Đồ án Môn Học Dao Cắt

Đồ án Môn Học Dao Cắt Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 PHẦN 1: DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH I. Chi tiết gia công. - Vât liệu: Thép 40XH , b = 850 KG II. Chọn dao Ta thấy: Chi tiết bao gồm các mặt định hình là các mặt côn và các mặt trụ. Để đơn giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng như gá đặt và gia công. Ta chọn dao tiện định hình hình tròn gá thẳng. III. Tính toán kích thước dao. Ta có: d  d 40 16 Chiều sâu cắt lớn nhất là: t  max min  12mm 2 2 dựa vào bảng 2-7trang 10 HDTKDCC Ta có : Các kích thước cơ bản của dao: D = 70 d = 22 d1=34 bmax = 17 k = 5 r = 2 d2=35 l2 = 4 Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trước của dao  = 20 o , góc sau của dao  = 10 o Từ đây ta có kết cấu của dao: (Hình vẽ kết cấu của dao ở trang sau) 2 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 IV. Tính toán chiều cao hình dáng profile dao Công thức tính toán: r i = arcsin ( Sin  ) ri r Sin i = sin ( Sin ) ri i = (ri Cosi - r Cos ) Ri= H / Sin( arctg( H/(B-i ) hi = R-Ri * Chọn điểm cơ sở Điểm cơ sở được chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp của dao nhất. Vậy ta chọn điểm 1 là điểm cơ sở: Các số liệu đã tính: o R = 35 (mm) h = 3,47 (mm) 0 = 30 H = 10 (mm) B = 17,32 (mm) Tính toán tại các điểm: -Điểm 2 : o 2 = arcsin (8/10Sin 20 )=15,878 2 = (r2Cos2- 8Cos20 ) = 2,1 (mm) R2= H / Sin( arctg( H/(17,32-2 ) = 18,21 (mm) H2= R-R2 = 1,79 (mm) - Điểm 3 : o 3 = arcsin (8/12Sin 20 )= 13,719 3 = (r3Cos3 - 8Cos20 ) =4,166 (mm) R3= H / Sin( arctg( H/(17,32-3 ) = 16,523 (mm) H3= R-R3 = 3,477 (mm) - Điểm 4 : 3 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 o 4 = arcsin (8/12,5Sin 20 ) =12,64 4 = (ri Cosi - 20 Cos20 ) = 4,679 (mm) R4= H / Sin( arctg( H/(17,32-4 ) = 16,117 (mm) H4= R-R4 = 3,882 (mm) Bảng kết quả tính toán các thông số Stt i i Hi 1 0,000 0,000 0,000 2 15,878 2,100 1,790 3 16,523 4,166 3,477 4 16,117 4,679 3,882 V. Chiều rộng của dao tiện định hình Chọn cáckích thước như sau: Chiều rộng lưỡi cắt phụ a = 4 o Góc vát 1 = 45 Chiều cao t = 8 Chiều rộng lưỡi cắt đứt: b = t = 8 o Và: b1 = 1 ,  = 15 Chiều rộng nói chung Ld = L + a + b + b1 +1,5 = 35 + 4 + 8 + 1 +1,5 = 49,5 (mm) 4 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3  Hình vẽ kết cấu dao tiện hình tròn đã thiết kế VI. Điều kiện kỹ thuật 1. Vật liệu phần cắt : Hợp kim cứng Vật liệu thân dao : Thép 45 2. Độ cứng sau khi nhiệt luyện - Phần cắt HRC 62 - 65 - Phần cắt thân dao HRC 30 - 40 3. Độ bóng : - Mặt trước + mặt sau > 9 - Mặt tựa trên thân dao thấp hơn 4 4. Sai lệch góc mài sắc : Sai lệch góc trước  : 20o2o Góc  :15o2o VII. Thiết kế dưỡng kiểm 5 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 PHẦN 2 : DAO PHAY LĂN RĂNG I. Yêu cầu: +Thiết kế dao phay lăn răng để gia công bánh răng trụ có mô đun m = 5 , góc ăn khớp  = 20o . 