MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần I. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HèNH

1. Chi tiết gia cụng

2. Chọn loại dao

3. Chọn cách gá dao

4. Chọn thông số hình học của dao

5. Tính tóan dao tiện định hỡnh lăng trụ gỏ thẳng.

6. Phần phụ của profin dụng cụ.

Phần 2. THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HèNH

1. Phân tích chi tiết và chọn dao.

2. Tính toán profile của dao trong tiết diện chiều trục.

3. Tính toán profile của dao ở mặt trước.

Phần 3. THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL

1. Xác định các thụng số hình học của bánh răng

2. Tính toán pofile thân khai của lưỡi cắt.

3. Chọn kích thước kết cấu 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 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 chi tiết gia công. Vì vậy việc tính toán thiết kế dụng 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 dụng cụ cắt điển hình đó là dao tiện định hình, dao phay định hình và dao 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: 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 I

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu : Tính toán thiết kế dao tiện định hình với các thông số sau:

Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có s_b = 600N/mm²

1. Chi tiết gia công

Chi tiết gia công làm từ thép C45 ,có s_b= 600N/mm² , bao gồm nhiều bề mặt tròn xoay : mặt trụ , mặt côn , mặt đầu .Đay là một chi tiết điển hình , kết cấu chi tiết cân dối. Độ chênh lệch đường kính nhỏ. Trên chi tiết gia công không có đoạn nào có góc profil nhỏ hoặc bằng 0.

2. Chọn loại dao

Chi tiết gia công trên có thể sử dụng dao trụ hay tròn đều được.Song để đơn giản trong việc thiết kế cũng như tăng độ chính xác cho chi tiết gia công ta chọn dao tiện định hình lăng trụ

Ưu nhược điểm của dao tiện định hình lăng trụ so với dao tiện định hình tròn:

- Ưu điểm: Gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn do chỉ gây ra sai số D1

- Nhược điểm : khó chế tạo , do mặt sau là mặt kẻ.

3. Chọn cách gá dao

Dao được chọn theo cách gá thẳng

Vì profile của chi tiết không có đoạn nào có góc sau quá bé hoặc bằng 0, và profile của chi tiết có đoạn đối xứng

4. Chọn thông số hình học của dao

Vật liệu gia công là thép có s_b = 600N/mm²

Góc sau đối với dao lăng trụ a = 12°-15°, chọn a = 12°

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

- Chọn điểm cơ sở : điểm cơ sở được chọn phải là ngang tâm chi tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất. Do đó chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.

- Tính toán tại các điểm

Điểm 1 : r₁ = r = 19 (mm), g₁ = g = 25° , a₁ = a = 12°

A = r x sing₁ = 19 x sin25° = 8,0297 (mm)

sing₁ = sin25° = 0,4226

C₁ = r₁ x cosg₁  = 19 x cos25° = 17,2198 (mm)

t₁ = h₁ = 0

Điểm 4 : r₄ = r₃ = 20 (mm)

sing₄ = sing₃ = 0,4015

C₄ = C₃ = 18,3179 (mm)

t₄ = t₃ = 1,0981 (mm)

h₄ = h₃ = 0,8770 (mm)

Điểm 6:  r₆ = 22,5 (mm)

Điểm 7 : r₇ = r₆ = 22,5 (mm)

g₇ = g₆ = 20°55°

C₇ = C₆ = 21,0173 (mm)

t₇ = t₆ = 3,7975 (mm)

h₇ = h₆ = 3,0328 (mm)

6. Phần phụ của profin dụng cụ.

Phần phụ của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt .

j = 45°; j₁ = 45°

a = 1(mm)

f : chiều rộng vát mép của chi tiết , chọn f = 1 (mm) 

g : chiều rộng lưỡi dao cắt đứt , chọn g = 2 (mm)

b = 1 (mm)

c = 3 (mm)

d =(c-g)tgj₁+ 2¸3 = (4-2)tg45° + 2 = 4(mm)  

Chiều dài của dao : l_d = l_c + a + b + d +g = 34 + 1+1 + 4 + 2  = 42 ( mm)

Điều kiện kỹ thuật:

Vật liệu làm dao : P18

Độ cứng vững sau nhiệt luyện : HRC = 63-65

Độ nhẵn mặt trước mặt sau : R_a = 0,63 – 0,38 (Ñ8¸Ñ9 )

Phần 2

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Tính toán thiết kế dao phay định hình g > 0 để gia công chi tiết theo hình vẽ.

Vật liệu chi tiết gia công 40X có s_b = 650 N/mm² .     

Tính toán thiết kế dao phay định hình g > 0 để gia công chi tiết theo hình vẽ.

Vật liệu chi tiết gia công 40X có s_b = 650 N/mm² . 

