Muèn vËy, khi thiÕt kÕ dao tiÖn ®Þnh h×nh cÇn chän vËt liÖu dao hîp lý, kÕt cÊu dao hîp lý, tÝnh kÝch thíc biªn d¹ng dao chÝnh x¸c vµ ®Ò ra nh÷ng yªu cÇu kü thuËt chÕ t¹o thËt hîp lý....[r]
(1)Lời nói đầu
Hin với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, máy móc nâng cao tính tự động trình sản xuất, đặc biệt máy công cụ Để đáp ứng yêu cầu tự động hố máy nh đảm bảo cho q trình sản xuất máy công cụ đạt đợc suất cao việc chế tạo dụng cụ cắt gọt thoả mãn tiêu kinh tế- kỹ thuật cần thiết
Thiết kế đồ án môn học dụng cụ cắt bớc đầu giúp sinh viên làm quen với lĩnh vực thiết kế dụng cụ cắt gọt, cho phép đúc kết lại tồn kiến thức đợc học cách có hệ thống vận dụng linh hoạt vào trình làm việc
Qua thời gian tìm hiểu thiết kế, với giúp đỡ trao đổi bạn bè với bảo tận tình thầy cô giáo đặc biệt thầy Đặng Văn Thanh, em hoàn thành nội dung đề tài đợc giao Nhng kiến thức tích luỹ kiến thức thực tế cịn cha nhiều nên q trình thiết kế khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đợc bảo, đóng góp ý kiến thầy cô giáo môn để nội dung thiết kế em đợc hoàn thiện
Em xin chân thành cảm ơn
Hải Phòng ngày 16 tháng 03 năm 2009
Sinh viên
Trần Thị Thanh Dung
Phn i - Thit k dao tiện định hình
(2)1 Chọn vật liệu dao tiện định hình.
- Dao tiện định hình thờng có biên dạng phức tạp, làm việc điều kiện cắt nặng nề, lực cắt lớn, nhiệt cắt lớn Vì vậy, cần chọn vật liệu làm dao có độ cứng cao, độ bền nhiệt cao, độ bền học khả chống mòn tốt
- Với vật liệu chi tiết gia công thép 20XH, cần gia cơng đạt cấp xác IT12, độ nhám cấp 5, chọn vật liệu dao tiện định hình thép gió P18, đáp ứng đầy đủ yêu cầu
Thép P18 gia cơng loại thép có b > 850 (N/mm2) gang có
cứng HB > 220
Thành phần thép giã P18:
C(%) Cr(%) W(%) V(%) 0,7 0,8 3,8 4,4 17,5 19 1,4
- Thép gió có hàm lợng Vonfram cao làm cho thép gió có tính cứng nóng cao, cắt gọt với tốc độ cắt cao (2 4) lần thép cacbon dụng cụ, tốc độ cắt lớn dao thép gió Vmax = 50 m/ph, nung giữ đợc độ cứng cao gần 6000C
Hàm lợng Crơm có tác dụng lm tng thm tụi
Hàm lợng V làm tăng tính chống mài mòn giữ cho hạt nhỏ t«i Sau t«i thÐp giã P18 cã tỉ chøc:
Máctenxit +Ơtenít d (30%)+Cac bit d(15%) Với độ cứng HRC 62 65
2 Chọn kích thớc kết cấu dao tiện định hình.
- Chän theo hình dáng lớn tmax chi tiết gia công
Chiều cao hình dáng lớn nhất, xác định theo cơng thức:
Với cấp xác thấp IT12, độ nhám cấp Chọn dao tiện định hình trịn hớng kính gá thẳng có điểm sở ngang tâm
(3)5 4 3
2 0 1
3
5
4
0
40 30 20 10
1
5
R10
Hình 1:Các điểm biên dạng chi tiết
- Theo bảng - 3, kích thớc kết cấu dao tiện định hình trịn có lỗ chốt là:
Chiều cao hình dáng lớn
chi tiÕt
KÝch thíc dao tiƯn
D d(H8) D1 bmax K r Dt d2
(4)22°
L2 L2
Lp L1 L
34.0
4.0 12 5
Ø34
Ø45
30°
Hình 2: Kết cấu dao tiện định hình trịn ngồi có lỗ chốt 3 Chọn thơng số hình học dao tiện định hình.
+ Góc sau : Dao tiện định hình thờng cắt với lớp phoi mỏng nên góc sau đợc chọn lớn so với dao tiện thờng để tăng bền cho lỡi cắt
- Với dao tiện định hình trịn = 100 120 Chọn = 120
+ Gãc tríc : Phơ thc vào tính vật liệu gia công
- Theo b¶ng - 4, víi vËt liƯu chi tiÕt gia công thép 20XH, có:
b = 600 N/mm2 , HB = 197
- Chän = 22o
(5)d O C O 0,1 2,3 4,5 h 2,3 4,5 r2 r1 r
Hình 3: Sơ đồ tính chiều cao hình dáng dao tiện định hình trịn ngồi
+ Hồnh độ: Biểu thị kích thớc chiều trục điểm biên dạng lỡi cắt dao so với điểm sở ngang tâm
+ Đây dao tiện định hình hớng kính gá thẳng nên kích thớc chiều trục điểm biên dạng lỡi cắt kích thớc chiều trục điểm tơng ứng chi tiết gia công :
l1 = 8,5 mm )
l2 = 10( mm )
l3 = l4 = 20( mm )
l5 = 29( mm )
+ Tung độ: Biểu thị chiều cao hình dáng điểm biên dạng lỡi cắt so với điểm sở ngang tâm + Các cơng thức tính:
h = R.sin Bn =
B - n
H = R.sin(+) tgon = H/Bn
B = R.cos(+) tn = R - Rn
