Thiết kế dao tiện định hình

Tài liệu tham khảo Thiết kế dao tiện định hình

Trang 1

Lời nói đầu

Trong thời đại hiện nay nghành cơ khí có vai trò to lớn trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc.Trong cơ khí gia công, thì gia công bằng cắt gọt chiếm tỷ trọng lớn khi chế tạo các chi tiết máy nói riêng và các máy móc thiết bị nói chung Những hiểu biết về gia công bằng cắt gọt là cơ sở

để nâng cao năng suất, chất lợng và hiệu quả kinh tế trong chế tạo cơ khí

Trong quá trình đào tạo của trờng, học sinh, sinh viên đợc học chuyên môn về gia công bằng cắt gọt, và đợc nhận đồ án môn học Thông qua việc làm đồ án môn học, học sinh, sinh viên nâng cao đợc trình độ hiểu biết của mình biết trình

tự thiết kế dao, phơng pháp và quá trình cắt gọt tạo điều kiện để nâng cao năng suất cắt và chất lợng của quá trình gia công vì chất lợng của bề mặt gia công sau cắt gọt là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả cuối cùng của quá trình gia công

Qua thời gian làm đồ án môn học em thiết kế không tránh khỏi những sai sót trong quá tính toán Mong sự giúp đỡ của Thầy (Cô) để bài làm của em hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin cảm ơn

Sinh viên thiết kế:

Nguyễn văn tiến

Mục lục Phần I: Thiết kế Dao Tiện Định Hình 1.thiết kế dao tiện định hình ……… 4

2.Chọn vật liệu dao tiện định hình ……… 4

3.Chọn kích thớc kết cấu dao tiện định hình ……… 5

4.Chọn thông số hình học dao tiện định hình ……… 6

5.Chiều rộng của dao tiện định hình ……… ……… 6

6.xác định kích thớc chiều trục các điểm trên biên dạng dao ………… 7

7.Tính chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao ……… 9

Trang 2

8.Xác định dung sai kích thớc dao tiện định hình ……… 11

9 Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình ……… 11

10 Gá kẹp của dao tiện định hình ……… 12

phần II: Thiết kế dao chuốt lỗ trụ 1.Chọn kiểu dao chuốt và máy chuốt ……… 13

2.Chọn vật liệu dao chuốt ……… 13

3.Chọn sơ đồ chuốt ……… 13

4.Xác định lợng d gia công ……… 13

5.Xác định lợng nâng của răng dao ……… 14

6.Xác định số răng dao Z ……… 15

7.Góc độ của dao chuốt ……… 16

8.Xác định hình dáng răng , kích thớc răng và rãnh chứa phoi ……… 17

9.Xác định số răng đồng thời tham gia cắt ……… 18

10.Xác định kích thớc các răng ……… 20

11.Xác định kết cấu rãnh chia phoi ……… 20

12.Xác định kích thớc đầu dao chuốt ……… 22

13.xác định kích thớc cổ dao và côn chuyển tiếp ……… 22

14.Xác định kích thớc phần định hớng trớc ……… 23

15.xác định phần định hớng sau ……… 24

16.xác định phần cổ trục đỡ ……… 24

17.xác định chiều dài dao truốt ……… 25

18.Tính lực chuốt ……… 25

19.Kiểm ngiệm lực chuốt và độ bền dao chuốt ……… 25

20.chọn hình dáng kích thớc lỗ tâm ……… .26

21.Các điều kiện của dao ……… 26

Phần III: xác định chế độ cắt I – Chọn dụng cụ cắt……….28

1.Chọn vật liệu dụng cụ cắt 2.Chọn kiểu dụng cụ cắt 3.Chọn kích thớc chung của dụng cụ cắt 4.Chọn hình dáng mặt trớc của dụng cụ cắt 5.Chọn thông số hình học phần cắt của dao 6.Chọn trị số độ mòn cho phép của phần cắt 7 Chọn tuổi bền của dao II- Chiều sâu cắt T……… 30

III-Chọn lợng chạy dao s………30

1.Xác định lợng chạy dao để bảo đảm độ bền thân dao

2.Xác định lợng chạy dao để bảo đảm độ bền cho cơ cấu chạy dao

3.Xác định lợng chạy dao để đảm bảo độ cứng vững của chi tiết gia công.

