ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP 1. Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ. Vật liệu chi tiết CT45 có σ_b=750Mpa(≈75KGmm2) Chi tiết có profile dạng côn ở đoạn ¯(12) . Khi gia công, chi tiết quay quanh trục của nó và lưỡi cắt sẽ cắt ra bề mặt chi tiết. Trong chuyển động tương đối, bề mặt côn ¯(12) của chi tiết được coi như do lưỡi cắt là đoạn thẳng nằm trong mặt trước TT quay quanh trục tạo thành. Vì có góc trước γ nên mặt trước TT không đi qua trục chi tiết (trục quay). Do đó biên dạng của chi tiết tạo thành có dạng mặt hyperboloid tròn xoay và do đó gây ra sai số ∆1 so với bề mặt côn yêu cầu ¯(12). Để khử sai số ∆1 ta có thể sử dụng dao tiện định hình gá nâng nhưng khi đó do tồn tại mặt cong ¯(34) nên ta phải chế tạo 2 con dao để tiến hành gia công chi tiết. Do đó sẽ gây nên sự phức tạp khi gia công và thiết kế dao. Từ yêu cầu độ chính xác của loạt chi tiết không cần cao quá, ta chọn thiết kế dao tiện định hình gá thẳng để gia công loạt chi tiết này. 1.4 Thiết kế dao 1.4.1 Chọn điểm cơ sở Để tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc : điểm cơ sở là điểm nằm ngang tâm chi tiết, gần tâm chi tiết nhất (xa chuẩn kẹp dao nhất). Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 như trên hình 1.3. Tại điểm cơ sở 1, dao có góc trước γ, góc sau α. Để tiện cho việc tính toán ta chia cung tròn R thành 7 điểm như sau: Hình 1.3: Chia điểm trên cung tròn R sin β2=(L32)R=711 => β=79,0424° Với : Δβ=β6=〖79,04〗o6=〖13,17〗o 1.4.2 Chọn góc trước γ, góc sau α Với vật liệu gia công là thép C45 σ_b=750Mpa(≈75KGmm2), tra theo bảng 3.1 trong 16 ta chọn: góc trước γ=20o , góc sau α=12o 1.4.3 Tính toán chiều cao profile dao Sơ đồ tính toán các thông số profile dao tại 1 điểm i bất kỳ trên lưỡi cắt được biểu diễn như sau:

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu đề bài

Thiết kế dao tiện định hình với các yêu cầu sau:

- Vật liệu gia công: Phôi thép CT45 có σ b u0 Mpa( ≈ 75 KG / mm 2 )

Hình 1.1: Hình dạng chi tiết cần gia công

Phân tích chi tiết để chọn kiểu dao

Dao tiện định hình lăng trụ được chọn để gia công các chi tiết có dạng mặt trụ tròn xoay, bao gồm mặt côn, mặt trụ và mặt cong, mặc dù khó chế tạo nhưng mang lại nhiều ưu điểm nổi bật.

+ Độ cứng vững cao hơn, chính xác hơn.

+ Tránh được sai số loại 2 (sai số do nội tại dao tròn)

+ Việc mài sắc lại đơn giản hơn (chỉ mài theo mặt phẳng song song với mặt trước cũ)

Dựa vào cơ tính của vật liệu gia công ta chọn vật liệu làm dao là thép gió P18 vì

+ Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62÷65 HRC.

+ Tính công nghệ rất tốt, cắt gọt ở tốc độ cao.

+ Được sử dụng rất phổ biến.

Cách gá dao

Dạng bề mặt của chi tiết cần gia công có cấu tạo như hình:

Hình 1.2: Cấu tạo của chi tiết cần gia công

Chi tiết có profile dạng côn ở đoạn 1−2, khi gia công, sẽ quay quanh trục của nó trong khi lưỡi cắt tác động lên bề mặt Trong chuyển động này, bề mặt côn 1−2 được hình thành bởi lưỡi cắt, được coi như đoạn thẳng nằm trong mặt trước T-T quay quanh trục Vì có góc trước γ, mặt trước T-T không đi qua trục quay của chi tiết, dẫn đến biên dạng của chi tiết tạo thành hình dạng hyperboloid tròn xoay, gây ra sai số ∆1 so với bề mặt côn yêu cầu.