Trong đó:
- góc sau điểm sở ngang tâm
5 3 4 2
1 5 3 4 2
1 R10 y x t t =0 l
t = t t
l l = l 0 l
40 30 20 10 1 5 4
0 35
(6)- gãc tríc t¹i điểm sở ngang tâm
R- bán kính dao ứng với điểm sở ngang tâm
Rn- bán kính dao ứng với điểm thứ n biên dạng lỡi cắt
n- chiều cao hình dáng điểm thứ n biên dạng dao theo mặt trớc
tn- chiều cao hình dáng điểm thứ n biên dạng dao tính theo tiết diện vuông
góc với mặt sau
Tính chiều cao hình dáng cho điểm (0,1) ; (2,3); (4,5) biên dạng dao tơng ứng với điểm (0,1) ; (2,3); (4,5) biên dạng chi tiết
*Chiều cao hình dáng điểm 0,1: h = 45.sin120 = 9,36
H = 45.sin(120+220) = 25,16
B = 45.cos(120+220) = 37,3
* ChiÒu cao hình dáng điểm 2,3: B2,3 = B - 2,3
Víi a = r.sin = 7,5.sin220 = 2,8
sin2,3 = a/r1 = 2,8/17,5 = 0,16
2,3 = 9,20
b = r.cos = 7,5.cos220 = 6,95
C2,3 = r1.cos2,3 = 17,5 cos9,20 = 17,27(mm)
2,3 = C2,3 – b = 17,27 - 6,95 = 10,32(mm)
B2,3 = 37,3 – 10,32 = 26,98(mm)
tg02,03 = H/B2,3 = 25,16/26,98 = 0,9325
03,04 = 430
R2,3 =
25,16
sin 430=36,9
t2,3 = R - R2,3 = 45 - 36,9 = 8,1(mm)
Ta cã: 02,03 = + + 02,03
02,03 = 430 - (220 + 120) = 90
Mặt khác: 2,3= + - 2,3 + 02,03 = 120 + 220 - 9,20 + 90
2,3 = 33,80
*Chiều cao hình dáng ®iÓm 4,5: sin4,5 = a/r4,5 = 2,8/20 = 0,14
4,5 = 8,050
C4,5 = r2.cos4,5 = 20.cos8,050 =20.0,99 = 19,8(mm)
4,5 = C4,5 - b = 19,8 - 6,95 = 12,85(mm)
(7)tg04,05 = H/B4,5 = 25,16/24,45 = 1,03
04,05 = 45,820
R4,5 =
25,16
sin 45,820=35,08 t4,5 = R - R4,5 = 45 - 35,08 = 9,92
Ta cã: 04,05 = + + 04,05
04,05 = 45,820 - (220 + 120) = 11,820
Mặt khác: 4,5 = + - 4,5 + 04,05
4,5 = 37,770
5 Xác định dung sai kích thớc biên dạng dao dao tiện định hình:
Độ xác hình dáng kích thớc chi tiết gia cơng phụ thuộc vào độ xác hình dáng kích thớc biên dạng dao Vì cần xác định dung sai kích thớc biên dạng dao chặt chẽ Trong q trình gia cơng chi tiết định hình coi dao nh chi tiết trục (bị bao) Vì nên bố trí trờng dung sai kích thớc biên dạng dao nh trục sở, nghĩa sai lệch không sai lệch dới âm Bố trí nh vậy, sai số biên dạng dao tạo sai số sửa đợc biên dạng chi tiết
Chi tiết gia cơng dao tiện định hình đạt cấp xác IT12, chọn cấp xác dao tiện định hình cao cấp IT9
- Dựa vào cấp xác kích thớc biên dạng dao Theo bảng - 8, đợc sai lệch kích thớc biên dạng dao
+ Dung sai chiỊu cao hình dáng điểm biên dạng dao: t1 = 7,33-0,036
t2 = 9,92-0,036
+ Dung sai kÝch thớc chiều trục điểm biên dạng dao: l1 = 8,5-0,036
l2 = 10-0,036
l3 = 20-0,052
l4 = 20-0,052
l5 = 29-0,052
- Dung sai c¸c kÝch thíc gãc (tÝnh b»ng phót) lÊy b»ng trị số dung sai nhỏ chiều cao hình d¸ng dao (tÝnh b»ng m): 36’
- Để bảo đảm gá dao xác bảo đảm biên dạng dao không đổi sau lần mài lại, cần quan tâm đến dung sai kích thớc chiều cao mài dao H Tính theo cơng thức:
h =
R cosα.δα
57,3 =
10 cos 120 0,42
(8)H =
R cos(α+γ).δ(α+γ)
57,3 =
10 cos(12+22) 0,42
57,3 =0,06 (mm)
Trong ú:
R- bán kính dao điểm sở ngang tâm
- góc sau điểm sở ngang tâm
- góc trớc điểm sở ngang tâm
- dung sai ca góc , độ
(+) -dung sai góc +, độ
6 Xác định phần phụ lỡi cắt vẽ biên dạng toàn lỡi cắt:
+ Để tăng bền cho lỡi cắt, lấy thêm đoạn lỡi cắt phụ a = mm
+ Để tạo lợng d xén mặt đầu, lấy thêm lợng C = 1,5mm, víi gãc 1 = 450
+ Để chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt lấy:
b = mm t = mm b1 = mm = 450
+ Để giảm ma sát cắt, đoạn lỡi cắt 23 đợc vát nghiêng góc 0 = 10
7 Điều kiện kỹ thuật dao tiện định hình:
7.1 VËt liƯu:
Phần cắt : Thép gió P18 Phần thân dao : ThÐp giã P18 7.2 §é cøng sau nhiƯt lun
- Phần cắt : HRC 62 65 - Phần thân dao : HRC 30 40 7.3 Độ nh½n
- Mặt trớc mặt sau dao thép gió cấp ( Ra = 0,63 m ) - Các mặt chuẩn định vị kẹp chặt: Đạt cấp ( Ra = 0,63 m ) - Các mặt lại đạt cấp ( Ra = 2,5 m )
7.4 Sai lệch góc mài sắc: 36’
8 Gá kẹp dao tiện định hình:
