đồ án môn học thiết kế dao - kiều văn thành

________________________________________________________ 1 Đồ án môn học: Thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn Họ và Tên: Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 ________________________________________________________ 2 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 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 như là dao tiện định hình, dao phay định hình và dao phay đĩa mudul. Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học trên sách vở tài liệu em còn được sự hướng dẫn tận tình chu đáo của các thầy cô trong bộ môn đặc biệt là thầy Lê Thanh Sơn dã 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 nhiệm vụ công tác. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thiết kế Kiều Văn Thành ________________________________________________________ 3 PHẦN I DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Yêu cầu : Tính toán thiết kế dao tiện định hình với các thông số sau: Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có  b = 600N/mm 2 I. Chi tiết gia công Chi tiết gia công làm từ thép C45 ,có  b = 600N/mm 2 , bao gồm nhiều bề mặt tròn xoay : mặt trụ , mặt côn , mặt đầu .Đay là một chi tiết điển hình , kết cấu chi tiết cân dối. Độ chênh lệch đường kính nhỏ. Trên chi tiết gia công không có đoạn nào có góc profil nhỏ hoặc bằng 0. II. Chọn loại dao Chi tiết gia công trên có thể sử dụng dao trụ hay tròn đều được.Song để đơn giản trong việc thiết kế cũng như tăng độ chính xác cho chi tiết gia công ta chọn dao tiện định hình lăng trụ Ưu nhược điểm của dao tiện định hình lăng trụ so với dao tiện định hình tròn: - Ưu điểm: Gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn do chỉ gây ra sai số 1 1x45 0 10 15 20 25 35 Ø55 Ø48 Ø50 Ø52 Ø 3 0 ________________________________________________________ 4 - Nhược điểm : khó chế tạo Căn cứ vào chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết : t max = max min 52 30 11( ) 2 2 d d mm     Dựa vào bảng 3.2a – kết cấu và kích thước của dao tiện định hình lăng trụ Ta có kích thước cơ bản của dao: Cỡ dao tmax Phần cắt Phần kẹp B H E A F r d M 1 11 25 90 10 30 20 1 10 45,77 III. Chọn cách gá dao: Dao được chọn theo cách gá thẳng Vì profile của chi tiết không có đoạn nào có góc sau quá bé hoặc bằng 0 , và profile của chi tiết có đoạn đối xứng IV. Chọn thông số hình học của dao Vật liệu gia công là thép có  b = 600N/mm 2 Tra bảng 3.4 : góc trước  = 20- 25 , chọn  = 22 Góc sau đối với dao lăng trụ  = 12-15, chọn  = 12 V. Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng. Công thức tính toán             cos cos cos sin;sin 1 1 kk kk kk k k H BC rB rC rA r A ở đây : r 1 – bán kính chi tiết tại điểm cơ sở r k – bán kính chi tiết tại điểm tính toán , - góc trước , góc sau tại điểm cơ sở  k – góc trước tại điểm tính toán ________________________________________________________ 5 A h i t i B i C i 1 5 3 2 4 6 7 8 9 10 - Chọn điểm cơ sở : điểm cơ sở được chọn phải là ngang tâm chi tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất .Do đó chọn điểm 1 làm điểm cơ sở. - Tính toán tại các điểm -Tính tại điểm 1,5: r=r 1 = 15 mm γ=γ 1 =22 0 → A=rsinγ=15.sin22 0 =5,6191 mm B=rcosγ=15.cos22 0 =13,9077 mm C 1 =B=13,9077 mm τ 1 =h 1 =0 -Tính tại điểm 2,3: r 2 =26 mm sinγ 2 =(r 1 /r 2 )/sinγ 1 =(15/26).sin22 0 =0,2161 → γ 2 =12,48 0 B=13,9077 mm C 2 =r 2 cosγ 2 =26.cos12,48 0 =25,3856mm → τ 2 =C 2 -B=25,3856-13,9077=11,478 mm h 2 = τ 2 cos(α + γ)= 11,478.cos(12 0 +22 0 )=9,5157 mm - Tính tại điểm 4: ________________________________________________________ 6 r 4 =25 mm sinγ 4 =(r 1 /r 4 ).sinγ 1 =(15/25).sin22 0 =0,2248 → γ 4 =13,0 0 B=13,9077 mm C 4 =r 4 cosγ 4 =25.cos13,0 0 =24,3593 mm τ 4 =C 4 -B=24,3593-13,9044=10,4516 mm h 4 =τ 4 .cos(α+γ)= 10,4516.cos(12 0 +22 0 )=8,6647 mm -Tính tại điểm 6,7: r 6 =25 mm sinγ 6 =(r 1 /r 6 ).sinγ 1 =(15/25).sin22 0 = 0,2248 → γ 6 =13,0 0 B=13,9077 mm C 6 =r 6 .cosγ 6 =25.cos13,0 0 =24,3593 mm τ 6 =C 6 -B=24,3593-13,9077=10,4516 mm h 6 =10,4516.cos(12 0 +22 0 )=8,6648 mm -Tính tại điểm 8,9: r 8 =24 mm sinγ 8 =(r 1 /r 8 ).sinγ 1 =(15/24).sin22 0 = 0,2341 → γ 8 =14,643 0 B=13,9077 mm C 8 =r 8 .cosγ 8 =24.cos14,643 0 =23,3329 mm τ 8 =C 8 -B=23,3329-13,9077=9,4252 mm h 8 =9,4252.cos(12 0 +22 0 )=7,8139 mm -Tính tại điểm 10: r 10 =27,5 mm Sinγ 10 =(15/27,5)sin22 0 =0,2043 → γ 10 =11,7903 0 B=13,9077 mm C 10 =27,5cos11,7903 0 =26,920 mm τ 10 =C 10 -B=26,920-13,9077=13,0121 mm h 10 =13,0121.cos(12 0 +22 0 )=10,7875 mm ________________________________________________________ 7 Ta có bảng tính toán chiều cao profin dao và hình dạng profin dao : 13,0121 9,4252 10,4516 11,4780 10,4516 14 19 24 29 39 46 Porfile của dao trong tiết diện mặt trước Điểm r i (mm) A (mm) Sinγ i γ i C i (mm) τ i (mm) h i (mm) 1-5 15 5,6191 0,3746 22 0 13,9077 0 0 2-3 26 0,2161 12,48 0 25,3856 11,478 9,5157 4 25 0,2248 13,0 0 24,3593 10,4516 8,6648 6-7 25 0,2248 13,0 0 24,3593 10,4516 8,6648 8-9 24 0,2341 14,643 0 23,3329 9,4252 7,8139 10 27,5 0,2043 11,7903 0 26,920 13,0121 10,7875 ________________________________________________________ 8 4 5 8,6648 9,5157 8,6648 7,8139 10,7875 14 19 24 29 39 46 Profile của dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau VI. Phần phụ của profin dụng cụ : Phần phụ của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt . Kích thước của phần phụ như trên hình vẽ : ________________________________________________________ 9 Phần phụ profin của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt ra khỏi phôi có kích thước như hình trên. Chọn kích thước của phần phụ như sau:a=b=1,5 mm g: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt,chọn g=3 mm f:chiều rộng vát của chi tiết,chọn f=1 mm c=f+g+1=5 mm  1 = 45  = 45 d=(c-g)tgφ 1 +2=(5-3)tg45 0 +2=4 mm Chiều dài của dao:L=l c +a+b+d+g=36+1,5+1,5+4+3=46 mm Điều kiện kỹ thuật: Vật liệu làm dao : P18 Độ cứng vững sau nhiệt luyện : HRC = 63-65 Độ nhẵn mặt trước mặt sau : R a = 0,63 – 0,38 Vật liệu làm thân : thép 45 Sai lệch góc :  = 221  =  1 = 451 Các kích thước không mài có R z  20 (mm) Kích thước và kết cấu của dao như hình vẽ : 3 4 ± 1 5 ' R 1 R 5 30 20 25 10 -0,1 6 0 ° ± 1 5 ' R 1 0 . 6 3 90 0 , 3 2 0,63 35 0 . 6 3 0 . 6 3 0 . 6 3 6 0 ° ± 1 5 ' 35,77 -0,1 46 ________________________________________________________ 10 PHẦN II THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH Tính toán thiết kế dao phay định hình  > 0 để gia công chi tiết theo hình vẽ. Vật liệu chi tiết gia công 40X có  b = 650 N/mm 2 . Tính các điểm trên cung AC (hình vẽ dưới) Xét tam giác vuông OAB sinAOB = AB/OB = hmax/R = 12/14 =0,857   = OAB = 59 Vậy chia cung AC thành các cung Ai ứng với các góc i =10 , 20 ,30 ,40,50,59 Tương ứng với các chiều cao hci Từ hình vẽ ta tính được : hci = 12 – hci = 12- Rsini = 12- 14sini Xét OAi Áp dụng định lý cos OA 2 + Oi 2 – Ai 2 = 2OA.Oi.cos( -i) Ai 2 = 2R 2 .[1- cos( -i)]   )cos(1.2 i RAi   Trong tam giác vuông Aei : Áp dụng định lý Pitago     22'222'2'22 cos12 ciiiciiici hRlhAillhAi   5 12 30 10 R14 [...]... Kết cấu cùa dao phay hớt lưng 16 25°±1 0' 6 5 k= 12 1 ,0 +0 10 10+0,10 8 R1 , 5 8 1x45° 32±0,2 17 Ø70 Ø80 Ø60 27 Ø14 0-0 ,1 Ø4 0 +0,0 43,5+0,62 0,63 0,63 PHẦN 3 THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh rang trụ răng thẳng theo thông số sau: Vật liệu làm bánh răng : thép 40X có b = 650N/mm2 Bánh... 23 Kết cấu của dao phay module 8,5±0,1 30° 35°±10 ' 25° A 0,3 0,32 r1 5 k =3 0,03 2 6,08+0,2 Ø2 +0 2 023 24+0.28 Ø60±0,1 1x45° A 0,32 0,05 A 0,05 A 0,32 9 6 24 Tài Liệu Tham Khảo 1 2 3 4 Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt- Tập 1, tập 2- ĐHBKHN 1977 Hướng dẫn