Đồ án môn học: Thiết kế dao - SV Nguyễn Năng Quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN GCVL VÀ DCCN -----o0o-----

GVHD : Bùi Ngọc Tuyên

Sinh viên: Nguyễn Năng Quang

Lớp : CTM2-K45

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DAO -----HÀ NỘI 03 - 2004-----

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

Phần I THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

11h gồm phần mặt trụ MN, DK

I, PHÂN TÍCH CHI TIẾT

Chi tiết (hình vẽ trang 2) có độ chính xác không cao và phần mặt xuyến CM vì vậy nên chọn DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH TRÒN TIỆN NGOÀI GÁ THẲNG. II, CHỌN CỠ, KÍCH THƯỚC DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH - Chọn vật liệu làm dao: Vật liệu chi tiết gia công là thép C40, để nâng cao chất lượng và năng suất cắt chọn vật liệu làm dao là thép P18. Với sơ đồ hình vẽ như trên ta tính được: R=25(mm)

25 50

  9 25(2 

) (648,46

mm



)

 h mm 324,23 (   ) 324,23 Để chọn được cỡ dao căn cứ vào chiều sâu lớn nhất của chi tiết. t





r max (25

r min )



)



(20





)

max

max r max r min  t max Tra theo bảng 3.2.2 ta có cỡ kích thước dao tiện định hình hình tròn tiện ngoài: Cỡ dao 2

2d 20

)



500

800 (

 b





0 

0 ;20

10  0 

12 

0 ;10







Phần răng kẹp 2l 3 Phần răng 1d b 10 20 D 40 D 13 C 3 r 1 4-6 Z 12

Thông số hình học của dao bao gồm góc trước  và góc sau  được chọn tại điểm cơ sở. Vật liệu chi tiết C40 tra theo bảng 3.3.1 Thép cứng trung bình / 0    25 Góc sau  của dao tiện định hình chọn như sau: Dao tròn Từ đó ta chọn

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP



(20

)

R 1

D 2

40 2



Cos .





.20

Cos

 5

(7,14

)

R 1

 2

  

   

,46



Cos .





.20

Cos



324



,16

(372

)

R 1

648 2

  

  

(20

)



,23

(324

)



(25

)



r 1 r 2 r 3 TT 1 2 3 4

Chọn điểm D là điểm cơ sở (sơ đồ thiết kế trang 4)

arcsin

 k





k T k

Điểm 1,2 3,473 6,84 3,473 010 Điểm 2,4 3,473 6,84 3,473 099,7 Điểm 5 3,473 6,84 3,473 056,8

arctan

 k



k  ) (  TF k R

24,757 5,061 0 ,26 477 5 6 7 8 23,064 3,368 23,913 0 19,696 020 Công thức .1 RH Sin RP  Sin  .1 ( ) sin.1rA  A r k .1 rB Cos . C r Cos k k C B P E

R Cos .1   E  1 R

h k



1bbc

(38 mm

)

9 10 11 18,794 13,733 5,3 15,426 3,628

Lg 

0 45



)

max

a: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt, lấy bằng 25 (mm), chọn a= 4(mm) c: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết, lấy bằng 13 (mm), Nếu ở mặt đầu chi tiết có vát thì lấy lớn hơn phần vát 11,5 (mm), c=1+1=2(mm) 1 góc của đoạn lưỡi xén mặt đầu, do có vát t: chiều cao của lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt t = 4 b: chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt b=310(mm), chọn b=5(mm)

Chiều rộng của dao tiện định hình (hình vẽ trang 5) Chiều rộng của dao tiện định hình được xác định dọc theo trục của chi tiết gia công. L  L a g Trong đó: :gL Chiều dài đoạn lưỡi cắt chính (lấy bằng chiều dài chi tiết định hình khi dao gá thẳng)

)





015 mm (50

L g

bbc 1

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

(

)

2 C

2 B



y )

)

(

2 C

2 B



y )

0 A x

1b : đoạn vượt quá lấy bằng 1 (mm) : góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt L  1524 III, TÍNH TOÁN CUNG TRÒN THAY THẾ Trên cung cong của chi tiết lấy 3 điểm A,B,C Với toạ độ tương ứng của các điểm: A(0,0); B(4,577; 0,4226); C(9;1,676) Áp dụng công thức: 2 2    ( y y x ) B C B  yx . yx . (2 C B C 2 2    ( y x ) x B C B  yx (2 . yx . C B

3 



329

10.









