MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN 1: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1.1. Phân tích chi tiết gia công

1.2. Chọn loại dao tiện định hình

1.3. Xác định điểm cơ sở, góc trước, góc sau của dao

1.4. Thiết lập sơ đồ tính toán

1.5. Tính toán kích thước kết cấu dao tiện định hình

1.6. Kích thước phần profin dụng cụ         

1.7. Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình

PHẦN 2: THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG

2.1. Nguyên lý.

2.2. Tính toán.

2.3. Điều kiện kỹ thuật.

PHẦN 3: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

3.1. Phân tích chi tiết và chọn dao

3.2. Lựa chọn kích thước kết cấu của dao

3.3. Tính toán profin dao trong tiết diện chiều trục.

3.4. Tính toán profin trong mặt trước của dao

3.5. Chọn kết cấu dao

3.6. Điều kiện kĩ 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 vụ quan trọng của người kỹ sư chế tạo máy.

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 trụ và dao phay định hình .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 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: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết như hình vẽ (dao có phần chuẩn bị cắt đứt), với các thông số:

Vật liệu gia công : Phôi thanh tròn thép C45.

1.1. Phân tích chi tiết gia công

Chi tiết có dạng mặt ngoài tròn xoay trên đó bao gồm các mặt côn và các mặt trụ và có chiều sâu lớn nhất của chi tiết gia công t_max lớn vì thế yêu cầu độ cứng vững cao.Cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ, cách gá thẳng.Bởi vì so với dao tiện định hình hình tròn thì dao tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng hơn va gia công chi tiết có độ chính xác hơn.

1.2. Chọn loại dao tiện định hình

Chi tiết gia công có bề mặt gia công là bề mặt trụ ngoài nên có thể sử dụng dao tiện định hình lăng trụ hoặc hình tròn. Ta chọn dao tiện định hình lăng trụ vì một số ưu điểm sau:

Dao tiện định hình lăng trụ kẹp chặt bằng rãnh mang cá kẹp dao dễ dàng độ cứng vững cao, độ chính xác gia công cao.

- Chi tiết gia công mắc sai số loại 1 có thể khắc phục được.

- Việc mài sắc lại dụng cụ đơn giản hơn dao hình tròn.

1.3. Xác định điểm cơ sở, góc trước, góc sau của dao

- Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc: điểm cơ sở là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất(hoặc gần tâm chi tiết nhất).Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở như hình vẽ.

- Chọn góc trước γ và góc sau α

   Với vật liệu gia công là phôi thanh tròn thép C45 có σ_b=600N/mm²

   Theo bảng 3.4 tr13 [1] ta chọn : góc trước γ=20⁰

                                                      góc sau α=12⁰

1.4. Thiết lập sơ đồ tính toán

- Tại một điểm i bất kỳ thuộc profile chi tiết (được xác định bởi kích thước r_i và l_i), ta sẽ tìm được một điểm i’ tương ứng thuộc profile dao để gia công điểm i đó.

- Cách dựng điểm i’ thuộc profile dao từ điểm i thuộc profile chi tiết như sau: từ điểm i thuộc profile chi tiết, ta gióng lên về phía dao. Lấy O làm tâm, quay cung tròn bán kính r_i, cắt mặt trước của dao tại điểm i’. 

Tính toán tại các điểm:

Xét điểm i bất kì trên profin chi tiết ta có điểm i’tương ứng trên profin dao.Gọi chiều cao profin của dao tại điểm i’ là h_i ,theo hình vẽ ta có:

h_i=τ_i.cos(α + γ)

τ_i=C_i –B

C_i=r_i.cosγ_i

B=r₁cosγ₁=13,5.cos20⁰= 12,686(mm)

Ta có : A=r₁sinγ₁=r_isinγ_i

- Tính tại điểm 4,5:

r₄= 23 mm

sinγ₄=(r₁/r₄).sinγ₁=(13,5/23).sin20⁰= 0,2

→ γ₄= 11,581 ⁰

B= 12,686 mm

C₄=r₄cosγ₄= 23.cos 11,581 ⁰= 22,532 mm

τ₄=C₄-B= 22,532 – 12,686 = 9,846 mm

h₄=τ₄.cos(α+γ)= 9,846.cos(12⁰+20⁰)= 8,35 mm

1.5. Tính toán kích thước kết cấu dao tiện định hình

Kích thước kết cấu của dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của profin chi tiết.

Ta có :

 t_max=(d_max-d_min)/2=(50-27)/2=11,5 (mm)

1.6. Kích thước phần profin dụng cụ 

Phần phụ profin của dụng cụ  dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt ra khỏi phôi có kích thước như hình trên:

b: Chọn kích thước của phần phụ , chọn 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+1=4 mm

d=(c-g)tgφ₁+2=(4-2)tg45⁰+2=4 mm

PHẦN 2: THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG

2.1. 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. Để tạo ra mặt trước của răng các lưỡi cắt được chế tạo có các rẵnh dọc (thường là rãnh xoắn), để tạo ra các góc sau, ở mặt sau của răng được hớt lưng. 

Dao phay lăn răng có môđun m = 6 là dao có môđun trung bình. 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.

2.2. Tính toán.

a) Tính prôfin răng dao.

