Đồ án thiết kế dụng cụ công nghiệp Đồ án thiết kế dao
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP PHẦN I : THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH HÌNH LĂNG TRỤ Đề bài : Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ 1.1 (dao có phần chuẩn bị cắt đứt ) , với các thông số sau: Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có б b = 600 N/mm 2 Hình 1.1 . Sơ đồ kích thước chi tiết gia công 1.Phân tích chi tiết : _Chi tiết gia công gồm các bề mặt cần gia công là mặt trụ , mặt côn và mặt đầu . _Vật liệu chi tiết gia công là thép C45 có б b = 600 N/mm 2 _Phôi ở dạng phôi thanh tròn có đường kính ф = 40 mm _Chất lượng bề mặt chi tiết gia công không có gì đặc biệt _Độ chênh lệch giữ bán kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết là: t max =(ф max – ф min )/2 = (38 – 25 )/ 2 = 6,5 mm _Chiều dài chi tiết là : 36 mm 2.Chọn loại dao: Chi tiết cần gia công có bề mặt gia công là bề mặt ngoài nên có thể sử dụng dao tiện định hình hình lăng trụ hay hình tròn đều được . Tuy vậy dao tiện định hình hình lăng trụ có 1 số ưu điểm hơn so với dao tiện định hình hình tròn như sau : _ Dao tiện định hình hình lăng trụ được kẹp bằng kẹp có rãnh mang cá kẹp dao dẽ dàng hơn nên độ cứng vững tốt hơn và tăng được tuổi bền của dao. SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 1 - LỚP : CTM3 – K50 x45° 14 17 25 30 36 Ø 25 Ø 36 Ø3 8 Ø 36 Ø 4 0 1 M A F r B E 0.5 6 0 ° d ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP _ Chi tiết gia công chỉ mắc sai số loại 1 có thể khắc phụ được. _ Việc mài lại dụng cụ cắt sau khi đơn giản hơn do mài theo mặt phẳng song song với mặt trước cũ. =>Vậy ta chọn loại dao tiện định hình hình lăng trụ để gia công chi tiết. *)Kết cấu và kích thước của dao lăng trụ tham khảo bảng 3.2a(sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt tập 2) với chiều sâu lớn nhất của chi tiết gia công là t max = 6,5 mm Ta được : B = 19 , H = 75 , E = 6 , A = 25 , F = 15 , r = 0.5 , d = 6 , M = 34,46 3.Chọn cách gá dao: Từ việc phân tích chi tiết như trên : Bề mặt chi tiết cần gia công gồm các bề mặt định hình mặt trụ tròn xoay, mặt côn , mặt đầu . với độ chính xác không yêu cầu cao nên ta chọn phương pháp gá dao thẳng => đơn giản hoá cho việc tính toán profile dao ở hai tiết diện . 4.Chọn thông số hình học của dao tiện định hình : SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 2 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Góc trước , góc sau của dao tiện định hình ở những điểm khác nhau thường không bằng nhau . Vì vậy ta chọn 1 điểm cơ sở (điểm 1 như dưới đây) để chọn góc trước , góc sau và để tính toán profile của dao. _Góc trước γ được chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công Tra bảng 3.4 ( Sách hướng dãn thiết kế dụng cụ cắt tập 1 ) Với vật liệu chi tiết gia công là thép C45 có σ b = 600 N/mm 2 thì γ = 20 0 ÷ 25 0 => Chọn γ = 20 0 _Góc sau được chọn cho vừa giảm được ma sát giữa mặt sau của dao và mặt đang gia công của chi tiết . đồng thời đảm bảo được độ bền của lưỡi cắt Đối với dao lăng trụ chọn α = 12 0 ÷ 15 0 => Vậy chọn α = 12 0 5.Tính toán chiều cao hình dáng profile dao trong hai tiết diện : *)Chọn điểm cơ sở: _ Điểm cơ sở