4.Xác định lợng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh dao hợp kim cứng

Trang 3

5.Xác định lợng chạy dao thực của máy Sm

Thiết minh đồ án dao cắt Phần I:thiết kế dao tiện định hình

I>Thiết kế dao tiện định hình

-Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối, trên các máy tiện tự động hoặc bán tự động, máy rêonve

-So với dao tiện thờng thì dao tiện định hình có các u điểm sau

+> Năng suất cắt cao do tổng chiều dài lỡi cắt tham gia lớn

+> Đảm bảo sự đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thớc của Chi tiết gia công vì không phụ thuộc vào tay nghề ngời công nhân mà chủ yếu phụ thuộc vào kích thớc biên dạng dao

+> Tuổi thọ của dao tiện định hình lớn vì số lần mài lại cho phép lớn+> Việc mài sắc dao đơn giản

* Nhợc điểm của dao tiện định hình

+> Dao tiện định hình giá thành đắt nên không dùng sản suất ở loạt nhỏ hoặc đơn chiếc

II> Chọn vật liệu dao tiện định hình

Dao tiện định hình thờng có biên dạng phức tạp làm việc trong điều kiện cắt nặng nề, lực cắt lớn, áp lực lên lỡi cắt lớn sinh ra nhiệt cắt lớn vì vậy ta nên chọn loại vật liệu làm dao có độ cứng lớn, độ bền nhiệt lớn, có độ bền cơ học và khả năng chịu mài mòn tốt

Trang 4

Chi tiết gia công là thép 12XM cần gia công đạt cấp chính xác IT13 độ nhám cấp 6 ta chọn vật liệu dao tiện định hình la thép gió P18 làm vật liệu gia công chi tiết trên

Thép gió P18 có những đặc tính và yêu cầu của vật liệu chế tạo dụng cụ cắt Cho phép mài tạo hình và mài sắc dễ dàng :

Độ cứng : HRC 62  65

Độ bền nhiệt 6000 C

Vận tốc cắt gấp 3  4 lần dao thép các bon dụng cụ Vmax=50m/phút

III> Chọn kích thớc kết cấu dao tiện định hình tròn gá thẳng tại điểm cơ sở ngang tâm:

Kích thớc kết cấu dao tiện định hình đợc chọn theo chiều cao hính dáng lớn nhất của chi tiết, đợc xác định theo công thức sau

2

min max d

(mm)Trong đó : dmax =45 mm (đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công)

dmin =35 mm ( đờng kính nhỏ nhất của chi tiết gia công)

2

min max d

= 2

Chọn điểm cơ sơ ngang tâm là điểm (0) nh trên hình vẽ

-Theo bảng 2.3 ta có kích thớc kết cấu của dao tiện định hình tròn có lỗ trốtlà:

H r

Trang 5

tiện định hình tròn gá thẳng tại điểm cơ sở ngang tâm chon( ) trong giới hạn

=100120

ta chọn =120

2.Góc trớc  tại điểm cơ sở ngang tâm: Góc trớc của dao tiện định hình phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công Trị số đợc tra theo bảng 2.4 Với vậtliệu là thép12XM có b=500:800 ( N/ mm2 ) và có HB 150235 có góc trớc

=220:250 ta chọn đợc =220

V> Chiều rộng của dao tiện định hình.

Chiều rộng của dao tiện định hình đợc tính theo công thức sau

5 Ta lấy a=3 (mm)

1: góc nghiêng của đoạn lỡi xén mặt đầu Ta lấy 1=450

t: chiều cao đoạn lỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt

ttmax ta lấy t=4 (mm)b: chiều dài đoạn lỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt b=6 (mm)

b1: đoạn vợt quá ta lấy b1=1 (mm)

: góc nghiêng của đoạn lỡi cắt đứt =150

VI> Xác định kích thớc chiều trục các điểm trên biên dạng dao

-Dao đợc thiết kế trong điều kiện gá thẳng nên trị số kích thớc chiều trục của các điểm biên dạng trên lỡi cắt đúng bằng kích thớc chiều trục của các điểmtơng ứng trên chi tiết gia công

Trang 6

Trên hình vẽ điểm O là điểm cơ sở ngang tâm

tn=R-Rn

trong đó:

