Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế dao tiện định hình trònVật liệu: Thép 30XĐộ nhám: cấp 6Độ chính xác: IT12Đại học kĩ thuật công nghiệp THái NGuyên 2013 Bộ Môn Chế Tạo MáyGiáo viên hướng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Thái Bình
LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay ngành cơ khí có vai trò to lớn trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Cơ khí gia công, thì gia công bằng cắt gọt chiếm tỷ trọng lớn khi chế tạo các chi tiết máy nói riêng và các máy móc thiết bị nói chung. Những hiểu biết về gia công bằng cắt gọt là cơ sở để nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế trong chế tạo cơ khí. Với quá trình đào tạo của trường, học sinh, sinh viên được học chuyên môn về gia công bằng cắt gọt, và được nhận đồ án môn học. Thông qua việc làm đồ án môn học, học sinh, sinh viên nâng cao được trình độ hiểu biết của mình biết trình tự thiết kế dao, phương pháp và quá trình cắt gọt tạo điều kiện để nâng cao năng suất cắt và chất lượng của quá trình gia công vì chất lượng của bề mặt gia công sau cắt gọt là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả cuối cùng của quá trình gia công. Trong quá trình làm đồ án em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy , cô giáo trong bộ môn “ Chế tạo máy ” và đặc biệt là của thầy Nguyễn Thái Bình- thầy giáo trực tiếp hướng dẫn. Tuy nhiên do hiểu biết của bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài của em sẽ không chánh khỏi được sai sót. Vậy em kính mong các thầy, cô chỉ bảo giúp em để em có điều kiện nắm vững và hiểu sâu hơn, sau này phục vụ cho công tác được tốt hơn Thái Nguyên, ngày 01. tháng 09 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Ngọc Thái 1 PHẦN I THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH TRÒN Gia công chi tiết như hình vẽ: Vật liệu : Thép 30X. Cấp chính xác : IT 12 . Độ nhám : cấp 6 Hình 1.1 Chi tiết gia công I ) Chọn vật liệu Dao tiện định hình . Hợp kim cứng: Ưu điểm là có độ cứng cao HRA 87÷92 , độ bền mòn cao, độ bèn nhiệt cao cho phép làm việc với vận tốc cắt lớn do đó năng suất cắt cao. Nhược điểm là độ bền cơ học thấp, không thích hợp cắt ở vận tôc cắt thấp vì có tính giòn cao, tính dẫn điện thấp do vậy làm ảnh hưởng tới khả năng căt, gây khoa khăn cho nguyên công như hàn, mài và mài sắc.Tính gia công thấp cho nên chế tạo khó khăn Sứ 2 Ưu điểm của nó là độ bền cứng rất cao 91÷95 HRA, độ bền nhiệt cao đạt tới 1300 o c, độ bên mòn rất cao và áp lực thép nhỏ nên khả năng hạn chế mìn do khuếch tán và bám dính. Nhược điểm của nó là có độ bền cơ học thấp do chỉ có biến dạng đàn hồi rồi phá hủy chứ không có biến dạng dẻo Thép gió Ưu điểm của thép gió là độ cứng sao khi ram là 62÷67 HRC, độ bền nhiệt có thể đạt đến 500÷600 o Cvà độ thấm tôi cao. Nhược điểm cơ tính của thép gió và chất lượng của thép gió thấp do sự phân bố không đồng đều của cácbít. Do dao tiện định hình có biên dạng phức tạp đặc biệt là khi gia công vật liệu 30X nên điều