MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần 1. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Chi tiết gia công

2. Chọn loại dao

3. Tính toán chiều cao hình dáng profin dao

4. Dung sai các kích thước biên dạng của dao tiện định hình

5. Thiết kế dưỡng đo, dưỡng kiểm

7. Điều kiện kỹ thuật

Phần 2. THIẾT KẾ DAO CHUỐT

1. Sơ đồ cắt chuốt

2. Vật liệu làm dao chuốt

3. Cấu tạo dao truốt  

4. Lượng nâng của răng (S_z)

5. Lượng dư gia công

6. Kết cấu răng và rãnh

7. Yêu cầu kỹ thuật

8. Hình vẽ dao chuốt lỗ trụ

Phần 3. THIẾT KẾ BÀN CÁN REN

1. Vật liệu làm bàn cán

2. Cấu tạo bàn cán ren

3. Xác định kích thước các bàn dao.

4. Dung sai các yếu tố ren của bàn cán ren

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỤC LỤC

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 ng­ời kỹ sư tương lai­.

Trong đồ án môn học này em đ­ợc giao nhiệm vụ thiết kế  những dụng cụ cắt điển hình đó là:

1. Thiết kế dao tiện định hình

2. Thiết kế dao chuốt

3. Thiết kế bàn cán ren

Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã đ­ợc học, các tài liệu về thiết kế ... Em đ­ợc sự h­ớng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy: PGS.TS…………… đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Với thời gian và trình độ còn hạn chế, em mong đ­ợc sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra tr­ờng 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

1. Chi tiết gia công

Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết có biên dạng như hình vẽ. Vật liệu gia công : thép 45 có s_b = 750 N / mm²

2. Chọn loại dao

Ở chi tiết này, ta dùng dao lăng trụ do chi tiết có chiều cao hình dáng lớn, yêu cầu độ cứng vững cao.

3. Tính toán chiều cao hình dáng profin dao

Chọn thông số hình học của dao tiện định hình: Chọn góc sau  15⁰.

Tra bảng 2-4 sách thiết kế dụng cụ cắt, lấy góc trước 20⁰.

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

+ Kích thước chiều trục : Do dao gá thẳng nên kích thước chiều trục các điểm biên dạng tương ứng với các điểm của chi tiết gia công. Cụ thể ta có các kích thước chiều trục như sau :

l₁ = 4 mm

l₂ = 8 mm

l₃ = 20 mm

l₄ = 25 mm

l₅ = 30 mm

l₆ = 36 mm

l₇ = 40 mm

+ Kích thước phần phụ lưỡi cắt và biên dạng toàn bộ lưỡi cắt:

Sai lệch do các điểm gá thấp hơn tâm và kích thước phần thân dao được biểu diễn theo hình bên dưới.

Lấy góc vát mép là 1x45^o. Khi đó ta có biên dạng dao như hình vẽ và chiều dài của dao :  L = 1+39+3 = 43 mm

4. Dung sai các kích thước biên dạng của dao tiện định hình

- Chi tiết gia công cần đạt độ chính xác h11. Tra bảng ta được các trị số dung sai cho các kích thước của chi tiết

Vậy dung sai chiều cao hình dáng các điểm biên dạng dao cụ thể như sau: 4,99_-0,035 ; 12,02_-0,055 ; 2,43_-0,03 ; 15,23_-0,055.

- Dung sai kích thước chiều trục các điểm biên dạng dao được lấy bằng 1/3 dung sai kích thước chiều trục của chi tiết:

4_-0,025 ; 8_-0,03 ; 20_-0,04 ; 25_-0,04 ; 30_-0,04­ ; 36_-0,053 ; 40_-0,053.

Dung sai kích thước góc lấy bằng 20’

5.  Thiết kế dưỡng đo, dưỡng kiểm

- Biên dạng dưỡng đo được xem như là bao so với biên dạng lưỡi cắt của dao. Kích thước danh nghĩa của dao được lấy bằng trị số lớn nhất kích thước danh nghĩa của dao. Miền dung sai của dưỡng là dương. Tra bảng ta có tương ứng dung sai của dao đến 0.06 thì dung sai của dưỡng là +0.006 mm.

- Dưỡng kiểm : Kích thước danh nghĩa của dưỡng kiểm lấy bằng kích thước danh nghĩa của dưỡng đo, miền dung sai các kích thước biên dạng được phân bố về 2 phía. 