là một điểm có profile chi tiết trùng với profile lưỡi cắt trong mặt phẳng nằm ngang qua tâm chi tiết .Ngoài ra còn là điểm gốc để tính toán tọa độ của profile lưỡi cắt . Đồng thời điểm đó được dung làm gốc tọa độ để vẽ profile dao khi đã xác định được profile của dao trong các tiết diện cần thiết . _Ta thấy : tại những điểm của lưỡi cắt nằm càng gần chuẩn kẹp hơn so với phương ngang thì góc sau càng nhỏ đi và góc trước càng tăng lên và ngược lại . Việc góc trước đối với một dụng cụ cắt lớn lên hay nhỏ đi một lượng nào đó không đáng quan tâm quá mức vì góc trước γ có thể chọn dương , bắng 0 , hoặc âm là tuỳ thuộc loại dụng cụ cắt và vật liệu làm dao . Song đối với góc sau α thì khi nó thay đổi giá trị theo vị trí của từng điểm trên lưỡi cắt ta phải cần quan tâm : khi góc sau quá nhỏ : có thể bằng 0 hoặc âm thì sẽ gây ra ma sát lớn hoặc không làm việc được . Do đó để khỏi phải kiểm tra lại góc sau khi thiết kế ( thường góc sau [α ] ≥ 3 0 ) ta nên chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc sau: Điểm cơ sở được chọn thường là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp của dao nhất . Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở ( hình vẽ) *) Các số liệu cho trước là : _ r x : bán kính chi tiết ứng với các vòng tròn đã cho như đề bài . _ Góc trước và góc sau của dao chọn cho điểm cơ sở : γ = 20 0 , α = 12 0 _γ i là góc trước tại điểm i trên profile dao _Thông số cần tính là h i : chiều cao profile của dao xác định trong tiết diện vuông góc với mặt sau của dao . τ i : chiều cao profile của dao xác định theo mặt trước , lấy chuẩn SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 3 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP gốc là điểm cơ sở 1 Sơ đồ tính toán chiều cao profile dao trong hai tiết diện như hình dưới đây:(trang dưới ) _Tính chiều cao τ i và h i của Profile dao tại điểm i trên profile dao có Φ 3 = 36 mm, các điểm khác tính tương tự . Từ sơ đồ tính toán ta có : τ i = C i – B = r i . cos γ i – r . cos γ với C i = r i .cos i γ và B = rcos γ B = 12,5.cos20 0 = 11,7462 mm A = rsin γ = 12,5.sin20 0 = 4,2753 mm h i = τ i . cos (α + γ ) mà A = r . sin γ = r i .sin γ i => sin γ i = ( r / r i ).sin γ => γ i = arcsin [(r / r i ) .sin γ] Vậy: +Chiều cao profile của dao lăng trụ gá thẳng trong tiết diện trùng với mặt trước là : τ i = r i .cos {arcsin[(r / r i ) . sin γ ] } – r . cos γ +Chiều cao profile của dao lăng trụ gá thẳng trong tiết diện vuông góc với mặt sau của dao là : h i = τ i . cos ( α + γ ) Ta tính cụ thể cho các điểm như sau : +)Điểm 1 ; 2 : 1 2 0 1 2 0 1 2 1 1 2 1 2 12,5 20 .cos 12,5.cos20 11,7462 0 0 r r mm C C r mm h h γ γ γ γ τ τ = = = = = = = ≈ ≈ = = = = +) Điểm 3 ; 4 : 3 4 0 0 3 4 3 0 3 4 3 3 3 4 3 0 0 3 4 3 18 arcsin[ .sin / ] arcsin[12,5.sin 20 /18] 13 44'25'' .cos 18.cos13 44'25' 17,4849 17,4849 11,7462 5,7387 .cos( ) 5,7387.cos(12 20 ) 4,8667 r r mm r r C C r mm C B mm h h mm γ γ γ γ τ τ τ α γ = = = = = ≈ = = ≈ ≈ = = − ≈ − = = = + ≈ + ≈ +)Điểm 5 ; 6 : SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 4 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP 5 6 0 0 5 6 5 0 5 6 5 5 5 6 5 0 0 5 6 5 19 arcsin[ .sin / ] arcsin[12,5.sin 20 /19] 13 