ĐỒ ÁN DỤNG CỤ CẮT LÀ MỘT TRONG 3 ĐỒ ÁN CƠ BẢN CỦA SINH VIÊN CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY GIÚP CHO SINH VIÊN TỔNG HỢP LẠI CÁC KỸ NĂNG CỦA MÌNH SAU QUÁ TRÌNH HỌC TẬP. ĐỒ ÁN NÂNG CAO KHẢ NĂNG THỰC TIỄN CHO SINH VIÊN SAO GẦN VỚI HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT. LÀ ĐỒ ÁN CƠ BẢN KHÔNG CHỈ CUNG CẤP KIẾN THỨC VỀ DỤNG CỤ CẮT MÀ ĐỒ ÁN CÒN NÂNG CAO KHẢ NĂNG SỬ DỤNG KIẾN THỨC HỢP LÝ TRONG MỐI TƯƠNG QUAN DAOMAYCÔNG NGHỆ
Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 1 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: LỜI MỞ ĐẦU Đến năm 2020, Việt Nam cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại. Quá trình Công Nghiệp Hóa - Hiện Đại Hóa ngày càng được chú trọng quan tâm. Để đảm bào được quá trình Công Nghiệp Hóa - Hiện Đại Hóa thì quá trình sản xuất các sản phẩm công nghiệp phải đảm bảo cả về năng suất cũng như chất lượng yêu cầu. Khi sản xuất một chi tiết công nghiệp cần đòi hỏi đảm bảo ba yếu tố cơ bản sau: Dụng cụ cắt - Đồ Gá - Công nghệ gia công. Nếu không đảm bảo bất kỳ một trong các yếu tố này thì chi tiết sản xuất ra sẽ không đảm bảo yêu cầu và trở thành phế phẩm. Như vậy, Dụng Cụ Cắt là một trong những yếu tố đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình gia công chi tiết. Dụng cụ cắt cùng với trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính chính xác, năng suất và tính kinh tế cho chi tiết gia công. Vì vậy, việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm vụ quan trọng của người kỹ sư cơ khí. Trong đồ án Dụng Cụ Cắt này em được giao đề tài thiết kế các dụng cụ cắt điển hình như dao tiện định hình, dao chuốt. Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học trên sách vở tài liệu, em còn được sự hướng dẫn tận tình của các thầy, cô trong bộ môn và đặc biệt là thầy : đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy đã hết sức cố gắng, nhưng do hạn chế về kinh nghiệm và thời gian nên đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em hy vọng các thầy, cô chỉ bảo để em rút kinh nghiệm. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực hiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [I]. Thiết kế đồ án môn học nguyên lý và dụng cụ cắt Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 2 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Trịnh Khắc Nghiêm - Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên - 2002. [II]. Nguyên lý và dụng cụ cắt Trịnh Khắc Nghiêm - Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên - 1998. [III]. Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp PGS.TSKH Bành Tiến Long – PGS.TS Trần Thế Lục – PGS.TS Trần Sỹ Túy NXB Khoa Học và Kỹ Thuật – 2005. [IV]. Giáo trình dụng cụ cắt I Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên - 2013 MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 3 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối. Chúng bảo đảm độ đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thước của loạt chi tiết gia công, năng suất cao, số lần mài lại cho phép lớn. Muốn vậy, khi thiết kế dao tiện định hình cần chọn vật liệu hợp lý, kết cấu dao hợp lý, tính kích thước biên dạng dao thật chính xác và đề ra những yêu cầu kỹ thuật chế tạo dao thật hợp lý. 1. Đặc điểm và yêu cầu của chi tiết gia công. Ø30 Ø45 Ø30 10 5 32 42 5 R6 1,5x45°1,5x45° Hình 1: Chi tiết gia công - Theo bảng 2.14, [I] thì chi tiết gia công làm từ thép 30X (30Cr) là thép hợp kim kết cấu (OCT 4543 – 71) có độ bền kéo σ B = 700N/mm 2 - Chi tiết bao gồm nhiều bề mặt tròn xoay: mặt trụ, mặt đầu và có 2 đầu vát 45 0 . - Đây là một chi tiết điển hình kết cấu chi tiết cân đôi, độ chênh lệch đường kính nhỏ. - Cấp độ nhám 5 (theo TCVN2511-95): 