Đang tải... (xem toàn văn)
thuyết minh đồ án dao chuốt cho sinh viên khoa cơ khí
phần II thiết kế dao chuốt lỗ vuông Dao chuốt là một trong những loại dụng cụ cắt có năng suất cao dùng để gia công những bề mặt định hình trong và ngoài. Sau khi chuốt bề mặt gia công có thể đạt cấp chính xác 8 ữ 7 và độ nhẵn 6 ữ 8 (R a =2,5 ữ 0,63 à m) cũng có thể đạt tới độ nhẵn cấp 9 (R a =0,32 à m). Với yêu cầu chuốt lỗ vuông nh sau. + Vật liệu Thép 20XH + Chiều dài lỗ chuốt Lct= 35(mm) + Lỗ ban đầu 43 mm gia công bằng phơng pháp khoan 1. Chọn kiểu dao chuốt và máy chuốt. Do bề mặt gia công là bề mặt định hình trong nên ta dùng dao chuốt kéo và tiến hành trên máy chuốt ngang theo bảng 3.1 (TKĐAMHNL&DCC) chọn máy truốt kiểu 7510 với những tính năng kỹ thuật sau: Kiểu máy Lực kéo danh nghĩa (tấn) Chiều dài Hành trình Con con trợt (mm) Tốc độ hành trình làm làm việc (mm) Tốc độ hành trình ngợc (m/min) Động cơ điện Lớn nhất Nhỏ nhấtLớn nhấtNhỏ nhất Côngsuất (KW) Số vòng quay(v/ph) 7510 10 1400 120 3,4 0,5 19 6 1000 2> Chọn vật liệu dao chuốt Với vật liệu gia công là Thép 20XH ( thép 20 CrNi) có: Giới hạn bền b =600 N/mm 2 , độ cứng HB=197 . Thép 20XH có %Ni=2-4 %, %Cr=1% , hàm lợng cacbon thấp do đó có tính dẻo tốt kết hợp với độ bền cao) chọn vật liệu dao chuốt là thép gió P18 vì: Thành phần cấu tạo của P18 có : Sự kết hợp các bon C (0,7 1%) với các nguyên tố tạo thành cácbít mạnh là W và đặc biệt là V làm cho thép gió có khả năng chống màI mòn cao 1 Hàm lợng Crôm (3,8% 4,4%) có tác dụng làm tăng mạnh độ thấm tôi( có khả năng tự tôI và tôI thấu với tiết diện bất kỳ, có thể dùng tôI phân cấp) Trong P18 có hàm lợng Vonfram cao nhất (%W=18%) là nguyên tố hợp kim quan trọng nhất cho phép thép P18 có tính cứng nóng cao, độ bền nhiệt khoảng (6007000C) , tốc độ cắt cao (30-40 m/min) Thép gió P18 khi tôI khó bị quá nhiệt, độ cứng sau tôI khoảng (62 67HRC) cho phép mài sắc dễ dàng 3> Chọn sơ đồ chuốt Để chuốt lỗ vuông chọn sơ đồ chuốt ăn dần là hợp lý vì sơ đồ chuốt ăn dần có u điểm là việc chế tạo răng dao đơn giản hơn nhiều so với sơ đồ chuốt theo lớp. Tuy nhiên độ chính xác và độ nhẵn của bề mặt gia công đạt đợc thấp hơn 4> Xác định lợng d gia công Lợng d khi chuốt phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ, chất lợng bề mặt, kích thớc bề mặt gia công và dạng gia công bề mặt đó. Lợng d khi chuốt lỗ vuông đợc tính theo: A= 2 minmax DD Trong đó: Dmax :Đờng kính vòng tròn ngoại tiếp D0min :Đờng kính lỗ trớc khi chuốt Dmax= aa + =a. 2 =44. 2 =62,22 (mm) Domin=43(mm) :Lợng co hẹp của bề mặt lỗ sau khi chuốt. 