Dao tiện định hình đợc định vị kẹp chặt gá kẹp dao thích hợp Yêu cầu gá kẹp phải bảo đảm định vị dao tốt với sơ đồ tính tốn, phải điều chỉnh tốt, kẹp chặt chắn, ổn định có tính cơng nghệ tốt, chế tạo lắp ghép dễ dàng
(9)Hình 4: Gá kẹp dao
Dao c định vị bulông đỡ đợc kẹp chặt nhờ đai ốc kẹp chốt Gá kẹp loại có hai cấu điều chỉnh mũi dao ngang tâm máy Cơ cấu điều chỉnh thơ gồm: Vít điều chỉnh 8, chốt 9, quạt điều chỉnh Cơ cấu điều chỉnh tinh ống lệch tâm Khi quay ống lệch tâm mũi dao đợc nâng lên hạ xuống so với trục chi tiết gia cơng Vít kẹp để kẹp chặt ống lệch tâm
phÇn ii-ThiÕt kÕ dao truèt r·nh then
(10)Dao truốt loại dao chuyên dùng Vì cần thay đổi lợng d, kích thớc bề mặt gia công vật liệu chi tiết phải tính tốn thiết kế chế tạo dao truốt
Dao truốt cho suất độ nhẵn cao nhng có nhợc điểm lực cắt lớn dao chóng mịn lợng chạy dao lớn lợng chạy dao nhỏ xảy tợng trợt ảnh hởng tới chất lợng gia cơng
1 Chọn kiểu dao truốt máy truốt:
Theo đề tài, gia cơng bề mặt định hình dùng dao truốt kéo tiến hành máy truốt ngang
- Theo b¶ng - 1, chän máy truốt kiểu 7520 có tính kỹ thuật cđa m¸y nh sau:
KiĨu m¸y
Lùc kÐo danh nghĩa
(tấn)
Chiều dài hành trình
trt (mm)
Tốc độ hành trình làm việc
(m/ph)
Tốc độ hành trình ngợc
(m/ph)
Động điện
max max Công suÊt
(kw)
Sè vßng quay(v/ph)
7520 20 1600 230 0,6 20 18,7 970
2 Chän vËt liƯu dao trt:
Víi vËt liƯu chi tiÕt gia công thép 45XH, tra bảng 2-14 có :
b= 850 (N/mm2) vµ HB = 207 Chän vËt liệu làm dao thép gió P18 thép gió
có độ cứng cao, độ bền cao khả chống mài mòn cao
3 Chọn sơ đồ truốt:
(11)0 +0,05
46
0
+0,15
4
9
.8
0 +0,05
14
Hình 5: Sơ đồ truốt ăn dần 4 Xác định lợng d gia công:
- Lợng d truốt phụ thuộc vào yêu cầu cơng nghệ, chất lợng bề mặt, kích thớc bề mặt gia cơng dạng gia cơng bề mặt trớc truốt Lợng d truốt rãnh then đợc tính theo cơng thức:
A=t1 max−dmin+0,5
(
dmax−√
dmin2 − bmax2)
(mm)Trong đó:
t1 -khoảng cách từ đáy lỗ đến đáy rãnh then
b -chiều rộng rãnh then d -đờng kính lỗ
Suy ra:
A=49,95−46+0,5(46,022−
√
462−14,052)=5,06(mm)5 Xác định lợng nâng dao:
Việc chọn lợng nâng dao phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công, kết cấu dao truốt độ cứng vững chi tiết, trị số lợng nâng Sz ảnh hởng
lớn đến độ bóng bề mặt gia công, lực truốt chiều dài dao truốt, chọn Sz
lớn chiều dài dao truốt tính đợc ngắn, dễ chế tạo, suất cao, nhng lực truốt lớn, làm dao mòn theo mặt trớc mặt sau ảnh hởng xấu đến độ xác độ nhẵn bề mặt gia cơng Vì khơng nên chọn Sz lớn 0,15
(12)khó cắt vào kim loại gia cơng thờng bị trợt làm cùn nhanh lỡi cắt dẫn đến làm giảm độ nhẵn bề mặt gia công Trờng hợp cần truốt tinh chọn Sz nhỏ
hơn 0,015 (mm) nhng phải đánh bóng mặt sau mặt trớc dao đồng thời mài lại dao với chất lợng cao
Răng cắt thơ thờng bố trí lợng nâng để làm nhiệm vụ sửa biên dạng lỗ phơi, cắt thơ cịn lại có lợng nâng đợc xác định theo bảng - 5, có: Sz =0,05 0,1 mm
Chän Sz = 0,1 mm
Để tránh giảm lực cắt đột ngột cắt thô sửa đợc bố trí từ cắt tinh với lợng nâng giảm dần Thờng chọn cắt tinh với lợng nâng đợc bố trí nh sau:
Lợng nâng sơ cắt tinh là: + Lợng nâng cắt tinh thứ là:
Szt1= 0,8.Sz = 0,8.0,1 = 0,08
+ Lợng nâng cắt tinh thứ hai là: Szt2= 0,6.Sz = 0,6.0,1 = 0,06
+ Lợng nâng cắt tinh thø ba lµ: Szt1= 0,4.Sz = 0,4.0,1 = 0,04
6 Xác định số dao Z:
6.1 Răng cắt thô: Số cắt thô Zth dao truốt đợc xác định phụ thuộc vào
sơ đồ cắt
Với sơ đồ truốt ăn dần, có:
Zth=A − At
Sz
+1(1)
Trong đó:
A: Lỵng d tÝnh theo mét phÝa A = 5,06 mm
At : Lợng d c¾t tinh( tÝnh theo mét phÝa)
At=
∑
Szt=Szt 1+Szt 2+Szt 3=0,08+0,06+0,04=0,18(mm)Sz: Lợng nâng cắt thô ứng với sơ đồ truốt tổ hợp
( Sz = 0,1 mm )
VËy ta cã:
Zth=5,06−0,18
0,1 +1=49,8 Lấy Zth = 50
Xỏc nh lại Atinh thực tế ( At.th )
(13)Trong đó:
At th=Szt 1+Szt 2+Szt
Mặt khác:
Szt 1:Szt 2:Szt 3=8 :6 :4
Suy ta cã:
