Đồ án dụng cụ cắt kim loại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT KHOA CƠ ĐIỆN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT KIM LOẠI Sinh viên thực : Nguyễn Ngọc Lợi Lớp : CN Chế tạo máy B – K61 Mã sinh viên : 1621060707 STT : 21 GVHD : Nguyễn Thanh Tùng LỜI NÓI ĐẦU Dụng cụ cắt kim loại đóng vai trị quan trọng lĩnh vực gia cơng khí, trực tiếp tác động vào trình 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 gọt kim loại khả thiết kế chế tạo tối ưu hóa địi hỏi bắt buộc người làm công tác kỹ thuật lĩnh vực khí có đạt yêu cầu kỹ thuật, suất cho trình chế tạo khí đóng góp cho q trình 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 sinh viên làm quen rèn luyện kỹ thiết kế để chuẩn bị cho cơng tác sau Để hồn thành đồ án mơn học có cố gắng than em bảo, giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn em thầy cô giáo mơn, q trình tham khảo, hỏi ý kiến bạn bè Vì em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn em tất bạn Đồ án hồn thành cịn có nhiều thiếu sót mơn học vấn đề khó liên tục phát triển Vậy em mong bảo thêm thầy cô giáo mơn đóng góp ý kiến bạn Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN THANH TÙNG thầy cô giáo! Sinh viên Lợi Nguyễn Ngọc Lợi PHẦN A: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH LĂNG TRỤ Số liệu vào: A B D2 D1 R 22 24 12 22 • • • • • Phân tích chi tiết Chi tiết gia công gồm bề mặt cần gia công mặt trụ, mặt cong, mặt đầu Vật liệu chi tiết gia cơng thép C45 có (N/mm2) Phơi dạng phơi trịn có đường kính Ø = D2 = 22 (mm) Chiều dài chi tiết là: l = A+ R+B = 22 + +24 =51 (mm) Độ chênh lệch giữ bán kính nhỏ bán kính lớn chi tiết là: Tmax = (Ømax – Ømin ) / = ( D2 – D1) /2= (22 -12)/2 =5 (mm) Chọn loại dao - Chi tiết cần gia cơng có bề mặt cần gia cơng bề mặt ngồi nên sử dụng dao tiện định hình lăng trụ Kết cấu kích thước dao lăng trụ tham khảo bảng 3.2 Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại với lượng dư lớn chi tiết gia công : Tmax = (mm) Lượng dư lớn chi tiết Tmax 20(mm) Kích thước dao tiện B H E A F r d L=M 35 90 10 40 25 10 55,7 III Chọn cách gá dao : Từ việc phân tích chi tiết trên: Bề mặt chi tiết cần gia công gồm bề mặt định hình mặt trụ trịn xoay, mặt cong mặt đầu Với độ xác khơng u cầu cao nên ta chọn phương pháp gá dao thẳng IV Chọn thơng số hình học dụng cụ : * Chọn góc trước : Dựa vào vật liệu gia cơng ta chọn góc trước dao γ = 20° * Chọn góc sau ∝ Góc sau ∝ dao chọn ∝ = 10° V Tính tốn dao tiện định hình hình lăng trụ gá thẳng: • Sơ đồ tính tốn t ?i ? • Chọn điểm sở Điểm sở chọn điểm nằm ngang tâm chi tiết hay xa chuẩn kẹp dao Vậy ta chọn điểm làm điểm sở • Xác định chiều cao gá dao h H = R.sin α = 25.sin10° = 4,3412( mm) R= Trong đó: R: bán kính dao điểm sở D 50 = = 25(mm) 2 ∝ : góc sau dao điểm sở ∝ = 10° • Thiết kế profin dao theo công thức: τ K = CK − B B = r1.cos(γ ) CK = rK cos(γ K ) A γ K = arcsin( ) rK A = r1.sin(γ ) h K = τ K cos(α + γ ) Trong đó: r1 rK γ1 r1 : bán kính chi tiết điểm sở = 6mm : bán kính chi tiết điểm tính tốn K : góc trước điểm sở γ1 = γ = 20 γK : góc trước điểm tính tốn K Áp dụng cơng thức điểm 1,2,3,4 ta có: Bảng 1: lK γK (mm ) (độ) 20 5,6382 24 20 5,6382 29 10,7 51 10,7 Điể m CK (mm) A B (mm ) (mm) rK τK hK (mm ) (mm) (mm) 0 0 10,8069 11 5,1687 4,44 10,8069 11 5,1687 4,44 2,0521 5,638 -VI Phần phụ profin dụng cụ: Phần phụ profin dụng cụ dung để vát mép chuẩn bị cho ngun cơng cắt đứt kích thước phần phụ gồm : + a : Là chiều rộng làm tăng sức bền lưỡi cắt, chọn a = (mm) + b : chiều rộng lưỡi ứng với phần cắt đứt, chọn b = (mm) - + c : Là chiều rộng lưỡi tạo phần xén mặt, chọn c = (mm) φ= 45o Chiều dài tổng cộng dao : L= 51 + 2(a + b) = 51 + = 55(mm) VI Thiết kế dưỡng: Trong trình chế tạo dao tiện dịnh hình, profin lưỡi cắt kiểm tra loại dưỡng Dưỡng dung trình chế tạo gồm hai loại: Dưỡng đo dưỡng kiểm Dưỡng đo dung để kiểm tra profin chi tiết Dưỡng kiểm dung để kiểm tra dưỡng đo - Dưỡng đo: Cấp xác 7, miền dung sai H, h (bao bị bao) Dưỡng kiểm: Cấp xác 6, miền dung sai J8, j8 (bao bị bao) Vật liệu dưỡng: Thép lò xo C65, nhiệt luyện đạt 62…65 HRC Độ nhám bề mặt làm việc Ra0,63 m,mặt lại Ra1,25 m VII.