hướng dẫn chi tiết làm đồ án dao tiện định hình tròn bản chuẩn để dạy và trình chiếu một các đầy đủ và hệ thống nhất:I.Phân tích và tính toán kích thước chi tiết gia công :(a)Phân tích chi tiết gia công :Chi tiết gia công được làm từ thép có HB = 170 bao gồm các mặt tròn xoay, mặt trụ mặt côn, mặt cong tròn lõm.Đây là chi tiết tương đối điển hình, kết cấu chi tiết cân đối. Độ chênh lệch đường kính không quá lớn.Trên chi tiết không có đoạn nào góc profin quá nhỏ hoặc bằng không.Do chi tiết có cả mặt côn và mặt cong nên rất dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết.Ở đây để xác định cung tròn tương đối chính xác ta sẽ lấy trên cung tròn 7 điểm bằng cách chia cung làm 6 đoạn bằng nhau.
Trang 1PHẦN 1 THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH TRÒN
Đề bài : Thiết kế dao tiện định hình tròn theo thông số sau:
- Profin dao cùng kích thước chi tiết như hình 1.1
- Vật liệu gia công: phôi thanh tròn, vật liệu C45 có σ b = 600 N/mm 2
7 22 27 30 40
5
3
Hình 1.1 Kích thước chi tiết gia công.
Bài làm:
I Phân tích và tính toán kích thước chi tiết gia công :
(a) Phân tích chi tiết gia công :
Chi tiết gia công được làm từ thép có HB = 170 bao gồm các mặt tròn xoay, mặt trụ mặt côn, mặt cong tròn lõm
Trang 2Đây là chi tiết tương đối điển hình, kết cấu chi tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính không quá lớn
Trên chi tiết không có đoạn nào góc profin quá nhỏ hoặc bằng không
Do chi tiết có cả mặt côn và mặt cong nên rất dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết
Ở đây để xác định cung tròn tương đối chính xác ta sẽ lấy trên cung tròn 7 điểm bằng cách chia cung làm 6 đoạn bằng nhau
1 2 3 5
6
10 11 12
4 R
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
3 5
6 7
4 R
?
?
?
?
?
?
?
Hình 1.2 Profile chi tiết gia công.
Ta có :d6 = 42 mm =>r6 = 21 mm
d11 = 52 mm => r11 = 26 mm
R = 8,5 mm
L1 = 7 mm ; L2= 22 mm
(b) Tính toán kích thước chi tiết gia công :
r1=¿r6 - ( R - √R2−(L2−L2 1)
2
¿
= 21 - ( 8,5 - √8,52−( 22−72 )2) = 16,5 mm
sin φ =
L2−L1
2
R
= 22−12 8,5 => φ = 61,9275
O
Trang 3¿>φ¿=13.61,9275 O=20,6425O
φ¿∗¿= 23.61,9275
O=41,285O¿
r2=r3=r6−¿
= 21 – ( 8,5 cos 20,6425o - √8,52−¿¿ ) = 17,0457 mm
r4=r5=r6−¿
= 21 – ( 8,5 cos 41,285o - √8,52−¿¿ ) = 18,6128 mm
r6=r7=r8 =r10 = d6
2 =
42
2 = 21 mm
r9 = r8−1 = 21-1 = 20 mm
r11=r12=d11
2 = 522 =26mm
Vị trí bán kính chi tiếtr i (mm)
đường kính chi tiết
d i (mm)
Chiều dài
l i(mm)
Bảng 1.1 Tọa độ các điểm tính toán trên profile chi tiết.
c) Chọn điểm cơ sở :
Ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở
II Chọn loại dao :
Trang 4 Như phân tích ở trên, 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 Trong trường hợp này
để khắc phục sai số ta nên dung dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết Để
độ chính xác khi gia công được đảm bảo thì ta phải chọn dao sao cho lưỡi cắt đoạn côn song song với đường tâm chi tiết Mặt đầu chi tiết có đọ chênh lệch đường khính không quá lớn
Chọn dao : Chọn dao tiện đình hình đĩa gá thẳng ( dễ mài dao và có tuổi thọ cao hơn dao tiện định hình lăng trụ )
Chọn vật liệu làm dao : Vật liệu chi tiết gia công là thép C45, để nâng cao chất lượng và năng suất cắt chọn vật liệu làm dao là thép gió kí hiệu P18
Tính toán kích thước dao :
τ max d max −d min
2 =52−332 =9,5(mm)
Tra bảng 3.3 quyển (I) ta có kích thước dao tiện định hình hình tròn như sau:
Bảng 1.2 Thông số kết cấu dao tiện định hình hình tròn
Chọn góc tước γ và góc sau α :
Với vật liệu gia công là phôi thanh thép tròn C45 có σ b=600 N/mm2
Từ điều kiện đề bài: Vật liệu chi tiết là thép C45 ta tra được chỉ số góc trước và góc sau theo bảng 3.1 (I) :
Vật liệu gia
công
Tính chất cơ học của vật liệu gia công Góc trước γ Góc sau
α
Bảng 1.3 Thông số góc trước γ và góc sau α của dao tiện định hình thép gió
Ta chọn góc trước γ = 20o, góc sau α = 12o
III Tính toán chiều cao profin dao :
Bán kính dao tại điểm cơ sở : R = D2 = 602 = 30 mm
Trang 5 Chiều cao gá dao : H = R.sin( α + γ ) = 30.sin(20o+12o¿ = 15,8976 mm
Chiều cao profin dao được xác định trong tiết diện vuông góc với mặt sau chính là tiết diện chiều trục h x =R−R x với R x là bán kính dao tại điểm x bất kỳ.
