Thiết kế dao sv nguyễn năng quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN GCVL VÀ DCCN -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DAO GVHD : Bùi Ngọc Tuyên Sinh viên: Nguyễn Năng Quang Lớp : CTM2-K45 -HÀ NỘI 03 - 2004 - Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP Phần I THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH I, PHÂN TÍCH CHI TIẾT Chi tiết (hình vẽ trang 2) có độ xác không cao h11 gồm phần mặt trụ MN, DK phần mặt xuyến CM nên chọn DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH TRÒN TIỆN NGOÀI GÁ THẲNG II, CHỌN CỠ, KÍCH THƯỚC DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH - Chọn vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công thép C40, để nâng cao chất lượng suất cắt chọn vật liệu làm dao thép P18 Với sơ đồ hình vẽ ta tính được: R=25(mm)  h  252   23,324( mm )    50  2( 25  23,324)  46,648( mm ) Để chọn cỡ dao vào chiều sâu lớn chi tiết t max  rmax  rmin rmax  25( mm ) rmin  20( mm )  t max  25  20  5( mm ) Tra theo bảng 3.2.2 ta có cỡ kích thước dao tiện định hình hình tròn tiện ngoài: Cỡ dao t max 4-6 D 40 D 13 Phần d1 b 20 10 C r Phần kẹp d2 l2 Z 20 12 Thông số hình học dao bao gồm góc trước  góc sau  chọn điểm sở Vật liệu chi tiết C40 tra theo bảng 3.3.1 Thép cứng trung bình  b  500  800( N / mm)    20  25 Góc sau  dao tiện định hình chọn sau: Dao tròn   10  12 Từ ta chọn   20 ;   10 ;        100 Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP Chọn điểm D điểm sở (sơ đồ thiết kế trang 4) D 40   20(mm ) 2  50  40  R2  R1.Cos     20.Cos10   14,7( mm)    46,648  40  R3  R1 Cos     20.Cos10  3,324  16,372(mm )   r1  20( mm) R1  r2  23,324( mm) r3  25(mm ) TT 10 11 Công thức H  R1 Sin P  R1.Sin(   ) A  r1 sin  A  k  arcsin rk B  r1 Cos Ck  rk Cos k Tk  C k  B P  k  arctan Ek F  R1 Cos(   ) E k  F  Tk Điểm 1,2 3,473 6,84 3,473 Điểm 2,4 3,473 6,84 3,473 Điểm 3,473 6,84 3,473 100 7,99 8,560 24,757 5,061 23,064 3,368 26,4770 23,9130 13,733 5,3 15,426 3,628 19,696 200 18,794 hk  R1  Rk Chiều rộng dao tiện định hình (hình vẽ trang 5) Chiều rộng dao tiện định hình xác định dọc theo trục chi tiết gia công L p  Lg  a  c  b  b1 Trong đó: Lg : Chiều dài đoạn lưỡi cắt (lấy chiều dài chi tiết định hình dao gá thẳng) Lg  38( mm) a: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt, lấy 25 (mm), chọn a= 4(mm) c: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết, lấy 13 (mm), Nếu mặt đầu chi tiết có vát lấy lớn phần vát 11,5 (mm), c=1+1=2(mm) 1 góc đoạn lưỡi xén mặt đầu, có vát   450 t: chiều cao lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt t = 4 t max  5(mm ) b: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt b=310(mm), chọn b=5(mm) Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP b1 : đoạn vượt lấy (mm) : góc nghiêng đoạn lưỡi cắt đứt   150 L p  Lg  a  c  b  b1  38      50( mm ) III, TÍNH TOÁN CUNG TRÒN THAY THẾ Trên cung cong chi tiết lấy điểm A,B,C y C B A Với toạ độ tương ứng điểm: A(0,0); B(4,577; 0,4226); C(9;1,676) Áp dụng công thức: x0  x ( xC2  yC2 ) y B  ( x B2  y B2 ) yC ( xC y B  x B y C ) ( xC2  yC2 ) x B  ( x B2  y B2 ) xC y0  ( xC y B  x B y C ) Ta tính toạ độ tâm bán kính cung tròn thay là:  x  1,329.10 3   y  25,006 R x02  y 02  25,006(mm ) IV, THIẾT KẾ DƯỠNG ĐO, DƯỠNG KIỂM TRA - Dưỡng đo Dd biên dạng dưỡng đo xem bao so với biên dạng lưỡi cắt dao, kích thước danh nghĩa tương ứng dao Vì trường dung sai kích thước biên dạng dao phân bố phía âm nên kích thước danh nghĩa dưỡng đo kích thước danh nghĩa tương ứng dao Trường dung sai kích thước biên dạng dưỡng đo phân bố phía dương Trị số dung sai dưỡng đo Kích thước chiều trục có dung sai 0,006mm toạ độ tâm bán kính cung tròn thay có dung sai 0,02mm - Dưỡng kiểm DK kích thước danh nghĩa dưỡng kiểm lấy kích thước dưỡng đo Trường dung sai kích thước biên dạng dường kiểm phân bố phía Trị số dung sai chế tạo kích thước Các kích thước chiều cao hình Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP dáng, kích thước chiều trục có sai lệch  0,002(mm ) toạ độ tâm bán kính cung tròn thay có sai lệch  0,005(mm ) - Vật liệu làm dưỡng thép lò so tấm, mác 60r, 65r (ký hiệu thép Liên Xô) Thép có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện 5865HRC Độ nhám phần prôfin dưỡng cần đạt Ra=0,630,62m(cấp 6), phần khác Ra=1,25m (cấp 7) Yếu tố kiểm tra Khoảng điểm 2-3 3-4 1-2 Dưỡng đo Dưỡng kiểm Chiều dài Chiều cao Chiều dài CHIỀU CAO 16 0 , 018 0 , 012 16 0,011 0, 015 0,012 0,008 0 ,008 0, 009 0 R(4-5) 0,015 1,676 0, 01 0,009 1,676 0,006 Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP Phần II THIẾT KẾ DAO CHUỐT CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỀ BÀI Tt 3N Đường kính danh nghĩa lỗ sau chuốt, mm 64 Cấp Chiều dài xác lỗ sau lỗ chuốt, chuốt mm H7 44 Vật liệu chi tiết Nguyên công trước chuốt Thép 50 Tiện rộng Ghi I, PHÂN TÍCH CHI TIẾT, CHỌN SƠ ĐỒ CẮT Chọn dao với đường kính danh nghĩa lỗ sau chuốt: 64(mm) Cấp xác lỗ sau chuốt: H7 Chiều dài lỗ chuốt: 44(mm) Vật liệu chi tiết: thép 50 Do chọn sơ đồ cắt theo sơ đồ chuốt lớp II, VẬT LIỆU LÀM DAO CHUỐT Dao chuốt làm từ loại vật liệu phần đầu dao (hay phần cán) làm thép kết cấu thép 45 Phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở sau) làm thép gió P18 III, PHẦN RĂNG CẮT VÀ SỬ DỤNG Dao chuốt chia làm phần lớn - Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần (III) gồm phần cắt thô, cắt tinh, sửa - Phần dẫn hướng phía trước (II) - Phần dẫn hướng phía sau (IV) - Phần đo (V) (thường có dao chuốt dài) Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP - Phần phần quan trọng dao chuốt thiết kế trước để làm sở cho phần khác, kích thước răng, số lượng răng, đường kính IV, LƯỢNG NÂNG CỦA RĂNG SZ Ở dao chuốt, sau cao trước lượng Sz gọi lượng nâng răng, lượng nâng thay đổi theo bước tiến dao Trên phần cắt thô, có lượng nâng (trừ vài đầu tiên) phần cắt tinh, lượng nâng giảm dần Trên phần sửa lượng nâng Tra bảng 4.3.1 ta lượng nâng cắt thô Sz Với dao chuôt lỗ trụ Thép bon b 500700 (N/mm2) Sz=0,025  0,03(mm) Sau cắt thô cắt tinh Số cắt tinh thường chọn từ 5 Thông thường chọn cắt tinh, với lượng nâng 0,8Sz, 0,6Sz, 0,4Sz với cắt tinh cuối không uốn nhỏ thua 0,015 (mm) để tránh tượng miết kim loại Sau cắt tinh cuối sửa đường kính cắt tinh cuối Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP V, LƯỢNG DƯ GIA CÔNG Lượng dư gia công cho theo yêu cầu công nghệ, trị số lượng dư phụ thuộc chiều dài lỗ chuốt, dạng gia công trước chuốt Tra bảng 3.4.2 ta xác định kích thước lỗ trước (d min) Với chiều dài lỗ: 44(mm) Đường kính lỗ sau chuốt: 64(mm) Lượng dư theo bán kính để chuốt lỗ trụ: 0,5(mm) Tính lượng