Đồ án thiết kế môn học thiết kế dao CTM

Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DAO CTM A/TÍNH TỐN DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH HÌNH LĂNG TRỤ ĐỂ GIA CƠNG CHI TIẾT CHO THEO HÌNH VẼ 1.1(DAO CĨ PHẦN CHUẨN BỊ CẮT ĐỨT),VỚI CÁC THƠNG SỐ SAU: VẬT LIỆU GIA CƠNG:PHƠI THANH TRỊN THÉP C45 CĨ  B  600 N / mm Thuyết minh tính tốn 1/phân tích chọn dụng cụ gia cơng: Chi tiết có dạng mặt ngồi trịn xoay bao gồm mặt côn mặt trụ.Cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ, cách gá thẳng.Bởi so với dao tiện định hình hình trịn dao tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng va gia cơng chi tiết có độ xác hơn.Dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao dao hình trịn đồng thời khắc phục sai số loại sai số loại khắc phục 2/chọn điểm sở LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 Để thuận tiện cho việc tính tốn ta chọn điểm sở theo nguyên tắc: điểm sở điểm nằm ngang tâm chi tiết xa chuẩn kẹp nhất(hoặc gần tâm chi tiết nhất).Vậy ta chọn điểm điểm sở hình vẽ 3/chọn góc trước γ góc sau α Với vật liệu gia cơng phơi trịn thép C45 có σb=600N/mm2 Theo bảng 3.4 tr13 [1] ta chọn : góc trước γ=200 góc sau α=120 4/Tính tốn chiều cao hình dáng profin dao Sơ đồ tính tốn thơng số điểm lưỡi cắt dao sau : Ci B i A  Ri hi 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 Tính tốn điểm: Xét điểm i profin chi tiết ta có điểm i’tương ứng profin dao.Gọi chiều cao profin dao điểm i’ hi ,theo hình vẽ ta có: hi=τi.cos(α + γ) τi=Ci –B Ci=ri.cosγi B=r1cosγ1=17.cos200=15,9748(mm) Ta có : A=r1sinγ1=risinγi sinγi=(r1/ri) sinγ1 γi=arcsin (r1/ri) sinγ1  i = ri.cos(r/ri.sin) – r.cos hi = [ri.cos(r/ri.sin) – r.cos].cos( + )=τi.cos(α +γ) -Tính điểm 1,5: r=r1= 17 mm γ=γ1=200 → A=rsinγ=17.sin200=5,8143 mm B=rcosγ=17.cos200=15,9748 mm C1=B=15,9748 mm τ1=h1=0 -Tính điểm 2,3: r2=20 mm sinγ2=(r1/r2)/sinγ1=(17/20)/sin200=0,2907 → γ2=16,9010 B=15,9748 mm C2=r2cosγ2=20.cos16,9010=19,1363mm → τ2=C2-B=19,1363-15,9748=3,1615 mm h2 = τ2cos(α + γ)=3,1615.cos(120+200)=2,6811 mm -Tính điểm 4: r4=19 mm sinγ4=(r1/r4).sinγ1=(17/19).sin200=0,3060 → γ4=17,8190 B=15,9748 mm C4=r4cosγ4=19.cos17,8190=18,0885 mm τ4=C4-B=18,0885-15,9748=2,1137 mm h4=τ4.cos(α+γ)=2,1137.cos(120+200)=1,7925 mm -Tính điểm 6,7: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 r6 =24 mm sinγ6=(r1/r6).sinγ1=(17/24).sin200=0,2423 → γ6=14,020 B=15,9748 mm C6=r6.cosγ6=24.cos14,020=23,2851 mm τ6=C6-B=23,2851-15,9748=7,3103 mm h6=7,3103.cos(120+200)=6,1995 mm -Tính điểm 8,9: r8=23 mm sinγ8=(r1/r8).sinγ1=(17/23).sin200= 0,2528 → γ8=14,6430 B=15,9748 mm C8=r8.cosγ8=23.cos14,6430=22,2529 mm τ8=C8-B=22,2529-15,9748=6,2781 mm h8=6,2781.cos(120+200)=5,3241 mm -Tính điểm 10: r10=25 mm Sinγ10=(17/25)sin200=0,2326 → γ10=13,4480 B=15,9748 mm C10=25cos13,4480=24,3145 mm τ10=C10-B=24,3145-15,9748=8,3397 mm h10=8,3397.cos(120+200)=7,0725 mm Ta có bảng tính tốn chiều cao profin dao: Điểm 1-5 2-3 6-7 8-9 10 ri (mm) A (mm) Sinγi γi 17 20 19 24 23 25 5,8143 0,3420 0,2907 0,3060 0,2423 0,2528 0,2326 200 16,90 17,8190 14,020 14,6430 13,4480 Ci (mm) τi (mm) hi (mm) 15,9748 19,1363 18,0885 23,2851 22,2529 24,3145 3,1615 2,1137 7,3103 6,2781 8,3397 2,6811 1,7925 6,1995 5,3241 7,0725 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 Ta có hình dạng profin theo tiết diện vng góc với mặt sau hình vẽ  0,01 Ta có hình dạng profin theo tiết diện trùng với mặt