Bước pháp tuyến răng dao:

t_n = p.m.n

Với: n: số đầu mối ren cắt n =1

Þ t_n = p.6.1 = 18,85 mm

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

Sn = t_n / 2 = 18,85/2 = 9,425 mm

Bán kính đoạn cong đầu răng:

r₁ = 0,25.m = 0,25.6 = 1,5 (mm)

Bán kính đoạn cong chân răng:

r₂ = 0,3.m = 0,3.6 = 1,8 (mm)

Lượng hớt lưng lần hai K₁:

K₁ = (1,2 ¸ 1,5).K

K₁ = (1,2 ¸ 1,5).7 = 7,7 ¸ 9,6 . Lấy K₁ = 9

Đường kính trung bình tính toán:

D_t  = D_e - 2,5.m.f -  0,5.K = 105  - 2,5.6.1 - 0,5.7 = 88,4

Đường kính:

Đường kính lỗ gá:

d =  D_e - 2.H - 0,8.m – 7 = 105 - 2.24,5 - 0,8.6 - 7 = 32 (mm).

Dung sai thể hiện trên bản vẽ chế tạo: +0,032 

Đường kính của đoạn rãnh then không tiện:

d₁ = 1,05.d = 1,05.32 = 34 (mm)

2.3. 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

PHẦN 3: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

3.1. Phân tích chi tiết và chọn dao

Chi tiết có dạng rãnh,có profin phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn. Vì vậy ta chọn dao phay hình hớt lưng,là loại dao phổ biến để gia công các chi tiết định hình.Với dạng profin phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng dao phay 1 lần. Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao có góc trước dương (γ>0).Vì chiều cao profin lớn nhất h_cmax=15,chiều rộng rãnh l=18,14,ta nhận thấy kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng.

3.2. Lựa chọn kích thước kết cấu của dao

Kích thứơc kết cấu của dao tra theo bảng 4.11 ứng với chiều cao lớn nhất của profin chi tiết h_cmax = 15

ta có kích thước kết cấu của dao như sau

- Đường kính lớn nhất của dao : D=120 mm

- Đường kính lỗ định vị dao : d= 32 mm

- Đường kính phần không lắp ghép d₁=34

- Số răng Z=10

- Lượng hớt lưng k=6,5

3.3. Tính toán profin dao trong tiết diện chiều trục.

Sơ đồ tính toán:

Ta cần xác định profin dao trong tiết diện chiều trục

Các thông số trên sơ đồ:

Góc trước γ

Theo 4.2.[1] vật liệu thép 45 ứng suất bền σ_b=650N/mm²  ta chọn được góc trước γ=10⁰

Góc sau chính α_n=12⁰,góc sau phụ α₁=8⁰

Chiều cao lớn nhất của profin chi tiết h_cmax=15 mm

 Bán kính đỉnh dao theo 4.11[1] ta có R=60 mm

Theo sơ đồ tính ta có: h_di=GT=ET-EG=h_ci-∆h

Ta có:

Nhận thấy rằng profin chi tiết có 1 đoạn cung tròn.Vậy profin dao cũng có 1 đoạn cong tương ứng.ta tiến hành chia cung tròn thành 1 số điểm để tính.

- Xét 1 điểm I bất kì trên cung tròn để tính toán(chia cung tròn thành 6 phần bằng nhau).

- Xét Δ3OH,ta có góc 3OH=arcsin(h_cmax/R)

- Xét Δ3OI,ta có IO3=α_i,góc I3O=(180⁰-α_i)/2

- Xét Δ3OH ,ta có góc H3O=90⁰-góc 3OH=90⁰-arcsin(h_cmax/R)

- Xét ΔK3I ,ta cóK3I=γ_i=góc I3O-góc H3O=90⁰-α_i/2-(90⁰-arcsinh_cmax/R) =arcsin(h_cmax/R)-α_i/2   

=> γ_i=arcsin(h­_cmax/R)-α_i/2

Ta có các kích thước chiều cao h_ci như hình vẽ  và chiều dài l_i như hình vẽ

Tính toán các điểm cụ thể như sau

* Điểm 1:

h_c1 =10

R₁=R_e-h_c1=60-10= 50

* Điểm 2:

h_c2=0

R₂=R_e-h_c2=60-0=60

Tương tự cho các điểm 4,5,6,7,8,9,10,11,12.

Profin trong tiết diện chiều trục như hình vẽ

3.4. Tính toán profin trong mặt trước của dao

Ta cần xác định chiều cao profin dao trong tiết diện qua mặt trước của dao để kiểm tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu không.

Ta có hình dạng profin : Tại tiết diện chiều trục.

Hình dáng profin theo tiết diện trùng mặt trước.

3.5. Chọn kết cấu dao

Các thông số kết cấu được chọn theo bảng 9-V(16[2]), thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết.Các thông số kĩ thuật khác được thể hiện trên bản vẽ chế tạo.

3.6. Điều kiện kĩ thuật của dao

- Vật liệu chế tạo:thép P18

- Độ cứng sau nhiệt luyện HRC=62-65

- Độ nhám :

- Bề mặt trước R_a =0,32

- Bề mặt sau Ra=1,25

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. TS. Nguyễn Thị Phương Giang, PGS.TS. Trần Thế Lục, TS. Lê Thanh Sơn - Hướng dẫn Thiết kế Dụng cụ cắt kim loại, NXB Giáo Dục Việt Nam, 2011.

2. GS.TSKH. Bành Tiến Long, PGS.TS Trần Thế Lục, PGS.TS Trần Sĩ Tuý - Thiết kế Dụng cụ Công nghiệp, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005.

3. GS.TSKH. Bành Tiến Long, PGS.TS Trần Thế Lục, PGS.TS Trần Sĩ Tuý - Nguyên lý Gia công Vật liệu, NXB Khoa học và Kỹ Thuật, 2001.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"