Tính toán thiết kế dao chuốt then hoa (có file cad)

Mục lục PhầnI Tính toán thiết kế dao tiên định hình lăng trụ …………………..3. 1. phân tích chi tiết……………………………….………………………3. 2. Chọn điểm cơ sở…………………. ………………………..................4. 3. Chọn góc trước  và góc sau ::………………………………………4. 4. Tính toán chiều cao profile của dao.…………………………………..4. 5.Chọn chiều rộng của dao tiện định hình:…………………………….…6. 6.Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình…………………...6. 7. Thiết kế dưỡng ………………………………………………………..7. 8. Yêu cầu kĩ thuật ……………………………………………………….8. Phần II : Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul………………………….8. 1. Xác định các thông số hình học của bánh răng………………………...9. 2. Tính toán profile thân khai của lưỡi cắt ……………………………….9. 3Chọn các kích thước kết cấu dao……………………………………….12 4. Điều kiện kỹ thuật …………………………………………………….12. Phần III : Tính toán thiết kế dao chuốt then hoa…………………………12. 1. Hình dạng lỗ chuốt then hoa …………………………………………..13. 2. Chọn dao……………………………………………………………….13. 3. Thiết kế phần răng và sửa đúng………………………………………..13. 4. Lượng nâng răng dao chuốt…………………………………………...14. 5. Kích thước của răng và rãnh chứa phoi………………………………..15. 6. Chiều dài dao chuốt……………………………………………………18. 7.Kiểm tra bền dao chuốt……………………………………....................19. 8. Yêu cầu kỹ thuật của dao……………………………………………….20.

LỜI NÓI ĐẦU

Một quốc gia giàu mạnh, văn minh và công cộng luôn phải là một quốc gia có nền sản xuất công nghiệp phát triển với nhịp độ cao, trong đó phần lớn sản phẩm công nghiệp được tạo ra thông qua máy công cụ và các dụng cụ công nghiệp

Chất lượng các máy công cụ và các dụng cụ công nghiệp cụ thể là dụng cụ cắt kim loại ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm, năng suất, tính đa dạng, tính hợp thời đại, và trình độ kĩ thuật của một quốc gia Một trong những biện pháp hữu hiệu nhằm tăng năng suất chính là thiết kế

ra những dụng cụ gia công chi tiết có tính năng phù hợp với việc sản suất hàng loạt có độ bền bảo đảm, đồng thời với những dụng cụ như vậy khi gia công chi tiết sẽ đạt được độ đồng đều về chất lượng giữa các chi tiết gia công

Điển hình trong những dụng cụ như vậy chính là:

- Dao tiện định hình, dùng để gia công những chi tiết tròn xoay có hình dạng tương đối phức tạp chỉ bằng một lần tiến dao Như vậy, so với dao tiện thường thì loại dao này cho năng suất cao hơn hẳn, đồng thời lại có chất lượng ổn định và đồng nhất giữa các chi tiết gia công trong loạt sản phẩm

- Dao phay đĩa modul, đây là loại dụng cụ cắt răng được dựa trên nguyên lý chép hình của dụng cụ cắt

- Dao chuốt lỗ then hoa, đây là loại dụng cụ cắt gồm nhiều lưỡi cắt, khi gia công các lưỡi cắt đồng thời tham gia cắt do đó tăng được năng suất cắt gọt Mặt khác, các lưỡi cắt trên dao chuốt có vị trí xác định nên khi gia công sẽ đảm bảo được độ đồng đều giữa các chi tiết gia công

Trong quyển thuyết minh này giới thiệu những tính toán thiết kế để có được ba loại dao trên, với việc gia công ba chi tiết cụ thể như trong đề bài cho

Em xin chân thành cảm ơn!

Mục lục

PhầnI- Tính toán thiết kế dao tiên định hình lăng trụ ……… 3.

1 phân tích chi tiết……….………3.

