Bài tập lớn dụng cụ cắt: Thiết kế dao tiện định hình để tiện cho chi tiết (có file cad)

1 . Chi tiÕt gia c«ng : Chi tiÕt gia c«ng lµm tõ thÐp 45, b = 750 N mm2, bao gåm nhiÒu lo¹i bÒ mÆt trßn xoay, mÆt trô, mÆt c«n. KÕt cÊu chi tiÕt c©n ®èi. §é chªnh lÖch ®­êng kÝnh kh«ng qu¸ lín . 2. Chọn loại dao Tuy chi tiết này có nhiều đoạn côn, mặt phẳng nghiêng, về lí thuyết ta nên dùng dao trụ tròn , để có độ chính xác cao hơn, nhưng thực tế khi dùng dao tiện có bề rộng lớn thì chi tiết không yêu cầu chính xác quá cao, và lại khi dùng dao trụ tròn sẽ không đảm bảo về độ cứng vững , nên trong trường hợp này ta dùng do tiện lăng trụ là hợp lí nhất , vì có độ cứng vững khá cao, đảm bảo gia công chi tiết đật yêu cầu.: Vậy ta dùng dao lăng trụ gá thẳng: Chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết : tmax=DMax Dmin = 22 12 = 5 tra bảng 2.1 ( thiết kế dụng cụ cắt) ta có các số liệu sau: tmax Kích thước dao tiện Kích thước M B H E A F r d M 5 14 75 6 20 10 0.5 6 29.46 Chọn vật liệu dao. Khi dùng dao định hình: do lực cắt lớn, dung động nhiều nên thông thường người ta dùng thép gió P18 , nhưng trong trường hợp này để nâng cao năng suất cắt ta chọn dao có phần cắt là thép hợp kim cứng T15K6, vật liệu than dao là thép 45X. Kích thước mảnh dao được chọn theo quy định : Chiều cao mảnh dao H1: H1 =(14 23)H Chiều rộng mảnh dao B1=( 1,51,7)tmax. Trong đó H là chiều cao của dao định hình(mm) tmax chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết gia công (mm) chọn H1 =13.75=25 mm chọn B1 = 1,7.5 =8.5 mm

TT 20 18 12 15 16 2 5 8 12 15 1x45 0 16 18

1 Chi tiết gia công :

Chi tiết gia công làm từ thép 45, b = 750 N/ mm2, bao gồm nhiều loại bềmặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn Kết cấu chi tiết cân đối Độ chênh lệch đ-ờng kính không quá lớn

2 Chọn loại dao

Tuy chi tiết này cú nhiều đoạn cụn, mặt phẳng nghiờng, về lớ thuyết tanờn dựng dao trụ trũn , để cú độ chớnh xỏc cao hơn, nhưng thực tế khi dựngdao tiện cú bề rộng lớn thỡ chi tiết khụng yờu cầu chớnh xỏc quỏ cao, và lạikhi dựng dao trụ trũn sẽ khụng đảm bảo về độ cứng vững , nờn trong trườnghợp này ta dựng do tiện lăng trụ là hợp lớ nhất , vỡ cú độ cứng vững khỏ cao,đảm bảo gia cụng chi tiết đật yờu cầu.:

Vậy ta dựng dao lăng trụ gỏ thẳng:

Chiều cao hỡnh dỏng lớn nhất của chi tiết :

tmax=DMax - Dmin = 22 -12 = 5tra bảng 2.1 ( thiết kế dụng cụ cắt) ta cú cỏc số liệu sau:

t max Kớch thước dao tiện Kớch thước M

Kớch thước mảnh dao được chọn theo quy định :

- Chiều cao mảnh dao H1: H1 =(1/4 -2/3)H

- Chiều rộng mảnh dao B1=( 1,5-1,7)tmax

- Trong đú H là chiều cao của dao định hỡnh(mm)

- tmax- chiều cao hỡnh dỏng lớn nhất của chi tiết gia cụng (mm)

- chọn H1 =1/3.75=25 mm

- chọn B1 = 1,7.5 =8.5 mm

3.chọn thụng số hỡnh học của dao

Với dao tiện định hỡnh lăng trụ chọn gúc α = 150

Tra bảng 2_14( thiết kế dụng cụ cắt ĐHCNHN) vật liệu gia cụng làthộp 45 cú giới hạn bền như đầu bài cho là b = 750 N/ mm2