2 Chọn: =0,007(mm) Vậy A=(62,22- 43+0,007)/ 2=9,614 (mm) 5> Xác định lợng nâng của răng dao Việc chọn lợng nâng của răng dao phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công kết cấu của dao chuốt và độ cứng vững của chi tiết . Trị số lợng nâng S z ảnh hởng đến độ nhẵn bóng bề mặt gia công, lực chuốt và chiều dài dao chuốt. Nếu chọn S z lớn chiều dài dao chuốt tính đợc sẽ ngắn, dễ chế tạo, năng suất cao nhng lực truốt sẽ lớn làm răng dao truốt sẽ mòn theo mặt trớc và mặt sau ảnh hởng đến độ chính xác và độ nhẵn bề mặt gia công. Ngợc lại nếu chọ S z nhỏ thì dao chuốt sẽ dài, răng dao khó cắt và kim loại gia công thờng bị trợt làm cùn nhanh lỡi cắt và giảm độ nhẵn bề mặt gia công. Không nên chọn S z lớn hơn 0,15 mm và lợng nâng của răng cắt thô không nên chọn nhỏ hơn 0,02mm Răng cắt thô đầu tiên bố trí lợng nâng bằng không để chỉ làm nhiệm vụ sửa đúng biên dạng lỗ phôi . Các răng cắt thô còn lại có lợng nâng băng nhau tra theo bảng 3.5 Nh vậy với vật liệu gia công là thép 20XH có b =600( 2 mm N ). Tra bảng 3.5<I> thấy lợng nâng của dao cắt thô là 0,03ữ0,12 (mm) Dao chuốt làm bằng vật liệu thép gió P18 nên chọn S z =0,12 (mm) Răng cắt thô đầu tiên bố trí lợng nâng S z =0 để chỉ làm nhiệm vụ sửa đúng biên dạng lỗ phôI, các răng cắt thô còn lại có lợng nâng bằng nhau Các răng sửa đúng có lợng nâng S z =0 có nhiệm vụ sửa lại các sai số do răng cắt tinh để lại đồng thời tăng độ nhẵn bề mặt gia công để giảm lực cắt đột ngột giữa răng căt thô và răng sửa đúng đợc bố trí 3 răng cắt tinh với lợng nâng giảm dần . Lợng nâng răng thứ 1 S zt1 =0,8.S z =0,8.0,12=0,096(mm) Lợng nâng răng thứ 2 S zt2 =0,6.S z =0,6.0,12=0,072(mm) Lợng nâng răng thứ 3 S zt3 =0,4.S z =0,4.0,12=0,048(mm) 6>Xác định số răng dao z a>Răng cắt thô: 3 Răng cắt thô làm nhiệm vụ cắt đi phần lớn lợng d gia công số lợng răng cắt thô Z th đợc xác định phụ thuộc vào sơ đồ cắt. Với sơ đồ cắt ăn dần ta có: Z th = t t S AA +1 Trong đó A: lợng d tính theo một phía( theo bán kính) A=9,614 (mm) A t : lợng d của các răng cắt tinh(tính theo một phía) A t = )(216,0048,0072,0096,0 mmS zt =++= S zth : Lợng nâng của răng cắt thô S zth =0,12 (mm) Thay vào công thức ta có: Z th =(9,614 0,216)/ 0,12 +1=79,32(răng) Vậy lấy Z th =80 (răng) Vậy số răng cắt là 79 răng Xác định lại A tinh thực tế ( A t.th ) ( ) ( ) 134,0180.12,0614,91 max. === thztht ZSAA Trong đó: 3zt2zt1ztth.t SSSA ++= Mặt khác: 4:6:8S:S:S 3zt2zt1zt = Suy ra có lợng nâng thực tế cho các răng cắt tinh nh sau: 058,0 18 8.134,0 18 8. . 