trước  0,01 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 5/Tính tốn kích thước kết cấu dao tiện định hình Kích thước kết cấu dao tiện định hình chọn theo chiều cao lớn profin chi tiết Ta có : tmax=(dmax-dmin)/2=(48-34)/2=7 (mm) Dựa vào bảng 3.2a -kết cấu kích thước dao tiện định hình lăng trụ [Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại] ta có kích thước dao: B=19 ; H=75 ; E=6 ; A=25 ; F=15 ; r=0,5 ; d=6 ; M=34,46 6/Tính tốn chiều rộng lưỡi cắt LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 Phần phụ profin dụng cụ dùng để vát mép chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt khỏi phơi có kích thước hình Chọn kích thước phần phụ sau:a=b=1 mm g: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt,chọn g=2 mm f:chiều rộng vát chi tiết,chọn f=1 mm c=f+g+1=4 mm 1 = 45  = 45 d=(c-g)tgφ1+2=(4-2)tg450+2=4 mm Chiều dài dao:L=lc+a+b+d+g=28+1+1+4+2=36 mm 7/Điều kiện kĩ thuật a vật liệu phần cắt:thép P18 vật liệu thân dao :thép 45 b độ cứng sau nhiệt luyện -phần cắt HRC 62-65 -phần cắt thân dao HRC 30-40 c độ bóng: -Mặt trước Ra=0,32 -Mặt sau Ra=0,63 -Mặt tựa thân dao thấp 0,63 d.sai lệch góc mài sắc - Sai lệch góc trước  : 20o1o - Góc  : 45o1o - Góc 1 : 45o1o LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CTM3-K50  0,5  15 ' Nguyễn Hữu Thắng  0,5 ' 15  0,1  0,1 0, 00  0,01     0,05  0,5  0,1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 B.Tính tốn thiết kế dao phay định hình γ>0 để gia cơng chi tiết hình vẽ.Vật liệu chi tiết gia cơng 40X có σb=650N/mm2 Thuyết minh tính tốn Phân tích chi tiết chọn dao Chi tiết có dạng rãnh,có profin phức tạp bao gồm đoạn thẳng cung trịn.Vì ta chọn dao phay hình hớt lưng,là loại dao phổ biến để gia cơng chi tiết định hình.Với dạng profin phức tạp ta hớt lưng dao phay lần Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương(γ>0).Vì chiều cao profin lớn hcmax=12,chiều rộng rãnh l=30,ta nhận thấy kết cấu lưỡi cắt đủ cứng vững ta chế tạo dao có đáy rãnh phoi thẳng.Vậy để gia cơng chi tiết ta chế tạo dao dao phay định hình hớt lưng lần,có góc trước dương, đáy rãnh phoi thẳng Tính tốn profin dao tiết diện chiều trục Sơ đồ tính LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 a Od R Ri  E F i  hci hdi G i' hcmax profin chi ti?t profin dao  T Ta cần xác định profin dao tiết diện chiều trục Các thơng số sơ đồ: Góc trước γ Theo 2-V(V[2]) vật liệu thép 40X ứng suất bền σb=650N/mm2 ta chọn góc trước γ=100 Góc sau αn=120,góc sau phụ α1=80 Chiều cao lớn profin chi tiết hcmax=12 mm Bán kính đỉnh dao theo 9-V(16[2]) ta có R=55 mm Dựng profin dao đồ thị: Xét điểm i chi tiết, để gia công điểm i phải có điểm i’ tương ứng thuộc profin chi tiết.Xác định điểm i’ sau.Từ điểm i profin chi tiết ta dóng ngang sang phía dao cắt đường OT E.Lấy O làm tâm quay cung trịn bán kính OE cắt vết mặt trước F.Vẽ đường cong hớt lưng acsimet cắt OT G.Từ G dóng đường thẳng ngược lại phía chi tiết.Từ điểm i thuộc profin chi tiết hạ đường thẳng vng góc xuống đường thẳng vừa gióng ngang(∆) cắt điểm i’ điểm profin dao dùng để gia công điểm i profin chi tiết Theo sơ đồ tính ta có: hdi=GT=ET-EG=hci-EG EG độ giáng đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc tâm β Ta có: EG  KZ  2. Mà β=γi-γ 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng Sin i  CTM3-K50 a R sin   Ri R  hci  hi  hci    i  arcsin( R sin  ) R  hci    arcsin( R sin  )  R  hci KZ R sin  [arcsin( )] 2 R  