Tài liệu Thuyết minh dao tiện định hình doc

Vật liệu làm dao truốt : Dao truốt kéo thường được chế tạo 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

DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu:Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau:

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

Chi tiết gia công làm từ thép 45, σb = 750 N/ mm2, bao gồm nhiều loại

bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn Đây là một chi tiết tương đối điển hình Kết cấu chi tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính không quá lớn Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin quá nhỏ hoặc bằng 0

Ở chi tiết này, có thể dung dao lăng trụ hay tròn đều được cả Song để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng như gá và gia công Ta chọn dao tiện định hình hình tròn

Căn cứ vào chiều sâu max của chi tiết :

Dao được chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, vì không yêu cầu độ chính xác cao

* Chọn góc trước :

Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao γ = 22°

* Chọn góc sau α Góc sau α của dao chọn α = 11°

• Chọn điểm cơ sở

Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở

• Xác định chiều cao gá dao h

• Thiết kế profin dao

Profin dao được xác định trong hai tiết diện là: tiết diện trùng mặt trước

và tiết diện chiều trục

ƒ Tiết diện trùng mặt trước

Với tiết này ta cần xác định hai giá trị:

lK : toạ độ dài chi tiết tại điểm K

τK : chiều cao profin dao tại điểm K theo mặt trước

A r

τ

γγγ

r1 : bán kính chi tiết ở điểm cơ sở, r1 = 6mm

rK : bán kính chi tiết ở điểm tính toán K

γ1: góc trước ở điểm cơ sở, γ1 = γ = 220

γK : góc trước ở điểm tính toán K

ƒ Tiết diện chiều trục

Với tiết này ta cũng cần xác định hai giá trị:

lK : toạ độ dài dao tại điểm K

RK : bán kính dao tại điểm K

R : bán kính dao tại điểm cơ sở, R = 20mm

Q : bán kính đường tròn tiếp xúc với mặt trước dao

α1 : góc sau ở điểm cơ sở, α1= α=110

γ1: góc trước ở điểm cơ sở, γ1 = γ = 220

αK : góc sau ở điểm tính toán K

γK : góc trước ở điểm tính toán K

τ τ

γγ

Xét tiết diện chiều trục:

A ( mm )

CK( mm )

1P ( mm )

K*P ( mm )

Q ( mm ) αK+γK°

RK ( mm )

VI Phần phụ của profin dụng cụ :

Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuổn bị cho nguyên công cắt đứt kích thước của phần phụ gồm:

a = b = 1 ( mm)

g : Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g = 2 ( mm )

f : Chiều rộng vát của chi tiết chọn f = 1 ( mm )

- Các kích thước không mài Rz = 20

4 Sai lệch góc khi mài không quá 15’ – 30’

ω ω

VIII Hình vẽ dao tiện đình hình hình tròn tiện ngoài gá thẳng

PHẦN II

DAO TRUỐT

Yêu cầu:Thiết kế dao truốt với số liệu sau:

- Vật liệu gia công : thép 20 X có HB = 170 => σb = 800 N/ mm2

- Đường kích lỗ sau khi khoan Do = 15,2 mm

- Đường kích lỗ sau khi truốt D = 16H8 mm

II Vật liệu làm dao truốt :

Dao truốt kéo thường được chế tạo 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

Trong đó :

l1 : Chiều dài đầu kẹp

l2 : Chiều dài cổ dao

l3 : Chiều dài côn chuyển tiếp

l4 : Chiều dài phần định hướng phía trước

l5 : Chiều dài phần cắt và sửa đúng

l6 : Chiều dài phần dẫn hướng phía sau

Ở dao truốt ,răng cao hơn răng trước một lượng Sz – gọi là lượng nâng của răng Lượng nâng thay cho bước tiến dao

Trên phần răng cắt thô , các răng có lượng nâng bằng nhau Trị số lượng nâng của răng cắt thô Sz phụ thuộc vào vật liệu gia công Vật liệu gia công là thép 20 X có σb = 800 N/mm2 => Chọn lượng nâng bằng nhau Sz

= 0,03 ( mm ) (Bảng 4.3.1)

Phần răng cắt tinh : chọn 3 răng cắt tinh , với lượng nâng các răng giảm dần

Sz1 = 0,8 Sz = 0,024 ( mm )

Sz2 = 0,6 Sz = 0,018 ( mm )

Sz3 = 0,4 Sz = 0,012 ( mm )

Phần răng sửa đúng có lượng nâng Sz= 0 ( mm )

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 truốt , dạng gia công trước khi truốt

Công thức tính lượng dư ( về mặt hình học ) :

( min)

2

1

DD

A= sd−Trong đó :

A –Profin dao truốt

Khi truốt thép có độ cứng trung bình thường tạo ra phoi dây Vì vậy dạng rănh được thiết kế có 2 cung tròn nối tiếp để phoi dễ cuốn

h

Fn= π ( mm 2) Diện tích của dải phoi cuốn nằm trong răng là :

Ff = L*Sz ( mm 2 )