Để khử sai số ∆1, có thể sử dụng dao tiện định hình gá nâng Tuy nhiên, do sự tồn tại của mặt cong 3−4, cần chế tạo hai con dao để gia công chi tiết, điều này làm tăng độ phức tạp trong quá trình gia công và thiết kế dao.

Dựa trên yêu cầu về độ chính xác không quá cao cho loạt chi tiết, chúng tôi đã quyết định thiết kế dao tiện định hình gá thẳng để thực hiện gia công cho các chi tiết này.

Thiết kế dao

1.4.1 Chọn điểm cơ sở Để tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc : điểm cơ sở là điểm nằm ngang tâm chi tiết, gần tâm chi tiết nhất (xa chuẩn kẹp dao nhất). Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 như trên hình 1.3.

Tại điểm cơ sở 1, dao có góc trước γ, góc sau α. Để tiện cho việc tính toán ta chia cung tròn R thành 7 điểm như sau:

Hình 1.3: Chia điểm trên cung tròn R sin β

1.4.2 Chọn góc trước γ, góc sau α

Với vật liệu gia công là thép C45 σ b u0 Mpa( ≈75 KG / mm 2 ), tra theo bảng 3.1 trong 16 ta chọn: góc trước γ o , góc sau α o

1.4.3 Tính toán chiều cao profile dao

Sơ đồ tính toán các thông số profile dao tại 1 điểm i bất kỳ trên lưỡi cắt được biểu diễn như sau:

Hình 1.4: Sơ đồ tính toán các thông số profile dao

Xét điểm i bất kỳ trên profin chi tiết ta có điểm i’ tương tứng trên profin dao :

Gọi chiều cao profin của dao tại điểm i’ là hi a) Xây dựng công thức xác định profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước (τ i )

Thiết lập hệ tọa độ (1lτ) với:

+ Trục l song song với đường tâm chi tiết

+ Trục τ vuông góc với l và nằm trong mặt trước của dao

Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độ của i’ là:

{ τ l i ' i ' =l =? i τi’ : Chiều cao profile dao tại điểm i’ trong tiết diện trùng mặt trước.

Từ sơ đồ tính ta có: τ i =C i −B

 τ i =r i cos [ arcsin ( r r 1 i sin γ ) ] −r 1 cos γ b) Xây dựng công thức xác định profile dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau (h i )

Thiết lập hệ tọa độ (1lh) với:

+ Trục l song song với đường tâm chi tiết

+ Trục h vuông góc với l và vuông góc với mặt sau của dao

Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độ của i’ là:

{ h l i ' i ' =l =? i hi’ : Chiều cao profile dao tại điểm i’ trong tiết diện vuông góc với mặt sau Từ sơ đồ tính ta có: h i ' = τ i sin β

 h = { r cos [ arcsin ( r 1 sin γ ) ] −r cos γ } cos (¿ α + γ ) ¿ c) Tính toán profile dao tại các điểm

 Tại điểm 1: r 1 ,5 mm γ 1 =arcsin ( r r 1 1 sin γ ) =γ o

C 1 =r 1 cos γ i ,5.cos (¿ 20 o )=9,8668 (mm)¿ τ 1 =r 1 cos γ −r 1 cos γ =0 h 1 = τ 1 cos (¿ α +γ )=0 ¿

 Tại điểm 2, 3, 9, 10: r 2 = r 3 =r 9 =r 10 '( mm) γ 2 = γ 3 = γ 9 =γ 10 =arcsin ( r r 1 2 sin γ ) =arcsin ( 10,5 27 sin20 o ) =7,64 °

