MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần 1. DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Chọn dao

2. Tính toán kích thước dao.

3. Tính toán chiều cao hình dáng profile dao

4. Chiều rộng của dao tiện định hình

5. Điều kiện kỹ thuật

Phần 2. THIẾ KẾ DAO TRUỐT LỖ

1. Tính toán các kích thước của dao truốt

2. Điều kiện kỹ thuật của dao

Phần 3. THIẾT KỄ DAO PHAY LĂN RĂNG

1. Tính toán thiết kế dao

2.  Điều kiện 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 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, tính kinh tế cho chi tiết gia công. Vì vậy việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm quan trọng của người kỹ sư.

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 và dao phay lăn răng.

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 trong bộ môn ,đặc biệt là thầy: 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

DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Thiết kế dao tiện để gia công chi tiết có thông số và biên dạng như hình vẽ.

Vât liệu: Thép 45,  d_b = 750 N/ mm­­­²

1. Chọn dao

Ta thấy:

Chi tiết bao gồm các mặt định hình là các mặt côn và các mặt trụ.

Để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo  cũng như gá đặt và gia công. Ta chọn dao tiện định hình lăng trụ , gá thẳng

2. Tính toán kích thước dao.

Ta có:

Chiều sâu cắt lớn nhất là:  t = 8  mm

Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao   g = 20⁰, góc sau của dao  a = 10⁰

Từ đây ta có kết cấu của dao:  (Hình vẽ kết cấu của dao ở trang sau)

3. Tính toán chiều cao hình dáng profile dao

t_i  = (r_i Cosg_i - r Cosg )

A = r Sin g 

B = r Cosg

h_i = t_i Cos(a + g )

* Chọn điểm cơ sở:

Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp của dao nhất.  

* Tính toán tại các điểm:

- Điểm 2 : 

g₁ = g = 20⁰

A = r₂ Sin g = 12,5 Sin20^o= 4,28

B = r₂ Cosg = 9 Cos2= 11,75

siny₂ = A/r₃ = 4,28/13 = 0,33 . Từ đó ta có y₂  = 19^o30’

C₂ = r₃ Cosy₂  = 13 .Cosy₂= 13.Cos19^o30’ = 12,28

t₂ = C₂ - B=12,28 - 11,75 = 0,53

t₂ = t₂.Cosg_o = 0,53.Cos30 = 0,46

- Điểm 4 :

siny₄ = A/r₅ = 4,28/20 = 0,214 . Từ đó ta có y₂ = 12^o21’

C₃ = r₅ Cosy₄  = 20.Cos12^o20’ = 19,54

t₄ = C₄ -  B = 19,54 - 11,75 = 7,71

t₄ = t₄.Cosg_o = 7,71.Cos30 = 6,75

- Điểm 5 :

Cosb₅ = A/r₁ = 4,28/12 =0,356. Tư đó ta có b₅ = 69^o6’

A’ = sinb₅.r₁ = sin 69^o6’.12 = 11,21

t₅ = B – A’ = 11,75 - 11,21 = 0,54

t₅ = t₅.cosg_o = 0,54.cos30 = 0,47

4. Chiều rộng của dao tiện định hình

- Chiều rộng lưỡi cắt phụ a = 4

- Chiều rộng lưỡi cắt phần xén mặt đầu C = 3

- Góc vát j₁ = 45^o

- Chiều cao t = 8

- Chiều rộng lưỡi cắt đứt b = t = 8

5. Điều kiện kỹ thuật

* Vật liệu phần cắt : Hợp kim cứng

Vật liệu thân dao : Thép 45

* Độ cứng sau khi nhiệt luyện

- Phần cắt  HRC 62 – 65

- Phần cắt thân dao HRC 30 - 40

* Sai lệch + góc mài sắc :

 Sai lệch góc trước g    : 20^o±2^o

Góc j                             : 15^o±2^o

Góc j₁                            : 45^o±2^o

Phần 2

THIẾ KẾ DAO TRUỐT LỖ

Yêu cầu: Thiết kế dao chuốt lỗ đễ gia công chi tiết như hình vẽ.

Vât liệu:  Thép 45 ;  d_b = 750 N/mm²

- Đường kính lỗ trước khi truốt:        D_o = 63,6 mm

- Đường kính lỗ sau khi truốt:           D = 65 mm

- Chiều dài lỗ truốt:                           l_o = 120 mm

1. Tính toán các kích thước của dao truốt

* Lượng dư gia công theo đường kính:

A = 0,6 mm (tra bảng)

* Xác định lượng nâng của răng

- Lượng nâng của răng cắt thô:  S_z . Ta chọn: S_z = 0,025 mm

- Lượng nâng của răng căt tinh: S_z.Tinh

Ta chọn số răng cắt tinh là:  3 răng

Vậy: 

Lượng nâng răng cắt tinh thứ nhất là:  S_{T 1} = 0,7 S_z  = 0,7.0,025= 0,0175

Lượng nâng răng cắt tinh thứ hai là:  S_{T 2} = 0,4 S_z  = 0,4. 0,025= 0,01

Lượng nâng răng cắt tinh thứ ba là:  S_{T 3} = 0,2 S_z  = 0,2. 0,025= 0,00625

- Do dao dài nên ta lấy số răng đồng thời cắt Z_Omax = 8

Bước răng t đảm bảo cho không gian chứa phoi và sức bền của răng: Theo kinh  nghiệm ta chọn  t  theo công thức :

L/t + 1 = Z_omax. Vậ y t = 120/7  = 17 . Ta lấy t = 17

Dựa vào bảng 8 ­_ trang 17  HDTKĐADC  ta có kích thước khác của dao: b = 5 mm; r = 3,5 mm; h = 7; R = 12;

* Tính số răng của dao:

- Số răng cắt thô :

Ta có:  A_Tinh = S_z.1 + S_z.2 + S_z.3           

=> A_Tinh = (0,7 + 0,4 + 0,25).S_Z  = 0,03375

Vậy : Z_thô = 12 răng

- Số răng căt tinh :   Z_Tinh = 3  răng

- Số răng sửa đúng : Z_Sđ =  5  răng

- Tổng số răng cắt  Z_c = Z_tho + Z_tinh = 12 + 3 =15 (răng)

* Xác định kích thước của răng:

- Đường kính răng 1 : D = D – 2.A = 65 – 2.0,6 = 63,8

- Đường kính răng sửa đúng: D_sd = D_max± d = 65,03 –0,01 = 65,02

- Đối với răng cắt tinh   

D_zi = D_{z i –1} + 2S_{Tinh i-1}

* Xác định kích thước phần định hướng phía trước của dao:

Đường kính phần định hướng phía trước của dao bằng đường kính răng thứ nhất : D₃  = D  - A  =  65 - 0,6  =  64,4 mm.

* Xác định kích thước phần định hướng phía sau của dao

Đường kính phần định hướng phía trước của dao bằng đường kính lỗ truốt: 

D₄  = D₀ = 65mm.

* Xác định khoảng cách từ đầu dao truốt đến răng đầu tiên:

l = l₁ + l₃ + l_c + l_n + l₄

Lấy l₁ + l₃ + l_c + l_n  = 160  mm

=> l = 160 +120 = 280   mm

* Xác định chiều dài phần cắt

l₅  =  l_c = t Z_c = 17 . 20 = 340  mm

* Xác định chiều dài phần sửa đúng

l₆  =  l_sđ  =  t_sđ . Z_sđ  =  0,6 . 17 . 5  =   50   mm

*  Xác định chiều dài toàn bộ dao:

l_d =  l + l₅ + l₆  + l₇ =  280  +  340  +  60 + 50 + 30 =  760   mm

* Tính lực cắt lớn nhất:

P_max  = C_p   S_z^x  D  Z_max  K_g  K_n   K _m =  7000  .  0,025 ^0,83 . 65  .  8  . 1  . 1 . 1 =  158252 (N)