dư: ( Dsd  d )  d  Dsd  A A Dsd  64  0,03  64,03(mm ) dmin=64,03-2.0,5= 63,03(mm) Vậy đường kính lỗ trước chuốt: 63,03(mm) Lượng dư cho cắt thô cắt tinh n Atinh   S ztinh k 1 Atinh  (0,8  0,6  0,4)0,025  0,045 Atinh  0,045( mm) Lượng dư thô là: Atho  A  Atinh  0,5  0,045  0,455 Atho  0,455(mm) VI, KẾT CẤU RĂNG VÀ RÃNH Răng rãnh thiết kế cho đủ độ bền, phoi đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền tuổi thọ dao lớn dễ chế tạo - Profin dọc trục: Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây Vì dạng rãnh thiết kế có loại cung tròn nội tiếp để phoi dễ Dạng rãnh đặc trưng thông số sau: Chiều sâu rãnh h; bước t; cạnh viền f; chiều rộng lưng c; bán kính rãnh R, r; góc trước , góc sau ; bước lưng  Chiều sâu rãnh hay chiều cao rãnh h, bước t thiết kế cho đủ không gian chứa phoi Nếu xem gần rãnh thoát phoi hình tròn có đường kính h tiết diện rãnh là:  h ( mm ) Với h  1,13 L.S z K F Tra bảng 4.3.3a với lượng nâng răng: Sz=0,025 thép có độ cứng b=500 800(N/mm2) K=3 Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP  h  1,13 44.0,025.3  2,053 F  2,0532  3,31( mm ) Diện tích dải phoi nằm rãnh là: F f  L.S z ( mm )  F f  44.0,025  1,1(mm ) Với L, Sz chiều dài chi tiết lượng nâng Các thông số khácđược tính theo công thức kinh nghiệm: * t  ( 2,5  2,8).h  (2,5  2,8).2,053  5,1325  5,7484  t  5,5( mm) * r  (0,5  0,55).h  (0,5  0,55).2,053  1,0265  1,12915  r  1,1(mm ) * b  (0,3  0,4).t  (0,3  0,4).5,5  1,65  2,2  b  2( mm) * R  (0,65  0,8).t  (0,65  0,8).5,5  3,575  4,4 R  4(mm) Để tăng tuổi bền dao mặt sau mài theo cạnh viền f cắt f=0,05(mm) sửa f=0,2(mm) Góc trước  Tra bảng 4.3.3b Với vật liệu gia công b=500  800(N/mm2) =120  150 Góc sau dao chuốt (trong) phải chọn nhỏ để hạn chế tượng giảm đường kính sau lần mài lại làm tăng tuổi thọ dao, góc sau chọn: cắt thô: =30  30.30’ Răng cắt tinh: =20 Răng sửa đúng: =10 đáy rãnh chia phoi: =30  50 Góc lưng  thường lấy 70  750 - Profin mặt đầu (trong tiết diện vuông góc với trục) Trong tiết diện này, dao chuốt lỗ trụ có lưỡi cắt vòng tròn đồng tâm lớn dần theo lượng nâng Để phoi dễ vào rãnh, lưỡi cắt chia thành đoạn nhỏ, cho chiều rộng đoạn không lớn 6(mm) Tra bảng 4.3.3c Với đường kính dao > 50  55(mm) Số rãnh 24 Ở dao chuốt lỗ, đường kính đáy rãnh D i lớn dần phía sau lượng 2.Sz=2.0,025=0,05(mm) - Số dao chuốt đường kính chúng Số cắt thô: Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP Z th  Ath 1 Sz Với Ath=0,455  Z th  0,455   19 0,025 Vậy số cắt thô Zth=19 Số cắt tinh Ztinh=3 Số sửa Tra bảng 4.3.3e Với cấp xác H7 Zsd =  - Số cắt lớn z0  50   10 5,5 Do chi tiết dài Z0=8 - Đường kính dao chuốt D = Dmin= 55,03(mm) D = D1 + 2.Sz = 55,03+2.0,025 = 55,08(mm) D = D2 + 2.Sz = 55,08+2.0,025 = 55,13(mm) D n = D1 + 2.(n-1).Sz D19 = D + 2.(19-1).Sz = 55,03 + 2.18.0,025 = 55,93(mm) - Số cắt tinh Dt1 = D19 + 2.0,8.Sz = 55,93 + 2.0,8.0,025 = 55,97(mm) Dt2 = Dt1 + 2.0,6.Sz = 55,97 + 2.0,6.0,025 = 56(mm) Dt3 = Dt2 + 2.0,4.Sz = 55 + 2.0,4.0,025 = 55,02(mm) - Số sửa Dsd=64,03(mm) - Kiểm tra sức bền dao chuốt Sơ đồ chịu lực: Mỗi cắt dao chịu lực thành phần tác dụng Thành phần hướng kính Py thành phần hướng vào tâm dao Tổng hợp lực Py triệt tiêu thành phần lực dọc trục Pz song song với trục chi tiết Tổng hợp lực Pz lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao