Đồ án thiết kế dụng cụ cắt tính và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết cho theo hình vẽ (dao có phần chuẩn bị cắt đứt)

Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH I Phân tích chi tiết gia công II Chọn loại dao tiện định hình III Xác định điểm sở, góc trước, góc sau IV Tính tốn chiều cao profin dao V Tính tốn kích thước kết cấu dao 10 VI Tính tốn chiều rộng lưỡi cắt 11 VII Điều kiện kỹ thuật 11 PHẦN II: THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG 13 I Chọn dao phay lăn 13 II Tính tốn thơng số kết cấu dao phay lăn 13 III Điều kiện kỹ thuật 16 PHẦN III: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG 18 I Phân tích chi tiết gia cơng 18 II Thiết lập sơ đồ tính, tính toán profin dao tiết diện 18 III Kích thước kết cấu dao 23 IV Yêu cầu kỹ thuật dao 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt LỜI MỞ ĐẦU Trong khí đại nói chung, ngành khí chế tạo máy nói riêng, việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt đóng vai trị quan trọng Dụng cụ cắt trực tiếp tham gia vào q trình gia cơng cắt gọt, tạo nên chất lượng sản phẩm Vì vậy, việc tính tốn thiết kế dụng cụ cắt phải tuân theo quy trình yêu cầu định, nhiệm vụ không dễ dàng đặt với người kỹ sư Trong đồ án môn học em làm quen với quy trình tính tốn, thiết kế số dụng cụ cắt điển hình, dao tiện định hình lăng trụ, dao phay lăn dao phay định hình hớt lưng Với giúp đỡ môn Gia công vật liệu Dụng cụ công nghiệp, đặc biệt hướng dẫn thầy Hoàng Vĩnh Sinh, em hoàn thành việc thiết kế dụng cụ cắt kể Vì khả trình độ hạn chế nên em mong nhận bảo thầy sai sót mắc phải q trình thực tính tốn thiết kế Em xin chân thành cảm ơn thầy cô! Sinh viên PHẦN 1: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Yêu cầu: Tính thiết kế dao tiện định hình để gia cơng chi tiết cho theo hình vẽ (Dao có phần chuẩn bị cắt đứt) Vật liệu gia công: Phôi ∅60 thép 45 I Phân tích chi tiết gia công Chi tiết gia công làm từ thép 45, bao gồm bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt - Đây chi tiết có kết cấu chi tiết cân đối, độ chênh lệch đường kính khơng q lớn Trên chi tiết khơng có đoạn có góc profile nhỏ - Profile chi tiết có đoạn ,khi gia cơng chi tiết quay quanh trục lưỡi cắt cắt bề mặt chi tiết Trong chuyển động tương đối, bề mặt côn 4-5 chi tiết coi lưỡi cắt đoạn nằm ngang mặt T-T quay quanh trục tạo thành Vì có góc trướcγ nên mặt trước T-T không qua trục chi tiết trục quay) Do biên dạng củ chi tiết tạo thành có dạng mặt hyperboloid trịn xoay gây sai số Δ so với bề mặt côn yêu cầu 4-5 - Để khử sai số Δ1 ta sử dụng dao tiện định hình gá nâng để tiến hành gia cơng chi tiết Do gây nên phức tạp gia công thiết kế dao.Từ yêu cầu Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt độ xác cảu loạt chi tiết khơng cần cao, ta chọn thiết kế dao tiện định hình gá thẳng để gia cơng chi tiết Chọn gá dao hướng kính giúp đơn giản hóa việc tính toán so với gá nghiêng gá nâng Do trục profin dụng cụ vng góc với đường tâm chi tiết, để giảm ma sát hai cạnh lưỡi cắt với mặt đầu chi tiết, ta làm lưỡi cắt rãnh có góc φ 1=45 II Chọn loại dao tiện định hình Chi tiết gia cơng có bề mặt gia cơng bề mặt trụ ngồi nên sử dụng dao tiện định hình lăng trụ hình trịn - - Ta có bảng so sánh sau: Dao tiện đình hìn Ưu điểm - Dao kẹp bằn cứng vững - Độ bền lưỡi - Độ xá Δ1 Nhược điểm - Việc mài lại dao tiện địn - Không tiện đ Vậy để đơn giản thiết kế, chế tạo giảm giá thành Ta chọn dao tiện định hình lăng trụ hợp lý III Xác định điểm sở, góc trước, góc sau Góc trước, góc sau dao tiện định hình điểm khác thường khơng Vì vậy, dao tiện định hình thường chọn điểm sở để chọn góc trước, góc sau để tính tốn profin dao Điểm sở chọn điểm nằm ngang tâm chi tiết xa chuẩn kẹp dao Do đó, ta chọn điểm sở điểm (hình 1.1) - Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Hình 1.1 Profin chi tiết gia công Với vật liệu gia công phơi thép 45 có sb = 600 (N/ mm2), tra bảng 3.4 trg 16 (sách Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại) góc trước γ =20°÷ 25° Chọn γ = 20° - Góc sau α chọn phù hợp để giảm ma sát mặt sau dao chi tiết gia công, đồng thời đảm bảo độ bền cho lưỡi cắt Đối với dao lăng trụ, α = °÷ 15° Chọn α = 12° - IV Tính tốn chiều cao profin dao - Sơ đồ tính: Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Xét điểm i profin chi tiết ta có điểm i’ tương ứng profin dao Gọi: + τi :Chiều cao profin dao tiết diện trùng mặt trước + hi: Chiều cao profin dao tiết diện vng góc với mặt sau + r1: Bán kính điểm sở + ri: Bán kính chi tiết điểm tính tốn + γ ,α : Góc trước, góc sau điểm sở + γ i: Góc trước điểm i Từ sơ đồ tính, ta có: 37 A = r1.sinγ = sin20° = 6,32 (mm) B = r1.cosγ = 18,5.cos20° = 17,38 (mm) Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Có A = r1.sinγ = ri sinγ i  γ i = arcsin[(r1/ri) sinγ ] C i = ri cosγ i  τi = Ci – B = τi = ri cos{arcsin[(r1/ri) sinγ ]} – r1.cosγ hi = τi.cos(α + γ ) Tính cụ thể cho điểm sau: Điểm 1, 4: r = r4 = 37 =18,5 (mm) γ 1=γ4=20° C1 = C4 = B = 17,38 (mm) τ1 = τ = h 1= h 4= (mm) Điểm 2, 3: 40 r2 = r3 = = 20 (mm) γ2 = γ = arcsin[(r1/r2).sinγ ] = arcsin[(18,5/20).sin20°] = 18,44° C2 = C3 ¿ r2.cosγ = 20.cos18,44°= 18,97 (mm) τ = τ3 = C2 – B = 18,97 – 17,38 = 1,59 (mm) h2 = h3 = τ 2.cos(α + γ ) = 1,59.cos(12° + 20°) = 1,35 (mm) Điểm 5,6: r = r6 γ5 = r9 = 59 = 29,5(mm) =γ = γ arcsin[(r1/r5).sinγ ] = arcsin[(18,5/29,5).sin20°] = 12,38° C5 = C6=C9=r5.cosγ = 29,5.cos12,38°= 28,81 (mm) τ5 = τ3 =τ = C5 – B = 28,81 – 17,38 = 11,43 (mm) h5 = h6 = h9=τ5.cos(α + γ ) = 11,43.cos(12° + 20°) = 9,69 (mm) Ta có bảng tính tốn profin dao sau: Thơng số Điểm -Ta có hình dạng profin theo tiết diện vng góc với mặt sau hình 1.3: Hình 1.3 -Ta có profin theo tiết diện trùng với mặt trước hình 1.4: Hình 1.4 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt V Tính tốn kích thước kết cấu dao tiện định hình Kích thước kết cấu dao tiện định hình chọn theo chiều cao lớn prơfin chi tiết, ta có: - t max = dmax – dmin = 60−37 = 11,5 (mm) Dựa vào bảng 3.2, kết cấu kích thước dao tiện định hình lăng trụ với tmax = 11,5 (mm) sau: - t max B Kích thước dao (mm) H E A Chuôi F r d M Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt 11,5 25 90 10 30 20 VI Tính tốn chiều rộng lưỡi cắt Phần phụ profin dụng cụ dùng để vát mép chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt khỏi phôi có kích thước hình sau: - Hình 1.5 Ta chọn a = b = mm; c = d = mm; f = mm φ= 45° → Chiều dài dao là: L = Lct + a + b + c + f = 44 + + + + + 1= 55 (mm) VII Điều kiện kỹ thuật - Vật liệu phần cắt: Thép gió - Độ cứng sau nhiệt luyện HRC = 62 - 65 - Độ nhám bề