MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần 1. TÍNH TOÁN DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH LĂNG TRỤ

1. Phân tích chọn dụng cụ gia công:

2. Chọn điểm cơ sở:

3. Chọn góc trước γ và góc sau α:

4. Tính toán chiều cao hình dáng profin dao:

5. Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình:

6. Tính toán chiều rộng lưỡi cắt:

7. Điều kiện kĩ thuật:

Phần 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết và chọn dao:

2. Tính toán profin dao trong tiết diện chiều trục:

3. Tính toán profin trong mặt trước của dao:

3. Chọn kết cấu dao:

Phần 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL

1. Tính toán profin dao:

2. Chọn các 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 lăng trụ, 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 1

TÍNH TOÁN DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH LĂNG TRỤ

Yêu cầu: Tính toán dao tiện định hình lăng trụ để gia công chi tiết cho theo 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 = 600Nmm²

1. Phân tích chọn dụng cụ gia công:

Chi tiết có dạng mặt ngoài tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn và các mặt trụ.Cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ, cách gá thẳng.Bởi vì so với dao tiện định hình hình tròn thì dao tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng hơn va gia công chi tiết có độ chính xác hơn.Dao tiện định hình lăng trụ có độ cứng vững cao hơn dao hình tròn đồng thời có thể khắc phục được sai số loại 2 còn sai số loại 1 có thể khắc phục được.

2. Chọn điểm cơ sở:

Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc: điểm cơ sở là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất(hoặc gần tâm chi tiết nhất).Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở như hình vẽ.

4. Tính toán chiều cao hình dáng profin dao:

Sơ đồ tính toán các thông số tại 1 điểm bất kì trên lưỡi cắt của dao như hình sau.

* Tính toán tại các điểm:

 Xét điểm i bất kì trên profin chi tiết ta có điểm i’tương ứng trên profin dao.Gọi chiều cao profin của dao tại điểm i’ là h_i ,theo hình vẽ ta có:

h_i=τ_i.cos(α + γ)

τ_i=C_i –B

C_i=r_i.cosγ_i

B=r₁cosγ₁=17.cos20⁰=15,9748(mm)

Ta có : A=r₁sinγ₁=r_isinγ_i

=> sinγ_i=(r₁/r_i). sinγ₁

=> γ_i=arcsin (r₁/r_i). sinγ₁

=> t_i = r_i.cos(r/r_i.sing) – r.cosg

=> h_i = [r_i.cos(r/r_i.sing) – r.cosg].cos(a + g)=τ_i.cos(α +γ)

- Tính tại điểm 1,5:

r=r₁= 17 mm

γ=γ₁=20⁰

→ A=rsinγ=17.sin20⁰=5,8143 mm

B=rcosγ=17.cos20⁰=15,9748 mm

C₁=B=15,9748 mm

τ₁=h₁=0

 - Tính tại điểm 2,3:

 r₂=20 mm

sinγ₂=(r₁/r₂)/sinγ₁=(17/20)/sin20⁰=0,2907

→ γ₂=16,901⁰

B=15,9748 mm

C₂=r₂cosγ₂=20.cos16,901⁰=19,1363mm

→ τ₂=C₂-B=19,1363-15,9748=3,1615 mm

h₂ =   τ₂cos(α + γ)=3,1615.cos(12⁰+20⁰)=2,6811 mm

 - Tính tại điểm 6,7:

r₆ =24 mm  

sinγ₆=(r₁/r₆).sinγ₁=(17/24).sin20⁰=0,2423

→ γ₆=14,02⁰

B=15,9748 mm

C₆=r₆.cosγ₆=24.cos14,02⁰=23,2851 mm

τ₆=C₆-B=23,2851-15,9748=7,3103 mm

h₆=7,3103.cos(12⁰+20⁰)=6,1995 mm

 - Tính tại điểm 10:

 r₁₀=25 mm

Sinγ₁₀=(17/25)sin20⁰=0,2326 → γ₁₀=13,448⁰

B=15,9748 mm

C₁₀=25cos13,448⁰=24,3145 mm

τ₁₀=C₁₀-B=24,3145-15,9748=8,3397 mm

 h₁₀=8,3397.cos(12⁰+20⁰)=7,0725 mm

5. Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình:

Kích thước kết cấu của dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của profin chi tiết.

Ta có : t_max=(d_max-d_min)/2=(48-34)/2=7 (mm)

Dựa vào bảng 3.2a -kết cấu và kích thước dao tiện định hình lăng trụ [Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại] ta có kích thước cơ bản của dao:

 B=19   ;   H=75  ;    E=6  ;   A=25   ;  

F=15   ;    r=0,5  ;     d=6  ;   M=34,46

Phần phụ profin của dụng cụ  dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt ra khỏi phôi có kích thước như hình trên.

Chọn kích thước của phần phụ như sau: a=b=1 mm

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

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

c=f+g+1=4 mm

j₁ = 45°

j =  45°

d=(c-g)tgφ₁+2=(4-2)tg45⁰+2=4 mm

Chiều dài của dao:L=l_c+a+b+d+g=28+1+1+4+2=36 mm

7. Điều kiện kĩ 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 và góc mài sắc

- Sai lệch góc trước g : 20^o±1^o

- Góc j                     : 45^o±1^o

 - Góc j₁                    : 45^o±1^o

Phần 2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Tính toán thiết kế dao phay định hình γ>0 để gia công chi tiết như hình vẽ. Vật liệu chi tiết gia công 40X có σ_b=650N/mm².

