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

Lời nói đầu* * * Trong nghành cơ khí chế tạo máy để tạo hình chi tiết thì ngoài chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị thì việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không thể khôn

-

Đồ án môn học thiết kế dao

GVHD: Nguyễn Thị Phương Giang Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sơn CTM6-K46

Lời nói đầu

*

* *

Trong nghành cơ khí chế tạo máy để tạo hình chi tiết thì ngoài chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị thì việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không thể không coi trọng Dụng cụ cắt cùng với những trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính chính xác, năng xuất và tính kinh tế cho chi tiết gia công Vì vậy việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm vụ quan trọng của người kỹ sư cơ khí

Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những dụng

cụ cắt điển hình đó là dao tiện định hình, dao chuốt lỗ trụ và dao phay đĩa modul Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học, các tài liệu về thiết kế Em được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là cô Nguyễn Thị Phương Giang đã giúp em hoàn thành đồ án này

Với thời gian và trình độ còn hạn chế, em mong được sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra trường nhận công tác

Em xin trân thành cảm ơn

Sinh viên thiết kế

Lê Hồng Sơn

Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau:

Vật liệu gia công: thép 45 có b = 750 (N / mm2)

1 Phân tích chi tiết gia công:

Chi tiết gia công làm từ thép 45, b = 750 (N / mm2), bao gồm nhiều loại bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn và mặt đầu Đây là một chi tiết tương đối điển hình, kết cấu chi tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính không quá lớn Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profile quá nhỏ hoặc bằng 0

Do chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết Song độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao Mặt đầu chi tiết có độ chênh lệch đường kính không quá lớn

2 Chọn loại dao:

ở chi tiết này, có thể dùng dao lăng trụ hay dao tiện kiểu đĩa đều được

cả Song để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng như gá và gia công Ta chọn dao tiện định hình lăng trụ sẽ hợp lý hơn Khi chọn dao lăng trụ thì dao

dễ chế tạo nhưng do chi tiết có mặt côn nên sẽ xảy ra hiện tượng lưỡi cắt chính không nằm trong mặt phẳng đi qua trục sẽ gây ra sai số gia công khi

gá dao thẳng Nhưng do độ chính xác của chi tiết không yêu cầu quá cao nên

ta có thể bỏ qua sai số này Do đó ta có thể chọn cách gá dao thẳng

Căn cứ vào chiều sâu max của chi tiết:

Góc sau  của dao chọn  = 12

4 Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng:

Công thức tính toán: 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 đó :

r1 : bán kính chi tiết ở điểm cơ sở

rk : bán kính chi tiết ở điểm tính toán

1: góc trước ở điểm cơ sở

k : góc trước ở điểm tính toán

Chọn điểm cơ sở: Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở

-

= 1,092 (mm)

 h2 = T2.cos( + ) = 1,092.cos37o = 0,872 (mm)

sini i Ci(mm) i(mm) hi(mm)

a = b = 1 (mm)

g : Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g = 1,5 (mm)

f : Chiều rộng vát của chi tiết chọn f = 1 (mm)

6 Thiết kế dưỡng do – dưỡng kiểm

Dưỡng do dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau khi chế tạo Kích thước danh nghĩa của dưỡng bằng kích thước danh nghĩa của dao Kích thước danh nghĩa của dưỡng được quy định theo luật bao và bị bao giá trị các sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H, h (TCVN 2245 – 77) Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng do Kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm cũng được quy định theo luật bao và bị bao, song dưỡng do dễ chế tạo chính xác, khi đo bị mòn theo các phương, theo kinh nghiệm, người ta lấy kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm bằng kính thước danh nghĩa dưỡng đo Sai lệch lấy đối xứng, giá trị sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js, js (TCVN 2245 – 77)

Vật liệu dưỡng được chế tạo từ thép lò xo 65 là thép có tích chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt được 58 – 65 HRC Độ nhám các mặt làm việc đạt khoảng

-

Ra = 0,63 …0,32 (độ bóng  = 8 …9) các mặt còn lại đạt Ra = 1,25 (độ bóng  = 7)

Dung sai chế tạo dưỡng được thể hiện ở bảng sau :

Kích thước danh nghĩa của dượng theo profile dao

6 Điều kiện kỹ thuật:

a, Vật liệu phần cắt: Thép P18

Vật liệu thân dao: Thép 45

b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

Phần II

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRÒN.

