Đồ Án Môn Học Thiết Kế Dụng Cụ Cắết.pdf

NHOM CHUYÊN MÔN GCVL & D NG C CÔNG NGHI PỤỤỆ

oo0oo ĐÔỒ ÁN MÔN H CỌTHIÊẾT KÊẾ D NG C CẮẾTỤỤ H c kì: 20221 Đềề sốố: A2ọ

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU 3

PHẦN 1: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH 4

1.1 Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao tiện định hình được tiến hành theotrình tự sau: 4

1.2 Phân tích chi tiết 4

1.8 Điều kiện kỹ thuật 10

PHẦN 2: THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG 11

2.1 Yêu cầu 11

2.2 Chọn dao phay lăn răng: 11

2.3 Điều kiện kỹ thuật 18

PHẦN 3: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH 19

3.1 Yêu cầu 19

3.2 Phân tích chi tiết gia công và chọn loại dao phay phù hợp 19

3.2.1 Phân tích chi tiết gia công 19

3.2.2 Chọn loại dao 20

3.3 Các thông số ban đầu của dao phay định hình 20

3.4 Thiết lập sơ đồ tính, tính toán profile dao trong các thiết diện 21

3.5 Yêu cầu kỹ thuật chế tạo dao 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công nghiệp cơ khí, để có một cụm thiết bị hay một đơn vị thiết bị, máy móc hoàn chỉnh, cần những hình dạng và kích thước khác nhau, làm từ những vật liệu khác nhau, lắp lại Ban đầu những chi tiết máy lag những cái phôi thô có hình dáng thích hợp Qua những quá trình công nghệ khác nhau như: tiện, phay, bào, khoan, khoét, doa, cắt ren, cắt răng… Để thực hiện những quá trình đó cần phải sử dụng những dụng cụ cắt – dao cắt những đồ gá và máy công cụ thích hợp Đồ án thiết kế dụng cụ cắt là một môn học cơ bản của ngành cơ khí Môn học này không những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối vớicác kiến thức đã được học mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên ngành sẽ được học sau này.

Đề tài mà em được giao là thiết kế dao tiện định hình lăng trụ,dao phay đĩa modul và dao phay định hình Em đã tìm hiểu nhiều nguồn tài liệu khác nhau cũng như được tham khảo sự góp ý của thầy và các bạn ,để chọn cho mình cách làm đồ án hợp lý hoàn thiện đồ án được giao.Tuy em đã cố gắng hoàn thiện tuy nhiên cũngkhông khỏi còn sót lại nhiều khiếm khuyết ,mong thầy có thể góp ý thêm để em hoàn thiện hơn kiến thức của bản thân.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là PGS.TS Nguyễn Thị Hương Giang đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Mai Văn Thái

PHẦN II: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODULE

Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao phay đĩa môđun được tiếnhành theo trình tự sau:

- Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn dao chophù hợp.

- Tính toán hình dáng lưỡi cắt.- Tính toán profile đoạn làm việc.- Thiết kế kết cấu dao.

3.1 Yêu cầu đề bài

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

- Phương án số 2 ( Đề A2 )- Góc ăn khớp:

- Module: m = 6- Số răng: Z = 17 ÷ 20- Vật liệu: CT45- Số hiệu dao: N = 20

3.2 Xác định các thông số hình học của dao

Trong bộ dao phay đĩa module 8 con,dao mang số hiệu 3 có thể gia công đượcbánh răng có số răng Z = 17 ÷ 20 răng Profile dao được tính toán theo số răng bénhất (Z = 17) vì với dao này độ cong đường thân khai sẽ lớn nên với các bánh răngcó Z > 17 được gia công bằng bánh răng có Z = 17 sẽ có profile doãng hơn tạođiều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn (rãnh lớn ăn khớp không bị kẹt).

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

- Module: m = 6 mm- Số răng: Z = 17- Góc ăn khớp:

- Bước răng: t = π.m = 3,14.6 = 34,54 mmp- Chiều dày răng:

- Bán kính vòng chia: - Bán kính đỉnh răng: - Bán kính chân răng: - Bán kính đường tròn cơ sở:

3.3 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 trùngvới tâm của bánh răng thân khai Vì dao phay đĩa module có góc trước γ = 0 chonên profile được tính toán chính là profile trong tiết diện đi qua trục dao Giả sử cóđiểm M (x, y) bất kỳ nằm trên profle răng với bán kính r thì tọa độ (x, y) chính làxphương trình profile răng.