Điều kiện kỹ thuật dao tiện định hình: Vật liệu Vật liệu làm: thép gió P18 Vật liệu phần thân : thép C45 Góc trước : γ=20o, góc sau α = 12o b Độ cứng sau nhiệt luyện Phần cắt: 62HRC-65HRC Phần thân dao: 58HRC-60HRC c Độ nhẵn Độ nhám bề mặt làm việc: Ra< 0,63 Độ nhám bề mặt cịn lại: Ra< 1,253 Trên phần cắt khơng có vết cháy, vết gợn vết nứt Mối hàn chỗ tiết xúc phần cắt phần thân mối hàn tiếp xúc đảm bảo độ đồng cho mối hàn d Sai lệch góc Sai lệch góc mài sắc: 15’ -30’ Sai lệch góc sau khơng q: 25’ a PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG Phân tích chi tiết chọn dao: Chi tiết có dạng dãnh, có profile phức tạp bao gồm đoạn thẳng Vì ta chọn dao phay hình hớt lưng, loại dao phổ biến để gia công chi tiết định hình Với dạng định hình profile ta hớt lưng lần, tức không mài lại mặt sau sau nhiệt luyện Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương (γ > ) Vì chiều cao profile lớn hcmax = 22 mm, chiều rộng rãnh l = 58 mm, ta nhận thấy kết cấu lưỡi cắt đủ cứng vững, ta chế tạo dao có đáy rãnh phoi đáy nghiêng    Vậy để gia cong chi tiết ta chế tạo dao dao phay định hình hớt lưng lần, có góc trước dương, đáy rãnh phoi đáy nghiêng Chọn thơng số kết cấu a Đường kính ngồi D: Lựa chọn hợp lý phải đảm bảo yêu cầu: + Chiều cao đủ lớn để đảm bảo khơng gian chứa phoi phoi + chiều dày thân dao phải đảm bảo đủ bền Chọn D=160 mm Đường kính lỗ gá d =50 mm b Số Z Để bảo đảm trình phay êm, số đồng thời tham gia cắt phải có , Z xác định bằng: Số Z tiêu chuẩn hóa theo D là: Z = 10 K=8,5 c Dạng rãnh Dạng kích thước rãnh phải đảm bảo đủ khơng gian chứa phoi dễ sức bền dao, cho phép số lần mài sắc lại lớn tránh bị biến dạng nhiệt luyện Ta dùng đường cong acsimet làm đường lưng Các góc phần cắt dao phay a Góc trước γ Góc trước chọn theo vật liệu làm dao vật liệu gia công Vật liệu gia công thép N/mm2 Vật liệu làm dao thép gió P18 Chọn góc trước: γ = 20o b Góc sau α Được chọn theo đặc tính gia cơng loại dao phay Dao phay lớn α khoảng 10 – 12o Chọn α= 12,góc phụ sau α1= độ Tính tốn profile dao tiết diện chiều trục    Chiều cao lớn profile chi tiết hcmax =22 mm Xét điểm i chi tiết, để gia công điểm i phải có điểm i’ tương ứng thuộc profile dao Ta xác định điểm i’ sau: Từ điểm i profile chi tiết dóng ngang sang phía dao cắt đường OT E lấy O làm tâm quay cung trịn có bán kính OE cắt vết mặt trước F Vẽ đường cong hớt lưng acsimet qua F cắt OT G Từ G dóng đường ngược lại phía chi tiết, từ điểm i thuộc profile chi tiết hạ đường thẳng vng góc xuống đường cắt đường i’ ta điểm i’ điểm profile dao dùng để gia công điểm i profile chi tiết Theo sơ đồ ta có: hdi = GT = ET – EG = hci – EG EG độ giáng đường cong hớt lưng Acsimet ưng với góc tâm β Ta có: β = γi – γ EG = Sin γi = γi = arcsin () β = arcsin ()- γ hdi = hci - [ arcsin ()- γ] Trong đó: K = tgα – lượng hớt lưng Z – số dao phay theo bảng 4.11 với D=160(mm) Ta có: Z= 10   K = 8,5 Chiều cao profile dao tiết diện chiều trục hdi = hci - [arcsin ()- 20] Li=2Rsin(γ /2).sin(γi) Chiều cao profile dao tiết diện trùng với mặt trước  Điểm hdti = sin[arcsin ()- 20] Lập bảng tính tốn: hci 22,000 0,000 0,000 5,000 Li 0,000 22,000 46,000 58,000 hdi 20,076 0,000 0,000 4,6702 Lựa chọn kích thước kết cấu dao - Kích thước lớn dao D= 180mm Đường kính lỗ định vị dao d=50mm Đường kính phần khơng lắp ghép d1= 52mm Số : Z=10 Lượng hớt lưng k=8,5mm Hình dáng đáy rãnh phoi :H=37mm Bán kính góc lượn rãnh phoi r=1,5mm - Các kích thước khác c=15, =25 độ ε Yêu cầu kỹ thuật chế tạo dao -Vật liệu làm dao:Thép gió P18 tơi đạt độ cứng 65HRC - Độ cứng sau nhiệt luyện HRC=62-65 -Độ bóng bề mặt làm việc Ra=1,28 -Độ đảo hướng tâm mặt trước