MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần I. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết gia công

2. Chọn loại dao

3. Chọn cách gá dao

4. Kích thước cơ bản của dao

5. Tính toán thiết kế prôfin của dao

5.1. Sơ đồ tính

5.2. Tính chiều cao Tn của prôpin dao theo mặt trước trong phương vuông góc với trục chi tiết và tính chiều cao h của prôpin dao theo thiết diện.

5.3. Kết cấu phần phụ của dao

6. Yêu cầu kỹ thuật

6.1. Vật liệu.

6.2. Độ cứng

6.3. Độ nhám

6.4. Sai lệch của góc mài sắc

Phần II. DAO PHAY LĂN RĂNG

1. Nguyên lý.

2. Tính toán.

3. Điều kiện kỹ thuật

Phần III. THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết và chọn dao

2. Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục

3. Tính toán profile mặt trước

4. Chọn kết cấu dao

5. Thiết kế dưỡng

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 phay lăn răng có m = 4,5 và dao phay đinh hình hớt lưng có góc của một chi tiết có profin cho trước.

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: Ths…………… 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

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Thiết kế dao tiện định hình có:

+ Profin như hình vẽ.

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

+ Sai lệch kích thước: 0,1mm

1. Phân tích chi tiết gia công

Chi tiết gia công được làm từ thép 45 có s_b= 50-80  kg/m² bao gồm các mặt tròn xoay mặt trụ, mặt côn. 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 loại dao

Như phân tích ở trên, chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết. Trong trường hợp này để khắc phuc sai số ta nên dùng dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết. Song độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao, hơn nữa chiều dài phần côn của chi tiết là ngắn, do vậy ở đây ta chỉ cần dùng dao có một điểm cơ sở nằm ngang tâm chi tiết.

3. Chọn cách gá dao

Do chi tiết có kết cấu đơn giản, chỉ có đoạn chuyển tiếp giữa mặt tròn xoay có đường kính 29 và 22 có prôfin nhỏ, mặt khác chiều sâu cắt lớn nhất là t_max = 8 mm vậy ta chọn phương án gá dao thẳng.

4. Kích thước cơ bản của dao

Sơ đồ tính toán: Như hình 1.1.

Với chiều sâu cắt lớn nhất t_max = 8 mm tra bảng 2.6 ta có dao với các kích thước cơ bản như sau:

B = 19mm; H = 75mm; E = 6mm; A = 25mm; F = 15mm; r = 0,5mm; d = 6mm; M = 34,46mm

5. Tính toán thiết kế prôfin của dao

Vật liệu chi tiết là thép 45 có s_b =750 N/mm² nên theo bảng 2.5.

Góc sau a = 12^o

=> Góc sắc của dao sẽ là : g­_o=a + g = 12^o + 25^o = 37^o

5.1. Sơ đồ tính

Sơ đồ tính như hình 1.1.

5.2. Tính chiều cao Tn của prôpin dao theo mặt trước trong phương vuông góc với trục chi tiết và tính chiều cao h của prôpin dao theo thiết diện.

Vì điểm 1 là điểm có bán kính nhỏ nhất nên ta chọn điểm 1 điểm cơ sở ta có:

g₁ = g =20⁰ ; T₁ = 0; h₁= 0;

Ta có : r₁ = 22/2 = 11 mm; 

           r₂ = r₃ = 29/2 = 14,5 mm;

           r₄ = r₅ = 38/2 = 19 mm;

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 =11.sin 25^o = 4,649 mm;

* Tính điểm 2 và 3:

Có 2 trùng 3 Þ g₂ = g₃   ;T₂ = T₃ ; h₂=h₃

Ta có:  sing₂ = (r₁/r₂).sing₁ = (11/14,5).sin25^o = 0,3206

=> g₂ = 18,70^o

=> T₂ = C₂ - B = r₂.cosg₂ - r₁cosg₁ = 14,5.cos(18,70^o) - 11.cos25^o = 3,765 mm

=> h₂ = T₂cos(g + a) = 3,765.cos37^o = 3,007 mm

Ta có:  sing₄ = (r₁/r₄).sing₁ = (11/19).sin25^o = 0,245

=> g₄ = 14,163^o

=> T₄ = C₄ - B = r₄.cosg₄ - r₁cosg₁ = 19.cos(14,163^o) - 11.cos25^o = 8,453 mm

=> h₄ = T₄ .cos(g + a) = 8,453.cos37^o = 6,751 mm

5.3. Kết cấu phần phụ của dao

Tính theo công thức :

L_d = L_c + b₁ + b + c + a

Lấy góc nghiêng của  đoạn prôfin chuyển tiếp phần cắt hai mặt trụ có đường kính 37 và 27 là 3^o

=> Chiều rộng lưỡi cắt chung :

L_c= 40 + 0,6 + 7 + 1,5 + 2 = 51,1 mm

6. Yêu cầu kỹ thuật

6.1. Vật liệu.

+ Phần cắt : Thép gió P18

+ Vật liệu phần thân : Thép 45

6.2. Độ cứng

+ Sau nhiệt luyện, độ cứng phần cắt đạt từ 60HRC tới 62HRC

+ Sau nhiệt luyện, độ cứng phần thân đạt từ 35HRC tới 45HRC

6.4. Sai lệch của góc mài sắc : ±1^o

Phần II

DAO PHAY LĂN RĂNG

Yêu cầu: Thiết kế dao phay lăn răng môđun m = 4,5

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. Do hạn chế về mặt không gian máy do vậy người ta thay thanh răng bằng trục vít. 