2 +Vật liệu gia công : Thép 40XH, b = 950 N/mm II. Tính toán thiết kế dao: 1. Bước theo phương pháp tuyến: tn = .m.n Với + n : Số đầu mối cắt ren. Lấy n = 1 +m : Mô đun bánh răng gia công.  tn =  .5 .1 = 15,7 (mm) 2. Chiều dày răng ở tiết diện pháp tuyến: t n .m .5 Sn = = = = 7,85 (mm) 2 2 2 3. Chiều cao đầu răng: h1 = 1,25 . m . f Với: f là hệ số chiều cao đầu răng. f = 1 h1 = 1,25 . 5 .1 = 6,25 (mm) Chiều cao chân răng : h2 = 1,25 . m . f = 1,25.5 = 6,25 (mm) 4. Chiều cao của răng: h = 2,5 . m . f = 2,5 . 5 = 12,5 (mm) 5. Trị số góc profile theo mặt trước:  = 20o  = 2’  -  = 20o - 2’ = 19o 58’ 6. Bán kính đoạn cong đầu răng: r1 = 0,25 . 5 = 0,25 . 5 = 1,25 (mm) 7. Bán kính đoạn cong chân răng: r2 = 0,3 . m = 0,3 . 5 = 1,5 (mm) 9. Số răng : 360 Z =  6 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 m.f Cos  = 1 - 4,5 . = 1 - 4,5 . 5.1 = 0,75 90 De   = 41o24’ Z = 360 = 8,69 Lấy tròn : Z = 9 (răng) 41o 24' 10. Lượng hớt lưng K: .D K = e tg Z  : Góc sau trên đỉnh răng. Lấy  = 10o .90 K = tg10o = 5,53 9 Lấy tròn K = 6 (mm) 11. Lượng hớt lưng lần thứ hai K1: K1 = (1,2  1,5).K K1 = (1,2  1,5).6 = 7,2 - 9 lấy K1 = 8 12. Đường kính trung bình tính toán Dt = De - 2,5 . m . f - 0,2 .K = 90 - 2,5 .5 .1 - 0,2 .8 = 75,9 13. Góc xoắn của rãnh vít 5.1 Sin  = m. n = = 0,0659 Dt 75,9   = 3o46’ 14. Bước xoắn của rãnh vít T = . Dt . cotg  =  . 75,9 . cotg 3o 46' = 3609,9 (mm) 15. Bước của răng vít dọc trục t 15,7 t = n =  15,733 (mm) Cos Cos(3o 46') 16. Chiều cao răng H: K  K H = h + 1 + (1  2) 2 6 8 = 12,5  2  21,5 (mm) 2 17. Góc của rãnh thoát phoi  = 22o khi Z = 9 răng 18. Bán kính đoạn cong ở đầu rãnh 7 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3  (De  2 h )  (90 2.25) rk = =  1,39 (mm) 10.Z 10.9 19. Đường kính lỗ gá d = De - 2 .H - 0,8 .m - 7 = 90- 2 . 21,5 - 0,8 . 5 - 7 = 36 (mm) Ta lấy theo tiêu chuẩn d = 35 20. Đường kính của đoạn rãnh then không tiện d1 = 1,05 . d = 1,05 . 35 = 37,8 (mm) 21. Đường kính của gờ D1 = De - 2 . H - (1  2 ) = 90- 2 .21,5 - (1  2) = 45 46 (mm) 22. Chiều dài của gờ l = (3,5  5) lấy l = 4 (mm) 23. Chiều dài phần làm việc của dao L1 = h . cotg 1 + m = 25 . cotg 20o + 5= 73,68 (mm) 24. Chiều dài toàn bộ của dao L = L1 + 2 . l = 73,68+ 2 .4 = 81,68 (mm) III. Điều kiện kỹ thuật của dao :  Vật liệu thép P18. Độ cứng HRC = 62  65.  Sai lệch giới hạn bước răng theo phương pháp tuyến  0,01 mm.  Sai số tích luỹ giới hạn trên độ dai ba bước răng  0,04 mm.  Độ đảo hướng kính theo đường kính ngoài trong giới hạn một đường vít 0,05 mm.  Giới hạn sai lệch theo góc profile 0,03 mm.  Giới hạn sai lệch hướng tâm của mặt trước ở điểm bất kỳ trên triều cao của profile 0,12 mm.  