MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần 1. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH LĂNG TRỤ

1. Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công:

2. Chọn điểm cơ sở:

3. Chọn thông số hình học của dao:

4. Sơ đồ tính toán:

5. Chọn sơ bộ kết cấu dao:

6. Kích thước phần phụ của profin dụng cụ:

7. Điều kiện kĩ thuật:

Phần II. THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công:

2. Chọn điểm cơ sở:

3. Chọn thông số hình học của dao:

4. Tính toán chiều cao profin dao trong tiết diện chứa trục dao phay:

5. Tính toán chiều cao profin dao phay trong tiết diện trùng với mặt trước:

PHẦN III. THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA CHỮ NHẬT

1. Phân tích chi tiết, chọn sơ đồ cắt, chọn dao gia công:

2. Phần răng cắt và phần sửa đúng:

2.1. Lượng nâng răng :

2.2. Lượng dư gia công:

2.3. Kết cấu răng và rãnh:

2.4. Phần đầu dao:

2.5. Phần định hướng phía trước:

2.6. Phần dẫn hướng phía sau:

2.7. Chiều dài dao:

2.8. Lỗ tâm:

2.9. Yêu cầu kĩ thuật của dao chuốt lỗ then hoa chữ nhật:

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  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 như là dao tiện định hình lăng trụ, dao phay định hình và dao chuốt lỗ then hoa chữ nhật. Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học trên sách vở tài liệu em còn được sự hướng dẫn tận tình chu đáo của các thầy cô trong bộ môn đặc biệt là thầy: TS……………….. dã giúp em hoàn thành đồ án này. Nội dung đồ án đã hoàn thành gồm:

Thiết kế dao tiện hình lăng trụ.

Thiết kế dao phay định hình.

Thiết kế dao chuốt lỗ then hoa chữ nhật.

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 nhiệm vụ công tác.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                     Hà nội, ngày … tháng … năm 20….

                                                                                  Sinh viên thiết kế

                                                                                   …………………

Phần 1

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH LĂNG TRỤ

Yêu cầu: Tính toán thiết kế dao tiện định hình hình lăng trụ để gia công chi tiết như hình vẽ (dao có phần chuẩn bị cắt đứt) với các thông số sau:

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

1. Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công:

- So với dao tiện đơn dao tiện định hình đảm bảo độ đồng nhất profin chi tiết trong quá trình gia công, năng suất cao, tuổi thọ dao lớn, số lượng phế phẩm ít, mài sắc lại đơn giản, được sử dụng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối 

- Chi tiết cần gia công được hình thành bởi các bề mặt định hình tròn xoay trụ và côn, profin chi tiết không quá đặc biệt (góc sau trong tiết diện pháp tuyến với lưỡi cắt .

- Dao tiện định hình hình lăng trụ được kẹp chặt bằng mang cá và vít giữ, độ cứng vững cao hơn dao hình tròn. Góc sau của dao tiện định hình hình lăng trụ có thể chọn được lớn hơn, gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn so với dao hình tròn nhưng dao tiện định hình hình tròn lại dễ chế tạo hơn (mặt tròn xoay dễ chế tạo hơn mặt lăng trụ)

 3. Chọn thông số hình học của dao:

Với vật liệu gia công là thép C45.

4. Sơ đồ tính toán:

Chọn điểm I (1, 1’) (điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất) làm điểm cơ sở.

Qua điểm 1 trên hình chiếu đứng vẽ mặt trước T hợp với phương ngang một góc. Mặt trước T cắt các vòng tròn có bán kính tại các điểm 1, 2, 3… trên lưỡi cắt dao  Khoảng cách từ điểm 1 tới các điểm 2, 3… là chiều cao profin lưỡi cắt theo mặt trước. Từ các điểm 2, 3… trên lưỡi cắt dao hạ các đoạn thẳng vuông góc với mặt sau ứng với điểm 1 được chiều cao profin lưỡi cắt trong tiết diện vuông góc với mặt sau. Các điểm 1, 2, 3… trên lưỡi cắt ứng với các điểm của profin chi tiết

6. Kích thước phần phụ của profin dụng cụ:

Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt. Kích thước phần phụ của dụng cụ bao gồm:

Chiều rộng lưỡi cắt phụ: a = 1,5

Chiều rộng phần lưỡi cắt xén mặt đầu: f = 1

Góc vát tiện đứt j₁ = 45⁰

Chiều cao lưỡi cắt phần cắt đứt: t £ t_max = 5

Chiều rộng lưỡi cắt phần cắt đứt: g = 3; c = g + f +1 = 5

Chiều rộng phần lưỡi cắt không tham gia cắt b = 1,5

Góc vát j = 45⁰; d =(c-g)tgj₁ + 2 = 4

Chiều rộng phần cắt của lưỡi cắt Lc = 37

Chiều rộng dao L = Lc + a + b + d + c = 37 + 1,5 + 1,5 + 4 + 5 = 49

7. Điều kiện kĩ thuật:

- Vật liệu làm dao: thép gió P18; vật liệu làm thân: thép C45

- Độ cứng sau nhiệt luyện: 62 - 65 HRC

- Sai lệch các góc không quá 15’30’

- Trên phần cắt không có vết cháy, vết gợn, vết nứt

Phần II

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Tính toán thiết kế dao phay định hình có góc trước i>0 để gia công chi tiết như hình vẽ. Vật liệu chi tiết gia công 40X.

1. Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công:

- Chi tiết cần gia công có dạng rãnh, profin phức tạp gồm các đoạn thẳng và cung tròn

- Dao phay hớt lưng đảm bảo được profin lưỡi cắt không đổi và đồng nhất trong quá trình sử dụng khi mài sắc lại theo mặt trước, tính vạn năng cao, năng suất cao, không yêu cầu gá đặt phức tạp, không đòi hỏi thợ bậc cao. Do đó, dao phay hớt lưng chủ yếu được sử dụng để gia công các bề mặt định hình

- Chi tiết không yêu cầu độ chính xác cao, do đó chỉ cần hớt lưng một lần

- Chiều cao ở những điểm mút của profin khác nhau ít, hơn nữa, chế tao rãnh đáy thẳng (đáy rãnh làm song song với trục) dễ dàng hơn rãnh vát (đáy rãnh làm nghiêng với trục dao)

2. Chọn điểm cơ sở:

Đối với dao phay định hình, càng gần tâm góc sau càng tăng, do đó để đảm bảo góc sau tại các điểm trên lưỡi cắt không quá nhỏ, điểm cơ sở khi thiết kế dao phay định hình thường được chọn trùng với các điểm trên chi tiết nằm xa tâm dao nhất (các điểm có chiều cao profin lớn nhất)

3. Chọn thông số hình học của dao:

Với vật liệu gia công 40X.

+, Đường kính đỉnh dao: 160mm

+, Lượng hớt lưng: 9,5 mm

+, Số răng Z = 10

4. Tính toán chiều cao profin dao trong tiết diện chứa trục dao phay:

Sơ đồ tính:

Ta thấy profin chi tiết có 1 đoạn cung tròn, do đó profin dao cũng có 1 đoạn cung tròn tương ứng. Nếu tính toán chính xác thì số lượng điểm tính toán sẽ lớn vì thế sẽ rất phức tạp, để đơn giản cho việc tính toán ta sẽ chia cung tròn thành 6 phần và tính toán chiều cao profin dao tại 7 điểm tương ứng.

5. Tính toán chiều cao profin dao phay trong tiết diện trùng với mặt trước:

Chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước được dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu hay không. Từ sơ đồ tính, với điểm i bất kì, công thức tính chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước.

Chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước.

PHẦN III

THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA CHỮ NHẬT

Yêu cầu: Thiết kế dao chuốt lỗ then hoa chữ nhật như hình dưới.

1. Phân tích chi tiết, chọn sơ đồ cắt, chọn dao gia công:

Sơ đồ cắt cần chọn sao cho dao dễ chế tạo, chi tiết sau khi chuốt phải đảm bảo được yêu cầu kĩ thuật

Lỗ then hoa chữ nhật thường được cắt theo sơ đồ chuốt ăn dần (chế tạo dao dễ dàng, profin dao khác profin chi tiết, chất lượng bề mặt thấp hơn chuốt lớp nhưng cao hơn chuốt nhóm). Khi gia công lỗ then hoa thường dùng dao chuốt kéo.

2. Phần răng cắt và phần sửa đúng:

Phần răng cắt là phần quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước để làm cơ sở tính toán cho các phần khác. Thiết kế phần răng cắt bao gồm: xác định dạng profin của răng, kích thước răng, số lượng mỗi dạng răng, đường kính các răng…

2.1. Lượng nâng răng 

Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước một lượng gọi là lượng nâng của răng. Lượng nâng răng thay cho bước tiến dao.

Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng. Đường kính các răng sửa đúng bằng đường kính răng cắt tinh cuối cùng

2.2. Lượng dư gia công:

Đường kính d_m lấy bằng đường kính trong của lỗ then trừ đi sai lệch giới hạn dưới. Then hoa được lắp định tâm theo D, miền dung sai của đường kính không định tâm d được tra theo TCVN 2244-99: 26H11.

