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:
2TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI Bộ môn GCVL DCCN Họ tên: Vũ Ngọc Phúc Lớp: Kỹ thuật khí 01 – K60 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Thiết kế dao tiện định hình để gia cơng chi tiết hình vẽ Vật liệu chi tiết CT45 có σ b=750 Mpa( ≈75 KG / mm2) Pa L1 20 22 21 20 21 18 L2 12 10 12 10 12 10 L3 28 30 28 32 30 30 L4 10 10 10 10 10 10 Ø1 22 20 21 24 26 30 Ø2 50 52 54 56 50 52 R 20 21 22 24 26 20 Thiết kế dao chuốt lỗ then hoa có chiều dài lỗ chuốt L=25mm, kích thước khác theo bảng Vật liệu làm chi tiết có lỗ then hoa CT45 σ b=750 Mpa (≈ 75 KG /mm ) P/a Kích thước then hoa lắp ghép H7 F8 x7 f7 f7 H7 F8 D-8x42x46 x9 f7 f7 H7 F8 D-8x46x50 x9 f7 f7 H7 F8 D-8x52x58 x10 f7 f7 H7 F8 D-8x56x62 x10 f7 f7 D-8x36x40 Thiết kế dao phay đĩa modul để gia cơng bánh CT45 có o σ b=750 Mpa(≈75 KG /mm ) , theo dao, góc ăn khớp α 0=2 , hệ số dịch chỉnh ξ=0 P/a m Z 21÷25 26÷34 35÷54 26÷34 35÷54 Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn: T.S Trần Xuân Thái MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH 1.1 Yêu cầu đề 1.2 Phân tích chi tiết để chọn kiểu dao .2 1.3 Cách gá dao 1.4 Thiết kế dao 1.4.1 Chọn điểm sở 1.4.2 Chọn góc trước γ, góc sau α 1.4.3 Tính tốn chiều cao profile dao 1.4.4 Kết cấu dao 1.5 Điều kiện kỹ thuật dao .10 1.6 Bản vẽ chế tạo dao tiện định hình 11 PHẦN II: THIẾT KẾ DAO CHUỐT 12 2.1 Yêu cầu đề 12 2.2 Sơ đồ chuốt .12 2.3 Vật liệu cấu tạo dao chuốt 13 2.4 Thiết kế dao 13 2.4.1 Phần cắt sửa 13 2.4.2 Lượng dư gia công .14 2.4.3 Kết cấu rãnh 14 2.4.4 Số đường kính dao chuốt 17 2.4.5 Kiểm nghiệm bền dao chuốt .18 2.4.6 Phần đầu dao .19 2.4.7 Phần định hướng phía trước 20 2.4.8 Phần dẫn hướng phía sau 21 2.4.9 Chiều dài dao .21 2.4.10 Lỗ tâm 21 2.5 Điều kiện kỹ thuật dao .21 2.6 Bản vẽ chế tạo dao chuốt lỗ then hoa .22 PHẦN III: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODULE .23 3.1 Yêu cầu đề 23 3.2 Xác định thơng số hình học dao 23 3.3 Thiết kế dao 24 3.3.1 Tính tốn profile dao phay đĩa module 24 3.3.2 Chọn kích thước kết cấu dao phay đĩa module 26 3.4 Điều kiện kỹ thuật dao .26 3.5 Thiết kế dưỡng 26 3.6 Bản vẽ chế tạo dao .27 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình dạng chi tiết cần gia công Cấu tạo chi tiết cần gia công Chia điểm cung trịn R Sơ đồ tính tốn thơng số profile dao Kích thước dao Các kích thước phần phụ Profile dao tiết diện trùng mặt trước Profile dao tiết diện vng góc mặt sau Thông số lỗ then hoa Sơ đồ chuốt Cấu tạo dao chuốt Dạng rãnh trog tiết diện chiều trục Mặt cắt ngang dao chuốt lỗ then hoa Cấu tạo phần đầu dao chuốt Dẫn hướng phía trước dao chuốt lỗ then hoa Lỗ tâm Sơ đồ tính toán profile bánh thân khai Đường thân khai đường tròn 10 10 12 12 13 15 17 20 20 21 24 24 Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp GVHD: TS Trần Xuân Thái PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Nhiệm vụ q trình thiết kế dao tiện định hình tiến hành theo trình tự sau: - Phân tích hình dạng, độ xác u cầu chi tiết để chọn kiểu dao cho phù hợp - Chọn góc độ dao - Chọn điểm sở để tính tốn chiều cao profile dao - Thiết kế kết cấu dao 1.1 Yêu cầu đề Thiết kế dao tiện định hình với yêu cầu sau: - Vật liệu gia cơng: Phơi thép CT45 có σ b=750 Mpa( ≈75 KG /mm2) - Hình dạng chi tiết: Hình 1.1: Hình dạng chi tiết cần gia cơng 1.2 Phân tích chi tiết để chọn kiểu dao Chi tiết có dạng mặt trụ trịn xoay bao gồm mặt côn, mặt trụ mặt cong ta chọn dao tiện định hình lăng trụ khơng chọn dao trịn, khó chế tạo có ưu điểm sau : + Độ cứng vững cao hơn, xác + Tránh sai số loại (sai số nội dao tròn) + Việc mài sắc lại đơn giản (chỉ mài theo mặt phẳng song song với mặt trước cũ) Dựa vào tính vật liệu gia cơng ta chọn vật liệu làm dao thép gió P18 + Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62÷65 HRC + Tính cứng nóng cao, chống mài mòn tốt SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874 Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp GVHD: TS Trần Xn Thái + Tính cơng nghệ tốt, cắt gọt tốc độ cao + Được sử dụng phổ biến 1.3 Cách gá dao Dạng bề mặt chi tiết cần gia cơng có cấu tạo hình: Hình 1.2: Cấu tạo chi tiết cần gia cơng Chi tiết có profile dạng đoạn 1−2 Khi gia công, chi tiết quay quanh trục lưỡi cắt cắt bề mặt chi tiết Trong chuyển động tương đối, bề mặt côn 1−2 chi tiết coi lưỡi cắt đoạn thẳng nằm mặt trước T-T quay quanh trục tạo thành Vì có góc trước γ nên mặt trước T-T không qua trục chi tiết (trục quay) Do biên dạng chi tiết tạo thành có dạng mặt hyperboloid trịn xoay gây sai số ∆1 so với bề mặt côn yêu cầu 1−2 Để khử sai số ∆1 ta sử dụng dao tiện định hình gá nâng tồn mặt cong 3−4 nên ta phải chế tạo dao để tiến hành gia công chi tiết Do gây nên phức tạp gia công thiết kế dao Từ yêu cầu độ xác loạt chi tiết khơng cần cao quá, ta chọn thiết kế dao tiện định hình gá thẳng để gia công loạt chi tiết 1.4 Thiết kế dao 1.4.1 Chọn điểm sở Để tiện cho việc tính tốn ta chọn điểm sở theo ngun tắc : điểm sở điểm nằm ngang tâm chi tiết, gần tâm chi tiết (xa chuẩn kẹp dao nhất) Vậy ta chọn điểm sở điểm hình 1.3 Tại điểm sở 1, dao có góc trước γ, góc sau α Để tiện cho việc tính tốn ta chia cung trịn R thành điểm sau: SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874 Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp GVHD: TS Trần Xn Thái Hình 1.3: Chia điểm cung trịn R L3 β sin = => β =79,0424° = R 11 o β 79,04 o Với : Δβ = = =13,17 1.4.2 Chọn góc trước γ, góc sau α Với vật liệu gia cơng thép C45 σ b=750 Mpa(≈75 KG / mm2) , tra theo bảng 3.1 16 ta chọn: góc trước γ=2 o , góc sau α =1 2o 1.4.3 Tính tốn chiều cao profile dao Sơ đồ tính tốn thông số profile dao điểm i lưỡi cắt biểu diễn sau: SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874 