MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần 1. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết gia công:

2. Chọn dao:

3. Chọn cách gá dao:

4. Các thông số của dụng cụ cắt:

4.1. Chọn góc trước.

4.2. Chọn góc sau.

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

5.1. Công thức tính toán.

5.2. Chọn điểm cơ sở.

5.3. Tính toán các điểm.

6. Phần phụ của profile dụng cụ.

7. Điều kiện kĩ thuật.

8. Nhón hiệu dao.

Phần 2. THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA

1. Chọn sơ đồ chuốt.

2. Chọn loại dao.

3.1. Cấu tạo dao chuốt và tính lượng dư gia công:

3.1. Cấu tạo dao chuốt.

3.2. Tính lượng dư gia công.

4. Tính toán thông số của dao chuốt:

4.1. Tính lượng nâng của răng:

4.2. Kết cấu răng và rãnh chứa phoi:

5. Số răng dao chuốt và đường kính răng dao.

6. Kiểm tra độ bền của dao chuốt.

7. Tính toán phần đầu dao và các phần phụ khác.

8. Lỗ tâm.

9.  Yêu cầu kỹ thuật của dao:

Phần 3/ THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN ĐỂ GIA CÔNG TRỤC THEN HOA CHỮ NHẬT

1. Các thông số trục cho then hoa dùng cho thiết kế dao.

1.1 Đường kính ngoài :

1.2 Đường kính trong :

1.3 Góc profin

1.4 Bán kính vòng tròn tâm tích:

2. Xác định proifn dụng cụ.

3.  Kết cấu của dao.

3.1 Profin pháp tuyến:

3.2. Profin dọc trục của dao:

3.3 Profin mặt đầu.

3.4 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 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 chuốt lỗ then hoa và dao phay gia công trục then hoa chữu nhật. 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

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình gia công chi tiết có: s_b=600N/mm²

1. Phân tích chi tiết gia công:

Chi tiết gia công là thép C45 có s_b=600N/mm². Bao gồm các bề mặt tròn xoay, mặt côn, mặt đầu, mặt cong. Kết cấu chi tiết cân đối độ chênh lệch đường kính không quá lớn.Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profile bằng 0 hoặc quá nhỏ không yêu cầu độ chính xác cao, độ nhám bề mặt cao.

Giải phương trình: R=33.08 (mm)

2. Chọn dao:

Với những yêu cầu cần gia công chi tiết và việc phân tích chi tiết như trên, ta chọn dao tiện định hình lăng trụ để gia công chi tiết này.

- Dao tiện lăng trụ có những ưu điểm:

+ Độ cứng vững của dao cao và dao được kẹp bằng rãnh mang cá.

+ Độ bền của lưỡi cắt cao, thoát phoi và nhiệt dễ dàng.

- Nhược điểm:

+ Không gia công được tiện trong.

+ Không gia công được chi tiết có profile phức tạp.

+ Khó chế tạo do mặt sau là mặt lăng trụ.

* Vật liệu làm dao.

Vật liệu làm dao thỏa mãn các điều kiện sau đây:

- Độ cứng vững lớn: Độ bền cao để chịu lực và xung lực trong quá trình cắt.

- Khả năng chịu nhiệt cao đảm bảo cho chế độ làm việc của dao ở nhiệt độ cao mà không bị thay đổi.

- Chịu mài mòn cao đặc biệt là phần cắt.

- Tính công nghệ cao, tính kinh tế.

4. Các thông số của dụng cụ cắt:

4.1. Chọn góc trước.

Góc trước của dao g >0 để giả lực cắt và thoảt phoi trong quá trình cắt một cách dễ dàng, vậy ma sát giữa phoi và mặt trước dao giảm. Dựa vào vật liệu gia công ta chọn được góc trước dao là g=22°.

4.2. Chọn góc sau.

Góc sau có tác dụng làm giảm ma sát giữa chi tiết gia cụng và dao tiện. Càng xa tâm chi tiết góc sau càng tăng. Dựa vào vật liệu gia công ta chọn gúc sau a=12°.

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

5.1. Công thức tính toán.

A=r₁´ sing.     ;         C_k=r_k´cosg_k    ;         H_k=s_k´cos(a+g)     ;        B=g₁´cosg    ;   s_k=C_k-B

5.2. Chọn điểm cơ sở.

Điểm cơ sở là điểm ngang tâm và xa chuẩn kẹp nhất. Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở (Như hình vẽ)

5.3. Tính toán các điểm.

* Tại điểm cơ sở 1.

r₁=11 (mm)   , g₁=22°

A= r₁´sing=11´sin22°=4.121(mm).

sing₁=sin22°=0,3746.

B=r₁´cosg=11´cos 22°=10.199(mm).

C₁=r₁´cosg=11´cos 22°=10.199(mm).

* Tại điểm 4 và điểm 5.

r₄=r₅=27(mm).