10 ≤ R z < 20 (μm) - Cấp chính xác IT11. Để đơn giản cho quá trình thiết kế dao ta sẽ tiến thực hiện vát hai đầu 1,5x45 0 của chi tiết ở nguyên công sau. Như vậy, sau khi tiện định hình chi tiết sẽ có dạng như sau: Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 4 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: 2. Chọn kiểu dao và kích thước kết cấu của dao. Các loại dao tiện định hình được sử dụng để gia công chi tiết: 2.1 Dao tiện định hình lăng trụ: - Ưu điểm: Sai số gia công nhỏ, đàm bảo độ cứng vững tốt khi kẹp chặt, có thể điều chình được góc sau. - Nhược điểm: Chế tạo khó (cần nhiều loại dao khác nhau để chế tạo) và chỉ gia công được bề mặt định hình ngoài. - Phạm vi sử dụng: Thường dùng để gia công những chi tiết định hình đòi hỏi cần độ chính xác cao về hình dáng và kích thước ( thường dùng cho chi tiết có cấp chính xác về kích thước IT10 – IT11, độ nhẵn 5,6,7) Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 5 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: 2.2 Dao tiện định hình tròn: - Ưu điểm: Chế tạo dao tiện định hình tròn dễ dàng hơn so với dao tiện định hình lăng trụ, định vị dễ dàng, có thể chế tạo biên dạng trên máy tiện, tuổi bền cao, có thể gia công được cả bề mặt định hình ngoài và trong. - Nhược điểm: Dao tiện định hình tròn cho sai số kết cấu lớn, độ cứng vững sau khi kẹp thấp hơn so với dao định hình lăng trụ. - Phạm vi sử dụng: Thường dùng để gia công những chi tiết định hình có chiều cao biên dạng nhỏ và không yêu cầu về độ chính xác hình dáng kích thước (thường có IT 12 – IT13, độ nhẵn 4,5,6) * Dựa vào các đặc điểm và phạm vi sử dụng của các loại dao tiện đình hình, đặc biệt là dựa vào đặc điểm và yêu cầu của chi tiết gia công (IT11, cấp độ nhám 5) ta chọn dao tiện định hình lăng trụ, gá thẳng để đảm bảo gia công chi tiết đạt độ chính xác IT11 với cấp độ nhám 5. 2.3 Kích thước kết cấu của dao Căn cứ vào chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết: max min max 45 30 7,5( ) 2 2 D D t mm − − = = = Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 6 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: F A M L 60° r d H 6 0 ° 0.5 B E Hình 2: Các kích thước kết cấu của dao Tra bảng 2.1, [I] ta được các kích thước kết cấu của dao: t max (mm) Phần cắt (mm) Phần kẹp(mm) B H E A F r d M 7,5 19 75 6 25 15 0.5 4 29 Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 7 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: 3. Chọn vật liệu làm dao. Do dao tiện có biên dạng phức tạp, làm việc trong điều kiện nặng nề, lực cắt lớn, áp lực lên lưỡi cắt lớn, nhiệt cắt lớn. Vì vậy cần chọn vật liệu làm dao đảm bảo các yêu cầu: có độ cứng cao, độ bền nhiệt cao, độ bền cơ học và độ dẻo cao, khả năng chống mòn tốt, độ truyền nhiệt cao, tính công nghệ và giá thành hạ. .Vật liệu của chi tiết gia công là thép 30X (30Cr) – thép cứng vừa có HB = 187, σ B = 700N/mm 2 , chọn vật liệu phần cắt là hợp kim cứng T15K6, vật liệu thân dao là thép 40X. Ưu điểm của hợp kim cứng: - Đáp ứng được các yêu cầu của vật liệu làm dao. - Tốc độ cắt cao Năng suất cao. Nhược điểm: - Khó chế tạo. Kích thước mảnh dao được chọn theo quy định sau: - Chiều cao mảnh dao H 1 = (1/4 ÷ 2/3)H - Chiều rộng mảnh dao B 1 = (1,5 ÷ 1,7) t max Trong đó: H là chiều cao dao định hình, mm t max là chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết gia công, mm. Chọn: H 1 = (2/3).75 = 50mm B 1 = 1,6 .7,5 = 12mm 4. Chọn thông số hình học của dao. Tra bảng 2.14, [I] với thép 30X ta có σ B = 700N/mm 2 , HB = 187. Gãc tríc cña dao tiÖn ®Þnh h×nh phô thuéc vµo c¬ tÝnh cña vËt liÖu gia c«ng. Tra bảng 2.4,[I] ta được bảng sau: Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 8 Vật liệu gia