www.tinhgiac.com do an mon hoc thiet ke dao tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất...
Trang 2Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son
Loi noi dau
Trong nghanh co khi ché tao may dé tao hinh chi tiét thi ngoai chuan bi thiét ké chi tiét, chuan bi trang thiét bi thì việc thiết kế, chế tạo dụng cụ
cắt không thê không coi trọng Dụng cụ cắt cùng với trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tắnh chắnh xác năng xuất và tắnh kinh tế cho chỉ tiết gia công Vì vậy việc tắnh toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm vụ quan trọng của người kỹ sư cơ khắ
Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những
dụng cụ cắt điển hình như là dao tiện định hình, dao phay định hình và dao phay đĩa mudul Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học trên sách vở tài liệu em còn được sự hướng dẫn tận tình chu đáo của các thầy cô trong bộ môn đặc biệt là thầy Lê Thanh Sơn dã giúp em hoàn thành đồ án này
Với thời gian và trình độ còn hạn chế, em mong được sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra trường nhận nhiệm vụ công tác
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thiết kế Kiêu Văn Thành
Trang 3
PHAN I
DAO TIEN DINH HINH
Yêu cầu : Tắnh toán thiết kế dao tiện định hình với các thông SỐ Sau: Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có ơ; = 600N/mmỢ 1x459 ey pe _ /| a a > Ộsl Ss FS ỘTo a == S == s ì _ỞỲỞ Ở Sf a Ở 10 15 20 25 35
I Chi tiét gia cong
Chỉ tiết gia công lam tir thép C45 ,cé o,= 600N/mmỢ, bao gồm nhiều bề
mặt tròn xoay : mặt trụ , mặt côn , mặt đầu Đay là một ch tiết điển hình ,
kết cầu chi tiết cân dối Độ chênh lệch đường kắnh nhỏ Trên chỉ tiết gia công không có đoạn nào có góc profil nhỏ hoặc băng 0
II Chon loai dao
Chỉ tiết gia công trên có thể sử dụng dao trụ hay tron déu dugc.Song dé đơn giản trong việc thiết kế cũng như tăng độ chắnh xác cho chỉ tiết gia công ta chọn dao tiện định hình lăng trụ
Trang 4Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son
- Nhuoc diém : kho ché tao
Can cu vào chiéu sau cat lon nhat cua chi tiét :
max _ dmaxỞdmin 52-30
2 2 =11(mm)
Dựa vào bảng 3.2a Ở kết cầu và kắch thước của dao tiện định hình lăng trụ Ta có kắch thước cơ bản của dao: Cỡ tmax Phân cắt Phân kẹp dao B H A F d M 1 11 25 90 10 30 20 10 45,77
Ill Chon cach ga dao:
Dao được chọn theo cách gá thăng
Vì profile của chỉ tiết không có đoạn nào có góc sau quá bé hoặc băng 0, và profile của chỉ tiết có đoạn đối xứng
IV Chọn thông số hình học của dao
Vật liệu gia công là thép có ơ; = 600N/mmỢ Tra bảng 3.4 : góc trước y = 20ồ- 25ồ , chọn y = 22ồ
Góc sau đối với dao lăng trụ Ủ = 12ồ-15ồ, chọn Ủ = 12ồ V Tắnh toán dao tiện định hình lăng trụ gá thăng Công thức tắnh toán Ở;41=r;xsin7Z k C, =n, X cosy sin 7, = B=r,xcosy tT, =C,-B H, =1, x cos(a + 7) ở đây : rị Ở bán kắnh chỉ tiết tại điểm cơ sở
