MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN 1. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết:

2. Chọn loại dao:

3. Chọn cách gá dao:

4. Chọn thông số hình học dụng cụ:

5. Tính toán thiết kế dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng:

6. Các kích thước của phần phụ:

7. Thiết kế dưỡng do - dưỡng kiểm:   

8. Điều kiện kỹ thuật:

PHẦN 2. THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN

1. Xác định các thông số hình học của bánh răng:

2. Tính toán profile thân khai của lưỡi cắt:

3. Chọn các kích thước kết cấu dao:

4. Thiết  kế dưỡng:

PHẦN 3. THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỤ THEN HOA

1. Hình dạng lỗ chuốt:

2. Sơ đồ chuốt:

3. Chọn dao:

4. Thiết kế phần răng và sửa đúng:

4.1. Cấu tạo dao chuốt:

4.2. Tính lượng dư gia công:

5.  Tính toán các thông số của dao chuốt:

5.1. Tính lượng nâng của răng:

5.2. Kết cấu răng và rẵnh:

6. Số răng dao chuốt và đường kính răng dao:

7.  Kiểm tra độ bền của dao chuốt:

8. Tính toán phần đầu dao và các phần phụ khác:

9. Yêu cầu kỹ thuật của dao:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nghành cơ khí chế tạo máy để tạo hình chi tiết thì ngoài chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị thì việc 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, tính kinh tế cho chi tiết gia công. Vì vậy việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm quan trọng của người kỹ sư.

Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế  những dụng cụ cắt điển hình đó là:

1. Thiết kế dao tiện định hình

2. Thiết kế dao phay đĩa môđun

3. Thiết kế dao chuốt lỗ trụ then hoa

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 trong bộ môn, đặc biệt là thầy: TS…………… đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Với thời gian và trình độ còn hạn chế, em mong 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.

                                                                                                                                        Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                          Sinh viên thiết kế

                                                                                                                                           ………………

PHẦN 1

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Tính toán và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ. Vật liệu gia công có s_b = 600N/mm² trên máy tự động, phôi  thanh được gia công có chuẩn, với sai lệch kích thước chuẩn ±0,1.

1. Phân tích chi tiết:

- Chi tiết trên được làm từ vật liệu có với: s_b = 600N/mm²_­.

- Chi tiết bao gồm các loại bề mặt sau: mặt trụ, mặt côn, mặt đầu.

- Trên chi tiết có mặt đầu (mặt phẳng), ở đây góc prôfin chi tiết j = 0, do đó góc sau của dao trong tiết diện pháp tuyến a_N = 0⁰.

2. Chọn loại dao:

Ở chi tiết này có thể dùng dao lăng trụ hay dao đĩa đều được cả. Song prôfin chi tiết không quá phức tạp nên ta chọn dao lăng trụ sẽ hợp lý hơn.

Căn cứ vào chiều sâu t_max của chi tiết (t_max = 4 mm) tra bảng 2.6a, ta sẽ có cỡ dao, với các kích thước cơ bản của dao như sau (mm):

B = 9; H = 75; E = 4; A = 15; F = 7; r = 0,5; d = 4; M = 21,31.

3. Chọn cách gá dao:

 Dao được chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, ở lưỡi cắt gia công mặt phẳng (mặt đầu), cần làm góc nghiêng j₁ = 2⁰, để giảm ma sát ( khi gia công).

6. Các kích thước của phần phụ:

Ta có: a = b = 1,5 mm; j = 30⁰; L_c = 24 mm; L_d = 27mm.

7. Thiết kế dưỡng do - dưỡng kiểm:   

Dưỡng do dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau khi chế tạo. Kích thước dang nghĩa của dưỡng bằng kích thước dang nghĩa của dao. Kích thước dang nghĩa của dưỡng được quy định theo luật bao và bị bao giá trị các sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H, h (TCVN 2245 - 77).

Vật liệu dưỡng được chế tạo từ thép lò xo 65G là thép có tích chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt được 58 - 65 HRC. Độ nhám các mặt làm việc đạt khoảng Ra = 0,63 …0,32 (độ bóng  Ñ = 8 …9) các mặt còn lại đạt Ra = 1,25  (độ bóng Ñ = 7).

8. Điều kiện kỹ thuật:

a, Vật liệu phần cắt: Thép P18

Vật liệu thân dao: Thép 45

b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

- Phần cắt  HRC 62 - 65.

- Phần cắt thân dao HRC 30 - 40.

d, Sai lệch + góc mài sắc:

- Sai lệch góc trước g : 22^o±1^o

- Góc j                  : 45^o±1^o

- Góc j₁                  : 30^o±1^o

PHẦN 2

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN

Yêu cầu:  Tính toán và thiết kế dao phay đĩa module trong bộ 8 con, để gia công bánh răng trụ răng thẳng bằng thép 45, có module m = 5 mm . Cho biết số hiệu dao là dao số 3.

