đồ án môn học thiết kế dao - sv nguyễn thị phương giang

Đồ án môn học thiết kế dao - Đồ án môn học thiết kế dao GVHD: Nguyễn Thị Phương Giang Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao - Lời nói đầu * * * Trong nghành khí chế tạo máy để tạo hình chi tiết ngồi chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không coi trọng Dụng cụ cắt với trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính xác, xuất tính kinh tế cho chi tiết gia cơng Vì việc tính tốn thiết kế dụng cụ cắt kim loại ln nhiệm vụ quan trọng người kỹ sư khí Trong đồ án mơn học em giao nhiệm vụ thiết kế dụng cụ cắt điển hình dao tiện định hình, dao chuốt lỗ trụ dao phay đĩa modul Ngoài việc vận dụng kiến thức học, tài liệu thiết kế Em hướng dẫn tận tình, chu đáo thầy cô môn, đặc biệt Nguyễn Thị Phương Giang giúp em hồn thành đồ án Với thời gian trình độ hạn chế, em mong quan tâm bảo tận tình thầy để em thực vững vàng trường nhận công tác Em xin trân thành cảm ơn Sinh viên thiết kế Lê Hồng Sơn Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao - Phần I: Dao tiện định hình Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau: Vật liệu gia cơng: thép 45 có b = 750 (N / mm2) Phân tích chi tiết gia cơng: Chi tiết gia cơng làm từ thép 45, b = 750 (N / mm2), bao gồm nhiều loại bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn mặt đầu Đây chi tiết tương đối điển hình, kết cấu chi tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính khơng q lớn Trên chi tiết khơng có đoạn có góc profile q nhỏ Do chi tiết có mặt nên gia công dễ xuất sai số lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết Song độ xác chi tiết u cầu khơng cao Mặt đầu chi tiết có độ chênh lệch đường kính khơng q lớn Chọn loại dao: chi tiết này, dùng dao lăng trụ hay dao tiện kiểu đĩa Song để đơn giản việc thiết kế, chế tạo gá gia cơng Ta chọn dao tiện định hình lăng trụ hợp lý Khi chọn dao lăng trụ dao Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao dễ chế tạo chi tiết có mặt nên xảy tượng lưỡi cắt khơng nằm mặt phẳng qua trục gây sai số gia cơng gá dao thẳng Nhưng độ xác chi tiết không yêu cầu cao nên ta bỏ qua sai số Do ta chọn cách gá dao thẳng Căn vào chiều sâu max chi tiết: tmax  d max  d 25  18   3,5 (mm) 2 Dựa vào bảng 3.2a – Kết cấu kích thước dao tiện định hình lăng trụ sách “ Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại ” Ta có kích thước dao B = 9; H = 75; E = 4; A = 15; F = 7; r = 0,5; d = 4; M = 21,31; Chọn thơng số hình học dụng cụ: Chọn góc trước: Dựa vào vật liệu gia cơng ta chọn góc trước dao  = 25 Chọn góc sau : Góc sau  dao chọn  = 12 Tính tốn dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng: Cơng thức tính tốn: A = r1.sin; Sin k = A / rk Ck = rk.cos k; B = r.cos  k = Ck – B = rk.cos k - r.cos  h k = k cos(  +  ) Trong : r1 : bán kính chi tiết điểm sở rk : bán kính chi tiết điểm tính tốn 1: góc trước điểm sở k : góc trước điểm tính tốn Chọn điểm sở: Điểm sở chọn điểm nằm ngang tâm chi tiết hay xa chuẩn kẹp dao Vậy ta chọn điểm làm điểm sở ta có: r1 = r5 = 18/2 = (mm); r2 = r3 = 20/2 = 10 (mm); r6 = r7 = 24/2 = 12 (mm);  Tính A: A = r1.sin = 9.sin 25o = 3,8036 (mm);  Tính điểm 3: Có trùng  2 = 3; T2 = T3 ; h2 = h3; ta có : sin2 = (r1/r2).sin1 = (9 /10).sin25o = 0,3804  2 = 22,36o  T2 = C2 – B = r2.cos2 – r1.cos1 = 10.cos(22,36o) – 9.cos25o Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao = 1,092 (mm)  h2 = T2.cos( + ) = 1,092.cos37o = 0,872 (mm) Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao - Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao  Tính điểm 7: có trùng  6 = 7;T6 = T7; h6 = h7 ta có : sin6 = (r1/ r6).sin1 = (9/ 12).sin25o = 0,3169  4 = 18,479o  T6 = C6 – B = r6.cos6 – r1 cos1 = 12.cos(18,479o) – 9.cos25o = 3,2245 (mm)  h6 = T6.cos( + ) = 3,2245.cos37o = 2,575 (mm) Tính tốn điểm ta có bảng thơng số sau: Điểm ri (mm) 10 10 9 12 12 A (mm) sini 0,4226 0,3804 0,3804 3,3715 0,4226 0,4226 0,3169 0,3169 i 25 22,36 22,36 25 25 18,479 18,479 Ci(mm) i(mm) hi(mm) 8,157 9,248 9,248 8,157 8,157 11,381 11,381 1,092 1,092 0 3,2245 3,2245 0,872 0,872 0 2,575 2,575 Phần phụ profile dụng cụ: Phần phụ profin dụng cụ dùng để vát mép chuổn bị cho ngun cơng cắt đứt kích thước phần phụ gồm Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao - a = b = (mm) g : Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g = 1,5 (mm) f : Chiều rộng vát chi tiết chọn f = (mm) c = f +g + = 3,5 (mm) 1 = 30  = 45 d = ( c – g ).tg + = ( 3,5 – 1,5 ).tg45 + = (mm) Chiều dài dao : L = lc + a + b + d = 17 + + + = 23 (mm) Thiết kế dưỡng – dưỡng kiểm Dưỡng dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau chế tạo Kích thước danh nghĩa dưỡng kích thước danh nghĩa dao Kích thước danh nghĩa dưỡng quy định theo luật bao bị bao giá trị sai lệch lấy theo cấp xác với miền dung sai H, h (TCVN 2245 – 77) Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng Kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm quy định theo luật bao bị bao, song dưỡng dễ chế tạo xác, đo bị mịn theo phương, theo kinh nghiệm, người ta lấy kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm kính thước danh nghĩa dưỡng đo Sai lệch lấy đối xứng, giá trị sai lệch lấy theo cấp xác với miền dung sai Js, js (TCVN 2245 – 77) Vật liệu dưỡng chế tạo từ thép lị xo 65 thép có tích chống mài mịn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt 58 – 65 HRC Độ nhám mặt làm việc đạt khoảng Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao Ra = 0,63 …0,32 (độ bóng  = …9) mặt cịn lại đạt Ra = 1,25 (độ bóng  = 7) Dung sai chế tạo dưỡng thể bảng sau : Điểm Dưỡn g đo Cao 1–2 2,5+0,0 2– 3– 09 Dài Cao 6+0,009 6- 2,5±0,0 03 1,5 06 3+0,0 5+0,0 5+0,0 2+0,0 2+0,0 09 09 06 06 7±0,00 2±0,00 ±0,004 6±0,0 2+0,0 910 09 03 Dài 7+0,0 09 0,003 Dưỡn g kiểm 1–5 5–6 6–7 7–8 8–9 ±0,00 5±0,00 5±0,00 2±0,00 2±0,00 3 1,5 Kích thước danh nghĩa dượng theo profile dao Điều kiện kỹ 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 - Mặt sau - Mặt tựa thân dao thấp Rz40 d, Sai lệch + góc mài sắc: - Sai lệch góc trước  : 22o1o - Góc  : 45o1o - Góc 1 : 30o1o Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 Đồ án môn học thiết kế dao - Phần II TÍNH TỐN THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỊN Phân tích chi tiết: Vật liệu gang 32 - 52, vật liệu có độ cứng HB 210 Đường kính lỗ gia cơng 20X tương đương với 20 50 20 Đường kính lỗ trước chuốt ta coi là: 19, chiều dài chi tiết 50 (mm), chi tiết có chiều dài lớn Chọn sơ đồ chuốt: Ta chọn sơ đồ chuốt: chuốt ăn dần, chuốt lớp, chuốt mảnh Nhưng với chuốt lỗ tròn ta chọn sơ đồ chuốt