MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần 1. DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết gia công

2. Chọn kiểu dao và kích thước kết cấu dao.

3. Thông số hình học dao.

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

5. Thiết kế dưỡng do - dưỡng kiểm.      

6. Chọn gá kẹp dao và máy.

7. Điều kiện kỹ thuật

Phần 2. DAO CHUỐT

1. Sơ đồ cắt truốt

2. Vật liệu làm dao truốt

3. Cấu tạo dao truốt  

4. Lượng nâng của răng ( S_x)

5. Lượng dư gia công

6. Kết cấu răng và rãnh

7. Chọn gá kẹp dao và máy.

8. Phương pháp mài dao

9. Yêu cầu kỹ thuật

Phần 3. 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

DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

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

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.Độ chênh lệch đường kính tương đối lớn.

Do chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ xuất hiện sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết. Song độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao. Mặt đầu chi tiết có độ chênh lệch đường kính không quá lớn.

2. Chọn kiểu dao và kích thước kết cấu dao.

a, Chọn kiểu dao:

Chọn dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng.

Chiều cao hình dáng lớn nhất của chi tiết : t_max=15,5 mm

c, Chọn vật liệu dao:

Để nâng cao chất lượng và năng suất cắt ta chọn vật liệu phần cắt của dao là thép hợp kim cứng T15K6, vật liệu thân dao là thép 45X

3. Thông số hình học dao.

a, Góc sau : 

Với dao tiện định hình lăng trụ góc sau thường chọn : 10 - 15, ta lấy w =12

b, Góc trước :

Góc trước của dao tiện định hình phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công, trị số được tra theo bảng 2.14 (Sách TKĐAMH NL&DCC). Với vật liệu gia công là thép C45 theo bảng tra ta được HB =197-241. Từ độ cứng tra bảng 2.4 được w =(20 - 25). Vậy ta chọn w = 21

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

t_k = t_k .cos( g + a ).

a, 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.

b, Chiều rộng của dao tiện định hình:

Sơ đồ gá đặt:

Chiều rộng của dao tiện định hình được tính theo công thức sau.

L_p=l_g+a+b+c+b₁

Vậy: L_p=40+1+3=44 (mm)

5. Thiết kế dưỡng do - dưỡng kiểm.      

Dưỡng do dùng để kiểm tra profin dụng cụ sau khi chế tạo. Kích thước dang nghĩa của dưỡng bằng kích thước dang nghĩa của dao. Kích thước dang 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 8 …9) các mặt còn lại đạt Ra = 1,25 (độ bóng Ñ = 7).

6. Chọn gá kẹp dao và máy.

Dao tiện định hình lăng trụ được thiết kế có chiều cao H= 90mm nên chọn gá kẹp dao có kết cấu như hình biểu diễn dưới đây (gá kẹp hình 2-27). Với gá kẹp dao này có thể gia công trên các máy tiện tự động 1A240-4, 1A240-6, 1261, 1262.

Dao được thiết kế có E= 10mm, A=40mm. nên tính được: S=A-2.E.tan=40- 2.10.tan30^o=28.45mm

Với: s= 28.45mm tra bảng 2-12 được các kích thước cơ bản của đồ gá kẹp s= 30mm, B= 65mm, B₁=55mm, B₂=70mm, h= 25mm.

- Theo chiều cao tâm chi tiết.

- Theo phương hướng kính của chi tiết.

- Theo phương dọc trục chi tiết.

7. Điều kiện kỹ thuật

a,Vật liệu phần cắt :

 Hợp kim cứng T15K6

b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện

Phần cắt thân dao HRC 30 - 40

d, Sai lệch góc:

Khi mài không quá 15’- 30’

e, Yêu cầu với dưỡng đo và dưỡng kiểm:

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

Phần 2

DAO CHUỐT

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

- Vật liệu gia công : GX 15 - 32

- Đường kích lỗ sau khi khoan : D_o  = 26.5  mm

- Đường kích lỗ sau khi truốt:  D  = 27H6  mm

- Chiều dài: L = 16 mm

1. 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

2. Vật liệu làm dao truốt

Dao truốt 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_x)

Ở dao truốt ,răng cao hơn răng trước một lượng S_x – 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_x phụ thuộc vào vật liệu gia công . Vật liệu gia công là GX 15-32. vì ta phải điều chỉnh sao cho đường kính cắ tinh bằng đường kính của răng sửa đúng => Chọn lượng nâng bằng nhau  S_x = 0,033 ( mm ) (Bảng 3.5- TKDCC).