mặt: Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Chọn số điểm : Nếu chia điểm q gây sai số profin đường cong - Nếu chia nhiều điểm sai số profin đường cong nhỏ Trên sổ cấp xác bánh có cấp xác nhỏ nhỏ cấp xác dao nên ta chọn chia làm 16 điểm để tính tọa độ điểm đường cong thân khai tính tốn theo cơng thức ta có bảng thơng số điểm sau: Bang cac gia tri tinh đươc - Điêm 17 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt 10 11 12 13 14 15 16 Bang 3.1: Bang gia tri profile dao Dưa vao bang gia tri ta dưng lên profile dao: 18 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt 3.5.Chon cac kich thươc kêt câu dao phay đĩa modul Kich thươc kêt câu dao chon theo bang 6.6 va 6.7 đươc thê hiêṇ cu thê ban ve chi tiêt 19 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Đương kinh ngoai D = 90 mm Đương kinh lô ga: d = 32+0,019 (mm) Chiêu rông ̣ dao: B = 18 (mm) Sô cua dao: Z = 11 Lương hơt lưng: K = 5.5 Cac phân khac: t1 = 18mm, t2 = 10mm, δ = 25o, r = 1,75 ; r1 = 0,8 ; c = 0,8 - 3.6.Điêu kiêṇ kĩ thuâṭ: - Vâṭliêụ dao : thep P18 - Đô ̣cưng phân căt đat HRC = 62 – 65 - Đô ̣đao đương kinh ngoai < 0,03 - Đô ̣đao măṭđâu ≤ 0,03 - Sai lêcḥ chiêu day ± 0,025 - Đô ̣bong : + Măṭtrươc, măṭlô ga dao va cac măṭtưa không thâp 0,32 + Măṭhơt lưng cua hinh dang không thâp 0,64 Nhãn hiệu : 20 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt - Modun :5 - α =1 7o 0' - Số hiêụ dao : N01 P18 ĐHBKHN 3.7 Ban vẽ kĩ thuâṭ: PHẦN III: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG Thiết kế dao phay định hình hớt lưng có γ > để gia cơng vật liệu thép 45 có σb = 650 N/mm2 Với profin chi tiết hình vẽ: Bảng thơng số kích thước : h1 20 I Phân tích chi tiết gia cơng - Chi profin Vì hình lần) đảm bảo profin lưỡi cắt khơng đổi đồng q trình sử dụng mài sắc lại mặt trước, tính vạn cao, suất cao, không yêu cầu gá đặt phức tạp Chiều cao lớn profin chi tiết hmax= h3 = 28 mm, chiều rộng rãnh l = 40 mm - AI Thiết lập sơ đồ tính, tính toán profin dao tiết diện Xác định góc trước, góc sau 21 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Theo bảng 4.2 trang 43[I], với vật liệu thép 45, σb = 650 N/mm2 Ta được: + Góc trước γ = 15° + Góc sau α n = 12° + Góc sau phụ α = 8° Tính tốn profile dao tiết diện 2.2.1 Dựng prơfile đồ thị: Sơ đồ tính Xét điểm i chi tiết, để gia công điểm i phải có điểm i ° tương ứng thuộc profin dao Xác định điểm i° sau: Từ điểm i prơfin chi tiết ta dóng sang ngang cắt OT E, quay cung tròn tâm O bán kính OE cắt vết mặt trước F Vẽ đường cong hớt lưng acsimet qua F cắt OT G Từ G kẻ đường thẳng song song với IE cắt đường thẳng song song với OT i ta i ° Điểm i° điểm profin dao dùng để gia công điểm i profin chi tiết + 2.2.2 Tính tốn chiều cao profin dao tiết diện chiều trục: a)Theo sơ đồ ta có: h di = GT = ET – EG = hci –EG Với EG độ giáng đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc tâm βi 22 Ta có: ∆ hi = EG = KZ βi Mà βi = γ i - γ sin γ i = a = Rsinγ R−hci Ri KZ ⇒ hdi = hci – [arcsin( 2π Trong đó: K: lượng hớt lưng Z: số dao phay Tra bảng 4.11 ta có: K=10 Z=10 R = De/2 = 190/2 = 95 mm b) Các kích thước theo đề bàà̀i a =h1 tan 20 °=20 tan20 ° =7,28 mm c =L−a−7−(h3 −h2 ) tan 30 ° ¿ 40−7,28−7−(28−21) tan 30 ° ¿ 21,67 mm h c1=20 mm;l1=0 mmhc2=0 mm;l2=a=7,28 mmhc3=0 mm;l3 =l2+7=7,28+7=14,28 mm hc4 =h3 −h2=28−21=7 mm;l4 =L−c =40−21,67=18,32 