Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Thiết kế dao tiện định hình

Do chi tiết có dạng côn nên khi gia công dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết.. Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4Ở chi tiết này có thể dùng dao lăng trụ

PHẦN I: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu câu: Thiết kế dao tiện định hình với các thông số sau : Vật liệu gia công thép C45,

δb = 600N/mm2

Ø18 Ø25 Ø20 Ø16

1x45°

20 22 25 30 35

1 Phân tích chọn dụng cụ gia công:

Chi tiết gia công làm từ thép C45, δb = 600N/mm2, bao gồm loại bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn và mặt đầu Đây là một chi tiết tương đối điển hình, chi tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính không quá lớn Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profin quá nhỏ hoặc bằng 0 Do chi tiết có dạng côn nên khi gia công dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết Song độ chính xác của các chi tiết yêu cầu không cao Mặt đầu chi tiết có độ chênh lệch đường kính

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4

Ở chi tiết này có thể dùng dao lăng trụ hay dao tiện kiểu đĩa đều được cả Song để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng như gá và gia công ta chọn dao tiện định hình lăng trụ sẽ hợp lý hơn Khi chọn dao tiện lăng trụ thì dao dễ chế tạo nhưng do chi tiết mặt côn nên sẽ xảy ra hiện tượng lưỡi cắt chính không nằm trong mặt

phẳng đi qua trục sẽ gây ra sai số gia công khi dao gá thẳng Nhưng do độ chính xác của chi tiết không yêu cầu quá cao nên ta có thể bỏ qua sai số này Do đó ta chọn cách gá dao thẳng

Góc sau của dao chọn α = 12o

4 Tính toán chiều cao và profin dao:

r1 : bán kính chi tiết ở điểm cơ sở

rk : bán kính chi tiết ở điểm tính toán

γ1 : góc trước ở điểm cơ sở

γk : góc trước ở điểm tính toán

- Tính A (điểm 1 và 2): A = r1.sinγ = 8.sin25o= 3,381(mm);

- Tính điểm 3 và 4: Có 3 trùng 4 nên γ3 = γ4; T3 = T4; h3 = h4;

Ta có: sinγ3 = (r1/r3).sinγ1 = (8/10).sin25o = 0,338 => γ3 = 19,761o

=> T3 = C3 – B = r3.cosγ3 – r1.cosγ1 = 10.cos 19,761o – 8.cos25o = 2,161 (mm)

=> h3 = T3.cos(γ + α) = 2,161.cos37o = 1,726 (mm)

- Tính điểm 5 và 6: Có 5 trùng 6 nên γ5 = γ6; T5 = T6; h5 = h6;

Ta có: sinγ5 = (r1/r5).sinγ1 = (8/12,5).sin25o = 0,270 => γ4 = 15,693o

=> T5 = C5 – B = r5.cosγ5 – r1.cosγ1 = 12,5.cos 15,693o – 8.cos25o = 4,784 (mm)

=> h5 = T5.cos(γ + α) = 4,784.cos37o = 3,821 (mm)

- Tính điểm 7 và 8: Có 7 trùng 8 nên γ7 = γ8; T7 = T8; h7 = h8;

Ta có: sinγ7 = (r1/r7).sinγ1 = (8/9).sin25o = 0,376=> γ6 = 22,065o

=> T7 = C7 – B = r7.cosγ7 – r1.cosγ1 = 9.cos 22,065o – 8.cos25o = 1,090 (mm)

=> h7 = T7.cos(γ + α) = 1,090.cos37o = 0.871 (mm)

5 Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình:

Căn cứ vào chiều sâu max của chi tiết:

B = 14; H = 75; E = 6; A = 20; F = 10; r = 0,5; d = 6; L = M = 29,46;

6 Tính toán chiều rộng lưỡi cắt:

Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt kích thước của phần phụ gồm.:

a = b = 1 (mm)

g: Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g = 2 (mm)

f: Chiều rộng vát của chi tiết chọn f = 1 (mm)

c = g + f + 1 = 4 (mm)

d = (c – g).tan45o + 3 = (4 – 2).tan45o + 3 = 5 (mm)

Chiều dài của dao:

L = lc + a + b + d + c = 35 + 1 + 1 + 5 + 4 = 46 (mm)

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4

a b

g

c d

7 Điều kiện kỹ thuật:

- Vật liệu phần cắt: thép gió;

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện;