2 Chọn điểm cơ sở……… ……… 4

3 Chọn góc trước γ và góc sau α::………4.

4 Tính toán chiều cao profile của dao.……… 4

5.Chọn chiều rộng của dao tiện định hình:……….…6

6.Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình……… 6

7 Thiết kế dưỡng ……… 7

8 Yêu cầu kĩ thuật ……….8

Phần II : Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul……….8

1 Xác định các thông số hình học của bánh răng……… 9

2 Tính toán profile thân khai của lưỡi cắt ……….9

3Chọn các kích thước kết cấu dao……….12

4 Điều kiện kỹ thuật ……….12

Phần III : Tính toán thiết kế dao chuốt then hoa………12

1 Hình dạng lỗ chuốt then hoa ……… 13

2 Chọn dao……….13

3 Thiết kế phần răng và sửa đúng……… 13

4 Lượng nâng răng dao chuốt……… 14

5 Kích thước của răng và rãnh chứa phoi……… 15

6 Chiều dài dao chuốt………18

7.Kiểm tra bền dao chuốt……… 19

8 Yêu cầu kỹ thuật của dao……….20

PHẦN I

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH LĂNG TRỤ

Yêu cầu: Tính toán thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ Vật liệu gia công thép C30 có σb =500N/mm2, độ cứng 179 HB, vật liệu dụng cụ cắt làm bằng thép gió P18.

B(mm)

C(mm)

D(mm)

R(mm)

F(mm)

Dạng dao

(mm)

1.Phân tích chi tiết :

- Chi tiết códạng mặt ngoài tròn xoay do đó ta chọn dụng cụ gia công là dao tiện định hình Với dung sai cho phép ta có thể bỏ qua sai số sinh ra ở các mặt côn do việc thay thế lưỡi cắt cong bằng lưỡi cắt thẳng

* Ưu điểm :

- Năng suất cắt cao do tổng chiều dài lưỡi cắt tham gia lớn

- Đảm bảo sự đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thước của chi tiết gia công vì không phụ thuộc vào tay nghề người công nhân mà chủ yếu phụ thuộc vào kích thước 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

* Nhược điểm :

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

Dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao hơn có thể tránh được sai

số loại 2 còn sai số loại 1 có thể khắc phục được

- Độ chênh lệch đường kính tmax =

2

min max D

Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc: Điểm

cơ sở là điểm xa chuẩn kẹp dao nhất Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 trênhình vẽ

A

Xét điểm i bất kỳ trên profile chi tiết ta có điểm i’ tương ứng trên profile

dao Gọi chiều cao profile của dao tại điểm i’ là hdi , theo hình vẽ ta có

 hdi= [ri.cos(r1/ri.sinγ) – r1.cosγ].cos(γ + α)

Khi đó ta lập được bảng tính toán chiều cao profile dao:

A(µm)

5.Chọn chiều rộng của dao tiện định hình:

Chiều rộng lưỡi cắt phụ a=2 mm

Chiều dài lưỡi cắt phần cắt đứt b=4 mm

Chiều rộng phần lưỡi cắt xén mặt đầu c=1 mm

Chiều dài tổng của dao : L=81+4+2+1=88 mm

f 1

f

6 Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình.

Kích thước kết cấu của dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của profile chi tiết: tmax =

2

min max D

15 35

64

81

R20

+ +

+

+

0.1 0.1

8 Yêu cầu kĩ thuật :

Vật liệu gia công thép C30

Vật liệu làm dao : Thép gió P18

Vật liệu phần thân : Thép 45

Độ cứng phần cắt sau nhiệt luyện đạt HRC: 62-65

Độ bóng: Mặt trước Ra=0,32

Mặt sau Ra = 0,63 Mặt tựa trên thân dao thấp hơn 0,63Sai lệch góc:

Sai lệch góc trước γ=250±1;góc sau α=120±1

PHẦN II THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN

Yêu cầu: Tính toán và thiết kế dao phay đĩa mô đun để gia công bánh răng có thông số: m=3,5, số răng Z=19-20 răng, góc ăn khớpα = 20 0 , vật liệu làm dụng cụ cắt bằng thép gió P18, vật liệu chi tiết gia công bằng thép C30

1 Xác định các thông số hình học của bánh răng:

Trong bộ dao phay đĩa module 8 con, dao mang số hiệu N031 / 2 có thể gia công được bánh răng có số răng Z = 19-20 răng

