đồ án thiết kế dao bách khoa

Trong nền cơ khí hiện đại nói chung, cũng như ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng, việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt đóng một vai trò rất quan trọng. Dụng cụ cắt trực tiếp tham gia vào quá trình gia công cắt gọt, tạo nên chất lượng của sản phẩm. Vì vậy, việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt phải tuân theo những quy trình cũng như yêu cầu nhất định, và luôn là một nhiệm vụ không dễ dàng đặt ra với người kỹ sư. Trong đồ án môn học này em được làm quen với quy trình tính toán, thiết kế một số dụng cụ cắt điển hình, đó là dao tiện định hình lăng trụ, dao phay lăn răng và dao phay định hình hớt lưng. Với sự giúp đỡ của bộ môn Gia công vật liệu và Dụng cụ công nghiệp, đặc biệt là dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Thanh Sơn , em đã hoàn thành việc thiết kế các dụng cụ cắt đã kể trên. Lĩnh vực thiết kế dụng cụ cắt là một lĩnh vực khó, trong khi kiến thức của em còn thiếu sót rất nhiều, nên em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô về những sai sót mắc phải trong quá trình thực hiện tính toán và thiết kế.

TRƯỜNG ĐẠI NG ĐẠI HỌC BI HỌC BÁCH C BÁCH KHOACH KHOA HÀ NỘI NỘII VIỆN CƠ KHN CƠ KHÍ KHÍ Bộ môn Gi môn Gia công vật liệu t liệu & Dụnu & Dụng cụ cng cụng cụ c công nghiệu & Dụnp ĐỒ ÁN MÔN ÁCH KHOAN MÔN HỌC BÁCH C THIẾT KẾ DỤT KẾT KẾ DỤ DỤNG CỤNG CỤNG CỤ CẮTT HỌCKÌ: 20202 hướng dẫn: TS Giáo viên Lê Thanh Sơn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Mạnh Mã số sinh viên: 20170819 Lớp chuyên ngành: CKCĐT 06-K62 Hà Nội, n Nội, ngàyi, ngà Nội, ny 29 tháng năm 2021m 2021 LỜI MỞ ĐẦU Trong nền cơ khí hiện đại nói chung, cũng như ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng, việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt đóng một vai trò rất quan trọng Dụng cụ cắt trực tiếp tham gia vào quá trình gia công cắt gọt, tạo nên chất lượng của sản phẩm Vì vậy, việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt phải tuân theo những quy trình cũng như yêu cầu nhất định, và luôn là một nhiệm vụ không dễ dàng đặt ra với người kỹ sư Trong đồ án môn học này em được làm quen với quy trình tính toán, thiết kế một số dụng cụ cắt điển hình, đó là dao tiện định hình lăng trụ, dao phay lăn răng và dao phay định hình hớt lưng Với sự giúp đỡ của bộ môn Gia công vật liệu và Dụng cụ công nghiệp, đặc biệt là dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Thanh Sơn , em đã hoàn thành việc thiết kế các dụng cụ cắt đã kể trên Lĩnh vực thiết kế dụng cụ cắt là một lĩnh vực khó, trong khi kiến thức của em còn thiếu sót rất nhiều, nên em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô về những sai sót mắc phải trong quá trình thực hiện tính toán và thiết kế Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Sinh viên Nguyễn Xuân Mạnh PHẦN I THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Nhiệm vụ cơ bản của quá trình thiết kế dao tiện định hình được tiến hành theo trình tự sau: - Phân tích hình dạng, độ chính xác yêu cầu của chi tiết để chọn kiểu dao cho phù hợp - Chọn góc độ dao - Chọn điểm cơ sở để tính toán chiều cao profile dao - Thiết kế kết cấu dao 1.1 Đề bài Tính toán thi t k dao tiện định n định hìnhnh hình hình lăm 2021ng trụ để gia để gia cô gia công chi ti t cho theo hình vẽ 1.1 (D 1.1 (Dao có phần chuẩnn chuẩn bị cắn bịnh hình cắt đứt),t đứt), vớit), với các ti các