,25

(006

)

2 0

0 y



,25

006

  

IV, THIẾT KẾ DƯỠNG ĐO, DƯỠNG KIỂM TRA - Dưỡng đo dD biên dạng dưỡng đo được xem như là bao so với biên dạng lưỡi cắt của dao, do đó kích thước danh nghĩa tương ứng của dao. Vì trường dung sai của các kích thước biên dạng dao đều phân bố về phía âm nên kích thước danh nghĩa của dưỡng đo bằng kích thước danh nghĩa tương ứng của dao. Trường dung sai các kích thước biên dạng của dưỡng đo được phân bố về phía dương. Trị số dung sai của dưỡng đo. Kích thước chiều trục có dung sai 0,006mm toạ độ tâm bán kính cung tròn thay thế có dung sai 0,02mm. - Dưỡng kiểm KD kích thước danh nghĩa của dưỡng kiểm lấy bằng kích thước của dưỡng đo. Trường dung sai các kích thước biên dạng của dường kiểm được phân bố về 2 phía. Trị số dung sai chế tạo các kích thước. Các kích thước chiều cao hình

Ta tính được toạ độ tâm và bán kính của cung tròn thay thế là:

)



002,0 (

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

)



(005

toạ độ tâm và bán kính cung

dáng, kích thước chiều trục có sai lệch tròn thay thế có sai lệch - Vật liệu làm dưỡng là thép lò so tấm, mác 60r, 65r (ký hiệu của thép Liên Xô) Thép này có tính chống mài mòn cao, độ cứng sau nhiệt luyện 5865HRC. Độ nhám phần prôfin dưỡng cần đạt Ra=0,630,62m(cấp 6), các phần khác Ra=1,25m (cấp 7).

Yếu tố kiểm tra Khoảng các giữa các điểm

012



01,0

011

008

009

008

006



1-2 018 Dưỡng đo

,016 0 ,016 0

Dưỡng kiểm 2-3 ,06  012 ,05 ,06 ,05  3-4 ,07  015 0 ,07  009 0 R(4-5) ,09 015 676 ,09 676

Chiều dài Chiều cao Chiều dài CHIỀU CAO

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

Phần II THIẾT KẾ DAO CHUỐT

CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỀ BÀI Chiều dài lỗ chuốt, mm

Tt Ghi chú Vật liệu chi tiết

Cấp chính xác lỗ sau khi chuốt Nguyên công trước chuốt

Đường kính danh nghĩa lỗ sau khi chuốt, mm 64 44 H7 Thép 50 Tiện rộng

II, VẬT LIỆU LÀM DAO CHUỐT Dao chuốt làm 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.

III, PHẦN RĂNG CẮT VÀ SỬ DỤNG Dao chuốt chia ra làm 5 phần lớn - Phần đầu dao (I) gồm đầu kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp, phần răng (III) gồm phần răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng. - Phần dẫn hướng phía trước (II) - Phần dẫn hướng phía sau (IV) - Phần đo (V) (thường có đối với dao chuốt dài)

3N I, PHÂN TÍCH CHI TIẾT, CHỌN SƠ ĐỒ CẮT Chọn dao với đường kính danh nghĩa lỗ sau chuốt: 64(mm) Cấp chính xác của lỗ sau chuốt: H7 Chiều dài lỗ chuốt: 44(mm) Vật liệu chi tiết: thép 50 Do đó chọn sơ đồ cắt theo sơ đồ chuốt lớp

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP - Phần răng là phần quan trọng nhất của dao chuốt nó được thiết kế trước để làm cơ sở cho các phần khác, kích thước răng, số lượng mỗi răng, đường kính các răng.

IV, LƯỢNG NÂNG CỦA RĂNG SZ Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước 1 lượng Sz gọi là lượng nâng của răng, lượng nâng thay đổi theo bước tiến dao. Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau (trừ 1 vài răng đầu tiên) trên phần răng cắt tinh, lượng nâng của răng giảm dần. Trên phần răng sửa đúng lượng nâng của răng bằng 0. Tra bảng 4.3.1 ta được lượng nâng của răng cắt thô Sz. Với dao chuôt lỗ trụ Thép các bon b 500700 (N/mm2) Sz=0,025  0,03(mm) Sau các răng cắt thô là các răng cắt tinh. Số răng cắt tinh thường chọn từ 2 5 răng. Thông thường chọn 3 răng cắt tinh, với lượng nâng lần lượt là 0,8Sz, 0,6Sz, 0,4Sz với răng cắt tinh cuối cùng không uốn nhỏ thua 0,015 (mm) để tránh hiện tượng miết kim loại. Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng bằng đường kính răng cắt tinh cuối cùng.

