Đồ án Thiết kế dụng cụ cắt BKHN

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt do chính mình làm. Rất chi tiết và kì công. Đây là đồ án thiết kế dụng cụ cắt của Đại học Bách Khoa Hà Nội. Gồm có Thiết kế Dao tiện định hình lăng trụ, Dao phay lăn răng modul, Dao phay hớt lưng. Các bạn có thể liên hệ mình. Tạ Tuấn 0395112623.

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Phân tích chi tiết gia công

- Vật liệu chi tiết: Thép 45,

- Các bề mặt gia công: Mặt trụ, mặt côn, mặt đầu

- Độ chênh lệch đường kính: t max = = = 10 ( )

- Chọn độ chính xác gia công cấp 8

Chọn dao

Để gia công chi tiết có dạng mặt ngoài trụ tròn xoay, bao gồm các mặt côn và mặt trụ, cần chọn dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao Việc này giúp đảm bảo độ chính xác cao và tránh được sai số Δ 2, mà thường xảy ra khi sử dụng dao tiện định hình tròn do quá trình chế tạo dao gây ra.

- Tra bảng 3.2 – [1] kích thước kết cấu dao tiện định hình lăng trụ với ta có thông số dao:

Kích thước dao (mm) Chuôi

Cách gá dao

Chọn thông số hình học dụng cụ cắt

- Để thuận tiện cho tính toán, ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc

- Điểm cơ sở là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất hoặc gần tâm chi tiết nhất

-Góc trước , góc sau , chọn căn cứ vật liệu gia công: theo bảng 3.1 ta chọn

1.1 Các thông số của dao tiện định hình

Tính toán thiết kế dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng

Sơ đồ tính toán và công thức tính toán các thông số tại một điểm bất kỳ trên lưỡi cắt của dao được mô tả bằng công thức: \( \cos(\alpha) = \frac{h}{\tau + \gamma} \), trong đó \( h \) là chiều cao trong tiết diện vuông góc với mặt sau Công thức này giúp xác định các thông số quan trọng liên quan đến góc và chiều cao lưỡi cắt, từ đó hỗ trợ trong quá trình thiết kế và tối ưu hóa dao cắt.

     là chiều cao các điểm trên profil dao tiện theo mặt trước Đặt r i cos  i  C i , r 1 cos   B arcsin( sin ) 1 i i r

  r  là góc trước tại các điểm

Ta có bảng tính toán profil dao như sau: Điểm

Ta có dạng profil theo tiết diện vuông góc với mặt sau và trùng với mặt trước như sau:

6.Tính toán chiều rộng lưỡi cắt

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

Hình 1.2 Thông số phần phụ Chọn thông số phần phụ như sau: b = 1 (mm) g = 2 (mm) f =1 (mm) c = f + g +1 = 4 (mm)

Điều kiện kỹ thuật

Vật liệu: Thép gió P18 Độ cứng dau khi nhiệt luyện: 62 – 65HRC Độ bóng: Mặt trước: Ra = 0,32 ( )

Mặt sau: Ra = 0,63 ( ) Mặt tựa lên thân dao thấp hơn 0,63 ( ) Sai lệch các góc:

Dung sai bi kiểm tra rãnh mang cá:

THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG

Phân tích yêu cầu

Chọn dao phay lăn răng gia công tinh, Cấp chính xác (CCX): A, dao nguyên trục vít cơ sở, có ăn khớp

Tính toán thiết kế

Tính toán thiết kế dao phay lăn răng m = 4,5,

Thông số dao phay lăn răng Ký hiệu Công thức tính

Bước theo phương pháp tuyến = 4,5.1 = 14,14 (mm)

Chiều dày răng trong tiết diện pháp tuyến

Chiều cao đầu răng và chiều cao chân răng đều có giá trị là 5,625 mm, được tính theo công thức 1,25.m.f Chiều cao toàn bộ profil h h là 11,25 mm, với công thức 2,5.m.f Trị số góc profil theo mặt trước là 19 độ, được xác định từ 20 - 1,5’ Bán kính vê đầu răng là 1,125 mm, tính từ 0,25m, trong khi bán kính lượn chân răng là 1,35 mm, với giá trị 0,3m Cuối cùng, đường kính vòng tròn đỉnh răng của dao phay lăn răng cũng cần được tính toán chính xác.

Góc sau trên đỉnh răng lấy = 10 thì

Lượng hớt lưng thứ 2 (với dao có mài profil)

= (1,2 1,5)K = (1,2 1,5).5,19 6,228 7,785 = 7 Đường kính trung bình tính toán

Góc nghiêng lý thuyết của rãnh xoắn thoát phoi và góc nâng xoắn vít ω Sin ω = =

Bước rãnh xoắn lý thuyết T’ T’ = cotg =

Bước rãnh xoắn thực tế T 3656

Bước của răng vít theo chiều trục =

Chiều sâu của rãnh thoát phoi

Góc của rãnh thoát phoi   = 22

Bán kính cung tròn ở đáy rãnh =

= 1,64 (mm) Đường kính lỗ gá d d = - 2H -0,8m – 7 = 85 – 2.19 –

0,8.4,5 – 7 = 36,4(mm) lấy 40 (mm) Đường kính đoạn lỗ không lắp =1,05d = 1,05.40 = 42 (mm)

13 ghép Đường kính của gờ = – 2H – (1 2) = 85 – 2.19 - (1

Chiều dài gờ = 3,5 5 lấy 4 (mm)

Chiều dài của phần làm việc của dao phay lăn = h.cotg + m 11,25.cotg19 + 4,5 = 45

Chiều dài toàn bộ của dao phay lăn

Góc profile trong tiết diện chiều trục:

