ĐỒ án THIẾT kế DỤNG cụ cắt

thiết kế chuẩn nhất những con dao bạn muốn thiết kế như dao tiện lẳng trụ, dao phay lăn răng dao phay các loại, tài liệu giúp bạn dễ dàng hơn trong việc thiết kế các con dao, các con dao khác cách thiết kế gần giống nhau chỉ khác các thông số. chúc bạn thành công. cảm ơn bạn đã đọc tài liệu của mình

Mục lục

PHẦN 1: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH 2

1.1, phân tính chọn dụng cụ gia công: 3

1.2 , chọn điểm cơ sở 3

1.3, Chọn góc trước  và góc sau  4

1.4, Tính toán chiều cao prôfin dao 4

1.5, Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình 10

1.6, Tính toán chiều rộng lưỡi cắt 11

1.7, Điều kiện kỹ thuật 12

PHẦN 2 THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG 14

2.1 Chọn dao phay lăn răng: 14

2.2 Tính toán các thông số hình học của dao phay lăn răng 15

2.3 Điều kiện kĩ thuật: 18

PHẦN 3 Thiết Kế Dao Phay Định Hình Hớt Lưng Có Góc Trước γ > 0 19

3.1, phân tích chi tiết và chọn dao 19

3.2, tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục 20

3.2.1, Chọn loại dao và tính các kích thước chính của dao 20

3.2.2, Xác định và tính toán profin chi tiết 20

3.3 Điều kiên kỹ thuật 24

PHẦN 1: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Đề bài: Tính và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết cho theo hình vẽ

(Dao có chuẩn bị để cắt đứt)

Vật liệu gia công: Phôi thanh ∅26 bằng thép 45 có σb = 600 N/mm2

1.1, phân tính chọn dụng cụ gia công:

Chi tiết có dạng mặt ngoài trụ tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn và các mặttrụ, cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng hơn và gia công chi tiết có độ chính xác cao hơn Dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao hơn dao hình tròn đồng thời có thể khắc phục được sai số loại 2 còn sai số loại 1 có thể khắc phục được

1.2 , chọn điểm cơ sở

Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc: điểm cơ sở

là điển nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất hoặc gần tâm chi tiết nhất Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở như hình vẽ

1.3, Chọn góc trước  và góc sau .

Với vật liệu gia công là phôi thanh bằng thép 45 có b = 600N/mm2 Tra bảng 3.1/T16 [Hưỡng dẫn thiết kết dụng cụ cắt kim loại] ta chọn  = 20 và  = 12

1.4, Tính toán chiều cao prôfin dao.

Sơ đồ tính toán các thông số tại 1 điểm bất kì trên lưỡi cắt của dao nhưsau:

i i

i i

r r

Trong đó: r1- bán kính chi tiết tại điểm cơ sở

rk - bán kính chi tiết tại điểm tính toán

,- góc trước , góc sau tại điểm cơ sở

i – góc trước tại điểm tính toán

β=88,85˚

a=r.cos(14,81˚)=10.sin(14,81˚)=2,56

b=r.cos(29,62˚)=10.sin(29,62˚)=4,94

B( mm )

Ta có các hình dạng prôfin theo các tiết diện như sau:

Hình dạng prôfin theo tiết diện trùng với mặt trước của dao

Hình dạng frôfin theo tiết diện vuông góc với mặt sau dao.

1.5, Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình.

Kích thước kết cấu của dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của frôfin chi tiết

B H E A F r d L=M

1.6, Tính toán chiều rộng lưỡi cắt.

Phần phụ prôfin của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyêncông cắt đứt ra khỏi phôi có kích thước như hình vẽ:

Chọn kích thước của phần phụ như sau:

 = 45; 1=60

a =b= 1(mm)

g : chiều rộng lưỡi dao cắt đứt , chọn g = 1 (mm)

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

chọn c=3 (mm)

chiều dài phần phụ lưỡi cắt d =(c-g)tan(60)+2=(3-1)tan60+2= 5,46(mm)

=> chọn d=5 mm

Chiều dài của dao : L = Lc +a+ b+g+d+f+c = 34+1+1+1+5+1+ 3 = 46 ( mm)

1.7, Điều kiện kỹ thuật.

Vật liệu phần căt: Thép gió

Độ cứng vững sau nhiệt luyện :Phần căt: HRC = 62-65

PHẦN 2 THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG

Đề bài: thiết kế dao phay lăn răng có m= 3,5, α=20 Vật liệu gia công là thép 40XH với σb = 950 N/mm2

2.1 Chọn dao phay lăn răng:

Dao phay lăn răng là dụng cụ cắt hoạt động theo phương pháp bao hình, dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng hoặc nghiêng Có hai loại dao phay lăn răng, đó là: dao phay lăn răng gia công thô và dao phay lăn răng gia công tinh

Để gia công bánh răng có modun m = 3.5(mm), góc ăn khớp α = 200 thì tachọn dao phay lăn răng gia công tinh nguyên khối (có mài profile dao sau nhiệt luyện), có một đầu mối, có trục vít cơ sở là trục vít Acsimet

