Đồ án môn Thiết kế dao - SV Nguyễn Văn Thảo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN GIA CÔNG VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DAO Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Phương Giang Sinh viên thực : Nguyễn Văn Thảo Lớp : CTM6 – K46 -HÀ NỘI 01 - 2005 - Đồ án môn học thiết kế dao - Lời nói đầu * * * Trong nghành khí chế tạo máy để tạo hình chi tiết chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không coi trọng Dụng cụ cắt với trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính xác, xuất tính kinh tế cho chi tiết gia công Vì việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại nhiệm vụ quan trọng người kỹ sư khí Trong đồ án môn học em giao nhiệm vụ thiết kế dụng cụ cắt điển hình dao tiện định hình, dao chuốt lỗ trụ dao phay đĩa modul Ngoài việc vận dụng kiến thức học, tài liệu thiết kế Em hướng dẫn tận tình, chu đáo thầy cô môn, đặc biệt cô Nguyễn Thị Phương Giang giúp em hoàn thành đồ án Với thời gian trình độ hạn chế, em mong quan tâm bảo tận tình thầy để em thực vững vàng trường nhận công tác Em xin trân thành cảm ơn Sinh viên thiết kế Nguyễn văn Thảo Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao - Phần I: DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau: Vật liệu gia công: thép 45 có b = 750 N / mm2 Phân tích chi tiết gia công: Chi tiết gia công làm từ thép 45, b = 750 N / mm2, bao gồm nhiều loại bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn mặt đầu Đây chi tiết tương đối điển hình, kết cấu chi tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính không lớn Trên chi tiết đoạn có góc profile nhỏ Do chi tiết có mặt côn nên gia công dễ xuất sai số lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết Song độ xác chi tiết yêu cầu không cao Mặt đầu chi tiết có độ chênh lệch đường kính không lớn Chọn loại dao: Ở chi tiết này, dùng dao lăng trụ hay dao tiện kiểu đĩa Song để đơn giản việc thiết kế, chế tạo gá gia công Ta chọn dao tiện định hình lăng trụ hợp lý Khi chọn dao lăng trụ dao dễ chế tạo chi tiết có mặt côn nên xảy tượng lưỡi cắt không nằm mặt phẳng qua trục gây sai số gia công gá dao thẳng Nhưng độ xác chi tiết không yêu cầu cao nên ta bỏ qua sai số Do ta chọn cách gá dao thẳng Căn vào chiều sâu max chi tiết: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao d max  d 35  18   8,5 mm 2 Dựa vào bảng 3.2a – Kết cấu kích thước dao tiện định hình lăng trụ sách “ Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại ” Ta có kích thước dao B = 19; H = 75; E = 6; A = 25; F = 15; r = 0,5; d = 6; M = 34,45; Chọn thông số hình học dụng cụ: Chọn góc trước: Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước dao  = 22 Chọn góc sau : Góc sau  dao chọn  = 12 Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng: Công thức tính toán: A = r1.sin; Sin k = A / rk Ck = rk.cos k; B = r.cos  k = Ck – B = rk.cos k - r.cos  h k = k cos(  +  ) Trong : r1 : bán kính chi tiết điểm sở rk : bán kính chi tiết điểm tính toán 1: góc trước điểm sở k : góc trước điểm tính toán t max  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao   A B R9 18 3 6   R1 R 17 ,5 R10 ,5 R 11 2, R h2 4'4 3' 2' 6' 7' 8' Chọn điểm sở: Điểm sở chọn điểm nằm ngang tâm chi tiết hay xa chuẩn kẹp dao Vậy ta chọn điểm làm điểm sở Tính toán điểm ta có bảng thông số sau: Điểm ri (mm) 12,5 12,5 11,5 17 17 10 A (mm) 3,3715 sini 0,3746 0,2697 0,2697 0,2932 0,3746 0,1932 0,1932 0,3372 Ci(mm) 8,3447 12,0367 12,0367 10,9947 8,3447 16,6623 16,6623 9,4145 i(mm) 3,6921 3,6921 2,6501 8,3177 8,3177 1,0699 hi(mm) 