 Then lắp tra theo sổ tay thiết kế cơ khí: Cọn then b x h: 12 x 11

Dung sai của dao phay lăn răn cấp chính xác A lấy theo 8.4 và 8.5

Dung sai của dao phay lăn răng cấp chính xác A để cắt bánh răng theo tiêu chuẩnĐộ không chính xác cho phép lớn nhất

Giới hạn sai lệch bước (mm) A

Sai số tích luỹ trên giới hạn trên độ dài 3 bước (mm) A

14 Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài trong giới hạn

Sai lệch giới hạn gốc profil (Trong giới hạn của phần có hiệu lực của profil và đường thẳng của nó trong tiết diện pháp tuyến) (mm)

Giới hạn sai lệch hướng kính ở điểm bất kì trên chiều cao của profil (chỉ tháo 1 phía phần khoét đáy) (mm)

Sai số tích luỹ lớn nhất của bước vòng rãnh xoắn A

Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng phân bố dọc rãnh thoát phoi đến trục dao phay (mm)

A Độ đảo hướng kính của gờ (mm) A Độ đảo mặt đầu của gờ (mm) A

Sai lệch của góc cắt A

Sai lệch chiều dài răng (mm) A +0,40

Sai lệch chiều dày răng (mm) A

Sai lệch giới hạn của bước rãnh vít theo mặt trước răng (mm)

Kiểu dao phay Cấp chính xác Modul

Điều kiện kĩ thuật

Vật liệu thép gió P18 Độ cứng 62 65 HRC

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG

Phân tích chi tiết

Chi tiết có dạng rãnh với profile phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn, do đó, dao phay định hình hớt lưng được lựa chọn vì đây là loại dao phổ biến cho gia công chi tiết định hình Với profile phức tạp này, chỉ cần hớt lưng dao một lần mà không cần mài lại mặt sau sau khi nhiệt luyện Để giảm lực cắt, dao được chế tạo với góc trước dương (γ > 0) Với chiều cao profile lớn nhất là 14 mm và chiều rộng rãnh là 11 mm, kết cấu lưỡi cắt đủ cứng vững, vì vậy dao được thiết kế với rãnh thoát phoi thẳng.

Tính toán prodile dao trong tiết diện chiều trục

Ta cần xác định chiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục

Các thông số trên sơ đồ Theo bảng 4.2 ta chọn được:

Vật liệu: Thép 45 Ứng suất bền:  b = 650 N/mm 2

Ta chọn được góc trước:  = 10 0 (ứng với dao cắt tinh)

Chiều cao profile lớn nhất: = 14 (mm)

Bán kính đỉnh dao R = 60 mm

Dựng profile dao bằng đồ thị

Để gia công điểm i trên chi tiết, cần xác định điểm i’ tương ứng thuộc profile chi tiết Đầu tiên, từ điểm i, ta kéo ngang đến đường cắt OT tại điểm E Sau đó, lấy O làm tâm, vẽ một cung tròn bán kính OE cắt mặt trước tại điểm F Tiếp theo, vẽ đường cong hớt lưng acsimet qua F, cắt OT tại điểm G Cuối cùng, từ G, kéo đường  ngược lại phía chi tiết, và từ điểm i, hạ đường thẳng vuông góc xuống đường , cắt tại điểm i Như vậy, điểm i’ được xác định trên profile dao để gia công điểm i trên profile chi tiết.

Theo sơ đồ ta có: h di = GT = ET- EG = h di – EG

EG chính là độ giáng của đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc ở tâm 

Để xây dựng profile dao tương ứng với đoạn cung tròn trong profile chi tiết, chúng ta chia cung tròn thành 8 phần bằng nhau, tạo ra 9 điểm (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) Với tọa độ đã biết của hai điểm 4 và 12, nhiệm vụ còn lại là tính toán tọa độ của các điểm còn lại.

Chia góc ̂ thành 8 phần bằng nhau ta có số đo của các góc lần lượt là:

Ta gọi chung các góc trên là vuông tại K:

Ta có bảng tính toán: Điểm hci sin i  i o  i o hdi Li

Tính profile dao theo tiết diện mặt trước

Từ sơ đồ ta có Ở trên ta đã có:

Trong tiết diện mặt trước ta cũng chia đường cong thành nhiều điểm để tính toán Điểm 1: Điểm 2,3:

 ( ).sin arcsin sin sin ci ci dti

25 Điểm 4: Điểm 5: Điểm 6: Điểm 7: Điểm 8: Điểm 9: Điểm 10:

Lập bảng tính toán Điểm  i o sin i o hci R- hci hdt Li

Lựa chọn kết cấu dao

Theo bản 4.11 chiều cao lớn nhất của profile chi tiết: = 14 (mm)

+ Đường kính lớn nhất của dao: D = 120 (mm)

+ Đường kính lỗ định vị của dao: d = 32 (mm)

+ Đường kính phần không lắp ghép: = 34 (mm)

+ Hình dáng đáy rãnh thoát phoi: H = 27 (mm)

+ Bán kính lượn ở đáy rãnh thoát phoi: r = 2,5 (mm)

Yêu cầu kĩ thuật chế tạo dao

+ Vật liệu làm dao: Thép gió P18

+ Độ cứng sau khi nhiệt luyện: 62 65 HRC

+ Độ bóng: Bề mặt làm việc: Ra = 0,63

Bề mặt còn lại: a = 1,28 + Độ đảo hương tâm của mặt trước 0,06 (mm)

+ Độ đảo hướng kính của các lưỡi cắt: 0,03 (mm)

1 Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại – NXB Giáo dục Việt Nam

2 Dung sai và lắp ghép – Ninh Đức

3 Bài giảng “thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp”