Thiết kế dụng cụ cắt điển hình

Trong ngành cơ khí chế tạo máy chúng ta, để tạo hình một chi tiết ngoài việc chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị thì việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không thể không coi trọng.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG LỜI MỞ ĐẦU Trong ngành cơ khí chế tạo máy chúng ta, để tạo hình một chi tiết ngoài việc chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị thì việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không thể không coi trọng. 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 chế tạo máy. Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những dụng cụ cắt điển hình gồm có dao tiện định hình hình tròn, dao phay lăn răng và dao phay định hình hớt lưng. Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã học , các tài liệu về thiết kế dụng cụ công nghiệp…em còn được sự hướng dẫn nhiệt tình của cô Nguyễn Thị Phương Giang đã giúp em hoàn thành đồ án này. Mặc dù đã có sự kết hợp và cố gắng rất nhiều trong việc hoàn thành đồ án nhưng em cũng không tránh khỏi những sai xót. Em kính mong các thầy cô chỉ bảo thêm để em có thể hiểu rõ hơn nữa về những dụng cụ này phục vụ cho hành trang của em khi ra trường. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 1 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG MỤC LỤC Lời mở đầu…………………………………………………………………. Phần I THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH 1. Phân tích chọn dụng cụ gia công…………………………………… 1 2. Chọn điểm cơ sở…………………………………………………… .1 3. Chọn góc trước và góc sau………………………………………… .1 4. Tính toán profin dao………………………………………………….1 5. Tính toán kết cấu dao tiện định hình lăng trụ……………………… .5 6. Tính toán chiều rộng dao tiện định hình lăng trụ………………… .5 7. Điều kiện kỹ thuật…………………………………………………….6 a. Vật liệu phần cắt……………………………………………….6 b. Độ cứng sau nhiệt luyện…………………………………… 6 c. Độ nhám bề mặt……………………………………………… 6 d. Sai lệch các góc mài sắc…………………………………… .6 Phần II Tính toán thiết kế dao phay đĩa môdul 1. Tính toán hình dáng lưỡi cắt………………………………………….8 2. Tính toán profin làm việc của dao……………………………………9 3. Chọn các kích thước dao phay đĩa modul………………………… 27 4. Điều kiện kỹ thuật……………………………………… …………27 5. Nhãn hiệu dao…………………………………………………… .27 6. Bản vẽ thiết kế dao phay đĩa modul………………………… .…….27 Phần III Thiết kế dao phay định hình có γ > 0 1. Phân tích chi tiết gia công……………………… ……………… .30 2. Tính toán profin trong tiết diện chiều trục và tiết diện mặt trước….30 3. Lựa chọn kết cấu của dao…………………………………………. 33 4. Yêu cầu kỹ thuật chế tạo dao………………………………………34 5. Bản vẽ chế tạo dao phay định hình hớt lưng……………………….34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 2 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG Phần I: Thiết kế dao tiện định hình 1. Phân tích chọn dụng cụ gia công: Chi tiết có mặt ngoài dạng mặt trụ tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn và các mặt trụ, cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ để dễ chế tạo và gia công chi tiết có độ chính xác cao hơn. Dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao hơn dao hình tròn đồng thời tránh được sai số loại 2, và khắc phục được sai số loại 1. 1 2 3 4 5 6 Hình 1.1: Biên dạng chi tiết 2. Chọn điểm cơ sở: Điểm cơ sở là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất, do đó ta chọn điểm cơ sở là điểm 1. 3. Chọn góc trước γ và góc sau α: Với vật liệu gia công là thép 45 có σ b = 600 N / mm 2 Tra bảng 3.1 trang 16 ta chọn : góc trước γ = o 20 ; góc sau α = 12 o 4. Tính toán profin dao: Sơ đồ tính toán các thông số tại một điểm bất kỳ trên lưỡi cắt của dao như hình dưới: Tính toán tại các điểm: Xét điểm i bất kỳ trên profin của chi tiết ta có điểm i’ tương ứng trên profin của dao. Gọi chiều cao profin của dao tại điểm i’ theo phương vuông góc với mặt sau là hi, theo phương mặt trước của dao là τ i . SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 3 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG h 2  T 2  2 1 2 3 4 5 6 1 2 2   2 2 ' 2' Hình 1.2: Sơ đồ tính toán profin SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 4 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG Ta sử dụng các công thức sau: τ γ γ τ α γ γ γ γ γ α γ α γ = − = − = + = = = + = + 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 . os . os . os( ) .cos( ) .cos( ) .sin( ) arcsin( ) i