›

Đồ án môn học Thiết kế dao - Đào Công Phúc

pdf 25 trang yendo 5080
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án môn học Thiết kế dao - Đào Công Phúc", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_mon_hoc_thiet_ke_dao_dao_cong_phuc.pdf

Nội dung text: Đồ án môn học Thiết kế dao - Đào Công Phúc

  1.  Đồ án môn học Thiết kế dao Đồ án môn học: Thiết kế dao Họ và Tên: Đào Công Phúc Lớp: CTM3 - K50 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  2.  Đồ án môn học Thiết kế dao Câu 1: Tính toán thiết kế dao tiện định hình hình lăng trụ để gia công chi tiết như hình vẽ (dao có phần chuẩn bị cắt đứt) với các thông số sau: 2 Vật liệu gia công: phôi thanh tròn thép C45 có b 600N / mm 28 33 47 36 38 14 17 25 30 36 1, Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công: - So với dao tiện đơn dao tiện định hình đảm bảo độ đồng nhất profin chi tiết trong quá trình gia công, năng suất cao, tuổi thọ dao lớn, số lượng phế phẩm ít, mài sắc lại đơn giản, được sử dụng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối - Chi tiết cần gia công được hình thành bởi các bề mặt định hình tròn xoay trụ và côn, profin chi tiết không quá đặc biệt (góc sau trong tiết diện pháp tuyến với lưỡi cắt 0 0 0 NN: 0 , hoặc NN   3  5 ), bề mặt gia công không yêu cầu độ chính xác cao. Do đó ta chọn dao tiện định hình hình lăng trụ để gia công chi tiết, dao được gá thẳng - Dao tiện định hình hình lăng trụ được kẹp chặt bằng mang cá và vít giữ, độ cứng vững cao hơn dao hình tròn. Góc sau của dao tiện định hình hình lăng trụ có thể chọn được lớn hơn, gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn so với dao hình tròn nhưng dao tiện định hình hình tròn lại dễ chế tạo hơn (mặt tròn xoay dễ chế tạo hơn mặt lăng trụ) 2 - Vật liệu chế tạo chi tiết: thép C45 cób 600N / mm , phôi thanh thép tròn (có phần chuẩn bị cắt đứt) 2, Chọn điểm cơ sở: Góc trước và góc sau tại các điểm khác nhau trên lưỡi cắt dao tiện định hình không bằng nhau, tại các điểm trên lưỡi cắt càng xa tâm chi tiết thì góc sau càng lớn, góc trước càng nhỏ. Vì vậy để đảm bảo góc sau tại các điểm trên lưỡi cắt không quá nhỏ, điểm cơ sở khi thiết kế dao tiện định hình thường được chọn trùng với điểm của chi tiết có bán kính nhỏ nhất hay điểm gần tâm chi tiết nhất 3, Chọn thông số hình học của dao: Đào Công Phúc CTM3 - K50
  3.  Đồ án môn học Thiết kế dao 2 Với vật liệu gia công là thép C45,b 600N / mm , dựa vào bảng 3.4 ta chọn góc trước, góc sau tại điểm cơ sở :  250 ; 12 0 4, Sơ đồ tính toán: Chọn điểm I (1, 1’) (điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất) làm điểm cơ sở. Qua điểm 1 trên hình chiếu đứng vẽ mặt trước T hợp với phương ngang một góc 250 . Mặt trước T cắt các vòng tròn có bán kính r1, r 2 , r 3 tại các điểm 1, 2, 3 trên lưỡi cắt dao Khoảng cách từ điểm 1 tới các điểm 2, 3 là chiều cao profin lưỡi cắt theo mặt trước2,  3 Từ các điểm 2, 3 trên lưỡi cắt dao hạ các đoạn thẳng vuông góc với mặt sau ứng với điểm 1 được chiều cao profin lưỡi cắt trong tiết diện vuông góc với mặt sau 0 0 0 h1, h 2 Các điểm 1, 2, 3 trên lưỡi cắt ứng với các điểm 1 , 2 ,3 của profin chi tiết Tính toán cho điểm 2: 2 B 2 C 2; B 2 r 2 cos  2 ; C 2 r 1 cos  2 B 2 C 2 r 2cos  2 r 1 cos  r1 A