làm bài tập dung sai- Ninh Đức Tốn 2001 Bài giảng : Thiết kế dụng cụ cắt kim loại Bài giảng : Thiết kế dụng cụ... 2,5m = 7 0- 2,5 x 2=65(mm) Đường kính vòng tròn cơ sở : d o = dccos = 70.cos20 = 65,78(mm) II.Tính toán pofile thân khai của lưỡi cắt 18 y y1 xmax x Sc C M(x,y) x ymax Mc c x B c  y O1 Ra Rx rc ro c rf x O Trong đó Ra – bán kính đỉnh răng Rx – bán kính tại điểm M rc – bán kính vòng tròn chia ro – bán kính vòng tròn cơ sở rf – bán kính chân răng Profile của dao bao... tạo dao là dao phay định hình hớt lưng một lần , có góc trước dương , rãnh thoát phoi thẳng II.Tính toán profile của dao trong tiết diện chiều trục Xác định các thông số : Theo bảng 2-V Vật liệu chi tiết gia công : thép 40X 11 Có b = 650 N/mm2 Chọn  = 10 ( ứng với dao cắt tinh) Góc sau  = 12 Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết hmax = 12 (mm) Tra bảng 11-V , bán... hmax = 12 (mm) Tra bảng 11-V , bán kính đỉnh dao R = 70 (mm) Sơ đồ tính: ro profile dao  R Ri i i d profile dao profile chi ti?t 2° hti 1° hi h ci ii 14 o d hdi i i' i O 3° 4° Điểm id trên profile của dao được xác định như sau: từ điểm io nằm trên profile chi tiết kẻ đường thẳng sang cắt mặt đáy tại i nằm trong phương hướng kính của dao Vẽ vòng tròn bán kính Ri = R – hci Vòng tròn này cắt vết mặt... công Z= 50 Chọn bộ 8 dao ,số hiệu dao là N=6 , có số răng trong khoảng 3 5-5 4 răng Chọn Zmin = 35 để gia công cho cả bộ I Xác định các thông số hình học của bánh răng Tính cho số răng nhỏ nhất trong bộ Góc ăn khớp trên vòng tròn chia :  = 20 Bước răng t =   m  3,14  2  6, 28(mm) m.Z 2  35   35(mm) 2 2  m   2 Chiều dày răng : S    3,14 (mm) 2 2 Bán kính vòng chia: rc  Bán kính vòng tròn... tròn.Vì vậy ta chọn dao phay hớt lưng , là loại dao phổ biến để gia công các chi tiết định hình.Với dạng profile phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng một lần , tức là không mài lại mặt sau khi đã nhiệt luyện Để giảm lực cắt ta chế tạo dao có góc trước  > 0 Vì chiều cao lớn nhất hmax = 12 (mm) , chiều rộng rãnh l = 30 (mm), ta nhận thấy kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có rãnh thoát... vết mặt trước tại điểm i Đường hớt lưng qua điểm i sẽ cắt phương hướng kính qua đỉnh dao (3) ở điểm i’ Từ i’ kẻ đường thẳng chiếu sang hình cạnh Các điểm id trên hình cạnh nằm trên profile dao trong phương hướng kính Chiều cao profile của dao tại diểm bất kỳ kí hiệu là hdi : hdi = hci - hi Nếu K là lượng giảm của bán kính vecto  của đường cong hớt lưng Acsimet sau khi tham số i biến thiên một một...  ci    K : lượng hớt lưng Z : số răng dao phay 12 Theo bảng 9-V : K = 6; Z = 10 Vì profile của chi tiết có đoạn cung tròn nên profile của dao cũng có đoạn cung tròn.Nếu xác định profile đoạn đó như các đoạn khác thì để đảm bảo độ chính xác yêu cầu cần phải tính toán số lượng điểm đủ lớn trên cung đó như vậy khối lượng tính toán rất nặng nề Để đơn gian ta thay cung tròn... 0.3742 2.1856 1.9466 1.7349 Hình dáng profin trong tiết diện chiều trục: 0.9857 1.0106 1.0505 1.1005 1.1588 1.2243 1.2964 1.3745 1.4585 III.Chọn kích thước kết cấu dao Tra bảng 4.VIIII ta được các kích thước của dao phay module D = 60 d = 22+0,023 B = 6,5 t = 24 +0,28 Z = 12 ,  = 25 , K = 3 , 1 = 25 , r = 1,25 , r1 = 0,5, b= 6,08+0,2 Điều kiện kỹ thuật Vật liệu dao thep gió P18 Độ cứng phần cắt . ________________________________________________________ 1 Đồ án môn học: Thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn Họ và Tên: Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 ________________________________________________________. 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 như là dao tiện. ________________________________________________________ 18 PHẦN 3 THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh rang trụ răng thẳng theo thông số sau: Vật liệu làm bánh răng : thép 40X