Mà độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao, hơn nữa chiều dài phần côn của chi tiết ngắn, nên ở đây ta chỉ cần dùng dao có điểm cơ sở nằm ngang chi tiết.Dao tiện định hình có hai loạ
THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH
Phân tích chi tiết
- Chi tiết có biên dạng mặt tròn xoay trên đó bao gồm mặt côn, mặt trụ Do chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết Song độ chính xác chi tiết yêu cầu không cao, mặt đầu chi tiết có độ chênh lệch đường kính không quá lớn.
- Đây là một chi tiết không phức tạp, chiều dài nhỏ, độ chênh lệch đường kính không quá lớn.
- Chiều sâu lớn nhất t max =D max −D min
Trong đó : D max : đường kính lớn nhất khi tiện
D min : đường kính nhỏ nhất khi tiện
Ta thấy, chi tiết có dạng trụ bậc giữa Φ 1 và Φ 2 , do đó tại vị trí này dao tiện cần phải có góc nghiêng phụ φ=2 °
Như đã phân tích ở trên, chi tiết có mặt côn nên rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết, chi tiết do sai số tạo ra không phải là bề mặt côn mà là mặt hypecboloit Trong trường hợp này để khác phục sai số này người ta dùng dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết Mà độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao, hơn nữa chiều dài phần côn của chi tiết ngắn, nên ở đây ta chỉ cần dùng dao có điểm cơ sở nằm ngang chi tiết.
Dao tiện định hình có hai loại chính theo hình dáng đó là loại dao hình lăng trụ và dao tiện hình tròn, trong hai loại trên tôi chọn loại dao lăng trụ vì chúng có những ưu điểm sau:
- Được gá kẹp bằng rãnh mang cá có độ cứng cao.
- Dao lăng trụ chỉ gây ra sai số ∆ 1 còn dao hình tròn còn gây ra sai số gia công ∆2
- Góc sau α có thể lựa chọn giá trị lớn vì điều kiện gia công cho phép.
- Truyền nhiệt tốt, tuổi thọ cao, mài lại dao dễ.
=> Dựa vào những ưu điểm trên và chiều sâu lớn nhất của chi tiết t=4 mm nên tôi chọn dao tiện định hình hình lăng trụ.
1.2.Chọn cách gá dao Để thuận tiện và đơn giản trong quá trình thiết kế cũng như chế tạo mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật trong khi gia công cũng như độ chính xác về kích thước và hình dáng hình học, chất lượng của bề mặt gia công và tuổi thọ của dụng cụ cắt được đảm bảo.
Mà do yêu cầu độ chính xác không cao nên ta chọn phương án gá dao thẳng.
Mặc dù có suất hiện sai số nhưng ta chấp nhận sai số này.
Thiết kế dao
Nguyên tắc chọn điểm cơ sở: Để đảm bảo góc sau tại các điểm trên lưỡi cắt không quá nhỏ, điểm cở sở khi thiết kế dao tiện định hình thường được chọn trùng với điểm của chi tiết có bán kính nhỏ nhất, điểm gần tâm chi tiết nhất. Điểm 1 có bán kính nhỏ nhất ( R 4mm ;điểm1tươngứng Φ 4 ¿ nên chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.
2.2 Chọn góc sau α và góc trước γ
Vật liệu chi tiết làm bằng thép 40XH có σ b ` kg/mm 2 Tra bảng 3.1 trang 16 ta chọn
2.3 Sơ đồ tính toán profin dao
Sơ đồ tính toán các thông số profin dao tại một điểm i bất kỳ trên lưỡi cắt được biểu diễn như sau: Điểm 1 được chọn làm điểm cơ sở để xác định profin lưỡi cắt Qua điểm 1 trên hình chiếu đứng vẽ mặt trước T hợp với phương ngang một góc γ Mặt trước T cắt các vòng tròn có bán kính r1,r2,r3, tại các điểm 1’,2’,3’,… trên lưỡi cắt dao Các điểm 1’,2’,3’,… trên lưỡi cắt của dao gia công các còng tròn bán kinh r1, r2, r3,… ứng với các điểm 1, 2, 3, ….của profin chi tiết
Khoảng cách từ điểm 1 đến các điểm 2’,3’,… là τ_1, τ_2 , τ_3 , là chiều cao profin lưỡi cắt theo mặt trước.