C 2 =C 3 =C 9 =C 10 = r i cos γ i = 27.cos (¿ 7,64 o )&,7601( mm)¿ τ 2 =τ 3 = τ 9 = τ 10 =r i cos γ i −r 1 cos γ

 τ 2 =τ 3 =τ 9 = τ 10 '.cos( ¿7,64 o )−10,5 cos(¿ 2 0 o ),8935 (mm)¿¿ h 2 =h 3 =h 9 =h 10 = τ i cos (¿ α +γ ),8935.cos32 o ,3265 ¿¿)

 Tại điểm 4, 8: r 4 =r 8 %,3235 (mm ) γ 4 =γ 8 =arcsin ( r r 1 4 sin γ ) = arcsin ( 25,3235 10,5 sin 20 o ) =8,15 o

C 4 =C 8 = r 4 cos γ i %,3532 cos(¿ 8,15 o )%,0970 (mm) ¿ τ 4 = τ 8 =r 4 cos γ 4 −r 1 cos γ %,3532 cos ( 8,15 ° ) −10,5 cos (20 °),2303(mm) h 4 =h 8 =τ 4 cos (¿ α +γ ),9161 (mm)¿

 Tại điểm 5, 7: r 5 =r 7 #,6470 ¿) γ 5 = γ 7 =arcsin ( r r 1 5 sin γ ) = arcsin ( 23,6470 10,5 sin 20 o ) = 8,74 o

C 5 =C 7 =r 5 cos γ i #,6470 cos(¿ 8,74 o )#,3727 ( mm)¿ τ 5 =τ 7 =r 5 cos γ 5 −r 1 cos γ #,6470.cos ( 8,74 ° ) −10,5 cos (20 °),5056 (mm) h 5 =h 7 =τ 5 cos (¿ α +γ ),4534(mm)¿

 Tại điểm 6: r 6 !,9706 (mm) γ 6 = arcsin ( r r 1 6 sin γ ) = arcsin ( 21,9706 10,5 sin 20 o ) = 9,41 o

C 6 =r 6 cos γ 6 !,9706 cos (¿ 9,41 o )!,6751(mm) ¿ τ 6 =r 6 cos γ 6 −r 1 cos γ !,9706 cos ( 9,41 ° ) −10,5 cos ( 20 ° ) ,8081( mm) h 6 =τ 6 cos( ¿ α + γ ),0139( mm) ¿

Ta có bảng tính toán profile dao như sau: Điểm ri (mm) A

(mm) γi sinγi Ci (mm) τi (mm) hi (mm)

Chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết: t max = d max −d min

2 ,5 ( mm) dmax , dmin : đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết

Dựa vào chiều sâu cắt lớn nhất tmax = 16,5 mm, tra bảng 3.2[1] ta được kích thước cơ bản của dao: (mm)

Hình 1.5: Kích thước cơ bản của dao

Phần phụ profin của dụng cụ có kích thước như trên hình:

Hình 1.6: Các kích thước phần phụ

Chọn kích thước của phần phụ như sau: b = 1 mm g: Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt, g = 2 mm f: Chiều rộng vát của chi tiết, f = 1 mm c = f + g + 1 = 4 mm φ 1 E o ; φ= 45 o d= ¿

Chiều rộng toàn bộ dao :

L = Lc + b + g + f + c + d = 71 + 1 + 2 + 1 + 4 + 4 = 83 mm a) Profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước

Hình 1.7: Profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước b) Profile dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau

Hình 1.8: Profile dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau e1.5 Điều kiện kỹ thuật của dao

Vật liệu : Thép gió P18 Độ cứng sau nhiệt luyện : HRCb 65 Độ nhám bề mặt :

1.6 Bản vẽ chế tạo dao tiện định hình

THIẾT KẾ DAO CHUỐT

Thiết kế dao chuốt lỗ then hoa có thông số như sau:

- Chiều dài lỗ chuốt: L = 25 mm

- Định tâm theo đường kính ngoài

- Lắp ghép theo yếu tố định tâm theo H7/f7

- Cấp chính xác gia công cần đạt H7

- Vật liệu chế tạo: Thép 45

Hình 2.1: Thông số lỗ then hoa

Sơ đồ chuốt

Khi chuốt lỗ then hoa thường dùng dao chuốt kéo khi đó lực sẽ tác dụng vào đuuôi dao và kéo nó

Vật liệu và cấu tạo dao chuốt

Dao chuốt kéo thường được chế tạo từ hai loại vật liệu chính Phần cán dao được làm bằng thép kết cấu C45, trong khi phần định hướng và các bộ phận phía sau được chế tạo từ thép gió P18.