r1sin r 2 sin  2  2 acr sin sin  r2 h2  2 cos  Với một điểm i bất kì tương ứng với bán kính ri ta có các công thức: i B i C r icos  i r1 cos  r1 i acr sin sin  ri hi  i cos  Tính toán cụ thể cho từng điểm trên profin chi tiết: +, Điểm 2 : r2 16,5 mm r1 14 0 0 2 acrsin sin  acr sin sin 25 21,01 r2 16,5 0 0 2 B 2 C r 2cos  2 r 1 cos  16,5cos (21,01 ) 14cos 25 2,7144 mm 0 0 h2  2 cos  2,7144cos 12 25 2,1678 mm +, Điểm 3: r3 18 mm r1 14 0 0 3 acrsin sin  acr sin sin 25 19,19 r3 18 0 0 3 B 3 C r 3cos  3 r 1 cos  18cos (19,19 ) 14cos 25 4,3115 mm 0 0 h3  3 cos  4,3115cos 12 25 3,4433 mm +, Điểm 4: r4 19 mm r1 14 0 0 4 acrsin sin  acr sin sin 25 18,14 r4 19 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  4.  Đồ án môn học Thiết kế dao 0 0 4 B 4 C r 4cos  4 r 1 cos  19cos(18,14 ) 14cos 25 5,3670 mm 0 0 h4  4 cos  5,3670cos 12 25 4,2863 mm Đào Công Phúc CTM3 - K50
  5.  Đồ án môn học Thiết kế dao B 2 C  2 A 1 2 3 O 4   2 h d2 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  6.  Đồ án môn học Thiết kế dao Bảng kết quả tính toán profin dụng cụ: Thông số Điểm i ri sin i cos i  i C Bi  i hi 1 14 0,4226 0,9063 250 12,6883 2 16,5 0,3586 0,9335 21,010 15,4027 2,7144 2,1678 3 18 0,3287 0,9444 19,190 16,9998 4,3115 3,4433 4 19 0,3114 0,9503 18,140 18,0553 5,3670 4,2863 5, Chọn sơ bộ kết cấu dao: Chiều sâu lớn nhất của chi tiết gia công: d d t r r max min () mm max max min 2 Trong đó rmax, r min là bán kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết gia công d d 38 28 t max min 5() mm max 2 2 Tra bảng (3.2.a) ta được kết cấu và kích thước của dao tiện định hình hình lăng trụ: Phần cắt Phần kẹp tmax B H E A F r d M 5 14 75 6 20 10 0,5 6 29,46 6, Kích thước phần phụ của profin dụng cụ: Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt. Kích thước phần phụ của dụng cụ bao gồm: d a f 1 c L c b L Chiều rộng lưỡi cắt phụ: a = 1,5 Chiều rộng phần lưỡi cắt xén mặt đầu: f = 1 0 Góc vát tiện đứt 1 = 45 Chiều cao lưỡi cắt phần cắt đứt: t tmax = 5 Chiều rộng lưỡi cắt phần cắt đứt: g = 3; c = g + f +1 = 5 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  7.  Đồ án môn học Thiết kế dao Chiều rộng phần lưỡi cắt không tham gia cắt b = 1,5 0 Góc vát = 45 ; d =(c-g)tg 1 + 2 = 4 Chiều rộng phần cắt của lưỡi cắt Lc = 37 Chiều rộng dao L = Lc + a + b + d + c = 37 + 1,5 + 1,5 + 4 + 5 = 49 Chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước  i 14 17 25 2,7144 4,3115 30 5,3670 36 Chiều cao profin dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau hdi 14 17 25 2.1678 3,4433 30 4,2863 36 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  8.  Đồ án môn học Thiết kế dao 0, 32 o 7 2 ±1 75 0,63 49±1 14 R 0,5 0,63 10 0,63 -0,1 Ø6 6 6 0 ° ± 20 1 ' 5 5 ' 1 0 ± 3 , ° 6 0 ,6 -0,05 3 6 0 29,46 Điều kiện kĩ thuật: 1, Vật liệu làm dao: thép gió P18; vật liệu làm thân: thép C45 2, Độ cứng sau nhiệt luyện: 62 – 65 HRC 3, Sai lệch các góc không quá 15’ 30’ 4, Trên phần cắt không có vết cháy, vết gợn, vết nứt 5, Nhãn hiệu dao: DTDHLT N 0 22 120 ;  25 0 ;P 18; DHBKHN Đào Công Phúc CTM3 - K50