Từ các điểm 2’,3’,4’,… trên lưỡi cắt dao ha các đoạn thẳng vuông góc với điểm 1 được các đoạn hd1, hh2, hd3,…Đó chính là chiều cao profin lưỡi cắt trong tiết diện vuông góc với mặt sau.
2.4 Tính toán chiều cao profin dao
2.4.1 Xây dựng công thức tính toán a Xây dựng công thức tính toán profin dao trong tiết diện trùng mặt trước: τ i =C i −B
Với điểm i bất kỳ ứng với bán kính r i ta có : τ i =r i cos(arcsin arcsin( r r 1 x sin sinγ ) ) − r 1 coscos γ b Xây dựng công thức xác định profin dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau : h i ' =τ i ' cosβ
⇒h i ' =τ i ' cos cos(α+γ) Với điểm i bất kỳ ứng với bán kính r i ta có : h i =⌈r i cos cos(arcsin arcsin( r r 1 i
2.4.2 Tính toán profin dao tại các điểm
Dựa vào công thức đã xây dựng ta tính được profin dao tại các điểm, kết quả tính thể hiện ở bảng bên dưới:
Bảng 1.1 Kết quả tính toán tại các điểm Điể m R(mm) A(mm) γ i (°)
Profin theo tiết diện trùng với mặt trước:
Profin theo tiết diện vuông góc với mặt sau:
2.4.3 Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình
Dựa vào bảng 3.2 ta có các kích thước cơ bản của dao như sau :
Cỡ t max Phần cắt Phần kẹp dao B H E A F r d M
2.4.4 Tính toán chiều rộng lưỡi cắt
Phần phụ của profin dụng cụ cắt dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt, kích thước phần phụ gồm: b= 1 mm g= 0,5 mm: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt f=1 c= f + g +1 = 2,5 mm φ1 = 45° = φ d= (c-g).tan φ1 + 2 = (2,5-0,5).tan 45° +2 = 4 mm
Chiều dài toàn bộ dao:
Thông số kỹ thuật của dao
- Vật liệu phần cắt :Thép gió P18
- Độ cứng sau khi nhiệt luyện : Phần cắt HRC: 62 ÷65
+ Mặt tựa trên thân dao thấp hơn : 0,63(μmm)
- Dung sai profin dao : ± 0.005 mm
- Kí hiệu dao : DTDHLT N°1 γ ° α° P18 ĐHBKHN
THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODULE
Yêu cầu đề bài
Thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng trụ răng thẳng
- Vật liệu chi tiết : thép 40XH (σ 𝑏 0N/𝑚𝑚 2 )
Xác định các thông số hình học của dao
Trong bộ dao phay đĩa module 8 con, dao mang số hiệu N 0 = 5 có thể gia công được bánh răng có số răng Z&÷34 răng Profile dao được tính toán theo số răng bé nhất (Z = 26) vì với dao này độ cong đường thân khai sẽ lớn nên với các bánh răng có Z > 26 được gia công bằng bánh răng có
Z = 26 sẽ có profile doãng hơn tạo điều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn (rãnh lớn ăn khớp không bị kẹt).
- Tính toán hình dáng lưỡi cắt
Profin của dao phay đĩa modul trong tiết diện chiều dài trục cũng là profin theo mặt trước và trùng khít với profin trắc diện của bánh răng.
Các số liệu cần tính để vẽ :
-Góc ăn khớp trên vòng chia α °
-Bán kính vòng tròn lăn : r 1=r c R(mm)
-Bán kính vòng tròn cơ sở : r o =r c cosαR.cos 20°H,86(mm)
Thiết kế dao
3.1 Tính toán profile dao phay đĩa modul Để thiết kế được profil dao, ta lập hệ tọa độ vuông góc Oxy với tâm O trùng với tâm của bánh răng thân khai Vì dao phay đĩa modul có góc trước γ=0 cho nên profil được tính toán chính là profile trong tiết diện đi qua trục dao Gỉa sử có điểm M(x,y) bất kì nằm trên profin răng với bán kính R x thì tọa độ x,y chính là phương trình profin răng.