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP



(



)

min

1 2







min 

sd 03,0

)



(03,64

D  dmin=64,03-2.0,5= 63,03(mm) Vậy đường kính của lỗ trước khi chuốt: 63,03(mm) Lượng dư cho các răng cắt thô và răng cắt tinh

tinh

ztinh

 

 1 k ,0)4,06,08,0(





025



045

tinh

)



tinh

(045 A Lượng dư thô sẽ là:  A ,05,0

 AA



045



455

tho

tinh mm

)



(455

tho

A VI, KẾT CẤU RĂNG VÀ RÃNH Răng và rãnh được thiết kế sao cho đủ độ bền, phoi đủ bền, đủ không gian chứa phoi, tuổi bền và tuổi thọ của dao lớn và dễ chế tạo. - Profin dọc trục: Do vật liệu chi tiết có độ cứng trung bình nên tạo phoi dây. Vì vậy dạng rãnh được thiết kế có loại cung tròn nội tiếp để phoi dễ cuốn. Dạng răng và rãnh được đặc trưng bằng các thông số sau: Chiều sâu rãnh h; bước răng t; cạnh viền f; chiều rộng lưng răng c; bán kính rãnh R, r; góc trước , góc sau ; bước lưng răng . Chiều sâu rãnh hay chiều cao rãnh h, bước răng t được thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi. Nếu xem gần đúng rãnh thoát phoi như hình tròn có đường kính h thì tiết diện rãnh sẽ là:

)

2 mm (

1  . h . 4 Với 13,1 z. KSL h Tra bảng 4.3.3a với lượng nâng của răng: Sz=0,025 thép có độ cứng b=500 800(N/mm2) K=3

V, 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 . Tra bảng 3.4.2 ta xác định được kích thước lỗ trước khi cuốn (dmin) Với chiều dài lỗ: 44(mm) Đường kính lỗ sau khi chuốt: 64(mm) Lượng dư theo bán kính để chuốt lỗ trụ: 0,5(mm) Tính lượng dư:

 h

13,1

,0.44

025



053

 F

 .

,2.

2 053



(31,3

)

1 4

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

SL .



)

(

)



(1,1

025

,0.44

 F f Với L, Sz là chiều dài của chi tiết và lượng nâng của răng Các thông số khácđược tính theo công thức kinh nghiệm: * 053

 ,2).8,25,2(

 ).8,25,2( h

7484

1325







)

 t *  r

mm (5,5  ).55,05,0( h



,2).55,05,0(



053



0265



12915

)

 r *  b

mm (1,1  ).4,03,0( t



65,15,5).4,03,0(







2,2

 b

)









4,4

575

t ).8,0

65,0(

5,5).8,0

R 

 (4

65,0( mm )

* R Để tăng tuổi bền của dao mặt sau được mài theo cạnh viền f ở các răng cắt f=0,05(mm) ở các răng sửa đúng f=0,2(mm) Góc trước  Tra bảng 4.3.3b Với vật liệu gia công b=500  800(N/mm2) =120  150 Góc sau ở dao chuốt (trong) phải chọn nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại làm tăng tuổi thọ của dao, góc sau được chọn: ở răng cắt thô: =30  30.30’ Răng cắt tinh: =20 Răng sửa đúng: =10 ở đáy rãnh chia phoi: =30  50 Góc lưng răng  thường lấy 70  750 - 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). Tra bảng 4.3.3c Với đường kính dao > 50  55(mm) Số rãnh bằng 24 Ở dao chuốt lỗ, đường kính đáy rãnh Di lớn dần về phía sau 1 lượng 2.Sz=2.0,025=0,05(mm) - Số răng dao chuốt và đường kính của chúng Số răng cắt thô:

Diện tích dải phoi cuốn nằm trong rãnh sẽ là: F



1

 1

 thZ

A th S Với Ath=0,455 ,0 ,0

455 025

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

 1

z 0

50 5,5

Vậy số răng cắt thô Zth=19 răng Số răng cắt tinh Ztinh=3 Số răng sửa đúng Tra bảng 4.3.3e Với cấp chính xác H7 Zsd = 7  8 răng - Số răng cùng cắt lớn nhất