Tra bảng 2-4( thiết kế dụng cụ cắt ĐHCNHN) ta được gúctrước  = 25 0

4 tớnh toỏn dao tiện định hỡnh gỏ thẳng :

r1 : b¸n kÝnh chi tiÕt ë ®iÓm c¬ së

rk : b¸n kÝnh chi tiÕt ë ®iÓm tÝnh to¸n

1: gãc tríc ë ®iÓm c¬ së

k : gãc tríc ë ®iÓm tÝnh to¸n

Dựa vào công thưc trên ta có được bảng số liệu sau :

 chọn điểm cơ sở ( ở đây ta chỉ chọn điểm cơ sở ngang tâm thôi chứ không chọn đoạn cơ sở ngang tâm vì chi tiết có rất nhiều đoạn côn nếu chọn 1 đoạn cơ sở ngang tâm sẽ thỏa mãn được đoạn đó gia công chính xác nhưng các đoạn các ngay kể cả các đoạn thẳng sẽ có sai số

vô cùng lớn, và lại chi tiết không yêu cầu chính xác trên một mặt cônnào mà toàn chi tiết nên để cho tiện việc tính toán và đảm bảo yêu cầu thì ta chỉ chọn điểm cơ sở ngang tâm để tính các điểm còn lại Chọn điểm 1 làm điểm cơ sở ngang tâm( vì nằm ngang tâm chi

tiết và xa chuẩn kẹp nhất ) Dựa vào công thức và điểm cơ sở ta tính đươc các điểm khác thể hiện ở bảng số liệu sau :

Hình vẽ minh họa:

5 Phần phụ của profin dao tiện định hỡnh

Phần phụ của lưỡi cắt là phần đẻ vỏt mộp và phần thờm làm cho dao khỏe hơn gồm cú:

Phần vượt quỏ làm cho dao khỏe tăng bền cho dao hơn: a=1 (mm)

Chiều dài phần để xộn mặt đầu là: b= 1 (mm)

Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ dung để xộn mặt đầu là :c=1 (mm)

Vậy tổng chiều dài lưỡi cắt của dao tiện định hỡnh là L

L = lg + a+b+c= 40+1+1+1=43 mm

lg : chiều dài phần lưỡi cắt chớnh

hỡnh vẽ minh họa

6 Thiết kế dưỡng đo và dưỡng kiểm .

Dưỡng đo , dưỡng kiểm dựng trong quỏ trỡnh chế tao dao , dường đo dựng

để kiểm tra profin dụng cụ, dưỡng kiểm dựng để kiểm tra dưỡng đo ,

Kớch thước danh nghió của dưỡng được quy định theo quy luật bao và bị bao , giỏ tri của cỏc sai lệch cú thể lấy theo cấp chớnh xỏc 7

TCVN2245_77 lấy miền dung sai H,h

Về kinh nghiệm lấy kớch thước dưỡng kiểm bằng kớnh thước danh nghĩa dưỡng đo giỏ trị sai lệch lấy theo cấp chớnh xỏc 6 TCVN2245_77 lấy miền dung sai Js,.js.

Vật liệu dỡng đợc chế tạo từ thép lò xo 65 là thép có tích chống màimòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt đợc 58 – 65 HRC Độ nhám các mặtlàm việc đạt khoảng

Ra = 0,63 -0,32 (độ bóng  = 8 -9) các mặt còn lại đạt Ra = 1,25 (độ bóng

 = 7)

Dung sai chế tạo dỡng đợc thể hiện ở bảng sau :

Điểm 4’’ là điểm đầu chi tiết chỗ vát mép

Ta có bảng dung sai sau :

7 yêu cầu kĩ thuật

Vật liệu lưỡi cắt hợp kim cứng T15K6 , phần than dao là theo 45 X

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

Độ bóng bề mặt

- MÆt tríc

- MÆt sau

- MÆt tùa trªn th©n dao thÊp h¬n Rz40

Kích thước biên dạng dao lấy theo cấp chính xác 8

8- cách mài dao

Vì đây là dao lăng trụ mặt sau của dao rất phức tạp nên khó mài nặt sau, trong trường hợp bắt buộc phải mài dao theo quan điểm cá nhân em , ta nên mài mặt trước