hci Trong đó: K :lượng hớt lưng Z:số dao phay Theo 9-V(16[2]) ta có K=6 Z=10 Nhận thấy profin chi tiết có đoạn cung trịn.Vậy profin dao có đoạn cong tương ứng.ta tiến hành chia cung trịn thành số điểm để tính L3=20-17+ 17  12  15,04 - Xét điểm I cung trịn để tính tốn(chia cung trịn thành phần nhau) - Xét Δ3OH,ta có góc 3OH=arcsin(hcmax/R) - Xét Δ3OI,ta có IO3=αi,góc I3O=(1800-αi)/2 - Xét Δ3OH ,ta có góc H3O=900-góc 3OH=900-arcsin(hcmax/R) - Xét ΔK3I ,ta cóK3I=γi=góc I3O-góc H3O=900-αi/2-(900-arcsinhcmax/R) =arcsin(hcmax/R)-αi/2  γi=arcsin(hcmax/R)-αi/2 hi=3I.cosγi Li=3I.sinγi Ta có 3I=2Rsin(αi/2) =>hi=2Rsin(αi/2).cosγi Li=2R.sin(αi/2).sinγi+15,04 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 o H h1  K I hcmax hi  L2 Li Ta có bảng số liệu tính tốn sau: Điểm hci hdi 7,7126 0 0 1,6705 1,6177 3,5169 3,4017 5,5078 5,3200 7,6093 7,3382 9,7856 9,4198 12 11,5278 Li 10 15,040 16,5 17,7306 18,7099 19,4216 19,8536 19,9982 Δhi 0,2874 0 0,0528 0,1152 0,1878 0,2711 0,3658 0,4722 Ta có hình dáng profin : 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 profin theo ti?t di?n h? ?ng k?nh t? l? 4:1 3.Tính toán profin mặt trước dao Ta cần xác định chiều cao profin dao tiết diện qua mặt trước dao để kiểm tra dao sau chế tạo có đạt u cầu khơng Sơ đồ tính tốn: 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 profin chi ti?t    profin dao Từ sơ đồ ta có: hdti=TF= Ri sin  ( R  hci ) sin  = sin  sin   R sin      ta có:   ar sin  R  h ci  Vậy ta có: hdti   R sin  ( Re  hci ) sin  ar sin  e  Re  hci   sin           Trong tiết diện chiều trục đoạn profin cong thay cung tròn thay qua số điểm Ta có bảng tính tốn sau: 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng Điểm CTM3-K50 hci 0 1,6705 3,5169 5,5078 7,6093 9,7856 12 hdti 8,1450 0 1,6971 3,5749 5,6025 7,7461 9,9702 12,2385 Li 10 15,040 16,5 17,7306 18,7099 19,4216 19,8536 19,9982 Ta có hình dạng profin : profin theo m?t tr? ?c t? l? 4:1 3.Chọn kết cấu dao 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 Các thông số kết cấu chọn theo bảng 9-V(16[2]),thể cụ thể vẽ chi tiết.Các thông số kĩ thuật khác thể vẽ chế tạo Điều kiện kĩ thuật dao -Vật liệu chế tạo:thép P18 -độ cứng sau nhiệt luyện HRC=62-65 -độ bóng: -bề mặt làm việc Ra =0,63 -bề mặt lại Ra=1,25 -Độ đảo hướng tâm mặt trước 0,03 -Độ đảo hướng kính lưỡi cắt 0,03  34 3 2± 0, 02 0,63 A 0,63  0,1  0,1  110±0,5 0,6 0,63 1,2  0,1 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 C.Tính tốn thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh trụ thẳng theo thơng số sau:Vật liệu làm bánh răng:thép 40X có σb=650 N/mm2 Modul m=3 Số Z=32 Thuyết minh tính tốn Trước hết ta cần chọn nhóm dao để thiết kế ta chọn nhóm số 5(N05) dao có số gia cơng từ 26-34 răng.Vì dao ta cần thiết kế có số gia cơng Z=26 với dao độ cong đường thân khai lớn với bánh có số Z>26 gia cơng bánh có Z=26 có profin dỗng tạo điều kiện vào ăn khớp dễ hơn(rãnh lớn ăn khớp khơng bị kẹt) 1.Tính tốn profin dao Profin dao phay đĩa modun tiết diện chiều trục profin theo mặt trước trùng khít với profin trắc diện bánh Các số liệu cần tính để vẽ: -góc ăn khớp vịng chia α=200 -Bước t=m.π=3.3,14=9,42 mm -Bán kính vịng trịn chia rc=m.z/2=3.26/2=39 mm -Chiều dày s=mπ/2=3.3,14/2=4,71 mm -Bán kính vịng trịn lăn rl=rc=39 mm -Bán kính đỉnh re=m(z+2)/2=3.(26+2)/2=42mm -Bán kính chân rf=m(z-2,5)/2=3.