Xét tam giác vuông OAB

sinAOB = AB/OB = hmax/R = 14/18 =0,778 Þ q = OAB = 51°3°

Vậy chia cung AC thành các cung Ai ứng với các góc qi = 9° , 18° ,27° ,36°,45°

Tương ứng với các chiều cao hci

Từ hình vẽ ta tính được :

 hci = 14 – hc¢i = 14- Rsinqi = 14- 18sinqi

Xét DOAi

Áp dụng định lý cos

OA² + Oi² – Ai² = 2OA.Oi.cos(q -qi)

BC = R – OB = R –R.cosq = 18. (1-cos51°3°) = 6,6844 (mm)

l_A = l_C - BC = 30 – 6,6844 = 23,3156 (mm)               

1. Phân tích chi tiết và chọn dao.

Chi tiết thuộc dạng rãnh có profile phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn.Vì vậy ta chọn dao phay hớt lưng , là loại dao phổ biến để gia công các chi tiết định hình.Với dạng profile phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng một lần , tức là không mài lại mặt sau khi đã nhiệt luyện . Để giảm lực cắt ta chế tạo dao có góc trước g > 0. Vì chiều cao lớn nhất h_max = 14 (mm) , chiều rộng rãnh l = 30 (mm), ta nhận thấy kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có rãnh thoát phoi thẳng               

2. Tính toán profile của dao trong tiết diện chiều trục.

Xác định các thông số :

Theo bảng 2-V

Vật liệu chi tiết gia công : thép 40X

Có s_b = 650 N/mm²
Chọn g = 10° ( ứng với dao cắt tinh)

Góc sau a = 12°

Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết h_max = 14 (mm)

Tra bảng 9-V , bán kính đỉnh dao R = 60 (mm)Þ D= 120 (mm) >100(mm)

Tran bảng 11-V ta được

Đường kính dao D= 140 (mm)

Lượng hớt lưng K = 7,5 (mm) , r = 1,5(mm)

Chiều cao rãnh thoát phoi H = hmax + (1¸2 ) +K +r Þ Lấy H = 29 (mm)

Các điểm i_d trên hình cạnh nằm trên profile dao trong phương hướng kính. Chiều cao profile của dao tại diểm bất kỳ  kí hiệu là h_di :

h_di = h_ci - Dh_i

Chiều rộng li của các điểm trên profile chi tiết

l₁ = 0

l₂ = 30

l₃ = 23,3156

l₄ = 10

l₅ = l₃ + l^’₅ = 23,3156 + 6,4602 =29,7758

l₆ = l₃ + l^’₆ = 23,3156 + 5,8013 =29,1169

l₇ = l₃ + l^’₇ = 23,3156 + 4,7207 =28,0363

l₈ = l₃ + l^’₈= 23,3156  + 3,2451 =26,5607

3. Tính toán profile của dao ở mặt trước.

* Sơ đồ tính :

Bảng kết quả tính toán chiều cao của profile dao ở mặt trước như bảng 2.2.

* Yêu cầu kỹ thuật:

- Vật liệu răng dao P18 , độ cứng HRC = 63¸65

- Thân dao : thép 45X

- Độ đảo hướng kính của lưỡi cắt không quá 0,04

- Độ đảo mặt đầu không quá 0,03

- Độ hướng tâm của mặt trước không quá 0,09

- Profile theo mặt trước được kiểm tra bằng dưỡng

Phần 3

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL

Yêu cầu: Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh rang trụ răng thẳng theo thông số sau:

Vật liệu làm bánh răng :  thép 40X có s_b = 650N/mm²

Bánh răng có modul m = 3,5 (mm) ; số răng gia công Z= 38

Chọn bộ 8 dao ,số hiệu dao là N°6 , có số răng trong khoảng 35-54 răng

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

Tính cho số răng nhỏ nhất trong bộ

Bán kính vòng tròn lăn : r_l = r_c = 61,25 (mm)

Đường kính đỉnh răng : d_a = d_c + 2m = 122,5 + 2 x 3,5 = 129,5 (mm)

Đường kính chân răng : d_f = d_c – 2,5m = 122,5- 2,5 x 3,5=113,75(mm)

Đường kính vòng tròn cơ sở : d_o = d_ccosa = 122,5.cos20° = 115,11(mm)

2. Tính toán pofile thân khai của lưỡi cắt.

Profile của dao bao gồm 2 đoạn :

Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB

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

Tính profile đoạn làm việc :

Nguyên lí hình thành đường thân khai của vòng tròn cơ sở như sau (hình vẽ dưới)

Cho đường thăng Bx lăn không trượt trên vòng tròn cơ sở bán kính r_o.

Đặt hệ trục tọa độ xOy mà gốc O trùng với tâm bánh răng .Tại một điểm M(x,y) bất kì nằm trên profile với bán kính R_x xác định profile chính là tìm tọa độ của điểm M

x = R_x . sind_x =R_x . sin(d_o + q_x )

y = R_x . cosd_x = R_x .cos(d_o + q_x )

q_x = inva_x  = tga_x - a_x

Với: a_c = 20° ; Z = 35 ; r_o = 57,56 (mm)

Điểm 1 : R_x = 57,56

Điểm 5 : R_x = 59,5

Điểm 8 : R_x = 61

Điểm 13 : R_x = 63,5

Điểm 15 : R_x = 64,5

Lập bảng kết quả tính toán như bảng 3.1.

Profile của dao module:

3. Chọn kích thước kết cấu dao.

Tra bảng 4.VIIII ta được các kích thước của dao phay module

D = 75

d  = 27^+0,023

B = 11                

t = 29,4^+0,28

d₁ = 30

Z = 12 , d = 25° , K = 5 ,d₁ = 30° , r = 1,5 , r₁ = 0,8 , r₂ = 1

b= 6,08^+0,2

Điều kiện kỹ thuật:

- Vật liệu dao thep gió P18

- Độ cứng phần cắt đạt HRC = 62¸ 64

- Độ đảo không xuyên tâm <0,03

- Độ đảo mặt đầu không quá 0,02

- Sai lệch chiều dài răng ± 0,025

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp (2tập)-ĐHBKHN-1987

2. Thiết kế dụng cụ công nghiệp :

Bành Tiến Long; Trần Thế Lục ;  Trần Sỹ Túy

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"