ĐỒ án THIẾT kế DỤNG cụ cắt

Đồ án thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp, dao tiện định hình, dao phay định hình, dao phay lăn răng, dao phay định hình hớt lưng.Đồ án thiết kế dụng cụ cắt kim loại.Đồ án thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp, dao tiện định hình, dao phay định hình, dao phay lăn răng, dao phay định hình hớt lưng.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT PhẦNI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐINH HÌNH 1.Phân tích chi tiết gia cơng Chi tiết có dạng mặt ngồi trụ tròn xoay bao gồm mặt trụ cơn,độ chênh lệch đường kính khơng lớn,cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng để gia cơng chi tiết có độ xác cao Dao tiện định hình lăng trụ có độ xác cao dao tiện hình tròn đồng thời khắc phục sai số loại2,còn lại sai số loại 2.Chọn điểm sở Để thuận tiện cho việc tính tốn ta chọn điểm sở theo nguyên tắc: điểm sở điểm ngang tâm chi tiết xa chuẩn kẹp nhất.Ta chọn điểm làm điểm sở Cx B A τ h R1 K γ x Rx x O R2 R5 γ=20 H τ αx Α=12o L2 x L1 L L3 l SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN -1- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT 3.Chọn góc trước góc sau Với vật liệu gia cơng thép tròn C45 co σ b=600N/mm2 tra bảng 3.1(trang 16) ta chọn γ =20 ο ; góc sau α = 12ο 4.Tính tốn chiều cao profin dao Sơ đồ tính tốn propfin dao điểm lưỡi cắt dao nư hình vẽ, chọn điểm điểm x Xét ∆ OH1 : A = r1.sin γ (1) γ B = r1.cos (2) Xét ∆ OHx : A = r2 sin γ (3) xH = r2 cos γ =Cx (4) Từ (1) (3) ⇒ r1 sin λ = r2 sin γ ⇒λ r    =arc sin  sin γ ÷ r  r  ⇒ τ x = Cx −B= r2 cos arc sin  sin γ ÷ - r1 cosγ  r2   (τ chiều cao profin tiết diện trùng mặt trước ) ⇒ hx = τ x cos( α + γ ) Xét ∆ 1xK ( h:là chiều cao profin dao tiết diện vng góc với mặt sau ) Tổng quát : τ i = Ci − B Ci = r1 cos γ i φ4 cos γ =10.cos20 ο =9.397(mm) h i = τ i cos( α + γ ) = τ i cos(20+12) = τ i cos32 ο r1 = 10 (mm) o Tính điểm 1: ο γ = γ = 20 B =r1.cos γ = τ = h1 = o Tính điểm 2,3: φ 3.7 r2 = r3 = = =18.5(mm) 2 r   10  γ = γ =arc sin  sin γ ÷ = arc sin  sin 20 ÷ = 10 ο 39’  18.5   r2  ⇒ C2 = C3 = r2.cos γ =18.5.sin10 ο 39’ =18.181(mm) ⇒ τ = C2 – B =18.181 -9.397 =8.784(mm) = τ h = h = τ cos32 ο =7.449(mm) o Tại điểm 4.5: SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN -2- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT 59 φ4 = =29.5(mm) 2 r   10  γ = γ =arc sin  sin γ ÷ = arc sin  sin 20ο ÷ = 6ο 39  29.5   r4  r4 = r5 = ⇒ C4 =C5 =r4.cos γ =29,5.cos 6ο 39 =29.301(mm) ⇒ τ = τ =C4 – B= 29,301- 9,397= 19,904(mm) h = h5 = τ cos32 ο =16,879(mm) Ta có bảng profin dao: γi Điểm ri mm) sin γ i Ci(mm) 10 0,342 20 9,397 ’ ο 18,5 10 39 18,181 ’ ο 18,5 10 39 18,181 ’ ο 29,5 39 29,301 ’ ο 29,5 39 29,301 τ i (mm) hi (mm) 8,784 8,784 19,904 19,904 7,449 7,449 16,879 16,879 Li(mm) 44 13 14 Ta có profin 19.90 16.88 7.45 8.78 11 11 5 16 17 30 30 44 44 Profin tiết diện mặt trước Profin tiết diện vuông góc với mặt sau 5.Tính tốn kích thước kết cấu dao tiện định hình Kích thước kết cấu dao tiện