Sơ đồ tính toán profil bánh răng thân khai
Trong đó : r f : bán kính đỉnh răng r M : bán kính tại điểm M(x,y) r c : bán kính vòng chia r o : bán kính vòng tròn cơ sở r a : bán kính chân răng
+ Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB
+ Đoạn không làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO 1 a,Tính toán profin đoạn làm việc:
Nguyên lý tạo hình đường thân khai : Đường thân khai của đường tròn
Trong đó: r o : bán kính vòng tròn cơ sở r m : bán kính vecto ứng với điểm M θ m : góc thân khai α m : góc áp lực của đường thân khai
Nguyên lý : Cho một đường thẳng lăn không trượt trên một đường tròn thì quỹ đạo của điểm M thuộc đường thẳng đó sẽ vẽ ra đường cong thân khai
Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phương trình đường thân khai trong khoảng bán kính R f ≤ r m ≤ R a Việc xác định profin lưỡi cắt chính là việc xác định tọa độ của tập hợp các điểm M trong hệ tọa độ đề các Oxy Đặt hệ XOY mà gốc O trùng với tâm bánh răng Tại một điểm M(x,y) bất kì nằm trên profin với bán kính r M
Theo sơ đồ ta có : x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
Ta có : θ M = tgα M - α M = invα M δ 0 = δ c - invα 0 = 2 π Z - invα 0 = 2 π Z - (tgα 0 - α 0 )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
Z: số bánh răng α o : góc ăn khớp trên vòng chia bánh răng tiêu chuẩn α o ° = π 9
Vậy ta cho r M biến thiên từ r 0 đến r e thì sẽ vẽ được profile của răng Chia thành 16 điểm và tính toán theo công thức ta có bảng thông số các điểm như sau:
Với điểm 1 : r M1 = 48,86 (mm) x= r M sinδ M =r M sin(δ 0+θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
Với điểm r M2 = 49,33 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xI,33 sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(7,9155°)180° π −7,9155° ) =2,2879 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yI,33 cos( π 2.26.180 π ° −tg20° 180° π +20°+tg(7,9155°)180° π −7,9155° ) I,2769 (mm)
Với điểm r M3 = 49,81 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0+θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xI,81 sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(11,2081°)180° π −11,2081° ) =2,3922 ( mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yI,81 cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(11,2081°)180° π −11,2081° ) I,7525( mm)
Với điểm r M4 = 50,28 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xP,28.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(13,6493°)180° π −13,6493° ) =2,5191 ( mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yP,28 cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(13,6493°)180° π −13,6493° ) P,2168 (mm)
Với điểm r M5 = 50,75 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0+θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xP,75.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(15,6858°)180° π −15,6858° ) =2,6663 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yP,75.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(15,6858°)180° π −15,6858° ) P,6799 (mm)
Với điểm rM6= 51,22 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xQ,22.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(17,4605°)180° π −17,4605° ) =2,8314 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yQ,22 cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(17,4605°)180° π −17,4605° ) Q,1417( mm)
Với điểm rM7= 51,69 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0+θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xQ,69.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(19,0471°)180° π −19,0471° ) =3,013 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yQ,69 cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(19,0471°)180° π −19,0471° ) Q,6021( mm)
Với điểm rM8= 52,16 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xR,16.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(20,49°)180° π −20,49° ) =3,2099 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yR,16.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(20,49°)180° π −20,49° ) R,0611 (mm)
Với điểm rM9= 52,63 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0+θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xR,63.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(21,8182°)180° π −21,8182° ) =3,4212 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yR,63.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(21,8182°)180° π −21,8182° ) R,5187 (mm)
Với điểm rM10= 53,11 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xS,11.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(23,0772°)180° π −23,0772° ) =3,6513 ( mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yS,11.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(23,0772°)180° π −23,0772° )R,9843(mm)