2.3. Kết cấu răng và rãnh:

a, Profin dọc trục:

Kết cấu răng và rãnh thể hiện rõ trong tiết diện dọc trục. Với vật liệu gia công 40Cr, độ cứng lớn, khi chuốt sẽ tạo ra phoi vụn, phoi xốp, vì thế dạng rãnh của dao chuốt có một cung tròn, lưng răng thẳng để tăng sức bền của răng. Dạng răng và rãnh được đặc trưng bằng các thông số sau: Chiều sâu rãnh h; bước răng t; cạnh viền f; chiều rộng lưng răng b; bán kính R,r; góc trước..

Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau:

t = (2,5 ÷ 2,8)h = 6,25 ÷ 7              chọn t = 7mm

r = (0,5 ÷ 0,55)h = 1,25 ÷ 1,375     chọn r = 1,5mm

b = (0,3 ÷ 0,4)t  = 2,1 ÷ 2,8            chọn b = 2,5mm

R = (0,65 ÷ 0,8)t = 4,55 ÷ 5,6         chọn R = 5,5mm

b, Profin mặt đầu (trong tiết diện vuông góc với trục):

Do chiều rộng then hoa b = 6mm nên không cần chia lưỡi cắt dao chuốt trong tiết diện chiều trục thành những rãnh cuốn phoi. Đường kính đáy trượt không thay đổi trong suốt cả phần có răng, giá trị lấy bằng đường kính phần định hướng phía trước với sai lệch e8. 

Để thoát đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ của dao, chân răng có rãnh thoát đá với bán kính lượn r = 0,5 ÷1 mm có tâm nằm trên đường kính đáy trượt D_t.

f, Kiểm ra sức bền dao chuốt:

Sơ đồ lực tác dụng: mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng.Thành phần hướng kính P_y hướng vào tâm dao.Tổng hợp các lực P_y của các răng sẽ triệt tiêu, thành phần dọc trục P_z song song với trục chi tiết. Tổng hợp các lực chiều trục P­_z  sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao.

Lực cắt P_z tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng. Song trường hợp này ít xảy ra.Lực tổng hợp

P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên.  

2.4. Phần đầu dao:

Phần cổ dao và phần côn chuyển tiếp:

Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ:

D₂ = D₁ – (1 ¸ 2) = 20 – (1 ¸ 2) = (18 ¸ 19) mm. Chọn D₂ = 18 mm

2.7. Chiều dài dao:

L = L₁ + L₂ + L₃ + L₄ + L₅ + L₆ + L₇.

L₁ = 70mm, L₂ = 45mm, L₃ = 10mm, L₄ = 40mm, L₇ = 20mm.

Chiều dài phần răng cắt:

L = 70 + 45 + 10 + 40 + 476 + 20 = 661mm.

2.8. Lỗ tâm:

Lỗ tâm dùng trong khi chế tạo dao,dùng khi mài sắc lại, lỗ tâm có thêm mặt côn bảo vệ 120⁰ để giữ cho mặt côn làm việc 60⁰ không bị xây xát. Tra bảng 4.9 ta có kích thước lỗ tâm.

2.9. Yêu cầu kĩ thuật của dao chuốt lỗ then hoa chữ nhật:

+, Vật liệu dao chuốt:

Phần cắt chế tạo bằng thép P18

Phần đầu dao làm bằng thép 40X

+, Độ cứng của dao sau khi nhiệt luyện:

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

Phần định hướng phía sau: HRC = 58 ¸ 62

Phần đầu dao (phần kẹp): HRC = 45 ¸ 47

+, Độ nhẵn bề mặt:

Cạnh viền răng sửa đúng: R_z = 0,32

Mặt trước, mặt sau răng, mặt côn làm việc của lỗ tâm, mặt dẫn hướng: R_z = 0,63

Phần trụ ngoài của đầu dao, rãnh chia phoi: R_z = 1,25

Các mặt không mài R_z = 2,5

+, Sai lệch về bước không vượt quá 2 lần dung sai theo cấp chính xác J_s5

+, Sai lệch chiều dày răng không vượt quá:

+, Sai lệch góc cho phép không vượt quá:

Góc trước:  ± 2 ⁰

Góc sau răng cắt:  ± 30 ¢

Góc sau răng sửa đúng: ± 15 ¢

+, Sai lệch giới hạn cạnh viền răng sửa đúng f = 0,2mm. Trên răng cắt, chiều rộng cạnh viền không được vượt quá 0,05mm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt - Tập 1, tập 2 - ĐHBKHN 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.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"