 -góc sau tại điểm cơ sở ngang tâm

-góc trớc tại điểm cơ sở ngang tâm

R-bán kính của dao ứng với điểm cơ sở ngang tâm

Rn- bán kính của dao ứng với điểm n trên biên dạng của lỡi cắt

n

 -chiều cao hình dáng điểm thứ n trên biên dạng dao theo mặt trớc

tn- chiều cao hình dáng điểm thứ n trên biên dạng dao tính theo tiết diện dao vuông góc với mặt sau

Trang 7

tÝnh chiÒu cao h×nh d¸ng cho c¸c ®iÓm (0,1); (2,3,5,6); (4)trªn biªn d¹ng dao øng víi c¸c ®iÓm(0,1); (2,3,5,6); (4) trªn biªn d¹ng chi tiÕt

1> ChiÒu cao h×nh d¸ng t¹i ®iÓm biªn d¹ng (0,1) :

Trang 8

556 , 6

979 , 13

x -chiÒu réng cña cung h×nh d¸ng dao

t -chiÒu cao h×nh d¸ng dao

Trang 9

tg = 3,349/9 = 0,372   = 20,410

Rtt = 9 / sin2.20,41 0 = 13,77 mm

IX> Xác định dung sai các kích thớc biên dạng của dao tiện định hình

Độ chính xác hình dáng kích thớc của chi tiết gia công phụ thuộc vào độ chính xác hình dáng kích thớc biên dạng của dao Vì vậy ta phải xác định dung sai kích thớc biên dạng dao hợp lý

Trong quá trình gia công chi tiết định hình có thể coi dao nh chi tiết trục (bị bao) vì vậy ta bố trí trờng dung sai kích thớc biên dạng dao nh đối với trục cơ

sở Nghĩa là sai lệch trên bằng 0, sai lệch dới âm việc bố trí nh vậy sai số biên dạng dao sẽ tạo ra sai số có thể sửa đợc trên biên dạng chi tiết

Xác định theo cấp chính xác của chi tiết gia công

Theo dung sai ta đợc sai lệch kích thớc biên dạng dao Theo đề bài cho là cấp chính xác là IT13

Dung sai kích thớc chiều trục các điểm biên dạng dao đợc lấy cao hơn 2-3 cấp so với dung sai kích thớc chiều trục các điểm biên dạng tơng ứng của chi tiết

-0 43

r2

6,5 15-0,043 23-0,052 30-0,052 40-0,062 45-0,062

45 o

Trang 10

XI Gá kẹp dao tiện định hình.

Dao tiện định hình đợc định vị và kẹp chặt trong gá kẹp dao thích hợp.Yêu cầu của gá kẹp là phải bảo đảm định vị dao tốt đúng với sơ đồ tính toán,phải điều chỉnh tốt, kẹp chặt chắc chắn, ổn định và có tính công nghệ tốt, chếtạo và lắp ghép dễ dàng

Với kết cấu dao tiện định hình tròn ngoài có lỗ chốt, chọn gá kẹp dao thểhiện trên hình 2.29, đợc sử dụng trên máy tiện, máy tiện Rơvonve

Dao đợc định vị trên bulông đỡ 1 và đợc kẹp chặt nhờ đai ốc kẹp 4 và chốt

2 Gá kẹp loại này có hai cơ cấu điều chỉnh mũi dao ngang tâm máy Cơ cấu

điều chỉnh thô gồm: Vít điều chỉnh 8, chốt 9, quạt điều chỉnh 6 Cơ cấu điều chỉnh tinh là ống lệch tâm 4 Khi quay ống lệch tâm 4 mũi dao đợc nâng lên hoặc hạ xuống so với trục của chi tiết gia công Vít kẹp 5 để kẹp chặt ống lệch tâm

Trang 11

PHầN ii: Thiết kế dao chuốt lỗ trụ

Dao truốt là một loại dụng cụ cắt có năng xuất cao thờng dùng để gia công những bề mặt định hình trong và ngoài Sau khi truốt, bề mặt gia công có thể đạt độ chính xác cấp 8  7 và đạt độ nhẵn 6  8 ( Ra = 2,50  0,63 ) Cũng

có thể đạt tới độ nhẵn cấp 9 ( Ra = 0,32 )

