PHẦN III: THIẾT KẾ DAO CHUỐT
3.4.3 Kết cấu răng và rãnh
Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng của dao chuốt. Răng và rãnh được thiết kế sao cho dao đủ bền, răng đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo.
a) Profile dọc trục
Hình dạng răng và rãnh cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Thông số hình học của răng phải đảm bảo tuổi bền tối đa.
- Răng dao phải đảm bảo được số lần mài lại tối đa.
- Răng phải đủ bền để không bị gãy trước tác dụng của momen uốn trong quá trình cắt.
- Rãnh giữa các răng phải có hình dạng và kích thước sao cho khi cắt ra phoi dễ dàng theo mặt trước, cuốn xoắn đều và nằm gọn trong rãnh.
23
Với vật liêu gia công là thép 45, được sử dụng rất phổ biến, được dùng chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập tương đối cao mà bề mặt có thể bị mài mòn như trục, bánh răng... để có cơ tính cao cần nhiệt luyện (tôi+ram cao). Khi chuốt vật liệu dẻo như chuốt thép thường tạo ra phoi dày. Vì vậy rãnh được thiết kế có dạng lưng cong (có 2 cung tròn nối tiếp) để phoi dễ cuốn.
Hình 2.4: Dạng răng và rãnh trong tiết diện chiều trục Trong đó:
t – Bước răng h – Chiều cao rãnh f – Cạnh viền
b – Chiều rộng lưng răng r, R – Bán kính rãnh α – Góc sau
γ – Góc trước
Xác định giá trị của các thông số:
❖ Răng cắt thô:
Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính toán thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi, rãnh có diện tích là:
𝐹𝑅 = 𝐾. 𝐿. 𝑆𝑧 Trong đó:
L – Chiều dài của chi tiết.
Sz – Lượng nâng răng
K- Hệ số điền đầy rãnh răng Tra bảng 5.4 – [1] ta được K = 3
Như vậy: 𝐹𝑅 = 𝐾. 𝐿. 𝑆𝑧 = 3.24.0,06 = 4,32 mm2 Ta có: ℎ≥ 1,13. √𝐾. 𝑆𝑧. 𝐿 = 1,13. √4.32 = 2,35 mm Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2,5
Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 ÷ 2,8).h = 6,25 ÷ 7. Chọn t = 7
r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,25 ÷ 1,375. Chọn r = 1,5
24
b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,1 ÷ 2,8. Chọn b = 2.5 R = (0,65 ÷ 0,8).t = 4.55 ÷ 5,6. Chọn R = 5
Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia công, tra bảng 5.5[1] được γ = 15°
Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại. Góc sau được chọn: α = 3o
❖ Răng cắt tinh:
Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính toán thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi, rãnh có diện tích là:
𝐹𝑅 = 𝐾. 𝐿. 𝑆𝑧 Trong đó:
L – Chiều dài của chi tiết.
Sz – Lượng nâng răng Tra bảng 5.4 – [1] ta được K = 3
Như vậy: 𝐹𝑅 = 𝐾. 𝐿. 𝑆𝑧= 3.24.0,048 = 3,456 mm2 Ta có: ℎ ≥ 1,13. √𝐾. 𝑆𝑧. 𝐿 = 1,13. √3,456 = 2,1 mm Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 2,5
Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 ÷ 2,8).h = 6,25 ÷ 7. Chọn t = 7
r = (0,5 ÷ 0,55).h = 1,25 ÷ 1,375. Chọn r = 1,5 b = (0,3 ÷ 0,4).t = 2,1 ÷ 2,8. Chọn b = 2,5 R = (0,65 ÷ 0,8).t = 4,55 ÷ 5,6. Chọn R = 5
Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia công, tra bảng 5.5[1] được γ = 5°
Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại. Góc sau được chọn: α = 2o
❖ Răng sửa đúng:
Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính toán thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi, rãnh có diện tích là:
𝐹𝑅= 𝐾. 𝐿. 𝑆𝑧 Trong đó:
L – Chiều dài của chi tiết.
Sz – Lượng nâng răng Tra bảng 5.4 – [1] ta được K = 3
Như vậy: 𝐹𝑅 = 𝐾. 𝐿. 𝑆𝑧= 3.24.0,024 = 1,728 mm2 Ta có: ℎ ≥ 1,13. √𝐾. 𝑆𝑧. 𝐿 = 1,13. √1,728 = 1,49 mm Lấy chiều rộng then theo tiêu chuẩn: h = 1,5
Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:
t = (2,5 ÷ 2,8).h = 3,75 ÷ 4,2. Chọn t = 4 r = (0,5 ÷ 0,55).h = 0,75 ÷ 0,825. Chọn r = 1 b = (0,3 ÷ 0,4).t = 1,2 ÷ 1,6. Chọn b = 1,5
25
R = (0,65 ÷ 0,8).t = 2,6 ÷ 3,2 Chọn R = 3
Góc trước γ được chọn theo vật liệu gia công, tra bảng 5.5[1] được γ = 5°
Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại. Góc sau được chọn: α = 1o
b) Profile trong tiết diện vuông góc với trục
Do chiều rộng then là 10, tương đối lớn nên ta phải chia các lưỡi cắt ra thành các phần nhỏ.
Để làm giảm ma sát giữa lưỡi cắt với thành lỗ then hoa người ta thiết kế cạnh viền f với góc nghiêng phụ 𝜙1 (trị số f = 0,8 ÷1 mm, 𝜑1 = 2𝑜)
Để giảm ma sát trong quá trình cắt thì đường kính đáy trượt được chọn nhỏ hơn đường kính phần định hướng phía trước 1mm
Để thoát đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ thì chân răng có rãnh thoát đá với bán kính lượn r = 0,5mm có tâm nằm trên đường kính đáy trượt.
Hình 2.5: Mặt cắt ngang dao chuốt lỗ then hoa Răng dao chuốt