Đồ án Thiết kế dụng cụ cơng nghiệp GVHD: TS Trần Xn Thái Hình 1.4: Sơ đồ tính tốn thơng số profile dao SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874 Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp dao : GVHD: TS Trần Xuân Thái Xét điểm i profin chi tiết ta có điểm i’ tương tứng profin Gọi chiều cao profin dao điểm i’ hi a) Xây dựng công thức xác định profile dao tiết diện trùng với mặt trước (τi ) Thiết lập hệ tọa độ (1lτ) với: + Trục l song song với đường tâm chi tiết + Trục τ vng góc với l nằm mặt trước dao Với điểm i chi tiết cho ta điểm i’ profile dao nên ta có tọa độ i’ là: { l i ' =l i τ i ' =? τi’ : Chiều cao profile dao điểm i’ tiết diện trùng mặt trước Từ sơ đồ tính ta có: τ i =Ci −B B=r cos γ C i=r i cos γ i A=r i sin γ i=r sin γ r sin γ i= r sin γ i ( r1 γ i=arcsin r sin γ i [ ( r )] ) τ i =r i cos arcsin r sin γ −r cos γ i b) Xây dựng công thức xác định profile dao tiết diện vng góc với mặt sau (hi ) Thiết lập hệ tọa độ (1lh) với: + Trục l song song với đường tâm chi tiết + Trục h vng góc với l vng góc với mặt sau dao Với điểm i chi tiết cho ta điểm i’ profile dao nên ta có tọa độ i’ là: { l i ' =l i hi ' =? sau hi’ : Chiều cao profile dao điểm i’ tiết diện vng góc với mặt Từ sơ đồ tính ta có: hi =τ i sin β hi =τ i cos (¿ α +γ )¿ ' { [ ( r )] } hi = r i cos arcsin r sin γ −r cos γ cos (¿ α + γ )¿ i SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874 Đồ án Thiết kế dụng cụ công nghiệp GVHD: TS Trần Xuân Thái c) Tính tốn profile dao điểm Tại điểm 1: r 1=10,5 mm γ 1=arcsin ( ) r1 o sin γ =γ =2 r1 C 1=r cos γ i =10,5.cos (¿ 0o )=9,8668 (mm)¿ τ =r cos γ −r cos γ =0 h1=τ cos (¿ α +γ )=0 ¿ Tại điểm 2, 3, 9, 10: r 2=r 3=r =r 10=27(mm) γ 2=γ 3=γ 9=γ 10=arcsin ( ) ( ) r1 10,5 o sin γ =arcsin sin2 =7,64 ° r2 27 C 2=C3 =C9 =C10=r i cos γ i=27.cos (¿ 7,64 o)=26,7601(mm)¿ τ 2=τ 3=τ 9=τ 10=r i cos γ i−r cos γ τ 2=τ 3=τ 9=τ 10=27 cos( ¿7,64 o )−10,5 cos(¿ 0o )=16,8935 (mm)¿ ¿ o h2 =h3=h 9=h10=τ i cos (¿ α +γ )=16,8935.cos =14,3265 ¿ ¿) Tại điểm 4, 8: r 4=r =25,3235(mm) r 10,5 γ =γ 8=arcsin sin γ =arcsin sin 0o =8,15o r4 25,3235 ( ) ( ) ( o ) C 4=C 8=r cos γ i=25,3532 cos(¿ 8,15 )=25,0970(mm)¿ τ 4=τ 8=r cos γ 4−r cos γ=25,3532 cos ( 8,15 ° )−10,5 cos (20 °)=15,2303(mm) h 4=h 8=τ cos (¿ α +γ )=12,9161(mm)¿ Tại điểm 5, 7: r =r 7=23,6470 ¿) γ 5=γ =arcsin ( ) r1 10,5 sin γ =arcsin sin 0o =8,74o r5 23,6470 o C 5=C7 =r cos γ i=23,6470 cos(¿ 8,74 )=23,3727( mm)¿ τ =τ =r cos γ −r cos γ =23,6470.cos ( 8,74 ° )−10,5 cos (20 °)=13,5056 (mm) h5 =h7=τ cos (¿ α +γ )=11,4534 (mm)¿ Tại điểm 6: r =21,9706(mm) r1 10,5 o o γ 6=arcsin sin γ =arcsin sin =9,41 r6 21,9706 ( ) ( o ) C 6=r cos γ 6=21,9706 cos (¿ 9,41 )=21,6751(mm)¿ τ 6=r cos γ 6−r cos γ =21,9706 cos ( 9,41 ° )−10,5 cos ( 20 ° )=11,8081(mm) h6 =τ cos(¿ α + γ )=10,0139(mm)¿ Ta có bảng tính tốn profile dao sau: SVTH: Vũ Ngọc Phúc 20152874