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

Trong đó:

r0 – Bán kính vòng cơ sởrc – Bán kính vòng tròn chia

rx – Bán kính ứng với điểm M trên profileRc – Bán kính đỉnh răng

Ri – Bán kính chân răngProfile dao gồm 2 đoạn:

- Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB

- Đoạn làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO 1

a) Profile dao trong đoạn làm việc:

Nguyên lý tạo hình đường thân khai: Cho một đường thẳng lăn không trượttrên một đường tròn, quỹ đạo của một điểm M thuộc đường thẳng đó sẽ vẽ rađường cong thân khai Vậy để tạo ra hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyểnđộng theo phương trình đường thân khai trong khoang bán kính r ≤ r ≤ r Việcf m axác định profile lưỡi cắt chính là việc xác định tọa độ của tập hợp các điểm Mtrong hệ tọa độ đề các Oxy.

Hình 3.2: Đường thân khai của đường tròn

r0 – Bán kính vòng tròn cơ sởrm – Bán kính vector ứng với điểm Mθm – Góc thân khai

αm – Góc áp lực của đường thân khai.Theo sơ đồ tính toán hình 3.1 ta có:

Ta có:

α0 – Góc ăn khớp trên vòng tròn chia bánh răng tiêu chuẩn α = 200 0

Vậy ta cho r biến thiên từ rM0 đến r thì sẽ vẽ được profile của răng Chiaethành 16 điểm và tính toán theo công thức ta có bảng thông số các điểm như sau:

9 53.975 6.3386 53.601 10.10110 54.731 6.8318 54.303 10.80311 55.487 7.3549 54.998 11.49812 56.244 7.9069 55.685 12.185

3.3.2 Chọn các kích thước kết cấu dao phay đĩa module

Với m = 6; Z = 17, 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:

- Đường kính ngoài: D = 100- Đường kính lỗ gá: d = 32+0,019- Chiều rộng dao: B = 20- Số răng của dao: Z = 11- Lượng hớt lưng: K = 7,5- t =34,8+0,34

- Các thành phần khác: t = 19; t = 9,5; r = 0,8; r = 1,5; r = 1,75; c = 1,8; 1212δ = 22 ; b = 8,10+0,2

3.4 Điều kiện kỹ thuật của dao

- Vật liệu dao:thép P18

- Độ cứng phần cắt đạt HRC= 62- 65- Độ đảo đường kính ngoài 0,03- Độ đảo mặt đầu 0,03- 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 0,63

PHẦN 3: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH3.1 Yêu cầu

Tính toán và thiết kế dao phay định hình hớt lưng có để gia công chi tiết vậtliệu bằng thép 45 như hình vẽ:

Bảng 3.1 Kích thước chi tiết

3.2 Phân tích chi tiết gia công và chọn loại dao phay phù hợp

3.2.1 Phân tích chi tiết gia công

Chi tiết gia công có dạng rãnh với các đoạn thẳng Ta tiến hành chia profile chi tiết là làm 3 đoạn: 1-2, 2-3, 3-4

Hình 3.2 Xác định các điểm trên profin chi tiết

Toạ độ các điểm 1, 2, 3, 4

Lấy đoạn 2-3 là chuẩn gốc để xác định gốc theo chiều cao ( h ), điểm 1 làm cgốc theo chiều dài (lc).

Điểm 1: h =9 mm, b =0 mmc1 c1Điểm 2: h = 0 mm, b =10 mmc2 c2Điểm 3: h = 0 mm, b =25 mmc3 c3Điểm 4: h = 8 mm, b =30 mmc4 c4

3.2.2 Chọn loại dao

Chi tiết gia công có profile dạng rãnh, chỉ bao gồm những đoạn thẳng chiều cao profin lớn nhất hcmax=9 mm Để gia công chi tiết này, ta sử dụng dao phay định hình hớt lưng có góc trước γ > 0 (làm việc theo phương pháp chép hình), vì dao phay loại này đảm bảo được profile lưỡi cắt không đổi và đồng nhất trong quá trìnhsử dụng khi mài sắc lại mặt trước, tính vạn năng cao, năng suất cao, không yêu cầugá đặt phức tạp.