1. Phân tích chi tiết và chọn dao:

Chi tiết có dạng rãnh,có profin phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn.Vì vậy ta chọn dao phay hình hớt lưng,là loại dao phổ biến để gia công các chi tiết định hình.Với dạng profin phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng dao phay 1 lần. Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương(γ>0).Vì chiều cao profin lớn nhất h_cmax=12,chiều rộng rãnh l=30,ta nhận thấy kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng.

2. Tính toán profin dao trong tiết diện chiều trục:

Sơ đồ tính:

Ta cần xác định profin dao trong tiết diện chiều trục

Các thông số trên sơ đồ:

Góc trước γ

Theo 2-V(V[2]) vật liệu thép 40X

Ứng suất bền σ_b=650N/mm²  ta chọn được góc trước γ=10⁰

Góc sau chính α_n=12⁰,góc sau phụ α₁=8⁰

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

 Bán kính đỉnh dao theo 9-V(16[2]) ta có R=55 mm

 Dựng profin dao bằng đồ thị:

Theo sơ đồ tính ta có:

h_di=GT=ET-EG=h_ci-EG

- Xét 1 điểm I bất kì trên cung tròn để tính toán(chia cung tròn thành 6 phần bằng nhau).

- Xét Δ3OH,ta có góc 3OH=arcsin(h_cmax/R)

- Xét Δ3OI,ta có IO3=α_i,góc I3O=(180⁰-α_i)/2

- Xét Δ3OH ,ta có góc H3O=90⁰-góc 3OH=90⁰-arcsin(h_cmax/R)

- Xét ΔK3I ,ta cóK3I=γ_i=góc I3O-góc H3O=90⁰-α_i/2-(90⁰-arcsinh_cmax/R)  =arcsin(h_cmax/R)-α_i/2   

=> γ_i=arcsin(h­_cmax/R)-α_i/2

h_i=3I.cosγ_i

L_i=3I.sinγ_i

Ta có 3I=2Rsin(α_i/2_­)

=> h_i=2Rsin(α_i/2).cosγ_i

L_i=2R.sin(α_i/2).sinγ_i+15,04                 

3. Tính toán profin trong mặt trước của dao:

Ta cần xác định chiều cao profin dao trong tiết diện qua mặt trước của dao để kiểm tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu không.

Sơ đồ tính toán:

Trong tiết diện chiều trục đoạn profin cong cũng được thay thế bằng 1 cung tròn thay thế đi qua 1 số điểm.

3. Chọn kết cấu dao:

Các thông số kết cấu được chọn theo bảng 9-V(16[2]),thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết.Các thông số kĩ thuật khác được thể hiện trên bản vẽ chế tạo.

* Điều kiện kĩ thuật của dao:

- Vật liệu chế tạo:thép P18

- Độ cứng sau nhiệt luyện HRC=62-65

- Độ bóng:

+ Bề mặt làm việc R_a =0,63

+ Bề mặt còn lại Ra=1,25

- Độ đảo hướng tâm của mặt trước 0,03

Phần 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL

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

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

- Modul : m=3

- Số răng : Z=32 răng.

Trước hết ta cần chọn 1 nhóm dao trong bộ để thiết kế ta chọn nhóm số 5(N⁰5) trong bộ 8 dao có số răng gia công từ 26-34 răng.Vì vậy con dao ta cần thiết kế có số răng gia công là Z=26 vì với con dao đó độ cong đường thân khai sẽ lớn vì vậy với các bánh răng có số răng Z>26 được gia công bằng bánh răng có Z=26 sẽ có profin doãng hơn sẽ tạo điều kiện ra vào ăn khớp dễ hơn(rãnh lớn khi ăn khớp không bị kẹt).

1. Tính toán profin dao:

Profin của dao phay đĩa modun trong tiết diện chiều trục cũng là profin theo mặt trước và trùng khít với profin trắc diện của bánh răng.

Các số liệu cần tính để vẽ:

- Góc ăn khớp trên vòng chia α=20⁰

- Bước răng t=m.π=3.3,14=9,42 mm

- Bán kính vòng tròn chia r_c=m.z/2=3.26/2=39 mm

- Chiều dày răng s=mπ/2=3.3,14/2=4,71 mm

- Bán kính vòng tròn lăn r_l=r_c=39 mm

 Profin bao gồm 2 đoạn:

+ Đoạn làm việc là đoạn than khai CB

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

Tính toán profin đoạn làm việc:

Vậy để tạo hình lưỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phương trình đường thân khai trong khoảng bán kính r_f≤r_M≤r_a.Việc xác định profin lưỡi cắt chính là việc xác định toạ độ của tập hợp các điểm M trong hệ toạ độ đề các 0xy.

Xác định toạ độ của điểm M:

Theo sơ đồ ta có:

x=r_M.sinδ_M=r_M.sin(δ₀+θ_M)

y= r_M.cosδ_M=r_M.cos(δ₀+θ_M)

ta có θ_M=tgα_M-α_M=invα_M

δ₀=δ_c-invα₀=π/2z-(tgα₀-α₀)

2. Chọn các kích thước kết cấu dao:

Kích thước kết cấu dao chọn theo 4-8(121[2]), được thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết.

* Điều kiện kĩ thuật:

- Vật liệu dao : thép P9

- Độ cứng phần cắt đạt HRC=62-65

- Độ đảo tâm của đường kính ngoài [0,03

- Độ đảo mặt đầu[0,03

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"