Phần răng cắt tinh : chọn 3 răng cắt tinh , với lượng nâng các răng giảm dần

S_xt1 = 0,8. S_x = 0,0264 ( mm )

S_xt2 = 0,6. S_x = 0,0198 ( mm )

S_xt3 = 0,4. S_x = 0,0132 ( mm )

Phần răng sửa đúng có lượng nâng S_z= 0 ( mm )

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 truốt, dạng gia công trước khi truốt .

D_sđ = D_max = 27,013 ( mm ).

D_min  = 26,5 ( mm ).

6. 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 gang tạo ra phoi vụn. Vì vậy dạng rănh được thiết kế có 2 cung tròn nối tiếp để phoi dễ cuốn .

 * Xác định hình dáng răng, kích thước răng, rãnh chứa phoi:

  Do vật liệu gia công là GX15-32 dòn, thường tạo ra phoi vụn và phoi xếp nên để tăng độ bền cho răng và để dễ chế tạo ta chọn rãnh loại lưng thẳng.

Diện tích rãnh chứa phoị: F= f.k

nên chọn t = 6 (mm). Từ đó ta có kích thước của rãnh chứa phoị

 b= (0,3 - 0.4)t= 1,8 - 2,4 (mm). Chọn b= 2,2 (mm).

 h= (0,35 - 0,4)t= 2,1 - 2,4(mm). Chọn hd= 2,4 (mm).

r= (0,2 - 0,25)t= 1,2 - 1,5(mm). Chọn r= 1.5 (mm).

Để thuận tiện cho việc chế tạo răng, bước răng của các răng cắt tinh và sửa đúng đều lấy bằng nhaụ Để giảm chiều dài chung thì

t_t= t_sd= (0,6 - 0,8)t = (0,6 - 0,8). 6= 3,6  - 4,8  (mm).

Chọn t_t= t_sd= 4,5 (mm).

b, Số răng dao truốt :

+ Số răng cắt thô:  Z_thô  = 6 + 1 =7 răng

+ Số răng cắt tinh: Z_tinh = 3  răng

+ Số răng sửa đúng chọn theo độ chính xác của lỗ truốt với chi tiết gia công yêu cầu đạt độ chính xác cấp 6 ,độ chọn số răng sửa đúng:   Z_{sửa đúng}  = 8 ( răng)

Vậy tổng số răng của dao truốt là :

Z = Z_thô + Z_tinh + Z_{sửa đúng} =7 + 3 +8 = 18 ( răng )

d, Đường kích các răng dao truốt :

Từ các công thức :

- Răng cắt thô     

D₁ = D_min

D₂ = D₁ + 2.q

D₃ = D₂ + 2.S_z

…

D₇ = D₆ + 2.S_z

- Răng cắt tinh  

D₈ = D₇+ 2.0,8.S_z

D₉ = D₈ + 2.0,6.S_z

D₁₀ = D₉ + 2.0,4.S_z

- Răng sửa đúng

D₁₁ = D₁₂ = D₁₃ = D₁₄ = D₁₅ = D₁₆ = D₁₇

* Xác định kích thước đầu dao chuốt:

Hình dáng kích thước đầu dao chuốt đã được tiêu chuẩn hoá theo bảng 3-17 . Ta có :

kích thước danh nghĩa D₁ = 25 (mm). D₁’(H12) = 19 (mm). d=4 (mm), a = 16(mm), a₁= 28 (mm), e = 5 (mm), c = 10 (mm), b = 1 (mm), l₁ = 75 (mm). l₈ = 16 (mm), D₈ = 10 (mm).

Diện tích tiết diện ứng với D₁ là 283(mm²).

* Xác định kích thước phần định hướng trước:

Đường kính phần định hướng trước lấy bằng đường kính lỗ trước khi chuốt với dung sai theo kiểu lắp lỏng l₆

Chiều dài phần định hướng trước, l₄ = (0,75  - 1)l_c = (0,75 - 1). 16 (mm)

=> Chọn l₄ = 15(mm).  (l_c chiều dài của lỗ chuốt).

* Xác định kích thước cổ dao và côn chuyển tiếp:

Đường kính cổ dao: D₂=D₁ – (0,5 - 1)=25 - (0,5 - 1).

=> Chọn D₂ = 24 (mm).

Chiều dài cổ dao được tính bằng:

l₂ = L – (l₁ + l₃ + l₄)

Vậy:

L = l₁ +l_h + l_m +l_b+l_c = 75 + 15 + 30 + 10 +16 = 146 (mm).

l₂ = L – (l₁ + l₃ + l₄)  = 146 – ( 75 + 10 + 40 ) = 26  (mm).

Chiều dài của toàn bộ dao:

L_d  = L + l₅+ l₆+ l₇ = 146 + 55,5 +31,5 +20 = 253 (mm).

Kiểm tra điều kiện cứng vững của chiều dài dao .