kiện nặng nề , lực cắt lớn ,áp lực lên lưỡi cắt lớn, nhiệt cắt lớn.Vì vậy cần chọn vật liệu làm dao có độ cứng cao, độ bền nhiệt cao, độ bền cơ học cao và khã năng chống mòn tốt. ⇒ Ta chọn dao tiện định hình làm bằng thép gió P18 . Vì nó có một số ưu điểm nổi bật để so với các vật liệu còn lại đó là có khả năng cắt ở tốc độ cắt thấp, độ bền cơ học cao, dễ chế tạo giá thành thấp, ngoài ra thép gióa P18 còn có tính công nghệ tốt cho phép tạo hình và mài lại dễ dàng hơn các loại thép gió khác. II Chọn kích thước kết cấu Dao tiện định hình 1 ) Kích thước chung . Kích thước kết cấu dao tiện định hình được chọn theo chiều cao hình dáng lớn nhất t max của chi tiết gia công max min max 46 32 7 2 2 D D t − − = = = (mm). Trong đó : D max , D min là đường kính lớn nhất của những điểm chiều cao hình dáng trên bề mặt định hình của chi tiết gia công. Do chi tiết gia công có cấp chính xác IT12 nên ta chọn dao tiện định hình có dạng hình tròn Vì : Độ chính xác không yêu cầu cao . 3 Dao tiện định hình tròn dễ chế tạo . Trong đó : -d max và d min là đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của nhữmg điểm hình dáng trên bề mặt định hình của chi tiết gia công (mm). -Ta chọn dao tiện định hình tròn vì: + Thông thường dao lăng trụ cho sai số gia công nhỏ ,đảm bảo độ cứng vững tốt khi kẹp ,do đó thường dùng để gia công những chi tiết đòi hỏi cấp chính sác cao về hình dáng và kích thước như IT10, IT11. Do chi tiết gia công cấp chính xác IT12 nên ta chọn dao tiện định hình có dạng hình tròn. Để không gây sai số gá đặt thì phải gá dao sao cho lưỡi cắt trùng với đường sinh của chi tiết. Khi đó lưỡi cắt sẽ là một đoạn thẳng. Tuy nhiên dao tiện định hình tròn có lưỡi cắt là một cung hypecbôn nên sẽ gây ra sai số về kết cấu khi gá dao. Vì thế dao tiện định hình tròn không đảm bảo độ chính xác bằng dao tiện định hình lăng trụ. Nên dao tiện định hình tròn chỉ gia công thô và bán tinh. - Ta chọn dao tiện định hình tròn vì: + Việc chế tạo dao định hình tròn dễ dàng hơn dao lăng trụ, do đó chúng thường dùng để gia công những chi tiết định hình có chiều cao biên dạng nhỏ và không yêu cầu về độ chính xác hình dáng kích thước. - Theo bảng 2-3(HDTKĐADC) ta có kích thước kết cấu của dao tiện định hình tròn: Chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết t max Kích thước dao tiện (mm) Kích thước lỗ chốt D(h 12 ) d(H 12 ) D 1 b max k r d 2 l 2 7 60 16 25 11 3 2 34 5 Để chống xoay chi tiện trên mặt đầu của dao tiện định hình tròn thường chế tạo vành răng, thường bao gồm 34 răng bố trí theo hướng kính, góc biên dạng là 90 0 . Chiều dài l 1 của hốc kẹp đầu vít kẹp được xác dịnh : l 1 =( 4 1 ÷ 2 1 )L ,lấy l 1 = 12,5 ÷ 25 chọn l 1 = 15 (mm) 4 2. Chọn thông số hình học dao tiện định hình. + Góc sau α: Dao tiện định hình thường cắt với lớp phoi mỏng nên góc sau α được chọn lớn hơn so với dao tiện thường.Trị số góc sau phụ thuộc vào loại dao định hình . + Với dao tiện định hình tròn, góc sau được hình thành bằng cách gá trục dao cao hơn