MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần I. DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết gia công:

2. Chọn loại dao:

3. Chọn thông số hình học dụng cụ:

4. Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng:

5. Phần phụ của profile dụng cụ:

6. Thiết kế dưỡng do - dưỡng kiểm:

6. Điều kiện kỹ thuật:

Phần II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỤ

1. Phân tích chi tiết:

2. Chọn sơ đồ chuốt:

3. Thiết kế dao:

4. Vật liệu làm dao chuốt:

5. Phần răng cắt và sử dụng:

6. Lượng nâng răng dao:

7. Kết cấu dạng dao:

8. Chiều dài dao chuốt:

9. Điều kiện kỹ thuật:

Phần III. DAO PHAY LĂN RĂNG

1. Nguyên lý:

2. Tính toán:

3. Điều kiện kỹ thuật:

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 trụ và dao phay lăn răng m=4. 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

DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu:  Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau:

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

1. Phân tích chi tiết gia công:

Chi tiết gia công làm từ thép 45, s_b = 750 (N / mm²_­), bao gồm nhiều loại bề mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn và mặt đầu. Đây là một chi tiết tương đối điển hình, kết cấu chi tiết cân đối. Độ chênh lệch đường kính không quá lớn. Trên chi tiết không có đoạn nào có góc profile quá nhỏ hoặc bằng 0.

2. Chọn loại dao:

Ở chi tiết này, có thể dùng dao lăng trụ hay dao tiện kiểu đĩa đều được cả. Song để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng như gá và gia công. Ta chọn dao tiện định hình lăng trụ sẽ hợp lý hơn. Khi chọn dao lăng trụ thì dao dễ chế tạo nhưng do chi tiết có mặt côn nên sẽ xảy ra hiện tượng lưỡi cắt chính không nằm trong mặt phẳng đi qua trục sẽ gây ra sai số gia công khi gá dao thẳng. Nhưng do độ chính xác của chi tiết không yêu cầu quá cao nên ta có thể bỏ qua sai số này. Do đó ta có thể chọn cách gá dao thẳng.

Dựa vào bảng 3.2a - Kết cấu và kích thước của dao tiện định hình lăng trụ trong sách “ Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại ”. Ta có kích thước cơ bản của dao.

B = 9;     H = 75;      E = 4;      A = 15;

F = 7;     r = 0,5;       d  = 4;     M = 21,31;

3. Chọn thông số hình học dụng cụ:

Chọn góc trước:

Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao g = 25°.

Chọn góc sau a:

Góc sau a của dao chọn a = 12°.

4. Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng:

Công thức tính toán:

A = r₁.sing;      Sin g_k = A / r_k

C_k = r_k.cos g_k;   B = r.cos g

t_k = C_k - B = r_k.cos g_k - r.cos g

h _k = t_k .cos( g + a ).

* Tính A:

A = r₁.sing = 9.sin 25^o = 3,8036 (mm);

* Tính điểm 2 và 3:

Có 2 trùng 3 Þ g₂ = g₃; T₂ = T₃  ; h₂ = h_3­;

Ta có :  sing₂ = (r₁/r₂).sing₁ = (9 /10).sin25^o = 0,3804

=> g₂ = 22,36^o

=> T₂ = C₂ - B = r₂.cosg₂ - r_1­.cosg₁ = 10.cos(22,36^o) - 9.cos25^o = 1,092 (mm)

=> h₂  = T_2.cos(g + a) = 1,092.cos37^o = 0,872 (mm)  

* Tính điểm 6 và 7:

Có 6 trùng 7 Þ g₆ = g₇;T₆  = T₇; h₆ = h₇

Ta có :  sing₆ = (r₁/ r₆).sing₁ = (9/ 12).sin25^o = 0,3169

=> g₄ = 18,479^o

=> T₆ = C₆ - B = r₆.cosg₆ – r₁. cosg₁ = 12.cos(18,479^o) - 9.cos25^o = 3,2245  (mm)

=> h₆ = T₆.cos(g + a) = 3,2245.cos37^o = 2,575 (mm)