Dao chuốt được chia thành năm phần chính: phần đầu dao bao gồm đầu kẹp, cổ dao và côn chuyển tiếp; phần răng dao gồm răng cắt thô, răng cắt tinh và răng sửa đúng; phần định hướng phía trước và phía sau cùng với phần đỡ giúp tăng độ cứng vững của dao trong quá trình gia công.

Phần răng là thành phần quan trọng nhất của dao chuốt, đóng vai trò cơ sở cho các bộ phận khác Thiết kế phần răng bao gồm việc xác định hình dạng profile, kích thước, số lượng mỗi dạng răng và đường kính của các răng.

Hình 2.3: Cấu tạo dao chuốt

Thiết kế dao

2.4.1 Phần răng cắt và răng sửa đúng Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước 1 lượng Sz được gọi là lượng nâng dao Lượng nâng thay cho bước tiến dao.

Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau Trên răng cắt tinh, lượng nâng giảm dần Trên răng sửa đúng lượng nâng bằng 0.

Với lỗ then hoa thường, vật liệu là thép cacbon C45 tra bảng 5.2[1], ta chọn được lượng nâng của răng cắt thô Sz = 0,06 mm.

Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3 răng với lượng nâng lần lượt là:

Răng sửa đúng có đường kính tương đương với răng cắt tinh cuối cùng, trong khi lượng nâng răng được duy trì ở mức 0.

Ta có lượng dư gia công được tính theo công thức:

Trong đó: Dmax 2 – Đường kính lớn nhất của lỗ sau khi chuốt dmin – Đường kính lỗ trước khi gia công

Với ỉ50H7 tra bảng 1 trang 133[3] ta được Dmax = ỉ50,025 mm dmin = 46 mm.

Lượng dư cho các răng cắt tinh và cắt thô được gọi là lượng dư tinh và lượng dư thô.

- Lượng dư tinh: Atinh = 0,108 mm

- Lượng dư thô: Athô = A – Atinh = 2,0125 – 0,108 = 1,9045 mm

2.4.3 Kết cấu răng và rãnh

Kết cấu răng và rãnh là yếu tố quan trọng trong thiết kế dao chuốt, đảm bảo độ bền cho cả dao và răng Thiết kế này cần tạo ra đủ không gian chứa phoi, từ đó nâng cao tuổi thọ và tuổi bền của dao, đồng thời cũng dễ dàng trong quá trình chế tạo.

Hình dạng răng và rãnh cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Thông số hình học của răng phải đảm bảo tuổi bền tối đa.

- Răng dao phải đảm bảo được số lần mài lại tối đa.

- Răng phải đủ bền để không bị gãy trước tác dụng của momen uốn trong quá trình cắt.

Rãnh giữa các răng cần có hình dạng và kích thước hợp lý để đảm bảo phoi cắt dễ dàng thoát ra theo mặt trước, cuốn xoắn đều và nằm gọn trong rãnh.

Vật liệu gia công thép 45 rất phổ biến trong chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, như trục và bánh răng, nhờ vào khả năng cơ tính cao sau khi nhiệt luyện Khi chuốt thép, việc tạo ra phoi dày là điều thường thấy, do đó, thiết kế rãnh có dạng lưng cong với hai cung tròn nối tiếp giúp việc cuốn phoi trở nên dễ dàng hơn.