C₄=C₅=r₄´cosg₄=27´cos8.801=26.682(mm)

t₄=C₄-B=26.682-10.199=16.483(mm).

h₄=t₄´cos(a+g₄)= 16.483´cos(22+12)=13.665(mm)

* Tại điểm 6.

r₆=26(mm).

C₆=r₆´cosg₆=26´cos 9.120^o=25.671(mm).

t₆=C₆-B=25.671-10.199=15.472(mm).

h₆=t₆´cos (a+g)=15.472´cos(22+12)=12.827(mm).

6. Phần phụ của profile dụng cụ.

Phần trục profin dụng cụ dung để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt ra khổ phôi.

Chọn kích thước phần phụ:

a=2(mm); b=3(mm) ; f=1(mm)

Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt chọn g=5(mm).

j=45°   ;  j₁=45°

Chọn d=4(mm)

7. Điều kiện kĩ thuật.

- Vật liệu làm dao : thép gió P18.

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện: HRC=62 ¸ 65.

- Độ nhẵn mặt trước:R_a=0.32

- Độ nhẵn mặt sau: R_a=0.68

8. Nhón hiệu dao.

DTĐHLT  N°9,a=12°,g=22°,P18-ĐHBKHN.

Phần 2

THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ THEN HOA

1. Chọn sơ đồ chuốt.

Do yêu cầu chi tiết gia công, theo bài ra ta chọn sơ đồ chuốt theo lớp, để quá trình thoát phoi được dễ dàng thì trên cạnh của các răng gần nhau ta làm rãnh thoát phoi thứ tự và xen kẽ nhau.

2. Chọn loại dao.

Dao chuốt kéo thường được chia làm 2 loại vật liệu:

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

- Phần sau dao (phần dẫn hướng trở về sau) làm bằng thép gió P18

3.1. Cấu tạo dao chuốt và tính lượng dư gia công:

3.1. Cấu tạo dao chuốt.

I: Đầu dao gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp.

II: Phần dẫn hướng trước.

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

IV: Phần dẫn hướng sau.

V: Phần đỡ.

3.2. Tính lượng dư gia công.

Lượng dư gia công khi chuốt lỗ 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 .

Dmax = 40.039 mm

dmin = 36mm

A = 20.195 mm

4. Tính toán thông số của dao chuốt:

4.1. Tính lượng nâng của răng:

Ở răng dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước mốt lượng gọi là lượng nang của răng. Lượng nần của răng dao chuốt là hiệu số đường kính các răng liên tiếp. 

Các răng cắt chuốt bao gồm:

- Răng cắt thô: phần cắt thô có lượng nâng đều là 0.05 mm.

- Răng cắt tinh: phần cắt tinh bao gồm 3 răng có lượng nâng giảm dần.

4.2. Kết cấu răng và rãnh chứa phoi:

Hình dạng răng và rãnh chứa phoi 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 mòn tối đa.

- Răng phải đủ bền để không bị gãy trước tác dụng của momen uông trong quá trình cắt.

Dạng răng và rãnh được đặc trưng bởi các thông số sau:

t: bước răng.

h: chiều cao rãnh.

f: cạnh viền.

c: chiều rộng lăng răng.

R.r: bán kính cong của rãnh.

+ Bán kính cong của rãnh răng:

Ta chọn  R = 8

Ta chọn r = 2

+ Với chiều rộng rãnh then là b=7, và số rãnh là 8 ta sử dụng 16 rãnh chia phoi được phân bố xen kẽ trên hai răng kế tiếp nhau. Rãnh chia phoi có kết cấu như sau:

5. Số răng dao chuốt và đường kính răng dao.

- Lượng dư gia công : 2.0195mm

- Lượng dư gia công tinh: 0.065mm

- Lượng dư gia công thô: 1.9545mm

Với  S: là dượng lay rộng hay co của bề mặt lỗ sau khi chuốt. trị số  phụ thuộc vào tính chất của vật liệu gia công,chất lượng chế tạo dao chuốt, đọ mòn của lưỡi cắt, chiều dày phoi và các yếu tố công nghệ khác. Hệ số  được xác định bằng thực nghiệm.

Trong trường hợp này ta lấy giá trị:  0.04mm

6. Kiểm tra độ bền của dao chuốt.

q: Lực cắt trên một đơn vị chiều dài, phụ thuộc vào vật liệu của chi tiết gia công. Với vật liệu là thép C50 ta tra bảng (4.3.3g), ta có K = 0.93

K: Hệ số hiệu chỉnh ma sát khi cắt, tra bảng (4.3.3h) ta có: 

B: Tổng chiều dài lưỡi cắt của một vòng răng. 56 mm

Vậy dao đủ điều kiện bền.

7. 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 hóa.

Theo bảng(4.4.1) lập được bảng số liệu của phần cổ dao và cổ lỗ: Tra bảng III/24 ta được các thong số như bảng.