  9.  Đồ án môn học Thiết kế dao Câu 2: Tính toán thiết kế dao phay định hình có góc trước  0 để gia công chi tiết như 2 hình vẽ. Vật liệu chi tiết gia công 40X, có b 650N / mm R 20 19 16 10 30 1, Phân tích chi tiết, chọn loại dao gia công: - Chi tiết cần gia công có dạng rãnh, profin phức tạp gồm các đoạn thẳng và cung tròn - Dao phay hớt lưng đảm bảo được profin lưỡi cắt không đổi và đồng nhất trong quá trình sử dụng khi mài sắc lại theo mặt trước, tính vạn năng cao, năng suất cao, không yêu cầu gá đặt phức tạp, không đòi hỏi thợ bậc cao. Do đó, dao phay hớt lưng chủ yếu được sử dụng để gia công các bề mặt định hình - Chi tiết không yêu cầu độ chính xác cao, do đó chỉ cần hớt lưng một lần - Để giảm nhẹ lực cắt, chọn góc trước  0o - Chiều cao ở những điểm mút của profin khác nhau ít, hơn nữa, chế tao rãnh đáy thẳng (đáy rãnh làm song song với trục) dễ dàng hơn rãnh vát (đáy rãnh làm nghiêng với trục dao) Từ đó, ta chọn dao phay định hình có góc trước 0o , hớt lưng một lần, đáy rãnh thẳng để gia công chi tiết 2, Chọn điểm cơ sở: Đối với dao phay định hình, càng gần tâm góc sau càng tăng, do đó để đảm bảo góc sau tại các điểm trên lưỡi cắt không quá nhỏ, điểm cơ sở khi thiết kế dao phay định hình thường được chọn trùng với các điểm trên chi tiết nằm xa tâm dao nhất (các điểm có chiều cao profin lớn nhất) 3, Chọn thông số hình học của dao: 2 Với vật liệu gia công 40X, cób 650N / mm , theo bảng 2-V chọn: +, Góc trước  15o o +, Góc sau chính n 12 o +, Góc sau phụ 1 8 Chiều cao lớn nhất của profin chi tiết hmax 19 mm , tra bảng 9-V được đường kính lớn nhất của dao phay D 140 mm 100 mm . Do đó dao phay phải làm răng hàn (Vật liệu thân dao: thép 45X, vật liệu răng dao: P18). Tra bảng 11-V ta được: +, Đường kính đỉnh dao D 160 mm +, Lượng hớt lưng K 8,5 mm +, Số răng Z = 10 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  10.  Đồ án môn học Thiết kế dao 4, Tính toán chiều cao profin dao trong tiết diện chứa trục dao phay Sơ đồ tính: Trục dao phay  1 r 1  Đường cong hớt lưng đỉnh R r 2 profin chi tiết o o 1 1' 1 2o o 2 2 1 1 1 h d e 2 profin dao e 2' o o o o 4 3 4 3 Đường cong hớt lưng tại điểm 1 1 h dt Profin chi tiết trong tiết diện trùng mặt trước Profin chi tiết được biểu diễn bởi các điểm 10 , 2 0 ,3 0 , 4 0 trên hai hình chiếu theo phương vuông góc với trục dao và theo phương trùng với trục dao, chiều cao chi tiết ứng với 0 10 10 0 điểm 1 là hc : hc E1 R r1 0 Trong đó R là bán kính đỉnh dao lớn nhất và r1 là bán kính ứng với điểm1 . Khi 0 , mặt trước của lưỡi cắt nằm trong mặt phẳng ET hợp với EO một góc . Điểm 1’ trên lưỡi 0 cắt khi gia công điểm1 trên profin chi tiết nằm trên vòng tròn bán kính r1 và nằm trên mặt trước.Vậy điểm 1’ trên lưỡi cắt là giao điểm của vòng tròn bán kính r1 và mặt trước ET. Từ điểm 1’ vẽ đường cong hớt lưng Acsimet song song với đường cong hớt lưng ở đỉnh. Chiều cao profin răng dao trong tiết diện qua trục là 1' e1 , nằm trong mặt phẳng chiều trục e1 1' 0 . Để thiết kế dao phay định hình khi  0 cần phải tính chiều cao profin dao trong tất cả các điểm tương ứng với các điểm trên profin chi tiết.Từ sơ đồ tính ta có: Đào Công Phúc CTM3 - K50