0'13'' .cos 19.cos13 0'13' 18,5128 18,5128 11,7462 6,7666 .cos( ) 6,7666.cos(12 20 ) 5,7384 r r mm r r C C r mm C B mm h h mm γ γ γ γ τ τ τ α γ = = = = = ≈ = = ≈ ≈ = = − ≈ − = = = + ≈ + ≈ +)Điểm 7 ; 8 : 7 8 0 0 7 8 7 0 7 8 7 7 7 8 7 0 0 7 8 7 18 arcsin[ .sin / ] arcsin[12,5.sin 20 /18] 13 44'25'' .cos 18.cos13 44'25' 17,4849 17,4849 11,7462 5,7387 .cos( ) 5,7387.cos(12 20 ) 4,8667 r r mm r r C C r mm C B mm h h mm γ γ γ γ τ τ τ α γ = = = = = ≈ = = ≈ ≈ = = − ≈ − = = = + ≈ + ≈ Ta có bảng tính toán sau : Thông số Điểm r i ( mm ) γ i (độ ) C i ( mm ) A ( mm) B ( mm ) τ i ( mm ) h i ( mm ) 1;2 12,5 20 11,7462 0 0 3;4 18 13,7399 17,4849 5,7388 4,8667 5;6 19 13,003 7 18,512 8 6,7666 5,7384 7;8 18 13,7399 17,4849 5,7388 4,8667 SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 5 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 6 - LỚP : CTM3 – K50 1x45° 14 17 25 30 36 Ø25 Ø36 Ø38 Ø36 1 5 6 7 8 9 4 3 2 1 ° 3° 3* γ α B C i τ i γ i α i A τ i = C i – B h i = τ i . cos ( α + γ ) C i = r i . cos γ i γ i = arcsin [r.sinγ/r i ] ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Profile của dao tiện định hình hình lăng trụ trong tiết diện vuông góc với mặt sau 6.Phần phụ của profile dụng cụ: Phần phụ của profile dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt. Ta chọn các thông số như sau: 1a b mm= = 2g mm= chiều rộng lưỡi dao cắt đứt 1f mm= chiều rộng vát của chi tiết SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 7 - LỚP : CTM3 – K50 12 4 3 5,7388 6,7666 5,7388 56 7 8 14 17 25 30 36 profile cña dao tiÖn ®Þnh h×nh h×nh l¨ng trô trong tiÕt diÖn trïng víi mÆt tríc 14 17 25 30 36 4,86 67 5,7384 4,8 667 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP 3c mm= 0 1 45 ϕ ϕ = = Chọn 3d mm= 5 1 36 1 37 c l l mm= + = + = 37 1 1 3 2 44L lc a b d g mm= + + + + = + + + + = Phần phụ của profile dụng cụ 8. Điều kiện kỹ thuật chế tạo dao: _Vật liệu phần cắt : Thép gió P18 Vật liệu làm thân : Thép C45 _ Độ cứng sau nhiệt luyện phần cắt đạt 62÷65 HRC, phần thân dao đạt 30 ÷ 40 HRC _ Độ nhám bề mặt làm việc : Ra ≤ 0,63 μm độ nhám bề mặt còn lại : Ra ≤ 1,25 μm _Trên phần cắt không có vết cháy ,vết gợn vết nứt _Mối hàn chỗ tiếp xúc giữa phần cắt và phần thân là mối hàn tiếp xúc bảo đảm độ đồng đều cho mối hàn . _ Sai lệch góc mài không quá 15’÷ 30’ Sai lệch góc sau không quá 25’ SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 8 - LỚP : CTM3 – K50 f ab c d φ φ φ 1 L g k ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP _Góc trước : γ = 20 0 , góc sau γ = 12 0 _Ký hiệu dao : DTDHLT-No19-α=12 0 -γ=20 0 -P18-DHBKHN PHẦN HAI : THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 9 - LỚP : CTM3 – K50 3 2 ° ± 1 0 ’ 25 75 19 6 Ø6 6 0 ° ± 1 0 ' 60° ±10' R0,5 0,5 15 2 5 34,46 44 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay định hình γ > 0 để gia công chi tiết theo hình vẽ . Vật liệu chi tiết gia công 40X có σ b = 650 N/mm 2 h 1 =15 mm ; h 2 =14 mm ; R = 18 mm 1.Phân tích chi tiết cần gia công : _Chi tiết cần gia công là bề mặt rãnh định hình phức tạp : là tập hợp của các mặt phẳng , một phần mặt trụ với bán kính R=18 mm . _Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết là h max = h 1 = 15 mm , bề rộng lớn nhất của chi tiết là l max = 30 mm. _Vật liệu chi tiết cần gia công là thép 40X có σ b = 650 N/mm 2 . 