Đồ án thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp Full THuyết minh + Bản vẽ số 1

Phần I Thiết kế dao tiện định hìnhI, Phân tích chi tiếtChi tiết (hình vẽ trang 2) có độ chính xác không cao gồm phần mặt trụ MN, DK và phần mặt xuyến CM vì vậy 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 là thép C40, để nâng cao chất lượng và năng suất cắt chọn vật liệu làm dao là thép P18.Với sơ đồ hình vẽ như trên ta tính được:R=25(mm) Để chọn được cỡ dao căn cứ vào chiều sâu lớn nhất của chi tiết. Tra theo bảng 3.2.2 ta có cỡ kích thước dao tiện định hình hình tròn tiện ngoài:Cỡ dao Phần răngPhần răng kẹpDD bCr Z246401320103120312Thông số hình học của dao bao gồm góc trước  và góc sau  được chọn tại điểm cơ sở.Vật liệu chi tiết C40 tra theo bảng 3.3.1Thép cứng trung bình Góc sau  của dao tiện định hình chọn như sau:Dao tròn Từ đó ta chọn Chọn điểm D là điểm cơ sở (sơ đồ thiết kế trang 4) TTCông thứcĐiểm 1,2Điểm 2,4Điểm 51 3,4733,4733,4732 6,846,846,843 3,4733,4733,4734 5 19,6966 24,75723,0647 5,0613,3688 9 18,79410 13,73315,42611 5,33,628Chiều rộng của dao tiện định hình (hình vẽ trang 5)Chiều rộng của dao tiện định hình được xác định dọc theo trục của chi tiết gia công. Trong đó: Chiều dài đoạn lưỡi cắt chính (lấy bằng chiều dài chi tiết định hình khi dao gá thẳng) a: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt, lấy bằng 25 (mm), chọn a= 4(mm)c: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết, lấy bằng 13 (mm), Nếu ở mặt đầu chi tiết có vát thì lấy lớn hơn phần vát 11,5 (mm), c=1+1=2(mm) góc của đoạn lưỡi xén mặt đầu, do có vát t: chiều cao của lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt t = 4 b: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt b=310(mm), chọn b=5(mm) : đoạn vượt quá lấy bằng 1 (mm): góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt III, tính toán cung tròn thay thếTrên cung cong của chi tiết lấy 3 điểm A,B,Cy C b0 AxVới toạ độ tương ứng của các điểm:A(0,0); B(4,577; 0,4226); C(9;1,676)áp dụng công thức: Ta tính được toạ độ tâm và bán kính của cung tròn thay thế là: IV, thiết kế dưỡng đo, dưỡng kiểm tra Dưỡng đo biên dạng dưỡng đo được xem như là bao so với biên dạng lưỡi cắt của dao, do đó kích thước danh nghĩa tương ứng của dao. Vì trường dung sai của các kích thước biên dạng dao đều phân bố về phía âm nên kích thước danh nghĩa của dưỡng đo bằng kích thước danh nghĩa tương ứng của dao. Trường dung sai các kích thước biên dạng của dưỡng đo được phân bố về phía dương. Trị số dung sai của dưỡng đo. Kích thước chiều trục có dung sai 0,006mm toạ độ tâm bán kính cung tròn thay thế có dung sai 0,02mm. Dưỡng kiểm kích thước danh nghĩa của dưỡng kiểm lấy bằng kích thước của dưỡng đo. Trường dung sai các kích thước biên dạng của dường kiểm được phân bố về 2 phía. Trị số dung sai chế tạo các kích thước. Các kích thước chiều cao hình dáng, kích thước chiều trục có sai lệch toạ độ tâm và bán kính cung tròn thay thế có sai lệch . Vật liệu làm dưỡng là thép lò so tấm, mác 60r, 65r (ký hiệu của thép Liên Xô)Thép này 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), các phần khác Ra=1,25m (cấp 7). Yếu tố kiểm traKhoảng các giữa các điểm122334R(45)Dưỡng