rƯ Ở bán kắnh chi tiết tại điềm tắnh toán y,Ủ - góc trước , góc sau tại điểm cơ sở x Ở góc trước tại điểm tắnh toán
Trang 5
& AN,
- Chọn điểm cơ sở : điểm cơ sở được chọn phải là ngang tâm chỉ tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất Do đó chọn điểm 1 làm điểm cơ sở
- Tắnh toán tại các điểm -Tắnh tại điểm 1,5: T=ri= 15 mm y=yi=22` Ở A=rsiny=15.sin22ồ=5,6191 mm B=rcosy=15.cos22ồ=13,9077 mm C;=B=13,9077 mm Tị=h;=0 -Tắnh tại điểm 2,3: fƯ=26 mm sinyz=(r/rỈ)/siny¡=(15/26).sin22ồ=0,2161 Ở y=12,48ồ B=13,9077 mm C;=r;cosy;Ỉ=26.cos12,48ồ=25,3856mm Ở 1a=C;-B=25,3856-13,9077=11,478 mm
hy = tcos(a + y)= 11,478.cos(12ồ+22ồ)=9,5157 mm - Tinh tai diém 4:
Trang 8
Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son oO tC oO ồ ry ồ CO ON oO 4 A ể c= = Sa b = =ỞỞỞ_Ở 24 ỞỞỞ= a 29 ỞỞỞỞm 39 _
Profile của dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau
VI Phần phụ của profin dụng cụ :
Trang 9Phân phụ profin của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt ra khỏi phôi có kắch thước như hình trên
Chọn kắch thước của phân phụ như sau:a=b=l1,5 mm ụ: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt,chọn g=3 mm f:chiều rộng vát của chỉ tiết,chọn f=1 mm c=ftg+l=ậ mm
QO; = 45ồ
p= 45ồ
d=(c-g)tg0¡+2=(5-3)tg45ồ+2=4 mm
Chiều dài của dao:L=lƯ+a+b+d+g=36+1,5+1,5+4+3=46 mm Điều kiện kỹ thuật: Vật liệu làm dao : P18 Độ cứng vững sau nhiệt luyện : HRC = 63-65 Độ nhẫn mặt trước mặt sau : RẤ = 0,63 Ở 0,38 Vật liệu làm thân : thép 45 Sai lệch góc : v=22ồ+1ồ @=0@¡=45ồ+1?
Các kắch thước không mài có R; < 20 (mm)
Trang 10Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son
; ; PHAN II
THIET KE DAO PHAY DINH HINH
Tắnh toán thiết kế dao phay định hình y > 0 để gia công chỉ tiết theo hình ⁄⁄ Y KN 1 1 30
Vat liéu chi tiét gia cong 40X c6 op = 650 N/mmỢ
Tắnh các điểm trên cung AC (hình vẽ dưới) Xét tam giác vuông OAB
sinAOB = AB/OB = hmax/R = 12/14 =0,857 = 0 = OAB = 59ồ
Vậy chia cung AC thành các cung A1 ứng với các góc 81 =10ồ, 20ồ ,30ồ ,40ồ,509,59ồ Tương ứng với các chiều cao hci Từ hình vẽ ta tắnh được : hei = 12 Ở heỖi = 12- Rsin@i = 12- 14sin@i Xét AOAI Áp dụng định lý cos
OAỖ + OiỖ Ở AiỖ =2OA.Oi.cos(0 -0i)
Ở=A =2RỲ [1- cos(@ -0i)] > 47 = R,/2]1 Ởcos(6 - 6) Trong tam giác vuông Aei : Áp dụng định lý Pitago
Ai? =h} +1 =]? = AÙ Ở hệ =l; =2|2R?[LỞ cos(ử Ở 6, )|Ở hệ
10
Trang 11
Bang két qua tinh toan hi Điểm Qi hạ; li 5ồ 10 9 5689 6,5772 6ồ 20 7,2117 5 9456 là 30 50 4.9142 8ồ 40 3,0009 3,5144 9ồ 50 1,2754 1,7887 BC = R-OB =R -R.cos0 = 14 (1-cos59ồ) = 6,7895 (mm) la = Ic Ở BC = 30 Ở 6,7895= 23,2105 (mm) I ì 30
I.Phân tắch chỉ tiết và chọn dao