Hình 2.4: Dạng răng và rãnh trong tiết diện chiều trục

Trong đó: t – Bước răng h – Chiều cao rãnh f – Cạnh viền b – Chiều rộng lưng răng r, R – Bán kính rãnh α – Góc sau γ – Góc trước

Xác định giá trị của các thông số:

Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính toán thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi, rãnh có diện tích là:

L – Chiều dài của chi tiết.

Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 3

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau: t = (2,5 ÷ 2,8).h = 7,5 ÷ 8,4 Chọn t = 8 r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,5 ÷ 1,65 Chọn r = 1,5 b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,4 ÷ 3,2 Chọn b = 3

R = (0,65 ÷ 0,8).t = 5,2 ÷ 6,4, chọn R = 6 Góc trước γ được xác định dựa trên vật liệu gia công, theo bảng 5.5, γ = 12° Góc sau của dao chuốt được chọn nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại, với góc sau α = 3°.

Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2,5

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau: t = (2,5 ÷ 2,8).h = 6,25 ÷ 7 Chọn t = 7 r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,25 ÷ 1,375 Chọn r = 1,5 b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,1 ÷ 2,8 Chọn b = 2,5

Góc trước γ của dao chuốt được xác định dựa trên vật liệu gia công, với giá trị γ = 12° theo bảng 5.5 Để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại, góc sau α của dao được chọn rất nhỏ, cụ thể là α = 2°.

Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau: t = (2,5 ÷ 2,8).h = 5,0 ÷ 5,6 Chọn t = 5 r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,0 ÷ 1,1 Chọn r = 1 b = (0,3 ÷ 0,4).t = 1,5 ÷ 2,0 Chọn b = 2,0

Góc trước γ được xác định dựa trên vật liệu gia công, với giá trị γ = 12° theo bảng 5.5 Góc sau của dao chuốt được chọn nhỏ (α = 1°) nhằm giảm thiểu hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại Để giảm ma sát giữa lưỡi cắt và thành lỗ then hoa, cạnh viền f được thiết kế với góc nghiêng phụ ϕ₁ (f = 0,8 ÷ 1 mm, φ₁ = 2°) Đường kính đáy trượt được chọn nhỏ hơn đường kính phần định hướng phía trước 1 mm để giảm ma sát trong quá trình cắt Cuối cùng, để thoát đá khi mài cạnh viền f, chân răng có rãnh thoát đá với bán kính lượn r = 0,5 mm được thiết kế với tâm nằm trên đường kính đáy trượt.

Hình 2.5: Mặt cắt ngang dao chuốt lỗ then hoa

Răng dao chuốt 2.4.4 Số răng và đường kính dao chuốt a) Số răng của dao chuốt

- Số răng cắt thô: Zthô

Gọi q= { A S t h z } S z = { 1,9045 0,06 } 0,06= 0,0445 >0,015 nên ta lấy thêm 1 răng cắt thô nữa  Zthô = 45 + 1 = 46.

- Số răng cắt tinh: Ztinh = 3 răng

- Số răng sửa đúng: Zsđ = 5 răng

- Số răng lớn nhất đồng thời tham gia cắt:

Chiều dài chi tiết gia công (L) và bước răng thô (t) là những yếu tố quan trọng trong quá trình cắt Để đảm bảo dao định hướng tốt và tránh quá tải, số răng tham gia cắt cần nằm trong khoảng từ 3 đến 8 răng, với yêu cầu cụ thể là Z0 = 4 răng Ngoài ra, đường kính các răng dao chuốt cũng cần được xem xét kỹ lưỡng để đạt hiệu quả tối ưu trong gia công.

Vậy ta có bảng tổng kết:

Loại răng STT răng Đường kính Loại răng STT răng Đường kính

2.4.5 Kiểm nghiệm bền dao chuốt

Sơ đồ lực tác dụng cho thấy mỗi răng cắt của dao chịu hai lực thành phần Thành phần hướng kính Py hướng vào tâm dao, và tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu Trong khi đó, thành phần dọc trục Pz song song với trục chi tiết, và tổng hợp các lực chiều trục Pz sẽ tạo ra lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao.