9- Nhãn Hiệu

Dao tiện lăng trụ γ = 200 ; α=150 , vật liệu mảnh dao T15K6 , ĐHCNHN

1 phõn tớch chi tiờt gia cụng

Vật liệu gia cụng là gang xỏm GX15_32 cú σk = 150 N/mm2 ,

σu = 320 N/mm2 , đường kớnh lỗ trước khi gia cụng là 20.1 , sau khi gia cụng là 21H7 chiều dài là L =30mm

2 chọn sơ đồ cắt

Với nhưng số liệu đầu bài cho , ta chọn sơ đồ chuốt theo lớp , dao chuốt kộo

3.vật liệu làm dao chuốt

Phần đầu dao làm từ thộp 45, từ phần định hướng làm từ thộp giú P18

4 cấu tao dao chuốt

Trong đó :

l1 : Chiều dài đầu kẹp

l2 : Chiều dài cổ dao

l3 : Chiều dài côn chuyển tiếp

l4 : Chiều dài phần định hớng phía trớc

l5 : Chiều dài phần cắt và sửa đúng

l6 : Chiều dài phần dẫn hớng phía sau

ở dao chuốt , răng sau cao hơn răng trước một lượng Sz gọi là lương nõng của răng

+ trờn phần răng cắt thụ cỏc răng cú lượng nõng bằng nhau , trị số của lương nõng Sz phụ thuộc vào vật liệu gia cụng : với vạt liệu là GX 15_32 ta chọn

Sz = 0.05 mm ( theo bảng 4.3.1 hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại / Đậu Lờ Xin)

+ phần răng cắt tinh : chọn 3 răng cắt tinh với lượng nõng giảm dần :

Lượng nõng răng thứ 1 :Szt1= 0,8.Sz= 0,04 mm

Lượng nõng răng thứ 2 : Szt2 = 0.6 Sz = 0,03mm

Lượng nõng răng thứ 3 : Szt3= 0,4 Sz= 0,02mm

+phần răng sửa đúng có lượng nâng bằng Szsd= 0mm

6 lương dư gia công

Trị số lượng dư phụ thuộc vào chiều dài lỗ chuốt, dạng gia công trước khi chuốt.: công thức tính lượng dư về mặt hình học :

A = ½( Dsd- D min)

Đường kính lỗ trước khi chuốt ; Dmin = Dsd -2A

Dsd : đường kính răng sửa đúng cũng chính là đường kính lỗ sau khi chuốt

7.1 profin dao chuốt dọc trục

Vì đây là gang xám : vật liệu tương đối dòn phoi là phoi vụn nên ta phải chọn rãnh có một cung tròn , lưng thẳng để tăng sức bền răng :

Hình vẽ minh họa:

Trong đó : h: chiều cao rãnh

t:bước răng

L : chiều dài chi tiết gia công L= 30mm

Sz lượng nâng của răng : 0.05 mm

Khi cuốn vào trong răng phoi không xếp được khít chặt , để phơi cuốn hết vào rãnh và không bị kẹt phỉa đảm bảo

1

L

h 1 , 13 z.

Trong đó k là hệ số điền đầy của rãnh tra bảng 4.3.2ta có K=2

=> h 1 , 13 L.S z.K = 1 , 13 30 0 , 05 2 = 1.9572

Để đảm bảo khả năng chứa phoi tốt chọn h=3mm

Các thông số khác tính theo kinh nghiệm

Góc sau dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế việc giảm đường kính sau mỗi lần mài dao và làm tăng tuổi thọ của dao : được chọn như sau

ở răng cắt thô α= 30

ở răng cắt tinh α= 20

ở răng sửa đúng α= 10

ở đáy rãnh chia phoi α= 40

7.2 profin mặt đầu (tiết diện vuông góc mặt trụ )

trong tiết diện này , dao chuốt lỗ trụ có lưỡi cắt là vòng tròn đồng tâm lớn dần theo lượng nâng để giảm lực cắt lưỡi cắt được chia thành những đoạn nhỏ với góc sao rãnh chứa phoi là 40 ( tra bảng 4.3.3c ) ta lấy số rãnh là 12 , chiều rộng rãnh là m=1mm

 Zthô = 1+ 0,3625/ 0,05= 8,25 => số răng cắt thô là 8

Ta có q= 0,25.0,05 = 0,0125< 0,015 nên bố chí lượng dư này cho răng 1

D1 = Dmin +2q = 20,1+0,025=20,125 mm

+ số răng cắt tinh là 3

+ số răng sửa đúng chọn theo độ chính xác của chi tiết gia công ( cấp 7 )

số răng sửa đúng là 8 răng ( bảng 4.3.3e )