Do chi tiết quá dài Z0=8 - Đường kính các răng dao chuốt D1 = Dmin= 55,03(mm) D2 = D1 + 2.Sz = 55,03+2.0,025 = 55,08(mm) D3 = D2 + 2.Sz = 55,08+2.0,025 = 55,13(mm) ............ Dn = D1 + 2.(n-1).Sz D19 = D1 + 2.(19-1).Sz = 55,03 + 2.18.0,025 = 55,93(mm) - Số răng cắt tinh Dt1 = D19 + 2.0,8.Sz = 55,93 + 2.0,8.0,025 = 55,97(mm) Dt2 = Dt1 + 2.0,6.Sz = 55,97 + 2.0,6.0,025 = 56(mm) Dt3 = Dt2 + 2.0,4.Sz = 55 + 2.0,4.0,025 = 55,02(mm) - Số răng sửa đúng Dsd=64,03(mm). - Kiểm tra sức bền dao chuốt Sơ đồ chịu lực: Mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng. Thành phần hướng kính Py thành phần hướng vào tâm dao. Tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu thành phần lực dọc trục Pz song song với trục chi tiết. Tổng hợp các lực Pz sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao.

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

k 





]

k  [ b

P F

P .4 2  . D i 1

Lực cắt thành phần Pz tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng. Song trường hợp này ít xảy ra lực cắt tổng hợp P dễ làm dao đứt ở tiết diện đáy răng đầu tiên. Điều kiện bền xác định ở mặt cắt A-A.

k 



(5,17

)

4.92, 2

.6 

7945 924,58.

b]=350  400(N/mm2)





]

k  [ b

k  b

Di1 đường kính đáy răng đầu tiên Di1 = Dmin - 2.h = 55,03 - 2.2,053 = 50,924 (mm) P lực cắt tổng hợp khi chuốt P = q.B.Z0.K (N) q lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm) Tra bảng 4.3.3g Với lượng nâng của răng Sz = 0,025(mm). Thép hợp kim b=500  800(N/mm).  q = 178(N/mm). K trị số điều chỉnh Tra bảng 4.3.3h  K = 0,93. B tổng chiều dài lưỡi cắt của một vòng răng B = 6(mm). Nhân biểu thức với 6 vì q tính trên 1 đơn vị chiều dài  P = 6.178.6.8.0,93 = 6.7945,92(N).

 D '

]

p .4 k  .[ b

52,





,17

422

' 1

47675  200 . (45 mm )

 D 1

Tra bảng 4.4.1 ta được các thông số sau:

Cổ đỡ phía sau

d 8

Đầu kẹp a1 18

a2 1,5

f 12

a3 36

a 25

l1 115

D7 30

e7 45

f1 3

f2 3

D1 D’1 60 45

Với vật liệu làm dao là thép gió: [k VII, PHẦN ĐẦU DAO Phần đầu dao gồm đầu kẹp l1, cổ dao l2, côn chuyển tiếp l3 Xác định phần đầu kẹp p .4 2  D . Với P= 47675,52(N) k]=200(N/mm) [b

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

Tra bảng 4.9 ta được các thông số sau:

- Phần cổ dao và côn chuyển tiếp: Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ D2 = D1 - (1  3).  D2 = 60 – 2 = 58(mm). Chiều dài cổ l2 l2 = lg - l3 = (lh + lm + lb) - l3 Với lg, lh, lm, lb là: chiều dài gá, chiều rộng khe hở, chiều dày thành máy và bạc gá lh = 5  10 (mm). lm= 20  30(mm). lb = 10  15(mm). l3 chiều dài côn chuyển tiếp l3 = 0,5.D1 = 0,5.60 = 30(mm).  l2 = (10 + 25 + 15) – 30 = 30(mm). VIII, PHẦN ĐỊNH HƯỚNG PHÍA TRƯỚC L4 Phần máy dẫn hướng dao lúc bắt đầu chuốt, chiều dài l4 thường lấy (0,8  1).l l4 = (0,8  1).l = (0,8  1).50 = 40  50 vì l4  40(mm) chọn l4 = 60(mm) IX, PHẦN DẪN HƯỚNG PHÍA SAU: Đường kính phần dẫn hướng phía sau D6 = Dsd=56,03(mm) Chiều dài phần dẫn hướng (0,5  0,7)l= 22  30,8(mm) Lấy chiều dài phần dẫn hướng 30  20(mm) X, CHIỀU DÀI DAO Chiều dài dao cần nhỏ thua hành trình của máy và nhỏ thua 30.D =30.56 =1,68(m) XI, LỖ LÂM Dùng trong khi chế tạo dao, dùng khi mài sắc lại, lỗ lâm có thêm mặt côn bảo vệ 1200 để giữ cho mặt côn làm việc 600 không bị xây sát.