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4

PHẦN II: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN

Tính toán dao phay đĩa môđun có: m = 3, Z = 20, vật liêu làm bánh răng thép 40X

Trước hết ta cần chọn một con dao trong bộ thiết kế, ta chọn dao số 3 trong bộ 8 con dao có số rang gia công 17 – 20 răng Dao cần thiết kế có số răng gia công là Z = 17 vì với dao này độ cong đường thân khai sẽ lớn vì vậy với các bánh rang Z > 17 được gia công bằng bánh răng Z = 17 sẽ có profin doãng hơn tạo điều kiện ăn khớp dễ dàng hơn

- Bán kính vòng tròn cơ sở r0 = rc.cosα = 25,5.cos20o = 24 (mm)

Để vẽ profin dao ta lập hệ trục Oxy với góc tâm O của bánh răng (hình vẽ) Giả sử

có điểm M (x,y) nằm trên profin rang với bán kính Rx thì tọa độ x,y chính là phươngprofin răng

Sơ đồ tính:

Profin bao gồm 2 đoạn:

- Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB.

- Đoạn không làm việc là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân rang BO.

2 Tính toán profin của đoạn làm việc:

Nguyên lý tạo hình đường thân khai:

ro: bán kính vòng tròn cơ sở

rm: bán kính vecto ứng với điểm M

θm: góc thân khai

αm: góc áp lực của 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 profin trong lưỡi cắt chính là việc xác định các tập hợp điểm M trong hệ tọa độ đề các Oxy

Đặt hệ tọa độ XOY mà gốc O trùng với tâm bánh rang Tại một điểm M(x,y) bất kì nằm trên profin với bán kính rm.

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4

3 Chọn các kích thước dao phay đĩa môđun:

Với m = 3, Z = 20 kích thược kết cấu dao chọn theo bảng 6.6 và 6.7 (sách hướng dẫn thiết

kế dụng cụ cắt kim loại) được thể hiện cụ thể như trên hình vẽ

- Sai lệch chiều dày răng ± 0,025

- Độ bóng: Mặt trước, mặt lỗ gá dao và các mặt tựa không thấp hơn 0,32 Mặt hớt

lưng có hình dáng răng không thấp hơn 2,25

PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRÒN

Phân tích chi tiết: Vật liệu thép Y10A là vật liệu có độ cứng HB 207 - 239 Đường kính lỗ gia công 27Ɯ3 tương ứng với 270.0750.16 Đường kính lỗ trước khi chuốt là 26 Chiều dài chi tiết 50 mm

1 Chọn sơ đồ chuốt:

Ta có thể chọn các các sơ đồ chuốt: chuốt ăn dần, chuốt lớp, chuốt mảnh nhưng vớichuốt lỗ tròn ở đây ta chọn sơ đồ chuốt lớp

Sơ đồ chuốt:

Dao chuốt được chế từ 1 loại vật liệu, làm bằng thép gió P18

3 Phần cắt răng và răng sửa đúng:

Phần cắt răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước để làm

cơ sở cho những phần khác Thiết kế phần răng gồm xác định dang profin răng, kích thước răng, số lượng mỗi dạng răng, đường kính các răng

- Trên phần cắt thô các răng có lượng nâng bằng nhau, trên phần cắt tinh lượng

nâng của răng giảm dần, trên phần răng sửa đúng các răng có lượng nâng bằng 0

- Trị số lượng nâng của răng thô phụ thuộc vào dạng lỗ gia công và vật liệu gia

công Tra theo bảng 5.2 (sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại), vật liệuthép P18 ta có thể chọn được Sz = 0.065 mm

- Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3 răng với lượng nâng

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4

Sztinh2 = 0,6.Sz = 0,036 mm

Sztinh3 = 0,4.Sz = 0,024 mm

 Atinh = 0,024 + 0,036 + 0,048 = 0,108 (mm)

- Sau khi cắt răng tinh cuối cùng là răng sửa đúng, đường kính các răng sửa đúng

bằng đường kính răng cắt tinh cuối cùng, lượng nâng bằng 0

4 Lượng dư gia công:

Chiều sâu rãnh h

Bước lưng răng η.

Chiều sâu rãnh hay chiều cao rãnh h, bước răng t được thiết kế sao cho đủ khônggian chưa phoi

Tiết diện rãnh thoát phoi: FR = K.L.Sz (mm2)

Trong đó: L,Sz: chiều dài chi tiết và lượng nân của răng

K: Hệ số lấp đầy

- Profil ăng cắt thô:

Tra bảng 5.4 (Sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại) ta tìm được K = 3

- Profil răng cắt tinh:

Tính tương tự như trên ta được h = 3,5 (mm)

Khi đó ta có bước răng t = 9 (mm)

Bán kính cong của rãnh :

b = 2,5 (mm), R = 6 (mm), r = 2 (mm)

Cạnh viền chọn :

Răng cắt f = 0,05 (mm)

Đối với răng cắt thô: α = 3o.