  11.  Đồ án môn học Thiết kế dao 1 hd e1 1' E 1 ' e1 1' e 1 1' Kx 1 ' 0 10 e1 1' R r 1 E 1 hc 1 10 0 1 0 hd h c 1 1 h c Kx1 KZ Kx  13600 1 Trong tam giác OE1’ tao có: r R 1 sin sin(   ) 1 R 1 arcsin( sin  )  r1 Một cách tổng quát, ứng với mỗi điểm i, tương ứng với bán kính ri ta có: R i arcsin( sin  )  ri KZ Kx  i360o i i i0 hd h c Kx i Ta thấy profin chi tiết có 1 đoạn cung tròn, do đó profin dao cũng có 1 đoạn cung tròn tương ứng. Nếu tính toán chính xác thì số lượng điểm tính toán sẽ lớn vì thế sẽ rất phức tạp, để đơn giản cho việc tính toán ta sẽ chia cung tròn thành 6 phần và tính toán chiều cao profin dao tại 7 điểm tương ứng. 1 O R 2  9 8 c h 7 2 6 5 4 3 5 c l5 h h2 16 Ta có:  arcsinc arcsin 53,1301o R 20 Tính chiều cao profin chi tiết các điểm 5, 6, 7, 8, 9 5 5 53,1301o h5 h 2 R.sin 16 20sin 2,0379 c c 6 6 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  12.  Đồ án môn học Thiết kế dao 4 4 53,1301o h6 h 2 R.sin 16 20sin 4,4087 c c 6 6 3 3 53,1301o h7 h 2 R.sin 16 20sin 7,0557 c c 6 6 2 2 53,1301o h8 h 2 R.sin 16 20sin 9,9160 c c 6 6  53,1301o h9 h 2 R.sin 16 20sin 12,9213 c c 6 6 Tính chiều dài l i: l1 0; l 4 10 mm ; l 3 22 mm 5 5 53,1301o l 10 R .cos 10 20cos 24,3199 mm 5 6 6 4 4 53,1301o l 10 R .cos 10 20cos 26,2985 mm 6 6 6 3 3 53,1301o l 10 R .cos 10 20cos 27,8885 mm 7 6 6 2 2 53,1301o l 10 R .cos 10 20cos 29,0522 mm 8 6 6  53,1301o l 10 R .cos 10 20cos 29,7616 mm 9 6 6 Tính toán chiều cao profin dao trong tiết diện chiều trục của dao: +, Điểm 1: R 80 o o o 1 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 4,8424 r1 80 19 KZ 8,5 10 Kx  4,8424o 1,1434 mm 1360o 1 360 o 1 10 hd h c Kx1 19 1,1434 17,8566 mm +, Điểm 2: R 80 o o o 2 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 3,8762 r2 80 16 KZ 8,5 10 Kx  3,8762o 0,9152 mm 2360o 2 360 o 2 20 hd h c Kx2 16 0,9152 15,0848 mm +, Điểm 3, điểm 4: Đào Công Phúc CTM3 - K50
  13.  Đồ án môn học Thiết kế dao R 80 o o o 3  4 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 0 r3 80 0 KZ 8,5 10 Kx Kx  0o 0 mm 3 4360o 3 360 o 3 4 30 hd h d h c Kx2 0 0 0 mm +, Điểm 5: R 80 o o o 5 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 0,4017 r5 80 2,0379 KZ 8,5 10 Kx  0,4017o 0,0948 mm 5360o 5 360 o 5 50 hd h c Kx5 2,0379 0,0948 1,9431 mm +, Điểm 6: R 80 o o o 6 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 0,8973 r6 80 4,4087 KZ 8,5 10 Kx  0,8973o 0,2119 mm 6360o 6 360 o 6 60 hd h c Kx6 4,4087 0,2119 4,1968 mm +, Điểm 7: R 80 o o o 7 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 1,4904 r7 80 7,0557 KZ 8,5 10 Kx  1,4904o 0,3519 mm 7360o 7 360 o 7 70 hd h c Kx7 7,0557 0,3519 6,7038 mm +, Điểm 8: R 80 o o o 8 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 2,1838 r8 80 9,9160 KZ 8,5 10 Kx  2,1838o 0,5156 mm 8360o 8 360 o 8 80 hd h c Kx8 9,9160 0,5156 9,4004 mm +, Điểm 9: R 80 o o o 9 arcsin( sin  )  arcsin( sin15 ) 15 2,9794 r9 80 12,9213 KZ 8,5 10 Kx  2,9794o 0,7035 mm 9360o 9 360 o 9 90 hd h c Kx9 12,9213 0,7035 12,2178 mm Đào Công Phúc CTM3 - K50
  14.  Đồ án môn học Thiết kế dao i Chiều cao profin dao trong tiết diện chiều trục hd 30 1 O 2 9 8 7 4,1968 17,8567 1,9431 6 15,0848 5 12,2178 9,4004 4 3 6,7038 10 22 24,3199 26,2985 27,8885 29,0522 29,7616 5, Tính toán chiều cao profin dao phay trong tiết diện trùng với mặt trước: Chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước được dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo có đạt yêu cầu hay không. Từ sơ đồ tính, với điểm i bất kì, công thức tính chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước: R.sin (R hi ).sin arcsin  i c i i r.sin ( R h ).sin  R hc h i i c i dt sin sin  sin  Tính toán cụ thể cho từng điểm +, Điểm 1: r .sin (R h1 ).sin (80 19).sin 4,8424o h1 1 1 c i 19,8957 mm dt sin sin  sin15o +, Điểm 2: r .sin (R h2 ).sin (80 16).sin 3,8762o h2 2 2 c 2 16,7160 mm dt sin sin  sin15o +, Điểm 3, 4: r.sin ( R h3 ).sin  (80 0).sin 0o h3 h 4 3 3 c 3 0 mm dt dt sin sin  sin15o Đào Công Phúc CTM3 - K50
  15.  Đồ án môn học Thiết kế dao +, Điểm 5: r.sin ( R h5 ).sin  (80 2,0379).sin 0,4017o h5 5 5 c 5 2,1118 mm dt sin sin  sin15o +, Điểm 6: r.sin ( R h6 ).sin  (80 4,4087).sin 0,8973o h6 6 6 c 6 4,5738 mm dt sin sin  sin15o +, Điểm 7: r.sin ( R h7 ).sin  (80 7,0557).sin1,4904o h7 7 7 c 7 7,3301 mm dt sin sin  sin15o +, Điểm 8: r.sin ( R h8 ).sin  (80 9,9160).sin 2,1838o h8 8 8 c 8 10,3185 mm dt sin sin  sin15o +, Điểm 9: r.sin ( R h9 ).sin  (80 12,9213).sin 2,9794o h9 9 9 c 9 13,4710 mm dt sin sin  sin15o i Chiều cao profin dao trong tiết diện trùng với mặt trước hdt 30 1 O 2 9 8 7 4,5738 19,8957 2,1118 6 16,7160 5 13,4710 10,3185 4 3 7,3301 10 22 24,3199 26,2985 27,8885 29,0522 29,7616 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  16.  Đồ án môn học Thiết kế dao i Bảng kết quả tính toán: chiều cao profin dao trong tiết diện chiều trục hd trong tiết i diện trùng với mặt trước hdt i i i Điểm li hc hd hdt 1 0 19 17,85665 19,89566 2 30 16 15,08479 16,71598 3 22 0 0 0 4 10 0 0 0 5 24,3199 2,0379 1,943058 2,111773 6 26,2985 4,4087 4,196835 4,573819 7 27,8885 7,0557 6,703811 7,330144 8 29,0522 9,9160 9,40037 10,31850 9 29,7616 12,9213 12,21783 13,47098 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  17.  Đồ án môn học Thiết kế dao 10 0,63 8 3 , 5 5 ° 42 3 42 15° +0,1 10+0,3 1x45o 1 8 8 27 -0,1 ,0 +0,62 +0 60 80 0 Ø Ø 160 4 Ø 43,5 Ø 1 R 0,32 5 7 R 1 ° 25 32±0,2 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  18.  Đồ án môn học Thiết kế dao Câu 3: 1, Phân tích chi tiết, chọn sơ đồ cắt, chọn dao gia công: Sơ đồ cắt cần chọn sao cho dao dễ chế tạo, chi tiết sau khi chuốt phải đảm bảo được yêu cầu kĩ thuật Gia công bằng dao chuốt cho năng suất cao, đạt được độ chính xác cấp 7-8, độ nhẵn bề mặt cao Ra 1,25 m đôi khi đặt được Ra 0,63  0,32 m , tuổi bền giữa hai lần mài sắc và tuổi thọ dao cao. Lỗ then hoa chữ nhật thường được cắt theo sơ đồ chuốt ăn dần (chế tạo dao dễ dàng, profin dao khác profin chi tiết, chất lượng bề mặt thấp hơn chuốt lớp nhưng cao hơn chuốt nhóm). Khi gia công lỗ then hoa thường dùng dao chuốt kéo Vật liệu làm dao chuốt: Phần đầu dao (phần cán) làm bằng thép kết cấu, phần phía sau (từ phần định hướng phía trước trở về sau) làm bằng thép gió P18 2, Phần răng cắt và phần sửa đúng Phần răng cắt là phần quan trọng nhất của dao chuốt, nó được thiết kế trước để làm cơ sở tính toán cho các phần khác.Thiết kế phần răng cắt bao gồm: xác định dạng profin của răng, kích thước răng, số lượng mỗi dạng răng, đường kính các răng 2.1, Lượng nâng răng Sz Ở dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước một lượng Sz gọi là lượng nâng của răng. Lượng nâng răng thay cho bước tiến dao. Trên phần răng cắt thô, các răng có lượng nâng bằng nhau (trừ một vài răng đầu tiên ). Trên phần răng cắt tinh lượng nâng các răng giảm dần, trên phần răng sửa đúng Sz 0 . Trị số lượng nâng của răng cắt thô Sz phụ thuộc vào vật liệu gia công, dạng lỗ gia công. Tra bảng 4.3.1 được lượng nâng của răng cắt thô Sz (tính về một phía) Sz 0,05 mm Chọn 3 răng cắt tinh, với lượng nâng lần lượt là S 0,8 S 0,8 0,05 0,04 mm z1 z S 0,6 S 0,6 0,05 0,03 mm z2 z S 0, 4 S 0, 4 0,05 0,02 mm z3 z Sau răng cắt tinh cuối cùng là răng sửa đúng. Đường kính các răng sửa đúng bằng đường kính răng cắt tinh cuối cùng 2.2, Lượng dư gia công +, Công thức tính lượng dư gia công: 1 A D d 2 sd min Đào Công Phúc CTM3 - K50
  19.  Đồ án môn học Thiết kế dao Trong đó: A: Lượng dư theo bán kính Dsd : Đường kính răng sửa đúng. Coi sau khi chuốt chi tiết không bị lay rộng hoặc bị co, đường kính răng sửa đúng chính là đường kính lớn nhất của lỗ sau khi chuốt, kể cả sai lệch giới hạn trên Then hoa được lắp định tâm theo đường kính ngoài D, kiểu lắp ghép 32H8/e8. Vậy : Dsd D max ct 32 0,039 32,039 mm Đường kính dmin lấy bằng đường kính trong của lỗ then trừ đi sai lệch giới hạn dưới. Then hoa được lắp định tâm theo D, miền dung sai của đường kính không định tâm d được tra theo TCVN 2244-99: 26H11. Vậy: dmin d min ct 0 26 0 26 mm 1 1 A D d 32,039 26 3,0195 mm 2sd min 2 3 +, Lượng dư gia công tinh: A S S S S 0,04 0,03 0,02 0,09 mm tinh zk z1 z 2 z 3 k 1 +, Lượng dư gia công thô: Atho A A tinh 3,0195 0,09 2,9295 mm 2.3, Kết cấu răng và rãnh: a, Profin dọc trục: Kết cấu răng và rãnh thể hiện rõ trong tiết diện dọc trục. Với vật liệu gia công 40Cr, độ cứng lớn, khi chuốt sẽ tạo ra phoi vụn, phoi xốp, vì thế dạng rãnh của dao chuốt có một cung tròn, lưng răng thẳng để tăng sức bền của răng. 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 b; bán kính R,r; góc trước ; góc sau 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 diện tích của rãnh sẽ là: 1 F h2() mm 2 4 2 Diện tích dải phoi cuối nằm trong rãnh: Ff L S z () mm L: chiều dài chi tiết L 0,92 d 0,92 26 23,92 mm Sz : lượng nâng của răng Sz 0,05 mm Khi cuốn vào trong rãnh, phoi không xếp được khít chặt. Để phoi cuốn hết vào rãnh mà không bị kẹt, cần đảm bảo tỉ số: F f 4.L.S Z 2 K >1 Fn .h h 1,13 L SZ K 1,13 23,92 0,05 3,5 2,312 mm . Chọn h 2,5 mm Các thông số khác được tính theo kinh nghiệm như sau: t = (2,5 ÷ 2,8)h = 6,25 ÷ 7 chọn t = 7mm r = (0,5 ÷ 0,55)h = 1,25 ÷ 1,375 chọn r = 1,5mm b = (0,3 ÷ 0,4)t = 2,1 ÷ 2,8 chọn b = 2,5mm R = (0,65 ÷ 0,8)t = 4,55 ÷ 5,6 chọn R = 5,5mm Để tăng tuổi bền của dao, mặt sau được mài theo cạnh viền f. Ở các răng cắt f 0,05 mm , ở răng sửa đúng f 0,2 mm Đào Công Phúc CTM3 - K50
  20.  Đồ án môn học Thiết kế dao +, Góc trước  được chọn theo vật liệu gia công (bảng 4.3.3.b): 15o +, Góc sau của dao chuốt được chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại. Góc sau được chọn như sau: Ở răng cắt thô: 3o Ở răng cắt tinh: 2o Ở răng sửa đúng: 1o Ở đáy rãnh chia phoi: 5o +, Góc lưng răng  70o b, Profin mặt đầu (trong tiết diện vuông góc với trục): Do chiều rộng then hoa b = 6mm nên không cần chia lưỡi cắt dao chuốt trong tiết diện chiều trục thành những rãnh cuốn phoi. Đường kính đáy trượt Dt không thay đổi trong suốt cả phần có răng, giá trị Dt lấy bằng đường kính phần định hướng