lớp Sơ đồ chuốt: Thiết kế dao: Lượng dư gia công: A = (Dmax – Dmin )/ Dmax = DDN1 + SLT Dmin = DDN2 + SLD DDN1= 20 (mm) DDN2= 19,2 (mm) Tra bảng dung sai ta có: Với 20H7 có SLT = + 0,050 (mm) SLD = +0,020 (mm) Phơi có 19,2 có SLD = (mm) SLD = (mm)  Dmax = 20 + 0,050 = 20,050 (mm)  Dmin = 19,2 – = 19,2 (mm) A= 20,050 - 19,2  0, 425 (mm) 4, Vật liệu làm dao chuốt: Dao chuốt làm từ loại vật liệu phần đầu dao (hay phần cán) làm thép kết cấu thép 45 Phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở sau) làm thép gió P18 5, Phần cắt sử dụng: Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 10 Đồ án môn học thiết kế dao Dao chuốt chia làm phần lớn - Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần (III) gồm phần cắt thô, cắt tinh, sửa - Phần dẫn hướng phía trước (II) - Phần dẫn hướng phía sau (IV) - Phần đo (V) (thường có dao chuốt dài) - Phần phần quan trọng dao chuốt thiết kế trước để làm sở cho phần khác, kích thước răng, số lượng răng, đường kính h  R  Lượng nâng dao: Theo bảng “Hướng dẫn thiết kế t đồ án môn học/T16” với vật liệu b GX 32 - 52 ta chọn lượng nâng f Sz = 0,04 (theo phía) Tính tốn cắt: r Tính tốn cắt Số cắt tinh: ta chọn số cắt Ztinh = Chọn lượng nâng cắt tinh : Sz1 = 0,028 (mm) Sz2 = 0,020 (mm) Sz3 = 0,01 (mm) Sau cắt tinh cuối sửa đường kính cắt tinh cuối Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 11 Đồ án môn học thiết kế dao - Do không gian chứa phoi dao chuốt khơng gian kín nên ta cần phải tính khơng gian đủ lớn để chứa hết lượng phoi sinh sau chuốt Profin dao phải đường cong trơn khơng có đường gấp khúc Lượng dư cắt tinh Atinh = Sz1+ Sz2 + Sz3 = 0,028 + 0,020 + 0,01 = 0,058 (mm) Số cắt thô Zthô = 0, 425  0,048 A  Atinh +1= + = 10,175 Sz 0, 04 Ta chọn lấy số cắt thô là: Zthô = 10 (răng) Cộng thơ có Sz = Lượng dư lại q = 0,175.0,04 = 0,007 < 0,015, ta cho vào cắt Do vật liệu chi tiết cần gia công gang 32 – 52 có độ dẻo cao nên phoi sinh có dạng dây nên ta chọn profin dao có dạng lưng cong Kết cấu dạng dao: Răng rãnh thiết kế cho đủ độ bền, phoi đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền tuổi thọ dao lớn dễ chế tạo - Profin dọc trục: Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây Vì dạng rãnh thiết kế có loại cung trịn nội tiếp để phoi dễ Dạng rãnh đặc trưng thông số sau: Chiều sâu rãnh h Bước t Cạnh viền f Chiều rộng lưng c Bán kính rãnh R, r Góc trước  Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 12 t h R b Đồ án môn học thiết kế dao f   r Góc sau  Bước lưng  Chiều sâu rãnh hay chiều cao rãnh h, bước t thiết kế cho đủ không gian chứa phoi Tiết diện rãnh thoát phoi FB = F.K = K.SZ.LC Với K hệ số lấp đầy rãnh: chọn K = theo bảng FB = 2.0,04.50 = 4,00 (mm2) Khi ta có bước t t = (1,25  1,5) Lc = (1,25  1,5) 50 = (8,84  10,6) mm Chọn t = 10 (mm) Buớc sửa : tsđ = (0,6  0,8).t = 6,0  8,0 (mm)  Chọn tsđ = (mm) Chiều cao h h  1,13 K Lc.Sz = 1,13 3, 00 = 1,96  Chọn h = (mm) Bán kính cong rãnh: R = (0,65  0,7).t = 6,5  7,0  Chọn R = 7,0 (mm) r = (0,5  0,75).h = 1,5  2,25  Chọn r = (mm) b = (0,25  0,4).t = 2,5  4,0  Chọn b = (mm) Cạnh viền f chọn: Răng cắt f = 0,05 Răng sửa f = 0,2 (mm) Thông số hình học: Góc trước cắt sửa tra theo bảng ta có Góc trước  =120150 chọn  =150 Góc sau : Đối với cắt thô : =30 Đối với cắt tinh : =20 Đối với cắt