tâm chi tiết gia công một lưọng : h=Rsinα + Trong đó : R là bán kính của dao tại điểm mũi dao. +Với dao tiện định hình tròn góc sau được chọn trong giới hạn α=10 0 ÷12 0 Ta chọn α = 12 0 + Góc trước γ: Phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công. Trị số được tra theo bảng 2-14(Trang 42). Với vật liệu gia công là thép 30X,có σ b =700( N/mm 2 ),HB=187 theo bảng tra ta được: Vật liệu gia công Cơ tính của vật liệu gia công σ b (N/mm 2 ) HB Thép cứng vừa > 500 ÷ 800 > 150 ÷ 235 20÷ 25 Bằng phương pháp nội suy ta tính được góc trứơc γ: Ta có sơ đồ tính khoảng chia góc như sau: Từ sơ đồ ta có tỉ số : 800 700 700 500 20 25b b − − = − − 100 ( 25-b ) =200 ( b-20 ) => b = 21.66 = 21 0 40’ Ta chọn b = 22 hay γ =22 0 5 Hình 1.2 mối quan hệ độ cứng của vật liệu và góc trước 3.Chiều rộng dao tiện định hình: Chiều rộng dao tiện định hình được xác định dọc theo trục của chi tiết gia công và tính theo công thức: L = Lct + a +c+ b + b1 Với:+) Lct: Chiều dài đoạn lưỡi cắt chính L CT = 40 mm +) a: Chiều dai đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt a=4 mm +) t: Chiều cao đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt lấy tmax ≥ t lấy t =5 +)b: Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt lấy b= 8 mm +)b1: Đoạn vượt quá lấy b = 0,5 ÷ 1 mm chọn b 1 = 1 mm +) c: chiều dài lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu c = 1÷ 3 mm chọn c = 3 (mm) +)ϕ : Góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt lấy ϕ = 15 0 +)ϕ 1 : Góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt xén mặy đầu ϕ 1 = 45 0 Thay số L = 40 + 4 + 3 + 8 + 1 =56 mm 6 c a 4 5 ° Lg Lp b 1 b t Hình 1.3 Chiều rộng chung của dao tiện định hình III. Tính hình dáng dao tiện định hình hướng kính gá thẳng Xác định biên dạng lưỡi cắt : Tính hình dáng dao tiện định hình tức là xác định biên dạng lưỡi cắt của dao. Muốn vậy phải xá định toạ độ của các điểm biên dạng trên lưỡi cắt tương ứng với các điểm biên dạng của chi tiết gia công. Trên hình vẽ trên là các điểm : 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5, Biên dạng lưỡi cắt được xác định trên hệ toạ độ xoy. Gốc toạ độ là điểm cơ sở ngang tâm . Điểm cơ sở ngang tâm trên lưỡi cắt của dao ứng với điểm biên dạng của chi tiết có đường kính nhỏ nhất (ở bài này là điểm 0 ). Hoành độ biểu thị kích thước chiều trục của các điểm biên dạng trên lưỡi cắt của dáô với điểm cơ sở ngang tâm . Dao tiện định hình hướng kính gá thẳng , kích thước chiều 7 trục của các điểm biên dạng trên lưỡi cắt đúng bằng kích thước chiều trục của các điểm tương ứng trên chi tiết gia công . Trên hình vẽ trên thì các kích thước chiều trục là : l1= 8 (mm) ` l2 =15 (mm) l3 =20 (mm) l4 = 30 (mm) l5 =40 (mm) Tung độ biểu thị chiều cao hình dáng của các điểm biên dạng trên lưỡi cắt so với điểm cơ sở ngang tâm . Chiều cao biên dạng dao tình theo biên dạng vuông góc với mặt sau của dao để thuận tiện cho việc chế tạo dao. t2 = t3 ; t4 = t5 ; 1. Tính chiếu cao hình dáng dao tiện định hình có