1 === tht zt A S 045,0 18 6.134,0 18 6. . 2 === tht zt A S 03,0 18 4.134,0 18 4. . 3 === tht zt A S b>Răng cắt tinh Làm nhiệm vụ cắt hết lợng d còn lại nâng cao độ chính xác gia công, là phần dự trữ mài lại cho răng cắt thô và giảm rung động khi cắt. Nh ở trên đã tính và chọn số răng cắt tinh là Z t =3 với lợng nâng của răng giảm dần. S ztt1 =0,058 (mm) S ztt2 =0,045 (mm) S ztt3 =0,03(mm) c>Răng sửa đúng 4 Làm nhiệm vụ tăng độ nhẵn và độ chính xác bề mặt gia công không bố trí lợng nâng, số răng sửa đúng đợc chọn theo cấp chính xác của bề mặt gia công và kiểu dao chuốt Theo bảng 3-7<I> có Với dao chuốt lỗ vuông Zsđ=4 (răng) 7> Góc độ của răng dao chuốt + Góc sau : Góc sau ảnh hởng lớn đến tuổi bền của dao chuốt. Nếu chọn lớn làm giảm ma sát, điều kiện cắt tốt nhng lại giảm chiều cao của răng khi mài lại. Nếu nhỏ sẽ làm tăng ma sát khi cắt. Góc sau chọn phụ thuộc vào kiểu dao chuốt và đợc tra theo bảng 3-8<I> Răng cắt thô: =3 30 Răng cắt tinh: =2 30 Răng sửa đúng: =1 15 Góc trớc : chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công.Theo bảng 3 9<I> có: Răng cắt thô =15 '15 Răng cắt tinh =5 '15 Răng sửa đúng =5 '15 Trên mặt sau các răng sửa đúng đợc để lại dải cạnh viền có chiều rộng f=0,1 (mm) đối với răng cắt thô f 8> Xác định hình dáng răng, kích thớc răng rãnh chứa phoi. Với vật liệu gia công là thép 20XH có tính dẻo , độ cứng trung bình nên khi chuốt thì thờng tạo ra phoi dây . Vậy để cuốn phoi đợc chặt chẽ,giảm nhỏ 5 kích thớc rãnh chứa phoi nên chọn rãnh dạng lng cong b =(0,3 ữ 0,35)t h =(0,3 ữ 0,4)t R =(0, 65 ữ 0,67)t r =(0,15 ữ 0,2)t Hình dáng kích thớc răng, rãnh chứa phoi phụ thuộc vào vật liệu gia công và tiết diện phoi do một răng dao cắt ra, diện tích dãnh chứa phoi F đợc xác định theo công thức F=f.k Trong đó f- diện tích tiết diện phoi (mm 2 ) F=L.S z =35.0,12=4,2 (mm 2 ) L- chiều dài bề mặt đợc chuốt L=35 (mm) S z - lợng nâng của răng cắt thô S zth =0,12 (mm) k-hệ số điền đầy rãnh Theo bảng tra 3-10<I> ta có k=2,5 Có F=2,5.4,2=10,5 (mm 2 ) Căn cứ vào diện tích tiết diện rãnh chứa phoi chọn hình dáng kích thớc răng và rãnh phoi tra theo bảng 3.12 Theo bảng tra 3-12<I> có kích thớc rãnh răng dao chuốt (mm) Bớc răng t Răng dạng lng cong h b r R F(mm 2 ) 10 4 3 2 7 12,56 Kiểm nghiệm khả năng chứa phoi của rãnh theo diều kiện 6 LSz h 4 2 >k 12,0.35.4 4.4.14,3 =2,99 > 2,5 Vậy điều kiện thoả mãn. Để giảm chiều dàI chung của dao chuốt , nâng cao độ chính xác bề mặt gia công theo bảng 3.13 bớc răng của các răng cắt thô lấy =10, bớc răng cắt tinh và