2.Chọn loại dao phay và vật liệu chế tạo dao : _Với dạng sản xuất hàng loạt , hàng khối =>để tăng năng suất ta chọn loại dao phay định hình hớt lưng , cụ thể là dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 , do những ưu điểm của loại dao phay này như sau: + Dao phay định hình hớt lưng đảm bảo được profile lưỡi cắt và và góc sau không đổi trong quá trình cắt và khi mài sắc lại dao theo mặt trước . + Khi γ = 0 thì profile của lưỡi cắt chính là profile của mặt trước và được xác định trong phương hướng kính ( tiết diện chứa trục dao ). Khi đó lực biến dạng khi gia công lớn => năng suất cắt thấp . Để cải thiện điều kiện cắt gọt , giảm lực cắt và tăng tuổi bền của dao => ta thiết kế dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 . Dao này chỉ dùng trong gia công thô và chi tiết định hình không cần độ chính xác cao và lại có yêu cầu tăng năng suất . Do chọn loại dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 nên dẫn đến việc tính toán profile của dao trên tiết diện qua mặt trước và tiết diện chiều trục ( tiết diện vuông góc với mặt sau ) để đảm bảo chế tạo chi tiết đúng . + Dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 thuận tiện khi mài lại dao theo mặt trước , khi đó góc sau α và profile lưỡi cắt không đổi . SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 10 - LỚP : CTM3 – K50 R h1 10 30 h2 [...]... profile lồi nên có chiều rộng là : SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 18 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP B = b + 2 mm = 30 +2 =32 mm Kích thước rãnh then chọn như sau: Kiểu lắp ghép trước khi hàn giữa mảnh răng 10 mm và rãnh của thân dao là : A/T1 Tra then theo bảng 17_V ( sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ công nghiệp) ta được: d = 40+0,027 b =10+0,10 +0,3 t1 = 43,5+0,62 3.6 Điều kiện kỹ thuật... then hoa chữ nhật ta chọn phương pháp chuốt lỗ theo sơ đồ chuốt ăn dần và sử dụng dao chuốt kéo để tăng độ chính xác lỗ then hoa chữ nhật SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 20 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP 3.Chọn vật liệu phần cắt , phần đầu dao ( phần cán ) : Với vật liệu gia công là thép C45 có σb=600N/mm2 , tra sổ tay thiết kế ta chọn như sau : -Vật liệu phần cắt ( tính từ phần... CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA CHỮ NHẬT Đề bài : thiết kế chuốt lỗ then hoa chữ nhật theo hình vẽ và kích thước dưới : 5+0,028 +0,010 R0, 2 0,3×45° +0 ,02 1 Ø1 8 +0 ,0 11 Ø2 2 Then hoa loại định tâm theo lắp ghép theo yếu tố định tâm H7/e7 lắp ghép theo b chiều dài lỗ , L ( mm ) L = 17,1 vật liệu chi tiết Trung D F8/h11 Thép C45 1.Chi tiết gia công : Chi... = 0,8 mm ; α1=20 +Bán kính lượn của rãnh thoát đá khi mài cạnh viền : r =0,5mm SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 22 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP t=5,5 R4 b=2 f=0,05 α= 3° R1 h=2 γ=15° Kết cấu răng và rãnh chứa phoi của răng cắt thô t=5,5 f=0,05 R4 b=2 R1 α= 2° h=2 γ=15° Kết cấu răng và rãnh chứa phoi của răng cắt tinh h=2 R1 α =1° 30' b=2 f=0,05 R4 t=5,5 γ=15° Kết cấu răng và