điểm cơ sở ngang tâm Chiều cao hình dáng dao được tính theo các công thức sau : h = R Sinα =30xSin12 0 =6,237(mm) H = R sin(α+γ)=30xSin(12 0 +22 0 )=16,776(mm) B=RCos(α+γ)=30Cos(12 0 +22 0 )=24,871(mm) A = r 0 . sin γ = 16.sin 22 0 =5,994 (mm) B’ = r 0 .Cosγ = 16.cos 22 0 = 14,835 (mm) 8 Tổng quát: Sin γ 1 = i r A ; C i = r i . cos γ I ; τ I = C i – B’ ; B i =B - τ I ; tgψ I = i B H ; R i = i sin H ψ ; t i = R 0 – R i ; α I = ψ I - γ I ; Trong đó: + α : góc sau tại điểm cơ sở ngang tâm . + γ : góc trước của điểm cơ sở ngang tâm . + R : bán kính của dao ứng với điểm cơ sở ngang tâm. + R 1 ÷ R n : bán kính của dao ứng với biên dạng trên lưỡi cắt . + τ 1 ÷τ n : chiều cao hình dáng các điểm biên dạng của dao theo mặt trước. + t 1 ÷t n : chiều caohình dáng các điểm biên đạng dao tính theo tiết diện vuông góc với mặt sau. 9 r 0,1 r 4,5 r 2,3 n R 0,1 R 4,5 t 4,5 t 2,3 h H A α 0,1 α 4 , 5 α 2 , 3 γ 2,3 γ 0 , 1 γ 4 , 5 C 2 , 3 C 4 , 5 C 0 , 1 B τ 4 , 5 B 4 , 5 τ 2 , 3 B 2 , 3 b k t max ψ 0 , 1 ψ 4 , 5 ψ 2 , 3 Hình 1.3 Bản vẽ sơ đồ tính + r o = r 1 = 32 2 =16(mm) + r 2 = r 3 = 2 46 =23 (mm) + r 4 =r 5 = 38 2 =19 (mm) 10 [...]... kẹp dao tiện định hình Dao tiện định hình được định vị và kẹp chặt trong gá kẹp dao thích hợp Yêu cầu của gá kẹp là đảm bảo định vị dao tốt, đúng với sơ đồ tính toán Phải điều chỉnh tốt, kẹp chặt chắc chắn ổn định và có tính công nghệ tốt, chế tạo và lắp ráp dễ dàng - Gá kẹp dao tiện định hình tròn ngoài 180 M10 A 5 8 6 A-A 35 60 7 M10 A M12 4 3 1 20 85 2 10 H7 Ø16 e8 16 9 Gá kẹp dao tiện định hình tròn. .. nhiên a lớn nên dao dễ bị mòn mặt trước Nhược điểm : chế tạo phức tạp 4 Truốt tổ hợp: Ngoài ba sơ đồ cắt trên người ta còn dùng sơ đồ cắt tổ hợp đó là sự kết hợp giữa hai sơ đồ truốt lớp và truốt ăn dần nhưng việc chế tạo dao tương đối phức tạp =>Vì thiết kế dao để chuốt lỗ lục giác với bề mặt định hình có biên dạng phức tạp nên ta chọn sơ đồ chuốt ăn dần,có ưu điểm là việc chế tạo răng dao đơn giản... tính toán thiết kế và chế tạo dao chuốt mới Dao chuốt cho năng xuất và độ nhẵn cao nhưng có nhược điểm là lực cắt lớn và dao chóng mòn Khi lượng chạy dao lớn và khi lượng chạy dao nhỏ thì sảy ra hiện tượng trượt do đó ảnh hưởng tới chất lượng gia công Hình 2.1 Chi tiết gia công Vật liệu thép 20XH Cấp chính xác IT8 Độ nhám cấp 7 Chiều dài lỗ L = 36(mm) 18 Đường kính Dk = φ48,5+0.1 1 Chọn kiểu dao chuốt... các kích thước biên dạng của dao tiện định hình Độ chính xác hình dáng kích thước của chi tiết gia công phụ thuộc vào độ chính xác hình dáng , kích thước biên dạng của dao, vì vậy phảI xác định dung sai kích thước biên dạng của dao chặt chẽ Trong quá trình gia công chi tiết định hình có thể coi dao như chi tiết trục Vì vậy nên bố trí trường dung sai kích thước biên dạng dao như đối với trục cơ sở, nghĩa... Truốt theo lớp: Trong sơ đồ truốt này prôfin của răng dao giống prôfin của chi tiết gia công Lớp kim loại được cắt ra có prôfin đồng dạng với prôfin của chi tiết gia công 19 Đặc điểm: Sơ đồ truốt