Bài giảng thiết kế dụng cụ cắt chương 2 pgs ts bùi ngọc tuyên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ Bộ môn Gia công vât liệu dụng cụ công nghiệp THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT Thuyết trình: PGS.TS Bùi Ngọc Tuyên CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY §1 Giới thiệu Khái niệm, công dụng  Dao phay dụng cụ cắt có dạng vật thể trịn xoay với nhiều lưỡi căt phân bố bề mặt  Các chuyển động trình phay: - Chuyển động căt  Chuyển động quay trịn với tốc độ vịng quay n(v/p) tạo tốc độ cắt chính: V= (m/p) với D (mm) : đường kính ngồi dao - Chuyển động chạy dao  chuyển động tịnh tiến tương đối (dọc, ngang, đứng, theo quỹ đạo lập trình 3D/4D/5D) phơi so với dao theo tốc độ xác định thơng số lượng chạy dao vịng sv (mm/vòng) sz (mm/răng) sph (mm/phút)  Dao phay sử dụng máy phay với nhiều công dụng: gia cơng mặt phẳng, rãnh, mặt định hình, bề mặt khơng gian, răng, ren,.…  Độ xác gia cơng trung bình, suất cao CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY 2) Phân loại dao phay  Theo công dụng: dao phay rãnh then, dao phay rãnh chữ T,…  Theo hình dạng chung: dao phay trụ, dao phay đĩa, dao phay ngón,…  Theo kết cấu: dao phay liền, dao phay ghép,…  Theo vật liêu chế tạo dao: dao phay thép gió, dao phay HKC,  Theo hướng răng: dao phay thẳng, dao phay nghiêng,  Theo dạng răng: - Dao phay nhọn  hầu hết loại dao phay tiêu chuẩn, công dụng chung - dao phay hớt lưng  dao phay định hình, dao phay đĩa mơ dun, loại dao phay lăn  Một số loại dao phay thơng dụng: CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY §2 Dao phay nhọn I Khái niệm Dao phay nhọn dao phay căt mặt sau dao mặt phẳng vng góc với truc dao giao tuyến mặt phẳng với mặt sau dao đường thẳng cung tròn  Trong SX : mặt sau chế tạo dễ dàng  Dao phay nhọn chủ yếu cho loại dao phay công dụng chung CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY II Các thành phần kết cấu chung Đường kính ngồi D  Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đên trình cắt Lựa chọn D phải đảm bảo chiều cao đủ lớn đảm bảo khơng gian phoi, chiều dày thân dao đủ bền, đường kính lỗ gá d đảm bảo sức bền trục gá D= d+2m+2H m: chiều dày than dao, H: chiều cao răng; H= tc + (5÷10) (mm); với t chiều sâu phay  Dao phay mặt đầu: D =1,1B dao phay mặt đầu thép gió D =(1,2÷1,6)B dao phay mặt đầu  Đường kính ngồi dao phay tiêu chuẩn hóa theo dãy kích thước tạo thành cấp số nhân với công bội φ Thông thường φ = 1,26  D= 3;4;5;6;8;10;12;16;20;25;32;40;50;62;80;100;125;160; 200;250;320;… CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY Số dao Z  Ảnh hưởng trực tiếp đến trình phay  Zchọn đủ lớn đảm bảo có đồng thời tham gia cắt z=k.D Dao phay lớn: k=0,6 ÷ 1,2  thường dùng cho gia công thô, lượng dư lớn Dao phay nhỏ: k=1,75 ÷ 2,8  thường dùng cho gia cơng tinh, lượng dư nhỏ Dạng rãnh Yêu cầu đủ khơng gian chứa phoi dễ, đảm bảo sức bền dao, cho phép số lần mài lại lớn nhất, tránh bị nứt nhiệt luyện  Một số dạng răng: CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY Thơng số hình học  Góc trước chọn phụ thuộc vật liệu làm dao vật liệu gia công Vật liệu gia công Thép b Thép b Thép b Gang  - Vật liệu làm dao 2 Thép gió HKC 200 150 150 -50 ÷ 50 100 ÷ 120 -150 ÷ -100 50 ÷ 150 -50 ÷ 50 Góc sau chọn phụ thuộc đặc tính gia cơng loại dao phay Dao phay nhỏ: α =150 ÷ 160 ; Dao phay lớn: α =120 Dao phay đĩa, dao phay rãnh: α =200; Dao phay HKC: α =50 ÷ 60 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY    Góc nghiêng chính: thường chọn φ =200 chi tiết cứng vững, t ≤ mm Góc nâng có tác dụng nâng cao sức bền dao: thường chọn λ= 100 ÷ 150 Góc xoắn dao ω chọn phụ thuộc đặc tính gia cơng, hướng phoi Kiểu dao phay Góc xoắn ω Dao phay trụ lớn 400 ÷ 450 Dao phay trụ nhỏ 300 ÷ 350 Dao phay trụ đĩa hai mặt 150 Dao phay trụ đĩa ba mặt 50 ÷ 150 Dao phay mặt đầu liền (thép gió) 100 Dao phay mặt đầu chắp (HKC) 150 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY §3 Dao phay định hình hớt lưng Khái niệm, đặc điểm  Dao phay hớt lưng dao phay cắt mặt sau dao mặt phẳng vng góc với truc dao giao tuyến mặt phẳng với mặt sau dao đường cong hớt lưng  Đặc điểm: - Dao phay định hình thường thiết kế có dạng hớt lưng - Đường cong hớt lưng dùng cho tạo hình mặt sau dao hớt lưng phương pháp tiện hớt lưng mài hớt lưng máy tiện hớt lưng - Khi chế tạo dao phay hớt lưng thường không mài mặt sau sau nhiệt luyện nên chóng mịn mặt sau, tuổi thọ thấp, độ xác thấp - Khi mòn phải mài lại theo mặt trước mặt phẳng đảm bảo góc sau profin dao khơng thay đổi - Góc trước : γ =0  dao gia công tinh γ >0  dao gia công thô - Bề mặt gia công mặt trụ định hình có profin mặt phẳng vng góc với đường sinh tập hợp đoạn thẳng, cung tròn, đường cong ghép nối tiếp với CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY Đường cong hớt lưng a KN Mặt sau dao phay hớt lưng tập hợp đường cong hớt lưng Nếu cắt mặt sau dao mặt phẳng vng góc với truc dao giao tuyến mặt phẳng với mặt sau dao đường cong hớt lưng Đường cong hớt lưng đường cong mà sau lần mài lại mặt trước dao góc sau profin dao khơng thay đổi αe = α e’ he =he’ b Phương trình đường cong hớt lưng tg = = const = m → = m.d → = m.d ( ) → ln = m +C = m +lnA → ln – lnA = m → = → =A (*) (*) phương trình đường xoắn vít logarit - Thực tế người ta sử dụng đường xoắn vít Acsimet làm đường cong hớt lưng: = b (**) với b = ; a bước xoắn đường cong Acsimet CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY Lượng hớt lưng, quan hệ góc sau lượng hớt lưng  Lượng hớt lưng K lượng rơi (lượng giáng) đườn cong hớt lưng sau góc ε= =  Góc sau tiết diện mặt đầu điểm khác lưỡi cắt - Góc sau đỉnh: αe 𝑲𝒁 𝝅𝑫𝒆 → tg αe = (*) ↔ K = tgαe 𝝅𝑫𝒆 𝒁 - Góc sau điểm x lưỡi cắt αx : tg αx = (**) Từ (*) (**) → tg αx = 𝑫𝒆 𝑫𝒙 tg αe  Nhận xét: - Góc sau đỉnh nhỏ nhất, gần tâm góc sau tăng Tuy nhiên thay đổi góc sau khơng đáng kể - Khi mài lại theo mặt trước → góc sau đỉnh tăng lên CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY Góc sau tiết diện pháp tuyến  Quan hệ góc sau tiết diện pháp tuyến góc sau tiết diện mặt đầu: = sin φx sin φx Φx : Góc profin lưỡi cắt điểm x : Góc sau tiết diện pháp tuyến điểm x : Góc sau tiết diện mặt đầu điểm x  Nhận xét: - Nếu φx K2 để không mài lẹm vào lưng không bị lõm yên ngựa CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY §4 Thiết kế dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ >  Khi γ =0 → profin dao tiết diện trùng mặt trước = profin dao tiết diện chiều trục = profin chi tiết  Khi γ >0 → profin dao tiết diện trùng mặt trước ≠ profin dao tiết diện chiều trục ≠ profin chi tiết  γ >0 → lực cắt giảm → Thiết kế DFĐH có γ >0 Cho profin chi tiết 123X4 → X Yêu cầu xác định profin tiết diện chiều trục & tiết diện trùng mặt trước DFĐH có γ >0 Xd 𝑑 𝑑 Xmt 𝑚𝑡 𝑚𝑡 : Chiều cao profin dao tiết diện chiều trục điểm xd 𝑚𝑡 : Chiều cao profin dao tiết diện trùng mặt trước điểm xmt 𝑑 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY - Căn chiều cao lớn profin chi tiết (hmax) → Tra số tay thiết kế DCC: De , Z, K,… - Căn VLGC → Tra số tay thiết kế DCC: góc trước γ  Vẽ sơ đồ tính: CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY 1) Xác định chiều cao profin dao tiết diện chiều trục (1) 𝑑 = xx” : lượng giáng đường cong hớt lưng ứng với góc βx K: Lượng giáng đường cong hớt lưng ứng với góc ε =2π/Z → = βx (2) Re sinγ = Rx sin (γ +βx) → βx = arcsin ( (1), (2), (3) → 𝑑 – [ arcsin ( γ) – γ γ) – γ ] (3) (*) 2) Xác định chiều cao profin dao tiết diện trùng mặt trước 𝑚𝑡 sinγ = Rx Sinβx Rx Sinβx → 𝑚𝑡 = sinγ Rx → 𝑚𝑡 = Sin[arcsin ( γ) – γ] (**) sinγ BÀI TẬP Câu Cho chi tiết hình vẽ Hãy thiết lập sơ đồ tính cơng thức tính chiều cao profin dao phay định hình hớt lưng  > tiết diện (tiết diện chiều trục tiết diện trùng với mặt trước) Câu Cho biết góc trước 150; Bán kính lớn dao Rmax =50, số dao z = 10, K= a- Hãy tính chiều cao điểm profin dao tiết diện chiều trục tiết diện trùng mặt trước b- Hãy xác định góc sau tiết diện vng góc với trục dao điểm profin dao c- Hãy xác định góc sau tiết diện pháp tuyến điểm profin dao  ... thành cấp số nhân với cơng bội φ Thông thường φ = 1 ,26  D= 3;4;5;6;8;10; 12; 16 ;20 ;25 ; 32; 40;50; 62; 80;100; 125 ;160; 20 0 ;25 0; 320 ;… CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DAO PHAY Số dao Z  Ảnh hưởng trực tiếp đến trình...