L : chiều dài chi tiết, L = 30 ( mm )

Sz : lượng nâng của răng, Sz = 0,03 ( mm )

Khi cuốn vào trong răng phoi không xếp được khít chặt Để phoi cuốn hết vào rãnh và không bị kẹt cần đảm bảo tỷ số :

4

2 = >

h

SLF

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau :

Với răng cắt thô:

tc = ( 2,5 … 2,8 ).h = 7,5 … 8,4 => chọn tc = 8 ( mm )

bc = ( 0,3 … 0,4 ).tc = 2,4 … 3,2 => chọn bc = 3 ( mm )

rc = ( 0,5 … 0,55 ).h = 1,5 … 1,65 => chọn rc = 1,5 ( mm )

Rc = ( 0,65 … 0,8 ).tc = 5,2 … 6,4 => chọn Rc = 6 ( mm ) Cạnh viền : + Răng cắt: f = 0,05 ( mm )

- Ở răng cắt thô α = 3°

- Ở răng cắt tinh α = 2°

- Ở răng sửa đúng α = 1°

- Ở đáy răng chia phoi α = 4°

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

Trong tiết diện này , dao truốt 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 ) Góc sau rãnh chứa phoi ta lấy 4° , số lượng rãnh là 8 (Bảng 4.3.3c), chiều rộng rãnh m = 1 ( mm ), bán kính rãnh r = 0,4 ( mm ) (Bảng 4.3.3d)

C – Số răng dao truốt

Số răng cắt thô phải có là :

03,0

0,3595

q = { '

« th

Z }.SZthô = 0,983.0,03 = 0,0295 > 0,015

+ Số răng cắt thô: Zthô = 12 + 1 =13 răng

+ Số răng cắt tinh: Ztinh = 3 răng

+ Số răng sửa đúng chọn theo độ chính xác của lỗ truốt với chi tiết gia công yêu cầu đạt độ chính xác cấp 8 ,độ chọn số răng sửa đúng:

Zsửa đúng = 7 ( răng)

Vậy tổng số răng của dao truốt là :

Z = Zthô + Ztinh + Zsửa đúng =13 + 3 +7 = 23 ( răng )

D – Số răng cùng cắt lớn nhất

o

Zo = 4 răng, đảm bảo điều kiện định hướng tốt đồng thời không quá tải

E - Đường kích các răng dao truốt :

Ta có bảng tính toán đường kính các răng như sau:

Răng Đường kính Răng Đường kính Răng Đường kính

F – Kiểm tra sức bền dao truốt :

Sơ đồ chịu lực : mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng Thành phần hướng kính Py hướng vào tâm dao Tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu thành phần 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

Lực cắt thành phần Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng Song trường hợp này ít xảy ra Lực tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên

Điều kiện bền xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên (vật liệu thép gió)

.4

2 01

D

PF

P

σπ

- p : lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài => tra bảng p = 150 N/mm2

- Zmax : số răng cùng cắt Z0 = 4 răng

- B : chiều dài lưỡi cắt trên một vòng răng

01

max

2,9

26645,7

4

.4

mmND

Vì đường kính của dao nhỏ, mà số răng không lớn nên ta chọn giải pháp làm dao liền khối

[ σkb ] : giới hạn bền kéo cho phép của thép gió là [ σkb ] = 400 N/mm2

=>

7,26645

4

.4

πσ

• Phần cổ dao L2 và côn chuyển tiếp L3

Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi truốt

Lh : chiều dài khe hở Lh = 5 ÷ 10( mm ) => Lh = 10( mm )

Lm : chiều dầy thành máy Lm = 20 ÷ 30( mm ) => Lm= 30( mm )

• Phần định hướng phía trước L4

Phần định hướng dùng để dẫn hướng dao lúc bắt đầu truốt

Chiều dài L6 = ( 0,5 ÷ 0,7 ) L và L6≥ 20 ( mm )

L6 = ( 0,5 ÷ 0,7 ) L = 15 ÷ 21 => L6 = 20 ( mm )

Đường kính phần dẫn hướng phía sau D6 lấy bằng răng sửa đúng với sai lệch f7 , D6 = 16,027 f7

• Chiềudài của dao

+ Chiều dài phần cắt và sửa đúng L5

L5 = lc + lsđ= ( Zth + Zt ) t + Zsđ tsđ = ( 13 +3 ) 8 + 7 8 = 170 ( mm ) + Chiều dài toàn bộ dao

1- Vật liệu dao truốt chế tạo bằng thép P18

2- Độ cứng của dao sau khi nhiệt luyện

Phần cắt và phần định hướng phía trước: HRC = 58 ÷ 62

3- Độ nhẵn bề mặt :

+ Cạnh viền răng sửa đúng Ra = 0,32

+ Mặt trước , mặt sau răng , mặt côn làm việc của lỗ tâm , mặt đầu hướng Ra = 0,63

+ Phần trụ ngoài của đầu dao , rãnh chia phoi Ra = 1,25

8- Độ elip trên phần công tác phải nằm trong dung sai của đường kích tương ứng 0 ÷ 0,021

9- Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

10- Sai lệch chiều sâu đáy rãnh răng không được vượt quá +0,3 11- Chiều rộng cạnh viền trên răng sửa đúng f = 0,1 ÷ 0,2 mm Trên răng cắt , chiều rộng cạnh viền không được vượt quá 0,05

VIII Hình vẽ dao chuốt lỗ trụ

Yêu cầu:Thiết kế dao phay lăn răng để gia công bánh răng trụ:

- Môdun m = 1

- Góc ăn khớp α = 20°

- Vật liệu gia công : thép 40 XH có σb = 950 N / mm2

I Tính toán thiết kế dao :

Để gia công bánh răng hình trụ trên ta dùng dao phay lăn răng tinh 1 đầu mối, nguyên, cấp chính xác A, trục vít cơ sở Acsimet

1 - Bước theo phương pháp tuyến tn = π.m.n

m : môdun bánh răng gia công

n : Số đầu mối cắt ren, lấy n = 1

3 – Chiều cao đầu răng h1=1,25.m.f

f : hệ số chiều cao đầu răng , chọn f = 1

1 = 0,91

→ ϕ = 24o30’

Ö Z =

'3024

50

14 – Góc nghiêng lý thuyết của rãnh xoắn ( Góc xoắn của rãnh vít )

5,46

1.1sin ω= =

=> ω = 1o13’

15 – Bước rãnh xoắn lý thuyết ( Bước xoắn của rãnh vít )

T = π Dt cotg ω = π 46,5 cotg 1o 13’ = 6878 (mm)

16 - Bước của răng vít theo chiều trục

t =

ωcos

n

t = 3,142

)'131cos(

1416,3

18 - Góc của rãnh thoát phoi

Chọn phụ thuộc vào số răng Z của dao phay Z = 15 răng

).2

π

15.10

)6.250.(

=

−

π

(mm), chọn rk = 1 (mm)

20 - Đường kính lỗ gá

Chọn phụ thuộc vào đường kính răng

d = De - 2 H - 0,8.m - 7 = 50- 2 6 - 0,8 1 - 7 = 30,2 (mm)

Ta lấy theo tiêu chuẩn d = 22 ( ΓOCTY 4020 – 48 )

21 – Đường kính của đoạn rãnh then không tiện

d1 = 1,05 d = 1,05 22 = 23 (mm)

22 - Đường kính của gờ

D1 = De - 2 H - (1 ÷ 2 ) = 50 - 2 6 - (1 ÷ 2) = 37 (mm)

Ta lấy theo tiêu chuẩn D1 = 35 ( ΓOCTY 4020 – 48 )

23 - Chiều dài của gờ :

II Điều kiện kỹ thuật của dao

- Mặt trước, mặt lỗ gá dao, mặt tựa Ra = 0,63

- Mặt sau hớt lưng không mài Ra = 2,5

- Mặt sau có mài Ra = 1,25

+190μm

7 Sai lệch của góc cắt 40 '

' 20 +

−

10 Sai số tích luỹ lớn nhất của bước vòng của rãnh xoắn 0,035 mm

11 Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng phân bố dọc rãnh phoi đến trục dao phay + 0,015 mm

13 Giới hạn sai lệch góc profile ( trong giới hạn của phần có hiệu lực của profile và đường thẳng của nó trong tiết diện pháp tuyến ) 0,015 mm

14 Giới hạn sai lệch hướng tâm của mặt trước ở điểm bất kỳ trên chiều cao của profile 0,05 mm

15 Sai lệch giới hạn bước ± 0,015 mm

16 Sai số tích luỹ giới hạn trên độ dai ba bước răng ± 0,015 mm

17 Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài trong giới hạn một đường vít 0,03 mm

18 Nhãn hiệu

- Kiểu dao phay liền m = 1

- Dung sai của dao cấp chính xác A

III Hình vẽ dao phay lăn răng

MỤC LỤC

PHẦN I : DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

I Chi tiết gia công

II Chọn loại dao

III Chọn cách gá dao

IV Chọn thông số hình học dụng cụ

V Tính toán dao tiện định hình hình tròn gá thẳng

VI Phần phụ của profin dụng cụ

VII Điều kiện kỹ thuật

VIII Hình vẽ dao tiện đình hình hình tròn tiện ngoài gá thẳng

PHẦN II : DAO TRUỐT

I Sơ đồ cắt truốt

II Vật liệu làm dao truốt

III Cấu tạo dao truốt

IV Lượng nâng của răng ( Sz)

V Lượng dư gia công

VI Kết cấu răng và rãnh

VII Yêu cầu kỹ thuật

VIII Hình vẽ dao chuốt lỗ trụ

PHẦN III : DAO PHAY LĂN RĂNG

I Tính toán thiết kế dao

II Điều kiện kỹ thuật của dao

III Hình vẽ dao phay lăn răng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt

2 Bài giảng thiết kế dụng cụ công nghiệp

3 Nguyên lý gia công vật liệu