đoChiều dài Chiều cao0 0 Dưỡng kiểmChiều dài Chiều cao0 0 Phần IIThiết kế dao chuốtCác thông số của đề bàiTtĐường kính danh nghĩa lỗ sau khi chuốt, mmCấp chính xác lỗ sau khi chuốtChiều dài lỗ chuốt, mmVật liệu chi tiếtNguyên công trước chuốtGhi chú3N64H744Thép 50Tiện rộngI, Phân tích chi tiết, chọn sơ đồ cắtChọn dao với đường kính danh nghĩa lỗ sau chuốt: 64(mm)Cấp chính xác của lỗ sau chuốt: H7Chiều dài lỗ chuốt: 44(mm)Vật liệu chi tiết: thép 50Do đó chọn sơ đồ cắt theo sơ đồ chuốt lớp II, Vật liệu làm dao chuốtDao chuốt làm từ 2 loại vật liệu phần đầu dao (hay phần cán) làm bằng thép kết cấu thép 45.Phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở về sau) làm bằng thép gió P18.III, Phần răng cắt và sử dụngDao chuốt chia ra làm 5 phần lớn Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần răng (III) gồm phần răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng. Phần dẫn hướng phía trước (II) Phần dẫn hướng phía sau (IV) Phần đo (V) (thường có đối với dao chuốt dài) Phần răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt nó được thiết kế trước để làm cơ sở cho các phần khác, kích thước răng, số lượng mỗi răng, đường kính các răng. IV, Lượng nâng của răng Szở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước 1 lượng Sz gọi là lượng nâng của răng, lượng nâng thay đổi theo bước tiến dao.Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau (trừ 1 vài răng đầu tiên) trên phần răng cắt tinh, lượng nâng của răng giảm dần. Trên phần răng sửa đúng lượng nâng của răng bằng 0.Tra bảng 4.3.1 ta được lượng nâng của răng cắt thô Sz.Với dao chuôt lỗ trụThép các bon b 500700 (Nmm2)Sz=0,025  0,03(mm)Sau các răng cắt thô là các răng cắt tinh. Số răng cắt tinh thường chọn từ 2 5 răng. Thông thường chọn 3 răng cắt tinh, với lượng nâng lần lượt là 0,8Sz, 0,6Sz, 0,4Sz với răng cắt tinh cuối cùng không uốn nhỏ thua 0,015 (mm) để tránh hiện tượng miết kim loại.Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng bằng đường kính răng cắt tinh cuối cùng. V, Lượng dư gia côngLượng dư gia công được cho theo yêu cầu công nghệ, trị số lượng dư phụ thuộc chiều dài lỗ chuốt, dạng gia công trước khi chuốt .Tra bảng 3.4.2 ta xác định được kích thước lỗ trước khi cuốn (dmin)Với chiều dài lỗ: 44(mm)Đường kính lỗ sau khi chuốt: 64(mm) Lượng dư theo bán kính để chuốt lỗ trụ: 0,5(mm)Tính lượng dư: dmin=64,032.0,5= 63,03(mm)Vậy đường kính của lỗ trước khi chuốt: 63,03(mm)Lượng dư cho các răng cắt thô và răng cắt tinh Lượng dư thô sẽ là: VI, Kết cấu răng và r•nhRăng và r•nh được thiết kế sao cho đủ độ bền, phoi đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo. Profin dọc trục:Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây. Vì vậy dạng r•nh được thiết kế có loại cung tròn nội tiếp để phoi dễ cuốn.Dạng răng và r•nh được đặc trưng bằng các thông số sau: Chiều sâu r•nh h; bước răng t; cạnh viền f; chiều rộng lưng răng c; bán kính r•nh R, r; góc trước , góc sau ; bước lưng răng .Chiều sâu r•nh hay chiều cao r•nh h, bước răng t được thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi. Nếu xem gần đúng r•nh thoát phoi như hình tròn có đường kính h thì tiết diện r•nh sẽ là: Với Tra bảng 