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

D 6 Kích thước lỗ lâm L 6 L1 3 L2 0,8 d 2,5

Góc sau của răng cắt 30’ Góc sau của răng sửa đúng 15’ Góc sau của đáy rãnh chia phoi 30’

XII, YÊU CẦU KỸ THUẬT - Vật liệu làm dao là thep P18, do dao có đường kính lớn hơn 10 (mm) nên đầu dao làm bằng thép 45. - Độ cứng phần răng, phần dẫn hướng phía sau HRC 62  65 - Độ cứng phần dẫn hướng phía trước HRC 58  62 - Độ cứng phần đầu dao HRC 45  47 - Độ nhẵn bề mặt Cạnh viền của răng sửa đúng Ra = 0,32 Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc của lỗ lâm, mặt dẫn hướng có Ra=0,65 Phần trụ ngoài của đầu dao, chia rãnh phoi có Ra = 1,25 Các mặt không mài Ra = 2,5 Sai lệch bước chiều cao răng, bán kính rãnh theo cấp chính xác Js15 - Sai lệch đường kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh cuối cùng) như sau: Với Sz =0,025 <0,04(mm) sai lệch theo hs - Sai lệch đường kính 2 răng cắt tinh cuối cùng và các răng sửa đúng lấy theo h5 - Độ đảo của các răng, các phần định hướng, phần đầu dao không vượt quá trị số tuyệt đối của dung sai đường kính tương ứng. - Sai lệch góc cho phép không được vượt quá Góc trước 20 - Cạnh viền của răng sửa đúng có chiều rộng là f = 0,2(mm)

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

Ghi chú

Lắp ghép theo yếu tố định tâm Chiều dài lỗ chuốt L2(mm) TT Yếu tố định tâm

Phần III THIẾT KẾ DAO PHAY LĂN TRỤC THEN HOA ĐỀ BÀI Lắp ghép theo b F8/e8

1,16D H7/f7 D 2P

Chiều dài trục then hoa chọn tuỳ ý

Kích thước cơ bản của then hoa

a d1 b

ZxdxD (Z số răng) r Không lớn hơn

f Không nhỏ hơn Kích thước danh nghĩa 0,3 Sai lệch giới hạn +0,2 0,2 6 3,34 22,1

TT 6x26x30 I. CÁC THÔNG SỐ TRỤC THEN HOA DÙNG CHO THIẾT KẾ DAO Các kích thước trục then hoa dùng cho thiết kế dao 1. Đường kính ngoài

Trong đó: Demax đường kính ngoài lớn nhất của trục then hoa, tức là bằng kích thước đường kính ngoài danh nghĩa cộng với sai lệch giới hạn trên. Demax=30+0,062=30,062(mm) c chiều cao cạnh vát (bán kính cung lượn r) c=0,2 De=30,063-2.0,2=29,662(mm) 2. Đường kính trong

Di=Dimin+0,25.Di(mm)

Trong đó: Dimin đường kính trong của trục then hoa có kể đến sai lệch giới hạn dưới

De=Demax-2c

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

Dimin=26+0,02=26,02(mm) Di=0,062-0,02=0,042(mm) Di=26,02+0,25.0,042=26,0305(mm) 3. Chiều dày răng B

k

k tại 1 điểm trên profin là góc hợp bởi giữa bán kính và profin tại

B=Bmin+0,25B

Sin

R 0 R k

Trong đó: Bmin chiều dày răng nhỏ nhất có kể cả sai lệch giới hạn dưới Bmin=6+0,02=6,02(mm) B dung sai chiều dày then B=0,048-0,02=0,028(mm) B=6,02+0,25.0,028=6,027(mm) 4. Góc Profin Góc profin điểm đó.



,6.