Chi tiết thuộc dạng rãnh có profile phức tạp bao gồm các đoạn thắng và cung tròn Vì vậy ta chọn dao phay hớt lưng, là loại dao phô biến đề gia công các chỉ tiết định hình Với dạng profile phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng một lần , tức là không mài lại mặt sau khi đã nhiệt luyện Đề giảm lực cắt ta chế tạo đao có góc trước y > 0 Vì chiều cao lớn nhất hẤạẤ = 12 (mm) , chiều rộng rãnh l = 30 (mm), ta nhận thấy kết câu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có rãnh thoát phoI thắng
Vay dé gia cong chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng một lần , có góc trước dương, rãnh thoát phoi thắng
Trang 12Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son C6 op = 650 N/mmỖ Chọn y = 10ồ ( ứng với dao cat tinh) Góc sau Ủ = 12ồ Chiều cao lớn nhất của profile chỉ tiết hẤ;Ấ = 12 (mm) Tra bảng 11-V , bán kắnh đỉnh dao R = 70 (mm) Sơ đồ tắnh: profile dao 1 profile chỉ ti?t profile dao | SỈ e/ ZỞỞ a XXY ` EL dc AS
Diém i, trén profile của dao được xác định như sau: từ điểm iồ nam trén profile chỉ tiết kẻ đường thăng sang cắt mặt đáy tại ¡ nằm trong phương hướng kắnh của dao Vẽ vòng tròn bán kắnh R¡ = R Ở hẤ¡ Vòng tròn này cắt vết mặt trước tai diém i Đường hớt lưng qua điểm ¡ sẽ cắt phương hướng kắnh qua đỉnh dao (3) ở điểm ¡ Từ ¡ kẻ đường thắng chiếu sang hình cạnh
Các điểm iạ trên hình cạnh nằm trên profile dao trong phương hướng kắnh Chiều cao profile của dao tại diểm bất kỳ kắ hiệu là hạ; :
hai = hy; -
Nếu K là lượng giảm của bán kắnh vecto p của đường cong hớt lưng Acsimet sau khi tham số 0; biến thiên một một góc răng là 9; = = thi Ah; cũng là lượng giảm tương ứng của vecto p sau khi tham số góc biến thiên một lượng tương ứng là Ô¡, góc Ô; được tắnh như sau:
= R.siny = R¡ sin(Ô; + y)
= sin(đ, + 7) = = sin y>0= mesn| si ; Ở#
Và có các tỷ lệ tương ứng đê xác định Ah;
Trang 13Theo bảng 9-V : K = 6; Z = 10
Trang 16Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son Bang két quả tắnh toán chiều cao của profile dao ở mặt trước Điểm hej T; 1; 1ồ 10 5 0832 0 2ồ 14 12,2246 30 3ồ 0 0 23,3156 4ồ 0 0 10 5ồ 9 5689 9 7406 29,7758 6Ợ 12117 7,3361 29,1169 7 5,0 5.0830 28,0363 8ồ 3,0009 3,0493 26,5607 9ồ 1,2754 1,2954 24,7266 { 4 ` mies + [| Hs mm I ! ch a ! lỞỞỞ23,2105 cò S9 va S mA mon ưy e244, 999.2 q ưic =ỞỞỞỞ26,7249ỞỞỞỞ= 7m et 8, | 2.477 jỦỞỞỞỞỞD2D9 156]ỞỞỞỞỞ jỞỞỞD9,7877ỞỞỞm Ở 30.0 =
Profile cua dao trong tiết diện mặt trước Yêu cầu kỹ thuật
Vật liệu thép P18 , độ cứng HRC = 62+65 Độ đảo hướng kắnh của lưỡi cắt không quá 0,04 Độ đảo mặt đầu không quá 0,03
Độ hướng tâm của mặt trước không quá 0,09 Tọa độ các điểm của profile chắnh xác tới +0,02
Kết cấu cùa dao phay hót lung
16
Trang 18
Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son
PHAN 3
THIET KE DAO PHAY DIA MODUL
Đề bài : Tắnh toán thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh rang trụ răng thắng theo thông số sau:
Vật liệu làm bánh răng : thép 40X có ơy = 650N/mmỢ Bánh răng có modul m = 2 (mm) ; số răng gia công Z= 50