1 x
11
1'
11' x'
O c
Od
Hình 1.3 Sơ đồ tính profile dao.
Có : R x = sin Ψ H
x = R sin (α+γ) sin Ψ
x
Trang 6tan Ψ x = E−τ H
x = R cos(H α+γ)−τ x
Đặt E = R.cos( α + γ ) = 30.cos( 20o+12o ) = 25,4414 (mm)
=> Ψ x=arctan( H
E−τ x)
=> R x = H
sin¿¿¿
* Chiều cao profin dao theo tiết diện trùng với mặt trước : τ x
τ x = C x – B
C x = r x.cosγ x
B = r.cosγ
=> τ x = r x.cosγ x - r.cosγ
Lại có : A = r.sinγ = r x.sinγ x¿>¿ γ x =arcsin ( r r
x sinγ)
* Vậy ta có sơ đò tính toán thong số tại một điểm bất kì trên lưỡi cắt của dao :
A = r.sinγ = 16,5.sin20o = 5,6433 mm
B = r.cosγ = 16,5.cos20o = 15,5049 mm
γ x = arcsin(r r
x.sinγ )
C x = r x.cosγ x
τ x = C x – B
E = R.cos( α + γ ) = 30.sin( 20o+12o¿ = 25,4414 mm
H = R.sin( α + γ ) = 30.sin( 20o+12o¿ = 15,8976 mm
Ψ x = arctan(E−τ H
x )
R x =
H
sin[arctan( H
E−τ x)] = sin Ψ H x
h x =R−R x
Tính tại điểm 1 :
r = r1 = 16,5 mm
γ1= 20o
Trang 7R1 = 30 mm
τ1=0mm
h1=0 mm
Tính tại điểm 2; 3 :
r2 = 17,0457 mm
γ2 = arcsin(r r
2.sinγ ) = arcsin(17,045716,5 sin20o ) = 19,3338o
C2 = r2.cosγ2= 17,0457.cos19,3338o = 16,0844 mm
τ2 = C2 – B = 16,0844 – 15,5049 = 0,5795 mm
Ψ2 = arctan(E−τ H
2 ) = arctan(25,4414−0,579515,8976 ) = 32,5963o
R2 =
H
sin[arctan( H
E−τ2)] = sin Ψ H 2 = sin 32,596315,8976 o = 29,5101 mm
h2=R−R2 = 30 – 29,5101 = 0,4899 mm
Tính tại điểm 4; 5 :
r4 = 18,6128 mm
γ4 = arcsin(r r
4.sinγ ) = arcsin(18,612816,5 sin20o ) = 17,6497o
C4 = r4.cosγ4= 18,6128.cos17,6497o = 17,7367 mm
τ4 = C4 – B = 17,7367 – 15,5049 = 2,2318 mm
Ψ4 = arctan(E−τ H
4 ) = arctan(25,4414−2,231815,8976 ) = 34,4095o
R4 =
H
sin[arctan( H
E−τ4)] = sin Ψ H 4 = sin 34,409515,8976 o = 28,1322 mm
h4=R−R4 = 30 – 28,1322 = 1,8678 mm
Tính tại điểm 6; 7; 8; 10 :
r6 = 21 mm
γ6 = arcsin(r r
6.sinγ ) = arcsin(16,521 sin20o ) = 15,5887o
C6 = r6.cosγ6= 21.cos15,5887o = 20,2275 mm
τ6 = C6 – B = 20,2275 – 15,5049 = 4,7226 mm
Ψ6 = arctan(E−τ H
6 ) = arctan(25,4414−4,722615,8976 ) = 37,4991o
Trang 8R6 =
H
sin[arctan( H
E−τ6)] = sin Ψ H 6 = sin 37,499115,8976 o = 26,1152 mm
h6=R−R6 = 30 – 26,1152 = 3,8848 mm
Tính tại điểm 9 :
r9 = 20 mm
γ9 = arcsin(r r
9.sinγ ) = arcsin(16,520 sin20o ) = 16,3896o
C9 = r9.cosγ9= 20.cos16,3896o = 19,1873 mm
τ9 = C9 – B = 19,1873 – 15,5049 = 3,6824 mm
Ψ9 = arctan(E−τ H
9 ) = arctan(25,4414−3,682415,8976 ) = 36,1527o
R9 =
H
sin[arctan( H
E−τ9)] = sin Ψ H 9 = sin 36,152715,8976 o = 26,9479 mm
h9=R−R9 = 30 – 26,9479 = 3,0521 mm
Tính tại điểm 11; 12 :
r11 = 26 mm
γ11 = arcsin(r r