Lực cắt Pz tác động lên từng răng có thể gây mẻ, nhưng trường hợp này hiếm xảy ra Lực tổng hợp P thường dễ dẫn đến việc dao bị đứt tại tiết diện đáy răng đầu tiên Điều kiện σ b k = F max = 4 P π D 1 2 ≤ [ σ b k ] cần được đảm bảo để tránh hư hỏng.

Trong đó: D1 – đường kính đáy răng đầu tiên

Pmax – lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt:

Với:- Cp – hằng số phụ thuộc vào hình dáng của dao chuốt, vật liệu của chi tiết gia công

Với vật liệu là thép 45 ta tra bảng (5.9) ta có Cp = 2300 N/mm

- K – hệ số hiệu chỉnh ma sát khi cắt

Tra bảng (5.10) ta có KƔ = 0,93; Kn=1; Km=1

- B – tổng chiều dài lưỡi cắt trên vành răng

Vậy dao thỏa mãn điều kiện bền

Phần đầu dao bao gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp. a) Phần đầu kẹp

Phần đầu kẹp được tiêu chuẩn hóa, để chọn được kích thước hợp lý, phần đầu kẹp được xác định theo điều kiện bền kéo: σ b k = P max

Pmax: lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt Pmax = 62005 N

[ σ b k ] : giới hạn bền kéo của thép 45; [ σ b k ] 0 N/mm 2

Tra bảng 5.13 ta có kích thước phần đầu dao:

Hình 2.6: Cấu tạo phần đầu dao chuốt b) Phần cổ dao và côn chuyển tiếp

Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt Đường kính cổ:

Chiều dài phần cổ dao l2 được tính từ điều kiện gá đặt. l 2 =l g −l 3 =(l h +l m +l b )−l 3

Với: lg – Chiều dài bạc gá lh – Chiều rộng khe hở lm – Chiều dày thành dao lb – Chiều dày bạc gá

Trong thiết kế thường chọn lh = 5 ÷ 10 mm  Chọn lh = 10 mm lm = 20 ÷ 30 mm  Chọn lm = 30 mm lb = 10 ÷ 15 mm  Chọn lb = 14 mm l3 = 0,5.D1 = 0,5.48 = 24 mm

2.4.7 Phần định hướng phía trước

Hình 2.7: Phần dẫn hướng phía trước của dao chuốt lỗ then hoa

Với chiều dài của phần dẫn hướng phía trước l4 là 40 mm và đường kính D4 được xác định bằng đường kính lỗ trước khi chuốt với kiểu lắp lỏng e8, ta có D4 = 56e8.

2.4.8 Phần dẫn hướng phía sau

Chiều dài phần dẫn hướng phía trước được xác định là l7 = 20 mm do lct = 25 mm Đường kính phần dẫn hướng phía sau D7 được tính dựa trên đường kính răng sửa đúng với sai lệch f7, với công thức D6 = 56,025f7 mm.

Chiều dài phần cắt: l5 = 5 + t.Zc = 5 + 8 46 + 3.7 = 394 mm

Chiều dài phần sửa đúng: l6 = lsd = t.Zsd = 5.5 = 25 mm

Tổng chiều dài của dao: (Chiều dài của dao phải nhỏ hơn hành trình máy và nhỏ hơn 30.Dmax)

= 100 + 30 + 24 + 40 + 394 + 25 + 20 = 633 mm Đảm bảo điều kiện: L = 633 < 30.D = 30.50 = 1500 mm

Lỗ tâm là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế tạo và mài sắc dao, giúp bảo vệ mặt côn làm việc với góc 60 độ khỏi bị xây xát nhờ vào thiết kế mặt côn bảo vệ 120 độ Theo bảng 5.14, kích thước lỗ tâm và đường kính đầu dao được xác định rõ ràng, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong quá trình sử dụng.

D1, mm Kích thước lỗ tâm, mm d D L L1 L2

Điều kiện kỹ thuật của dao

- Vật liệu phần cắt: thép gió P18.

- Vật liệu phần đầu dao: Thép CT 45.

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

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

+ Phần định hướng phía trước HRC 5860

- Mối hàn nằm trên phần côn chuyển tiếp.

+ Cạnh viền sửa đỳng: Ra=0,32àm

+ Mặt trước, mặt sau răng, mặt dẫn hướng Ra=0,63àm

+ Cỏc mặt khụng mài Ra=2,5àm

- Độ đảo tâm trên 100mm chiều dài là: 0,005mm

- Sai lệch chiều dài: ± 2mm

- Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

+ Góc sau răng cắt thô và răng cắt tinh 30 ’

+ Góc sau răng sửa đúng 15 ’

- Sai lệch đường kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh cuối cùng): -0,018

- Sai lệch đường kính răng sửa đúng và 2 răng cắt tinh cuối cùng: -0,003

- Sai lệch chiều dày răng không được vượt quá: 0,01mm

- Dung sai chiều dày răng sửa đúng không được vượt quá trị số 0,006mm (rãnh có cấp chính xác H8)

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODULE

Thiết kế dao phay đĩa môđun theo bộ 8 con để gia công bộ bánh răng có yêu cầu sau:

3.2 Xác định các thông số hình học của dao

Dao phay đĩa module 8 con, dao số 4, có khả năng gia công bánh răng từ 24 đến 34 răng Để tối ưu hóa hiệu suất, profile dao được thiết kế dựa trên số răng nhỏ nhất là 26 Điều này giúp giảm độ cong của đường thân khai, cho phép gia công bánh răng có số răng lớn hơn 26 với profile thoáng hơn, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc ra vào ăn khớp mà không bị kẹt.

Ta cần thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng với các thông số sau:

- Bán kính vòng chia: R c = r 1 = m Z 2 = 6.40 2 0 mm

- Bán kính đường tròn cơ sở: R 0 = m Z cos α

Thiết kế dao

3.3.1 Tính toán profile dao phay đĩa module Để thiết kế được profile dao, ta lập hệ tọa độ vuông góc Oxy với tâm O trùng với tâm của bánh răng thân khai Vì dao phay đĩa module có góc trước γ 0 cho nên profile được tính toán chính là profile trong tiết diện đi qua trục dao. Giả sử có điểm M (x, y) bất kỳ nằm trên profle răng với bán kính rx thì tọa độ (x, y) chính là phương trình profile răng.

Hình 3.1: Sơ đồ tính toán profile bánh răng thân khai

Trong đó: r0 – Bán kính vòng cơ sở rc – Bán kính vòng tròn chia rx – Bán kính ứng với điểm M trên profile

Rc – Bán kính đỉnh răng

Ri – Bán kính chân răng

- Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB

- Đoạn làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1. a) Profile dao trong đoạn làm việc:

Nguyên lý tạo hình đường thân khai dựa trên việc cho một đường thẳng lăn không trượt trên một đường tròn, trong đó quỹ đạo của điểm M thuộc đường thẳng sẽ tạo ra đường cong thân khai Để hình thành lưỡi cắt thân khai, điểm M cần di chuyển theo phương trình đường thân khai trong khoảng bán kính rf ≤ rm ≤ ra Việc xác định profile lưỡi cắt chính là xác định tọa độ của tập hợp các điểm M trong hệ tọa độ Oxy.

A r M r 0 r0 – Bán kính vòng tròn cơ sở rm – Bán kính vector ứng với điểm M θm – Góc thân khai αm – Góc áp lực của đường thân khai.