Theo bài ra, ta cần thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng với các thông số như sau:

2

5 , 3 19

= 33,25mm Bán kính đỉnh răng: ra =

2

2) m(Z +

=

2

) 2 19 (

5 ,

3 +

=36,75 mm Bán kính chân răng: rf =

2

2,5) - m(Z

=

2

) 5 , 2 19 (

5 ,

3 −

=28,87 mm Bán kính vòng tròn cơ sở: r0= rc.cosα =33,25.cos200= 31,24 mm

2 Tính toán profile thân khai của lưỡi cắt

Profile bao gồm hai đoạn:

Đoạn làm việc: Là đoạn thân khai CB

Đoạn không làm việc: Là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng

BO1

a, Tính toán profile đoạn làm việc:

Nguyên lý tạo hình đường thân khai

Nguyên lý: Cho một đường thẳng lăn không trượt trên một đường tròn, thì quỹ đạo của điểm M thuộc đường thẳng đó sẽ vẽ ra đường cong thân khai Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phương trình đường thân khai trong khoảng bán kính Rf ≤ RM ≤ Ra Việc xác định profile lưỡi cắt chính là việc xác định toạ độ của tập hợp tất cả các điểm M trong hệ toạ độ đề các Oxy

δ0 = δc - invαo = π/2z - invαo = π/2z - tgαo + αo

=

19 2

14 , 3

- (tag( 0 0

180

14 , 3

20 ) – ( 0 0

180

14 , 3

20 )) =0,06673(rad)

Từ r0 đến ra ta chia thành 22 điểm để tính toán

Các thành phần khác:

t1=15,5; r1=0,5; t2=10,5; r=1,25; b=4,08±0,15; c=0,8; δ=250

4 Điều kiện kỹ thuật :

-Vật liệu làm dao : Thép gió P18;

-Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62-64HRC

-Độ đảo đường kính ngoài ≤ 0,03

-Độ đảo mặt đầu ≤ 0,03

-Sai lệch chiều dày răng ±0,025(mm)

-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 0,64

-Nhãn hiệu :

+Môđun m = 3,5

+Số hiệu dao : N031 / 2

PHẦN III.

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỤ THEN HOA

Tính toán thiết kế lỗ trụ then hoa với các kích thước:

Vật liệu gia công: C30

1 Hình dạng lỗ chuốt then hoa vuông:

Theo yêu cầu gia công chi tiết như đề bài thì ta chọn sơ đồ chuốt theo lớp,

để quá trình thoát phoi được dễ dàng thì trên cạnh của các răng gần nhau ta

làm rãnh thoát phoi thứ tự và xen kẽ nhau.

2 Chọn dao:

Dao chuốt kéo thường được chia làm hai loại vật liệu:

+ Phần đầu dao (hai phần cán) được làm bằng thép kết cấu C45

+ Phần sau dao (phần định hướng trở về sau) làm bằng thép gió P18

3 Thiết kế phần răng và sửa đúng:

3.1: Cấu tạo dao chuốt:

L

Dao chuốt chia làm 5 thành phần như sau:

I: Đầu dao: Phần kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp

II: Phần định hướng trước

III: Phần cắt: răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng

IV: Phần dẫn hướng sau.

V: Phần đỡ.

3.2 Tính lượng dư gia công:

- Lượng dư gia công được tính theo công thức:

Lượng nâng răng dao chuốt

Vật liệu gia công là thép C30

Chọn dao gia công là thép gió P18

Từ đó tra bảng ra lượng nâng Sz = 0,1mm,

- Các răng cắt chuốt bao gồm:

- Phần làm việc của dao chuốt có ba nhóm răng chính : Răng cắt thô, răng cắt tinh và răng sửa đúng ;

Trong đó:

+ Răng cắt tinh gồm có 3 răng có lượng nâng lần lượt là 0,7Sz, 0,4Sz,0,2Sz

+ Răng sửa đúng có lượng nâng không đổi

Theo bảng tra : Dao chuốt lỗ then hoa gồm có Zsđ = 5 răng

+ Răng cắt thô có lượng nâng không đổi, tính toán để cắt hết lượng dư Athô

A

(răng)