Với điểm rM11= 53,58 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xS,58.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(24,2297°)180° π −24,2297° )=3,9117(mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yS,58.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(24,2297°)180° π −24,2297° ) S,7378 (mm)
Với điểm rM12= 54,05 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xT,05.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(25,314°)180° π −25,314° ) = 4,1413(mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yT,05.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(25,314°)180° π −25,314° ) S,8911( mm)
Với điểm rM13= 54.53 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xT.53.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(26,3602°)180° π −26,3602° ) = 4,4109(mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yT.53.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(26,3602°)180° π −26,3602° ) T,3513 (mm)
Với điểm rM14= 55 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xU.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(27,3317°)180° π −27,3317° ) =4,687 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yU.cos( π 2.26.180 π ° −tg20° 180° π +20°+tg(27,3317°)180° π −27,3317° ) =54,7999(mm)
Với điểm rM15= 55,47 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0 +θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xU,47.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(28,2566°)180° π −28,2566° ) =4,975 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yU,47.cos( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(28,2566°)180° π −28,2566° ) U,2465 (mm)
Với điểm rM16= 56 x= r M sinδ M =r M sin(δ 0+θ M ) y= r M cosδ M =r M cos(δ 0 +θ M )
→ x=r M sin( 2 π Z −tg α o + α o + tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r 2 M 2 o ) )
→ xV.sin( π 2.26.180 π ° −tg20°180° π +20°+tg(29,2495°)180° π −29,2495° ) =5,3135 (mm)
→ y=r M cos( 2 π Z −tgα o +α o +tg ( arcsin ( √ 1− r r 2 M o 2 ) ) −arcsin ( √ 1− r r M 2 o 2 ) )
→ yV.cos( π 2.26.180° π−tg20°180° π +20°+tg(29,2495°)180° π −29,2495° ) U,7474 (mm)
Bảng tổng hợp số liệu Điểm rM xi yi t=yi – Rf
Hình 2.3 Hình dáng profil trong tiết diện chiều trục
3.2 Chọn các kích thước kết cấu dao phay đĩa modul
Với m=4, z = 26 kích thước kết cấu dao chọn theo bảng 6.6 và 6.7 được thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết
- Đường kính lỗ gá : d' +0,023 (mm)
Các thành phần khác: t1= 17,5 (mm); t2= 11 (mm); t= 29,4 +0,28 (mm) δ % ° , r = 1,5 mm r1= 0,8 (mm); b= 6,08 +0,2 , c=0,8
- Độ cứng phần cắt đạt HRC = 62-65
- Độ đảo đường kính ngoài : ≤0,03
- Sai lệch chiều dày răng : ± 0,025
- Độ bóng : +, 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 0,64
Nhãn hiệu
- Số hiệu dao :N 0 5 P18 ĐHBK-HN
- Vật liệu làm dao : thép 18
DAO CHUỐT LỖ THEN HOA CHỮ NHẬT
Vật liệu làm dao chuốt
Dao chuốt được chế tạo từ 2 loại vật liệu, phần đầu dao (phần cán ) được làm từ thép kết cấu C45, phần phía sau ( từ phần định hướng phía trước trở về sau ) làm bằng thép gió P18
Phần răng cắt và răng sửa đúng
Phần răng cắt là phần quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước để làm cơ sở cho các phần khác Thiết kế phần răng gồm xác định dạng profile răng, kích thước răng, số lượng mỗi răng, đường kính các răng,…
- Trên phần răng cắt thô các răng có lượng nâng bằng nhau, trên phần cắt tinh của răng giảm dần, trên phần răng sửa đúng các răng có lương nâng bằng 0.
- Trị số lượng nâng của răng cắt thô phụ thuộc vào dạng lỗ gia công và vật liệu gia công theo bảng 5.2, vật liệu thép CT45 có σ b e0 Mpa ( ≈ 650N/ mm2) ta có thể chọn Sz = 0,05 mm.
- Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3 răng Với lượng nâng lần lượt là:
Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng, đường kính của các răng sửa đúng bằng đường kính của răng cắt tinh cuối cùng, lượng nâng bằng 0.
Lượng dư gia công
Lượng dư gia công theo đường kính:
- Dmax là đường kính của răng sửa đúng, cũng chính là đường kính lớn nhất của lỗ sau khi chuốt kể cả sai lệch trên của lỗ Với ∅ 38 H 8 tra sách “dung sai lắp ghép và kĩ thuật đo lường ’’ ta được ∅38 +0,033 do đó Dmax
- dmin là đường kính của lỗ trước khi gia công, dmin= 34 (mm)
Sơ đồ chuốt ăn dần :
Kết cấu răng và rãnh
Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng nhất của dao chuốt Răng và rãnh được thiết kế sao cho đủ bền và dễ chế tạo. a Profin dọc trục
Vật liệu cần chuốt là vật liệu cho phoi dây (thép 45) nên ta chọn dao chuốt là dao có dạng lựng cong dạng rãnh có hai cung tròn nối tiếp để phoi dễ cuốn.
