Thiet ke quy trinh cong nghe gia cong 31076

Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt Nội dung I Số trang: II Số lợng vẽ đồ thị Bản vẽ chi tiết chế tạo: A0 Bản vẽ sơ đồ nguyên công:5 A0 Bản vẽ đồ đá: A0 Nội dung phần thuyết minh tính toán phần kỹ thuật Phần I - Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul Phần II- Thiết kế quy trình công nghệ gia công I Phân tích chi tiết gia công II Xác định dạng sản xuất III Chọn phôi phơng pháp chế tạo phôi IV Thiết kế quy trình công nghệ Phần III - Tính toán tra lợng d Phần IV - Tính toán tra chế độ cắt Phần V - Tính thiết kế đồ gá Ngày tháng năm 2002 Tổ trởng môn Giáo viên hớng dẫn (Ký tªn) (Ký tªn) TL/ HiƯu trëng Chđ nhiƯm khoa Lời nói đầu T rong thời kỳ công nghiệp hoá đại hoá đất nớc ta nay, ngành công nghiệp nói chung ngành khí nói riêng có bớc phát triển lớn mạnh Đáp ứng đợc phần máy móc, trang thiết bị phục vụ cho x· héi SVTK: Ngun Hoµng Long - K33MA  Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt Với phát triển toàn diện ngành công nghiệp nh phát triển đồng ngành khí, có ngành chế tạo dụng cụ cắt Dụng cụ cắt đóng vai trò quan trọng việc gia công khí, tạo sản pgẩm hoàn chỉnh với độ xác cao Hiện với phát triển tiến khoa học kỹ thuật đời vật liệu dụng cụ cắt ngày đa dạng hoàn thiện Với đề tài đợc giao: Thiết kế chế tạo dao phay đĩa modul m= 2,5; sản lợng 25000đ/năm, trang thiết bị tự chọn Sau thời gian tháng làm đồ án tốt nghiệp, đợc giúp đỡ tận tình thầy giáo hớng dẫn Trịnh Khắc Nghiêm thầy cô giáo khác, đến đồ án em đà đợc hoàn thành Do kinh nghiệm kiến thức thực tế thân hạn chế, nên tránh khỏi thiếu sót Em mong đợc đóng góp bảo thầy cô để đồ án em đợc hoàn thiện hơn, từ giúp em tiếp xúc thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn: Trịnh Khắc Nghiêm toàn thể thày cô giáo./ Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002 Sinh viên Nguyễn Hoàng Long Nhận xét giáo viªn SVTK: Ngun Hoµng Long - K33MA  Trêng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt PhÇn I ThiÕt kÕ kÕt cÊu dao phay ®Üa MODUL M 2,5 N I- Vai trò dụng cụ cắt sản xuất: Cắt kim loại ngành khoa học nghiên cứu quy luật việc gia công kim loại cắt nhằm tăng xuất lao động Trong ngành khí dụng cụ cắt kim loại đóng vai trò quan trọng Dụng cụ cắt xác có tính xuất cắt cao, bảo đảm tăng chất lợng bề mặt gia công, tăng xuất cắt đảm bảo tính ổn định cao quy trình công nghệ Do việc nghiên cứu đặc tính DDC kim loại chế tạo dụng cụ cắt tiên tiến góp phần thúc đẩy công nghiệp khí phát triển nhanh Hiện có nhiều phơng pháp gia công kim loại, gia công không phoi ( nh đúc, cán, rèn, dập), luyện kim bột, gia công điện lý hoá Gia công có phoi ( nh tiện, phay bào, khoan) Phần lớn chi tiết có yêu cầu chất lợng cao phải gia công cắt hay có phoi đợc thùc hiƯn bëi DDC thÝch hỵp t theo vËt liƯu, hình dáng độ xác cần gia công chi tiÕt SVTK: Ngun Hoµng Long - K33MA  Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt Đối với dao phay đĩa modul, dụng cụ cắt để cắt bánh thẳng theo phơng pháp chép hình, cắt bánh nghiêng chữ V theo phơng pháp bao hình không tâm tích may phay chuyên dùng vạn có đầu phân độ vạn hay đĩa phân độ chuyên dùng W V1 W2 a) b) V1 W1 W2 W3 H×nh 1: Sơ đồ cắt dao phay đĩa Modul a - Tạo profin nghiêng c) 1- Dao b - Cắt bánh thẳng 2- Bánh c - Cắt bánh nghiêng w1: Chuyển động cắt ( Chuyển động quay dao) w2: Chuyển động quay phân độ phôi w3: Chuyển động quay để tạo hớng nghiêng v1: Chuyển động chạy dao * Ưu điểm: Ưu điểm chủ yếu dao phay hớt lng chỗ cho ta profin không đổi đồng chi tiết gia công suốt trình sử dụng Do chúng đợc sử dụng rộng rÃi để phay bề mặt định hình * Nhợc điểm: SVTK: Nguyễn Hoàng Long - K33MA Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt - Do không mài lại profin dao sau nhiệt luyện nên không khử đợc lớp bon dẫn tới độ xác thấp tuổi bền thấp đỉnh chóng cùn gây chế độ cắt cao, lỡi cắt không đủ sắc - Không có khả làm nhiều hình dáng đặc biệt - Độ đảo đỉnh theo vòng tròn lớn ( từ 0,04 0,12 lớn hơn) thiếu nguyên công mài theo phần lng cong - Mài sắc theo mặt trớc không khử đợc độ đảo mà làm tăng thêm Để khắc phục điều mài lỗ ta áp dụng chuyển nhiều sai số đờng kính sang lỗ, tức tăng lợng d chọn đờng kính làm chuẩn Cắt bánh dao phay đĩa modul có xuất thấp độ xác không cao Năng xuất thấp trình cắt dao có hành trình chạy không thời gian phụ lớn Mặt khác dao phay đĩa modul có đờng kính nhỏ, góc trớc thơng không, góc sau lỡi cắt bên nhỏ ( b = 1020 2030) Dẫn đến điều kiện cắt khó khăn, hạn chế tăng chế độ cắt Độ xác bánh cắt dao phay đĩa modul thờng đạt cấp xác cấp đến cấp ( m 10) vì: - Độ xác đồ gá để cắt bánh dao phay đĩa modul thờng đạt cấp - Với modul m mà số Z bánh khác Để cắt xác BR ứng với modul m có số Z định phải thiết kÕ dao t¬ng øng VËy víi mäi modul m BR đòi hỏi số lợng dao nhiều, điều không phù hợp với sản xuất Hiện với mäi modul, ngêi ta dïng bé dao tiªu chuÈn dao, 15 dao, 26 dao để cắt toàn BR có số Z = 12ữ Dao phay đĩa modul cắt BR cho xuất thấp độ xác không cao, nhng dùng máy phay vạn cắt đợc BR chữ V, dao phay đĩa modul đợc dùng sản xuất nhỏ đơn chiếc, đặc biệt công nghệ sửa chữa Theo công dụng, dao phay đĩa modul đợc chia làm loại: + Loại cắt thô thờng có profin hình thang góc trớc > 00 + Loại cắt tinh có profin trùng với biên dạng vành góc trớc =00 Dao phay đĩa modul đợc phân loại theo kết cấu dao- dao phay hớt lng II -Thiết kÕ kÕt cÊu dao phay ®Üa modul 1- Chän vËt liệu chế tạo dao: SVTK: Nguyễn Hoàng Long - K33MA Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt a) Điều kiện làm việc dao phay đĩa modul: Dao phay đĩa modul loại dụng cụ cắt đặc biệt dùng để cắt BR trụ thẳng, nghiêng, loại chữ V Profin dao giống Profin gia công Trong trình làm việc bánh cắt không liên tục gây nên va đập, nên dao dễ bị gÃy mẻ lực cắt lớn - Khi dùng phơng pháp bao hình ( có tâm quay không) Profin dụng cụ cắt không trùng với Profin gia công rÃnh bánh - Khi cắt bỏ lực cắt thay đổi Mặt cắt lỡi cắt tham gia cắt theo toàn biên dạng dao nên nhiệt độ phát sinh cắt lớn dao chóng cùn Vậy vật liệu dao phay đĩa modul phải có độ bền cao, độ chịu mòn tốt đồng thời phải có tính công nghệ tốt để thuận lợi cho trình chế tạo dao b ) Chọn vật liệu làm dụng cụ cắt: * Yêu cầu: Vật liệu làm dụng cụ cắt phải có tính cắt tốt Độ cứng vật liệu làm dao phải lớn độ cứng vật liệu gia công từ HRC 25ữ30; Sau nhiệt luyện vật liệu làm dao phải đạt từ HRC 60ữ 65 Dao cần phải có độ bền nhiệt cao Vật liệu làm dao phải đảm bảo tính