2. Điều kiện kỹ thuật của dao

- Vật liệu làm dao truốt : thép gió   P18

-  Độ cứng của dao sau khi nhiệt luyện

+ Phần cắt và phần định hương phía sau:  HRC = 62 ¸ 65

+  Phần cắt và phần định hương phía trước: HRC = 60 ¸ 62

+  Phần đầu dao:                                        HRC = 40 ¸ 42

- Độ bóng trên cạnh viền của răng sửa đúng không thấp hơn Ñ9. Độ bóng mặt trước, mặt sau của răng cắt không thấp hơn Ñ8

-  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^;

Phần 3

THIẾT KỄ DAO PHAY LĂN RĂNG

Yêu cầu: Thiết kế dao phay lăn răng để gia công bánh răng trụ có mô đun  m = 10, góc ăn khớp a = 20^o .

Vật liệu gia công : Thép 40XH, d_b =  750 N/mm²

1. Tính toán thiết kế dao

* Bước theo phương pháp tuyến

t_n = p.m.n

=> t_n = p .10 .1 = 13,4 (mm)

* Chiều dày răng ở tiết diện pháp tuyến:

* Chiều cao đầu răng

h₁ = 1,25 . m . f

Với:  f : Hệ số chiều cao đầu răng. f = 1

=> h₁ =  1,25 . 10 .1 = 12, 5    (mm)

* Chiều cao chân răng

h₂ = 1,25 . m . f  = 1,25 . 10 = 12, 5  (mm)

* Chiều cao của răng

h = 2,5 . m . f  = 2,5 . 10 =  25          (mm)

* Bán kính đoạn cong đầu răng

r₁ = 0,25 . 10 = 0,25 . 10 = 2,5          (mm)

* Bán kính đoạn cong chân răng

r₂ = 0,3 . m = 0,3 . 10 = 3          (mm)

* Lượng hớt lưng lần thứ hai: K₁

K₁ = (1,2 ¸ 1,5).K

=> K₁ = (1,2 ¸ 1,5).10  =  12 - 15, lấy K₁ = 13

* Đường kính trung bình tính toán

D_t = D_e -  2,5 . m . f -  0,2 .K = 150  -  2,5 .10 .1 -  0,2 .10    =  123

* Bước xoắn của rãnh vít

T = p. D_t . cotg w  = p . 123 . cotg 4^o 39^'  = 4234,7 (mm)

* Góc của rãnh thoát phoi

q  =  30^o , khi  Z = 8  răng

*  Đường kính lỗ gá

d =  D_e  - 2 .H - 0,8 .m  - 7 = 150-  2 . 38  -  0,8 . 10  -  7  =  59   (mm)

Ta lấy theo tiêu chuẩn: d = 40

*  Đường kính của đoạn rãnh then không tiện

d₁  =  1,05 . d  =  1,05 . 40  =  42 (mm)

* Đường kính của gờ

D₁  =  D_e -  2 . H  -  (1 ¸ 2 ) =   150-  2 .38  -  (1 ¸ 2)  =  72         (mm)

* Chiều dài  phần làm việc của dao

L₁ = h . cotg a₁ + m = 25 . cotg 20^o + 10=  127(mm)

2.  Điều kiện kỹ thuật của dao

- Vật liệu thép  P18. Độ cứng: HRC  =  62 - 65

- Sai lệch giới hạn bước răng theo phương pháp tuyến  ± 0,01 mm

- Sai số tích luỹ giới hạn trên độ dai ba bước răng  ± 0,04 mm

- Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài trong giới hạn một đường vít 0,05 mm

- Giới hạn sai lệch theo góc profile  0,03 mm

- Giới hạn sai lệch hướng tâm của mặt trước ở điểm bất kỳ trên triều cao của profile  0,12 mm

- Sai lệch chiều dài răng ± 0,45 mm

- Sai lệch chiều dày răng ± 0,05 mm

- Sai lệch bước vòng của răng trên một vòng răng 0,0025 mm

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

5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - ĐHBK

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"