TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN GIA CÔNG VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP BO AN MON HOC THIET KE DAO Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Phương Giang Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Thảo Lớp : CTM6 - K46 —-HA NQI 01 - 2005—— Đô án môn học thiét kê dao Lời nói đầu Trong nghành cơ khí chế tạo may dé tao hinh chi tiét thi ngoai chuẩn bị thiết kế chỉ tiết, chuẩn bị trang thiết bị thì việc thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không thể không coi trọng Dụng cụ cắt cùng với những trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính chính xác, năng xuất và tính kinh tế cho chỉ tiết gia công Vì vậy việc tính toán thiết kế đụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm vụ quan trọng của người kỹ sư cơ khí Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những đụng cụ cắt điển hình đó là dao tiện định hình, dao chuốt lỗ trụ và đao phay đĩa modul Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học, các tài liệu về thiết kế Em được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là cô Nguyễn Thị Phương Giang đã giúp em hoàn thành đồ án này Với thời gian và trình độ còn hạn chế, em nong được sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra trường nhận công tác Em xin trân thành cảm ơn Sinh viên thiết kế Nguyễn văn Thảo Đô án môn học thiêt kê dao Phan I: DAO TIEN ĐỊNH HÌNH Yêu cầu: Thiết kế đao tiện định hình với số liệu sau: Vật liệu gia công: thép 45 có œ = 750N / mm” 10 7 =————g25———xa Tg——†Ð——= 30 1 Phân tích chỉ tiết gia công: Chỉ tiết gia công làm từ thép 45, ơ› = 750 N / mm”, bao gồm nhiều loại bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn và mặt đầu Đây là một chỉ tiết tương đối điển hình, kết cấu chỉ tiết cân đối Độ chênh lệch đường kính không quá lớn Trên chỉ tiết không có đoạn nào có góc profile quá nhỏ hoặc bằng 0 Do chỉ tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chỉ tiết Song độ chính xác của chỉ tiết yêu cầu không cao Mặt đầu chỉ tiết có độ chênh lệch đường kính không quá lớn 2 Chọn loại dao: Ở chỉ tiết này, có thể dùng dao lăng trụ hay dao tiện kiểu đĩa đều được cả Song để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng như gá và gia công Ta chọn đao tiện định hình lăng trụ sẽ hợp lý hơn Khi chọn dao lăng trụ thì dao dé ché tao nhung do chi tiết có mặt côn nên sẽ xây ra hiện tượng lưỡi cắt chính không nằm trong mặt phẳng đi qua trục sẽ gây ra sai sỐ gia công khi gá dao thẳng Nhưng đo độ chính xác của chỉ tiết không yêu cầu quá cao nên ta có thể bỏ qua sai số này Do đó ta có thé chon cach ga dao thang Căn cứ vào chiều sâu max của chỉ tiết: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTMó6_K46 2 Đô án môn học thiêt kê dao ™m 2 2 Dựa vào bảng 3.2a — Kết cầu và kích thước của đao tiện định hình lăng trụ trong sách “ Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại ” Ta có kích thước cơ bản của dao B=19; H=75; E=6; A=25; F=15; r=0,5; d=6; M=34,45; 3 Chọn thông số hình học dụng cụ: Chọn góc trước: Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao y = 22° Chọn góc sau œ: Góc sau œ của dao chọn œ = 12° 4 Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thắng: Công thức tính toán: Á =rị.sin/; Sinyv= Á /Tw Cú =fx.COS Yk; B =r.coS y +1= Cu— B =rx.COS Yq - f.COS Y hk= 1 CcOS( y + œ ) Trong đó : rị : bán kính chỉ tiết ở điểm cơ sở rụ : bán kính chỉ tiết ở điểm tính toán vị: góc trước ở điểm cơ sở vk: góc trước ở điểm tính toán Đô án môn học thiêt kê dao | > | mLC I (Oœ| | Ị Chọn điểm cơ sở: Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chỉ tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của đao nhất Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở Tính toán tại các điêm ta có được bảng thông sô như sau: Điêm | ri(mm) | A(mm) | siny; | C(mm) | t(mm) | hứnm) mỹ 1 22 12,59 0.3746 | 8,3447 0 0 2 15,6474 12,5 0,2697 | 12,0367 | 3,6921 | 3,0609 | 3 11,5 15,6474 4 9 3,3715 | 0,2697 | 12,0367 | 3,6921 | 2,1969 | 17,0479 5 17 0,2932 | 10,9947 | 2,6501 | 2,1969 | 6 17 0.3746 | 8.3447 22 7 10 0,1932 | 16,6623 | 0 0 11,4388 8 0,1932 | 16,6623 | 8,3177 | 6,8957 | 11,4388 0,3372 | 9,4145 | 8,3177 | 6,8957 | 19,703 1,0699 | 0,8869 | Đô án môn học thiêt kê dao 9 10 0,3372 | 9,4145 | 1,0699 | 0,8869 | 19,703 10 17,5 0,1927 | 17,172 | 8,8275 | 7,3183 | 11,1078 5 Phần phụ của profile dụng cụ: Phân phụ của profin dụng cụ dùng đề vát mép và chuôn bị cho nguyên công cắt đứt kích thước của phân phụ gỗm LC k o a=b=1 (mm) g : Chiéu rộng lưỡi dao cắt đứt chon g =2 (mm) f: Chiều rộng vát của chỉ tiét chon f= 1 (mm) c=ft+g+1=4(mm) @1= 30° @= 45° d=(c-g).tgp+2= (4-2 ).tg45°+2(=mm4) Chiều dài của dao: L=lk+a+b+d+g=32+1+1+4+2=( 4mm0) 6 Thiết kế dưỡng do _ dưỡng kiểm, Dưỡng do dùng để kiểm tra profin đụng cụ sau khi chế tạo Kích thước dang nghĩa của đưỡng bằng kích thước dang nghĩa của đao Kích thước dang nghĩa của đưỡng được quy định theo luật bao và bi bao giá trị các sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 7 với mién dung sai H, h (TCVN 2245 — 77) Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng do Kích thước danh nghĩa đưỡng kiểm cũng được quy định theo luật bao và bị bao, song dưỡng do dé chế tạo chính xác, khi đo bị mòn theo các phương, theo kinh nghiệm, người ta lây kích thước danh nghĩa đưỡng kiểm bằng kính thước đang nghĩa dưỡng đo Sai lệch lẫy đối xứng, giá trị sai lệch có thể lay theo cấp chính xác 6 với miền dung sai J;, j;(TCVN 2245 — 77) Vật liệu dưỡng được chế tạo từ thép lò xo 65T' là thép có tích chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt được 58 —- 6Š HRC Độ nhắm các mặt làm việc đạt khoảng Ra = 0,63 0,32 (độ bóng V = 8 9) các mat con lai dat Ra = 1,25 (độ bóng V = 7) Dung sai chế tạo đưỡng được thể hiện ở bảng sau : Điểm 1-2 | 2-3] 3-4] 1-5 | 5-6 | 6-7 | 7-8 | 8-9 |9-I10 Đô án môn học thiêt kê dao Dưỡng | Cao | 2$ '"”| 0 1 0 | 77) g | FF?) og 3 do 9 6 Dai 6" 009 6 ] 3 +0,00 5 +0,00 5th 2*5 00 2*5 00 1, 5 0, 003 9 9 9 6 6 Dưỡng | Cao | 25””| 0 1 0 |7””| 0 |2””| 9 3 kiêm D ởi 36°? 