sửa đúng đều lấy bằng nhau =8 9> Xác định số răng đồng thời tham gia cắt Khi chuốt số răng đồng thời tham gia cắt từ trị số nhỏ nhất Z min đến trị số lớn nhất Z max Trong đó Z min = t L Z max = t L +1 L- chiều dài bề mặt chuốt t- bớc răng (mm) Z min = 10 35 =3,5 ta lấy Z min =4 (răng) Z max = 10 35 +1=4,5 ta lấy Z max =5 (răng) Để đảm bảo độ bền kéo và định hớng tốt cho dao chuốt bảo đảm năng suất và chất lợng bề mặt gia công, số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất phải thoả mãn điều kiện sau. 3 Z max 6 10> Xác định kích thớc răng dao và thân dao Đờng kính răng cắt thô đầu tiên lấy bằng đờng kính phần định hớng tr- ớc: D 1 = D max - 2A + Trong đó: D Mãx đờng kính lớn nhất của lỗ sau khi chuốt Dmax=62,22(mm) A: lợng d tính theo một phía; A=9,614(mm) : lợng co hẹp hoặc lay rộng lỗ ; =0,007(mm) D 1 =62,22-2.9,61+0,007=42,985=43(mm) Đờng kính các răng cắt thô D 2 =D 1 +2S z 7 D 3 =D 2 +2.2 S z ………… D n =D 1 +(n-1).2 S z §êng kÝnh c¸c r¨ng c¾t tinh: D t1 =D n +2S zt1 D t12 = D t1 +2S zt2 D t3 = D t12 +2S zt3 §êng kÝnh D (mm) §êng kÝnh D (mm) §êng kÝnh D (mm) 1. 43 30 49.96 59 57.16 2. 43,24 31 50.2 60 57.4 3. 43,48 32 50.44 61 57.64 4. 43.72 33 50.68 63 57.88 5. 43.96 34 50.92 63 58.12 6. 44.2 35 51.16 64 58.36 7. 44.44 36 51.4 65 58.6 8. 44.68 37 51.64 66 58.84 9. 44.92 38 51.88 67 59.08 10. 45.16 39 52.12 68 59.32 11. 45.4 40 52.36 69 59.56 12. 45.64 41 52.6 70 59.8 13. 45.88 42 52.84 71 60.04 14. 46.12 43 53.08 72 60.28 15. 46.36 44 53.32 73 60.52 16. 46.6 45 53.56 74 60.76 17. 46.84 46 53.8 75 61 18. 47.08 47 54.04 76 61.24 19. 47.32 48 54.28 77 61.48 20. 47.56 49 54.52 78 61.72 21. 47.8 50 54.76 79 61.96 22. 48.04 51 55 R¨ng c¾t tinh 8 23 48.28 52 55.24 80 62,08 24 48.52 53 55.48 81 62,17 25 48.76 54 55.72 82 62,23 26 49 55 55.96 Răng sửa đúng 27 49.24 56 56.2 83 62.23 28 49.48 57 56.44 84 62,23 29 49.72 58 56.68 85 62,23 86 62,23 D t1 =61,96+2.0,06=62,08 D t2 =62,08+2.0.045=62,17 D t3 =62,17+2.0,03=62,23 Nh vậy đờng kính của răng cắt tinh đúng bằng đờng kính của răng sửa đúng Dsd=Dmax+=62,22+0,007=62,23(mm) Chiều dài phần cắt: L5=Zth tth+Zt tt =80.10+3.8=824(mm) Chiều dài phần sửa đúng: L6=Zsd.tsd=4.8=32(mm) 11>Chọn kết cấu rãnh chia phoi Khi chuốt thép cần bố trí rãnh chia phoi trên những răng cắt nhằm chia chiều rộng thành những đoạn nhỏ vơí chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6mm. Do đó phoi dễ cuốn và dễ thoát , biên dạng phoi giảm. Đáy rãnh chia phoi nghiêng so với trục dao chuốt một góc từ 3 đến 5 độ Với dao chuốt lỗ vuông