5. Phần phụ của profile dụng cụ:

Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuổn bị cho nguyên công cắt đứt kích thước của phần phụ gồm.

a = b = 1 (mm)

g : Chiều rộng lưỡi dao cắt đứt  chọn g = 1,5 (mm)

f : Chiều rộng vát của chi tiết  chọn  f = 1 (mm)

c = f +g + 1 = 3,5 (mm)

j₁ = 30°

Chiều dài của dao :

L = l_c + a + b + d = 17 + 1 + 1 + 4 = 23 (mm) 

6. Thiết kế dưỡng do - dưỡng kiểm:     

Dưỡng do dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau khi chế tạo. Kích thước danh nghĩa của dưỡng bằng kích thước danh nghĩa của dao. Kích thước danh nghĩa của dưỡng được quy định theo luật bao và bị bao giá trị các sai lệch có thể lấy theo cấp chính xác 7 với miền dung sai H, h (TCVN 2245 - 77).

Vật liệu dưỡng được chế tạo từ thép lò xo 65G là thép có tích chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện đạt được 58 - 65 HRC. Độ nhám các mặt làm việc đạt khoảng

Ra = 0,63 …0,32 (độ bóng  Ñ = 8 …9) các mặt còn lại đạt Ra = 1,25  (độ bóng Ñ = 7).

6. Điều kiện kỹ thuật:

a) Vật liệu

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 + góc mài sắc:

- Sai lệch góc trước g : 22^o±1^o

 - Góc j                       : 45^o±1^o

- Góc j₁                       : 30^o±1^o

Phần II

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỤ

1. Phân tích chi tiết:

Vật liệu gang 32 - 52, là vật liệu có độ cứng HB 210

Đường kính lỗ gia công 20X.

Chiều dài chi tiết 50 (mm), như vậy chi tiết có chiều dài khá lớn.

2. Chọn sơ đồ chuốt:

Ta có thể chọn các sơ đồ chuốt: chuốt ăn dần, chuốt lớp, chuốt mảnh. Nhưng với chuốt lỗ tròn ở đây ta chọn sơ đồ chuốt lớp.

3. Thiết kế dao:

* Lượng dư gia công:

A = (Dmax - Dmin )/ 2

Dmax = D_DN1 + SLT

Dmin = D_DN2 + SLD

D_DN1= 20 (mm)

D_DN2= 19,2 (mm)

Tra bảng dung sai ta có:

Với f20H7 có:

SLT = + 0,050 (mm).

SLD = +0,020 (mm).

Phôi có f19,2 có:

SLD = 0 (mm).

SLD = 0 (mm).

5. Phần răng cắt và sử dụng:

Dao chuốt chia ra làm 5 phần lớn

- Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần răng (III) gồm phần răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng.

- Phần dẫn hướng phía trước (II).

- Phần dẫn hướng phía sau (IV).

- Phần đo (V) (thường có đối với dao chuốt dài).

- Phần răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt nó được thiết kế trước để làm cơ sở cho các phần khác, kích thước răng, số lượng mỗi răng, đường kính các răng.

6. Lượng nâng răng dao:

Theo bảng 6 “Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học/T16” với vật liệu là

GX 32 - 52 ta chọn được lượng nâng  S_z = 0,04 (theo một phía)

* Tính toán răng cắt:

Tính toán răng cắt

Số răng cắt tinh:  ta chọn số răng cắt Z_tinh = 3

Chọn lượng nâng răng cắt tinh :

S_z1 = 0,028 (mm)

S_z2 = 0,020 (mm)

S_z3 = 0,01 (mm)

Lượng dư do cắt tinh:

A_tinh = S_z1+ S_z2 + S_z3 = 0,028 + 0,020 + 0,01 = 0,058 (mm)

7. Kết cấu dạng dao:

Răng và rãnh được thiết kế sao cho đủ độ bền, phoi đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo.

-  Profin dọc trục:

Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây. Vì vậy dạng rãnh được thiết kế có loại cung tròn nội tiếp để phoi dễ cuốn.

Chiều sâu rãnh h.

Bước răng t.