Chọn bộ 8 dao ,số hiệu dao là Nồ=6 , có số răng trong khoảng 35-54 răng
Chon Zmin = 35 đê gia công cho cả bộ
L, Xác đỉnh các thông sô hình học của bánh rắng
Tắnh cho số răng nhỏ nhất trong bộ
Góc ăn khớp trên vòng tròn chia : Ủ = 20ồ Bước răng t = 17xm=3,14x2 = 6,28(mm) m2 _ 2x35 Bán kắnh vòng chia: z = 5 5 =35(mm) Chiều dày răng : $= = = = 2- 3,14(mm) Bán kắnh vòng tròn lăn : rị =r, = 35(mm) Đường kắnh đỉnh răng : dạ = d, + 2m = 70+ 2 x 2 = 74 (mm) Đường kắnh chân răng : d;= d Ở- 2,5m = 70- 2,5 x 2=65(mm)
Đường kắnh vòng tròn cơ sở : dạ = d.cosỦ = 70.cos20ồ = 65,78(mm)
II.Tắnh toán pofile thân khai của luỡi cắt
18
Trang 19
yiyl x,y) xl Trong do
R, Ở ban kinh dinh rang R, Ở ban kinh tai diém M Tc Ở bán kắnh vòng tròn chia
To Ở bản kắnh vòng tròn cơ sở
rp Ở bán kắnh chân răng
Profile của dao bao gồm 2 đoạn :
Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB
Đoạn không làm việc:là đoạn đoạn cong chuyến tiếp thuộc khe hở chân rang BO,
Tinh profile doan lam viéc :
Trang 20Dé án thiết kế dao GVHD: Lé Thanh Son
|
Ban đầu điểm x trùng với điểm A -điểm x sẽ vạch nên đường cong Ax Đường cong Ax được gọi là đường thân khai vòng tròn cơ sở bán kắnh ro Goc a, là góc áp lực của đường thân khai Ax (góc giữa tiếp tuyến với
đường thân khai tại điểm x đó và bán kắnh rẤ )
Góc 0, là góc thân khai Ở góc giữa bán kắnh rẤ và bán kắnh tại điểm gốc của đường thân khai 0A
Vay dé tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyến động theo phương trình đường thân khai trong khoảng ro <R; < rạ Việc xác định profile lưỡi cắt chắnh là việc xác định tập hợp tọa độ của tat ca các điểm M; trên lưỡi cat
Trang 21Do do do = 5g re i(6, + 6,)=ỞỞ- inva, + inva,
r, ro
cosa, = R => a, =arcco Re
x
Trong đó Z Ở số bánh răng gia công
ỦẤ Ở góc ăn khớp bánh răng trên vòng chia ( bánh răng tiêu chuân Qa, = 20ồ) r r => 0 =tg| arccos;) Ở~ | |Ở arccos| Ở Vay taco wu
x=R, inl -(gụ, TỞụ,)+ soo re } Ở meco{ Ộ2 I
Trang 23Hinh dang profin trong tiét dién chiéu truc: 2.5688 4376 3106 1879 2.0697 9558 1.8466 ồ 1.7421 6) 38/S| ¡Ra Q 6425 00] SIS) al also] Nal se 1 =) AR] S/S] 8] SIS 1.5479 | A À
lì ea| | a | aloo] a | Ft] oo} "| Slẹlệlệ ta lỦ
is | 5/8) 2) 8/8) 8] SSR NYA NT] enon] en] Ol one fe 0.9857 k<Ở 1.0106 1.0505 Ở 1.1005 = 1.1588 = 1.2243 Ở k<Ở 1.2964 13745 _- 1.4585
IHI.Chọn kắch thước kết cầu dao
Tra bang 4.VIIII ta được các kắch thước của dao phay module D=60 d Ở 210,023 B=6,5 t=248 Z=12,đỏ=25ồ,K=3, đ¡=25ồ,r=1,25,rn=0,S, b= 6,08"?
Điều kiên kỹ thuật Vật liệu dao thep gió P18
Độ cứng phân cắt đạt HRC = 62+ 64
Độ đảo tâm của đường kắnh ngồi khơng q 0,035 Độ đảo mặt đầu không quá 0,020
Độ bóng mặt trước không thấp hơn V7 Sai lệch chiều dài răng + 0,025
23
Trang 25
Tài Liệu Tham Khảo
Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt- Tập 1, tập 2- ĐHBKHN 1977 Hướng dẫn làm bài tập dung sai- Ninh Đức Tốn 2001