Dao truốt là loại dao chuyên dùng Vì vậy chỉ cần thay đổi lợng d, hoặc kích thớc bề mặt gia công hoặc vật liệu chi tiết là phải tính toán thiết kế và chế tạo dao truốt mới

Dao truốt cho năng xuất và độ nhẵn cao nhng có nhợc điểm là lực cắt lớn

và dao chóng mòn Khi lợng chạy dao lớn và khi lợng chạy dao nhỏ thì sảy ra hiện tợng trợt do đó ảnh hởng tới chất lợng gia công

1.Chọn kiểu dao truốt và máy truốt.

Khi gia công các bề mặt định hình trong thờng dùng dao truốt kéo và tiến hành trên máy truốt ngang vì truốt lỗ trụ là bề mặt dịnh hình trong nên ta dùng dao truốt kéo tiến hành trên máy ngang Tính năng kỹ thuật của các loại máy truốt ngang đợc tra theo bảng 3.1(50)

Tốc độhành trìnhlàm việc(m/ph)

Tốc độhành trìnhngợc(m/min)

Động cơ điện

Côngsuất(kw)

Số vòngquay(v/ph)7A51

2 Chọn vật liệu dao truốt.

Với vật liệu chi tiết gia công là thép 20XH nên chọn vât liệu làm dao là thép gió P18 vì thép gió có độ cứng khá cao, độ bền cao và khả năng chống mài mòn cao.Vì dao truốt có đờng kính D 10 mm nên ta chế tao dới dạng hàn đầu dao và vật liệu phần đầu dao là thép 40X

Trang 12

3 Chọn sơ đồ truốt.

Khi truốt có thể dùng 4 sơ đồ truốt là truốt lớp, truốt ăn dần, truốt nhóm

và truốt tổ hợp Vì thiết kế dao để truốt trụ nên ta chọn sơ đồ truốt theo lớp vì cắt theo sơ đồ truốt lớp có u điểm là nhận đợc độ chính xác và độ nhẵn của bề mặt gia công cao nhng sơ đồ truốt theo lớp có nhợc điểm là việc chế tạo răng dao khó khăn nhất là bề mặt gia công có biên dạng phức tạp

Sơ đồ truốt

+0,025

ỉ44

+0,01 0

A

Trong đó: Dmax=45,025(mm) : Đờng kính lỗ ngoài sau khi truốt

Domin = 44 (mm) : Đờng kính lỗ trớc khi truốt

: Lợng co hẹp của bề mặt lỗ sau khi truốt.Dấu (+)ứng với trờng hợp

lỗ bị co hẹp Dấu (–) ứng với trờng hợp lỗ bị lay rộng.Trị số  phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia công, chất lợng chế tạo dao, độ mòn của lỡi cắt, chiều dày phoi và các yếu tố công nghệ khác Với vật liệu gia công là thép 20XH xác định

đợc  = 0

2

44 025 , 45

Sz lớn thì chiều dài dao truốt tính đợc sẽ ngắn, dễ chế tạo, năng xuất cao, nhng lực truốt sẽ lớn, làm răng dao sẽ mòn theo mặt trớc và mặt sau ảnh hởng xấu

đến đọ chính xác và độ nhẵn bề mặt gia công Vì vậy không nên chọn Sz lớn hơn0,15 mm khi gia công thép và 0,2 mm khi gia công gang Ngợc lại lợng nâng của răng cắt thô không nên chọn nhỏ hơn 0,02 mm vì khi đó dao truốt sẽ dài, răng dao rất khó cắt vào kim loại gia công và thờng bị trợt và làm cùn nhanh lỡi cắt dẫn đến làm giảm độ nhẵn bề mặt gia công Trờng hợp cần truốt tinh có thể chọn Sz nhỏ hơn 0,015mm nhng phải đánh bóng cả mặt sau và mặt trớc của dao

đồng thời năng mài lại răng dao với chất lợng cao

Trang 13

Răng cắt thô đầu tiên thờng bố trí lợng nâng bằng 0 để chỉ làm nhiệm vụ sửa đúng biên dạng lỗ phôi, các răng cắt thô còn lại có lợng năng bằng nhau Do vật liệu gia công là thép 20XH có b=600 N/mm2 nên theo bảng 3.5 có : Sz

