MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần 1. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết gia công

2. Chọn loại dao

3. Chọn cách gá dao

4. Kích thước cơ bản của dao

5. Tính toán thiết kế prôfin của dao

5.1. Sơ đồ tính

5.2. Tính chiều cao Tn của prôpin dao theo mặt trước trong phương vuông góc với trục chi tiết và tính chiều cao h của prôpin dao theo mặt trước.

5.3. Kết cấu phần phụ của dao.

6. Yêu cầu kỹ thuật

Phần 2. DAO PHAY LĂN RĂNG

1. Nguyên lý.

2. Tính toán.

3. Điều kiện kỹ thuật.

Phần 3. THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết và chọn dao.

2. Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục

3. Tính toán profile mặt trước.

4. Chọn kết cấu dao.

5. Thiết kế dưỡng.

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 dao tiện định hình, dao phay lăn răng có m = 6 và dao phay đinh hình có góc của một chi tiết có profin cho trước.

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: Thiết kế dao tiện định hình như hình:

+ Profin như hình vẽ.

+ Vật liệu gia công: thép 45 có s_b=750 N/mm²

+ Sai lệch kích thước 0,1mm

1. Phân tích chi tiết gia công

Chi tiết gia công được làm từ thép 45 có s_b= 50-80  kg/m² bao gồm các mặt tròn xoay mặt trụ, mặt côn. Do chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết.

2. Chọn loại dao

Như phân tích ở trên, chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết. Trong trường hợp này để khắc phuc sai số ta nên dùng dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết. Song độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao, hơn nữa chiều dài phần côn của chi tiết là ngắn, do vậy ở đây ta chỉ cần dùng dao có một điểm cơ sở nằm ngang tâm chi tiết.

3. Chọn cách gá dao

Do chi tiết có kết cấu đơn giản, chỉ có đoạn chuyển tiếp giữa mặt tròn xoay có đường kính 28 và 22 có prôfin nhỏ, mặt khác chiều sâu cắt lớn nhất là

t_max = 8 mm. Vậy ta chọn phương án gá dao thẳng.

4. Kích thước cơ bản của dao

Với chiều sâu cắt lớn nhất t_max = 8 mm tra bảng 2.6 ta có dao với các kích thước cơ bản như sau:

B = 19mm; H = 75mm; E = 6mm; A = 25mm; F = 15mm; r = 0,5mm;

d = 6mm; M = 34,46mm

5. Tính toán thiết kế prôfin của dao

Vật liệu chi tiết là thép 45 có s_b =750 N/mm² nên theo bảng 2.5 ta chọn:

+ Chọn góc trước g = 25⁰ ứng với điểm cơ sở của dao(điểm gần tâm chi tiết  nhất).

+ Góc sau a = 12^o

 Þ góc sắc của dao sẽ là : g­_o=a + g = 12^o + 25^o = 37^o

5.1. Sơ đồ tính

Sơ đồ tính như hình 1.1.

5.2. Tính chiều cao Tn của prôpin dao theo mặt trước trong phương vuông góc với trục chi tiết và tính chiều cao h của prôpin dao theo mặt trước.

Vì điểm 1 là điểm có bán kính nhỏ nhất nên ta chọn điểm 1 điểm cơ sở ta có:

g₁ = g =20⁰ ; T₁ = 0; h₁= 0;

Ta có :

r₁ = 22/2 = 11 mm; 

r₂ = r₃ = 28/2 = 14 mm;

r₄ = r₅ = 38/2 = 19 mm;

* Tính A:

A = r₁.sing =11.sin 25^o = 4,649 mm;

* Tính điểm 2 và 3:

Có 2 trùng 3 Þ g₂ = g₃   ;T₂ = T₃ ; h₂=h₃

Ta có:  sing₂ = (r₁/r₂).sing₁ = (11/14).sin25^o = 0,332

=> g₂ = 19,394^o

=> T₂ = C₂ - B = r₂.cosg₂ - r₁cosg₁ = 14.cos(19,394^o) - 11.cos25^o = 3,236 mm

=> h₂ = T₂cos(g + a) = 3,236.cos37^o = 2,594 mm

* Tính điểm 4 và 5:

Có 5 trùng 6 Þ g₄ = g₅   ;T₄ = T₅ ; h₄=h₅

Ta có:  sing₄ = (r₁/r₄).sing₁ = (11/19).sin25^o = 0,245

=> g₄ = 14,163^o

=> T₄ = C₄ - B = r₄.cosg₄ - r₁cosg₁ = 19.cos(14,163^o) - 11.cos25^o = 8,453 mm

=> h₄ = T₄ .cos(g + a) = 8,453.cos37^o = 6,751 mm

5.3. Kết cấu phần phụ của dao.

Chiều rộng chung của dao lấy dọc theo trục chi tiết.

Tính theo công thức :

L_d = L_c + b₁ + b + c + a

Lấy góc nghiêng của  đoạn prôfin chuyển tiếp phần cắt hai mặt trụ có đường kính 37 và 27 là 3^o

=> Chiều rộng lưỡi cắt chung :

L_c= 40 + 0,6 + 7 + 1,5 + 2 = 51,1 mm

6. Yêu cầu kỹ thuật

a) Vật liệu.