4.3.3avới lượng nâng của răng: Sz=0,025thép có độ cứng b=500 800(Nmm2)K=3 Diện tích dải phoi cuốn nằm trong r•nh sẽ là: Với L, Sz là chiều dài của chi tiết và lượng nâng của răngCác thông số khácđược tính theo công thức kinh nghiệm: Để tăng tuổi bền của dao mặt sau được mài theo cạnh viền f ở các răng cắt f=0,05(mm) ở các răng sửa đúng f=0,2(mm)Góc trước  Tra bảng 4.3.3bVới vật liệu gia công b=500  800(Nmm2)=120  150Góc sau ở dao chuốt (trong) phải chọn nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại làm tăng tuổi thọ của dao, góc sau được chọn:ở răng cắt thô: =30  30.30’Răng cắt tinh: =20Răng sửa đúng: =10ở đáy r•nh chia phoi: =30  50Góc lưng răng  thường lấy 70  750ơ Profin mặt đầu (trong tiết diện vuông góc với trục). Trong tiết diện này, dao chuốt lỗ trụ có lưỡi cắt là những vòng tròn đồng tâm lớn dần theo lượng nâng. Để phoi dễ cuốn vào r•nh, lưỡi cắt chia thành những đoạn nhỏ, sao cho chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6(mm).Tra bảng 4.3.3cVới đường kính dao > 50  55(mm)Số r•nh bằng 24ở dao chuốt lỗ, đường kính đáy r•nh Di lớn dần về phía sau 1 lượng 2.Sz=2.0,025=0,05(mm) Số răng dao chuốt và đường kính của chúngSố răng cắt thô: Với Ath=0,455 Vậy số răng cắt thô Zth=19 răngSố răng cắt tinh Ztinh=3Số răng sửa đúng Tra bảng 4.3.3eVới cấp chính xác H7Zsd = 7  8 răng Số răng cùng cắt lớn nhất Do chi tiết quá dài Z0=8 Đường kính các răng dao chuốt D1 = Dmin= 55,03(mm) D2 = D1 + 2.Sz = 55,03+2.0,025 = 55,08(mm) D3 = D2 + 2.Sz = 55,08+2.0,025 = 55,13(mm) ............ Dn = D1 + 2.(n1).Sz D19 = D1 + 2.(191).Sz = 55,03 + 2.18.0,025 = 55,93(mm) Số răng 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 răng sửa đúng Dsd=64,03(mm). Kiểm tra sức bền dao chuốt Sơ đồ chịu lực: Mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng. Thành phần hướng kính Py thành phần hướng vào tâm dao. Tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu thành phần lực 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 thành phần Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng. Song trường hợp này ít xảy ra lực cắt tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên. Điều kiện bền xác định ở mặt cắt AA. Di1 đường kính đáy răng đầu tiên Di1 = Dmin 2.h = 55,03 2.2,053 = 50,924 (mm)P lực cắt tổng hợp khi chuốt P = q.B.Z0.K (N) q lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài (Nmm)Tra bảng 4.3.3g Với lượng nâng của răng Sz = 0,025(mm).Thép hợp kim b=500  800(Nmm).  q = 178(Nmm).K trị số điều chỉnh Tra bảng 4.3.3h  K = 0,93.B tổng chiều dài lưỡi cắt của một vòng răng B = 6(mm).Nhân biểu thức với 6 vì q tính trên 1 đơn vị chiều dài  P = 6.178.6.8.0,93 = 6.7945,92(N). Với vật liệu làm dao là thép gió: kb=350  400(Nmm2)VII, Phần đầu daoPhần đầu dao gồm đầu kẹp l1, cổ dao l2, côn chuyển tiếp l3Xác định phần đầu kẹp Với P= 47675,52(N) bk=200(Nmm) Tra bảng 4.4.1 ta được các thông số sau:Đầu kẹpCổ đỡ phía sauD1D’1dfa1a2a3al1D7e7f1f26045812181,53625115304533 Phần cổ dao và côn chuyển tiếp: Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ D2 = D1 (1  3).  