3,0609 2,1969 2,1969 6,8957 6,8957 0,8869 i 22 15,6474 15,6474 17,0479 22 11,4388 11,4388 19,703 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao 10 10 17,5 0,3372 0,1927 9,4145 17,172 1,0699 8,8275 0,8869 7,3183 19,703 11,1078 Phần phụ profile dụng cụ: Phần phụ profin dụng cụ dùng để vát mép chuổn bị cho nguyên công cắt đứt kích thước phần phụ gồm f f1 f a = b = ( mm) g : Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g = ( mm ) f : Chiều rộng vát chi tiết chọn f = ( mm ) c = f +g + = ( mm ) 1 = 30  = 45 d = ( c – g ).tg + = ( – ).tg45 + = (mm) Chiều dài dao : L = lc + a + b + d + g = 32 + + + + = 40 ( mm ) Thiết kế dưỡng – dưỡng kiểm Dưỡng dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau chế tạo Kích thước dang nghĩa dưỡng kích thước dang nghĩa dao Kích thước dang nghĩa dưỡng quy định theo luật bao bị bao giá trị sai lệch lấy theo cấp xác với miền dung sai H, h (TCVN 2245 – 77) Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng Kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm quy định theo luật bao bị bao, song dưỡng dễ chế tạo xác, đo bị mòn theo phương, theo kinh nghiệm, người ta lấy kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm kính thước dang nghĩa dưỡng đo Sai lệch lấy đối xứng, giá trị sai lệch lấy theo cấp xác với miền dung sai Js, js (TCVN 2245 – 77) Vật liệu dưỡng chế tạo từ thép lò xo 65 thép có tích chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt 58 – 65 HRC Độ nhám mặt làm việc đạt khoảng Ra = 0,63 …0,32 (độ bóng  = …9) mặt lại đạt Ra = 1,25 (độ bóng  = 7) Dung sai chế tạo dưỡng thể bảng sau : Điểm 1–2 2–3 3– 1–5 5–6 6–7 7–8 8–9 - 10 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao Dưỡng đo Cao 2,5+0,00 Dài Cao +0,009 6- 2,5 ±0,00 6±0,00 2+0,00 1,5 +0,00 +0,00 5+0,00 2+0,00 2+0,00 9 6 7±0,004 ±0,003 0,003 Dưỡng kiểm +0,00 3 Dài 6±0,004 3±0,003 5±0,004 5±0,004 ±0,003 ±0,003 1,5 Kích thước danh nghĩa dượng theo profile dao 5±0.01 D­ìng 0,63 1,25 31+0.006 29-0.006 27 +0.006 22+0 006 17+0.006 14+0.006 8-0.006 7+0,009 7±0,004 +0, 006 ±0,003 2,5+0,009 2-0.006 2±0.003 8±0.003 14±0.003 22±0.003 17±0.003 27±0.003 29±0.003 31±0.003 D­ìng kiÓm 30 R3 8 32±0.05 Điều kiện kỹ thuật: a, Vật liệu phần cắt: Thép P18 Vật liệu thân dao: Thép 45 b, Độ cứng sau nhiệt luyện: - Phần cắt HRC 62 – 65 - Phần cắt thân dao HRC 30 – 40 c, Độ bóng: - Mặt trước - Mặt sau - Mặt tựa thân dao thấp Rz40 d, Sai lệch + góc mài sắc: - Sai lệch góc trước  : 22o1 o - Góc  : 45o1o - Góc 1 : 30o1o Phần II Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRÒN h  R  Phân tích chi tiết: Vật liệu gia công thép 60, HB200 vật liệu có độ cứng trung bình (khoảng 700N/mm2) Đường kính lỗ gia công tương đương với 36D9 chiều dài chi tiết 70mm, chi tiết có chiều dài lớn, điều ảnh hưởng nhiều tới sức bền dao Chọn sơ đồ chuốt: Ta chọn sơ đồ chuốt: chuốt ăn dần, chuốt lớp, chuốt mảnh Nhưng với Chuốt lỗ tròn ta chọn sơ đồ chuốt lớp Sơ đồ chuốt: Thiết kế dao: Lượng dư gia công: A = (Dmax – Dmin )/ Dmax = DDN1 + SLT Dmin = DDN2 + SLD DDN1= 36mm DDN2= 35mm Với 36D9 có SLT=+0,142mm Phôi có 35  SLD = 0,000mm  Dmax = 36+ 0,142=36,142mm  Dmin = 35 +0,00 = 35mm 36,142 - 35 A= = 0,57mm Lượng nâng dao: Theo bảng “Hướng dẫn thiết kế đồ án t môn học/T16” ta chọn Sz = 0,03 (theo b phía) Tính toán cắt: f Tính toán cắt Số cắt tinh: ta chọn số cắt Ztinh = r Chọn lượng nâng cắt tinh : Sz1 = 0,021mm Sz2 = 0,012mm Sz3 = 0,006mm Lượng dư cắt tinh Atinh = Sz1+ Sz2 + Sz3 = 0,021 + 0,012 + 0,006 = 0,039mm Số cắt thô 0,57  0,039 A  Atinh Zthô = +1= + = 18,733 lấy