công Cơ tính của vật liệu gia công Giá trị γ (độ) σ b (N/mm 2 ) HB Thép cứng vừa > 500 ÷ 800 > 150 ÷ 235 20÷ 25 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Ta có sơ đồ tính khoảng chia góc như sau: 20 25 500 700 800 0 b Hình 3: Sơ đồ tính khoảng chia góc Bằng phương pháp nội suy ta tính được góc trước γ o : Từ sơ đồ trên ta lập được tỉ số 800 700 700 500 20 25 o o γ γ − − = − − 100(25-γ o ) = 200(γ o -20) γ o = 21 0 40’ Lấy γ o = 22 0 Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 9 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Dao tiện định hình thường cắt với lớp phoi mỏng nên góc sau α được chọn lớn hơn so với dao tiện thường. - Với dao tiện định hình lăng trụ góc sau được hình thành bằng cách gá nghiêng dao trên đồ gá kẹp thường chọn α = 10 0 ÷ 15 0 , ta lấy α = 12 0 5. Chiều rộng của dao tiện định hình. Chiều rộng của dao tiện định hình được tính theo công thức sau: L p = L g + a +c +b + b 1 Trong đó: L g là chiều dai đoạn lưỡi cắt chính ( lấy bằng bằng chiều dài chi tiết định hình khi dao gá thẳng). a là chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ nhằm đảm bảo tăng bền cho lưỡi cắt lấy bằng 2 ÷ 5 mm Để đơn giản cho quá trình chế tạo dao ta sẽ không làm phần c là chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết c = 0. φ 1 là góc của đoạn lưỡi xén mặt đầu, lấy bằng 15 0 ÷ 20 0 . Nếu mặt đầu có vát thì φ 1 = 30 0 ÷ 45 0 . (Để đơn giản cho quá trình chế tạo dao bỏ qua góc φ 1 ) t là chiều cao đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt, thường lấy t ≤ t max . b là chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ chuẩn bị cắt đứt lấy lớn hơn một ít hoặc bằng chiều dài lưỡi dao cắt đứt (3÷10mm). b 1 là đoạn vượt quá, lấy bằng 0,5 ÷ 1 mm. φ là góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt, lấy bằng 15 0 . Từ đây ta lập được bảng thông số để tính chiều rộng của dao tiện định hình: L g (mm) a(mm) b(mm) b 1 (mm) L p (mm) t(mm) φ( 0 ) 42 3 6 1 53 9,5 15 Vậy: L p = 42 + 3 + 6 + 1 = 52mm Đường kính của phôi thông thường được tính: D phôi = D max +1 = 45+1 = 46mm Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 10 [...]... minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: r0, r1, … ri+1 là bán kính các đường tròn biên dạng của chi tiết τ0, τ1, … là chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao tính theo mặt trước t0, t1, … ti là chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao tính theo tiết diện vuông góc với mặt sau tính được trong 14 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Sinh viên: 15 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ. .. Cụ Cắt Sinh viên: - Sơ đồ chuốt tổ hợp: Là sơ đồ kết hợp ưu điểm của hai sơ đồ trên Phần răng cắt có hình dáng theo sơ đồ ăn dần để dễ chế tạo, các răng sửa đúng được chế tạo theo sơ đồ chuốt lớp để tăng chất lượng bề mặt gia công Sơ đồ chuốt tổ hợp Dựa vào những đặc điểm và phạm vi sử dụng của các sơ đồ chuốt trên kết hợp với chi tiết cần gia công bề mặt định hình lỗ lục giác vì vậy lựa chọn sơ đồ. .. răng cắt tinh thứ ba: Szt3 = 0,4Sz = 0,4.0,1 = 0,04mm 6 Xác định số răng dao Z 6.1 Răng cắt thô: Số răng cắt thô Zth của dao chuốt được xác định phụ thuộc vào sơ đồ cắt Với sơ đồ chuốt ăn dần : Z th = A − At +1 Sz Trong đó: A là lượng dư tính theo một phía (theo bán kính), mm A = 3,066 mm Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 27 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: At là lượng dư của các răng cắt. ..Sinh viên: t t max D Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt b1 b Lg a Lp Hình 4: Chiều rộng của dao tiện định hình Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 11 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: 