= 0,02mm

Để tránh giảm lực cắt đột ngột giữa răng cắt thô và răng sửa đúng đợc bố trí từ 2  4 răng cắt tinh với lợng nâng giảm dần Thờng chọn 3 răng cắt tinh với lợng nâng có thể đợc bố trí nh sau:

Lợng nâng sơ bộ của răng cắt tinh là:

+ Lợng nâng của răng cắt tinh thứ nhất là:

Szt1= 0,8.Sz = 0,8.0,02 = 0,016mm+ Lợng nâng của răng cắt tinh thứ hai là:

Szt2= 0,6.Sz = 0,6.0,02 = 0,012mm+ Lợng nâng của răng cắt tinh thứ ba là:

S

A A Z

036 , 0 5125 , 0

4

3

Trang 14

Số răng sửa đúng Zsđ đợc chọn theo cấp chính xác của bề mặt gia công và kiểu dao truốt.Bởi vì phần sửa đúng có tác dụng sửa đúng kích thớc lỗ và tăng

độ bóng bề mặt gia công Đối dao truốt lỗ trụ và đạt cấp chính xác gia công là cấp 7 ta chọn số răng sửa đúng là 7 răng

7 Góc độ của dao truốt.

+ Góc sau của dao truốt có ảnh hởng tới tuổi bền và kích thớc của dao truốt Vì chiều dầy lớp cắt lớp cắt khi truốt rất nhỏ (0,02 0 , 2)mm do đó răng dao bị mòn chủ yếu theo mặt sau Đáng lẽ ta phải chọn  lớn nhng vậy thì đờngkính truốt giảm rất nhanh sau mỗi lần mài lại Cho nên ở răng dao truốt góc sau thờng nhỏ Góc sau  chọn phụ thuộc vào kiểu dao truốt

- Theo bảng 3.8 có:

Để tăng độ bền kích thớc, trên mặt sau của răng sửa đúng đợc để lại dải cạnh viền f = 0,05  0,2 mm ( chọn f = 0,1 mm )

+ Góc trớc : trị số góc trớc chọn tuỳ thuộc vào vật liệu gia công , chiều dầy lớp truốt , yêu cầu về độ bóng và độ chính xác của bề mặt gia công Trong khi đó ít ảnh hởng đến độ mòn và tuổi bền của dao Nhng ảnh hởng rất lớn đến lực cắt và độ bóng bề mặt gia công Tăng góc trớc thì lực cắt giảm đi và độ bóng

bề mặt tăng lên Nếu tăng  quá lớn thì ảnh hởng của nó đến độ bóng là không

đáng kể Nếu lớp kim loại bị cắt có chiều dày nhỏ hơn 0,01 thì lớp cắt chủ yếu

bị nén mà không có quá trình tạo phoi lúc đó góc trớc  mất tác dụng Gây sự biến dạng kim loai bị cắt có chiều dày nhỏ quá làm giảm độ bóng và độ chính xác gia công

Trang 15

Nên đối với vật liệu là thép thờng tạo ra phoi dây Để tăng độ bền cho răng và

dễ chế tạo nên chọn rãnh lng cong Hình dáng , kích thớc răng và rãnh chứa phoi phụ thuôc vật liệu gia công và tiết diện phoi do một răng dao cắt ra

Diện tích rãnh chứa phoi F đợc xác định theo công thức: F = f.k

Trang 16

R4 R4

0,05 2,5

3 14 ,

Để thuận tiện cho việc chế tạo dao, bớc răng của các răng cắt thô, cắt tinh

và răng sửa đúng đều lấy bằng nhau Song để giảm chiều dài chung của dao truốt, nâng cao độ chính xác của bề mặt gia công, bớc răng cắt tinh và răng sửa

đúng đợc lấy giảm đi so với bớc răng cắt thô và bằng 0,60,8 lần bớc răng cắt thô

+ Bớc răng cắt tinh, sửa đúng: tsđ = 0,8 tth=0,8.8 = 6,4 lấy tsđ= 7

Để giảm rung và nâng cao độ chính xác bề mặt gia công t đợc thay đổi trong phạm vi t =  ( 0,2  1 )