Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN Lời nói đầu Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các máy móc đã nâng cao tính năng tự động trong quá trình sản xuất, đặc biệt là các máy công cụ. Để đáp ứng yêu cầu về tự động hoá máy cũng nh đảm bảo cho quá trình sản xuất của các máy công cụ đạt đợc năng suất cao thì việc chế tạo ra các dụng cụ cắt gọt thoả mãn các chỉ tiêu về kinh tế- kỹ thuật là rất cần thiết. Thiết kế đồ án môn học dụng cụ cắt là bớc đầu giúp sinh viên làm quen với lĩnh vực thiết kế các dụng cụ cắt gọt, nó cho phép đúc kết lại toàn bộ kiến thức đã đợc học một cách có hệ thống và vận dụng linh hoạt vào quá trình làm việc. Qua một thời gian tìm hiểu và thiết kế, với sự giúp đỡ trao đổi của bạn bè cùng với sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo đặc biệt là thầy Đặng Văn Thanh, em đã hoàn thành những nội dung đề tài đợc giao. Nhng do kiến thức tích luỹ và kiến thức thực tế còn cha nhiều nên trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong bộ môn để nội dung thiết kế của em đợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Hải Phòng ngày 16 tháng 03 năm 2009 Sinh viên Trần Thị Thanh Dung Phần i - Thiết kế dao tiện định hình Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 1 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN Dao tiện định hình dùng để gia công những chi tiết định hình ở dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối. Chúng bảo đảm độ đồng nhất về hình dáng và độ chính xác kích thớc của cả loạt chi tiết gia công, năng suất cắt cao, số lần mài lại cho phép lớn. Muốn vậy, khi thiết kế dao tiện định hình cần chọn vật liệu dao hợp lý, kết cấu dao hợp lý, tính kích thớc biên dạng dao chính xác và đề ra những yêu cầu kỹ thuật chế tạo thật hợp lý. 1. Chọn vật liệu dao tiện định hình. - Dao tiện định hình thờng có biên dạng phức tạp, làm việc trong điều kiện cắt nặng nề, lực 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 và khả năng chống mòn tốt. - Với vật liệu chi tiết gia công là thép 20XH, cần gia công đạt cấp chính xác IT12, độ nhám cấp 5, chọn vật liệu dao tiện định hình là thép gió P18, nó đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên. Thép P18 có thể gia công các loại thép có b > 850 (N/mm 2 ) và gang có độ cứng HB > 220. Thành phần thép gió P18: C(%) Cr(%) W(%) V(%) 0,7 ữ 0,8 3,8 ữ 4,4 17,5 ữ 19 1 ữ1,4 - Thép gió có hàm lợng Vonfram cao làm cho thép gió có tính cứng nóng cao, cắt gọt với tốc độ cắt cao (2 ữ 4) lần thép cacbon dụng cụ, tốc độ cắt lớn nhất của dao thép gió là V max = 50 m/ph, khi nung giữ đợc độ cứng cao ở gần 600 0 C. Hàm l- ợng Crôm có tác dụng làm tăng độ thấm tôi. Hàm lợng V làm tăng tính chống mài mòn và giữ cho hạt nhỏ khi tôi. Sau khi tôi thép gió P18 có tổ chức: Máctenxit +Ôtenít d (30%)+Cac bit d(15%) Với độ cứng HRC 62 ữ 65 2. Chọn kích thớc kết cấu dao tiện định hình. - Chọn theo hình dáng lớn nhất t max của chi tiết gia công. Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 2 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN Chiều cao hình dáng lớn nhất, xác định theo công thức: 0 Với cấp chính xác thấp IT12, độ nhám cấp 5. Chọn dao tiện định hình tròn hớng kính gá thẳng có điểm cơ sở ngang tâm. Chọn điểm cơ sở ngang tâm là điểm 0 (Hình 1) 5 4 3 2 0 1 35 40 40 30 20 10 15 R10 Hình 1:Các điểm biên dạng chi tiết - Theo bảng 2 - 3, kích thớc kết cấu của dao tiện định hình tròn có lỗ chốt là: Chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết Kích thớc dao tiện D d(H8) D 1 b max K r D t d 2 > 11 .14 90 22 34 18 4 2 45 6 Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 3 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN 2 2 L2L2 Lp L1L 34.0 4.0 12.5 ỉ34 ỉ45 3 0 Hình 2: Kết cấu dao tiện định hình tròn ngoài có lỗ chốt 3. Chọn thông số hình học dao tiện định hình. + Góc sau : Dao tiện định hình thờng cắt với lớp phoi mỏng nên góc sau đợc chọn lớn hơn so với dao tiện thờng để tăng bền cho lỡi cắt. - Với dao tiện định hình tròn = 10 0 ữ 12 0 . Chọn = 12 0 + Góc trớc : Phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công. - Theo bảng 2 - 4, với vật liệu chi tiết gia công là thép 20XH, có: b = 600 N/mm 2 , HB = 197 - Chọn = 22 o Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 4 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN 4. Tính chiều cao hình dáng các điểm biểu diễn biên dạng dao. d O C O 0,1 2,3 4,5 b C 2 , 3 C 4 , 5 2 , 3 h B H B 2 , 3 B 4 , 5 4 , 5 2,3 4,5 0 2 , 0 3 2 , 3 4 , 5 R R 2 , 3 R 4 , 5 r2 r1 r a Hình 3: Sơ đồ tính chiều cao hình dáng dao tiện định hình tròn ngoài + Hoành độ: Biểu thị kích thớc chiều trục của các điểm trên biên dạng lỡi cắt của dao so với điểm cơ sở ngang tâm 0. + Đây là dao tiện định hình hớng kính gá thẳng nên kích thớc chiều trục của các điểm biên dạng trên lỡi cắt đúng bằng kích thớc chiều trục của các điểm tơng ứng trên chi tiết gia công : l 1 = 8,5 mm ) l 2 = 10( mm ) l 3 = l 4 = 20( mm ) l 5 = 29( mm ) + Tung độ: Biểu thị chiều cao hình dáng của các điểm biên dạng trên lỡi cắt so với điểm cơ sở ngang tâm. + Các công thức tính: h = R.sin B n = B - n Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 5 5 3 4 2 1 5 3 4 2 1 R10 y x t t =0 l t = t t l l = l l 0 40 30 20 10 15 40 35 1 0 2 3 4 5 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN H = R.sin(+) tg on = H/B n B = R.cos(+) t n = R - R n Trong đó: - góc sau tại điểm cơ sở ngang tâm - góc trớc tại điểm cơ sở ngang tâm R- bán kính của dao ứng với điểm cơ sở ngang tâm R n - bán kính của dao ứng với điểm thứ n trên biên dạng lỡi cắt n - chiều cao hình dáng điểm thứ n biên dạng dao theo mặt trớc t n - chiều cao hình dáng điểm thứ n biên dạng dao tính theo tiết diện vuông góc với mặt sau. Tính chiều cao hình dáng cho các điểm (0,1) ; (2,3); (4,5) trên biên dạng dao tơng ứng với các điểm (0,1) ; (2,3); (4,5) trên biên dạng chi tiết. *Chiều cao hình dáng điểm 0,1: h = 45.sin12 0 = 9,36 H = 45.sin(12 0 +22 0 ) = 25,16 B = 45.cos(12 0 +22 0 ) = 37,3 * Chiều cao hình dáng điểm 2,3: B 2,3 = B - 2,3 Với a = r.sin = 7,5.sin22 0 = 2,8 sin 2,3 = a/r 1 = 2,8/17,5 = 0,16 2,3 = 9,2 0 b = r.cos = 7,5.cos22 0 = 6,95 C 2,3 = r 1 .cos 2,3 = 17,5. cos9,2 0 = 17,27(mm) 2,3 = C 2,3 b = 17,27 - 6,95 = 10,32(mm) B 2,3 = 37,3 10,32 = 26,98(mm) tg 02,03 = H/B 2,3 = 25,16/26,98 = 0,9325 03,04 = 43 0 R 2,3 = 9,36 43sin 16,25 0 = Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 6 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN t 2,3 = R - R 2,3 = 45 - 36,9 = 8,1(mm) Ta có: 02,03 = + + 02,03 02,03 = 43 0 - (22 0 + 12 0 ) = 9 0 Mặt khác: 2,3 = + - 2,3 + 02,03 = 12 0 + 22 0 - 9,2 0 + 9 0 2,3 = 33,8 0 *Chiều cao hình dáng điểm 4,5: sin 4,5 = a/r 4,5 = 2,8/20 = 0,14 4,5 = 8,05 0 C 4,5 = r 2 .cos 4,5 = 20.cos8,05 0 =20.0,99 = 19,8(mm) 4,5 = C 4,5 - b = 19,8 - 6,95 = 12,85(mm) B 4,5 = B - 4,5 = 37,3 - 12,85 = 24,45(mm) tg 04,05 = H/B 4,5 = 25,16/24,45 = 1,03 04,05 = 45,82 0 R 4,5 = 08,35 82,45sin 16,25 0 = t 4,5 = R - R 4,5 = 45 - 35,08 = 9,92 Ta có: 04,05 = + + 04,05 04,05 = 45,82 0 - (22 0 + 12 0 ) = 11,82 0 Mặt khác: 4,5 = + - 4,5 + 04,05 4,5 = 37,77 0 5. Xác định dung sai kích thớc biên dạng dao của dao tiện định hình: Độ chính xác hình dáng kích thớc của chi tiết gia công phụ thuộc vào độ chính xác hình dáng kích thớc biên dạng của dao. Vì vậy cần xác định dung sai kích thớc biên dạng dao chặt chẽ. Trong quá trình gia công chi tiết định hình có thể coi dao nh là chi tiết trục (bị bao). Vì vậy nên bố trí trờng dung sai kích thớc biên dạng dao nh đối với trục cơ sở, nghĩa là sai lệch trên bằng không và sai lệch dới âm. Bố trí nh vậy, sai số biên dạng dao sẽ tạo ra sai số có thể sửa đợc trên biên dạng chi tiết. Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 7 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN Chi tiết gia công bằng dao tiện định hình đạt cấp chính xác IT12, chọn cấp chính xác của dao tiện định hình cao hơn 3 cấp là IT9. - Dựa vào cấp chính xác và kích thớc biên dạng của dao Theo bảng 2 - 8, đợc các sai lệch kích thớc biên dạng dao. + Dung sai chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao: t 1 = 7,33 -0,036 t 2 = 9,92 -0,036 + Dung sai kích thớc chiều trục các điểm biên dạng dao: l 1 = 8,5 -0,036 l 2 = 10 -0,036 l 3 = 20 -0,052 l 4 = 20 -0,052 l 5 = 29 -0,052 - Dung sai các kích thớc góc (tính bằng phút) lấy bằng trị số dung sai nhỏ nhất của chiều cao hình dáng dao (tính bằng àm): 36 - Để bảo đảm gá dao chính xác và bảo đảm biên dạng dao không đổi sau mỗi lần mài lại, cần quan tâm đến dung sai kích thớc chiều cao mài dao H. Tính theo công thức: h = 07,0 3,57 42,0.12cos.10 3,57 .cos. 0 == R (mm) H = 06,0 3,57 42,0).2212cos(.10 3,57 ).cos(. )( = + = + + R (mm) Trong đó: R- bán kính của dao tại điểm cơ sở ngang tâm - góc sau tại điểm cơ sở ngang tâm - góc trớc tại điểm cơ sở ngang tâm - dung sai của góc , độ ( + ) -dung sai của góc +, độ 6. Xác định các phần phụ của lỡi cắt và vẽ biên dạng toàn bộ lỡi cắt: + Để tăng bền cho lỡi cắt, lấy thêm đoạn lỡi cắt phụ a = 2 mm Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 8 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN + Để tạo lợng d xén mặt đầu, lấy thêm một lợng C = 1,5mm, với góc 1 = 45 0 + Để chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt lấy: b = 4 mm t = 6 mm b 1 = 1 mm = 45 0 + Để giảm ma sát khi cắt, đoạn lỡi cắt 23 đợc vát nghiêng 1 góc 0 = 1 0 7. Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình: 7.1. Vật liệu: Phần cắt : Thép gió P18 Phần thân dao : Thép gió P18 7.2. Độ cứng sau nhiệt luyện. - Phần cắt : HRC 62 ữ 65 - Phần thân dao : HRC 30 ữ 40 7.3. Độ nhẵn - Mặt trớc và mặt sau dao thép gió bằng cấp 8 ( Ra = 0,63 àm ) - Các mặt chuẩn định vị và kẹp chặt: Đạt cấp 8 ( Ra = 0,63 àm ) - Các mặt còn lại đạt cấp 6 ( Ra = 2,5 àm ) 7.4. Sai lệch các góc mài sắc: 36 8. Gá kẹp dao tiện định hình: Dao tiện định hình đợc định vị và kẹp chặt trong gá kẹp dao thích hợp. Yêu cầu của gá kẹp là phải bảo đảm 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 ghép dễ dàng. Với kết cấu dao tiện định hình tròn ngoài có lỗ chốt, chọn gá kẹp dao thể hiện trên hình 2.29, đợc sử dụng trên máy tiện, máy tiện Rơvonve. Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 9 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN A 60 A-A A M10 M10 180 35 98 7 6 5 M12 ỉ16 85 20 4 3 2 1 Hình 4: Gá kẹp dao Dao đợc định vị trên bulông đỡ 1 và đợc kẹp chặt nhờ đai ốc kẹp 4 và chốt 2. Gá kẹp loại này có hai cơ cấu điều chỉnh mũi dao ngang tâm máy. Cơ cấu điều chỉnh thô gồm: Vít điều chỉnh 8, chốt 9, quạt điều chỉnh 6. Cơ cấu điều chỉnh tinh là ống lệch tâm 4. Khi quay ống lệch tâm 4 mũi dao đợc nâng lên hoặc hạ xuống so với trục của chi tiết gia công. Vít kẹp 5 để kẹp chặt ống lệch tâm. phần ii-Thiết kế dao truốt rãnh then Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 10 [...]... độ cắt Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 27 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN I Chọn dụng cụ cắt: 1 Chọn vật liệu dụng cụ cắt: Vì dao tiện có kích thớc nhỏ, dùng trong các máy tự động, máy chuyên dùng, thờng chế tạo nguyên con bằng thép gió Ngoài ra để tiết kiệm vật liệu quý, dao tiện thờng đợc chế tạo theo kết cấu hàn mảnh dao + Vật liệu phần cắt: Để tăng năng suất cắt. .. răng cắt thô Sz =0,1 (mm) Szt1 -là lợng nâng của răng cắt tinh thứ nhất Szt1=0,07 Szt2 -là lợng nâng của răng cắt tinh thứ hai Szt2 =0,05 Szt3 -là lợng nâng của răng cắt tinh răng thứ ba Szt3 =0,04 - Chiều cao phần cắt của răng sửa đúng lấy bằng chiều cao phần cắt răng cắt tinh cuối cùng hsd = ht3 Kết quả đợc ghi trong bảng sau: Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 18 Bộ môn: Dụng cụ cắt. .. 0,8.0,1 = 0,08 + Lợng nâng của răng cắt tinh thứ hai là: Szt2= 0,6.Sz = 0,6.0,1 = 0,06 + Lợng nâng của răng cắt tinh thứ ba là: Szt1= 0,4.Sz = 0,4.0,1 = 0,04 6 Xác định số răng dao Z: 6.1 Răng cắt thô: Số răng cắt thô Zth của dao truốt đợc xác định phụ thuộc vào sơ đồ cắt Với sơ đồ truốt ăn dần, có: Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 13 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN... liệu phần cắt theo bảng 4-2 là hợp kim cứng T15K6 Chọn mảnh dao theo bảng 4-7 5 + Vật liệu phần thân: Thép 45 15 45 2 Chọn kiểu dụng cụ cắt: - Theo bảng 4-22, chọn dao tiện ngoài đầu thẳng có: 15 = 45o ; B = 16 ; H = 25 L = 160 ; a = 10 1 B H L 3 Chọn kích thớc chung của dụng cụ cắt: + Chọn tiết diện ngang của thân dao: Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 28 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật... Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 17 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN + Tính chiều cao phần cắt của các răng dao truốt - Chiều cao phần cắt răng cắt thô đầu tiên h1 =5,6 (mm) - Chiều cao phần cắt các răng sau lớn hơn răng trớc một lợng Sz h2 =h1 + Sz h3 =h2 + Sz = h1 + 2Sz h4 =h3 + Sz = h1 + 3SZ hn = h1 +( n-1)Sz - Chiều cao phần cắt các răng cắt tinh gồm 3 răng Với răng tinh 1: ht1=hn... - Lớp HP 05M - CTM 16 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN Để thuận tiện cho việc chế tạo dao, bớc răng của các răng cắt thô, cắt tinh và răng sửa đúng đều lấy bằng nhau: t = 12 Để giảm rung và nâng cao độ chính xác bề mặt gia công t đợc thay đổi trong phạm vi t = (0,2 ữ 1) mm 9 Xác định số răng đồng thời tham ra cắt: Khi truốt số răng đồng thời tham gia cắt luôn thay đổi từ trị số nhỏ... kẹp: L = 160 ( mm ) 4 Chọn hình dáng mặt trớc của dụng cụ cắt: Hình dáng mặt trớc của dao tiện đợc chọn phụ thuộc vào vật liệu phần cắt, với dao hợp kim cứng Theo bảng 4-27, chọn hình dáng mặt trớc của dao phẳng, có cạnh vát âm 0,2-0,5 -5 ' 5 Chọn thông số hình học phần cắt của dao: Góc sau và góc trớc đợc chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công, lợng chạy dao và hình dáng mặt trớc - Theo bảng 4 -32,... Răng cắt tinh + Chiều dài phần răng cắt thô, răng cắt tinh và răng sửa đúng : Lth = Zth.t = 50.12 = 600 (mm) Lt = Zt.t = 3.12 = 36 (mm) Lsđ = Zsđ.t = 4.12 = 48 (mm) + Để giảm ma sát giữa mặt sau phụ (mặt sau ứng với lỡi cắt bên) với bề mặt gia công, cần mài lỡi cắt bên nghiêng một góc 1 = 20 và chừa lại cạnh viền ở đỉnh răng f = 1 mm Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 19 Bộ môn: Dụng cụ cắt. .. dạng lỗ phôi, các răng cắt thô còn lại có lợng nâng bằng nhau và đợc xác định theo bảng 3 - 5, có: Sz =0,05ữ 0,1 mm Chọn Sz = 0,1 mm Để tránh giảm lực cắt đột ngột giữa răng cắt thô và răng sửa đúng đợc bố trí từ 2 ữ 4 răng cắt tinh với lợng nâng giảm dần Thờng chọn 3 răng cắt tinh với lợng nâng có thể đợc bố trí nh sau: Lợng nâng sơ bộ của răng cắt tinh là: + Lợng nâng của răng cắt tinh thứ nhất là:... vòng quay n: 1 Xác định tốc độ cắt V: Khi tiện ngoài thì tốc độ cắt đợc tính theo công thức sau: VT = Cv K v T m t Xv S Yv ( m min ) Trong đó: Thiết kế: Trần Thị Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 34 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN VT : Tốc độ cắt ứng với tuổi bền của dao T (m/min) t : Chiều sâu cắt S : Lợng chạy dao (mm/vòng) C v : Hệ số để tính tốc độ cắt m : chỉ số tuổi bền x v : Số . việc chế tạo ra các dụng cụ cắt gọt thoả mãn các chỉ tiêu về kinh tế- kỹ thuật là rất cần thiết. Thiết kế đồ án môn học dụng cụ cắt là bớc đầu giúp sinh. Thanh Dung - Lớp HP 05M - CTM 10 Bộ môn: Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật_Trờng ĐHKTCN Dao truốt là một loại dụng cụ cắt có năng suất cao, thờng dùng để gia