7. Điều kiện kỹ thuật

- Vật liệu phần cắt : Hợp kim cứng T15K6

-  Độ cứng sau khi nhiệt luyện
 Phần cắt thân dao:  HRC 30 - 40

- Sai lệch góc khi mài không quá: 15’ – 30’

-  Yêu cầu với dưỡng đo và dưỡng kiểm:

Vật liệu dưỡng: thép C45 nhiệt luyện đạt: 60-65HRC.

Độ nhẵn bề mặt làm việc đạt cấp chính xác: 7 (Ra=0.32)

Độ nhẵn bóng mặt phẳng còn lại: Ra=1,25 

Chiều dày dưỡng: 3mm, chiều dài 44mm, chiều cao 30mm.

Phần 2

THIẾT KẾ DAO CHUỐT

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

- Vật liệu gia công : GX 15-32 có HB = 173-229  => s_b = 150 N/ mm²

- Đường kích lỗ sau khi khoan:  D_o  = 25,3 mm

-  Đường kích lỗ sau khi truốt:  D  = 26H8 mm

- Chiều dài:  L = 26 mm

1. Sơ đồ cắt chuốt

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

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

2. Vật liệu làm dao chuốt

Dao chuốt kéo thường được chế tạo từ 2 loại vật liệu

-  Phần đầu dao (hay phần cán) làm bằng thép kết cấu ( thép 45 )

- Phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở về sau ) làm bằng thép gió P18 .

4. Lượng nâng của răng ( S_z)

- Ở dao chuốt, răng sau 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 gang GX 15-32 có s_b = 150 N/mm² =>  Chọn lượng nâng bằng nhau  S_z = 0,03 ( mm ) (Bảng 3-5 sách thiết kế dụng cụ cắt )

5. Lượng dư gia công

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

Vậy ta có:

D_sd = D_max-d = 26,028 (mm ).

D_min  = 25,3 ( mm ).

6. Kết cấu răng và rãnh

Kết cấu răng và rãnh là phần quan trọng nhất của dao chuốt . Răng và rãnh được thiết kế sao cho dao đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo .

a, Profin dao chuốt :

- Khi chuốt vật liệu gang giòn thường tạo ra phoi vụn, phoi xếp. Để tăng độ bền cho răng và dễ chế tạo ta chọn rãnh dạng lưng thẳng. 

Các thông số khác của răng được tính như sau:

Với răng cắt thô:

b_c = ( 0,3 … 0,4 ).t     = 2,4 … 3,2   => Tra bảng chọn  b =  3,5 ( mm )

r_c = ( 0,2 … 0,25 ).t    = 1,5 … 1,65    => 

Tra  bảng chọn  r  =  1,5 ( mm )

Cạnh viền :

+ Răng cắt thô:           f = 0,05 ( mm )

+ Răng cắt tinh:          f = 0,5 (mm)

+ Răng sửa đúng:       f = 0,5   ( mm )

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

- Trong tiết diện này, dao chuốt 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 ).

- Số lượng rãnh là 14 (Bảng 3.15), chiều rộng rãnh m = 1 ( mm ), bán kính rãnh r = 0,3 ( mm ) (Bảng 3-15), h = 0,6 mm

c, Số răng dao chuốt :

+ Số răng cắt thô:  Z_thô  = 10 + 1 =11 răng

+ Số răng cắt tinh: Z_tinh = 3  răng

+ Số răng sửa đúng chọn theo độ chính xác của lỗ chuốt với chi tiết gia công yêu cầu đạt độ chính xác cấp 8, chọn số răng sửa đúng:   Z_{sửa đúng}  = 5 ( răng)

Vậy tổng số răng của dao chuốt là : Z = Z_thô + Z_tinh + Z_{sửa đúng} =11 + 3 + 5 = 19 (răng)

e, Đường kính các răng dao chuốt :

Từ các công thức :

- Răng cắt thô     

D₁ = D_min = D_max – 2A-d

D₂ = D₁ + 2.S_z

D₃ = D₂ + 2.S_z

 …

D₁₁ = D₁₀ + 2.S_z

- Răng cắt tinh  

D₁₂ = D₁₁ + 2.0,8.S_z

D₁₃ = D₁₂ + 2.0,6.S_z

D₁₄ = D₁₃ + 2.0,4.S_z

- Răng sửa đúng

D₁₅ = D₁₆ = D₁₇ = D₁₈ = D₁₉

e, Kiểm tra sức bền dao chuốt :

- 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 .