6 Tính hình dáng dao tiện định hình hướng kính, gá thẳng, có điểm cơ sở ngang tâm Ø45 Ø30 R6 6.1 Xác định kích thước chiều trục trên biên dạng lưỡi cắt 7 8 6 1 4 5 0 10 2 15 21 3 27 32 42 l 8 l 7... Cụ Cắt Sinh viên: Sơ đồ chuốt lớp - Sơ đồ chuốt ăn dần: + Ưu điểm: Chế tạo dao đơn giản hơn so với sơ đồ chuốt lớp + Nhược điểm : Độ chính xác và độ nhẵn bề mặt gia công đạt thấp hơn so với sơ đồ chuốt lớp + Phạm vi sử dụng: Gia công các bề mặt định hình phức tạp như: lỗ then hoa, lỗ vuông, lỗ đa diện, rãnh then… Sơ đồ chuốt ăn dần Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 24 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ. .. tạo dao, bước răng của các răng cắt thô, cắt tinh và răng sửa đúng đều lấy bằng nhau Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 31 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Để giảm rung và nâng cao độ chính xác bề mặt gia công t được thay đổi trong phạm vi t = ± (0,2 ÷ 1)mm Chọn t = ± 0,5mm 9 Xác định số răng đồng thời tham gia cắt Khi chuốt, số răng đồng thời tham gia cắt luôn thay đổi từ trị số nhỏ... sơ đồ chuốt Có 3 sơ đồ chuốt thường dùng đó là : - Sơ đồ chuốt lớp: + Ưu điểm: Cho độ chính xác hình dáng kích thước và độ nhẵn bề mặt gia công cao + Nhược điểm: Lực cắt lớn, có thể vượt quá giới hạn bền của dao và lực kéo máy, chế tạo phức tạp + Phạm vi sử dụng: Gia công các bề mặt định hình đơn giản: lỗ trụ, bề mặt định hình ngoài Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 23 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ. .. đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Hình 14: Kích thước đầu kẹp nhanh của dao chuốt lỗ,mm Dựa vào bảng 3.17[I] ta xác định được hình dáng, kích thước của đầu dao chuốt D1(f9) Kích thước danh nghĩa 28 Sai lệch -0,025 -0,085 D’1 (h12) d a a1 e c b l1 l8 D8 22 6 20 32 8 14 1 115 20 24 13 Xác định kích thước cổ dao và côn chuyển tiếp Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 34 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh... Thái Nguyên 18 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: R6.06-0,025 15° 60° ±10' Ø4 ±0,01 19 -0,052 21.5 -0,052 15° 12.5 -0,043 17.7 -0,043 45-0,062 35 -0,062 30 -0,052 24 -0,052 18 -0,043 13 -0,043 R0.5 ' ± 10 60° 15 25 -0,05 29 -0,05 52 -0,074 0.5 Hình 8: Kích thước biên dạng lưỡi cắt 9 Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình 9.1 Vật liệu làm dao: - Vật liệu phần cắt : Hợp Kim Cứng T15K6 - Vật liệu... 037 mm 6.2 Răng cắt tinh: Với sơ đồ chuốt ăn dần, số răng cắt tinh được chọn Zt = 2 ÷ 4 răng Ta lấy Zt = 3 với lượng nâng dần phân bố như sau: S zt 1 = At th 0,8 0,166.0,8 = = 0, 074mm 1,8 1,8 S zt 2 = At th 0, 6 0,166.0, 6 = = 0, 055mm 1,8 1,8 S zt 3 = At − ( S zt1 + S zt 2 ) = 0,166 − (0, 074 + 0, 055) = 0, 037 mm Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 28 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: . Nguyên, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực hiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [I]. Thiết kế đồ án môn học nguyên lý và dụng cụ cắt Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 2 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh. 10 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: a t D t max L b b g 1 L p Hình 4: Chiều rộng của dao tiện định hình Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 11 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên:. B t i =τ i cos(α o +γ o ) Làm tròn t i α i = α o +γ o - γ i Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên 15 Thuyết minh đồ án Dụng Cụ Cắt Sinh viên: o 4 2 t 4 2 , 3 , 5 , 6 t 4 2,3,5,6 A B C r 0 , 1 , 7 , 8 r 4 r 2 , 3 , 5 , 6 0 4 2 4 C 2 , 3 , 5 , 6 0 4 2 Hình