Vây tổng số răng là Z = Z thô + Z tinh + Z sưa đúng = 8+3+8 = 19 răng

11 kiểm tra sức bàn dao chuốt :

Mỗi răng cắt chịu 2 thành phần lực : thành phần lực hướng kính Pn , tổng hợp các lực Pn của các răng sẽ triệt tiêu thành phần dọc trục Pz

Lực cắt thành phần Pz tác dụng nên mỗi răng có thể làm mẻ răng nhưng trường hợp này rất ít khi xảy ra , mà tổng hợp lực này sả làm dao bị đứt ở tiết diện đầu tiên :

 b

k

D

P F

p : lực cắt trên một đơn vị chiều dài ; tra bảng ta có p= 153 N/mm2

Z max số răng cùng cắt : = 4 răng

B: chiều dài lưỡi cắt trên một vòng răng

Lm chiều dày thành máy 20→30 chọn bàng 30

L b chiều dài bạc gá 10→15 chọn băng 15

Chiều dai phần răng cắt và răng sửa đúng

dỏ mài rang dao

*dao chuốt lỗ trụ : + vật liệu dao là thộp giú P18

+ phần chuụi làm băng thep 45 + độ cứng sau nhiệt luyện :+phần răng và dẫn hướng phớa sau 62→65 HRC

+ phần cũn lại 45→47 HRC

 độ nhỏm bề mặt

+ cạnh viền của răng sửa đỳng Ra = 0.32

+mặt trước , mặt sau của răng , mặt cụn làm việc , lỗ tõm , mặt dẫn hướng Ra =0.65

+ phần trụ ngoài của đầu dao , rónh chia phoi co Ra = 1.25

+ cỏc mặt khụng mài Ra = 2,5

+ sao lệch bước, chiều cao răng, bỏn kớnh rónh theo cấp chớnh xỏc Js15

+ sai lệch đường kớnh cỏc răng cắt trừ 2 răng cắt tinh cuối cung là h6

+ sai lệch đường kinh hai răng cắt tinh cuối cựng là h5

+ độ đảo của cỏc răng , cỏc phần định hướng , phần đầu dao khụng vượt quỏ 0.006

+ sai lệch góc cho phép không vợt quá:

Góc sau của răng cắt 30 

Góc sau của răng sửa đúng 15 

Góc sau của đỏy rónh chia phoi 30 

Bài 3

Đề bài :

Chế tao dao phay lăn răng để gia cụng bỏnh răng trụ :

Với cỏc số liệu cho như sau:

(Ghi chú: Nếu các số liệu khi tính toán không hợp lý có thể trao đổi lại

với giảng viên)

- Kết qủa gồm: các bản vẽ + thuyết minh

I Thiết kế dao :

Để gia công được bánh răng trụ trên ta dùng dao phay lăn răng tinh liền khối , một đầu mối, có cấp chính xác AA dùng để cắt bánh răng có cấp chínhxác 7, trục vít cơ sở acsimet.

1.- Bước theo phương pháp tuyến : tn = .m.n:

m : m«dun b¸nh r¨ng gia c«ng

n : Sè ®Çu mèi c¾t ren, lÊy n = 1

=> tn = 3.1 =9,4247( mm)2- chiều dày răng ở tiết diện pháp tuyến

Sn = tn / 2 =4,7124 ( mm)3- chiều cao đầu răng

h1 = 1,25.m.ff: hệ số chiều cao đầu răng , chọn f=1

=> h1 = 1,25.1.3= 3,75 ( mm)

4 – chiều cao chân răng h2 = 1,25.m.f = 3,75 (mm)

5 – chiều cao của răng h = 2,5.m.f = 2,5.3.1 = 7,5( mm)

6- trị số góc profin theo mặt trước

α: góc ăn khớp , α = 200 ( theo đầu bài )

Δα = 00

 Δα1 = α – Δα = 200

7- bán kính đoạn cong đầu răng

r1 = 0,25.m = 0,25.3 =0,75( mm)8- bán kính đoạn cong chân răng

r2 = 0,3.m = 0,3.3 = 0,9 (mm)9- đường kính vòng tròn đỉnh răng của dao phay lăn răng tra bảng ( 4-106

sổ tay chế tạo máy ) với m=4=> De = 80 (mm)