- Lực cắt thành phần P_z  tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng . Song trường hợp này ít xảy ra . Lực tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên .

g, Phần đầu dao :

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

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

Đường kính cổ: Tra bảng ta có D₂ =21,5 mm,độ chích xác h12.

Chiều dài cổ L₂  được từ điều kiện gá đặt .

L₂ = L - L₃-L₄ = ( L₁+ L_h + L_m + L_b )-L₃ -L₄ –L₁ =55mm

Chiều dài:

L₄= ( 0,8 - 1 ) L và L₄  ≥ 40 ( mm )

L₄  = ( 0,8 - 1 ) L_c = 20,8 ¸ 26   =>  L₄ = 40 ( mm )

=> L₂ = 200-75-30-40 = 55 mm

Chọn L₂  = 43 ( mm )

Đường kích D₄ lấy bằng:  D­₁- (0.2 - 0.3)D₄  = 25 e8

- Phần dẫn hướng phía sau L₆:

Chiều dài:

 L₆ = ( 0,5 - 0,7 ) L_c và L₆ ³ 20 ( mm )

L₆ = ( 0,6 - 0,7 )

L_c = 15,6 - 18,2  => L₆ = 20 ( 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°.

7. Yêu cầu kỹ thuật

- Vật liệu:  Dao chuốt 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

+ Phần đầu dao ( phần kẹp ) :                    HRC = 45 - 47

- Độ nhẵn bề mặt :

+ Cạnh viền răng sửa đúng:  Ra = 0,32

+ Mặt trước , mặt sau răng , mặt côn làm việc của lỗ tâm , mặt đầu hướng:  Ra = 0,63

+ Phần trụ ngoài của đầu dao , rãnh chia phoi:  Ra = 1,25

8. Hình vẽ dao chuốt lỗ trụ

Hình dáng dao chuốt lỗ trụ sau khi thiết kế như hình dưới.

Phần 3

THIẾT KẾ BÀN CÁN REN

Yêu cầu: Thiết kế bàn cán ren, cán vật liệu CT30, số đầu mối k = 2, bước ren t = 1. Tra bảng ta chọn đường kính phôi là 24mm. Lấy chiều dài phần ren gia công là 29 mm.

1. Vật liệu làm bàn cán

Do vật liệu cán ren là thép CT30 có  s_b < 300-320 Mpa nên ta dùng vật liệu làm bàn cán là thép X12M.

2. Cấu tạo bàn cán ren

- Gồm 2 bàn cán: Bàn dưới cố định và bàn trên trượt qua lại. Hướng của góc nâng ren trên bàn cán ngược với hướng ren được cán.

3. Xác định kích thước các bàn dao.

a, Bàn dao cố định :

- Các kích cỡ cho bàn cán ren được quy định theo gost 2248-60. Tức là với ren đường kính từ 3,5-24 mm.

Vậy B = 60 mm.

b, Các phần làm việc trên bàn ren cố định :

- Phần côn cán : Là 1 yếu tố quan trọng quyết định đến quá trình hình thành ren. 

Để đảm bảo cho chi tiết ăn vào hoàn toàn trước khi cán, khoảng cách giữa 2 bàn cán ren ở chỗ bắt đầu phần côn cán phải lớn hơn đường kính phôi.

c, Tính toán bố trí đường ren để cắt ren 2 đầu mối: Khi bắt đầu vào cán thì phôi sẽ được cắt theo 1 đường ren, bước ren cách nhau 2 mm. 

Chiều cao bàn cán: H= 50 mm.

4. Dung sai các yếu tố ren của bàn cán ren

- Sai lệch 1/2 góc profin ren lấy bằng: 20⁰.

- Sai lệch bước ren: 0,03 mm

- Sai lệch về độ song song giữa bề mặt chứa các đỉnh ren và bề mặt tì trên Suốt chiều rộng của bàn cán không được vượt quá: 0,07 mm.

- Sai lệch giới hạn của chiều dài : L = 1,7 mm ( h14).

- Sai lệch giới hạn của chiều rộng : B = 0,074 mm (h14).

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 và TCVN

4. Bài giảng ”Thiết kế dụng cụ công nghiệp” ĐHBK 2001

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

6. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - ĐHBK.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"