027



0135 (

)



R 0

1 2 ,26



,13

01525 (

)

1 2 D i 2

Sin



23154

 k

0305 2 0135 01525

,3 ,13

Trong đó: R0 bán kính vòng tròn nhận profin chi tiết làm tiếp tuyến

.75,0





2 e



(831,14

)



R e

D e 2

2 0 ,29 662 2 2 831,14



)



0135

(6,14

,3.75,0

 R II. XÁC ĐỊNH PROFIN DỤNG CỤ Đối với dao phay thô các trục then hoa lớn, Profin có thể được xác định theo phương pháp vẽ, phương pháp này cho độ chính xác không cao do đó Profin của dao phay lăn trục then hoa được xác định theo phương pháp giải tích. Xác định profin dụng cụ theo cung tròn thay thế. + Điều kiện thay thế

5. Bán kính tâm tích R Bán kính tâm tích chi tiết R tức là bán kính vòng tròn lăn của trục then hoa R

.2,0

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

có thể thay thế

Sin

R 0 R

Bằng giải tích, profin dụng cụ tìm được chính xác, nó có dạng đường cong phức tạp, trong điều kiện có thể. Đối với trục then hoa thoả mãn điều kiện: h 1  Do đó sau khi thay thế phải kiểm tra độ chính xác. Trong đó: h1 chiều cao dao. Khi định tâm theo đường kính ngoài h1 được tính h1=R-Ri(mm) Với R=14,6(mm) Ri=13,01525(mm) h1=14,6-13,01525=1,58475(mm) + Kích thước profin thay thế Profin dụng cụ được đặc trưng bằng các thông số thay thế . rb bán kính của vòng tròn thay thế (ứng với R=1) của profin dụng cụ. xb, yb toạ độ tâm của vòng tròn thay thế rb b sai số do thay thế gây ra Để tra được các thông số rb, xb, yb, b ở trong bảng dựa vào trị số góc profin  trên vòng tròn tâm tích.



2064

 Sin

,3 0135 6,14 Với h1 0,2.R Vì h1=1,58475(mm) R=14,6(mm) Do  không trùng với b nên lấy b nhỏ sát  để tăng khả năng gia công đến vòng đỉnh.

Với R=14,6(mm), R0=3,0135(mm)

Tra bảng ta được

Sin

STT

yb 0,111602

xb 0,463874

rb 0,4771

0,205065

b 0,00025

Tính lại bán kính tâm tích dụng cụ



R b



,14

(695

)

R b

R 0  Sin b ,3 0135 205065 ,0

Profin dụng cụ ứng với bán kinh Rb được tính: Rt = rb.Rb = 0,4771.14,695 = 7,011(mm) xt =xb.Rb = 0,463874.14,695 = 6,8168(mm)

Đối với chiều sâu rãnh trục then hoa h= 1,58475  0,12.R=0,12.14,6=1,752

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

yb = yb.Rb = 0,111602.14,695 =1,64(mm) t = b.Rb=  0,00025.14,695=  0,003674(mm) Sau khi thay thế kiểm tra lại thêm điều kiện

B  3.t

Trong đó: B = 0,028 (mm), t =  0,003674(mm)

III. KẾT CẤU DAO 1. Profin pháp tuyến. Profin pháp tuyến của dao như 1 thanh răng bao gồm profin 1 lưỡi cắt, profin của răng và chân răng… profin pháp tuyến được xác định bằng các yếu tố sau:

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP



.2 . Z

(289

,15



)

 t p

2. Bước tp bằng bước vòng của chi tiết trên bán kính tâm tích R

Trong đó: Zc số then của trục then hoa  6,14. 6









 . R

 .2 . Z

3. Chiều dày răng





4158

6,14.



2186 (

)

S p

 6,14. 6

để các đỉnh then.