10 – số răng Z : với số liệu đầu bài cho => Z = 28 răng

11- lượng hớt lưng :





tg Z

Dt = D e - 2,5 m f – 0,5 K = 80 – 2,5 3 1 – 0,5.2 = 71,5( mm)14- góc nghiêng lý thuyết của rãnh xoắn ( góc xoắn của rãnh vit )

sinω = m.n / Dt = 3.1/ 71,5 =0,041958

 ω = 2 0 24’

15- bước rãnh xoắn lí thuyết ( bước xoắn của rãnh vít )

T = π Dt cotg ω= π 71,5 cotg 20 24’ = 5346,2(mm)16- bước của răng vít theo chiếu trục

t = tn / cos ω = 9,4247 / cos(2024’) = 9,433 (mm)

17- chiều sâu của rãnh thoát phoi H :

H = h + (K+K1) /2 +( 1→2)= 7,5+ (2+3)/2 + 1 = 11 (mm)

18- góc của rãnh thoát phoi

Chọn phụ thuộc váo số răng Z của dao phay : Z = 26 răng> 12

) 2 ( 

21- đương kính của đoạn rãnh then không tiện

d1 = 1,05 d = 1,05 32 = 33.6( mm)22- đường kính của gờ

D1 = D e – 2.H – (1→2) = 57 (mm)Lấy theo tiêu chuẩn D1 = 50 (mm)23- chiều dài của gờ

II -điều kiện kĩ thuật của dao :

Vật liệu làm dao là thép gió P18 có độ cứng 62-65 HRC

Yêu cầu kĩ thuật

1- sai lệch đường kính lỗ lắp ghép : H5

2- độ đảo đường kính của gờ + 0.005mm

3- độ đảo mặt đầu của gờ +0.003mm

4- sai lệch độ thẳng và đường kính của mặt trước trên chiều cao làm việc củarăng+ 0.015mm

5- độ đảo đường kính của đỉnh răng +0.019 mm

6- hiệu của các bước vòng lân cận của rãnh thoat phoi+0.019mm

7- sai số bước vòng của rãnh thoát phoi +0.036mm

8-Sai lệch hướng rãnh thoát phoi +0.063mm

9- sai lệch so với dạng đã cho của profin răng +0.006mm

10- sai lệch chiều daỳ răng 0.042mm

11- sai lệch chiều cao đầu răng 0.06mm

12- sai lệch đường xoắn của mặt bên răng dao phay đo từ răng nọ đến răng kia +0.005mm

13- sai lệch đường xoắn của mặt bên răng dao phay trên một vòng quay đo theo chiều ăn khớp +0.011mm

14- sai lệch của đường xoắn cảu mặt bên dao phay

trên 3 vong quay +0.017mm

15- hiệu lớn nhất các sai lệch cảu các điểm trên lưỡi cắt đo dọc đường xoắn theo hướng đường ăn khớp từ răng nọ đến răng kia + 0.005mm

16- sai lệch ăn khớp trên chiều dài ăn khớp +0.012mm

17- sai số lớn nhất của bước ( không có )

α=20 0 ,

chế tạo bằng thép P18 , cấp chính xác AA Trường ĐHCN HN ,2009

III- phương pháp đo

Theo quan điểm cá nhân em , để chế tạo được giưỡng kiểm tra là rất khó khăn nên thiết nghĩ phương pháp đo hữu hiệu nhất là cắt thử sau: với điều kiện hoàn thành sản phẩm sau đó đo trực tiếp sản phẩm ( bánh răng trụ từ đóđưa ra các thông số sau đó so lai với dao phay xem có đạt yêu cầu không

 Phương pháp mài dao :

Vì đây là sao phay tinh lên góc trước gàn như không thể thay đổi tròn trường hơp dao cùng đi ta sẽ chỉ mài góc sau , như vậy sau một thời gian răng dao sẽ ngắn đi ảnh hưởng đến chất

lượng sản phẩm, vậy nên trong quá trình sủ dụng dao phay lăn

răng chú ý chọn chế đọ cắt hợp lí phù hợp tránh dẫn đến tình trạng cùn dao khó khác phục

Tài liệu tham khảo

+ hướng dẫn thiết kế dung cụ cắt kim loại ( Đậu Lê Xin ).+ Sổ tay chế tạo máy

+ thiết kế dụng cụ cắt ( trường ĐHCNHN)

+Bài giảng thiết kế dụng cụ công nghiệp ( Bành Tiến Long)