1 Phân tích chi tiết:

Vật liệu gang 32 - 52, là vật liệu có độ cứng HB 210

Đường kính lỗ gia công 20X tương đương với 

 50 20

Đường kính lỗ trước khi chuốt ta coi là: 19, 2

chiều dài chi tiết 50 (mm), như vậy chi tiết có chiều dài khá lớn

4, Vật liệu làm dao chuốt:

Dao chuốt làm từ 2 loại vật liệu phần đầu dao (hay phần cán) làm bằng thép kết cấu thép 45

Phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở về sau) làm bằng thép gió P18

5, Phần răng cắt và sử dụng:

Dao chuốt chia ra làm 5 phần lớn

- Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần răng (III) gồm phần răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng

- Phần dẫn hướng phía trước (II)

- Phần dẫn hướng phía sau (IV)

- Phần đo (V) (thường có đối với dao chuốt dài)

- Phần răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt nó được thiết kế trước để làm cơ sở cho các phần khác, kích thước răng, số lượng mỗi răng, đường kính các răng

6 Lượng nâng răng dao:

Theo bảng 6 “Hướng dẫn thiết kế

đồ án môn học/T16” với vật liệu là

GX 32 - 52 ta chọn được lượng nâng

Do không gian chứa phoi của dao chuốt là không gian kín nên ta cần phải tính không gian đủ lớn để có thể chứa hết lượng phoi sinh ra sau mỗi một răng chuốt Profin của dao phải là các đường cong trơn không có các đường gấp khúc

Lượng dư do cắt tinh

Ta chọn lấy số răng cắt thô là: Zthô = 10 (răng)

Cộng 1 là răng thô đầu tiên có Sz = 0

Lượng dư còn lại q = 0,175.0,04 = 0,007 < 0,015, do đó ta cho vào răng cắt đầu tiên

Do vật liệu chi tiết cần gia công là gang 32 – 52 có độ dẻo cao nên phoi sinh

ra có dạng dây nên ta chọn profin của dao có dạng lưng cong

-

Bước lưng răng 

Chiều sâu rãnh hay

chiều cao rãnh h, bước răng t

được thiết kế sao cho đủ

không gian chứa phoi

Tiết diện rãnh thoát phoi

Đối với răng cắt thô : =30

Đối với răng cắt tinh : =20

Đối với răng cắt sửa đúng: =10

Số răng đồng thời tham gia cắt:

Số răng cắt của dao:

ZC = Zthô + Ztinh = 10 + 3 =13

Tổng số răng của dao chuốt:

Z = Zthô + Ztinh + Zsửa đúng = 10 + 3 + 5 = 18

Đường kính của dao:

được xác định bằng thực nghiệm

Trong trường hợp này ta lấy giá trị  = 0,005

8 Chiều dài dao chuốt:

Đường kính phần định hướng phía trước bằng đường kính lỗ trước khi chuốt

-

Xác định khoảng cách từ đầu dao đến răng đầu tiên

L = L1 + Lh + Lm + Lb + L4

L1: Là chiều dài phần kẹp của đầu dao trong mâm cặp chọn L1= 80 (mm)

Lh : Khe hở giữa chiều mặt đầu mâm cặp với thành máy; lấy Lh = 10 (mm)

Lm: Là chiều dầy thành máy

Lb: Là chiều dày thành ngoài của bac tì

L3 chiều dài phần côn chuyển tiếp; ta lấy L3 = 15 (mm)

- Xác định chiều dài phần răng cắt thô và cắt tinh

L5 = t.ZC = 10.18 = 180 mm

- Xác định chiều dài phần răng sửa đúng

Lsửa đúng = L6 = tSửa đúng Zsửa đúng = 7.5 = 35 (mm)

- Chiều dài toàn bộ dao

Ld = L + L2 + L3 + L5 + L6 + L7

= 180 + 45 + 15 + 180 + 35 + 30 = 485 (mm)

Kiểm tra điều kiện cứng vững của chiều dài dao

[Ld] = 40.20 =800 (mm) Vậy: Ld < [Ld]  dao chuốt đảm bảo đủ cứng

SZ: lượng nâng của răng: Sz = 0,03

K; Kn; Km: các hệ số do ảnh hưởng của góc trước; dung dịch nguội lạnh; mức độ cùn của răng dao

Đối với dao chuốt lỗ trụ ;

Fx: Tiết diện nguy hiểm đầu dao; Fx = .r2 = 255 (mm2)

x = 3055

255 .= 12 (N/mm2)

Theo bảng 15 ta có: ứng suất cho phép của dao: z =35 (kg/mm2)

Ta thấy x<z Vậy dao đủ bền

Số rãnh chia phoi: Theo bảng 13 ta có số rãnh chia phoi: 12 rãnh

9 Điều kiện kỹ thuật:

Vật liệu:

Vật liệu phần cắt: P18

Vật liệu phần đầu dao: Thép 40X

Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 6265

Phần định hướng phía trước HRC 6065

Phần đầu dao HRC 4047

Độ nhám:

Trên cạnh viền của răng sửa đúng không lớn hơn 0,25

Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc trong lổ tâm, phần định hướng không thấp hơn 0,5