Theo sơ đồ tính toán hình 3.1 ta có: x=r M sin δ M =r M sin ( ¿ δ 0 + θ M )¿ y= r M cos δ M = r M cos(¿ δ 0 +θ M )¿

Ta có: θ M = tan α M − α M =inv α M δ 0 = δ c −inv α 0 = π

 δ 0 +θ M = 2 π Z −inv α 0 +inv α M = 2 π Z − ( tan α 0 −α 0 ) + tan α M − α M cos α M = r 0 r M

 { y=r x=r M M cos sin ( ( 2 2 π π Z Z − −tan tan α α 0 0 +α +α 0 0 + +tan tan ( ( arcsin arcsin ( ( √ √ 1− 1− r r r r M 2 0 2 M 2 0 2 ) ) ) ) −arcsin −arcsin ( ( √ √ 1− 1− r r r r M 2 2 0 2 M 0 2 ) ) ) ) α0 – Góc ăn khớp trên vòng tròn chia bánh răng tiêu chuẩn α0 = 20 0

Khi cho rM biến thiên từ r0 đến re, chúng ta có thể vẽ được profile của răng Bằng cách chia thành 16 điểm và áp dụng công thức tính toán, ta có bảng thông số các điểm với các giá trị STT, RM, xi, yi, ∆x (tính bằng xi+1 - xi) và ∆y (tính bằng yi - rf).

3.3.2 Chọn các kích thước kết cấu dao phay đĩa module

Với m = 6; Z = 40, kích thước kết cấu dao được chọn theo bảng 6.6 và 6.7

[1] được thể hiện trên bản vẽ chi tiết như sau:

Điều kiện kỹ thuật của dao

- Độ cứng phần cắt đạt HRC= 62- 65

- Độ đảo đường kính ngoài 0,03

+ Mặt trước,mặt lỗ gá dao và các mặt tựa không thấp hơn 0,32

+ Mặt hớt lưng của hình dáng răng không thấp hơn 0,63

Thiết kế dưỡng

Dưỡng đo là công cụ quan trọng để kiểm tra độ chính xác của dao sau khi chế tạo, được sản xuất theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H, h, tuân theo luật kích thước bao và bị bao.

Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo, được chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js; js Theo luật kích thước bao và bị bao.

Vật liệu làm dưỡng là thép lò xo 65Г, với độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt từ 62 đến 65 HRC Độ nhám bề mặt làm việc được kiểm soát ở mức Ra ≤ 0,63 μm, trong khi các bề mặt khác có độ nhám Ra ≤ 1,25 μm Kích thước danh nghĩa của dưỡng được xác định theo profile dao trong tiết diện chiều trục.

Bản vẽ chế tạo của dao

Thanh Sơn “Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại”, NXB giáo dục Việt Nam, Hà Nội, 2011.

[2] GS TSKH Bành Tiến Long, PGS TS Trần Thế Lực, PGS TS Trần Sĩ Túy “Thiết kế dụng cụ công nghiệp”, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2005.

[3] GS TS Trần Văn Địch “Sổ tay dụng cụ cắt và dụng cụ phụ”, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2004.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PGS TS Nguyễn Thị Phương Giang, PGS TS Trần Thế Lực và TS Lê Thanh Sơn đã biên soạn cuốn sách “Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại”, xuất bản bởi NXB Giáo dục Việt Nam tại Hà Nội năm 2011 Cuốn sách cung cấp những kiến thức và hướng dẫn chi tiết về thiết kế dụng cụ cắt kim loại, phục vụ cho việc nghiên cứu và ứng dụng trong ngành cơ khí.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PGS TS Nguyễn Thị Phương Giang, PGS TS Trần Thế Lực và TS Lê Thanh Sơn đã biên soạn cuốn sách "Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại", xuất bản bởi NXB giáo dục Việt Nam tại Hà Nội vào năm 2011, cung cấp những kiến thức chuyên sâu về thiết kế và ứng dụng dụng cụ cắt kim loại trong ngành công nghiệp.

Tiêu đề	Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Thiết Kế Dụng Cụ Công Nghiệp
Tác giả	Vũ Ngọc Phỳc
Người hướng dẫn	T.S Trần Xuõn Thỏi
Trường học	Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại	Đồ Án
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	57
Dung lượng	756,84 KB