Đặc điểm của trục vít Acsimet: là trục vít và mặt ren là đường xoắn ốc Acsimet Mặt xoắn ốc này là quỹ đao chuyển động của một đường thẳng luôn luôn dựa trên một đường xoắn ốc trụ tròng và giao nhau với trục của hình trụ một góc không đổi Trục vít Acsimet có cạnh răng thẳng trong mặt cắt dọc chứa đường tâm ren vít Giao tuyến của mặt ren và mặt cắt ngang (vuông góc với trục) là đường xoắn ốc Acsimet

Ưu điểm khi chế tạo dao phay lăn răng theo trục vít cơ sở là đường xoắn

ốc Acsimet: đơn giản, dễ chế tạo, chiều cao profile không đổi khi mài lại ở mặt trước, góc sau thay đổi không đáng kể

Chọn cấp chính xác để chế tạo dao phay lăn răng: cấp chính xác A

Để gia công được bánh răng chính xác, ta chế tạo dao phay lăn trăng có góc trước γ = 0

2.2 Tính toán các thông số hình học của dao phay lăn răng

Các thông số hình học của dao phay lăn răng có modun m = 1 ÷ 20 được tiêu chuẩn hoá, được tính theo các công thức ở các bảng 8.1 và 8.2 (I, trang 150):

1 Bước theo phương pháp tuyến:

tn = π.m.n

Với + n : Số đầu mối cắt ren Lấy n = 1

+m : Mô đun bánh răng gia công

6 Bán kính đoạn căng đầu răng:

r1=0,25.m= 0,25.3,5=0,875 (mm)

7 Bán kính đoạn cong chân răng:

r2=0,3.m= 0,3 3,5= 1,05(mm)

Đường kính vòng tròn đỉnh răng của dao phay lăn răng

Phụ thuộc vào kích thước máy và kết cấu đã định

Tra bảng 8.2 trang 153, sách « Hướng dẫn Thiết kế dụng cụ cắt kim loại » với m = 3,5 ta được : De = 75 (mm)

16 Góc của rãnh thoát phoi

 = 22o khi Z = 10 (răng)

17.Bán kính cung tròn ở đáy rãnh:

Trong đó: De = 75 (mm): đường kính đỉnh răng

H = 14,5 (mm): chiều sâu của rãnh thoát phoi

Z = 10 (răng): số răng dao phay

Vậy Lấy rk = 1.5 (mm) theo bảng 8.2 trang 153, sách « Hướng dẫn Thiết kếdụng cụ cắt kim loại »

18.Đường kính lỗ gá

d = De – 2.H – 0,8.m - 7 = 75 – 2.14,5 – 0,8.3,5 - 7 = 36,2 (mm) Chọn d theo tiêu chuẩn : d = 27 (mm)

19.Đường kính của đoạn rãnh then không tiện

d1 = 1,05.d = 1,05.27 = 28,35 (mm) chọn d1=29 (mm)

20.Đường kính của gờ

Dg = De – 2.H - (1  2) = 75 – 2.14,5 - (1  2) = 45 (mm) chọn Dg= 40 (mm)

21.Chiều dài của gờ

lg = (3,5  5)  Lấy lg = 4,5 (mm)

22.Chiều dài phần làm việc của dao

L1 = 63 (mm) ( Chọn theo kích thước cơ bản trong bảng 8.2)

L = L1 + 2.lg = 63 + 2.4,5 = 72 (mm)

23.Tính các góc αt và αp:

Góc sau trong thiết diện chiều trục (αt):

Ta có: cot α0 = cot α1 cos ω = cot 19059’ Cos 3,070 = 2,746

2.3 Điều kiện kĩ thuật:

 Vật liệu thép P18 Độ cứng sau nhiệt luyện HRC 62 ÷ 65

Sai lệch giới hạn bước răng theo phương pháp tuyến : 0,010 (mm)

 Sai số tích luỹ giới hạn trên độ dài 3 bước răng : 0,015 (mm).

 Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài trong giới hạn 1đường vít:0,030 (mm)

 Sai lệch giới hạn khoảng cách từ đỉnh phân bố dọc rãnh thoát phoi đếntrục dao phay: 0,015 (mm)

 Giới hạn sai lệch hướng tâm của mặt trước ở điểm bất kì trên chiều caoprofin (chỉ tháo một phía phần khoét đáy) : 0,050 (mm)

 Độ đảo hướng kính của gờ : 0,020 (mm)

 Độ đảo mặt đầu của gờ : 0,010 (mm)

 Sai lệch của góc cắt : +25’ và -10’

 Sai lệch chiều dày răng : 0,025 (mm)

 Sai lệch chiều dài răng : +0,400 (mm)

 Sai số tích lũy lớn nhất của bước vòng của rãnh xoắn : 0,040 (mm)

 Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng phân bố dọc rãnh thoát phoi đến trụcdao phay : 0,015 (mm)