1. Xác định các thông số hình học của bánh răng:

Trong bộ dao phay đĩa module 8 con, dao mang số hiệu 3 có thể gia công được bánh răng có số răng Z = 17..20 răng. Profile dao được tính toán theo số răng bé nhất (Z =17 răng) bởi vì với con dao đó thì độ cong đường thân khai sẽ lớn vì vậy với các bánh răng có số răng Z > 17 được gia công bằng dao có Z = 17 sẽ có profin doãng hơn sẽ tạo điều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn.

2. Tính toán profile thân khai của lưỡi cắt:

a, Sơ đồ tính toán:

R_a: Bán kính đỉnh răng.

R_M: Bán kính tại điểm M(x,y).

R_c: Bán kính vòng tròn chia.

R₀: Bán kính vòng tròn cơ sở.

R_f: Bán kính chân răng.

b, Profile bao gồm hai đoạn:

Đoạn làm việc: Là đoạn thân khai CB

Đoạn không làm việc: Là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO₁.

Theo sơ đồ tính toán trên ta có:

x_M = r_M.sind_M = r_Msin(d₀ + q_M)

y_M = r_M.cosd_M = r_Mcos(d₀ + q_M)

Ta có:

q_M = tga_M - a_M = inva_M

d₀ = d_c - inva₀ = p/2z - inva₀ = p/2z - tga₀ + a₀ = 180/(2.17) - ( tg20⁰ -20) = 4,44⁰

Vậy ta cho R_M biến thiên từ R_o đến R_e thì sẽ vẽ được profin của răng.

4. Thiết  kế dưỡng:

Dưỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,được chế tạo theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H, h. Theo luật kích thước bao và bị bao.

Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo, được chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js, js. Theo luật kích thước bao và bị bao.

Vật liệu làm dưỡng: Thép lò xo 65G.

Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62..65 HRC.

Độ nhám bề mặt làm việc R_a £ 0,63mm . Các bề mặt còn lại đạt R_a £ 1,25mm.

PHẦN 3

THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỤ THEN HOA

Yêu cầu: Tính toán thiết kế lỗ trụ then hoa của bánh răng với vật liệu gia công là thép 45 và các dữ liệu:

- Chi tiết gia công là lỗ then hoa định tâm theo đường kính d.

- Kích thước danh nghĩa của mối ghép là: D6x23x26.

- Độ chính xác: cấp 8.

- Chiều dài chi tiết gia công: L = 40 mm

- Độ nhám bề mặt: R_z = 1,25 mm

1. Hình dạng lỗ chuốt:

Do không cho kích thước bề dày của then nên trong trường hợp này ta chọn bề dày của then là b = 6 mm

3. Chọn dao:

Dao chuốt kéo thường được chia làm hai loại vật liệu:

+ Phần đầu dao (hai phần cán) được làm bằng thép kết cấu C45.

+ Phần sau dao (phần định hướng trở về sau) làm bằng thép gió P15.

4. Thiết kế phần răng và sửa đúng:

4.1. Cấu tạo dao chuốt:

Ta có:

I: Đầu dao: Phần kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp.

II: Phần định hướng trước.

III: Phần cắt: răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng.

IV: Phần dẫn hướng sau.

V: Phần đỡ.

4.2. Tính lượng dư gia công:

-  Lượng dư gia công khi chuốt lõ then hoa được chọn theo yêu cầu công nghệ, trị số dụng cụ phụ thuộc vào chiều dài lỗ chuốt được tính theo đường kính răng sửa đúng, lỗ trước khi chuốt và được tính theo công thức:

A = (D_max - D_min)/2

Như vậy:

D_max = 26 + 0,021 = 26,021mm

D_min = 23 + 0,00 = 23

A = (D_max - D_min)/2 = (26,021 - 23)/2 = 1,5105 mm

5.  Tính toán các thông số của dao chuốt:

5.1. Tính lượng nâng của răng:

- Ở răng dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước một lượng gọi là lượng nâng của răng S­z. Lượng nâng của răng dao chuốt là hiệu số đường kính các răng liên tiếp. Theo bảng (3.3.1), với vật liệu gia công là thép 45 có s_b = 650 N/mm², ta chọn được: Sz = 0,05.

- Các răng cắt chuốt bao gồm:

+ Răng cắt thô: phần cắt thô có lượng dư không đều Sz = 0,05 để cắt hết phần thô.

+ Răng cắt tinh: Phần cắt tinh bao gồm 3 răng có lượng dư giảm dần lượng cắt tinh chuẩn bị cho các răng sửa đúng.