Chọn Zthô = 20răng

( Cộng thêm 1 là vì răng cắt thô đầu tiên không có lượng nâng )

Do kết quả phép chia không chẵn nên ta phải ta phải làm tròn, sai số giữa lượng dư cần cắt và lượng dư cắt được của dao là:

5 Kích thước của răng và rãnh chứa phoi

Răng dao có yêu cầu là phải đủ bền, rãnh chứa phoi phải đủ lớn để chứa hết phoi khi chuốt

Dạng răng và rãnh được đặc trưng bởi các thông số sau:

Ta chọn theo tiêu chuẩn t = 12(mm)

Số răng đồng thời tham gia cắt sẽ là:

R

tb

?

r

5,16

12

50 1 t

L

+ Với kích thước rãnh then là b = 5, và số rãnh là 8 ta sử dụng 16 rãnh

chia phoi được phân bố xen kẽ trên hai răng kế tiếp nhau

Để tăng thêm tuổi bền của dao, mặt sau được mài thêm cạnh viền f Giá trịcủa cạnh viền như sau:

- Ở răng cắt lấy f = 0,05mm

- Ở răng sửa đúng lấy f = 0,2mm

Thông số hình học lưỡi cắt (chọn theo bảng )

Góc trước chọn theo vật liệu: γ = 150

Xác định kích thước của răng.

Khi dùng tới 5 răng cắt thô thì q = 0,01 > 0,015

+ Tính đường kính của răng cắt thô:

- Do q = 0,01 mm < 0,015mm, nên ta có D1 = Dmin = 32 mm

- D2 = D1 + q = 45,01mm

Di = Di-1 + 2.Sz Với i = 2 … 20

Từ đó, ta có bảng kết quả đường kính răng cắt thô :

TT răng Di (mm) TT răng Di(mm)

Đường kính răng sửa đúng:

Dsđ = 36,03+ δ Với δ là lượng lay rộng hay co của bề mặt lỗ sau khi chuốt Trong trường hợp này ta lấy giá trị δ = 0,007

6 Chiều dài dao chuốt

Chiều dài từ đầu dao đến răng cắt thứ nhất của dao:

Lc = t.Zc, chiều dài phần răng cắt

Lsđ = tsđ.Zsđ, chiều dài phần sửa đúng

Do chọn bước răng giống nhau nên ta có:

Tính ứng suất ở tiết diện nguy hiểm

F0: Tiết diện nguy hiểm của dao, chính là tiết diện tại chân răng của dao chuốt:

Pmax =p.B.Zmax.K = p.6.b.Zmax.K (N)

p = 297 N/mm, ứng với vật liệu chi tiết gia công là thép C30 có

,934.297.24.0.D

4.PF

2 2

Như vậy, dao chuốt đủ bền

8 Yêu cầu kỹ thuật của dao:

Vật liệu:

Vật liệu phần cắt: P18

Vật liệu phần đầu dao: Thép 45

Độ cứng sau khi nhiệt luyện :

Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 62…65.

Phần định hướng phía trước HRC 60…62

Phần đầu dao HRC 40…47

Độ nhám:

Trên cạnh viền của răng sửa đúng không lớn hơn 0,25

Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc trong lổ tâm, phần định

hướng không thấp hơn 0,5

Mặt đáy răng, đầu dao, côn chuyển tiếp các rãnh chia phoi không lớn hơn.1Các mặt không mài không lớn hơn 2

Sai lệch lớn nhất của đường kính ,các răng cắt không vượt quá trị số -0,008.Sai lệch cho phép đường kính của các răng sửa đúng và các răng cắt tinh

không vượt quá trị số+0,025.

Độ đảo:

Độ đảo tâm theo đường kính ngoài của răng sửa đúng, răng cắt tinh, phần định hướng sau không vượt quá trị số dung sai của đường kính Độ đảo phần còn lại của dao trên mỗi 100mm chiều dài không vượt quá trị số 0,006

Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

Nhận xét của giáo viên

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………