3.1, phân tích chi tiết và chọn dao

Chi tiết có dạng rãnh , có profile bao gồm các đoạn thẳng Vì vậy ta chọn dao phay hình hớt lưng , là loại dao phổ biến dùng để gia công các chi tiết định hình Với dạng profile như vậy ta chỉ hớt lưng dao 1 lần , tức là không mài lại mặt sau sau khi đã nhiệt luyện Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương ( > 0 ) Vì chiều cao profile lớn nhất hcmax = 13 mm , chiều rộng rãnh l=11mm ,ta nhận thấy rằng kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng 1lần, có góc trước dương, đáy rãnh thoát phoi thẳng

3.2, tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục

3.2.1, Chọn loại dao và tính các kích thước chính của dao

a) Chọn loại dao

Với chiều sâu lớn nhất của chi tiết cần gia công là hcmax = 13 (mm) và chiềurộng của rãnh gia công là l = 11 (mm) ta tra bảng 4.11 trong sách “Hướng dẫnthiết kế dụng cụ cắt kim loại ” ta được đường kính D = 110 (mm)

Ta chọn loại dao răng liền, có góc trước  > 0 và dạng đáy răng là dạng thẳng.Vật liệu chế tạo dao : Thép gió P18.

Độ cứng sau nhiệt luyện đạt : 62-65 HRC

b) Các kích thước chính của dao

Do dao làm bằng vật liệu là thép gió, theo bảng 4.2 trang 43 trong sách

“Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại » ta tra được góc trước và góc sau củadao là:

 Góc trước của dao phay định hình : γ = 15o

 Góc sau chính : αn = 12o

 Góc sau phụ : α1 = 8o

Số răng của dao Z được đảm bảo các tuổi bền của răng dao tuổi thọ của dao,

số lượng răng dao ảnh hưởng đến lát cắt tạo nên profin chi tiết, ảnh hưởng đếnchiều cao nhấp nhô trong quá trình cắt Nó phụ thuộc vào Df Kích thước kếtcấu của dao phay định hình liền thân có rãnh thoát phoi đáy thẳng tra theo bảng4.11 ta có :

3.2.2, Xác định và tính toán profin chi tiết

Ta cần tính toán chiều cao dao (hd) trong hai thiết diện: thiết diện chiềutrục và thiết diện trùng mặt trước dao

Dựng profile dao bằng đồ thị:

 Chia profile chi tiết là làm 3 đoạn: 1-2, 2-3, 3-4

Xét điểm i trên chi tiết, để gia công được điểm i thì phải có một điểm i’ tươngứng thuộc profile dao Từ điểm i dóng ngang sang phía dao, cắt OdT tại E Lấy

OdT làm tâm, quay cung tròn bán kính OdE cắt vết mặt trước tại F Vẽ đườngcong hớt lưng Acsimet qua F cắt OdT tại G Từ G dóng ngược sang chi tiết cắtđường vuông góc tại điểm i ở i’ Điểm i’ là điểm trên profile dao dùng để giacông điểm i trên profile chi tiết

hdi : Chiều cao của dao tại điểm i

hci : Chiều cao của profin chi tiết tại điểm i

hci = Rf - Ri

Ri : Bán kính điểm profin chi tiết

Theo sơ đồ tính ta có: hdi = GT = ET – EG = hci – EG

 : Lượng giáng của đường cong hớt lưng Acsimet ứng với góc ở tâm β

(K: lượng hớt lưng lần 1 Z: Số răng dao phay)

 β = γi – γ;

→ →

(R = Rf = (mm))

 Từ đó:

: chiều cao profile dao tại điểm i’ trong thiết diện chiều trục

: chiều cao profile dao tại điểm i’ trong thiết diện trùng mặt trước

 Xác định các điểm 1, 2, 3, 4 thuộc profin chi tiết ta có:

 Tại điểm 1 :

hc1 = 10 (mm) ; l1 = 0 (mm)

R1 = Rf– hc1 = 55 – 10 = 45 (mm)

(mm) (mm) (mm)

 Tại điểm 2 :

h = 0 (mm) ; l = 3 (mm)

R2 = Rf – hc2 = 55 – 0 = 55 (mm)

(mm) (mm) (mm)

 Tại điểm 3 :

hc3 = 0 (mm) ; l3 = 8 (mm)

R3 = Rf – hc3 = 55 – 0 = 55 (mm)

(mm) (mm) (mm)

 Tại điểm 4 :

hc4 = 13 (mm) ; l4 = 11 (mm)

R4 = Rf – hc4 = 55 – 13 = 42 (mm)

(mm) (mm) (mm)

Profin trong tiết diện mặt trước như sau :

3.3, Điều kiên kỹ thuật

Điều kiện kỹ thuật của dao :

- Vật liệu làm dao : Thép gió P18 tôi đạt độ cứng 65 HRC

- Độ cứng sau nhiệt luyện HRC = 62 – 65

- Độ bóng : Bề mặt mặt trước Ra = 0,63 (μm)

Bề mặt mặt sau Ra = 2,5 (μm)

Bề mặt còn lại Ra = 2,5 (μm)

- Độ đảo hướng tâm của mặt trước ≤ 0,06 mm

- Độ đảo hướng kính của cỏc lưỡi cắt ≤ 0,03 mm

- Góc trước γ = 15o , góc sau α = 12o

- Số răng Z = 10 , K = 6

Ký hiệu dao : ĐHBKHN P18