11.sinγ ) = arcsin(16,526 sin20o ) = 12,5359o
C11 = r11.cosγ11= 26.cos12,5359o = 25,3802 mm
τ11 = C11 – B = 25,3802 – 15,5049 = 9,8735 mm
Ψ11 = arctan(E−τ H
11 ) = arctan(25,4414−9,873515,8976 ) = 45,6036o
R11 =
H
sin[arctan( H
E−τ11)] = sin Ψ H 11 = sin 45,603615,8976 o = 22,2494 mm
h11=R−R11 = 30 – 22,2494 = 7,7506 mm
* Với các thông số ta tính được các thông số sau:
Chiều cao gá dao : h
- h = R.sinα = 30.sin12 0 = 6,2374 mm Chiều cao mài dao : H
- H = R.sin(α + γ) = 30.sin( 20o+12o¿ = 15,8976 mm
- E = R.cos(α + γ) = 30.cos( 20o+12o¿ = 25,4414 mm
Trang 9- A = r 1 sinγ = 16,5.sin20o = 5,6433 mm
Chiều cao profin trong tiết diện trùng với mặt trước : τ x
Chiều cao profile dao được xác định trong tiết diện vuông góc với mặt sau (tiết diện
chiều trục): h x
* Ta có bảng tính profin dao như sau :
( mm ) ( mm )γ x C x Ψ x ( mm )R x ( mm )τ x ( mm )h x
Bảng 1.4 Thông số kích thước profile dao tiện
* Vẽ profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước và tiết diện trùng với mặt trước:
Trang 101 7
9.5 12 14.5 17 19.5 22 30 40
0.5795 2.2318
4.7226 9.8735
3.6824
51
1 2 3
6
10 11 12
3
3x45o
5
Hình 1.4 Profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước.
* Vẽ profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước và tiết diện vuông góc mặt sau:
Trang 113.8848 1.8678 7.7506
3
3x45o
5
0.4899 3.0521
2 3
6
10 11 12
7 9.5 12 14.5 17 19.5 22 30 40 51
1
1
Hình 1.5 Profile dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau
IV. Xác định các thành phần phụ :
Trang 12Chiều rộng của dao tiện định hình xác định dọc theo chiều dài trục của chi tiết gia công :
L
L c
a+b
c d e g
Hình 1.6 Chiều rộng dao khi tính đến phần phụ
L = L c + a + b + c + d + e + g
Trong đó :
L : Chiều dài đoạn lưỡi cắt chính ( lấy chiều dài chi tiết định hình khi dao gá thẳng )
L c = L5 = 40 mm
Chọn kích thước phần phụ a = b = 1 mm
Theo đề ta có : c =3 mm
d = 3mm
e = 5 mm Chọn g = 2 mm
=> L = 40 + 1 + 1 + 3 + 3 + 5 + 2 = 55 mm
V Điều kiện kĩ thuật của dao :
Trang 13o Vật liệu làm dao thép gió P18, độ cứng sau nhiệt luyện HRC = 62÷ 65
o Độ bóng dao thép gió : mặt trước và mặt sau ≥ ∇ 7 mặt tựa trên thân dao < ∇ 4
o Sai lệch góc mài sắc :
Góc sau αvà α1 là ± 1 o
Góc trước với γ = 20o ± 1 o
Góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt φ = 45o ± 2 o
Góc của đoạn lưỡi xén mặt đầu φ1 = 45o ± 2 o
o Độ nhám các bề mặt làm việc :R a = 0,63
o Độ nhám các bề mặt còn lại : R a = 1,25
o Kí hiệu dao : DTĐHT, N13 - h=6,2347-H=15,8976 - P18 - ĐHBKHN