sửa đúng: =1 Số đồng thời tham gia cắt: ZMax = L 50 +1= + = (răng) t 10 Số sửa đúng: Tra bảng 10 ta có: zsđ =  (răng) Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 13 Đồ án môn học thiết kế dao Số cắt dao: ZC = Zthô + Ztinh = 10 + =13 Tổng số dao chuốt: Z = Zthô + Ztinh + Zsửa = 10 + + = 18 Đường kính dao: D1 = D0 + 2.q = 19,2 + 2.0,007 = 19,214 (mm) DZ = D1 + 2(z-1).SZ Khi ta tính kích thước đường kính dao chuốt sau: D2 = D1 + 2.Sz = 19,214 + 2.0,04 = 19,294 (mm) D3 = D2 + 2.Sz = 19,294 + 2.0,04 = 19,374 (mm) D4 = D3 + 2.Sz = 19,374 + 2.0,04 = 19,454 (mm) D5 = D4 + 2.Sz = 19,454 + 2.0,04 = 19,534 (mm) D6 = D5 + 2.Sz = 19,534 + 2.0,04 = 19,614 (mm) D7 = D6 + 2.Sz = 19,614 + 2.0,04 = 19,694 (mm) D8 = D7 + 2.Sz = 19,694 + 2.0,04 = 19,774 (mm) D9 = D8 + 2.Sz = 19,774 + 2.0,04 = 19,854 (mm) D10 = D9 + 2.Sz = 19,854 + 2.0,04 = 19,934 (mm) - Số cắt tinh: D11 = D10 + 2.Sz = 19,934 + 2.0,028 = 19,99 (mm) D12 = D11 + 2.Sz = 19,99 + 2.0,02 = 20,03 (mm) D13 = D12 + 2.Sz = 20,03 + 2.0,01 = 20,050 (mm) - Số sửa Dsd = 20,050   (mm) Với  lượng lay rộng hay co bề mặt lỗ sau chuốt Trị số  phu thuộc vào tính chất vật liệu gia cơng, chất lượng chế tạo dao chuốt, độ mịn lưỡi cắt, chiều dày phoi yếu tố công nghệ khác Hệ số  xác định thực nghiệm Trong trường hợp ta lấy giá trị  = 0,005 Chiều dài dao chuốt: Đường kính phần định hướng phía trước đường kính lỗ trước chuốt D3 = D0 = 19,1 (mm) L4chiều dài phần định hướng chiều dài lỗ chuốt L4 = 50 (mm) Xác định phần định hướng phía sau: Đường kính phần định hướng phía sau đường kính lỗ sau chuốt D7 = 20,021 (mm) Chiều dài phần định hướng phía sau L7 = (0,5  0,7).L = (25  35) mm Lấy L7 = 30 (mm) Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 14 Đồ án môn học thiết kế dao Xác định khoảng cách từ đầu dao đến L = L1 + Lh + Lm + Lb + L4 L1: Là chiều dài phần kẹp đầu dao mâm cặp chọn L1= 80 (mm) Lh : Khe hở chiều mặt đầu mâm cặp với thành máy; lấy Lh = 10 (mm) Lm: Là chiều dầy thành máy Lb: Là chiều dày thành ngồi bac tì Thường lấy L1 + Lh + Lm + Lb = 120  160 ta lấy L1 + Lh + Lm + Lb = 140 (mm)  L = 140 + 40 = 180 (mm) - L2 chiều dài cổ dao: L2 = L- (L1 + L3 + L4) = 180 – (80 + 15 + 40) = 45 (mm) L3 chiều dài phần côn chuyển tiếp; ta lấy L3 = 15 (mm) - Xác định chiều dài phần cắt thô cắt tinh L5 = t.ZC = 10.18 = 180 mm - Xác định chiều dài phần sửa Lsửa = L6 = tSửa Zsửa = 7.5 = 35 (mm) - Chiều dài toàn dao Ld = L + L2 + L3 + L5 + L6 + L7 = 180 + 45 + 15 + 180 + 35 + 30 = 485 (mm) Kiểm tra điều kiện cứng vững chiều dài dao [Ld] = 40.20 =800 (mm) Vậy: Ld < [Ld]  dao chuốt đảm bảo đủ cứng Sức bền dao chuốt: Tính lực chuốt lớn nhất: Pmax=CP.SZX  b Zmax.K Kn Km CP: số phụ thuộc vật liệu gia công Tra bang 12 ta có Cp = 762 x: số mũ, x = 0,85 SZ: lượng nâng răng: Sz = 0,03 K; Kn; K m: hệ số ảnh hưởng góc trước; dung dịch nguội lạnh; mức độ cùn dao Đối với dao chuốt lỗ trụ ; Pmax = CP.SZX  b Zmax.K Kn Theo bảng 13 ta có : K = 0,93; Kn = 1,15; Km = 1,34; Pmax = 7000.(0,03)0.85.4.6.0,93.1,15.1,34 = 3055 (N) Kiểm tra sức bền dao chuốt: x = P max Fx Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46 15 Đồ án môn học thiết kế dao Fx: Tiết diện nguy hiểm đầu dao; Fx = .r2 = 255 (mm2) x = 3055 = 12 (N/mm ) 255 Theo bảng 15 ta có: ứng suất cho phép dao: z =35 (kg/mm2) Ta thấy x