Szt 1=At.th
18 =
0,16
18 =0,07
Szt 2=At th
18 =
0,16
18 =0,05
Szt 3=At th
18 =
0,16
18 =0,04
6.2 Răng sửa đúng.
Số sửa Zsđ đợc chọn theo cấp xác bề mặt gia cơng
kiĨu dao trt
- Theo b¶ng - 7, cã:
Dao truèt r·nh then : Zs® =
7 Góc độ dao truốt:
+ Gãc sau chän phơ thc vµo kiĨu dao truèt - Theo b¶ng - , cã:
Đối với cắt thô: = 3o : sai lệch = +30
Đối với cắt tinh: = 2o : sai lÖch = +30’
Đối với sửa đúng: = 2o : sai lệch = +30’
Để tăng độ bền kích thớc, mặt sau sửa đợc để lại dải cạnh viền f = 0,05 0,2 mm ( chọn f = 0,1 mm )
+ Gãc tríc : Chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công - Theo bảng - 9, có:
Răng cắt thô: = 15o
Răng cắt tinh: = 5o
Răng sửa đúng: = 5o
8 Xác định hình dáng răng, kích thớc rãnh chứa phoi:
Dao truốt có dạng rãnh chứa phoi: Dạng lng cong, dạng lng thẳng dạng đáy Với vật liệu chi tiết gia công thép 45XH, thép cứng có
b = 850N/mm2 gia cơng thờng tạo phoi vụn, phoi xếp Để tăng độ bền
(14)F = f.K
Trong đó:
f: DiƯn tÝch tiÕt diƯn phoi ( mm2 )
f = L.Sz = 38.0,1 = 3,8 ( mm2 )
L: Chiều dài bề mặt đợc truốt Sz: Lợng nâng cắt thơ
K: HƯ số điền đầy rÃnh
- Theo bảng - 10, víi Sz > 0,07mm chän K =
Suy ra:
F = 3,8.4 = 15,2 ( mm2 )
+ Bớc dao truốt đợc xác định:
t =(1,25 ÷1,5)√L=1,5√L=1,5√38=9,3(mm)
Chän t = 12 mm
- Theo bảng - 12, tra đợc hình dỏng kớch thc rng v rónh phoi:
Bớc h Răng dạng lng thẳngb r F
12 4,5 4,5 2,5 19,3
h=4,5 R2,5
t=12 b=4,5
Hình 6: Hình dáng, kích thớc rÃnh chứa phoi
*Kiểm nghiệm khả chứa phoi rÃnh theo ®iỊu kiƯn:
πh2
(15)Trong đó:
h: Chiều sâu rãnh chứa phoi Thay số ta đợc:
3,14 4,52
4 38 0,1=4,18>K=4
VËy r·nh chøa phoi tháa m·n ®iỊu kiƯn khả chứa phoi
thun tin cho việc chế tạo dao, bớc răng cắt thô, cắt tinh sửa lấy nhau: t = 12
Để giảm rung nâng cao độ xác bề mặt gia cơng t đợc thay đổi phạm vi t = (0,2 1) mm
9 Xác định số đồng thời tham cắt:
Khi truốt số đồng thời tham gia cắt thay đổi từ trị số nhỏ Zmin đến trị số lớn Zmax
+ Số nhỏ tham gia cắt:
Zmin=L
t =
38 12 3
+ Số lín nhÊt tham gia c¾t:
Zmax=L
t +1=3+1=4
Vậy với Zmax Đảm bảo độ bền kéo định hớng tốt cho dao truốt, bảo
đảm suất chất lợng bề mặt gia cơng
10 Xác định kích thớc răng:
+ Chiều rộng dao: b = Bmax - ( 0,005 0,01 )
Trong đó:
Bmax -lµ chiỊu réng lín nhÊt cđa r·nh then Bmax=14,04 mm
b = 14,04 - 0,01 = 14,03 (mm)
+ ChiÒu cao phần cắt h1 ứng với
h1 =1,25.h = 1,25 4,5 = 5,6 (mm)
Trong đó:
h lµ chiỊu sâu rÃnh h =4,5 (mm) +Theo bảng tra 3-19 , cã:
Với B = 14 (mm) Là chiều rộng rãnh then tra đợc H1= 30 (mm) chiều cao đầu dao
- ChiỊu dµy th©n dao :
B1 = b + (2 6) (mm) = 14,03 + = 18,03 (mm)
- ChiỊu cao th©n dao :
(16)Chiều cao thân dao H0 không thay đổi suốt chiều dài dao truốt rãnh then
+ Tính chiều cao phần cắt dao truốt
- Chiều cao phần cắt cắt thô h1 =5,6 (mm)
- Chiều cao phần cắt sau lớn trớc lợng Sz
h2 =h1 + Sz
h3 =h2 + Sz = h1 + 2Sz
h4 =h3 + Sz = h1 + 3SZ
………
hn = h1 +( n-1)Sz
- Chiều cao phần cắt cắt tinh gồm Với tinh 1: ht1=hn + Szt1
Với tinh 2: ht2=ht1+ Szt2
Với tinh 3: ht3=ht2+ Szt
Trong ú :
Sz -là lợng nâng cắt thô Sz =0,1 (mm)
Szt1 -là lợng nâng cắt tinh thứ Szt1=0,07
Szt2 -là lợng nâng cắt tinh thứ hai Szt2 =0,05
Szt3 -là lợng nâng cắt tinh thứ ba Szt3 =0,04
- Chiều cao phần cắt sửa lấy chiều cao phần cắt cắt tinh cuối hsd = ht3
(17)+ Chiều dài phần cắt thô, cắt tinh sửa : Lth = Zth.t = 50.12 = 600 (mm)
Lt = Zt.t = 3.12 = 36 (mm)
Ls® = Zs®.t = 4.12 = 48 (mm)
+ Để giảm ma sát mặt sau phụ (mặt sau ứng với lỡi cắt bên) với bề mặt gia công, cần mài lỡi cắt bên nghiêng góc 1 = 20 v cha li cnh vin nh
răng f = mm
11 Chän kÕt cÊu r·nh chia phoi:
Khu truốt thép cần bố trí rãnh chia phoi cắt nhằm chia chiều rộng cắt thành đoạn nhỏ có chiều rộng đoạn khơng lớn 6mm Do phoi dễ dễ thoát, biên dạng phoi giảm Đáy rãnh chia phoi thờng nghiêng so với trục dao truốt góc đ = 30 50 Chn = 50
Răng dao