rãnh... tiết diện trùng với mặt trước : Từ sơ đồ tính ta có: Ri h R R −h R sin γ = dti ⇒ hdti = i sin ζ i = e ci sin arc sin e −γ sin γ sin ζ i sin γ sin γ Re − hci SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 16 - LỚP : CTM3 – K50 i'd ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Với chú ý các góc đổi ra đơn vị là radian vì trong công thức tính đã xuất hiện góc π rad Ta có bảng tính toán sau : Điểm hci lci hdi hdti 1 15 10... VĂN MỞN - 17 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP 1 2 4 5 1, 89 4, 45 0 7 1 0 6, 4 8 9, 4 08 0 25 1 1, 8 1 2 5 1 4, 6 1 5 4 15 ,6 71 2 10,0000 3 9 6 7 8 13,3137 15,2608 16,9159 18,2426 19,2117 19,8018 20,0000 Profile dao trong tiết diện trùng mặt trước 3.5.Chọn kết cấu của dao: Chọn kết cấu dao dựa vào chiều cao lớn nhất của profile chi tiết cần gia công , ta có chiều cao lớn nhất... tg120 ≈ 12,5 => lấy Z = 12 răng K 8 SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 14 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Vậy góc sau chính thực của chi tiết là : α e = arctg KZ 8.12 ≈ arctg ≈ 11030 '52 '' ≈ 11,51460 πD 3,14.150 3.4 Tính toán profile dao trong hai tiết diện: Phương pháp tính toán dựa trên hai sơ đồ tính và tính trên hai tiết diện của dao : tiết diện chiều trục ( tiết diện vuông góc... _Chọn các góc của dao: Từ vật liệu của chi tiết gia công là thép 40X có σb=650 N/mm2 , tra sách Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt tập I , ( bảng 2_V ) ta có : dao gia công thô có +Góc trước : γ =150 +Góc sau chính : αn=120 _Chọn đường kính đỉnh dao : Từ chiều cao lớn nhất của profile chi tiết hcmax= h1=15 mm , tra ( bảng 11_V ) sách Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt tập 2 ta có: + Đường kính lớn nhất của dao... hci = 2 R.sin i sin 1800 − arcsin 2 + 2 R 1800 − φi 2 Với BC = 13,3137 mm Ta tính thêm trên cung CD thêm 5 điểm như hình vẽ dưới đây và có bảng kết quả tính toán : SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 13 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP R 2 3 φ O 6 hci h1 φ i I 5 4 h2 1 7 10 9 lci 8 30 Điểm ∅i (độ) lci ( mm ) hci ( mm ) 8 0 13,3137 0 7 8,5096 15,2608 1,8283 6 17,0192 16,9159 3,9245... sau thay đổi rất ít _Lượng hớt lưng K của đường Acsimét : +K chính là lượng giáng của đường xoắn Acsimet sau khi quay góc bằng 2π/Z ; với Z là số răng của dao phay +Khai triển tam giác cong EBC thành tam giác vuông EBC như hình vẽ trên ta có: SINH VIÊN : NGUYỄN VĂN MỞN - 11 - LỚP : CTM3 – K50 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP CB K = CE π D tgα e = ⇒K= = Z KZ πD πD tgα e Z Với αe : là góc sau tại . ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP PHẦN I : THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH HÌNH LĂNG TRỤ Đề bài : Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ 1.1. 15 2 5 34,46 44 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay định hình γ > 0 để gia công chi tiết theo hình vẽ . Vật liệu chi tiết gia công 40X có σ b = 650. [r.sinγ/r i ] ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Profile của dao tiện định hình hình lăng trụ trong tiết diện vuông góc với mặt sau 6.Phần phụ của profile dụng cụ: Phần phụ của profile dụng cụ dùng