045v

4. Chiều rộng rãnh răng: Wp Wp =tp - Sp = 15,289 – 9,2186=6,071(mm) 5. Chân răng Chân răng có cạnh vát Các kích thước chân răng bao gồm:

Trong đó:  góc chắn tâm chi tiết, chắn cung chiều dày răng (tính Radian) Sc chiều dài cung trên bán kính tâm tích chi tiết của then, được tính Sc = .R = 2. .R  =2.=2.0,279=0,4158

(431

6,14







)

h e

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

e max 2

- Chiều sâu vát: hv=2.f = 2.03 = 0,6(mm) Với f cạnh vát ở đỉnh then - Chiều sâu rãnh thoát đá u u = 1,5  3 chọn u = 2(mm) - Chiều rộng rãnh thoát đá: v v = tp –(Sp + 4.hv) = 15,289 –(9,2186 + 4.0,6) =3,6704(mm) Chân răng có thể vát từ đường tâm tích dụng cụ hoặc có thể vát từ một điểm cách tâm tích dụng cụ một lượng he: ,30 062 2

6. Chiều cao Profin dao: h = h1 + h2 = 1,58475 + 1,031 =2,61575(mm) Trong đó: h1 chiều cao đầu dao h1 = 1,58475(mm) h2 chiều cao chân răng h2 = hv + he = 0,6 + 0,431 =1,031(mm) Trên chiều cao h ta tiến hành hớt lưng mặt sau để tạo góc sau. 7. Chiều cao răng dao H H = h + u = 2,61575 + 2 = 4,61575(mm) 8. Profin dọc trục Trong tiết diện chiều trục, profin của dao phay được thể hiện bằng các kích thước sau: Kèm theo hình vẽ trang bên.

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

0

p Cos

196,0

Sin





a. Bước chiều trục t0

289 8305

p D

 .



Trong đó: tp: Bước pháp tuyến của dao : Góc nâng của đường vít trên đường kính trung bình tính toan Dtb. Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết và đảm bảo tuổi thọ của dao cao. đường kính trung bình được tính. Dtb= De – 2.h1 –2 Với De: đường kính ngoài của dao De = 30(mm) h1 : chiều cao đầu dao: h1 = 1,58475(mm)  Dtb = 30 – 2.1,58475 –2 =24,8305(mm) : Hệ số.   0,125 Ta tính góc nâng: t ,15 ,24.



,15

5914 (

mm )

,15 ,0

289 9806

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP







t 1

d 0 2

 2  

  

b. Chiều dài dao: L Chiều dài chung của dao: L=3.tp + (67) = 3.15,289 + 7 =52,867(mm) c. Chiều dài gờ: lg Chiều dài gờ dùng để kiểm tra dao khi gá lg= 3  4(mm)  lg = 4(mm) d. Chiều dài lỗ định vị L1 L1 = (0,24 0,33).L = 0,25.52,867 = 13,2168(mm) e. Bước rãnh thoát phoi t t = .Dtb.tang Trong đó:  Góc nghiêng của rãnh thoát phoi trên đường kính trung bình tính toán Dtb, chính bằng góc nâng  của đường răng  t = .24,8305.5,0031=15,592(mm) 9. Profin mặt đầu của dao + Đường kính ngoài De cần xác định sao cho dao đủ bền, đủ độ cứng vững và đảm bảo độ chính xác yêu cầu, Thông thường đường kính ngoài De xác định theo độ lớn của bước pháp tuyến tp và chiều sâu của rãnh thoát phoi Hn

 HH



 2

 H

91575 (

61574

 4

,11



)

Với H: chiều cao răng H=4,61575(mm) K, K1: Lượng hớt lưng lần thứ nhất và thứ hai, được thiết kế đảm bảo đủ góc sau, đủ chỗ thoát đá r: Bán kính lượn ở đáy rãnh thoát phoi r = (1  4)(mm)  r= 4(mm) p: Chiều dày vành dao thường lấy p = 0,3 do dao mới đủ bền. d0 đường kính lỗ gá, được thiết kế sao cho dao gá cứng vững, trục gá dao không bị võng khi gia công.  36,3 2

Người ta đã tiêu chuẩn hoá De, d0, L theo bước răng pháp tuyến

Trong đó: H: chiều sâu rãnh thoát phoi K

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

Tra bảng ta được:

Bước pháp tuyến tp 15,5 De 60 d0 27 L 50 Dg 40 K 3 Số răng 12

t1 :Kích thước lắp then đã được tiêu chuẩn hoá:

Tra bảng 5.4 ta được

Hình vẽ D0 (H7) b (H12) 27 6 t 1 (H12) 29,4 R 0,8

+ Đường kính lỗ không lắp ghep d1

d1 = d0 + (12) = 27+1 = 28(mm)





,11

91575

,55

6315 (

mm )

 De

27 2

 4,292  

  