Do chi tiết không yêu cầu độ chính xác cao nên ta chỉ chế tạo dao phay hớt lưng 1 lần (không có mài sắc lại sau nhiệt luyện).

Chiều cao ở những điểm mút khác nhau ít, kết cấu đủ cứng vững nên ta chọnchế tạo rãnh dao đáy thẳng (đấy rãnh song song với trục).

3.3 Các thông số ban đầu của dao phay định hình

Tra bảng 4.2-tr43, với vật liệu chi tiết gia công là thép 45 (σ = 600 b(N/mm2)), ta tra được các thông số về góc trước, góc sau của dao:

Góc trước γ = 100Góc sau chính α = 12n 0Góc sau phụ α = 81 0

Ta chọn chế tạo dao ghép răng hàn với vật liệu răng là thép gió P18, vật liệu thân dao: thép 45X.

Kích thước của dao phay định hình hớt lưng được tra trong bảng 4.11-tr53 với chiều cao lớn nhất của profile chi tiết h = 9 (mm)):max

Đường kính lớn nhất của dao: D = 90 (mm)e=> (mm) Đây là bán kính lớn nhất dao phay.

Bề rộng dao phay: B=b+2 (mm)

Đường kính lỗ phần định vị dao: d(A)= 32 (mm).

Tra bảng 4.13 Kích thước then: Chiều rộng then b = 8(mm), t =34,8 mm.oLượng hớt lưng lần 1: K = 4,5 (mm).

Độ sâu rãnh thoát phoi: H = h+K+7 (mm).

Trong đó: h- chiều cao lớn nhất của profin dao phay: h=9 mm.

=> H= 20,5 mm.

Số răng dao phay: Z = 10 (răng).Góc xoắn của răng dao: ε = 250.

Bán kính đáy rãnh thoát phoi: r = 1,5 (mm).

3.4 Thiết lập sơ đồ tính, tính toán profile dao trong các thiết diện

Ta cần tính toán chiều cao dao (h ) trong hai thiết diện: thiết diện chiều trục dvà thiết diện trùng mặt trước dao.

Dựng profile dao bằng đồ thị:

Xét điểm i trên chi tiết, để gia công được điểm i thì phải có một điểm i’ tương ứng thuộc profile dao

Từ điểm i dóng ngang sang phía dao, cắt O T tại E d

Lấy O làm tâm, quay cung tròn bán kính O E cắt vết mặt trước tại F ddVẽ đường cong hớt lưng Acsimet qua F cắt O T tại G d

Từ G dóng ngược sang chi tiết cắt đường vuông góc tại điểm i ở i’ Điểm i’ là điểm trên profile dao dùng để gia công điểm i trên profile chi tiết.

(trong đó: R = R = 45 (mm)).eTừ đó:

: chiều cao profile dao tại điểm i’ trong thiết diện chiều trục.: chiều cao profile dao tại điểm i’ trong thiết diện trùng mặt trước.

Xác định các điểm 1, 2, 3, 4 thuộc profin chi tiết ta có:

Điểm 1 :

R1 = R – h = 45 – 9 = 36 (mm).c1

=> =>

=> =>

Bảng 3.4 Bảng thông số profin dao

Hình 3.6 Profn dao trong tếết di n m t trệặ ước

3.5 Yêu cầu kỹ thuật chế tạo dao

Các thông số kết cấu được chọn theo bảng thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết, các thông số kỹ thuật thể hiện trên bản vẽ chế tạo.

Điều kiện kỹ thuật của dao:- Vật liệu làm dao: Vật liệu dao: P18.- Độ cứng sau khi nhiệt luyện HRC = 62-65.- Độ bóng: Bề mặt làm việc Ra = 0,63.- Bề mặt còn lại Ra =1,28

- Dung sai toạ độ các điểm profin - Độ đảo hướng tâm của mặt trước - Độ đảo hướng tâm của các lưỡi cắt

Ký hiệu: N03 γ=10 , K=4,5, Z=10, P18, ĐHBKHN.o