rãnh chia phoi chỉ bố trí trên những đoạn lỡi cắt dạng cung tròn có chiều dàI lớn hơn 6mm 12> Xác định kích thớc đầu dao chuốt 9 Ta sử dụng đầu kẹp nhanh các kích thớc tra bảng 3-17 sách [I]. KT Danh nghĩa Sai Lệch D d a a 1 e c b l1 28 -0,025 -0,085 22 6 20 32 8 14 1 115 13. Xác định các kích thớc cổ dao và côn chuyển tiếp: Đờng kính của cổ dao thờng lấy nhỏ hơn đờng kính đầu dao D 1 từ 0,5 đến 1 mm, ta chọn bằng 1. Vậy ta có: D 2 = D 1 - 1 =28- 1 =27(mm) Chiều dài cổ dao đợc tính theo công thức: 10 l2 l3 l4 l1 l lm lb lc L [...]... 20 Chọn hình dáng kích thớc lỗ tâm Trên hai mặt đầu của dao truốt đợc chế tạo hai lỗ tâm Chúng dùng để làm chuẩn định vị dao truốt khi mài lại răng của dao Lỗ tâm còn có thêm mặt côn bảo vệ 1200 để giữ cho mặt côn làm việc 600 không bị xây xát, biến dạng khi làm việc hoặc khi vận chuyển dao 13 l L a Theo bảng 3.30 ta có: D0 d D L l a 26 ữ 40 2,5 6 6 3 0,8 21 Các điều kiện kỹ thuật của dao truốt lỗ vuông... chiều dài của dao chuốt: Sai lệch tổng cộng chiều dài của dao chuốt không đợc vợt quá 3 mm l) Sai lệch cho phép của các góc không vợt quá: - Góc trớc: 20 - Góc sau của răng cắt: 30 - Góc sau của răng sửa đúng: 15 - Góc nghiêng của đáy rãnh chứa phoi: 30 n) Sai lệch cho phép không đợc vợt quá: - Đờng kính phần định hớng trớc: e8 - Đờng kính phần định hớng sau: f7 - Đờng kính phần cổ dao chuốt: h12 m)... n) Sai lệch cho phép không đợc vợt quá: - Đờng kính phần định hớng trớc: e8 - Đờng kính phần định hớng sau: f7 - Đờng kính phần cổ dao chuốt: h12 m) Khắc nhãn hiệu trên cổ dao: - Đờng kính lỗ chuốt - Vật liệu dao chuốt - Số hiệu dao chuốt - Tên nhà máy chế tạo 15 ... L - (l1 + l3 + l4) Trong đó: L là khoảng cách từ đầu dao đến đỉnh răng cắt thô thứ nhất L = l1 + lh + lm + lb + lc l1 là chiều dài đầu dao l1 = 115 (mm) l2 là chiều dài cổ dao l3 là chiều dài phần côn chuyển tiếp l3 = 30 (mm) l4 là chiều dài phần định hớng trớc lh là khe hở giữa mặt đầu mâm cặp với thành máy lh = 10 (mm) lm là chiều dày thành máy chuốt Lấy lm = 25 (mm) lb là chiều dày vành ngoài của... đỡ: Đối với dao chuốt có đờng kính lớn, chiều dàI lớn để tránh bị võng khi lám việc thờng phảI đỡ bằng Luynet(giá đỡ).Bạc giá đỡ thờng đợc lắp vào phần định hớng sau Để giảm số bạc đỡ thờng chế tạo thêm phần cổ trục đỡ có đờng kính D8 bằng đờng kính của bạc đỡ tiêu chuẩn : Theo bảng 3.17 ta có : Chiều dàI phần cổ trục đỡ lấy bằng l8 =(0,5- 0,7) D8 D8=24(mm) l8=20(mm) 17 Xác định chiều dài dao truốt:... Trong đó: Cp- hệ số phụ thuộc vật liệu gia công và hình dáng dao truốt Theo bảng 3.26 ta có: Hệ số Cp = 3000; Số mũ x = 0,85 Sz- lợng nâng của răng cắt thô Sz=0,1(mm) 12 D- đờng kính lỗ truốtD=a=30(mm) Zmax- số răng đồng thời tham gia cắt lớn nhất Zmax = 5 (răng) K, K, Khs, Kn là các hệ số điều chỉnh kể đến ảnh hởng của góc trớc, góc sau, độ mòn của dao và dung dịch trơn nguội đến lực cắt Theo bảng 3.27... 