S¹_z = 0,7.S_z = 0,7.0,05 = 0,035.

S¹_z = 0,4.S_z = 0,4.0,05 = 0,02

S¹_z = 0,2.S_z = 0,2.0,05 = 0,01

5.2. Kết cấu răng và rẵnh:

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.

Như vật dao chuốt thiết kế đảm bảo tính định hướng tốt.

+ Chiều rộng cắt răng:

b = (0,3 - 0,35).t = 3 - 3,5. Ta chọn b = 3

+ Bán kính lưng răng:

R = (0,65 - 0,7).t = 6,5 -7. Ta chọn R = 7

+ Bán kính đáy răng:

r = (0,5  - 0,55).h = (0,5  - 0,55).3 = 1,5 -1,65. Ta chọn r = 1,5

Để tăng thêm tuổi bền của dao, mặt sau được mài thêm cạnh viền f. Giá trị của cạnh viền như sau:

- Ở răng cắt lấy f = 0,05mm

- Ở răng sửa đúng lấy f = 0,2mm.

+ Profin mặt đầu:

- Do chiều rộng then là 12, tương đối lớn nên ta phải chia các lưỡi cắt ra thành các phần nhỏ.

- Để giảm ma sát giữa lưỡi cắt phụ và thành lỗ then, người ta thiết kế cạnh viền

6. Số răng dao chuốt và đường kính răng dao:

- Lượng dư gia công: A = 1,5105 mm

- Lượng dư gia công tinh: A_tinh = 0,065

- Lượng dư gia công thô: A_thô = A - A_tinh = 1,505 - 0,065 = 1,44 mm

Vậy tổng số răng của dao truốt là: 30 + 3 +5 = 38 răng.

Trong quá trình cắt như vậy thì 5 răng cắt đúng có nhiệm vụ sửa đúng kích thước của lỗ then cần chuốt để đạt kích thước 26H7.

Đương kính của răng cắt thô:

- Do q = 0,04 mm  > 0,015mm , nên ta có: D₁ = D­_min = 23 mm.

- D₂ = D­₁ + q = 23,04mm

D_i = D_i-1.2.S_z. Với i = 2 - 22

7.  Kiểm tra độ bền của dao chuốt:

Sơ đồ chịu lực: Mỗi răng của dao đều bị chịu hai lực thành phần tác dụng.

+ Thành phần hướng kính: F_y hướng vào tâm của dao, tổng các lực F­_y của răng dao chuốt sẽ bị triệt tiêu.

Vậy: P = 160.24.6.0,93 = 32140 N

Như vậy  dao chuốt đủ độ bền.

8. Tính toán phần đầu dao và các phần phụ khác:

+ Phần đầu dao bao gồm phần đầu kẹp, phần cổ dao, phần côn chuyển tiếp.

+ Phần đầu kẹp được tiêu chuẩn hoá, theo bảng (4.4.1)

+ Chiều dài L₂ của phần cổ dao được tính từ điều kiện gá đặt:

L₂ = L_g - L₃ = (L_h + L_m+ L_n) - L₃ (mm)

+ Phần đinh hướng trước:

D₄ = D_min = 23 (mm)

L₄ = (0,8 - 1).L_ct = 32…40 mm. Ta chọn lấy L₄ = 35 mm

+ Đường kính phần dẫn hướng phía sau D₆ lấy bằng đường kính răng sửa đúng với sai lệch f₇.

D₆  = 26,021 mm

L₆ = (0,5 - 0,7).L_ct = 20…35 chọn L₆ = 30 mm.

+ Tổng chiều dài của dao:

Chiều dài của dao phải nhỏ hơn hành trình máy và nhỏ hơn 30.D_max.

L = L₁ + L₂ + L₃ + L₄ + L₅ + L₆ = 70 + 38,5 + 11,5 + 35 + 40.10 + 30 = 585 mm

Ta nhận thấy rằng: L = 585 < 30.26

9. Yêu cầu kỹ thuật của dao:

a, Vật liệu:

Vật liệu phần cắt: P18.

Vật liệu phần đầu dao: Thép 45.

 b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 62¸65.

Phần định hướng phía trước HRC 60¸62.

Phần đầu dao HRC 40¸47.

e, Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

Góc trước ±2⁰.

Góc sau của răng cắt ±30^’.

Góc sau của rãnh ±30^’.

Góc sau của răng sửa đúng ±15^’.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. “Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt” - Tập1, Tập 2 - ĐHBK 1977

2. “Hướng dẫn làm bài tập dung sai” - Ninh Đức Tốn 2001

3. Bài giảng “Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Kim Loại”

4. Bài giảng “Thiết kế dụng cụ công nghiệp”

5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy -

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"