thứ i Chiều caophần cắt hi
(mm)
Răng dao
thứ i Chiều caophần cắt hi
(mm)
Răng dao
thứ i Chiều caophần cắt hi
(mm)
1 5,6 21 7,6 41 9,6
2 5,7 22 7,7 42 9,7
3 5,8 23 7,8 43 9,8
4 5,9 24 7,9 44 9,9
5 6,0 25 8,0 45 10,0
6 6,1 26 8,1 46 10,1
7 6,2 27 8,2 47 10,2
8 6,3 28 8,3 48 10,3
9 6,4 29 8,4 49 10,4
10 6,5 30 8,5 50 10,5
11 6,6 31 8,6 Răng cắt tinh
12 6,7 32 8,7 51 10,57
13 6,8 33 8,8 52 10,62
14 6,9 34 8,9 53 10,66
15 7,0 35 9,0 Răng sửa
16 7,1 36 9,1 54 10,66
17 7,2 37 9,2 55 10,66
18 7,3 38 9,3 56 10,66
19 7,4 39 9,4 57 10,66
(18)Số lợng kích thớc rÃnh chia phoi cắt dao truốt tra theo bảng 14
Chiều rộng
dao truốt B(mm) Kiểu
Số rÃnh số
Số rÃnh số
14,03 II
60 90° m
b a
h r
Hình Số lợng kích thớc rÃnh chia phoi cắt dao truèt r·nh then
m = 0,6 (mm); chän m = 0,8(mm) h = 0,5 0,7 (mm); chän h = 0,6(mm) r = 0,2 0,4 (mm); chän r = 0,3(mm)
b=B
2= 14,03
2 =7,02
a=b
2=3,51
12 Xác định hình dáng kích thớc đầu dao truốt:
Hình dáng kích thớc đầu dao truốt đợc tiêu chuẩn hóa Đầu dao truốt rãnh then đợc tra theo bảng - 19 - 20 Sử dụng đầu kẹp nhanh với
b = 14 mm, tra bảng 3-19, đợc kích thớc đầu dao:
- Chiều rộng dao chiều dày thân dao: b = 14 mm ; B1 =18,03 mm - ChiÒu dài lắp vào mâm cặp l = 70 mm
(19)- ChiỊu cao th©n dao H0 = H1 - h1 = 30 – 5,6 = 24,4 mm - c = 10mm ; e = 8mm ; a = 18mm ; f = 1mm ; l1 = 25mm - DiÖn tÝch tiÕt diÖn nhá nhÊt: 300 mm2.
Hình 8: Kích thớc đầu kẹp nhanh dao chuốt rãnh then 13 Xác định kích thớc phần định hớng trớc:
Phần định hớng trớc dùng để định vị chi tiết bảo đảm độ đồng trục chi tiết với dao Do bảo vệ dao khỏi bị gẫy tải
Chiều dài định hớng trớc l4 đợc tính từ cuối phần chuyển tiếp đến nh
răng cắt thô thứ
nh hớng tốt cho chi tiết gia công chiều dài phần định hớng trớc đợc lấy chiều dài lỗ truốt nhng không nhỏ 40(mm)
do Lct = 38 (mm), vËy lÊy l4 = 40 (mm)
14 Xác định phần định hớng sau:
Phần định hớng sau dùng để định hớng chi tiết gia công cuối dao truốt cha khỏi bề mặt lỗ gia công Nhờ mà tránh đợc va đập đột ngột gây sứt mẻ chi tiết
Đối với dao truốt rãnh then không làm phần định hớng sau dao đợc kẹp dẫn hớng bàn dao máy truốt Nhng sau phần sửa kéo dài thêm đoạn l7 = t + (510) (mm)
(20)15 ThiÕt kÕ b¹c dÉn híng:
Để dẫn hớng định vị phôi, cần phải sử dụng bạc dẫn hớng Bạc dẫn hớng bạc hình trụ ba bậc, có xẻ rãnh dọc theo trục dao, dao truốt trợt rãnh cắt, bậc I lắp vào lỗ thành máy truốt, bậc II khử chuyển động tịnh tiến bạc, bậc III để định vị phôi
Để đảm bảo độ bền cho bạc dẫn hớng phải thỏa mãn điều kiện: u 0,15.D D: đờng kính lỗ phơi
u 0,15.46 = 6,9 (mm) TÝnh chiỊu dµy u
Giả sử bỏ qua đệm: u = D
2 -
√
B12+4
(
H1−D
2
)
2
4
Trong đó: D = 46 (mm) Đờng kính lỗ phơi B1 = 18,03 (mm) Chiều dày thân dao
H1 = 30 (mm) Chiều cao phần đầu dao
Thay vào ta có:
u = 46
2 -
√
18,032
+4
(
30−462
)
2
4
= 11,6 (mm) > 6,9 (mm)
Căn đệm Thành máy truốt
B¹c dÉn h íng A
A
AA
(21)Bạc dẫn hớng 16 Xác định chiều dài dao truốt:
Chiều dài dao truốt đợc tính theo cơng thức sau: Ld = L + Lth + Lt + Lsđ + L7
Trong đó:
L -là khoảng cách từ đầu dao đến đỉnh cắt thô Lth -chiều dài phần cắt thô Lth = 600 (mm)
Lt -chiều dài phần cắt tinh Lt = 36 (mm)
Lsđ -chiều dài phần sửa Lsđ = 48 (mm)
L7 -chiều dài phần định hớng sau L7 = 22 (mm)
L = L1+ Lh + Lm + Lb + Lc
(22)L1 -chiÒu dài đầu dao tra theo bảng 3-19, L1= 25 (mm)
Lh -khe hở mặt đầu mâm cặp với thành máy truốt
Thờng lấy từ Lh = 10 15 (mm), chän Lh =12 (mm)
Lm -chiều dài thành máy truốt, Lm = 20 30 (mm)
Chän Lm = 25
Lb -chiều dài vành bạc tỳ, thêng lÊy Lb=10 (mm)
Lc -chiỊu dµi chi tiÕt gia c«ng L=38 (mm)
L = 25 + 12 + 25 + 10 + 38 = 110 (mm)
Do đó:
Ld =110 + 600 + 36 + 48 + 22 = 816 (mm)
Chiều dài Ld dao truốt cần đợc kiểm tra theo điều kiện cứng vững cho phép
Chiều dài dao truốt rãnh then cần phải đảm bảo điều kiện: Ld < [L]
Tra b¶ng 3-25, víi B1.H1 = 18,03.30 = 540,9 (mm2)