này có lực cắt lớn có thể vượt quá giới hạn bền của dao và lực kéo của máy, chế tạo dao phức tạp nhưng có ưu điểm là đảm bảo độ bóng và độ chính xác bề mặt cao 3.2 Truốt ăn dần: Trong sơ đồ truốt này prôfin của... Hình 2.5 Kết cấu rãnh chia phoi Đường kính dao truốt lấy theo Dth46 = 57,5 Số lượng rãnh n = 28 (rãnh) m = 1 ÷ 1,2 (mm) → m = 1,2 h = 0,7÷ 0,8 (mm) → h = 0,8 r = 0,3 ÷ 0,4 (mm) → r = 0,4 π D 3,14.57,5 = = 6, 448 n 28 b 6, 448 a= = = 3, 224 2 2 b= 12 Xác định hình dáng kích thước đầu dao truốt Hình dáng kích thước đầu dao truốt được tiêu chuẩn hoá tra bảng 3 - 17/(II) ta có kích thước đầu dao 29 Theo... Thép làm đầu dao là thép gió có [σ] =350 (N/mm2) Vay đầu kẹp dao truốt đủ bền 20 Chọn hình dáng kích thước lỗ tâm Trên 2 mặt đầu của dao truốt được chế tạo 2 lỗ tâm chúng dùng để làm chuẩn định vị khi chế tạo dao truốt hoặc định vị dao khi mài lại răng của nó Lỗ tâm có thêm mặt côn bảo vệ 1200 để giữ cho mặt côn làm việc không bị xây xát , biến dạng khi làm việc hoặc khi vận chuyển Với dao truốt là... Đường kính lỗ truốt : - Vật liệu dao truốt : P18 - Số hiệu dao truốt : - Tên nhà máy chế tạo : : h12 PHẦN III XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT TÀI LIỆU THAM KHẢO I Chọn chế độ cắt 1 Chọn vật liệu dụng cụ cắt Vì dao tiện có kích thước nhỏ, dùng trong các máy tự động, máy chuyên dùng, thường chế tạo nguyên con Ngoài ra để tiết kiệm vật liệu qúy, dao tiện thường được chế tạo theo kết cấu hàn mảnh hợp kim cứng + Vật... công và kiểu dao truốt Theo bảng 3 - 7 ta có: Dao truốt lỗ đa diện IT8 độ nhám cấp 7 : Zsđ = 4 7 Góc độ của răng dao truốt a Góc sau α Góc sau của dao truốt phụ thuộc vào kiểu dao truốt - Theo bảng 3 - 8 ta có: Đối với răng cắt thô: α = 3o : sai lệch = +30’ Đối với răng cắt tinh: α = 2o : sai lệch = +15’ α f 24 γ Đối với răng sửa đúng: α = 1o : sai lệch =+ 15’ Hình 2.3 Thông số hình học răng dao truốt... Chọn vật liệu dao chuốt Với vật liệu chi tiết gia công là thép gió 20XH 197HB ∂b = 600 (N/mm2) Ta chọn vật liệu làm dao là thép gió P18 vì thép gió có độ cứng khá cao, độ bền cao và khả năng chống mài mòn cao Vật liệu phần thân dao là thép 40X 3 Chọn sơ đồ chuốt Tuỳ theo đặc điểm và yêu cầu kĩ thuật của bề mặt gia công khả năng công nghệ chế tạo dao chuốt có thể lựa chọn một trong các sơ đồ truốt sau . ± 1 5 ' 3 0 ° 1 6 , 7 7 6 - 0 . 0 4 3 1x45° 4 5 ° 15° 15° 0.63 0.63 0.63 0 . 6 3 Ø66 -0 .074 Ø60 -0 .074 Ø56 -0 .074 Ø52 -0 .074 7 -0 .038 22 -0 .052 27 -0 .052 37 -0 .062 47 -0 .062 15 -0 .043 Ø46 -0 .02 4 -0 .2 13 13 Ø 1 6 + 0 . 0 2 1 Ø 1 6 + 0 . 0 2 1 Ø 1 8 + 0 . 2 Ø 2 5 + 0 . 0 8 4 15 0.63. = 0 l 1 = 8 -0 ,038 t 1 = 0 l 2 = 15 -0 ,043 t 2 = 5,75 -0 ,03 l 3 = 20 -0 ,052 t 3 = 5,75 -0 ,03 l 4 = 30 -0 ,052 t 4 = 2,754 -0 ,025 l 5 = 40 -0 ,062 t 5 = 2,754 -0 ,025 10 -0 .038 6 l? Ø5 +0.048 . cứng sau khi nhiệt luyện: - Phần cắt 62 65÷ HRC - Phần thân dao 30 40 ÷ HRC 3. Độ nhẵn: - Mắt trước và mặt sau dao thép gió: lớn hơn hoặc cấp 8 ( ) mR a µ 63,0≤ - Các mặt chuẩn định vị và