mm hc5=28mm;l5=40 mm + Tại điểm 1: β ( ) = arcsin R−hc1 – γ = arcsin ∆ h1 = hd = hc1 – ∆ h1 = 20 – 1,15 = 18,85 (mm) KZ 2π 23 Rs Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt + Tại điểm 2,3: β 2=β3=0° ∆ h2 = ∆ h3 = (mm) hd = hd = (mm) + Tại điểm 4: β ( ) = arcsin R−hc – γ = arcsin ∆ h4 = hd = hc4 – ∆ h4 = – 0,34 = 6,66 (mm) Tại điểm 5: β ( ) = arcsin R−hc5 – γ = arcsin ∆ h5 = h d = hc5 – ∆ h5 = 28 – 1,99 = 26,19(mm) 2.2.3 Tính profin dao tiết diện trùng mặt trước: + Theo sơ đồ, ta có: hdti.sinγ = Ri.sinβi ⇒ hdti = R sin β i i =( sinγ + R−h ci sin β ) i sinγ Tại điểm 1: h dt = R sin β 1 =( R−h c1 ) sin β = (95−20 ) sin 4,13 ° = 20,86 (mm) sinγsinγsin15 ° + Tại điểm 2,3: h dt + = hdt = (mm) Tại điểm 4: 24 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt h dt = R sin β 4 =( R−h c4 ) sin β = (95−7 ) sin 1,22° = 7,24 (mm) sinγsinγsin 15 ° + Tại điểm 5: h dt = R5 sin β5 sinγ Bảng thơng số tính tốn: Điểm h ci Hình dạng profin dao tiết diện chiều trục hình: Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Hình dạng profin dao tiết diện trùng mặt trước hình: 26 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt III Kích thước kết cấu dao Kích thước kết cấu dao tra theo bảng 4.11, ứng với chiều cao lớn profin chi tiết hcmax= 28 mm, ta có kích thước kết cấu dao sau: Đường kính lớn dao: D = 190 mm Đường kính lỗ định vị dao d = 50 mm Đường kính phần khơng lắp ghép d3=52 mm Bề rộng dao B = 42 mm Số Z = 10 Lượng hớt lưng K = 10 mm Hình dáng đáy rãnh phoi H = 47 mm Bán kính góc lượn đáy rãnh phoi R =3 mm Các kích thước khác C = 16; ε = 25°, d1=70 mm, d2= 90 mm,to = 53,5mm, b = 12 mm, r = 1mm IV Yêu cầu kĩĩ̃ thuật dao - - Vật liệu làm dao: Thép gió P18 tơi đạt độ cứng 65HRC Độ cứng sau nhiệt luyện HRC = 62 ÷ 65 Độ bóng: Bề mặt làm việc Ra = 2,5 27 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt - Bề mặt lại Ra = 1,25 Độ đảo hướng tâm mặt trước - Độ đảo hướng kính lưỡi Kí hiệu dao: DPĐHHL N°14; γ =¿15°;D = 190;B = 13 mm; d = 32mm;P18 ĐHBKHN 28 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt (2011) – TS Nguyễn Thị Phương Giang, PGS TS Trần Thế Lục, TS Lê Thanh Sơn – NXB Giáo dục Việt Nam [2] Dung sai lắp ghép - PGS.TS Ninh Đức Tốn – NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Thiết kế dụng cụ công nghiệp – GS TSKH Bành Tiến Long, PGS TS Trần Thế Lục, PGS TS Trần Sĩ Túy – NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Sổ tay công nghệ chế tạo máy – GS TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lế Văn Tiến, PGS TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt – NXB Khoa học Kỹ thuật 29 ... THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Yêu cầu: Tính thiết kế dao tiện định hình để gia cơng chi tiết cho theo hình vẽ (Dao có phần chuẩn bị cắt đứt) Vật liệu gia công: Phôi ∅60... profin dao tiết diện chi? ??u trục hình: Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt Hình dạng profin dao tiết diện trùng mặt trước hình: 26 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt III Kích thước kết cấu dao Kích thước kết cấu dao. .. hình 1.4: Hình 1.4 Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt V Tính tốn kích thước kết cấu dao tiện định hình Kích thước kết cấu dao tiện định hình chọn theo chi? ??u cao lớn prơfin chi tiết, ta có: - t max = dmax