(26-2,5)/2=35,25mm -Bán kính vịng trịn sở r0=rccosα=39.cos200=36,648 mm Để vẽ profin dao ta lập hệ trục 0xy với góc tâm bánh răng.Giả sử có điểm M(x,y) nằm profin với bán kính Rx toạ độ x,y phương trình profin Sơ đồ tính: 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 y xmax x  C c  M (x,y) Mc  y y max B c= r  in v M inv c o1  c o Ra RM Rc Ro x Rf Trong đó: Re :bán kính đỉnh RM:bán kính điểm M(x,y) Rc:bán kính vịng trịn chia R0:bán kính vịng trịn sở Rf:bán kính chân Profin bao gồm đoạn: đoạn làm việc đoạn than khai CB đoạn không làm việc đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân BO1 Tính tốn profin đoạn làm việc: Nguyên lý tạo hình đường thân khai: 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 M A rM  r  B r0:bán kính vịng sở rM bán kính véctơ ứng với điểm M θM:góc thân khai αM:góc áp lực đường thân khai Nguyên lý: cho đường thẳng lăn khơng trượt đường trịn,thì quỹ đạo điểm M thuộc đường thẳng vẽ đường cơng thân khai Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phương trình đường thân khai khoảng bán kính rf≤rM≤ra.Việc xác định profin lưỡi cắt việc xác định toạ độ tập hợp điểm M hệ toạ độ đề 0xy Xác định toạ độ điểm M: Theo sơ đồ ta có: x=rM.sinδM=rM.sin(δ0+θM) y= rM.cosδM=rM.cos(δ0+θM) ta có θM=tgαM-αM=invαM δ0=δc-invα0=π/2z-(tgα0-α0) ta có: CosM = r0/rM   M  arcsin(  r02 ) rM2 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50    r    M  tg  arcsin   02    arcsin     rM         r     x  rM sin(  tg    tg arcsin    2z rM   1 r02  rM2        arcsin   r0 )   rM2       r02   r02      y  rM cos(  tg    tg arcsin   arcsin  )     2z r rM  M      Lập bảng tính tốn: Điểm 10 11 12 13 14 15 16 17 rM 36,65 36,984 37,318 37,652 37,986 38,320 38,654 38,988 39,322 39,656 39,990 40,324 40,658 40,992 41,326 41,660 42 x 1,667399 1,712782 1,783566 1,871351 1,973154 2,087363 2,212878 2,348917 2,494888 2,650324 2,814844 2,988135 3,169929 3,360001 3,558149 3,764201 3,981911 Y 36,612051 36,944318 37,275354 37,605467 37,934718 38,263106 38,590606 38,917178 39,242773 39,567336 39,890810 40,213133 40,534238 40,854063 41,172537 41,489594 41,810816 t=y-rf 1,362051 1,694318 2,025354 2,355467 2,684718 3,013106 3,340606 3,667178 3,992773 4,317336 4,640810 4,963133 5,284238 5,604063 5,922537 6,239594 6,560816 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 Hình dáng profin tiết diện chiều trục: 3.chọn kích thước kết cấu dao Kích thước kết cấu dao chọn theo 4-8(121[2]), thể cụ thể vẽ chi tiết Điều kiện kĩ thuật -Vật liệu dao : thép P9 -Độ cứng phần cắt đạt HRC=62-65 -Độ đảo tâm đường kính ngồi 0,03 -Độ đảo mặt đầu0,03 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3-K50 -sai lệch chiều dày 0,025 -Độ bóng:+mặt trước,mặt lỗ gá dao măt tựa không thấp 0,32 +mặt hớt lưng hình dáng khơng thấp 0,64  0,015 0,32  70 0,1  0,028  27 0,023 A A 0,32  0,1 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... nhóm dao để thiết kế ta chọn nhóm số 5(N05) dao có số gia cơng từ 26-34 răng.Vì dao ta cần thiết kế có số gia cơng Z=26 với dao độ cong đường thân khai lớn với bánh có số Z>26 gia cơng bánh có... Hữu Thắng CTM3 -K50 Hình dáng profin tiết diện chiều trục: 3.chọn kích thước kết cấu dao Kích thước kết cấu dao chọn theo 4-8(121[2]), thể cụ thể vẽ chi tiết Điều kiện kĩ thuật -Vật liệu dao : thép... cao profin dao tiết diện qua mặt trước dao để kiểm tra dao sau chế tạo có đạt u cầu khơng Sơ đồ tính toán: 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Hữu Thắng CTM3 -K50