Đối với răng cắt tinh: α = 2o

Đối với răng cắt sửa đúng: α = 1o

Số răng đồng thời tham gia cắt:

Ta có Zthô = A− A S tinh

z + 1 = 0,58−0,1080,057 +1 = 8,28 Lấy Zthô = 9 (răng)

 q = 0,28.0,055 = 0,015

Ztinh lấy trong khoảng 2 ÷ 5 (răng) Chọn Ztinh = 3 (răng)

 ZC = 8 + 3 = 11 (răng)

Tổng số răng của dao chuốt:

Z = Zthô + Ztinh + Zsđ = 9 + 3 + 5 = 17 (răng)

Đường kính của dao:

D1 = D0 + 2.q = 26 + 2.0,015 = 26,03 (mm)

Dz = D1 + 2.(z -1).Sz

Khi đó ta tính được kích thước đường kính của răng dao chuốt như sau:

Trong trường hợp này ta lấy giá trị δ = 0,005

Chiều dài dao chuốt:

Đường kính phần định hướng phía trước bằng đường kính lỗ trước khi chuốt:

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4

Lh: Khe hở giữa chiều mặt đầu mâm cặp với thành máy

Lm: Chiều dày thành máy

Lb: Chiều dày ngoài của bạc tì

Ta chọn L1 + Lh + Lm + Lb = 120 (mm)

Chọn L4 = 50 (mm) => L = 120 + 50 = 170 (mm)

L2: chiều dài cổ dao: L2 = L – (L1 + L3 + L4) = 170 – (75 + 20 + 50) = 45 (mm)

L3: chiều dài phần côn chuyển tiếp, ta lấy L3 = 20 (mm)

Xác định chiều dài phần cắt thô và cắt tinh: L5 = t.Zc = 10.11 = 110 (mm)

Xác định chiều dài phần răng sửa đúng: Lsđ = L6 =tsđ.Zsđ = 8.5 = 40 (mm)

Chiều dài toàn bộ dao: Ld = L + L2 + L3 + L5 + L6 + L7 = 170 + 45 + 20 + 110 +

40 + 15 = 400 (mm)

Kiểm tra điều kiện cứng vững của chiều dài dao: [Ld] = 30.D4 = 30.26,327 = 789,81 (mm) vậy Ld< [Ld] =>dao chuốt đảm bảo đủ độ cứng

Sức bền dao chuốt:

Tính lực chuốt lớn nhất: Pmax = Cp.S z x.∑b.Zmax.Kγ.Kn.Km

Cp: hằng số phụ thuộc vật liệu gia công Tra bảng 5.9 (Sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại) ta có Cp = 762

x: số mũ, x = 0,85

Kγ, Kn, Km: các hệ số do ảnh hưởng của góc trước, dung dịch nguội lạnh, mức độcùn của răng dao

Đối với dao chuốt lỗ trụ: Pmax = Cp.S z x.∑b.Zmax.Kγ.Kn

Theo bảng 5.10 (Sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại) ta có:

Kγ = 0,93

Kn = 1,15;

Km = 1,34;

Pmax =7620.(0,065)0,85.3.6.0,93.1,15.1,34 = 19253 (N)

Kiểm tra sức bền dao chuốt: Ϭx = Pmax Fx

Fx: tiết diện nguy hiểm đầu dao: Fx = π.r2 = 450 (mm2)

Số rãnh chứa phoi: Theo bảng 5.6 (Sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim

loại) ta có số rãnh chứa phoi: 14 rãnh

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Đề A4

1 R0,5

6 Điều kiện kỹ thuật:

- Vật liệu làm dao: Thép gió P18

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

Phần định hướng phía sau và phần cắt: HRC 62 ÷ 65

- Độ nhám bề mặt:

Cạnh viền của răng sửa đúng Ra = 0,25 μm;m

Mặt trước, mặt sau răng, mặt dẫn hướng Ra = 0,5 μm;m

Các mặt không mài Ra = 2μm;m

- Độ đảo tâm trên 100 mm chiều dài là 0,006

- Sai lệch chiều dài: ± 2 mm

- Sai lệch góc không vượt quá:

Góc trước: ± 2o

Góc sau răng cắt thô và răng cắt tinh: ± 30’

Góc sau răng sửa đúng: ± 15’

- Nhãn hiệu: CLTØ26-P18-ĐHBKHN

7 Bản vẽ chi tiết: