Đồ án thiết kế dụng cụ cắt Dao tiện tròn, Dao chuốt, Dao phay đĩa Modul

Bản đầy đủ chi tiết dễ hiểu về tính toán thông số chế tạo dao cắt gọt kim loại bao gồm 3 con dao: Dao tiện định hình hình đĩatròn, Dao chuốt, Dao phay đĩa Modul. Có đầy đủ bản vẽ CAD chi tiết từng dao trong file đính kèm

PHẦN 1 THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1.1 Phân tích chọn dụng cụ gia công

1.1.1 Phân tích chi tiết gia công

đầu và các mặt tròn xoay: mặt trụ, mặt côn, mặt cong tròn lõm

Đây là chi tiết tương đối điển hình, kết cấu của chi tiết cân đối, độ chênh lệch

đường kính không quá lớn Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profile quá nhỏhoặc bằng không

Do chi tiết có cả mặt côn và mặt cong nên dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không

song song với đường tâm chi tiết

* Ở đây để xác định cung tròn tương đối chính xác ta sẽ lấy các điểm trên cung

tròn Vì cung tròn có tính chất đối xứng nên ta chỉ xét với một nửa cung tròn Lấy

10 điểm từ (4 13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với

 Tung độ của điểm thấp nhất cung tròn là: y3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với 242162 17,89 (mm)

Ta thiết lập công thức tính chiều cao profile các điểm trên cung tròn so với điểmthấp nhất của cung tròn: yi  yi y3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với 242 xi2 17,89

Bán kính chi tiết tại các điểm: ri 28 yi

Lập bảng giá trị

5 9 4,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với6 23) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,64

6 6 5,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với5 22,65

7 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với 5,92 22,08

1.1.2 Chọn dụng cụ gia công

Chọn dao: Chọn dao tiện định hình hình đĩa do chế tạo đơn giản hơn dao tiện

định hình lăng trụ, tuổi thọ dao lớn hơn, dễ mài dao và được chế tạo nguyên khối

Như phân tích ở phần trên, chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ mắc phải

sai số do lưỡi cắt không song song với đường cong chi tiết Để khắc phục sai số,người ta thường sử dụng cách gá nâng để dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chitiết Tuy nhiên do kích thước của chi tiết gia công nhỏ, độ chính xác của chi tiếtkhông yêu cầu quá cao nên ta có thể bỏ qua sai số này

Với chi tiết này, ta chọn cách gá dao thẳng để giảm độ phức tạp khi chế tạo Vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công là thép CT45 Để nâng cao chất

lượng và năng suất cắt, ta chọn vật liệu làm dao là thép gió P18

1.2 Chọn điểm cơ sở

Với việc gia công chi tiết bằng phương pháp tiện ngoài nên ta chọn điểm cơ sở của chi tiết là điểm xa chuẩn kẹp nhất ( đối với dao) hay là điểm gần tâm chi tiết nhất vì tại đó góc sau nhỏ nhất và góc trước lớn nhất có lợi cho việc gia công Vậy

ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở

1.3 Chọn góc trước và góc sau

Tra bảng 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với.1 (1) ta có góc trước và góc sau của dao được chọn tại điểm cơ sở là α =12 và γ = 20

1.4 Tính kích thước kết cấu của dao tiện định hình hình đĩa

Chiều sâu cắt lớn nhất của profile chi tiết:

(mm)

16 90 22 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với4 21 5 2 45 5

1.5 Tính toán chiều cao profile dao

a) Chiều cao profile dao trong tiết diện trùng với mặt trước của điểm i so với điểm

cơ sở (i)

Xét OG10vuông tại G ta có:

1 1

2,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,14 28 16,42 47,64 12,73) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với

4,12 25,11 13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,50 44,04 10,70

5,11 23) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,64 12,00 42,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với5 9,60

8 21,89 10,23) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với 40,49 8,27

1.6 Tính toán chiều rộng lưỡi cắt

Phần phụ profile của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắtđứt ra khỏi phôi có kích thước như sau:

 t = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với mm: chiều cao của lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt

1.7 Điều kiện kỹ thuật

— Mặt trước và mặt sau 0,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với2 µm

— Các mặt khác trên thân dao 0,63) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với µm

— Góc sau α = 12±3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0’

— Góc trước γ = 20±3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0’

— 1 = 20± 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0’

— = 20± 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0’

PHẦN 2 THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA

2.1 Phân tích chung

2.1.1 Phân tích chi tiết gia công

Chi tiết gia công là lỗ then hoa có chiều dài lỗ chuốt L = 25 mm, vật liệu gia

Hình dạng lỗ chuốt:

2.1.2 Sơ đồ chuốt

Ta có thể chọn các sơ đồ chuốt như chuốt theo mảnh, chuốt ăn dần, chuốt lớp.Đối với yêu cầu gia công chi tiết như đề bài, ta chọn sơ đồ chuốt lớp như hình vẽ đểchế tạo dao dễ dàng

2.1.3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với Chọn dao

Để nâng cao độ chính xác cho lỗ then hoa, ta chọn dao chuốt kéo, khi đó lực sẽtác dụng vào đuôi dao và kéo nó

Dao chuốt kéo được chế tạo từ 2 loại vật liệu:

2.2 Thiết kế dao chuốt

Cấu tạo dao chuốt gồm các phần sau:

Ta sẽ đi thiết kế lần lượt các thành phần của dao chuốt

2.2.1 Phần răng cắt và phần sửa đúng

Phần răng cắt là phần quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước đểlàm cơ sở cho các phần khác Thiết kế phần răng gồm xác định dạng profin răng,kích thước răng, số lượng mỗi dạng răng, đường kính các răng,…

2.2.1.1 Lượng nâng của răng

– Trên phần cắt thô các răng có lượng nâng bằng nhau, trên phần cắt tinh lượngnâng của răng giảm dần, trên phần răng sửa đúng các răng có lượng nâng bằng 0 – Trị số lượng nâng của răng cắt thô phụ thuộc vào dạng lỗ gia công và vật liệugia công Tra theo bảng 5.2(1), lỗ gia công là lỗ then hoa thường và vật liệu thép

CT45 (σb = 750 Mpa  75 KG/mm2 = 750 N/mm2 ) ta chọn lượng nâng Sz = 0,05mm.

– Sau răng cắt thô là răng cắt tinh, số răng cắt tinh chọn là 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với răng, với lượngnâng lần lượt là:

+ Sztinh1 = 0,8.Sz = 0,8.0,05 = 0,04 mm

+ Sztinh2 = 0,6.Sz = 0,6.0,05 = 0,03) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với mm

+ Sztinh3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với = 0,4.Sz = 0,4.0,05 = 0,02 mm

– Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng, đường kính của các răng sửađúng bằng đường kính của răng cắt tinh cuối cùng, lượng nâng bằng 0

2.2.1.2 Lượng dư gia công

– Lượng dư gia công theo đường kính được tính theo công thức:

Lượng dư tinh: Atinh = Sztinh1+ Sztinh2 +Sztinh2 = 0,04 + 0,03) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với + 0,02 = 0,09 (mm)

2.2.1.3 Kết cấu răng và rãnh

Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng nhất của dao chuốt Răng và rãnh đượcthiết kế sao cho đủ bền và dễ chế tạo

Tra bảng 5.4(1) ta tìm được hệ số điền đầy răng K = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,5

 FR = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,5.25.0,05 = 4,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với75 (mm2)

Ta có h ≥ 1,13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với L.S K z = 2,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với6 Chọn h = 2,4 mm

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:

t = (2,5 ÷2,8)h = (6 ÷ 6,72) chọn t = 6

b = (0,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với ÷0,4)t = (1,8 ÷ 2,4) chọn b = 2

R = (0,65 ÷0,8)t = (3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,9 ÷ 4,8) chọn R = 4,5

r = (0,5 ÷0,55)h = (1,2 ÷ 1,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với2) chọn r = 1,2

 FR = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,5.25.0,04 = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,5 (mm2)

Ta có h ≥ 1,13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với. L.S K z = 2,1 Chọn h = 2,2 mm

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:

t = (2,5 ÷2,8)h = (5,5 ÷ 6,2) chọn t = 5,5

b = (0,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với ÷0,4)t = (1,65 ÷ 2,2) chọn b = 2

R = (0,65 ÷0,8)t = (3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,575 ÷ 4,4) chọn R = 4

r = (0,5 ÷0,55)h = (1,1 ÷ 1,21) chọn r = 1,1

 FR = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,5.25.0,02 = 1,75 (mm2)

Ta có h ≥ 1,13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với L.S K z = 1,5 Chọn h = 1,5 mm

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:

t = (2,5 ÷2,8)h = (3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,75 ÷ 4,2) chọn t = 4

b = (0,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với ÷0,4)t = (1,2 ÷ 1,6) chọn b = 1,5

R = (0,65 ÷0,8)t = (2,6 ÷ 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,2) chọn R = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với

r = (0,5 ÷0,55)h = (0,75 ÷ 0,825) chọn r = 0,8

f = 0,05 mm, ở các răng sửa đúng f = 0,2 mm

liệu gia công, tra bảng 5.5(1) ta chọn được γ = 12°

chuốt sau mỗi lần mài lại, làm tăng tuooit thọ của dao Góc sau được chọnnhư sau:

 Răng cắt thô α =3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với°

 Răng cắt tinh α = 2°

 Răng sửa đúng α = 1°

b) Profin mặt đầu

– Do chiều rộng then là 9 mm tương đối lớn, để phoi cuốn vào rãnh, ta phải chialưỡi cắt thành những đoạn nhỏ Bảng 5.7(1)

thay đổi trong cả phần có răng, được chọn nhỏ hơn đường kính phần định hướng

– Để giảm ma sát giữa lưỡi cắt phụ với thành lỗ then hoa, ta thiết kế thêm cạnhviền f = 0,8 mm với góc nghiêng phụ 1 = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với°

– Để thoát đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ thì chân răng có rãnh thoát đá

c) Số răng dao chuốt

 Số răng cắt thô:

t thô inh

 Số răng cắt tinh: chọn Ztinh = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với răng

Lấy Zmax= 6 răng

Để sao định hướng tốt và không quá tải thì số răng đồng thời tham gia cắt nằmtrong khoảng 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với ÷8 răng, trừ một số trường hợp đặc biệt cho phép 2 ÷ 9 răng Nhưvậy, số răng đồng thời cắt thỏa mãn yêu cầu trên

e) Đường kính các răng dao chuốt

Lượng dư gia công mà răng cắt thô cắt thực tế là:

tinh z th

Do q = 0,0225 > 0,015 nên ta lấy thêm 1 răng cắt thô nữa Khi đó tổng số răngcắt thô của dao chuốt là Zthô= 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với9 + 1 = 40 (răng)

D1 = Dmin

D2 = D1 + 2q mm

D3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với = D2 + 2Sz mm

D4 = D3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với + 2Sz mm

…

Ta có bảng đường kính các răng của dao chuốt:

Loại

răng

Thứ tựrăng

Đườngkính

Sai lệch Loại

răng

Thứ tựrăng

Đườngkính

5 46,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với45 29 48,745

6 46,445 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0 48,845

7 46,545 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với1 48,945

8 46,645 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với2 49,045

9 46,745 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với 49,145

10 46,845 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với4 49,245

11 46,945 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với5 49,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với45

12 47,045 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với6 49,44513) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với 47,145 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với7 49,545

14 47,245 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với8 49,645

15 47,3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với45 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với9 49,745

f) Kiểm tra sức bền dao chuốt

– Mỗi răng cắt của dao chịu hai lực thành phần tác dụng Thành phần hướng

lẫn nhau Thành phần dọc trục Pz song song với trục chi tiết, tổng hợp các lực Pz sẽ

là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao

– Lực cắt tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng nhưng trường hợp này ítxảy ra Lực cắt tổng hợp P dễ làm dao đứt ở đáy răng cắt đầu tiên Điều kiện bềnxác định ở mặt tiết diện hẹp nhất như sau:

Ta có:

c min

F (D 2h) (46 2.2,4) 13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với,2

Với dao chuốt rãnh then hoa thì Pmax C S b.n.Zp zx max.K K K m n

Các hệ số tra bảng 5.9 và bảng 5.10(1) ta có Cp= 23) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với00; x = 0,85; K = 1; n K =1;m

K=1.

Lượng nâng của răng cắt thô Sz =0,05 mm

Số răng cùng cắt lớn nhất Zmax = 6 răng

do đó thỏa mãn độ bền kéo

Chọn D1'= 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với2 mm

Tra bảng 5.13) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với(1) ta có kích thước phần đầu kẹp:

Dung sai D1' lấy theo h11, dung sai D lấy theo f9.1

40 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với2 5 8 14 1 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với2 20 90

2.2.2.2 Phần cổ dao và côn chuyển tiếp

– Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt Đường kính cổ dao

D2 = D1 – 2 (mm) = 40 – 2 = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với8 (mm), độ chính xác h11

– Chiều dài cổ dao l2 được tính từ điều kiện gá đặt: l2l -lg 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với(lhlml ) -lb 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với

Trong đó: lg ,lh, lm, lb lần lượt là chiều dài gá, chiều rộng khe hở, chiều dày thànhdao và bạc gá

Chọn lh = 10 (mm); lm = 25 (mm); lb = 15 (mm)

Chiều dài phần côn chuyển tiếp l3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với với: l3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với = 0,5.D1= 0,5.40 = 20 (mm)

 l2(10 25 15) 20 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0    (mm)

2.2.3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với Các phần khác của dao

2.2.3.1 Phần định hướng phía trước

thường lấy l4 = (0,8÷1).lct = (0,8÷1).25 =(20÷25) Chọn l4 = 40 mm

vừa được dao trước chuốt sau), với dung sai theo e8

 D4 = 46 mm

2.2.3.2 Phần dẫn hướng phía sau

Chiều dài phần này không nhỏ hơn 20 mm, l5 = (0,2÷0,7).lct

 l5 = (0,2÷0,7).25 =(5÷17,5) Chọn l5 = 20 mm

2.2.3.3 Chiều dài dao

 Chiều dài phần răng cắt thô: Lthô = Zthô.tthô = 40.6 = 240 mm

 Chiều dài phần răng cắt tinh: Ltinh = Ztinh.ttinh = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với.5,5 = 16,5 mm

Vậy tổng chiều dài dao:

L = l1 + l2 + l3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với + l4 + Lthô + Ltinh + Lsđ + l5

L = 90 + 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0 + 20 + 40 + 240 + 16,5 + 20 + 20 = 476,5 (mm)

Điều kiện bền: L  3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0 D4 = 3) Gắn hệ trục tọa độ Oxy vào cung tròn, với điểm O trùng với0.50 = 1500 (mm) Thỏa mãn