+ Phần cắt : Thép gió P18

+ Vật liệu phần thân : Thép 45

b) Độ cứng

+ Sau nhiệt luyện, độ cứng phần cắt đạt từ 60HRC tới 62HRC

+ Sau nhiệt luyện, độ cứng phần thân đạt từ 35HRC tới 45HRC

d) Sai lệch của góc mài sắc : ±1^o

Phần 2

DAO PHAY LĂN RĂNG

Yêu cầu: Thiết kế dao phay lăn răng với môđun m = 6, w= 20⁰

1. Nguyên lý.

Dao phay lăn răng được dùng để gia công các bánh răng hình trụ ăn khớp ngoài, răng thẳng hoặc răng nghiêng, bánh vít…Phay lăn răng là phương thức gia công bằng phương pháp bao hình, nó nhắc lại sự ăn khớp giữa bánh răng và thanh răng trong đó dao đóng vai trò thanh răng, còn phôi đóng vai trò bánh răng. Do hạn chế về mặt không gian máy do vậy người ta thay thanh răng bằng trục vít. Để tạo ra mặt trước của răng các lưỡi cắt được chế tạo có các rẵnh dọc (thường là rãnh xoắn), để tạo ra các góc sau, ở mặt sau của răng được hớt lưng. 

Chọn cấp chính xác của dao phay lăn răng là cấp chính xác A. Mặt trước của của răng dao là mặt xuắn Acsimet, hướng của đường vít ngược và thẳng góc với hướng của đường vít  răng dao trên trụ chia trung bình tính toán.

2. Tính toán.

a) Tính prôfin răng dao.

- Bước pháp tuyến răng dao:

t_n = p.m.n

Với: n: số đầu mối ren cắt n =1

=> t_n = p.6.1 = 18,85 mm

Chiều dầy răng dao trong tiết diện pháp tuyến theo đường thẳng chia của răng dao:

Sn = t_n / 2 = 18,85/2 = 9,425 mm

- Chiều cao đầu răng:

h₁ = 1,25.m.f.

Với: f: Hệ số chiều cao đầu răng: f = 1

h₁ = 1,25.6.1 = 7,5 (mm)

- Chiều cao của răng:

h = 2,5.m.f = 2,5.6.1 = 15 (mm)

- Bán kính đoạn cong chân răng :

r₂ = 0,3.m = 0,3.6 = 1,8 (mm)

- Lượng hớt lưng lần hai K₁:

K₁ = (1,2 -1,5).K

=> K₁ = (1,2 -1,5).7 = 7,7 -  9,6 .  Lấy K₁ = 9

- Đường kính trung bình tính toán:

D_t  = D_e - 2,5.m.f -  0,5.K= 105  - 2,5.6.1 - 0,5.7 = 88,4

- Bước xoắn của rãnh vít lý thuyết:

T = p.D_t.cotg w = p.88,4.cotg3,89^o = 4082 (mm)

- Đường kính:

Đường kính lỗ gá:

d =  D_e - 2.H - 0,8.m - 7 = 105 - 2.24,5 - 0,8.6 - 7 = 32 (mm).

Dung sai thể hiện trên bản vẽ chế tạo: +0,032 

Đường kính của đoạn rãnh then không tiện:

d₁ = 1,05.d = 1,05.32 = 34 (mm)

- Chiều dài:

Chiều dài phần làm việc của dao:

L₁ = h.cotg a₁ + m = 15.cotg 20^o + 6 = 92 (mm)

3. Điều kiện kỹ thuật.

Dung sai của dâo phay lăn răng lấy theo cấp chính xác 8 (bảng 11-VII và 12-VIII). Vật liệu thép P18, độ cứng HRC 62 - 65.

Sai lệch giới hạn bước răng theo phương pháp tuyến: ±0,015mm

Sai số tích luỹ giới hạn trên độ dài 3 bước:  ±0,025mm.

Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài trong giới hạn 1 vòng: 0,04mm.

Sai số tích luỹ lớn nhất của bước vòng: 0,05mm.

Độ đảo hướng kính của gờ: 0,02mm

Độ đảo mặt đầu của gờ: 0,02mm.

Nhãn hiệu dao: m = 6; w = 3,89⁰; a = 20⁰; P18; ĐHBK; 2005

Phần 3

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Tính toán và thiết kế dao phay định hình (g > 0) để gia công vật liệu thép 45 s_b = 700N/mm². Với Profile cho bên dưới.

1. Phân tích chi tiết và chọn dao.

Vì chiều cao profile lớn nhất h_cmax = 12 mm, chiều rộng rãnh l:

 l = 3 + 5 + 4 = 12mm,

Ta nhận thấy rằng kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng.

Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng 1 lần, có góc trước dương, đáy rãnh thoát phoi thẳng.

2. Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục

Sơ đồ tính toán: Như hình 3.1.

Ta cần xác định chiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục:

- Các thông số trên sơ đồ. 

-  Góc trước g.

Theo 2-5:5[2]:

Vật liệu: Thép 40, ứng suất bền: s_b = 500N/mm²

Ta chọn được:

Góc trước g = 10⁰ (ứng với dao cắt tinh);

Góc sau a = 12⁰

Lượng hớt lưng K = 5. 

Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết h_cmax = 12 mm

Theo sơ đồ ta có:

h_di = GT = ET- EG = h_di - EG

EG chính là độ giáng của đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc ở tâm b

Theo 2-9:16[2] ta có K = 5 ; Z = 10

Trong công thức trên thì B được tính bằng đơn vị radian. Khi đó với các điểm đặc biệt ta tính được các giá trị tương ứng và lập được bảng các giá trị như bảng 3.1.

3. Tính toán profile mặt trước.

Sơ đồ tính toán: Như hình 3.2.

Trong tiết diện chiều trục đoạn profile của chi tiết ta cũng lập được bảng các giá trị như bảng 3.2.

4. Chọn kết cấu dao.

Các thông số kết cấu dao được chọn theo 9-5:16[2]. Thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết.

5. 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.

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. Tiêu chuẩn GOCT và TCVN

4. Bài giảng ”Thiết kế dụng cụ công nghiệp” ĐHBK 2001

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

6. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - ĐHBK.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"