3000 0,10,85 30.5 0,85 1 1 0,9 = 34425(N) 19 Kiểm nghiệm lực truốt và độ bền của dao truốt Muốn làm việc đợc, lực kéo Q của máy truốt phải lớn hơn lực truốt P max, tức là: Pmax < Q Để đảm bảo độ bền kéo cho dao truốt, cần thoả mãn điều kiện: Pmax [ ] F Với: F là diện tích tiết diện nguy hiểm ở đầu kẹp hay ở ránh răng cắt thô thứ nhất = F=D 2 =3,14(23,6) 2 =1748,854(mm2) [] là ứng suất cho phép... dh=29 0,,040 0 073 Chiều dài phần định hớng trớc lấy bằng: l4 = (0,75 ữ 1) lc, mm lc chiều dàI lỗ chuốt l4 = 1 lc = 1 35 =35 (mm) để định hớng tốt cho chi tiết gia công chiều dàI phần định hớng trớc không nên lấy nhỏ hơn 40mm vậy lấy l4 = 40mm 15 Xác định kích thớc phần định hớng sau: Đối với dao chuốt lỗ vuông phần hớng sau có dạng hình trụ với đờng kính bằng đờng kính nhỏ nhất của lỗ sau khi truốt... l8=20(mm) 17 Xác định chiều dài dao truốt: Chiều dài dao truốt đợc tính theo công thức: Ld = L + l5 + l6 + l7 +l8 Trong đó: l5 là chiều dài phần cắt l5 = (Zth+Zt).t=79.10+3.8=814(mm) l6 là chiều dài phần sửa đúng l6 =Zsd.t=4.8=32 (mm) l7 là chiều dài phần định hớng sau l7 = 24,5 (mm) l8 là chiều dài phần cổ trục đỡ l8=20 (mm) L là chiều dài từ đầu dao đến đỉnh răng cắt thô thứ nhất Vậy ta có: Ld = L... Phần răng và định hớng sau:HRC 62 ữ 65 - Phần định hớng trớc: HRC60 ữ 62 - Phần đầu dao (phần kẹp): HRC40 ữ 47 c) Độ nhẵn bề mặt đảm bảo: - Cạnh viền của răng sửa đúng: Cấp 9 (Ra = 0,32) - Mặt trớc, mặt sau của răng, mặt côn làm việc của lỗ tâm, các bề mặt định hớng: Cấp 8 (Ra = 0,65) - Mặt đáy răng, măt trụ ngoài của đầu dao, côn chuyển tiếp, các rãnh chia phoi: Cấp 7 (Ra = 1,25) - Các bề mặt không mài: . dàng 3> Chọn sơ đồ chuốt Để chuốt lỗ vuông chọn sơ đồ chuốt ăn dần là hợp lý vì sơ đồ chuốt ăn dần có u điểm là việc chế tạo răng dao đơn giản hơn nhiều so với sơ đồ chuốt theo lớp. Tuy. gia công và kiểu dao chuốt Theo bảng 3-7<I> có Với dao chuốt lỗ vuông Zsđ=4 (răng) 7> Góc độ của răng dao chuốt + Góc sau : Góc sau ảnh hởng lớn đến tuổi bền của dao chuốt. Nếu chọn. phần định hớng sau: f 7 - Đờng kính phần cổ dao chuốt: h 12 m) Khắc nhãn hiệu trên cổ dao: - Đờng kính lỗ chuốt. - Vật liệu dao chuốt. - Số hiệu dao chuốt. - Tên nhà máy chế tạo. 15