MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN I : DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

I . Chi tiết gia công

II. Chọn loại dao

III. Chọn cách gá dao

IV. Chọn thông số hình học dụng cụ

V. Tính toán dao tiện định hình hình tròn gá thẳng

VI . Phần phụ của profin dụng cụ

VII. Điều kiện kỹ thuật

VIII. Hình vẽ dao tiện đình hình hình tròn tiện ngoài gá thẳng 

PHẦN II : DAO CHUỐT

I. Sơ đồ cắt chuốt

II. Vật liệu làm dao chuốt

III. Cấu tạo dao truốt

IV. Lượng nâng của răng ( S_z)

V . Lượng dư gia công

VI. Kết cấu răng và rãnh

VII. Yêu cầu kỹ thuật

VIII. Hình vẽ dao chuốt lỗ trụ

PHẦN III : DAO PHAY LĂN RĂNG

I. Tính toán thiết kế dao

II. Điều kiện kỹ thuật của dao

III. Hình vẽ dao phay lăn răng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Dụng cụ cắt đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành Cơ Khí chế tạo. Phần lớn công việc gia công chi tiết cơ khí là công việc cắt gọt một lượng dư nhất định từ phôi để tạo ra các sản phẩm theo đúng yêu cầu kĩ thuật. Để đạt được chất lượng gia công cao đòi hỏi phải có dụng cắt chính xác,phù hợp với yêu cầu.Thiết kế dụng cụ cắt kim loại là môn học cần thiết nhằm mục đích giúp cho sinh viên biết cách thiết kế, chế tạo các dụng cụ cắt thông thường, cũng như các dụng cắt không thông thường trong nghành Cơ Khí. Trong lĩnh vực gia công vật liệu có nhiều dạng gia công khác nhau,do vậy số dụng cụ gia công và dụng cụ cắt rất đa dạng và phong phú.

Trong phạm vi đồ án môn học này, sinh viên có nhiệm vụ thiết kế 3 dụng cụ cắt được sử dụng khá phổ biến hiện nay:

1. Dao tiện định hình.

2. Dao truốt lỗ trụ.

3. Dao phay lăn răng.

Với những kiến thức đã học ,các tài liệu tham khảo ,cùng với sự chỉ bảo của giáo viên hướng dẫn, em đã hoàn thành được bản đồ án môn học này. Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS……………. đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.

                                                                                             Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                              Sinh viên thực hiện

                                                                                            …………….

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

I. 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. 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 profin quá nhỏ hoặc bằng 0.

II. Chọn loại dao :

Ở chi tiết này, có thể dung dao lăng trụ hay tròn 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 hình tròn .

III. Chọn cách gá dao :

Dao được chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, vì không yêu cầu độ chính xác cao.

IV. Chọn thông số hình học dụng cụ :

* Chọn góc trước :

Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao g = 22° .

* Chọn góc sau a . Góc sau a của dao chọn a = 11° .

V. Tính toán dao tiện định hình hình tròn gá thẳng :

* Chọn điểm cơ sở :

Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất. Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.

* Thiết kế profin dao:

Profin dao được xác định trong hai tiết diện là: tiết diện trùng mặt trước và tiết diện chiều trục.

* Tiết diện trùng mặt trước:

Với tiết này ta cần xác định hai giá trị:

 l­_K  : toạ độ dài chi tiết tại điểm K

Cũng với cách tính như vậy, ta xác định được những điểm còn lại.

Sau đây là bảng kết quả tính toán tại các điểm.

 VI. Phần phụ của profin 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.

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  = 3 ( mm )

j = j₁ = 45°

d = ( c - g ).tgj₁ + 2 =  ( 3 - 2 ).tg 45° + 2 = 3 ( mm )

Chiều dài của dao :

L = a + b + f + l_c + g + d  = 1 + 1 + 1 + 15 + 2 + 3 = 23 ( mm ) 

VII. Điều kiện kỹ thuật

1. Vật liệu phần cắt : Thép P18

2. Độ cứng sau khi nhiệt luyện

- Phần cắt  HRC 62 - 65

- Phần cắt thân dao HRC 30 - 40

4. Sai lệch góc khi mài không quá 15’ - 30’

VIII. Hình vẽ dao tiện đình hình hình tròn tiện ngoài gá thẳng 

Hình vẽ dao tiện đình hình hình tròn tiện ngoài gá thẳng như hình 2.4

PHẦN II

DAO CHUỐT

Yêu cầu:Thiết kế dao chuốt với số liệu sau:

- Vật liệu gia công : thép 20 X có HB = 170  => s_b = 800 N/ mm²

- Đường kích lỗ sau khi khoan D_o  = 15,2  mm

- Đường kích lỗ sau khi truốt   D  = 16H8  mm

- Chiều dài L = 30  mm

I. Sơ đồ cắt truốt :

- Vì chi tiết cần truốt có dạng lỗ trục tròn cho nên ta chọn sơ đồ truốt ăn dần , dao truốt kéo.