L_d < (30 - 40) D₇  253< (30 - 40). 27  - 284 < 810 - 1080 (đúng).

=> dao chuốt đảm bảo đủ cứng

e, Sức bền dao chuốt:

Tính lực chuốt lớn nhất:

P_max=C_P.S_x^X.Z_max.K_g. K. K_hs .K_n

Tra bảng  3-27 ta có : K_g = 1, K= 1 ; K_hs = 1; K_n = 1

=> P_max=C_P.S_x^X.Z_max.K_g. K. K_hs .K_n =3000. 0,033^0.73.3.1.1.1.1 = 746.03 (N)

* Chọn hình dạng kích thước lỗ tâm :

Trên 2 mặt đầu cảu dao chuốt được chế tạo 2 lỗ tâm. Chúng được dùng làm chuẩn định vị phôI khi chế tạo dao chuốt hoặc định vị dao chuốt khi mài lại răng của nó. Lỗ tâm có thêm các mặt côn bảo vệ 120^o để giữ cho mặt làm việc 60^o không bị xây xát, biến dạng khi làm việc hoặc khi vận chuyển dao. Hình dáng kích thước lỗ tâm dùng trong chế tạo dao được tra theo bảng 3-30.

d =1,5 (mm); D= 4 (mm); L= 4 (mm); l= 1,8(mm); A= 0,6 (mm).

7. Chọn gỏ kẹp dao và máy.

Ống kẹp dao được kẹp vào máy chuốt ngang 7510

Đầu chuốt kẹp tự động kẹp dao bằng hàm kẹp 3, hàm kẹp này luôn bị ống lót 2 đẩy vào trong dư­ới tác dụng của lò xo 1. Cuối hành trình về của con trư­ợt thì ống 2 dịch chuyển về phía trư­ớc vì bị ống 7 đẩy (hoặc dư­ới tác dụng của một cữ chặn gá cố định) làm nhả đầu dao chuốt ra.

8. Phương pháp mài dao

Mài dao bằng phương pháp dùng đá mài có góc độ nghiêng như hình vẽ. Khi mài dao dược chống tâm ở hai đầu và cho phôi quay đều lúc mài. 

9. Yêu cầu kỹ thuật

* Vật liệu dao truốt chế tạo bằng thép P18

 Phần đầu dao chế tạo bằng thép 40X

* Độ cứng của dao sau khi nhiệt luyện

* 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 - 0,01

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

* Độ đảo tâm theo đương kính ngoài của răng sửa đúng ,răng cắt tinh , phần định hướng sau không được vượt quá trị số dung sai của đường kích tương ứng 0,006

* Độ  elip trên phần công tác phải nằm trong dung sai của đường kính tương ứng   0 - 0,021

Phần 3

BÀN CÁN REN

Yêu cầu: Thiết kế bàn cán ren, cán vật liệu CT30, số đầu mối k = 3, t₀ =2.; T= k.t­₀= 3.2= 6

 Tra bảng  quan hệ giữa bước ren và đường kính theo TCVN 44-63 (sách kỹ thuật tiện của tác giả Nguyễn Đức Cuờng)

Tra bảng ta chọn đường kính phôi là 64mm. Lấy chiều dài phần ren gia công là 40 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.

- Bàn ren cố định gồm 3 phần:

+ Phần côn cắt L₁: hình thành dần dần profin ren.

+ Phần sửa đúng L₂ sửa đúng ren

+ Phần thoát L₃: đưa chi tiết ra khỏi bàn cán đảm bảo cho chi tiết không bị kéo vào giữa trong hành trình chạy ngược lại của bàn dao di động.

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. thì chiều dài toàn bộ bàn ren nằm trong khoảng (4-5).. Vậy chiều dài bàn ren cố định là : L= 850 mm.

d_tb = d_dn – 0.64952T= 64 – 0.64952.6=60.1029

- T : là bước ren. T = k.t = 3.2 = 6

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. Do yêu cầu cán ren có bước T = 6 với mỗi đầu mối nên ta chọn chiều dài phần côn cán :

L1 = L3=1,1= 1,1.3,14.60.0129 = 200 mm

x : trị số thêm vào để đảm bảo cho phôi ăn vào. Lấy x = 0,1 mm.

d : đường kính phôi ; d₁ đường kính chan ren.

d₁= d – 1.0825T = 64-1,0825.6 = 57.505

c, Tính toán bố trí đường ren để cắt ren 3 đầu mối:

Chiều cao bàn cán: H= 50 mm.

Chiều dài của bàn cán di động  = L + (15…25)= 850 + 20 = 870

Chú ý khi cán hai bàn cán được điều chỉnh cho các đường ren ở hai bàn cán lệch nhau một đoạn T/ 2 = 3

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

- 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"