công nghệ tốt, tức khả vật liệu cho phép gia công hợp lý, dễ dàng phơng pháp gia công thông thờng Vật liệu làm dao phải bảo đảm tính kinh tế, tính cắt cao, tính công nghệ tốt, vật liệu làm dao phải bảo đảm tính kinh tế hợp lý, tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật sản phẩm nhằm giảm chi phí chế tạo dao Từ hạ giá thành đơn vị sản phẩm * Mét sè vËt liƯu chän lµm dao: 1- ThÐp hợp kim: Đặc điểm: So với thép bon dụng cụ thép hợp kim thấp có tính thấm cao hơn, môi trờng dầu, làm dao cắt có thiết diện lớn, hình dáng phức tạp, xuất cao Sau nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 6266 Độ bền nhiệt lớn so với thép bon dụng cụ ( > 4000C) Tính cắt cao so với thép bon dụng cụ Vì cho phép tăng tốc độ cắt từ 1,2 1,4 lần So với thép Các bon dơng ( V= 12 15m/p) C¸c m¸c thÐp hợp kim thấp thờng là: 90 CrSi, 100 Cr WMg, 130 Cr 12V1, 90 CrSi đợc sử dụng rộng rÃi để chế tạo hầu hết dụng cụ cắt, có đặc điểm là: rẻ tiền, dễ thấm tôi, dầu, biến dạng, tính SVTK: Nguyễn Hoàng Long - K33MA Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt cứng nóng tới 250-260, tốc độ cắt từ 10-14m/p Thép 90 CrSi đợc dùng nhiều để chế tạo mũi khoan, ta rô, bàn ren, tuổi bền thÐp 90 CrSi thÊp h¬n thÐp giã 2- ThÐp giã: Là loại thép có hàm lợng hợp kim cao W = 6-19%; Cr = 3-4,6 % Sau nhiÖt luyÖn đạt HRC 62-65 Độ thấm tốt thÊm ë mäi tiÕt diƯn, ®é bỊn nhiƯt tíi 6000C, độ bền mòn cao, độ bền học cao, thép gió có tính cắt tốt V max = 50 m/ph Nhợc điểm thép gió phân bố bít không đều, làm giảm độ bền học Để khắc phục điều trớc gia công phôi, thép gió cần đợc rèn đi, rèn lại nhiều lần để phân bố lại bít cho Thép gió đợc phân thành loại; - Thép gió có xuất thờng : P18,P9,P12,P6M5 hay dïng nhÊt lµ P18 vµ P9 - Thép gió có xuất cao: P182, P95, P9K5, P18K52 Thờng dùng để gia công loại vật liệu khó gia công nh thép không gỉ, thép chịu nhiệt 3- Hợp kim cứng: Đợc chế tạo phơng pháp luyện kim bột - Đặc điểm: Có độ cứng cao HRC 7292, độ bền nhiệt tới 10000C Độ bền mòn lớn độ bền mòn thép gió, tính cắt cao V = 100500 m/p Năng xuất cắt cao gấp lần so với thép gió - Nhợc điểm: Độ bền uốn kém, độ dẻo kém, dao hợp kim cứng đợc dùng điều kiện va đập, tải thay đổi, độ cứng vững hệ thống công nghệ cao Căn vào điều kiện làm việc dao phay đĩa modul đồng thời kết hợp với việc phân tích u, nhợc điểm mét sè vËt liƯu trªn ta thÊy Víi dơng cắt dao phay đĩa modul nên chọn vật liệu chế tạo dao thép gió P18 hoàn toàn hợp lý đáp ứng đợc yêu cầu tính cắt, tính công nghệ tính kinh tế Chọn sơ đồ cắt: Trong trình cắt, dụng cụ nhiệm vụ tạo hình làm nhiệm vụ tạo phoi Quá trình gặp cản trở lớp kim loại bị hớt đi, gây tải trọng tác dụng lên lỡi cắt dao, việc phân bố tải trọng lỡi cắt, đặc biệt với dụng cụ cắt có nhiều lỡi cắt cắt có ảnh hởng trực tiếp SVTK: Nguyễn Hoàng Long - K33MA Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt đến tuổi bền, độ bền học xuất cắt gọt dao nh chất lợng bề mặt gia công Khi thay đổi phân bổ tải trọng lỡi cắt nhận đợc sơ đồ cắt khác hình dáng kết cấu cắt khác Đối với dao phay đĩa modul dụng cụ cắt có Profin dao đồng dạng với Profin chi tiết gia công nên ta chọn sơ đồ cắt theo lớp III- Tính toán kết cấu dao phay đĩa modul: 3.1 Tính Profin thân khai lỡi cắt: Hình 2: Sơ đồ thiết kế Profin dao phay modul Trên hình biểu diễn Profin thân khai rÃnh bánh có modul m ứng với số bánh Z1 = 12 Z1= Để cắt xác bánh ứng với modul m số Z1 định phải thiết kế dao tơng ứng Vậy modul m bánh đòi hỏi số lợng dao nhiều, điều không phù hợp thực tế sản xuất Do ngời ta thờng chế tạo dao phay đĩa modul thành dao Với m< dïng bé dao 8≤ m ≤ 16 dïng bé 15 dao m> 16 dïng bé 26 dao SVTK: Nguyễn Hoàng Long - K33MA Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt Đờng A B ( hình 2) đờng giới hạn vùng phân bố Profin thân khai rÃnh bánh modul m cần thiết kế Chia AB thành phần ta có dao đĩa modul dao, dao cắt bánh có số Z1 mà Profin thân khai rÃnh nằm đoạn nhỏ đợc chia Trên hình vẽ Profin tơng ứng với Z1 = 21 Profin tơng øng víi Z1= VËy dao sè dïng ®Ĩ cắt bánh Z1 = 21ữ25 Để chế tạo đợc dao phay đĩa modul cần phải tính toán xác định đợc Profin lỡi cắt, Profin dạng khởi thuỷ Trên sở ngời ta thiết kế dỡng kiểm tra dao tiện định hình hớt lng dùng trình chế tạo dao phay đĩa modul đà thiết kế Vòng tròn chia a) b) Vòng tròn Nguyên lý tạo đờng sở thân khai Sơ đồ tính toán Hình 3: Sơ đồ tính toán phần Profin thân khai cđa dao phay ®Üa modul Trong ®ã: r0 : Bán kính vòng tròn sở bánh re : Bán kính vòng tròn đỉnh bánh rg: Bán kính vòng tròn chia ri: Bán kính vòng tròn chân Từ hình 3-a ta có phơng trình đờng thân khai toạ độ cực là: x = tg x - x ( = inv x) rx = r0 / cos x ( 1) Trong ®ã:  x – góc trải đờng thân khai x góc thân khai x góc áp lực SVTK: Nguyễn Hoàng Long - K33MA Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Bộ môn Nguyên lý Dụng cụ cắt Từ hệ ( I) xác định đợc toạ độ điểm đờng thân khai, từ xác định biên dạng dao phay đĩa modul biên dạng trùng với biên dạng dao Trên hình 3-b thể sơ đồ tính toán biên dạng, lỡi cắt dao phay đĩa modul với = 0; = Khi biên dạng lỡi cắt dao trùng với biên dạng rÃnh Do gồm phần: Phần BC có dạng thân khai theo ( I) Phần BO1 đờng cong chuyển tiếp 3.2.1 Thông số hình học dao phay ®Üa modul - §èi víi dao phay ®Üa modul cắt thô thờng có profin hình thang, góc trớc  >0 Cã thÓ chän  = 100 Khi cắt thô bánh có modul lớn có ảnh hởng gián tiếp đến góc tác động đặc trng cho hớng tác động tạo phoi R Khi >0 làm tăng góc trợt , làm giảm biến dạng vật liệu gia công vùng tạo phoi, lớn dễ thoát phoi Khi góc cắt nhỏ, mũi dao dễ cắt vào vật liệu, lực cắt nhỏ phoi bị biến dạng - Khi cắt tinh chọn = 0, điều kiện cắt khó khăn hạn chế chế độ cắt song = mục đích để mặt đáy chứa trục dao Profin lỡi cắt trùng với profin bánh răng, profin lỡi cắt đờng thân khai Ngoài = nên không bị giảm thể tích đầu dao làm tăng khả truyền nhiệt - Góc sau : Khi tăng làm cho diện tích tiếp xúc mặt sau ( đờng cong acsimet) giảm, làm giảm lực ma sát dẫn tới giảm lực cắt, góc sau tăng làm giảm thể tích đầu dao, dẫn tới yếu khả truyền nhiệt Thờng chọn đỉnh = 100-150 Khi bên = 1020-2030 3.2.2 Tính hính dáng Bán kính vòng tròn chia Ta có công thức: m.z r= 2,5.21 = 26,25 mm = ( Víi Z = 21 số nhỏ để rÃnh lớn ăn khớp không bị kẹt) Bán kính vòng tròn đỉnh răng: re = r + ( ' + ξ ) m LÊy ƒ' = 1,3 ; ξ = re = 26,25 + 1,3 x 2,5 = 29,5 mm Bán kính vòng tròn chân răng: ri = r - ( ƒ'+ ξ ) m = 26,25 – 1,3 2,5 = 23 (mm) SVTK: Ngun Hoµng Long - K33MA  10