D2 = 60 – 2 = 58(mm). Chiều dài cổ l2 l2 = lg l3 = (lh + lm + lb) l3 Với lg, lh, lm, lb là: chiều dài gá, chiều rộng khe hở, chiều dày thành máy và bạc gá lh = 5  10 (mm). lm= 20  30(mm). lb = 10  15(mm). l3 chiều dài côn chuyển tiếp l3 = 0,5.D1 = 0,5.60 = 30(mm).  l2 = (10 + 25 + 15) – 30 = 30(mm).VIII, Phần định hướng phía trước l4Phần máy dẫn hướng dao lúc bắt đầu chuốt, chiều dài l4 thường lấy (0,8  1).l l4 = (0,8  1).l = (0,8  1).50 = 40  50vì l4  40(mm) chọn l4 = 60(mm)IX, Phần dẫn hướng phía sau:Đường kính phần dẫn hướng phía sau D6 = Dsd=56,03(mm)Chiều dài phần dẫn hướng (0,5  0,7)l= 22  30,8(mm)Lấy chiều dài phần dẫn hướng 30  20(mm)X, Chiều dài dao Chiều dài dao cần nhỏ thua hành trình của máy và nhỏ thua 30.D =30.56 =1,68(m)XI, Lỗ lâm Dùng trong khi chế tạo dao, dùng khi mài sắc lại, lỗ lâm có thêm mặt côn bảo vệ 1200 để giữ cho mặt côn làm việc 600 không bị xây sát. Tra bảng 4.9 ta được các thông số sau:Kích thước lỗ lâmdDLL1L22,56630,8XII, Yêu cầu kỹ thuật Vật liệu làm dao là thep P18, do dao có đường kính lớn hơn 10 (mm) nên đầu dao làm bằng thép 45. Độ cứng phần răng, phần dẫn hướng phía sau HRC 62  65 Độ cứng phần dẫn hướng phía trước HRC 58  62 Độ cứng phần đầu dao HRC 45  47 Độ nhẵn bề mặt Cạnh viền của răng sửa đúng Ra = 0,32 Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc của lỗ lâm, mặt dẫn hướng có Ra=0,65 Phần trụ ngoài của đầu dao, chia r•nh phoi có Ra = 1,25 Các mặt không mài Ra = 2,5 Sai lệch bước chiều cao răng, bán kính r•nh theo cấp chính xác Js15 Sai lệch đường kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh cuối cùng) như sau:Với Sz =0,025 50  55(mm) Sè r·nh 24 dao chuốt lỗ, đờng kính đáy rãnh Di lớn dần phía sau lợng 2.Sz=2.0,025=0,05(mm) - Số dao chuốt đờng kính chúng Số cắt thô: Z th Ath 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 - Đờng kính dao chuốt D1 = Dmin= 55,03(mm) D2 = D1 + 2.Sz = 55,03+2.0,025 = 55,08(mm) D3 = D2 + 2.Sz = 55,08+2.0,025 = 55,13(mm) Dn = D1 + 2.(n-1).Sz D19 = D1 + 2.(19-1).Sz = 55,03 + 2.18.0,025 = 55,93(mm) Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp - 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 ®óng Dsd=64,03(mm) - KiĨm tra søc bỊn dao cht S¬ đồ chịu lực: Mỗi cắt dao chịu lực thành phần tác dụng Thành phần hớng kính Py thành phần hớng vào tâm dao Tổng hợp lực Py triệt tiêu thành phần lực däc trơc Pz song song víi trơc chi tiÕt Tỉng hợp lực P z lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao Lực cắt thành phần Pz tác dụng lên làm mẻ Song trờng hợp xảy lực cắt tổng hợp P dễ làm dao đứt tiết diện đáy Điều kiện bền xác định mặt cắt A-A k P P [ bk ] F Di21 Di1 đờng kính đáy Di1 = Dmin - 2.h = 55,03 - 2.2,053 = 50,924 (mm) P lực cắt tổng hợp chuốt P = q.B.Z0.K (N) q lực cắt đơn vị chiều dài (N/mm) Tra bảng 4.3.3g Với lợng nâng Sz = 0,025(mm) Thép hợp kim b=500  800(N/mm)  q = 178(N/mm) K trÞ sè ®iỊu chØnh Tra b¶ng 4.3.3h  K = 0,93 B tổng chiều dài lỡi cắt vòng B = 6(mm) 10 Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp Cạnh viền sửa Ra = 0,32 Mặt trớc, mặt sau răng, mặt côn làm việc lỗ lâm, mặt dẫn hớng có Ra=0,65 Phần trụ đầu dao, chia rãnh phoi có Ra = 1,25 Các mặt không mài Ra = 2,5 Sai lệch bớc chiều cao răng, bán kính rãnh theo cấp xác Js15 - Sai lệch đờng kính cắt (trừ cắt tinh cuối cùng) nh sau: Víi Sz =0,025