Zthô = 18 0,03 Sz Cộng thô có Sz = Lượng dư lại q = 0,266667 x 0.03=0,0085 < 0,015 Do ta cho vào cắt Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao Kết cấu dạng răng cong: Tiết diện rãnh thoát phoi FB = F.K = K.SZ.LC Với K hệ số lấp đầy rãnh: chọn K = theo bảng FB = 3.0,03.70 = 6,3mm2 Khi ta có bước t t = (1,25  1,5) Lc = (1,25  1,5) 70 = (10,5  14,55) mm Chọn t = 12 (mm) Buớc sửa : tsđ = (0,6  0,8).t = 7,2  9,6 (mm)  Chọn tsđ = (mm) Chiều cao h h  1,13 K Lc.Sz = 1,13 6,3 = 2,836  Chọn h = mm Bán kính cong rãnh: R = (0,65  0,7).t = 7,8  8,4  Chọn R = mm r = (0,5  0,75).h = 1,5  2,25  Chọn r = mm b = (0,25  0,4).t =   Chọn b = mm Cạnh viền f chọn: Răng cắt f = 0,05 Răng sửa f = 0,2 mm Thông số hình học: Góc trước cắt sửa tra theo bảng ta có Góc trước  =12015 chọn  =15 Góc sau : Đối với cắt thô : =3 Đối với cắt tinh : =20 Đối với cắt sửa đúng: =10 Số đồng thời tham gia cắt: 70 L ZMax = +1= + = t 12 Số sửa đúng: Tra bảng 10 ta có: zsđ =  Số cắt dao: ZC = Zthô + Ztinh = 18 + = 21 Tổng số dao chuốt: Z = Zthô + Ztinh + Zsửa = 18 + + = 26 Đường kính dao: D1 = D0 + 2.q = 35 + 2.0,0085 = 35,017mm DZ = D1 + 2(z-1).SZ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao Khi ta tính kích thước đường kính dao chuốt sau: Đường kính dao chuốt D1= D0+2q 35,017 D2=D1+2sz 35,077 D3= D2+2sz 35,137 D4 =D3+2sz 35,197 D5 =D4+2sz 35,257 D6 =D5+2sz 35,317 D7 =D6+2sz 35,377 D8 =D7+2sz 35,437 D9 =D8+2sz 35,497 D10 =D9+2sz 35,557 D11 =D10+2sz 35,617 D12 =D11+2sz D13 =D12+2sz D14 =D13+2sz D15 =D14+2sz D16 =D15+2sz D17=D16+2sz D18=D17+2sz D19=D18+2sz1 D20=D19+2sz2 D21=D20+2sz3 D22=D21 35,677 35,737 35,797 35,857 35,917 35,977 36,037 36,058 36,070 36,076 36,076 Chiều dài dao chuốt: Đường kính phần định hướng phía trước đường kính lỗ trước chuốt D3 = D0 = 35 mm L4chiều dài phần định hướng chiều dài lỗ chuốt L4 = 70mm Xác định phần định hướng phía sau: Đường kính phần định hướng phía sau đườngkính lỗ sau chuốt D7 = 36,076 mm Chiều dài phần định hướng phía sau L7 = (0,5  0,7).L = (35  49) mm Lấy L7 = 40mm Xác định khoảng cách từ đầu dao đến L = L1 + Lh + Lm + Lb + L4 L1 : Là chiều dài phần kẹp đầu dao mâm cặp chọn L1 = 125 mm Lh : Khe hở chiều mặt đầu mâm cặp với thành máy; lấy Lh = 10 mm Lm: Là chiều dầy thành máy Lb: Là chiều dày thành bac tì Thường lấy L1 + Lh + Lm + Lb = 160  200 ta lấy L1 + Lh + Lm + Lb = 180 mm  L = 180 + 70 = 250mm - L2 chiều dài cổ dao: L2 = L- (L1 + L3 + L4) = 250 – (125 + 15 + 70) = 40 mm L3 chiều dài phần côn chuyển tiếp; ta lấy L3 = 15 mm  L2 = L – (L1 + L3 + L4) = 250 – (125 + 15 + 70) = 40 mm - Xác định chiều dài phần cắt L5 = t.ZC = 12.21 = 252 mm - Xác định chiều dài phần sửa Lsửa = L6 = tSửa Zsửa = 9.5 = 45 mm - Chiều dài toàn dao Ld = L + L5 + L6 + L7 = 250 + 252 + 45 + 40 = 587 mm Kiểm tra điều kiện cứng vững chiều dài dao Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTM6_K46 Đồ án môn học thiết kế dao [Ld] = 40.35 =1400mm Vậy: Ld < [Ld]  dao đảm bảo đủ cứng Sức bền dao chuốt: Tính lực chuốt lớn nhất: Pmax=CP.SZX  b Zmax.K Kn Km CP: số phụ thuộc vật liệu gia công Tra bang 12 ta có Cp = 762 x: số mũ, x = 0,85 SZ: lượng nâng răng: Sz = 0,03 K; Kn; Km: hệ số ảnh hưởng góc trước; dung dịch nguội lạnh; mức độ cùn dao Đối với dao chuốt lỗ trụ ; Pmax=CP.SZX  b Zmax.K Kn Theo bảng 13 ta có : K = 0.93; Kn = 1,15; Km = 1,34; Pmax = 762.(0.03)0.85.44.6.0,93.1,15.1,34 = 14635N Kiểm tra sức bền dao chuốt: P max x = Fx Fx: Tiết diện nguy hiểm đầu dao; Fx = 660 mm2 14635 x = = 22,16 N/mm 660 Theo bảng 15 ta có: ứng suất cho phép dao: z =35kg/mm2 Ta thấy x