Cã : [L] = 1200 (mm)
Vậy Ld < [L] nên dao truốt ta thiết kế đảm bảo độ cứng vững
17 TÝnh lùc truèt:
Lùc trt lín nhÊt trt r·nh then lµ:
Pmax=Cp.Szx.b.Zmax.Kγ.Kα.Khs.Kn
Trong đó:
Cp : hƯ sè phụ thuộc vào vật liệu gia công hình dáng dao truèt
- Theo b¶ng - 26, cã: Cp = 2820 ; x = 0,85
Sz : Lợng nâng cắt thô: Sz = 0,1 ( mm )
b : Chiều rộng rãnh then: b = 14 ( mm ) Zmax : Số đồng thời tham gia cắt lớn nhất: Zmax =
Kγ, Kα, Khs, Kn : Các hệ số điều chỉnh xét tới ảnh hởng góc trớc, góc sau, độ mịn dao dung dịch trơn nguội đến lực cắt
- Tra b¶ng - 27, cã:
Kγ=1,13; K=1; Khs=1; Kn=1
Vậy lực cắt lớn là:
Pmax=2820 0,10,85.14 1,13 1 1=25 206,7(N)
18 Kiểm nghiệm lực truốt độ bền dao truốt:
Muốn làm việc đợc lực kéo Q máy truốt phải lớn lực truốt Pmax
Để đảm bảo độ bền kéo cho dao cần thỏa mãn điều kiện:
σ=Pmax
(23)F : Diện tích tiết diện nguy hiểm đầu kẹp hay rÃnh cắt thô thứ - Theo b¶ng - 19, cã: F = 300 mm2
σ=25206,7
300 =84(N/mm
2
)
- Theo b¶ng – 29 víi vËt liƯu dao truèt lµ thÐp giã cã: [σ]=200
Vậy σ<[σ] nên dao truốt thỏa mãn độ bền kéo
19 §iỊu kiƯn kü tht cđa dao trt r·nh then:
a, VËt liƯu:
- ThÐp P18
b, §é cøng sau nhiÖt luyÖn:
- Phần phần định hớng sau đạt: HRC 62 65 - Phần định hớng trớc: HRC 60 62 - Phần đầu dao: HRC 40 47
c, Độ nhẵn bề mỈt:
- Cạnh viền sửa đúng: Cấp ( Ra = 0,32 )
- Mặt trớc, mặt sau răng, mặt côn làm việc lỗ tâm, bề mặt định hớng: Cấp ( Ra = 0,65 )
- Mặt đáy răng, mặt trụ ngồi đầu dao, chuyển tiếp, rãnh chia phoi : Cấp (Ra =1,25 )
- C¸c bề mặt không mài: Cấp ( Ra =2,5 )
d, Chiều rộng cạnh viền sửa f = 0,05 0,2mm
Trên cắt, chiều rộng cạnh viền không vợt 0,05mm
e, Sai lệch cho phÐp chiỊu s©u r·nh chøa phoi:
Sai lệch cho phép chiều sâu rãnh chứa phoi không đợc vợt q 0,3 mm ±
f, Sai lƯch tỉng céng chiỊu dµi cđa dao:
Sai lệch tổng cộng chiều dài dao truốt không đợc vợt 3 mm
g, Sai lệch bớc răng:
Sai lệch bớc cho phép phạm vi (0,2 0,5) mm
h, Sai lệch giới hạn chiều cao ct v rng sa ỳng:
Sai lệch không vợt quá: 0,02mm(do lợng nâng cắt thô SZ > 0,08mm)
i, Dung sai chiều rộng lỡi cắt cắt sửa đúng:
LÊy b»ng 1/3 dung sai chiÒu réng r·nh then, trêng dung sai phân bố phía âm (sai lệch 0) -0,012
j,Sai lƯch giíi h¹n cđa gãc:
(24)- Gãc sau: 30’
k, Kh¾c nhÃn hiệu cổ dao:
- Đờng kính lỗ truèt :
- VËt liÖu dao truèt : ThÐp giã P18 - Sè hiÖu dao truèt :
- Tên nhà máy chế tạo :
Phn III-
Xỏc nh chế độ cắt
I Chän dơng c¾t:
(25)Vì dao tiện có kích thớc nhỏ, dùng máy tự động, máy chuyên dùng, thờng chế tạo ngun thép gió Ngồi để tiết kiệm vật liệu quý, dao tiện thờng đợc chế tạo theo kết cấu hàn mảnh dao
+ VËt liệu phần cắt:
Để tăng suất cắt chất lợng bề mặt gia công chọn vật liệu phần cắt theo bảng 4-2 hợp kim cứng T15K6
Chän m¶nh dao theo b¶ng 4-7
+ VËt liƯu phần thân: Thép 45
2 Chọn kiểu dụng cụ cắt:
- Theo bảng 4-22, chọn dao tiện đầu thẳng có:
= 45o ; B = 16 ; H = 25
L = 160 ; a = 10
L
H
B
1
3 Chän kÝch thíc chung cđa dơng c¾t:
+ Chän tiết diện ngang thân dao:
- Theo bảng 4-24, tiết diện thân dao theo chiều cao tâm máy B.H = 16.25
+ Chän chiỊu dµi dao:
- Theo bảng 4-25, chọn dao tiện bàn dao có chỗ kẹp: L = 160 ( mm )
(26)Hình dáng mặt trớc dao tiện đợc chọn phụ thuộc vào vật liệu phần cắt, với dao hợp kim cứng
Theo b¶ng 4-27, chọn hình dáng mặt trớc dao phẳng, có cạnh vát âm
0,2-0,5
'
-5
5 Chọn thông số hình học phần cắt cđa dao:
Góc sau góc trớc đợc chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công, lợng chạy dao hình dáng mặt trớc
- Theo b¶ng -32, cã:
= 15o ; = 12o
Góc nghiêng , góc nghiêng phụ 1 góc nâng đợc chọn phụ
thuéc vào điều kiện làm việc cụ thể - Theo bảng - 33, chän: = 450
- Theo b¶ng - 34, chän: 1 = 250
- Theo b¶ng - 35, cã: = 50
Chọn lỡi cắt nối tiếp có dạng cung tròn Với S < 0,2 mm/vßng Chän r = ( mm )
6 Chọn trị số độ mòn cho phép phần cắt:
Trị số độ mòn cho phép phần cắt đợc chọn phụ thuộc vào kiểu dao tiện, vật liệu gia công điều kiện làm việc cụ thể
- Theo b¶ng - 37, có:
Độ mòn cho phép: hs = 0,8 ( mm )
7 Chän ti bỊn cđa dơng c¾t:
Tuổi bền dao đợc xác định theo cơng thức:
- Theo b¶ng 4-39, Víi dao tiƯn ngoài, kích thớc tiết diện thân dao B.H = 16.25
Số lần mài lại cho phép = 15 Ti thä cđa dao = 16 giê
(27)Ti bỊn = 16
15+1=1 (giê) Ti bỊn = 60 ( )
II Chän chiều sâu cắt t:
Chiu sõu ct c chn phụ thuộc vào lợng d gia công h yêu cầu độ nhẵn bề mặt gia công
- Lợng d gia cơng tiện đợc tính theo cơng thức:
h=D − Do
2 (mm)
Trong đó:
D : §êng kÝnh cđa chi tiÕt tríc gia c«ng : D = 45 ( mm ) Do : §êng kÝnh cđa chi tiÕt sau gia c«ng : D = 40 ( mm )
h=45−40
2 =2,5(mm)
Với h = 2,5 để nâng cao suất cắt chọn t = h, nên cắt lần hết lợng d
III Chän lợng chạy dao S:
1 Xỏc nh lng chy dao để bảo đảm độ bền thân dao:
Để bảo đảm độ bền thân dao, lợng chạy dao đợc tính theo cơng thức sau:
S ≤ypz
√
W|σu|Cpz.txpz.K
pz.L
( mm/vßng) (2)
Trong ú:
W : Mô đun chống uốn tiÕt diƯn th©n dao ( mm3 )
W=B.H '
2
6
B : ChiỊu réng th©n dao ë tiÕt diƯn nguy hiĨm H’ : ChiỊu cao th©n dao ë tiÕt diƯn nguy hiĨm
W=16 20
2
6 =1666,67(mm
3)
|σu| : øng st cho phÐp cđa tiÕt diƯn th©n dao Thân dao thờng làm
bằng thép cácbon nên: |u|=200N/mm
2
t : Chiều sâu cắt: t = 2,5 mm
L : Tầm với ( Khoảng cách từ mũi dao đến tiết diện nguy hiểm ) Thờng : L = ( 1,5 )H
Chọn : L = 1,2.H = 1,2.25 = 30 ( mm ) Cpz : Hệ số để tính lực cắt Pz
(28)- Theo b¶ng - 54, cã:
Cpz=3000; xpz=1,0; ypz=0,75
Kpz : hÖ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hỏng nhân tố tới lực cắt Pz Tính Kpz theo công thøc:
Kpz=KMpz.Kϕpz.Kγpz.Kλpz.Krpz.Khspz
KMpz : Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hởng vật liệu gia công đến Pz
- Theo b¶ng - 55, cã:
KMpz=
(
σB750
)
0,35
=
(
600750
)
0,35
=0,925
- Theo b¶ng - 56, cã:
Kϕpz=1,0; Kγpz=0,95; Kλpz=1,0
Krpz=1,0;Khspz=1,0
Kpz=0,925 0,95 1 1=0,879
Thay hệ số vừa xác định đợc vào công thức ( ), đợc:
S ≤0,75
√
1666,67 2003000 2,51 0,879 30=2
2 Xác định lợng chạy dao để bảo đảm độ bền cho cấu chạy dao:
Để bảo đảm độ bền cho cấu chạy dao, lợng chạy dao đợc tính theo công thức sau:
S ≤ypx
√
|Pm|1,45 Cpx.txpx.K px
( mm/vßng ) ( )
Trong đó:
|Pm| : Trị số lớn cho phép lực chiều trục tác lụng lên cấu chạy dao Với máy tiện ren vít 1K62, xác định đợc:
|Pm|=3600N
t : Chiều sâu cắt: t = 2,5 ( mm ) Cpx : Hệ số để tính lực cắt Pz
xpx : Số mũ xét tới ảnh hởng chiều sâu cắt t đến Px
ypx : Số mũ xét tới ảnh hởng lợng chạy dao S đến Px
- Theo b¶ng - 54, cã:
Cpx=3390; xpx=1; ypx=0,5
Kpx : Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hởng nhân tố đến lực cắt Px
TÝnh Kpx theo c«ng thøc :
(29)Víi:
KMpx= σB
750= 600 750=0,8 - Theo b¶ng - 56, cã:
Kϕpx=1Kγpx=0,85Kλpx=0,85Krpx=1
Kpx=0,8 0,85 0,85 1=0,578
Thay hệ số vừa tính đợc vào cơng thức ( ) ta đợc:
S ≤0,5
√
36001,45 3390 2,51.0,578=0,263.Xác định lợng chạy dao để bảo đảm độ cứng vững chi tiết gia công:
Để bảo đảm độ cứng vững chi tiết gia công lợng chạy dao đợc xác định theo công thức sau:
S ≤ypy
√
KEJ|f|Cpy.txpy.Kpy.L3 ( mm/vßng ) ( )
Trong :
K : Hệ số phụ thuộc vào cách gá chi tiết máy K = ( chi tiết kẹp đầu mâm cặp)
E : Mụ un n hồi vật liệu chi tiết gia công, với thép E = 20.104 (N/mm2
)
J : Mô men quán tÝnh tiÕt diƯn ngang cđa chi tiÕt gia c«ng
J=π.D
4
64 =
3,14 454
64 =201 186,9(mm
4)
D : §êng kính chi tiết gia công
|f| : Độ võng cho phÐp cđa chi tiÕt gia c«ng
TiƯn th«: |f| = 0,2 0,4 chän |f| = 0,3 ( mm )
L : ChiỊu dµi cđa chi tiết gia công, không kể đoạn nằm mâm cặp cđa m¸y, L = 40 mm
Cpy : Hệ số để tính lực Py
xpy : Số mũ xét tới ảnh hởng chiều sâu cắt t đến Py
ypy : Số mũ xét tới ảnh hởng lợng chạy dao S đến Py
- Theo b¶ng - 54, cã :
Cpy=2430; xpy=0,9; ypy=0,6
Kpy :HƯ sè hiƯu chØnh xÐt tíi ¶nh hëng nhân tố tới lực cắt Py