004 6°? 00 1 379,003 579 004 s20, 004 2? 003 20,03 1, 5 3 Kích thước danh nghĩa của dượng theo profile dao [ ¢Qo ỉ i 6 Điều kiện kỹ thuật: a, Vật liệu phan cat: Thép P18 Vật liệu thân dao: Thép 45 b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện: - Phần cắt HRC 62 — 65 - Phần cat than dao HRC 30 — 40 c, Độ bóng: - Mặt trước - Mat sau - Mat tựa trên thân dao thấp hơn Rz40 d, Sai lệch + góc mài sắc: - Sai lệch góc trước y : 22°+1” - Góc @ :45°+1° - Góc @\ : 30°+17 Phan II Đô án môn học thiêt kê dao TINH TOAN THIET KE DAO CHUOT LO TRON 1 Phân tích chỉ tiết: có độ cứng trung bình (khoảng 700N/mmi? Vật liệu gia công thép 60, HB200 là vật liệu chiều dài chỉ tiết 70mm, như vậy chỉ tiết có mảnh Nhưng với Chuốt lỗ Đường kính lỗ gia công tương đương với ¿36D9 sức bền của dao chiều dài khá lớn, điều này ảnh hưởng rất nhiều tới chuốt lớp, chuốt 2 Chon sơ đồ chuốt: Ta có thê chọn các sơ đồ chuốt: chuốt ăn dần, tròn ở đây ta chọn sơ đồ chuốt lớp Sơ đô chuốt: 3 Thiết kế dao: Lượng dư gia công: A = (Dmax —- Dmm )/ 2 Dmax = Dpni + SLT Dmin = Dpw2 +SLD Dpni= 36mm Dpn2= 35mm Với 036D9 cd SLT=+0,142mm Phôi có 635 = SLD = 0,000mm => Dmax = 36+ 0,142=36,142mm => Dmin = 35 +0,00 = 35mm 36,142 -35 => A= —— = 0,57mm Lugng nang rang dao: | ¬ Theo bảng 6 “Hướng dân thiệt kê đô án m6n hoc/T16” ta chon S, = 0,03 (theo một ~ ” phía) jb Tính toán răng cải: f Tính toán răng cắt SO rang cat tinh: ta chon so rang cat Zinn = 3 Chọn lượng nâng rang cat tinh : 5z¡ = 0,021mm S22 = 0,012mm S23 = 0,006mm Luong du do cat tinh Atinn= Szit+ Sz+ S23 = 0,021 + 0,012 + 0,006 = 0,039mm Số răng cắt thô Zao = A- Atinh ‘1H 0,57 — 0,039 Sz 0,03 + 1 = 18,733 l4y Zins= 18 răng Céng 1 la rang thé dau tiên có S;= 0 Lượng du _ con lai q = 0,266667 x 0.03=0,0085 < 0,015 Do đó ta cho vào răng cắt đầu tiên Đồ án môn học thiết kế dao Kết cấu dạng răng răng cong: Tiết diện rãnh thoát phơi Fp =F.K= K.Sz.Lc Với K là hệ số lấp đầy rãnh: chọn K = 3 theo bang 7 Ep = 3.0,03.70 = 6,3mm? Khi đó ta có bước răng t t=(1,25 + 1,5) VLe = (1,25 + 1,5).V70 =(10,5 + 14,55) mm Chont = 12 (mm) Buớc răng sửa đúng : tsa= (0,6 + 0,8).t = 7,2 + 9,6 (mm) => Chọn t;z= 9 (mm) Chiều cao răng h h/1,13.VK.Le.Sz = 1,13 /6,3 = 2,836 => Chọn h= 3 mm Bán kính cong của rãnh: R=(0,65 +0,7).t= 7,8 + 8,4 — Chọn R = 8 mm r = (0,5 + 0,75).h = 1,5 + 2,25— Chọn r = 2 mm b=(0,25 + 0,4).t=3 + 6ó => Chọn b = 4 mm Cạnh viền f chọn: Răng cắt f = 0,05 Răng sửa đúng f= 0,2 mm Thông số hình học: Góc trước của răng cắt và răng sửa đúng được tra theo bảng 9 ta có Góc trước y =12°+15” chọn y =15 Góc sau a: Đôi với răng cắt thô : œ3" Đôi với răng cắt