phía trước với sai lệch e8. Để làm giảm ma sát giữa lưỡi cắt với thành lỗ then hoa người ta thiết kế cạnh 0 viền f với góc nghiêng phụ 1 (trị số f = 0,8 ÷1 mm, 1 2 ), bắt đầu từ răng thứ k trở về sau .Trị số k được xác định từ biểu thức : f 1 k 20 Sz 0,05 Để thoát đá khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ của dao, chân răng có rãnh thoát đá với bán kính lượn r = 0,5 ÷1 mm có tâm nằm trên đường kính đáy trượt Dt. c, Số răng dao chuốt: Số răng cắt thô: Ath 2,9295 Ath 2,9295 Zth 1 1 58 1 59 (răng); 58,59 Sz 0,05 Sz 0,05 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  21.  Đồ án môn học Thiết kế dao Atho Phần lẻ của phép chia q Atho S z 2,9295 0,05 58 0,0295 0,015 mm , Sz ta sẽ lấy thêm 1 răng cắt thô nữa. Vậy số răng cắt thô là 60 răng d, Số răng cùng cắt lớn nhất: L 0,92 26 Z 1 1 4,34 (răng) o t 7 L: chiều dài chi tiết gia công t: bước răng e, Đường kính các răng dao chuốt: +, Răng cắt thô: D1 D min 26 mm D D 2 q 26 2 0,0295 26,059 mm 2 1 D3 D 2 2 Sz 26,059 2 0,05 26,159 mm D4 D 3 2 Sz 26,159 2 0,05 26, 259 mm +, Răng cắt tinh: D D 2 S 31,859 2 0,04 31,939 mm tinh160 z 1 D D 2 S 31,939 2 0,03 31,999 mm tinh2 tinh 1 z 2 D D 2 S 31,999 2 0,02 32,039 mm tinh3 tinh 2 z 3 +, Răng sửa đúng: Tra bảng 4.3.3e: Với chuốt lỗ then hoa số răng sửa đúng DDDDDD 64 65 66 67 68 tinh3 Răng Đường kính Răng Đường kính Răng Đường kính 1 26 24 28,259 47 30,559 2 26,059 25 28,359 48 30,659 3 26,159 26 28,459 49 30,759 4 26,259 27 28,559 50 30,859 5 26,359 28 28,659 51 30,959 6 26,459 29 28,759 52 31,059 7 26,559 30 28,859 53 31,159 8 26,659 31 28,959 54 31,259 9 26,759 32 29,059 55 31,359 10 26,859 33 29,159 56 31,459 11 26,959 34 29,259 57 31,559 12 27,059 35 29,359 58 31,659 13 27,159 36 29,459 59 31,759 14 27,259 37 29,559 60 31,859 15 27,359 38 29,659 61 31,939 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  22.  Đồ án môn học Thiết kế dao 16 27,459 39 29,759 62 31,999 17 27,559 40 29,859 63 32,039 18 27,659 41 29,959 64 32,039 19 27,759 42 30,059 65 32,039 20 27,859 43 30,159 66 32,039 21 27,959 44 30,259 67 32,039 22 28,059 45 30,359 68 32,039 23 28,159 46 30,459 f, Kiểm ra sức bền dao chuốt: Sơ đồ lực tác dụng: mỗi răng cắt của dao chịu 2 lực thành phần tác dụng.Thành phần hướng kính Py hướng vào tâm dao.Tổng hợp các lực Py của các răng sẽ triệt tiêu, thành phần dọc trục Pz song song với trục chi tiết. Tổng hợp các lực chiều trục Pz sẽ là lực chiều trục P tác dụng lên tâm dao. Lực cắt Pz 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. Điều kiện bền kéo xác định ở mặt cắt đáy răng đầu tiên: k Pmax 4.P k  b 2 [ b ] F .Dd1 Trong đó: D : đường kính đáy răng đầu tiên; D D 2 h 26 2 2,5 21 mm d1 d1 1 Pmax : lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt Pmax q B Z o K q: lực cắt trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm) phụ thuộc vào vật liệu gia công. Tra bảng 4.3.3g q = 209 N/mm K: trị số điều chỉnh lực cắt; K= K .K m .K d Tra bảng 4.3.3h ta có: K 0,93; K m K d 1 K= 0,93 B: tổng chiều dài lưỡi cắt của 1 vòng răng (mm) B = Z.b = 6.6= 36 (mm) Zo: số răng cùng cắt; Zo= 4,34 k 2 Dao làm bằng thép gió:  b  350  400N / mm Đào Công Phúc CTM3 - K50