thông số sau: sau: Vật liệu t liện định u gia công : phôi thanh tròn thép C45 có σ b=600 N /mm2 ( Yêu cần chuẩnu tính 7 điể gia côm trên đoạn cung n cung tròn R) Thông số sau: đần chuẩnu bà Nội, ni : D1=48 ; D2=50 ; D3=55 ; R=5.2 ; L1=5 ; L2=15 ; L3=20 ; L4=25 ; L5=30 Hình 1.1 : Hình dạn cung ng chi ti t gia công 1.2 Phân tích chi tiết để chọn dụng cụ gia công Chi tiết có dạng mặt trụ tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn, mặt trụ Do chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết Song độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao, mặt đầu của chi tiết có độ chênh lệch đường kính không quá lớn Đây là một chi tiết điển hình có kết cấu cân đối, hình dáng không phức tạp, chiều dài và chiều cao profin nhỏ, độ chênh lệch đường kính không quá lớn 1.3 Chọn loại dao Như đã phân tích ở trên, chi tiết có mặt côn nên rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết, chi tiết do sai số tạo ra không phải là bề mặt côn mà là bề mặt hypecboloit Trong trường hợp này để khắc phục sai số này người ta dùng dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết Mà độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao , hơn nữa chiều dài phần côn của chi tiết là ngắn, nên ở đây ta chỉ cần dung dao có một điểm cơ sở nằm ngang tâm chi tiết Để gia công ta có thể dùng dao lăng trụ hoặc dao hình tròn Cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ chứ không chọn dao tròn, tuy khó chế tạo nhưng nó có các ưu điểm sau : - Độ cứng vững cao hơn, chính xác hơn - Tránh được sai số loại 2 (sai số do nội tại dao tròn) - Việc mài sắc lại đơn giản hơn (chỉ mài theo mặt phẳng song song với mặt trước cũ) 1.4 Chọn cách gá dao Để thuận tiện và đơn giản trong quá trình thiết kế cũng như chế tạo mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật trong khi gia công cũng như độ chính xác về kích thước và hình dáng hình học, chất lượng của bề mặt gia công và tuổi thọ của dụng cụ cắt được đảm bảo Mà do yêu cầu độ chính xác không cao nên ta chọn phương án gá dao thẳng Mặc dù có suất hiện sai số nhưng ta chấp nhận sai số này 1.5 Thiết kế dao 1.5.1 Chọn điểm n điểm cơ iểm cơ sởm cơ sở sở Ta ch n điể gia côm cơ sở the sở theo n theo nguyên tắt đứt),c: Điểm cơ iể gia côm cơ sở the sở theo n là Nội, n điể gia côm nằm ngangm ngang tâm chi ti t và Nội, n xa chuẩn bị cắn kẹp nhất p nhất ( hoặt ( hoặc gần tc gần chuẩnn tâm chi ti t nhất ( hoặt ) Như vậy ta vật liệu y ta ch n điể gia côm chính giữa cung a cung tròn bán kính R là Nội, nm điể gia côm cơ sở the sở theo n Ta chia profile chi ti t thà Nội, nnh 15 điể gia côm như vậy ta hình vẽ 1.1 (D trong đó lất ( hoặy trên cung tròn bán kính R 7 điể gia côm chia cung thà Nội, nnh 6 phần chuẩnn bằm ngangng nhau Điểm cơ iể gia côm 1 chính là Nội, n điể gia côm đư vậy taợc chọn c ch n là Nội, nm điể gia côm cơ sở the sở theo n Xác định hìnhnh bán kính 7 điể gia côm trên cung tròn bán kính R r6= D1 2 −1= 482 −1=23( mm) r5= D1 = 48 =24 (mm)=r 4=r 9=r10 22 Xét ∆OH4 ta có : 4 H = L2−L1 =15−5 =5(mm) 2 2 OH =√O 42−4 H2=√5.22−52=1,4(mm) sin 4^ OH = 4 H O 4 = 55.2 ⟹ ^ 4 OH =74 ° ⇒ ^ 4 O 9=2 4^ OH=148 ° Chia cung tròn thà Nội, nnh 6 phần chuẩnn bằm ngangng nhau mỗi phần i phần chuẩnn có góc ∆ β= ^ 4 O 9 =148 =24.67 ° 66 H 1=O 1−OH =5.2−1.4=3.8(mm) → r1=r5− H 1=24−3.8=20.2( mm) Xét ∆OHM ta có ^ HOM =∆ β=24.67 ° HM =OH tan ^ HOM =1.4 tan(24.67 ° )=0.643(mm) OM = OH = 1.4 =1.54 (mm) cos ^ HOM cos (24.67 °) 2 M =O2−OM =5.2−1.54=3,66 Xét ∆2KM ta có ^ M 2 K =^ HOM =24.67 ° MK =2 M sin ^ M 2 K=3,66 sin (24.67 ° )=1,527( mm) 2 K=2 M cos ^ M 2 K =3,66 cos (24.67 ° )=3,326( mm) r2=r5−2 K=24−3,326=20,674 (mm )=r7 Xét ∆OHN ta có ^ HON =2 ∆ β=2 24,67=49,34 ° HN =OH tan ^ HON =1,4 tan ( 49,34 ° )=1,63(mm) ON = OH = 1.4 =2,15(mm) cos ^ HON cos(49.34 ° ) 3 N=O 3−ON =5.2−2.15=3.05(mm) Xét ∆3NF ta có ^ N 3 F=^ HON =49.34 ° NF =3 N sin ^ N 3 F=3,05 sin (49.34 ° )=2.313(mm) 3 F=3 N cos ^ N 3 F=3,05 cos (49.34 ° )=1.987 (mm) r3=r5−3 F=24−1.987=20.013( mm)=r8 G i L1, L2, …, L15 l, L15 là Nội, n khoảng cáchng cách theo phư vậy taơ sở theng ngang từ điểm đ điể gia côm đần chuẩnu tiên (điể gia côm 6) đ n các điể gia côm của profia profile chi ti t Ta có : L6=0 ; L5=1 (mm) ; L4=5 (mm) ; L3 = L4+4H-(HN+NF) = 5+5-(1.63+2.313) = 6.057 (mm); L2=L4+4H-(HM+MK) = 5+5-(0.643+1.527) = 7.83 (mm); L1=L4+4H= 5+5 = 10 (mm); L7=L1+HM+MK=10+0.643+1.527=12.17 (mm); L8=L1+HN+NF=10+1.63+2.313=13.843 (mm); L9=15 (mm); L10=20 (mm) ; L11=25 (mm) ; L12=30 (mm) ; L13=33 (mm) ; L14=36 (mm) ; L15=41 (mm) Ta có bảng cáchng giá trịnh hình các điể gia côm trên profile chi ti t như vậy ta sau Điểm cơ iể gia côm ri (mm) Li (mm) 1 20.2 10 2 20.674 7.83 3 22.013 6.057 4 24 5 5 24 1 6 23 0 7 20.674 12.17 8 22.013 13.843 9 24 15 10 24 20 11 25 25 12 25 30 13 22 33 14 22 36 15 27.5 41 1.5.2 Chọn góc trước γ và góc sau α Với vật liệu gia công là thép C45 , σ b= 600 N/mm2 Tra bảng 1.5 trang 8 sách "hướng dẫn thiết kế dụng cụ cát kim loại” ta chọn:  Góc trước γ= 20°  Góc sau α= 12° 1.5.3 Tính toán chiều cao profile của dao Sơ đồ tính toán các thông số profile dao tại một điểm i bất kỳ trên ưỡi cắt được biểu diễn như sau : Hình 2 Sơ đồ tính toán các thông số profile dao Xét điểm i bất kỳ trên profile của chi tiết ta có điểm i’ tương ứng trên profile dao Gọi chiều cao profile dao tại i’ là hi a Xây dựng công thức xác định profile dao trong tiến diện trùng với mặt trước Thiết lập hệ tọa độ (1lτ ) với: - Trục l song song với đường tâm chi tiết - Trục τ vuông góc với l và nằm trong mặt trước của dao Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độ của i’ là: {li'=li τ i'=? τi'Chiều cao profile dao tại điểm i’ trong tiết diện trong tiết diện trùng mặt trước Từ sơ đồ tính ta có: τ i =Ci −B B=r 1cosγγ Ci=ri cos γ i Mà A=r1 sγinγγ=risin γi → sin γi=r 1 r sin γ i ( ) → γi=arcsin r1 sin γ ri ( ( )) → τi=ricos arcsin r1 sin γ −r1cos γ ri b Xây dựng công thức xác định profile dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau Thiết lập hệ tọa độ (1lh) với : - Trục l song song với đường tâm chi tiết - Trục h vuông góc với l và vuông góc với mặt sau Với mỗi điểm i trên chi tiết cho ta điểm i’ trên profile dao nên ta có tọa độ của i’ là: { li'=li hi'=? ... dàng đặt với người kỹ sư Trong đồ án môn học em làm quen với quy trình tính tốn, thiết kế số dụng cụ cắt điển hình, dao tiện định hình lăng trụ, dao phay lăn dao phay định hình hớt lưng Với... Mạnh PHẦN I THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Nhiệm vụ q trình thiết kế dao tiện định hình tiến hành theo trình tự sau: - Phân tích hình dạng, độ xác yêu cầu chi tiết để chọn kiểu dao cho phù hợp... để chọn kiểu dao cho phù hợp - Chọn góc độ dao - Chọn điểm sở để tính tốn chiều cao profile dao - Thiết kế kết cấu dao 1.1 Đề Tính tốn thi t k dao tiện định n định hìnhnh hình hình lăm 2021ng