Dao phay lăn răng có môđun m = 4,5 dao có môđuyn nhỏ. Với môđuyn này, kích thước của dao không lớn lắm. Để đơn giản cho quá trình chế tạo, ta chọn kết cấu dao phay nguyên khối.

2. Tính toán.

Lần lượt tính prôfin răng dao:

- Bước pháp tuyến răng dao:

t_n = p.m.n

Với: n: số đầu mối ren cắt n =1

=> t_n = p.4,5.1 = 14,137mm

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

Sn = t_n / 2 = 14,137/2 = 7,069 mm

- Chiều cao chân răng:

h₂ = 1,25.m.f = 1,25.4,5.1 = 5,625 (mm)

- Chiều cao của răng:

h = 2,5.m.f = 2,5.4,5.1 = 11,25 (mm)

- Bán kính đoạn cong đầu răng:

r₁ = 0,25.m = 0,25.4,5 = 1,125 (mm)

- Bán kính đoạn cong chân răng :

r₂ = 0,3.m = 0,3.4,5 = 1,35 (mm)

- Lượng hớt lưng lần hai K₁:

K₁ = (1,2 ¸ 1,5).K

=> K₁ = (1,2 ¸ 1,5).5 = 6 - 7,5. Lấy lượng hớt lưng lần hai K₁ = 7

- Đường kính trung bình tính toán:

D_t  = D_e - 2,5.m.f -  0,5.K = 85  - 2,5.4,5.1 - 0,5.7 = 70,25

- Bước xoắn của rãnh vít lý thuyết:

T = p.D_t.cotg w

=> T = p.70,25.cotg3,673^o = 3438 (mm)

- Góc của rãnh thoát phoi:

q  =  25^o  khi  Z = 9  răng

- Đường kính:

+ Đường kính lỗ gá:

d = D_e - 2.H - 0,8.m - 7 = 85 - 2.11,25 - 0,8.4,5 - 7 = 51,9 (mm)

+ Đường kính của đoạn rãnh then không tiện:

d₁ = 1,05.d = 1,05.51,9 = 54,49 (mm)

+ Đường kính của gờ:

D₁ = D_e - 2.H - (1 ¸ 2).

D₁ = 85 - 2.11,25 - (1 ¸ 2) = (60,5 ¸ 61,5)(mm)

=> Ta chọn đường kính của gờ là: 61 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: ±0,015mm

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

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

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

Độ đảo hướng kính của gờ: 0,02mm

Độ đảo mặt đầu của gờ: 0,02mm.

Nhãn hiệu dao: m = 4,5; w = 3,673⁰; a = 20⁰; P18; ĐHBK; 2023

Phần III

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

Yêu cầu: Tính toán và thiết kế dao phay định hình ( g > 0) để gia công vật liệu thép 45 s_b = 700N/mm². Với Profile cho bên dưới.

1. Phân tích chi tiết và chọn dao

Chi tiết có dạng rãnh, có profile đơn giản chỉ bao gồn các đoạn thẳng nối với nhau theo một kích thước nhất định cho trước. Vì vậy ta chọn dao phay hình hớt lưng, là loại dao phổ biến dùng để gia công các chi tiết định hình. Với dạng profile như vậy ta chỉ hớt lưng dao 1 lần, tức là không mài lại mặt sau sau khi đã nhiệt luyện. Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương (g > 0 ).

Vì chiều cao profile lớn nhất h_cmax = 13 mm,

Chiều rộng rãnh l:

l = 3 + 5 + 4 = 12mm,

Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng 1 lần, có góc trước dương, đáy rãnh thoát phoi thẳng.

2. Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục

Sơ đồ tính toán: Như hình 3.1.

Ta cần xác định chiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục:

- Các thông số trên sơ đồ. 

- Góc trước g.

Theo 2-5:5[2]:

Vật liệu: Thép 40, ứng suất bền: s_b = 500N/mm²

Ta chọn được:

Góc trước g = 10⁰ (ứng với dao cắt tinh);

Góc sau a = 12⁰

Lượng hớt lưng: ta tra bảng được K = 6. 

Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết h_cmax = 13 mm

Bán kính đỉnh dao R theo 9-5:16[2] ta có R = 55 mm

Theo sơ đồ ta có:

h_di = GT = ET- EG = h_di - EG

Theo 2- 9:16[2] ta có: K = 6; Z = 10

Trong công thức trên được tính bằng đơn vị radian. Khi đó với các điểm đặc biệt ta tính được các giá trị tương ứng và lập được bảng các giá trị như bảng 3.1.

3. Tính toán profile mặt trước

Sơ đồ tính toán: Như hình 3.2.

Trong tiết diện chiều trục đoạn profile của chi tiết ta cũng lập được bảng các giá trị như bảng 3.2.

Trong tiết diện chiều trục đoạn profile của chi tiết ta cũng lập được bảng các giá trị như

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"