- Để quá trình thoát phoi dễ , lưỡi cắt các răng cạnh nhau ta xẻ rãnh chia phoi thứ tự xen kẽ nhau

III . Cấu tạo dao chuốt

Ta có:

l₁ : Chiều dài đầu kẹp .

l₂ : Chiều dài cổ dao .

l₃ : Chiều dài côn chuyển tiếp .

l₄ : Chiều dài phần định hướng phía trước .

l₅ : Chiều dài phần cắt và sửa đúng .

l₆ : Chiều dài phần dẫn hướng phía sau

IV. Lượng nâng của răng ( S_z) :

Ở dao truốt ,răng cao hơn răng trước một lượng S_z - gọi là lượng nâng của răng . Lượng nâng thay cho bước tiến dao .

Trên phần răng cắt thô , các răng có lượng nâng bằng nhau. Trị số lượng nâng của răng cắt thô S­_z phụ thuộc vào vật liệu gia công . Vật liệu gia công là thép 20 X có s_b = 800 N/mm² =>  Chọn lượng nâng bằng nhau  S_z = 0,03 ( mm ) (Bảng 4.3.1).

V. Lượng dư gia công :

Lượng dư gia công được cho theo yêu cầu công nghệ ,trị số lượng dư phụ thuộc chiều dài lỗ truốt , dạng gia công trước khi truốt .

VI. Kết cấu răng và rãnh :

Kết cấu răng và rãng là phần quan trọng nhất của dao truốt . Rănh và rãnh được thiết kế sao cho dao đủ bền , dủ không gian chứa phoi , tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dẽ chế tạo .

a) Profin dao truốt :

Khi truốt thép có độ cứng trung bình thường tạo ra phoi dây . Vì vậy dạng rănh được thiết kế có 2 cung tròn nối tiếp để phoi dễ cuốn .

Diện tích của dải phoi cuốn nằm trong răng là :

F_f = L*S_z  ( mm ² )

L : chiều dài chi tiết, L = 30 ( mm )

S_z : lượng nâng của răng, S_z = 0,03 ( mm )

=> Chọn h = 3 ( mm )

Với răng cắt thô:

T_C = ( 2,5 … 2,8 ).H      = 7,5 … 8,4      =>  CHỌN  T_C  =  8    ( MM )

B_C = ( 0,3 … 0,4 ).T_C     = 2,4 … 3,2      =>  CHỌN  B_C =  3    ( MM )

R_C = ( 0,5 … 0,55 ).H    = 1,5 … 1,65    =>  CHỌN  R_C  =  1,5 ( MM )

R_C = ( 0,65 … 0,8 ).T_C  = 5,2 … 6,4      =>  CHỌN R_C   = 6     ( MM )

Cạnh viền :

+ Răng cắt: f = 0,05 ( mm )

+ Răng sửa đúng: f = 0,2   ( mm )

Ở dao truốt lỗ trụ và mặt trước và mặt sau đều là mặt côn . Góc g được chọn theo vật liệu gia công => g = 12° … 15° chọn g = 15°

Góc sau ở dao truốt phải chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kích sau mỗi lần mài lại , làm tăng tuổi thọ của dao . Góc sau được chọn như sau :

- Ở răng cắt thô             a = 3°.

- Ở răng cắt tinh            a = 2°.

- Ở răng sửa đúng         a = 1°.

- Ở đáy răng chia phoi  a = 4°.

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

Trong tiết diện này , dao truốt lỗ trụ có lưỡi cắt là những vòng tròn đồng tâm lớn dần theo lượng nâng . Để phoi dễ cuốn vào rãnh , lưỡi cắt chia thành những đoạn nhỏ sao cho chiều rộng mỗi đoạn không lớn hơn 6 ( mm ).

d) Số răng cùng cắt lớn nhất

Z_o  = 4 răng, đảm bảo điều kiện định hướng tốt đồng thời không quá tải.

e) Đường kích các răng dao truốt :

Từ các công thức :

- Răng cắt thô     

D₁ = D_min

D₂ = D₁ + 2.q

- Răng cắt tinh  

D₁₄ = D₁₃ + 2.0,8.S_z

D₁₅ = D₁₄ + 2.0,6.S_z

D₁₆ = D₁₅ + 2.0,4.S_z

- Răng sửa đúng

D₁₇ = D₁₈ = D₁₉ = D₂₀ = D₂₁ = D₂₂ = D₂₃

f) Kiểm tra sức bền dao truốt :

Sơ đồ chịu lực : 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  P_z sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao .

g) Phần đầu dao:

Phần đầu dao gồm đầu kẹp L₁ , cổ dao L₂ , con chuyển tiếp L₃

* Phần cổ dao L₂ và côn chuyển tiếp L₃

Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi truốt .

Đường kích cổ:

D₂ = D₁ - ( 1 - 2 ) = 14 - ( 1 - 2 ) = 12 - 13 ( mm )

Chọn D₂  = 12 ( mm ), độ chích xác h11.

Chiều dài cổ L₂  được từ điều kiện gá đặt .