tính : œ=29 Đối với răng cắt stra dang: a=1° SỐ răng đồng thời tham gia cat: Zw„= Ứ +1-2 t 12 + 1=6 rang SỐ răng sửa đúng: Tra bảng 10 ta có: Zsa — 5 + 6 răng SỐ răng cắt của dao: Z=C“ma T Zu = 1n 8 + n 3= 2l Tổng số răng của dao chuốt: Z = Zana+ Zinn+ Zsta ding = 18+3+5=26 Đường kính của dao: Dị = Dạ + 2.g=35 +2.0,0085 =35,017mm Dz =D,+ 2(z-1).Sz Đô án môn học thiêt kê dao Khi đó ta tính được kích thước đường kính của răng dao chuốt như sau: Đường kính của răng dao chuốt Dy =D1142s, 35,677 D\= Dot2q 35,017 Di3 =Di2t2s, 35,737 D;=D¡†2s; 35,077 Dig =D13+2s, 35,797 D3= D2t2sz 35,137 Dis =Di4t2s, 35,857 D4 =D3+28, 35,197 Die =Di5+2s, 35,917 Ds =D,+2s, 35,257 D,7=D16+2s, 35,977 De =D5+2s, 35,317 Dis=Di7+2s; 36,037 D7 =Det2s, 35,377 Dis=Dis†2szi 36,058 Dg =D7+2s, 35,437 D20=Di9+2s72 36,070 Do =Dsg†2s„ 35,497 D¿i=D›o†2sz; 36,076 Dio =Dot2s;, 35,557 D22=D21 36,076 Dịi =Di0t2sz 35,617 Chiều dài dao chuỗi: Đường kính phần định hướng phía trước bằng đường kính lỗ trước khi chuốt Da = Do= 35 mm Lachiều đài phần định hướng bằng chiều dài lỗ chuốt L4= 70mm Xác định phần định hướng phía sau: Đường kính phần định hướng phía sau bằng đườngkính lỗ sau khi chuốt D;= 36,076 mm Chiều dải phần định hướng phía sau L;= (0,5 + 0,7).L= (35 + 49) mm Lay L7= 40mm Xác định khoảng cách từ đầu dao đến răng đầu tiên L= Lị+ Ln† Lm† L†ụLa L¡: Là chiều dải phần kẹp của đầu dao trong mâm cặp chọn Lạ = 125 mm La: Khe hở giữa chiều mặt đầu mâm cặp với thành máy; lẫy Lu = 10 mm Lm: Là chiều đầy thành máy Ly: La chiều đảy thành ngoài của bac tì Thường lây Lị + Lạ? Lạ+ Lạ= 160 + 200 ta lẫy Lị + Lạ+ Lạ+ Lp= 180 mm => L= 18700= 2+ 50mm - Lạ chiều dài cỗ dao: Lạ= L- (Lị+ Lạ+ La)= 250— (125 + 15 + 70)= 40 mm La chiều dài phần côn chuyên tiếp; ta lấy La= 15 mm => Lạ= L- (L¡ + Lạ+ La)= 250 (125 + 15 + 70)= 40 mm - Xác định chiều dài phần răng cắt Ls =t.Zc= 12.21 =252 mm - Xác định chiều đài phần răng sửa đúng Lửa đúng —= Le== tsua đúng- Z sửa đúng — 9.5 =45mm - Chiều đài toàn bộ đao Lạ =L + La †+ Lạ+ Lạ=250+ 252 + 45 + 4=0587 mm Kiểm tra điều kiện cứng vững của chiều dài dao Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thảo CTMó6_K46 9 Đồ án môn học thiết kế dao [La] = 40.35 =1400mm Vay: La< [La] = dao đảm bảo đủ cứng Sức bên dao chuot: , Tính lực chuôt lớn nhát: Pma=Cp.SzẺ » -“max.Kx Ky Km Cp: làhằng số phụ thuộc vật liệu gia công Tra bang 12 ta có Cạ= 762 x: là sô mũ, x = 0,85 5z: lượng nâng của răng: 5; = 0,03 Ky; Kn; Km: cac hé so do ảnh hưởng của góc trước; dung dịch nguội lạnh; rmmức độ cùn của răng dao Đôi với dao chuốt lồ trụ ; Pma=Cp.SzŠ » -“ max K Ky Theo bảng 13 ta có : K, = 0.93; K, = 1,15; Km= 1,34; _ Pmnax= 762.(0.03)"”.44,6.0,93.1,15.1,34 = 14635N Kiêm tra sức bên dao chuôt: Ơx= Pmax z Fx 2 ` E„: Tiết điện nguy hiểm đầu dao; F„= 660 mm” Ox = 14635 = 22,16 N/mm” 660 Theo bang 15 ta cé: img suat cho phép cua dao: [0,] =35kg/mm” Ta thay o,