Kpy=KMpy.Kpy.Kpy.Kpy.Krpy
(30)- Theo b¶ng - 55, cã :
KMpy=
(
σB
750
)
1,35
=
(
600750
)
1,35
=0,848
- Theo b¶ng - 56, cã :
Kϕpy=1,0; Kγpy=0,85Kλpy=1,25
Krpy=1
Kpy=0,848 0,85 1,25 1=0,9
Thay hệ số vào ( ), đợc :
S ≤0,6
√
3 20 104.201186,9 0,32430 2,50,9 0,9 403 =2 657,64
4 Xác định lợng chạy dao để đảm bảo độ bền mảnh dao:
Để đảm bảo độ bền mảnh dao, lợng chạy dao xác định theo công thức sau:
S ≤ypz
√
|Pz|Cpz.t
xpz
.Kpz
(mm/vßng)
trong đó:
Pz- lực lớn cho phép tác dụng lên mảnh dao hợp kim cứng
theo bảng 4-57, với hợp kim T15K6 : Pz= 6600 - 10%.6600 = 5940
S ≤0,75
√
59403000 2,51 0,879=0,875 Xác định lợng chạy dao thực máy Sm:
Từ lợng chạy dao xác định đợc trên:
S1=2;S2=0,26; S3=2657,64
So sánh với lợng chạy dao dọc máy 1K62, chọn đợc lợng chạy dao thực máylà:
Sm = 0,26(mm/ vßng)
IV Xác định tốc độ cắt V số vòng quay n: 1 Xác định tốc độ cắt V:
Khi tiện ngồi tốc độ cắt đợc tính theo cơng thức sau:
VT= Cv
Tm.tXv.SYv.Kv(m/min)
Trong đó:
VT : Tốc độ cắt ứng với tuổi bền dao T (m/min) t : Chiều sâu cắt
S : Lợng chạy dao (mm/vòng)
(31)m : chØ sè ti bỊn
xv : Số mũ xét tới ảnh hởng t đến V
yv : Số mũ xét tới ảnh hởng S đến V - Theo bảng - 62, có : m = 0,2
Cv=349; xv=0,15; yv=0,35
Kv : Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hởng nhân tố tới tốc độ cắt V
Kv=Kcn.KM.Kp.Kd.Kmt.Kϕ.Khs
Trong :
Kcn : Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hởng khả công nghệ tới tốc độ cắt V
- Theo b¶ng - 59 với vật liệu gia công thép 20XH thành phần Crôm - niken có : Kcn=0,8
KM : Hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hởng tính vật liệu gia cơng tới tốc độ cắtV
- Theo b¶ng - 63, cã :
KM=
750
σB =
750
600=1,25 - Theo b¶ng - 64, cã :
Kp=0,8; Kd=1
Kϕ=1; Kmt=1
Khs=1,1
Thay hệ số vào biểu thức Kv ta đợc :
Kv=1 1,25 0,8 1 1=0,88
Thay vµo biĨu thøc tÝnh VT , cã:
VT=349
600,2.2,50,15 0,260,35 0,88=189(m/min)
2 Xác định số vòng quay n:
Số vòng quay lý thuyết đợc tính theo cơng thức:
n=1000.V
π.D =
1000 189
3,14 45 =1337,6 ( vòng/min ) So sánh với số vòng quay thực tế máy, có:
nk=1250; nk+1=1500
Chọn số vòng quay nm=nk=1250
Vậy tốc độ cắt thực đợc xác định :
V=π.D.nm
1000 =
3,14 45 1250
(32)V TÝnh lùc c¾t:
Các thành phần lực cắt tiện đợc tính theo cơng thức : + Pz=Cpz.txpz.Sypz.Vnpz.K
pz
Víi npz=−0,15
Pz=3000 2,5
1
0,260,75 176,6−0,15 0,879=1 104,6(N)
+ Py=Cpy.txpy.Sypy.Vnpy.K
py
Víi npy=−0,3
Py=2430 2,50,9.0,260,6 176,6−0,3 0,9=470,9(N)
+ Px=Cpx.txpx.Sypx.Vnpx.K
px
Víi npx=−0,4
Px=3390 2,51 0,260,5 176,6−0,4 0,578=315,3(N)
VI Kiểm nghiệm chế độ cắt theo động lực mô men máy:
Chế độ cắt xác định phải thoả mãn điều kiện sau:
Nc= Pz.V
60 1000≤ Ndc.η
Mc= Pz.D
2 1000≤|Mx|
Pz ≤ [Pz]
Trong đó:
Pz : Lùc tiÕp tuyÕn: Pz=1104,6(N)
V : Tốc độ cắt: V = 176,6 ( m/min )
Ndc : Công suất động điện máy
Ndc=10(KW)
: Hiệu suất máy: =0,8
D : Đờng kính ph«i: D = 45 ( mm )
|Mx| : Mô men xoắn cho phép trục
|Mx|=10
4
.Ndc.η
1,05 nm =
104 10 0,8
1,05 1250=60,9(Nm)
[Pz] - theo b¶ng - 57, cã [Pz] = 5940
VËy ta cã :
Nc=1104,6 176,6
60 1000 =3,25<Ndc.η=8
Mc=1104,6 45
(33)Vậy chế độ cắt đợc xác định nh thoả mãn
VII TÝnh thêi gian m¸y To
.
To=L+y+y1
S.n i(min)
Trong đó:
L : ChiỊu dµi cần gia công chi tiết: L = 40 (mm) y : Lợng ăn tới dao
y=t cotg=2,5 cotg45o=2,5
y1 : Lợng vợt dao, thờng chän y1 = ( mm )
Chän y1 = ( mm )
i : Số lần cắt: i = S : Luợng chạy dao: S = 0,26
n : Số vòng quay cđa ph«i: n = 1250 ( vßng/min )
To=
40+2,5+2
(34)tài liệu tham khảo
[1] - Phạm Trung Chính, Nguyễn Mạnh Lân, Khâu Xuân Lơng, Bùi Chính Nghĩa: Giáo trình vật liệu học_ĐHKTCN.
[2] - PTS Trần Hữu Đà, TH.S Nguyễn Văn Hùng, TH.S Cao Thanh Long:
Cơ sở chất lợng trình cắt.
[3] - Trnh Khc Nghiờm: Thit kế đồ án môn học nguyên lý dụng cụ cắt.
(35)môc lôc
Trang
Lời nói đầu
Phn I - thiết kế dao tiện định hình
PhÇn II - thiÕt kÕ dao chuèt r nh then · 11