L₃ = 0,5.D₁ = 0,5.14 =7 ( mm )

=> L₂ = ( 10 + 30 + 15 ) - 7 = 48 ( mm )

Chọn L₂  = 43 ( mm )

* Phần định hướng phía trước L₄

Phần định hướng dùng để dẫn hướng dao lúc bắt đầu truốt.

Chiều dài L₄= ( 0,8 ¸ 1 ) L và L₄  ≥ 40 ( mm )

L₄  = ( 0,8 - 1 ) L = 24 - 30   =>  L₄ = 40 ( mm )

g) Lỗ tâm :

Lỗ tâm dùng để định vị ( chuẩn ) khi chế tạo và màI sửa . Lỗ có mặt côn 120° dùng để bảo vệ mặt côn làm việc 60°.

VII. Yêu cầu kỹ thuật :

Dao truốt lỗ trụ

- Vật liệu dao truốt chế tạo bằng thép P18

- Độ cứng của dao sau khi nhiệt luyện

Phần cắt và phần định hướng phía sau:    HRC = 62 - 65

Phần cắt và phần định hướng phía trước: HRC = 58 - 62

- Sai lệch về bước không được vượt quá 2 lần dung sai theo cấp chính xác 9

- Sai lệch lớn nhất đường kính các răng cắt thô không được vượt quá - 0,008

- Sai lệch cho phép đường kính các răng sửa đúng và răng cắt tinh không được vượt quá - 0,008

- Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá:

Góc trước                                ± 2 ⁰

Góc sau của răng cắt                30 ¢

Góc sau của răng sửa đúng      15 ¢

Góc sau của răng chia phoi      30 ¢

PHẦN III

DAO PHAY LĂN RĂNG

Yêu cầu:Thiết kế dao phay lăn răng để gia công bánh răng trụ:

- Môdun m = 1.

- Góc ăn khớp a = 20° .

- Vật liệu gia công : thép 40 XH có s_b = 950 N / mm²

I. Tính toán thiết kế dao :

Để gia công bánh răng hình trụ trên ta dùng dao phay lăn răng tinh 1 đầu mối, nguyên, cấp chính xác A, trục vít cơ sở Acsimet.

1. Bước theo phương pháp tuyến  

t­_n = p.m.n

m : môdun bánh răng gia công

n :  Số đầu mối cắt ren, lấy n = 1

=> t_n = p.1.1 = 3,1416 (mm)

3. Chiều cao đầu răng  

h₁=1,25.m.f

f : hệ số chiều cao đầu răng  , chọn f = 1

=> h₁ = 1,25.1.1 = 1,25 (mm)

4. Chiều cao chân răng  

h₂=1,25.m.f

=> h₂ = 1,25.1.1 = 1,25 (mm)

5.  Chiều cao của răng   h=2,5.m.f

=> h = 2,5.1.1 = 2,5 (mm)

8.  Bán kính đoạn cong chân răng

r₂ = 0,3.m = 0,3.1 = 0,3  (mm)

9.  Đường kính vòng tròn đỉnh răng của dao phay lăn răng

Tra bảng 9 với m =1 => D_e = 50 (mm)

12. Lượng hớt lưng lần thứ hai    K₁

K₁ = (1,2 ¸ 1,5).K

 K₁ = (1,2 ¸ 1,5).2  =  2,4 ¸ 3, lấy K₁ = 3 (mm)

13.  Đường kính trung bình tính toán : ( Đối với dao có màI profin )

D_t = D_e -  2,5 . m . f -  0,5 .K = 50  -  2,5 .1.1 -  0,5 .2  =  46,5 (mm)

18. Góc của rãnh thoát phoi

Chọn phụ thuộc vào số răng Z của dao phay Z = 15  răng

20.  Đường kính lỗ gá

Chọn phụ thuộc vào đường kính răng

d =  D_e  - 2 .H - 0,8.m  - 7 =   50-  2 .6  -  0,8 .1  -  7  =  30,2   (mm)

Ta lấy theo tiêu chuẩn  d = 22 ( GOCTY 4020 - 48 )

21. Đường kính của đoạn rãnh then không tiện

d₁  =  1,05 . d  =  1,05 .22  =  23  (mm)

25. Chiều dài toàn bộ của dao

L  =  L₁ + 2 . l_d =   33+ 2 .3,5 =  40  (mm)

II. Điều kiện kỹ thuật của dao:

1. Vật liệu thép  P18.

2. Độ cứng sau khi tôi HRC  =  62  ¸  65

3. Độ bóng các mặt

- Mặt trước, mặt lỗ gá dao, mặt tựa Ra = 0,63

- Mặt sau hớt lưng không mài Ra = 2,5

10. Sai số tích luỹ lớn nhất của bước vòng của rãnh xoắn 0,035 mm

11. Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng phân bố dọc rãnh phoi đến trục dao phay + 0,015 mm

12. Độ đảo hướng kính của vòng gờ  0,02 mm

13. Giới hạn sai lệch góc profile ( trong giới hạn của phần có hiệu lực của profile và đường thẳng của nó trong tiết diện pháp tuyến ) 0,015 mm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt

2. Bài giảng thiết kế dụng cụ công nghiệp

3. Nguyên lý gia công vật liệu

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"