để bảo đảm độ chính xác gia công

+ Đường kính gờ Dg Dg = De –2.H – (2  4) = 60- 2.11,91575 – 3 =33,1685(mm)







488

D .  Z

 60. 12

Trong đó: Zd : số răng của dao phay, được chọn sao cho số răng đủ bền, đủ không gian chứa phoi, trị số Zd phụ thuộc đường kính ngoài De. Sau khi tính K, người ta quy tròn K là số nguyên để chế tạo cam hớt lưng. 12. Lượng hớt lưng K1 Ở dao phay có mài mặt sau, người ta tiến hành hớt lưng kép ở mặt sau. Lượng hớt lưng K1 được lấy trong khoảng

10. Góc trước  thường chọn 00 11. Góc sau  Góc sau  thường chọn = 90  100. Trên bản vẽ người ta không ghi góc sau  Mà ghi độ đúng K của mặt sau. Giữa chúng có liên hệ:

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

K1 = (1,2  1,5)K = 1,2.3=3,6 13. Rãnh thoát phoi  Góc  cần chọn đủ lớn để đủ không gian thoát phoi, đủ thời gian để lùi dao khi tiện và mài hớt lưng, thông thường  chọn bằng 300 IV. ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT DAO PHAY LĂN TRỤC THEN HOA

CÁC ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT

- Vật liệu làm dao thép gió P18 độ cứng sau khi nhiệt luyện HRC 62  65 Dao phay có 2 cấp chính xác + Cấp A để gia công tinh + Cấp Б để gia công thô, có chứa lượng dư mài trục then hoa. - Độ chính xác của dao được kiểm tra theo các yếu tố kết cấu của dao và theo mẫu (vành then hoa) được cắt bằng dao phay. - Độ không chính xác của các yếu tố kết cấu của dao cấp chính xác A không được vượt qúa các trị số cho trong bảng. Với tp = 4,867(mm)

Các thông số cần kiểm tra

1 Sai lệch bước chiều trục 2 Sai lệch tích luỹ giới hạn của bước trên chiều dài hai

Sai lệch giới hạn, mm khi bước răng đo trong tiết diện pháp tuyến mm  10  0,010  0,015

bước

3 Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài của dao

0,02

phay

4 Sai lệch giới hạn của mặt trước (của rãnh thoát

0,04

phoi) theo phương hướng kính trên chiều cao profin

Tra bảng ta được

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP

răng

5 Sai lệch giới hạn bước vít của bề mặt trước của răng 60 (của rãnh thoát phoi)

6 Sai lệch tích luỹ giới hạn của bước vòng 7 Hiệu số giới hạn của các bước vòng kề nhau 8 Hiệu số khoảng cách từ đỉnh răng đến trục dao phay 0,06 0,04 0,015

phân bố theo rãnh thoát phoi 9 Độ đảo hướng kính vành gờ 10 Độ đảo mặt đầu của vành gờ 0,015 0,01

- Độ nhám mặt trước, mặt sau, mặt đầu của gờ lấy theo

Ra  0,63 mặt ngoài của gờ Ra  1,25 mặt dễ định vị

1 chiều dày đỉnh răng 2

- Những răng thiếu có chiều dày đỉnh răng nhỏ nhỏ hơn

nguyên cần được cắt bỏ. - Kích thước và dạng profin dao phay được kiểm tra bằng cách đo vành then hoa do dao phay cắt ra. Nếu kích thước vành then hoa nằm trong phạm vi dung sai coi như dao có độ chính xác đạt yêu cầu. Sự xê dịch mặt bên của then so với trục đối xứng của then (đi qua tâm chi tiết nhỏ

2 dung sai chiều 3

1 dung sai chiều rộng then. Độ thẳng của then nhỏ thua 2 rộng then)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hướng dẫn làm bài tập dung sai - Ninh Đức Tốn - Đỗ Trọng Hùng 2. Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại - Đậu Lê Xin – Lê Minh Ngọc – Nguyễn Duy 3. Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Dao cắt – Trịnh Khắc Nghiêm 4. Thuyết minh đồ án môn học thiết kế dụng cụ công nghiệp - Đậu Lê Xin

thua

MỤC LỤC

Phần I Thiết kế dao tiện định hình Phần II Thiết kế dao chuốt Phần III Thiết kế dao phay lăn trục then hoa Tài liệu tham khảo Mục lục

1 8 16 27 28

Đồ án môn học THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT CÔNG NGHIỆP