2

4.25.0,06 = 4,712 > 3,75

 Đảm bảo khả năng chứa phoi của rãnh

9 Xác định số răng đồng thời tham gia cắt (Công thức 5.15- Tkdccn)

Bảng thông số răng cắt thô:

STT răng D (mm) STT răng D (mm) STT răng D (mm)

15 57,68 33 59,84

-Bảng thông số răng cắt tinh -Bảng thông số răng sửa đúng

11 Chọn kết cấu rãnh chứa phoi

Kết cấu rãnh chứa phoi: m = 0,6 ÷ 1

12 Xác định hình dáng đầu dao chuốt

(Gồm: đầu kẹp l1, cổ dao l2, côn chuyển tiếp l3)

Kính thước đầu kẹp: (Tra bảng 5.13 Tkdcc kim loại)

l1 _ chiều dài đầu dao chuốt l1 = 100 (mm)

l2 _ chiều dài cổ dao

l3 _ chiều dài côn chuyển tiếp: l3 = 0,5.D1 = 25 (mm)

l4 _ chiều dài phần định hướng trước; l4= 40 (mm)

lh _ khe hở mặt đầu mâm cặp với thành máy chuốt lh = 5 ÷ 10 (mm)

15 Phần dẫn hướng phía sau

- Phần dẫn hướng phía sau làm nhiệm vụ định hướng chi tiết khi răng cuối cùng của dao ra khỏi mặt lỗ Mục đích là để tránh hỏng bề mặt lỗ và gãy răng dao do chi tiết bị lệch

+ Phần định hướng sau của dao chuốt có dạng hình trụ với đường kính bằng trong của lỗ lục giác với dung sai chế tạo theo kiểu lắp lỏng f7

 Chiều dài tổng dao chuốt đảm bảo nhỏ hơn hành trình của máy

18 Lực chuốt và kiểm nghiệm bền khi chuốt

Lực chuốt

Pmax = Cp Szx Zmax b n kf kn km

Trong đó: Cp: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

Sz: Lượng nâng của răng cắt thô Sz= 0.06 (mm) b: Chiều rộng rãnh then b= 6

n: Số rãnh then Zmax: Số răng đồng thời tham gia cắt Zmax= 4 răng

Kf, kn, km: Các hệ số ảnh hưởng đến lực cắt Tra bảng 5.9- Thiết kế dụng cụ cắt kim loại:

Tài Liệu Tham Khảo

Giáo trình Thiết kế Dụng cụ cắt – ĐHCNHN Thiết kế dụng cụ công nghiệp – GS.TSKH Bành Tiến Long Hướng dẫn Thiết kế dụng cụ cắt kim loại - ĐHBKHN