- Chiều dài L₂ của phần cổ dao được tính từ phần gá đặt:

Vậy:  L₂ = 22mm

- Phần định hướng trước: D₄ = 40mm

- Tổng chiều dài của dao: L = 660mm

8. Lỗ tâm.

Lỗ tâm dung trong chế tạo dao, dung trong trường hợp mài sắc lại. Lỗ tâm có bề mặt côn 120⁰ bảo vệ để cho mặt côn làm việc 60⁰ không bị xây xát.

9.  Yêu cầu kỹ thuật của dao:

* Vật liệu:

- Vật liệu phần cắt  P18

- Vật liệu phần đầu dao thép C50

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

* Độ nhám:

- Trên cạnh viền của răng sửa đúng không lớn hơn 0,32

- Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc trong lỗ tâm, mặt dẫn hướng có 0,63

- Phần trụ ngoài của đầu dao, côn chuyển tiếp các rãnh chia phoi có 1,25

- Sai lệch cho phép đường kính của 2 răng cắt tinh cuối cùng và các răng sửa đúng tra theo h6, do vậy sai lệch lớn nhất khồn được vượt quá -0.025   mm

* Độ đảo:

Độ đảo tâm theo đường kính ngoài của răng sửa đúng, răng cắt tinh, phần định hướng sau không vượt quá trị số dung sai của đường kính. Độ đảo phần còn lại của dao trên mội 100mm chiều dài không vượt quá trị số 0.05

Phần 3

THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN ĐỂ GIA CÔNG TRỤC THEN HOA CHỮ NHẬT

Yêu cầu: Dao phay lăn trục then hoa gia công theo nguyên lý bao hình có tâm tích.

Số liệu thiết kê:

+ Đường kính d=36mm

+ Định tâm theo d.

+ Vật liệu chi tiết: Thép C50.

1. Các thông số trục cho then hoa dùng cho thiết kế dao.

1.1 Đường kính ngoài 

Thay số dược D_e = 24,39 mm

1.4 Bán kính vòng tròn tâm tích:

Sau khi tính toán, chọn R = 20 mm

2. Xác định proifn dụng cụ.

Đối với các loại dao phay trục then hoa có kích thước lớn, profin dụng cụ có thể xác định bằng phương pháp vẽ. Tuy nhiên phương pháp này có độ chính xác không cao.

Thông thường để đảm bảo chính xác ta sẽ xác định profin dao bằng phương pháp giải tích.

Góc profin chi tiết.

* Xác định profin dụng cụ theo toạ độ:

Gắn hệ toạ độ oxy vào dao sao cho: ox trùng với tâm tích dụng cụ. Tại thời điểm xuất phát gốc O trùng với cực tạo hình P. Sau khi chi tiết quay đi một góc p nào đó (theo chiều quay n ) thì dụng cụ ( hệ toạ độ Oxy ) tịnh tiến một đoạn tương ứng Rp theo chiều tịnh tiến S, ở thời điểm này dụng cụ sẽ tạo ra profin chi tiết tại điểm C như hình vẽ.

Vậy profin của dao có dạng như hình vẽ.

3.  Kết cấu của dao.

3.1 Profin pháp tuyến:

Dao có kết cấu như một thanh răng bao gồm :

+ Profin lưỡi cắt

+ Profin của răng và chân răng.

 a, Bước pháp tuyến.

Cũng là bước của của chi tiết trên vòng tròn tâm tích có bán kính R: S = 15,7 mm

 d, Chân răng.

- Chân răng có cạnh vát 45⁰

- Chiều cao profin :h.

Vậy chiều cao profin h = 2,42 mm

- Chiều cao răng dao H:

Sau khi tính toán được: H = 4.42 mm

3.2. Profin dọc trục của dao:

a, Bước chiều trục của dao:

=> Thay số được t₀ =15,76 mm

 c, Chiều dài gờ:

Dùng để kiểm tra khi gá. l_g = 3 -4 mm

d, Chiều dài lỗ định vị : Ta chọn 15 mm

d, Góc trước 

Góc trước y thường chọn bằng 0 để đảm bảo độ chính xác gia công.

e, Góc sau:

Góc sau w thường chọn từ 9 đến 11 độ, chọn w = 9⁰

3.4 Yêu cầu kỹ thuật của dao.

Vật liệu thép : C50

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Thiết kế dụng cụ cụng nghiệp:

GS.TSKH.BÀNH TIẾN LONG

PGS.TS.TRẦN THẾ LỤC

PGS.TS TRẦN SĨ TÚY

2. Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại (tập 1,2):

ĐẬU Lấ XIN

NGUYỄN DUY

Lấ MINH NGỌC

3. Thiết kế dụng cụ cắt kim loại(tập 1,2):

Dịch từ tiếng nga

4. Tài liệu trờn google.com.vn

5. Bài giảng hướng dẫn thiết kế dụng cụ kim loại

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"