Mặt đáy răng, đầu dao, côn chuyển tiếp các rãnh chia phoi không lớn hơn.1

Các mặt không mài không lớn hơn 2

Sai lệch lớn nhất của đường kính ,các răng cắt không vượt quá trị số 0,008

Sai lệch cho phép đường kính của các răng sửa đúng và các răng cắt tinh không vượt quá trị số+0,025

Độ đảo:

Độ đảo tâm theo đường kính ngoài của răng sửa đúng, răng cắt tinh, phần định hướng sau không vượt quá trị số dung sai của đường kính Độ đảo phần còn lại của dao trên mỗi 100 (mm) chiều dài không vượt quá trị số 0,006

Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

-

Phần III

DAO PHAY LĂN RĂNG

Thiết kế dao phay lăn răng môđuyn m = 4:

1, Nguyên lý

Dao phay lăn răng được dùng để gia công các bánh răng hình trụ ăn khớp ngoài, răng thẳng hoặc răng nghiêng, bánh vít…Phay lăn răng là phương thức gia công bằng phương pháp bao hình, nó nhắc lại sự ăn khớp giữa bánh răng và thanh răng trong đó dao đóng vai trò thanh răng, còn phôi đóng vai trò bánh răng Do hạn

chế về mặt không gian máy do vậy người ta thay thanh răng bằng trục vít Để tạo ra mặt trước của răng các lưỡi cắt được chế tạo có các rẵnh dọc (thường là rãnh xoắn), để tạo ra các góc sau, ở mặt sau của răng được hớt lưng Theo nguyên lý ăn khớp, muốn cặp bánh răng nghiêng ăn khớp đúng thì các răng của chúng phải ăn khớp chính xác với cùng một bánh răng không gian (dạng sinh răng thẳng khởi thuỷ)

thanh r¨ng

O 1

O d dao phay





b¸nh r¨ng gia c«ng

Dao phay lăn răng có môđuyn m = 4 là dao có môđuyn nhỏ Với môđuyn này, kích thước của dao không lớn lắm Để đơn giản cho quá trình chế tạo, ta chọn kết cấu dao phay nguyên khối

Chọn cấp chính xác của dao phay lăn răng là cấp chính xác A Mặt trước của của răng dao là mặt xuắn Acsimet, hướng của đường vít ngược và thẳng góc với hướng của đường vít răng dao trên trụ chia trung bình tính toán

2 Tính toán

a, Tính prôfin răng dao

Bước pháp tuyến răng dao:

tn = .m.n

Với n: số đầu mối ren cắt n =1

 tn = .4.1 = 12,57 (mm)

Chiều dầy răng dao trong tiết diện pháp tuyến theo đường thẳng chia

của răng dao:

Sn = tn / 2 = 12,57/2 = 6,283 (mm)

Chiều cao đầu răng:

h1 = 1,25.m.f

-

f: Hệ số chiều cao đầu răng: f = 1

= 1 - 4,5

80

1 4

= 0,775   = 39,19o

Z = o

19 , 39

: Góc sau trên đỉnh răng

4

= 0,0592   = 3,4o

Bước xoắn của rãnh vít lý thuyết:

57 , 12 cos 

) 2 ( 

9 10

) 17 2 80 (

Đường kính của đoạn rãnh then không tiện:

ta chọn chiều dài toàn bộ dao là L = 40 (mm)

4 Điều kiện kỹ thuật:

Dung sai của dâo phay lăn răng lấy theo cấp chính xác 8 (bảng 11-VII và VIII)

12 -

Vật liệu thép P18, độ cứng HRC 62 – 65

Sai lệch giới hạn bước răng theo phương pháp tuyến: 0,015 (mm)

Sai số tích luỹ giới hạn trên độ dài 3 bước: 0,025 (mm)

Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài trong giới hạn 1 vòng: 0,04 (mm) Sai số tích luỹ lớn nhất của bước vòng: 0,05 (mm)

Độ đảo hướng kính của gờ: 0,02 (mm)

Độ đảo mặt đầu của gờ: 0,02 (mm)

Sai lệch của góc cắt: +20’10”

Sai lệch chiều dài răng : +0,04 (mm)

Sai lệch chiều dầy răng: +0,04 (mm)

Sai lệch giới hạn của bước rãnh vít theo mặt trước răng: +50

2 “Hướng dẫn làm bài tập dung sai” – Ninh Đức Tốn 2001

3 Tiêu chuẩn OCT

4 Tiêu chuẩn TCVN

5 Bài giảng vẽ kỹ thuật

6 Bài giảng “Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Kim Loại”

7 Bài giảng “Thiết kế dụng cụ công nghiệp”

8 Sổ tay công nghệ chế tạo máy - ĐHBK