Cạnh viền f.

Chiều rộng lưng răng c.

Bán kính rãnh R, r.

Góc trước g.

Góc sau a.

Bước lưng răng h.

Tiết diện rãnh thoát phoi.

F_B  = F.K = K.S_Z.L_C

Với: K : là hệ số lấp đầy rãnh: chọn K = 2 theo bảng 7

F_B  = 2.0,04.50 = 4,00 (mm²)

Buớc răng sửa đúng :

t_sđ = (0,6 ¸ 0,8).t = 6,0 ¸ 8,0 (mm)  Chọn t_sđ = 8 (mm)    

Bán kính cong của rãnh:

R = (0,65 - 0,7).t = 6,5 ¸ 7,0  Chọn R = 7,0 (mm)

r = (0,5 - 0,75).h = 1,5 ¸ 2,25 Chọn r = 2 (mm)

b = (0,25 - 0,4).t = 2,5 ¸ 4,0  Chọn b = 3 (mm)

* Thông số hình học:

Góc trước của răng cắt và răng sửa đúng được tra theo bảng 9 ta có

- Góc trước g =12⁰¸15⁰ chọn g =15⁰

- Góc sau a:

- Đối với răng cắt thô         :  a=3⁰

- Đối với răng cắt tinh        :  a=2⁰

- Đối với răng cắt sửa đúng:  a=1⁰

* Đường kính của dao:

D₁  = D₀  +  2.q = 19,2 + 2.0,007 = 19,214 (mm)

D_Z  = D₁ + 2(z-1).S_Z

Khi đó ta tính được  kích thước đường kính của răng dao chuốt như sau:

D₂ = D₁ + 2.S_z  = 19,214 + 2.0,04 = 19,294 (mm)

D₃ = D₂ + 2.S_z  = 19,294 + 2.0,04 = 19,374 (mm)

D₄ = D₃ + 2.S_z  = 19,374 + 2.0,04 = 19,454 (mm)

D₅ = D₄ + 2.S_z  = 19,454 + 2.0,04 = 19,534 (mm)

D₆ = D₅ + 2.S_z  = 19,534 + 2.0,04  =  19,614 (mm)

D₇ = D₆ + 2.S_z  = 19,614 + 2.0,04  = 19,694 (mm)

D₈ = D₇ + 2.S_z  = 19,694 + 2.0,04  = 19,774 (mm)

D₉ = D₈ + 2.S_z  = 19,774 + 2.0,04  = 19,854 (mm)

D₁₀ = D₉ + 2.S_z  = 19,854 + 2.0,04  = 19,934 (mm)

- Số răng cắt tinh:

D₁₁ = D₁₀ + 2.S_z  = 19,934 + 2.0,028  = 19,99 (mm)

D₁₂ = D₁₁ + 2.S_z  = 19,99 + 2.0,02  = 20,03 (mm)

D₁₃ = D₁₂ + 2.S_z  = 20,03 + 2.0,01  = 20,050 (mm)

8. Chiều dài dao chuốt:

Đường kính phần định hướng phía trước bằng đường kính lỗ trước khi chuốt.

D₃ = D₀ = 19,1 (mm).

L₄ : chiều dài phần định hướng bằng chiều dài lỗ chuốt. L₄ = 50 (mm).

Xác định phần định hướng phía sau:

Đường kính phần định hướng phía sau bằng đường kính lỗ sau khi chuốt: D₇ = 20,021 (mm)

Chiều dài phần định hướng phía sau.

L₇ = (0,5 - 0,7).L = (25 ¸  35) mm. Lấy L₇ = 30 (mm)

- Xác định chiều dài phần răng cắt thô và cắt tinh.

L₅ = t.Z_C = 10.18 = 180 mm

- Xác định chiều dài phần răng sửa đúng

L_{sửa đúng} = L₆ = t_{Sửa đúng}. Z_{sửa đúng} = 7.5 = 35 (mm)

- Chiều dài toàn bộ dao.

L_d  = L + L₂ + L₃ + L₅ + L₆ + L₇ = 180 + 45 + 15 + 180 + 35 + 30 = 485 (mm).