định hình chọn theo chiều cao lớn profin chi tiết Ta có tmax = (dmax –dmin)/2 = 60 − 18 =21 Dựa vào bảng 3.2 kết cấu kích thước dao tiện định hình lăng trụ ta có kích thước dao SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN -3- LỚP : CTM1 – K54 B ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT r E ‹ 60 d F A M B=35 F=25 H=90 r=1 E=10 d=10 A=40 M=55,77 6.Tính tốn chiều rộng lưỡi cắt Phần phụ profin dụng cụ dùng để vát mép chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt khỏi phôi có kich thước hình: SINH VIÊN : TƠ VĂN LUYẾN -4- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT ψ φ b a a Lc cb L Chọn vát mép hình phần phụ a=2mm ; b=1mm ; φ=45 ο ;ψ=39 ο Trong chiều rộng lưỡi dao cắt đứt c=1mm ⇒ Chiều dài dao L=44+(1+2)+(1+2+2)=52(mm) 7.Điều kiện kỹ thuật  Vật liệu phần cắt: Thép gió  Độ cứng sau nhiệt luyện: Phần cắt 62-65HRC  Độ bóng: Mặt trước Ra=0,32 µ m Mặt sau Ra=0,63 µ m Mặt tựa thân dao thấp 0.63 µ m  Sai lệch góc Sai lệch góc trước γ = 20ο ± Sai lệch góc sau α = 12ο ±  Kí hiệu dao: DTDHLT-No1-α=120-γ=200-P18-ĐHBKHN SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN -5- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT PHẦN II:THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG Để gia cơng bánh hình trụ ta dùng dao phay lăn tinh đầu mối, nguyên, cấp xác A, trục vít sở Acsimet I)Các dạng mặt vít sở dao phay lăn Trong việc thiết kế dụng cụ cắt người ta ưu tiờn ỏp dụng cỏc mặt vớt kẻ tức bề mặt tạo nên đường thẳng ( gọi đường sinh thẳng ) có chuyển động xoắn vít a) Mặt vít acsimet Được tạo nên chuyển động vít đường sinh thẳng cắt trục chuyển động vít góc β, β 90o,tức đường sinh thẳng làm với trục OO góc vng mặt vít acsimet có dạng mặt helicoit thẳng Mặt vớt acsimet khai triển mặt phẳng khơng thể gia cơng cách dựng mặt phẳng hay mặt khác mà dựng đường ( lưỡi cắt ) tạo nên cắt mặt vớt mặt phẳng qua trục ta đường thẳng nghiêng với trục góc định.Ở tiết diện thẳng góc với đường vít mặt vít acsimet có dạng đường cong gọi đường thân khai kéo dài b) Mặt convoliut : Được tạo nên chuyển động vít đường sinh thẳng khơng cắt trục chuyển động vít nghiêng với trục góc Trong q trình chuyển động đường sinh thẳng ln ln tiếp tuyến với mặt trụ gọi lỏ mặt định hướng.mặt vít convoliut khơng trải mặt phẳng dựng mặt phẳng để gia công Tiết diện thẳng góc với đường vít rãnh có dạng thẳng.Ở tiết diện hướng trục, mặt convoliut có dạng đường cong tiết diện thẳng góc với trục đường cong, gọi đường thân khai kéo dài c) Mặt vít thân khai: SINH VIÊN : TƠ VĂN LUYẾN -6- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT Trong trường hợp đặc biệt đường sinh thẳng nghiêng với trục OO góc góc nghiêng đường vít trụ dẫn hướng ta có mặt convoliut trải mặt phẳng dựng mặt phẳng để gia cơng được, mặt vít gọi mặt vớt thân khai Đường sinh thẳng ln tiếp tuyến với đường vít mặt trụ định hướng Mặt vớt thân khai trải mặt phẳng dựng mặt phẳng để gia cơng.Trong tiết diện thẳng góc với trục, mặt vít cho ta đường thân khai II)Yêu cầu kĩ thuật: - Mơdun m = 5,5 - Góc ăn khớp α = 20° - Vật liệu gia công : thép 40XH có σb = 950 N / mm2 Dao phay lăn m=1-20 tiêu chuẩn hóa phận kết cấu,các phận kết cấu xác định theo công thức bảng 8.1 va 8.2 sách hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt - Bước theo phương pháp tuyến tn = π.m.n m : mơdun dao n : Số đầu mối cắt ren, lấy n = => tn = π.1.5.5 = 17,279 (mm) – Chiều dày tiết diện pháp tuyến Sn = tn 17, 274 = = 8, 639 (mm) 2 – Chiều cao đầu h1=1,25.m.f f : hệ số chiều cao đầu , chọn f = => h1 = 1,25.1.5,5 = 6,875 (mm) – Chiều cao chân h2=1,25.m.f => h2 = 1,25.1.5,5 = 6,875 (mm) – Chiều cao h=2,5.m.f => h = 2,5.1.5,5 = 13,75(mm) – Trị số góc profin theo mặt trước α : góc ăn khớp , α = 20° – Bán kích đoạn cong đầu r1 = 0,25.m = 0,25 5,5 =1,375(mm) – Bán kính đoạn cong chân r2 = 0,3.m = 0,3.5,5 = 1,65 (mm) – Đường kính vòng tròn đỉnh dao phay lăn m =5,5 => De = 100 (mm) 10 – Số : Z 360 Z= ϕ SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN -7- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT Cos ϕ = - 4,5 → ϕ = 41 ο 11’  Z= m f 1.5,5 = - 4,5 = 0,753 100 De 360 = 8,74 41ο11' Z làm tròn đỉnh , chọn Z = 10 11 – Lượng hớt lưng π De K= tgδ Z δ : Góc sau đỉnh , lấy δ = 10o K= π 100 tg10o = 5.54 10 lấy tròn K = (mm) 12 – Lượng hớt lưng lần thứ hai K1 K1 = (1,2 ÷ 1,5).K K1 = (1,2 ÷ 1,5).6 = 7,2 ÷ lấy K1 = (mm) 13 - Đường kính trung bình tính tốn : ( Đối với dao có mài profin ) Dt = De - 2,5 m f - 0,2 K = 100 - 2,5 1.5,5 - 0,2.6 = 85,05 (mm) 14 –Góc xoắn rãnh vít m sin ω = D t sin ω = 5,5 = 0, 0647 85, 05 => ω = 3o42’ Tra bảng 8.6 ta có ∆α = 1,5ο góc profin theo mặt trước α1 = 190 58'30 15 –Bước xoắn rãnh vít T = π Dt cotg ω = π 85,05 cotg 3o 42’ = 4132 (mm) 16 - Bước vít theo chiều trục 17, 274 t t = n = cos(3o 42 ') = 17,31 (mm) cosω chọn theo bước máy tiện 17 - Chiều sâu thoát phoi H : ( dao phay mài profin ) K + K1 H= h+ + (1 ÷ 2) = 13, 75 + SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN 6+8 + ÷ = 22 -8- (mm) LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT 18 - Góc rãnh phoi Chọn phụ thuộc vào số Z dao phay Z = 10 => υ° = 22o 19 - Bán kính cung tròn đầu rãnh π (De − 2.H ) π (100 − 2.22) = 1, 76 ≈ (mm), rk = =⇒ 10.10 10.Z chọn rk = (mm) 20 - Đường kính lỗ gá Chọn phụ thuộc vào đường kính d = De - H - 0,8.m - = 32 (mm) (tra bảng 8.2) 21 – Đường kính đoạn rãnh then khơng tiện d1 = 1,05 d = 1,05 32 = 34 (mm) 22 - Đường kính gờ D1 = De - H - (1 ÷ ) = 100 - 22 - (1 ÷ 2) = 54 (mm) Ta lấy theo tiêu chuẩn D1 = 50 (mm) 23 - Chiều dài gờ : lδ = (3,5 ÷ 5) lấy lδ = (mm) 24 - Chiều dài phần làm việc dao L1 = 87 ( mm ) 24 Chiều dài toàn dao L = L1 + lδ = 87+ 2.4 = 95 (mm) 25 Đường kính lỗ lắp ghép: d = De - H - 0,8.m - =100 – 2.22 – 0,8.5,5 – =44,6 Chọn theo tiêu chuẩn d=32 (mm) 26 Đường kính đoạn lỗ khơng lắp ghép d1 = 1,05.d = 1,05.32 =33,6 chọn d1 =34 (mm) 27 Then lắp tra theo sổ tay khí chọn then b × h = 12 × 11 28 Dung sai dao phay lăn CCX A lấy theo bảng 8.4 8.5 II Điều kiện kỹ thuật dao Vật liệu thép P18 Độ cứng sau tơi HRC = 62 ÷ 65 Độ bóng mặt - Mặt trước, mặt lỗ gá dao, mặt tựa Ra = 0,63 - Mặt sau hớt lưng không mài Ra = 2,5 SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN -9- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT - Mặt sau có mài Ra = 1,25 Sai lệch giới hạn bước rãnh thoát phoi ± 90 Sai lệch ghới hạn bước rãnh vít theo mặt trước +190µm Độ đảo mặt đầu gờ +0,01 mm +40' Sai lệch góc cắt −20' Sai lệch chiều dài ± 0,03 mm Sai lệch chiều dày ± 0,02mm 10 Sai số tích luỹ lớn bước vòng rãnh xoắn 0,035 mm 11 Hiệu số khoảng cách từ đỉnh phân bố dọc rãnh phoi đến trục dao phay + 0,015 mm 12 Độ đảo hướng kính vòng gờ 0,02 mm 13 Giới hạn sai lệch góc profile ( giới hạn phần có hiệu lực profile đường thẳng tiết diện pháp tuyến ) 0,015 mm 14 Giới hạn sai lệch hướng tâm mặt trước điểm chiều cao profile 0,05 mm 15 Sai lệch giới hạn bước ± 0,015 mm 16 Sai số tích luỹ giới hạn độ dai ba bước ± 0,015 mm 17 Độ đảo hướng kính theo đường kính ngồi giới hạn đường vít 0,03 mm 18 DPLR-m=5,5-K-P18-DHBKHN PHẦN III : THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG 1.Phân tích chi tiết cần gia cơng -Chi tiết cần gia công bề mặt rãnh định hình,profin tương đối đơn giản -Chiều cao lớn profile chi tiết hmax= h2 = 12 mm , bề rộng lớn chi tiết lmax = 11 mm -Vật liệu chi tiết cần gia công thép 45 SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN - 10 - LỚP : CTM1 – K54 h1 h2 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT 3 2.Tính tốn profin tiết diện chiều trục Sơ đồ tính tốn profin dao sau: a Sơ đồ tính R1 R3 2= =R e R Ri R4 O ƒÁ ƒÀ ƒỈ ?h K Profin chi tiOt i i'' i' i 1d d 4' 4d hci h di 4'' 2' 2'' T2 3d Profin dao 2d bi B 4d id 1d 3d 2d Ta cần chọn profin tiết diện chiều trục Các thông số sơ đồ +Góc trước : γ =10o +Góc sau : αn=12o +Góc sau phụ α1=8o SINH VIÊN : TƠ VĂN LUYẾN - 11 - LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT Dựng profin chi tiết đồ thị: Từ điểm i nằm profile chi tiết ta dóng sang ngang phía dao cắt đường OT điểm i.Lấy Od làm tâm quay cung tròn bán kính Odi cắt vết mặt trước i’.Vẽ đương cong hớt lưng acsimet cắt OT i’’,từ i’’ kẻ đường song song với ii ,từ i kẻ song song với OT ta id, điểm nằm profin dao dùng để gia công điểm i profin chi tiết Goị chiều cao profin chi tiết hci Gọi chiều cao profin dao tương ứng với điểm i chi tiết hdi Ta có hdi = hci – Δh Nếu K lượng giảm bán kính vecto ρ đường cong hớt lưng Acsimet 2π ∆h lượng giảm Z tương ứng vecto ρ sau tham số góc biến thiên lượng tương ứng θi ,góc θi tính sau: sau tham số θi biến thiên góc θi = Ta có a= Re sin γ = Ri sin ( θi + γ ) Re sin γ Ri Re ⇒ θi = sin arc ( sin γ )- γ Ri ∆h K K Z Mặt khác ta có = θ ⇒ ∆hi = θi 2π / Z 2.π i  K Z   Re  ⇒ hdi = hci arcsin  sin γ ÷ − γ  2.π   Ri   ⇒ sin(θi + γ ) = Với K:lượng hớt lưng Z: số dao phay Theo bảng 4.11 với chiều cao profin chi tiết hcmax=12mm ta có +Lượng hớt lưng K=6 +Số Z= 10 +Re= D 110 = =55(mm) 2  Tại điểm 1: R1 = Re – hc1 = 55-12 =43(mm) Re 55 sin γ )- γ = arc ( sin 10o )-10o =2o49’ R1 43 K Z = 6.10 2o49’=0,469 mm ∆h1 = θ1 2.π 360o hd1 = hc1 - ∆h1 =12-0,469 =11,531 mm θ1 = arc ( SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN - 12 - LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT htd1 = R1 sin θ1 43.sin 2o 49 ' = =12,168 mm sin γ sin100  Tại điểm 2,3: R2 = R3 = Re – hc2 = 55-0 =55(mm) Re 55 sin γ )- γ = arc ( sin 10o )-10o =0o R2 55 o K Z = 6.10 =0 mm ∆h2 = θ1 2.π 360o hd2 =hd3 = hc2 - ∆h2 =0-0 =0 mm R sin θ 55.sin 0o htd2=dtd3 = = =0 mm sin γ sin100 θ = θ3 = arc (  Tại điểm 4: R4 = Re – hc4 = 55-9 =46(mm) Re 55 sin γ )- γ = arc ( sin 10o )-10o =1o58’ R4 46 K Z = 6.10 1o58’=0,328 mm ∆h4 = θ4 2.π 360o hd4 = hc4 - ∆h4 =9-0.328 =8,672 mm R4 sin θ 46.sin1o 58' htd4 = = =9,091 mm sin γ sin100 θi ∆hi Số điểm hci Ri θ = arc ( 2-3 (mm) 12 (mm) 43 55 46 o () 58’ o 58’ o (mm) 0,469 0,328 hdi (mm) 11,531 8,672 htdi (mm) 12,168 9,091 Ta có profin dao thiết diện chiều trục SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN - 13 - LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT 8.672 11.531 3 11 Ta có profin thiết diện mặt trước 9.091 12.168 3 11 3.Lựa chọn kích thước kết cấu dao SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN - 14 - LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT Kích thước kết cấu dao tra theo bảng 4.11,ứng với chiều cao profn lớn chi tiết hcmax=12mm t có kích thước kết cấu dao sau:  Đường kính lớn dao:D=110 mm  Đường kính lỗ định vị dao : d=32mm  Đường kính phần khơng lắp ghép: d1 =34mm  Số răng: Z=10  Lượng hớt lưng: K=6mm  Hình dáng đáy rãnh phoi: H=27mm  Bán kính lượn đáy rãnh phoi: r=1,5mm  Các kích thước khác c=15; ε =25o 4.Yêu cầu kĩ thuật chế tạo dao  Vật liệu lam dao: thép gió P18 tơi cứng đạt 65HRC  Độ cứng sau nhiệt luyện HRC=62-65  Độ bóng: bề mặt làm việc Ra=0,63 ; bề mặt lại Ra=1,28  Độ đảo hướng tâm mặt trước ≤0,06mm  Độ đảo hướng kính lưỡi cắt ≤0,03mm  Kí hiệu dao DPDHHL-γ10-K6-P18-DHBKHN Mục lục Phần I: Thiết kế dao tiện định hình………………………………………1 Phần II: Thiết kế dao phay lăn răng…………………………………… Phần III: Thiết kế dao phay định hình hớt lưng………………………….10 Tài liệu tham khảo Híng dÉn thiÕt kÕ dơng c¾t Bài giảng thiết kế dụng cụ công nghiệp Nguyên lý gia c«ng vËt liƯu SINH VIÊN : TƠ VĂN LUYẾN - 15 - LỚP : CTM1 – K54 ... K54 B ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT r E ‹ 60 d F A M B=35 F=25 H=90 r=1 E=10 d=10 A=40 M=55,77 6.Tính tốn chiều rộng lưỡi cắt Phần phụ profin dụng cụ dùng để vát mép chuẩn bị cho nguyên công cắt. .. DTDHLT-No1-α=120-γ=200-P18-ĐHBKHN SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN -5- LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT PHẦN II:THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG Để gia cơng bánh hình trụ ta dùng dao phay lăn tinh đầu mối, nguyên, cấp... thiết diện chiều trục SINH VIÊN : TÔ VĂN LUYẾN - 13 - LỚP : CTM1 – K54 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT 8.672 11.531 3 11 Ta có profin thiết diện mặt trước 9.091 12.168 3 11 3.Lựa chọn kích thước kết