Dạng răng và rãnh được được đặc trưng bằng các thông số sau:
Chiều sâu rãnh :h Cạnh viền :f
Bán kính rãnh : R, r Góc sau : α
Chiều bước răng : t Chiều rộng lưng răng :b
Diện tích của dải phôi cuốn nằm trong rãnh sẽ là:
Với K là hệ số lấp đầy rãnh: Chọn K=3,5 theo bảng 5.4
L,Sz là chiều dài chi tiết và lượng nâng của răng
Các thông số khác được chọn theo kinh nghiệm như sau: t = (2,5 ÷ 2,8) h = 9 (mm) b = (0,3 ÷ 0,4)t = 3 (mm)
Mặt trước và mặt sau của dao đều là mặt côn, góc trước γ phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5.5/T83 (TLTK1), ta chọn được γ = 15 o
Góc sau α phải chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính dao chuốt sau mỗi lần mài lại Góc sau lấy là 3 o
Chiều sâu rãnh :h Cạnh viền :f
Bán kính rãnh : R, r Góc sau : α s
Chiều bước răng : t Chiều rộng lưng răng :b
Chiều sâu rãnh được thiết kế đủ để thoát phoi, diện tích của rãnh là :
Diện tích của dải phôi cuốn nằm trong rãnh sẽ là:
FR = K.Sz.L (mm 2 ) Với K là hệ số lấp đầy rãnh: Chọn K=3,5 theo bảng 5.4/T82
L, Sz là chiều dài chi tiết và lượng nâng của răng
Các thông số khác được chọn theo kinh nghiệm của người viết sách hướng dẫn như sau: t = (2,5 ÷ 2,8)h = 7,5 mm b = (0,3 ÷ 0,4)t = 2,5 mm
Mặt trước và mặt sau của dao đều là mặt côn, góc trước γ phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5.5/T83, ta chọn được γ = 15 o
Góc sau α phải chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính dao chuốt sau mỗi lần mài lại Góc sau lấy là 2 o
- Chiều sâu rãnh :h Cạnh viền :f
- Bán kính rãnh : R, r Góc sau : α
- Chiều bước răng : t Chiều rộng lưng răng :b
Chiều sâu rãnh được thiết kế đủ để thoát phoi, diện tích của rãnh là:
Diện tích của dải phôi cuốn nằm trong rãnh sẽ là:
FR = K.Sz.L (mm 2 ) Với K là hệ số lấp đầy rãnh: Chọn K=3,5 theo bảng 5.4/T82
L,Sz là chiều dài chi tiết và lượng nâng của răng
Các thông số khác được chọn theo kinh nghiệm của người viết sách hướng dẫn như sau: t = (2,5 ÷ 2,8) h = 6,5 mm b = (0,3 ÷ 0,4)t = 2 mm
Mặt trước và mặt sau của dao đều là mặt côn, góc trước γ phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5.5/T83 , ta chọn được γ = 15 o
Góc sau α phải chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính dao chuốt sau mỗi lần mài lại Góc sau lấy là 1 o
Hình 3: Răng sửa đúng b.Profin mặt đầu Để làm giảm ma sát giữa lưỡi cắt với thành lỗ then hoa người ta thiết kế cạnh viền f với góc nghiêng phụ ϕ 1 (trị số f = 0,8 mm, φ 1=2 o ) Để giảm ma sát trong quá trình cắt thì đường kính đáy trượt được chọn nhỏ hơn đường kính phần định hướng phía trước 1mm. Để thoát đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ thì chân răng có rãnh thoát đá với bán kính lượn r
= 0,25mm có tâm nằm trên đường kính đáy trượt.
Số răng cắt thô được tính theo công thức
⌋ + 1 = ⌊ 2,0165 0,05 −0,09 ⌋ + 1 = 39 Lượng dư cắt thô còn lại q= 0,53.0,05=0,0265 > 0,015 => ta lấy thêm một răng cắt thô nữa khi đó tổng số răng cắt thô của dao chuốt là Zthô9+1 = 40 (răng )
Số răng cắt tinh: số răng cắt tinh được lấy trong khoảng từ 2 ÷ 5 răng, ta chọn Ztinh = 3 răng.