K i i i i i i i i i i C B r c r c h c B r C r r r Trong đó: r 1 - bán kính chi tiết tại điểm cơ sở : r 1 = 8 mm. r i - bán kính chi tiết tại điểm bất kỳ. γ 1 - góc trước tại điểm cơ sở γ γ = = 0 1 20 . γ i - góc trước tại điểm bất kỳ trên profin dao. α 1 - góc sau tại điểm cơ sở. α i - góc sau tại điểm bất kỳ trên profin của lưỡi cắt. - Tính tại điểm 1: Ta có: r 1 = 8 mm , γ 1 =20 o ; α = 12 o A= r 1 .sin γ 1 =8.sin 20 =2,736 mm B= r. cosγ =8. cos 20 =7,518 mm C = B= r cosγ = 7,518 mm τ 1 = h = 0 mm - Tính tại điểm 2, 3: Ta có: r =r = 14,5 mm; γ =γ = arc ( sinγ )= arcsin ( sin .sin 20 )=10,877 α =α =α +γ-γ =32 - 10,877 = 21,123 τ τ = 2 3 = r .cosγ - r .cosγ =14,4.cos10,877 -8.cos20 =6,722 mm h =h = τ 2 .cos (α +γ ) =6,722.cos 32 =5,700 mm - Tính tại điểm 4, 5: Ta có: r = r =19,5 mm: γ =γ =arcsin ( .sinγ )= arc ( .sin 20 )=8,066 . α =α =α +γ -γ = 32 - 8,066 = 23,934 τ τ = 4 5 = r cosγ - r cosγ =19,5.cos 8,066 - 8.cos 20 =17,789 mm h = h = τ 4 cos (α +γ )= 17,789.cos 32 =9,998 mm - Tính tại điểm 6: Ta có: r =14 mm SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 5 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG γ =arcsin ( .sinγ )= arcsin ( .sin 20 )=11,270 α =α +γ -γ = 32 - 11,270 = 20,730 τ 6 = r cosγ - r cosγ =14.cos 11,270 - 8.cos 20 =6,212 mm h = τ 6 .cos (α +γ )=6,212.cos 32 =5,268 mm Ta có bảng tính toán profin dao như sau: Điểm i r (mm) A(mm) γ α τ i (mm) h (mm) 1 8 2,736 20 o 12 o 0 0 2-3 14,5 10,877 o 21,123 o 6,722 5,700 4-5 19,5 8,066 o 23,934 o 11,789 9,998 6 14 11,270 o 20,720 o 6,212 5,268 Ta có hình dạng profin dao theo tiết diện vuông với mặt sau là: 1      Hình 1.3: profin dao trong tiết diện vuông với mặt sau Ta có hình dạng profin dao theo tiết diện mặt trước là: SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 6 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG 1  5 4 3 2 Hình 1.4: Profin trong tiết diện mặt trước 5. Tính toán kết cấu dao tiện định hình Kích thước kết cấu dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của profin chi tiết. Ta có: t = = =11,5 mm Dựa vào bảng 3.2, kết cấu và kích thước của dao tiện định hình lăng trụ như sau: B= 25 mm; H= 90 mm ; E= 10 mm; A= 30 mm F= 20 mm; r= 1,0 mm; d= 10 mm; M=45,77 mm 6. Tính toán chiều rộng của dao tiện định hình lăng trụ: Đầu tự do để tăng sức bền, tăng chịu mòn của dao, ta làm them kích thước a= 2(mm). Do chi tiết không có vát mép và để đảm bảo các điểm 1 và điểm 6 được gia công ta chọn c = 1(mm) - Goị g : chiều rộng lưỡi dao cắt đứt, ta chọn g = 3 mm. - Gọi d là chiều dài phần phụ, chọn d = 7 mm. - Góc ϕ = 45. - Góc ϕ = 20 . Vì chi tiết không có vát mép. Do đó chiều rộng toàn bộ của dao là: L= L + a + c + g + d = 37 +3 +1 +3 +7= 51 (mm) SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 7 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG Lct     a c g d Hình 1.5: sơ đồ chọn chiều dài dao 7. Điều kiện kỹ thuật: a. Vật liệu phần cắt: Thép gió P18. - Vật liệu thân dao: thép 45. Với dao tiện định hình lăng trụ ta có kích thước phần cắt như sau: Hình 1.6: Kích thước mảnh ghép thép gió H = ( 25% ÷ 40% ). H = ( 25% ÷ 40% ).90 = 22,5 ÷ 36 (mm) Chọn H = 35 (mm). B = (1,5 ÷ 1,7 ). t = ( 1,5 ÷ 1,7). 11,5= 17,25 ÷ 19,55 (mm). Chọn B = 19 (mm) SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 8 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG b. Độ cứng sau khi nhiệt luyện - Phần cắt : 62 ÷ 65 HRC - Phần thân dao : 30 ÷ 40 HRC c. Độ nhám bề mặt Mặt trước: R =0,32 Mặt sau: R = 0,63 Mặt tựa thân dao: R = 0,63 d. Sai lệch góc mài sắc γ= 20 ± 1 ;α = 12 ± 1 ;ϕ = 45 ± 10’; ϕ = 20 ± 10’ ; λ = ± 1 SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 9 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG Bản vẽ thiết kế dao tiện định hình lăng trụ. 45.77 0.5 90 20 30 R 1 35 R1 19 10 25 Ø10 ( trên toàn profin ) còn l?i 51 35 +0,5 +0,5 +0,5 Hình 1.2: Bản vẽ thiết kế dao tiện định hình lăng trụ SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 10 [...]... A 0,03 A 0,03 A A 32 ±0,02 Hình 2.3: Bản vẽ thiết kế dao phay đĩa môdul Phần III: Thiết kế dao phay định hình có góc trước γ > 0o 31 SVTH: ĐTT - LỚP CTM7-K52 SHSV: 20072916 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HD: TS- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG 1 Phân tích chi tiết gia công: Theo đề bài ta cần tính toán thiết kế dao phay định hình có góc trước o γ