Kiểm tra điều kiện cứng vững của chiều dài dao: [L_d] = 40.20 =800 (mm). 

Vậy:  L_d < [L_d] Þ dao chuốt đảm bảo đủ cứng

* Sức bền dao chuốt:

Theo bảng 13 ta có :

K_g  = 0,93;

K_n  = 1,15;

K_m = 1,34;

P_max = 7000.(0,03)^0.85.4.6.0,93.1,15.1,34 = 3055 (N)

Theo bảng 15 ta có: ứng suất cho phép của dao:  [s_z] =35 (kg/mm²).

Ta thấy  s_x<[s_z]. Vậy dao đủ bền.

* Số rãnh chia phoi: Theo bảng 13 ta có số rãnh chia phoi: 12 rãnh.

9. Điều kiện kỹ thuật:

- Vật liệu:

Vật liệu phần cắt: P18.

Vật liệu phần đầu dao: Thép 40X.

- Độ cứng sau khi nhiệt luyện:

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

 Phần định hướng phía trước HRC 60¸65.

 Phần đầu dao HRC 40¸47.

- 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 mỗi 100 (mm) chiều dài không vượt quá trị số 0,006.

- Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

Góc trước ±2⁰.

Góc sau của răng cắt 30^’.

Góc sau của rãnh  30^’.

Góc sau của răng sửa đúng 15^’.

Phần III

DAO PHAY LĂN RĂNG

Thiết kế dao phay lăn răng môđuyn m = 4

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.

2. Tính toán:

* Tính prôfin răng dao:

- Bước pháp tuyến răng dao:

t_n = p.m.n

  Với: n: số đầu mối ren cắt n =1

  Þ t_n = p.4.1 = 12,57 (mm)

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

Sn = t_n / 2 = 12,57/2 = 6,283 (mm)

- Chiều cao của răng: h = 2,5.m.f = 2,5.4.1 = 10 (mm)

- Bán kính đoạn cong đầu răng: r₁ = 0,25.m = 0,25.4 = 1,0 (mm)

- Bán kính đoạn cong chân răng: r₂ = 0,3.m = 0,3.4 = 1,2 (mm)

- Lượng hớt lưng lần hai K₁:

K₁ = (1,2 ¸ 1,5).K

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

- Đường kính trung bình tính toán:

D_t  = D_e - 2,5.m.f -  0,5.K = 80  - 2,5.4.1 - 0,5.5 = 67,5

- Đường kính:

Đường kính lỗ gá:

d =  D_e - 2.H - 0,8.m -7 = 80 - 2.17 - 0,8.4 - 7 = 35,8 (mm), chọn d = 35 (mm)

Đường kính của đoạn rãnh then không tiện:

d₁ = 1,05.d = 1,05.35 = 36,75 (mm), chọn d₁ = 37 (mm)

Đường kính của gờ:

D₁ = D_e - 2.H - (1 ¸ 2). = 80 - 2.17 - (1 ¸ 2) = 44 ¸ 45 (mm),

ta chọn đường kính gờ: D₁ = 45 (mm)

Chiều dài của gờ: l_d = (3,5 - 5) . Lấy l_d = 4 (mm)

- Chiều dài:

Chiều dài phần làm việc của dao:

L₁ = h.cotg a₁ + m = 10.cotg 20^o + 4 = 31 (mm)

Chiều dài toàn bộ của dao:

L = L₁ + 2.l_d= 31 + 2.4 = 39 (mm),

Ta chọn chiều dài toàn bộ dao là L = 40 (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: ±0,015 (mm)

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

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

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

Độ đảo hướng kính của gờ: 0,02 (mm)

Độ đảo mặt đầu của gờ: 0,02 (mm).

Nhãn hiệu dao: m = 4; w = 3,4⁰; a = 20⁰; P18; ĐHBK; 2023

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.

4. Tiêu chuẩn TCVN.

5. Bài giảng vẽ kỹ thuật.

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

7. Bài giảng “Thiết kế dụng cụ công nghiệp”

8. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - ĐHBK

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"