Số răng sửa đúng: tra theo bảng 5.8/T86 , chuốt lỗ len hoa ta chọn được số răng Zsd = 5 răng. d, Số răng cùng cắt lớn nhất
Số răng cùng cắt được tính:
Zmax = L t + 1 = 52 9 + 1 = 7 (răng) (với L,t là chiều dài chi tiết và bước răng dao chuốt) Để định hướng tốt và không quá tải thì số răng đồng thời tham gia cắt nằm trong khoảng từ 3÷8 răng, trừ một số trường hợp đặc biệt cho phép 2 ÷ 9 răng Như vậy, số răng đồng thời tham gia cắt thỏa mãn yêu cầu trên. e, Đường kính các răng dao chuốt
Số răng cắt của dao:
ZC = Zthô + Ztinh + Zsửa đúng= 40 + 3 + 5 = 48 (răng)
❖ Đường kính của răng cắt thô:
❖ Với răng sửa đúng: Đường kính các răng không đổi và có giá trị bằng đường kính răng cắt tinh cuối cùng
Vậy ta có bảng tính sau
Loại răng STT răng Đường kính
Loại răng STT răng Đường kính Răng cắt thô
28 36,653 f, Kiểm tra sức bền của dao chuốt
Mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng Thành phần hướng kính Py hướng vào tâm dao, do tính đối xứng nên tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu, thành phần dọc trục Pz song song với trục chi tiết Tổng hợp các lực chiều trục Pz sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao.
Lực cắt Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng Song trường hợp này ít xảy ra Lực tổng hợp
P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên Điều kiện bền kéo xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên: σ b k =P max
Trong đó: D1 – đường kính đáy răng đầu tiên
Pmax – lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt:
Với dao chuốt lỗ then hoa: Pmax=Cp.Sz x.b.n.Zmax.K.Kn.Km
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 = 2120 N/mm x=0,85
K – hệ số hiệu chỉnh ma sát khi cắt
Tra bảng (5.10) ta có KƔ = 0,93; Kn=1; Km=1,15
B – tổng chiều dài lưỡi cắt trên vành răng
Sức bền kéo cho phép [ σ b k ] của thép P18 là 350N/mm 2 do đó thỏa mãn độ bền kéo.
Vậy dao thỏa mãn điều kiện bền.
Phần đầu dao
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 =38379,11N
Tra bảng 5.13 ta có kích thước phần đầu dao:
Bảng 2 1 Kích thước dầu dao
Hình 1 Sơ đồ kích thước đầu dao 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 cổ:L2 = Lg − L 3 = (Lh + Lm + Lb) − L 3
Lh: chiều dài gá; Lh= (5 ÷ 10)mm; chọn Lh= 10mm.
Lm : chiều rộng khe hở; Lm= (20 ÷ 30)mm; chọn Lm = 23 mm.
Lb: chiều dài thành máy; Lb= (10 ÷ 15)mm; chọn Lb= 15 mm.
L3: chiều dài côn chuyển tiếp; L3= 0,5.D1 = 0,5.32= 16 mm.
Phần định hướng phía trước
L4 = (0,8 ÷ 1) × Lct = (0,8 ÷ 1) × 52 = (41,6 ÷ 52) Đk: L4 ≥ 40 mm ( TM ) ta chọn L 4 = 45 mm Đường kính D4 lấy bằng đường kính lỗ trước khi chuốt, D4 = 34 mm Độ chính xác e8
Phần dẫn hướng phía sau
Đường kính phần dẫn hướng phía sau D7 lấy bằng đường kính răng sửa đúng với sai lệch f7,
Chiều dài phần dẫn hướng phía sau:
L7 = (0,5 ÷ 0,7).Lct = (0,5 ÷ 0,7).52= (26 ÷ 36,4)mm. ta chọn L7 = 30 (mm)
Chiều dài dao chuốt
L1 = 80 mm, L2 = 30 mm, L3 = 18 mm, L4 = 45 mm, L7 = 30 mm.
Chiều dài phần răng cắt: L5 = Zthô.t1 + Ztinh.t2 = 40.9 + 3.7,5 = 382,5 (mm)
Chiều dài phần răng sửa đúng: L6 = Zsd.t3 = 5.6,5 = 32,5 (mm)
Chiều dài dao phay lỗ then hoa đảm bảo độ bền là :
[Lo]≤ 30.Dmax = 30.38 = 1140 (mm) => Thỏa mãn
Lỗ tâm
Lỗ tâm dùng trong khi chế tạo dao,dùng khi mài sắc lại, lỗ tâm có thêm mặt côn bảo vệ 120 0 để giữ cho mặt côn làm việc 60 0 không bị xây xát Tra bảng 5.14 ta có kích thước lỗ tâm. Đường kính đầu dao
Kích thước lỗ tâm, mm d D L L 1 L 2
Bảng 2 2 Kích thước lỗ tâm
Yêu cầu kĩ 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 58÷60
✔ 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): -0,13
- Sai lệch đường kính răng sửa đúng và 2 răng cắt tinh cuối cùng: -0,045
- 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)