  23.  Đồ án môn học Thiết kế dao Pmax q. B . Z o . K 209 36 4,34 0,93 30368,3688 N 4 30368,3688  k 87,68N / mm2 < k  300  400N / mm 2 b .212 b Vậy dao thỏa mãn điều kiện bền 2.4, Phần đầu dao: a, Phần đầu kẹp: Phần đầu dao kẹp được tiêu chuẩn hoá. Để chọn được kích thước hợp lý, phần đầu kẹp được xác định theo điều kiện bền kéo : k 4.Pmax k  b ' 2 [ b ] .(D1 ) Trong đó: Pmax: lực kéo lớn nhất tác dụng lên dao chuốt. Pmax = 29641,8528 N k k  b  : giới hạn bền kéo của thép 45;  b =200 N/mm ' 4.Pmax 4 30368,3688 D1 k 13,9 mm .[ b ] .200 Tra bảng 4.4.1 ta có kích thước phần đầu dao: Phần đầu kẹp D1 D1’ d f a a1 a2 a3 L1 20 15 4 5 16 10 0,5 28 70 b, Phần cổ dao và phần côn chuyển tiếp: Phần cổ dao dùng để nối dài dao cho thuận lợi khi chuốt. Đường kính cổ: D2 = D1 – (1  2) = 20 – (1  2) = (18  19) mm. Chọn D2 = 18 mm Chiều dài cổ: LLLLLLL2 g 3 () h m b 3 Trong đó: Lh : chiều dài gá; Lh = (5  10)mm; chọn Lh = 10mm. Lm : chiều rộng khe hở; Lm = (20  30)mm; chọn Lm = 30 mm. Lb : chiều dài thành máy; Lb = (10  15)mm; chọn Lb = 15 mm. Đào Công Phúc CTM3 - K50
  24.  Đồ án môn học Thiết kế dao L3 : chiều dài côn chuyển tiếp; L3 = 0,5.D1 = 0,5.20 = 10 mm. L2 = (10 + 30 +15) – 10 = 45 mm. 2.5, Phần định hướng phía trước: LL4 (0,8  1)ct (0,8  1) 0,92 26 (19,136  23,92) Do L4 40 mm nên ta chọn L4 40 mm . Đường kính D4 lấy bằng đường kính lỗ trước khi chuốt, D4 = 26mm. Độ chính xác e8 2.6, Phần dẫn hướng phía sau: - Đường kính phần dẫn hướng phía sau D7 lấy bằng đường kính răng sửa đúng với sai lệch f7, D7 = 32,039mm. - Chiều dài phần dẫn hướng phía sau: L7 = (0,5  0,7).Lct = (0,5  0,7).23,92 = (11,96  16,744)mm. - Do L7 20 mm nên ta chọn L7 20 mm 2.7, Chiều dài dao: L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7. L1 = 70mm, L2 = 45mm, L3 = 10mm, L4 = 40mm, L7 = 20mm. Chiều dài phần răng cắt: L5 L 6 ( Ztho Z tinh ) t Z sd t (60 3) 7 5 7 476 mm L = 70 + 45 + 10 + 40 + 476 + 20 = 661mm. 2.8, Lỗ tâm: Lỗ tâm dùng trong khi chế tạo dao,dùng khi mài sắc lại, lỗ tâm có thêm mặt côn bảo vệ 1200 để giữ cho mặt côn làm việc 600 không bị xây xát. Tra bảng 4.9 ta có kích thước lỗ tâm. Đường kính đầu dao Kích thước lỗ tâm, mm D1, mm d D L L1 L2 18  30 2,5 6 6 3 0,8 Đào Công Phúc CTM3 - K50
  25.  Đồ án môn học Thiết kế dao 2.9, Yêu cầu kĩ thuật của dao chuốt lỗ then hoa chữ nhật: +, Vật liệu dao chuốt: Phần cắt chế tạo bằng thép P18 Phần đầu dao làm bằng thép 40X +, Độ cứng của dao sau khi nhiệt luyện: Phần cắt và định hướng phía sau: HRC = 62  65. Phần định hướng phía sau: HRC = 58  62 Phần đầu dao (phần kẹp): HRC = 45  47 +, Độ nhẵn bề mặt: Cạnh viền răng sửa đúng: Rz = 0,32 Mặt trước, mặt sau răng, mặt côn làm việc của lỗ tâm, mặt dẫn hướng: Rz = 0,63 Phần trụ ngoài của đầu dao, rãnh chia phoi: Rz = 1,25 Các mặt không mài Rz = 2,5 +, Sai lệch về bước không vượt quá 2 lần dung sai theo cấp chính xác Js5 +, Dung sai đường kính các răng cắt (trừ 2 răng cắt tinh): +, Dung sai đường kính các răng sửa đúng và răng cắt tinh cuối cùng (lấy theo cấp chính xác h5): +, Sai lệch chiều dày răng không vượt quá: +, Sai lệch góc cho phép không vượt quá: Góc trước: 2 0 Góc sau răng cắt: 30 Góc sau răng sửa đúng: 15 +, Sai lệch giới hạn cạnh viền răng sửa đúng f = 0,2mm. Trên răng cắt, chiều rộng cạnh viền không được vượt quá 0,05mm Đào Công Phúc CTM3 - K50