Thiết kế dụng cụ cắt: Dao tiện định hình, dao chuốt

bài tập lớn môn học thiết kế dụng cụ cắt, bao gồm 2 phần chính: tính toán thiết kế dao tiện định hình và tính toán thiết kế dao chuốt theo hoa.các tính toán đều được trình bày rất tỷ mỉ giúp bạn đọc có thể tham khảo và tìm hiểu một cách chi tiết nhất.Xin cảm ơn

Bài Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Mục lục Lời nói đầu Phần 1: Thiết kế dao tiện định hình Phân tích chi tiết gia cơng: Chọn loại dao: 3 Chọn cách gá dao: 4 Chọn vật liệu thông số hình học cho dao: Chọn điểm sở: Thiết kế profin dao: Tính tốn chiều cao hình dáng profin dao: Tính tốn kích thước dao 9 Thiết kế dưỡng kiểm tra dao: 10 10 Điều kiện kỹ thuật: 11 Phần 2: Thiết kế dao chuốt 13 Chọn kiểu dao chuốt máy chuốt: 13 Vật liệu chi tiết gia công: Thép C45 13 Chọn sơ đồ chuốt 13 Xác định lượng d (lượng dư) gia công 13 Xác định lượng nâng nâng dao (Sz) 14 Xác định số dao 14 Góc độ dao chuốt 15 Xác định hình dáng kích thước răng, rãnh chứa phoi 16 Xác định số đồng thời tham gia cắt 17 10 11 Xác định kích thước 17 Chọn kết cấu rãnh chứa phoi 20 12 Xác định hình dáng đầu dao chuốt 20 13 Phần định hướng trước 21 14 Kích thước cổ dao chuyển tiếp 21 15 Phần dẫn hướng phía sau 22 16 17 Kích thước cổ trục đỡ 22 Xác định chiều dài dao chuốt 23 18 Lực chuốt kiểm nghiệm bền chuốt 23 19 Chọn hình dạng kích thước lỗ tâm 24 Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Lời nói đầu Dụng cụ cắt kim loại đóng vai trị quan trọng lĩnh vực gia cơng khí Nó trực tiếp tác động vào q trình sản sản xuất sản phẩm khí,cơng cụ sản xuất máy móc thiết bị cho kinh tế quốc dân Việc nắm bắt vai trò quan trọng dụng cụ cắt kim loại khả thiết kế chế tạo đòi hỏi bắt buộc người làm công tác kỹ thuật lĩnh vực khí,như đạt yêu cầu kỹ thuật ,năng suất cho trình chế tạo khí đóng góp vào phát triển chung đất nước Vì lí nên việc hồn thành đồ án mơn học “thiết kế dụng cụ cắt kim loại” đóng vai trị quan trọng cần thiết đối vớ sinh viên khí, giúp cho sinh viên làm quen rèn luyện kỹ thiết kế để chuẩn bị công tác sau Trong đồ án môn học em giao nhiệm vụ thiết kế nhữnh dụng cụ cắt điển hình Đó thiết kế dao tiện định hình, thiết kế dao chuốt để gia công lỗ then hoa Em xin chân thành cảm ơn! Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Phần 1: Thiết kế dao tiện định hình Đề bài: Thiết kế dao tiện định hình để gia cơng chi tiết có biên dạng u cầu kích thước hình vẽ Sai lệch kích thước 0.1 Phân tích chi tiết gia cơng: Chi tiết gia cơng làm từ thép C45 có b=750 N/mm2, chi tiết bao gồm nhiều mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt cơn, chênh lệch hình dáng khơng lớn ta chọn loại dao đơn giản Trên chi tiết có mặt mặt phăng cần gia cơng có  =0 nên gá dao cần có biện pháp khắc phục Chọn loại dao: Chi tiết khơng có đặc biệt ta chọn dao tiện định hình lăng trụ dao lăng trụ có ưu điểm chế tạo thiết kế dễ dàng, cho ta độ xác mài lại không làm thay đổi profin dao, giảm sai số cho chi tiết so với dao tiện định hình hình trịn Bài Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Kích thước kết cấu dao chọn tuỳ thuộc theo chiều sâu lớn hình dáng chi tiết gia cơng tmax= d max − d 64−40 = = 12 2 Theo bảng (1.2) ta tra kết cấu dao H = 90; E = 10; B=25; F=20; d=10; A = 30; r = 1; G = 6; M = 45,77 Chọn cách gá dao: Dựa vào profin chi tiết ta thấy phần côn chi tiết không cho dung sai nên ta coi độ xác không đặc biệt cao, để đơn giản ta chọn dao gá thẳng lưỡi cắt gia công mặt phẳmg có =0 nên ta làm góc nghiêng  =2 đẻ giảm ma sát mặt trước mặt gia công, đảm bảo độ bền dao Chọn vật liệu thơng số hình học cho dao: Đối với dao tiện định hình ta chọn loại thép P18 để gia cơng chi tiết thép C45 có b=750 N/mm2 hợp lý Tra bảng (1.1) ta có thông số sau: Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 =20 - 25 ; =8 - 15 Ta chọn =25 ;=10 Chọn điểm sở: Vì chi tiết khơng có đặc biệt nên ta chọn điểm sở điểm nằm ngang tâm chi tiết gần tâm chi tiết (xa chuẩn kẹp nhất) Để xác định profin lưỡi cắt dao cần phải xác định profin lưỡi cắt tiết diện pháp tuyến với mặt sau dao Thiết kế profin dao: Chọn điểm điểm sở, từ điểm ta vẽ vết mặt trước hợp với phương ngang góc =25 , vết củ mặt sau hợp với phương thẳng đứng góc =10 Vết mặt trước cắt vịng trịn hình chiếu đứng chi tiết điểm 1,2,3,4 điểm nằm dao.Từ điểm ta dóng thẳng xuống chi tiết ta xác định điểm tương ứng nằm chi tiết Ta có sơ đồ tính tốn sau: Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Tính tốn chiều cao hình dáng profin dao: - Ta phải xác định kích thước h di : - Áp dụng công thức sau: r ri i =arcsin( sin)  r ri sini = sin i = (Ci - B) A = r.sin; B = r.cos; Ci = ri.cosi hi = i.cos( + ) Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 - Thay số ta có: A=r2.sin =20.sin25o = 8,45 B=r2.cos = 20.cos25o = 18,126  Công thức tổng quát là: 𝐴 ℎ𝑖 = (𝑟𝑖 𝑐𝑜𝑠 (𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 ) − 𝐵) cos(𝛼 + 𝛾) 𝑟𝑖 • Điểm 1: Ta có: r1 = 31 (mm)  Vậy: 𝐴 8,45 1= arcsin( ) = arcsin( ) = 15,82o 𝑟 31 C1 = r1.cos1= 31.cos(𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 8,45 31 ) = 29,825 mm 1 = C1 - B = 11,7 mm ℎ𝑑1 = 1 cos(35) = 9,58 mm • Điểm 2: Ta có: r2 = 20 (mm)  Vậy: 𝐴 8,45 2= arcsin( ) = arcsin( ) = 25o 𝑟 20 C2 = r2.cos2= 20.cos(𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 8,45 20 ) = 18,126 mm 2 = C2 - B = mm ℎ𝑑2 = 2 cos(35) = mm • Điểm 3: Ta có: r3 = 20 (mm)  Vậy: 𝐴 8,45 3= arcsin( ) = arcsin( ) = 25o 𝑟 20 C3 = r3.cos3= 20.cos(𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 8,45 20 ) = 18,126 mm Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 3 = C3 - B = mm ℎ𝑑3 = 3 cos(35) = mm • Điểm 4: Ta có: r4 = 24 (mm)  Vậy: 𝐴 8,45 4= arcsin( ) = arcsin( ) = 20,62o 𝑟 24 C4 = r4.cos4= 24.cos(𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 8,45 24 ) = 22,46 mm 4 = C4 - B = 4,34 mm ℎ𝑑4 = 4 cos(35) = 3,55 mm • Điểm 5: Ta có: r5 = 24 (mm)  Vậy: 𝐴 8,45 5= arcsin( ) = arcsin( ) = 20,62o 𝑟 18 C5 = r5.cos5= 24.cos(𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 8,45 24 ) = 22,46 mm 5 = C5 - B = 4,34 mm ℎ𝑑5 = 5 cos(35) = 3,55 mm Điểm ri (mm) γi o 31 15,82 2–3 20 4–5 24 20,62 22,46 Ci (mm) 18,126 B(mm) A(mm) Ti(mm) hdi(mm) 18,126 8,45 11,7 9,58 18,126 8,45 0 18,126 8,45 4,34 3,55 Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Tính tốn kích thước dao • Chiều rộng dao tiện định hình: Ld = Lc + a + b + b’ + c Lc: Chiều rộng phần cắt Lc = 64 (mm) a: Chiều rộng lưỡi cắt phụ a = 2-5 (mm) chọn a = 3(mm) b: Chiều rộng lưỡi cắt phần xén mặt đầu chi tiết có vát mép b =3-8(mm) chọn b =5(mm) b’ =0,5-1(mm) chọn b’ =1(mm) c =1-3(mm) chọn c =1(mm) t25% dao chuốt cắt nhóm Với Sz = 0,06 mm => k = 3×25% = 3,75 Dao chuốt cắt đơn: t = (1,25÷1,5)√𝐿 = (1,25÷1,5) √25 = 6,25÷7,5 Tiêu chuẩn t = Chọn t=8 (mm) Tra bảng 5.4: (Thiết kế dụng cụ cơng nghiệp) Ta có kích thước rãnh dao chuốt Bước Chiều sâu Chiều rộng Bán kính đáy Bán kính lưng (mm) rãnh h mặt sau b rãnh r rãnh R 3 1,5 16 Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Kiểm tra khả chứa phoi rãnh 𝜋ℎ2 4𝐿𝑆𝑧 > k (*) L: chiều dài bề mặt chuốt Sz: lượng nâng cắt thô h: chiều sâu rãnh chứa (mm)  𝜋.32 4.25.0,06 = 4,712 > 3,75  Đảm bảo khả chứa phoi rãnh Xác định số đồng thời tham gia cắt (Công thức 5.15- Tkdccn) 𝐿 Z = = 3,125 𝑡 Số nhỏ Zmin = Số lớn Zmax = Zmin + = Xác định kích thước 10 Đường kính lấy đường kính phần định lượng trước D1= Dmax – 2.A +  = 62,046 – 3,0275 + 0,009 = 56 (mm) Đường kính sau lớn trước lượng 2Sz D2= D1 + 2Sz = 56 + 2.0,06 = 56,12 (mm) D3= D2 + 2Sz = 56,12 + 2.0,06 = 56,24 (mm) … D50= D1 + 49.2.Sz = 56 + 49.2.0,06 = 61,88 (mm) Dt1= D24 + Zzt1 = 61,88 + 0,048 = 61,976 17 Bài Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Dt2= Dt1 + 2.Zt2 = 62,048 Dt3= Dt2 + 2.Zt3 = 62,055 Chiều dài phần cắt: l5= (Zthô + Ztinh).t =(50 + 3).8 = 424 (mm) Chiều dài phần sửa đúng: l6 = Zsđ t= 5.8 = 40 (mm) Bảng thông số cắt thô: STT D (mm) STT D (mm) STT D (mm) 56 19 58,16 37 60,32 56,12 20 58,28 38 60,44 56,24 21 58,4 39 60,56 56,36 22 58,52 40 60,68 56,48 23 58,64 41 60,8 56,6 24 58,76 42 60,92 56,72 25 58,88 43 61,04 56,84 26 59 44 61,16 56,96 27 59,12 45 61,28 10 57,08 28 59,24 46 61,4 11 57,2 29 59,36 47 61,52 12 57,32 30 59,48 48 61,64 13 57,44 31 59,6 49 61,76 14 57,56 32 59,72 50 61,88 18 Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 15 57,68 33 59,84 16 57,8 34 59,96 17 57,92 35 60,08 18 58,04 36 60,2 19 Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 -Bảng thơng số cắt tinh 11 -Bảng thông số sửa STT D (mm) STT D (mm) 61,976 62,055 62,048 62,055 62,055 62,055 62,055 62,055 Chọn kết cấu rãnh chứa phoi Kết cấu rãnh chứa phoi: m = 0,6 ÷  Chọn m = 0,6 (mm) b= 𝐵 = = 3.5 (mm) 𝐵 3.5 2 a= = = 1.75 (mm) h = 0,5 ÷ 0,7  Chọn h = 0,6 mm r = 0,2 ÷ 0,4  r = 0,3 mm 12 Xác định hình dáng đầu dao chuốt (Gồm: đầu kẹp l1, cổ dao l2, côn chuyển tiếp l3) + Phần đầu kẹp σbk ≤ [σbk] σbk = 𝑃𝑚𝑎𝑥 𝜋.𝐷12 D1: Đường kính rãnh D1 = dmin.2h = 56 – 2.3 = 50 mm 20 Bài Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Kính thước đầu kẹp: (Tra bảng 5.13 Tkdcc kim loại) 13 D1 D1’ d f a1 a2 a3 a l1 50−0,03 −0,104 38 14 32 20 100 Phần định hướng trước - Phần định hướng trước dùng để đinh tâm chi tiết trước chuốt bảo chuốt khỏi bị gãy rải chuốt lỗ có lượng dư khơng lớn Chiều dài l4 = (0,8 ÷ 1).lct = (0,8 ÷ 1).25 = 20 ÷ 25 (mm) Chiều dài l4 khơng nhỏ 40 mm  l4= 40 (mm) Đường kính D4 lấy đường kính lỗ trước chuốt D4= 56 mm 14 Kích thước cổ dao chuyển tiếp + Cổ dao D2 = D1 – (1 ÷ 2) (mm) = 48 ÷ 49 (mm) Chọn D2 = 49 (mm) Chiều dài cổ dao l2 = L – (l1 + l3 + l4) (L = l1 + lh + lm + lb + l4) l1 _ chiều dài đầu dao chuốt l1 = 100 (mm) l2 _ chiều dài cổ dao l3 _ chiều dài côn chuyển tiếp: l3 = 0,5.D1 = 25 (mm) 21 Bài Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 l4 _ chiều dài phần định hướng trước; l4= 40 (mm) lh _ khe hở mặt đầu mâm cặp với thành máy chuốt lh = ÷ 10 (mm) Chọn lh = 10 (mm) lm _ chiều dày thành máy chuốt lm= 20 ÷ 30 (mm) Chọn lm = 30 (mm) lb _ chiều dày bạc gá lb = 10 ÷ 15 (mm) Chọn lb = 10 (mm)  L = 100 + 10 + 30 + 10 + 40 = 190 (mm)  l2 = 190 – (100 + 25 + 40) = 25 (mm) 15 Phần dẫn hướng phía sau - Phần dẫn hướng phía sau làm nhiệm vụ định hướng chi tiết cuối dao khỏi mặt lỗ Mục đích để tránh hỏng bề mặt lỗ gãy dao chi tiết bị lệch + Phần định hướng sau dao chuốt có dạng hình trụ với đường kính lỗ lục giác với dung sai chế tạo theo kiểu lắp lỏng f7 D7 = 56−0,03 −0,06 (mm) (Đường kính phần dẫn hướng phía sau Lấy đường kính sửa với sai lệch f7 + Chiều dài phần định hướng sau: l7 = (0,2 ÷ 0,7) lct = (0,2 ÷ 0,7) 25 = ÷ 17,5  Chọn l7 = 15 (mm) 16 Kích thước cổ trục đỡ (Tra bảng 5.13- Thiết kế dụng cụ cắt kim loại) D8 = 30 (mm) 22 Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Chiều dài cổ trục đỡ L8 = (0,5 ÷ 0,7).D8 = ( 0,5 ÷ 0,7) 30 = 15 ÷ 21 (mm) Chọn L8 = 20 (mm) 17 Xác định chiều dài dao chuốt Ld = L + l5 + l6 + l7 + l8 = 190 + 424 + 40 + 15 + 20 = 689 (mm)  Chiều dài tổng dao chuốt đảm bảo nhỏ hành trình máy 18 Lực chuốt kiểm nghiệm bền chuốt Lực chuốt Pmax = Cp Szx Zmax b n kf kn km Trong đó: Cp: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công Sz: Lượng nâng cắt thô Sz= 0.06 (mm) b: Chiều rộng rãnh then b= n: Số rãnh then Zmax: Số đồng thời tham gia cắt Zmax= Kf, kn, km: Các hệ số ảnh hưởng đến lực cắt Tra bảng 5.9- Thiết kế dụng cụ cắt kim loại: Cp x kf kn km 2120 0.85 0.93 1.15 ➔ Pmax = 2120.0,060.85.4.6.8.0,93.1.1,15 = 39833.3 (N) Kiểm nghiệm bền σbk = 𝑃𝑚𝑎𝑥 𝜋.𝐷12 = 4.39833.3 𝜋.502 = 20.29 (N/mm2) 23 Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Ta có [σbk] thép P18 350 N/mm2  Thỏa mãn độ bền kéo 19 Chọn hình dạng kích thước lỗ tâm (Bảng 5.14- Thiết kế dụng cụ cắt kim loại) Đường kính đầu dao Kích thước lỗ tâm D1 (mm) d D L L1 L2 7,5 7,5 3,6 50 24 Bài Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Tài Liệu Tham Khảo Giáo trình Thiết kế Dụng cụ cắt – ĐHCNHN Thiết kế dụng cụ công nghiệp – GS.TSKH Bành Tiến Long Hướng dẫn Thiết kế dụng cụ cắt kim loại - ĐHBKHN 25 ... giao nhiệm vụ thiết kế nhữnh dụng cụ cắt điển hình Đó thiết kế dao tiện định hình, thiết kế dao chuốt để gia công lỗ then hoa Em xin chân thành cảm ơn! Bài Tập Lớn Môn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm... Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Tài Liệu Tham Khảo Giáo trình Thiết kế Dụng cụ cắt – ĐHCNHN Thiết kế dụng cụ công nghiệp – GS.TSKH Bành Tiến Long Hướng dẫn Thiết kế dụng cụ cắt kim loại... tạo thiết kế dễ dàng, cho ta độ xác mài lại không làm thay đổi profin dao, giảm sai số cho chi tiết so với dao tiện định hình hình trịn Bài Tập Lớn Mơn Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Nhóm 13 Kích thước kết