Sai lệch giới hạn khoảng cách từ đỉnh phân bố dọc rãnh thoát phoi đến trục dao phay 0,015 mm.  Độ đảo hướng kính của vòng gờ 0,02 mm.  Độ đảo mặt đầu của gờ 0,02 mm.  Sai lệch giới hạn góc profile (trong giới hạn của phần có hiệu lực của profile và đường thẳng của nó trong tiết diện pháp tuyến) 0,018. mmSai lệch của góc cắt + 13 mm. - 7  Sai lệch chiều dài răng  0,45 mm.  Sai lệch chiều dày răng  0,05 mm. 8 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3  Sai lệch bước vòng của răng trên một vòng răng 0,0025 mm. PHẦN 3 : DAO PHAY ĐỊNH HÌNH HỚT LƯNG CÓ GÓC TRƯỚC  > 0 Đề : Tính toán thiết kế dao phay định hình có góc trước dương ( < 0) để gia công 2 chi tiết ở hình vẽ sau .Với vật liệu chi tiết là thép 40 có b = 500N/mm .Trong đó các mặt I và II không gia công II I Cụ thể: 1. Phân tích chi tiết và chọn dao: Chi tiết có dạng rãnh , có profile phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn . 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 phức tạp 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 ( > 0 ) . Vì chiều cao profile lớn nhất hcmax = 7,3 mm , chiều rộng rãnh l=15mm ,ta nhận thấy rằng kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng. Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng 1lần, có góc trước dương, đáy rãnh thoát phoi thẳng. 9 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 2. Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục: a Od R   R i  Profile chi tiÕt II I F ic E i  G id Profile dao T Các thông số trên sơ đồ : - Góc trước : Theo 2-5:5[2] : +Vật liệu : Thép 40 2 +Ứng suất bền : b = 500N/mm Ta chọn được góc trước  = 100(ứng với dao cắt tinh) -Góc sau  = 120 -Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết : hcmax = 10,38(mm) -Bán kính đỉnh dao R theo 9-5:16[2] ta có R = 50 mm Phân tích:  Xét điểm i trên chi tiết, để gia công được i thì phải có một điểm i’ tương ứng thuộc profile chi tiết . Ta xác định điểm i’ đó như sau: +Từ điểm i trên profile chi tiết dóng ngang sang phía dao cắt đường OT tại E . + Lấy O làm tâm quay một cung tròn có bán kính OE cắt vết mặt trước tại F . Vẽ đường cong hớt lưng acsimet qua F cắt OT tại G . +Từ G dóng đường  ngược lại phía chi tiết , từ điểm i thuộc profile chi tiết hạ đường thẳng vuông góc xuống đường  cắt đường  tại i’ ta được điểm i’ là điểm trên profile dao dùng để gia công điểm i trên profile chi tiết  Theo sơ đồ: hdi = GT = ET- EG = hdi – EG 10 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 Với: EG là độ giáng của đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc ở tâm   Ta có: KZ EG    Mà : 2  = i -  a Rsin  R sin  Sin      arcsin( ) i R R  h i R  h i ci ci Rsin  KZ Rsin     arcsin( )    hi  hci  [arcsin( )   ] R  hci 2 R  hci Trong đó: K : lượng hớt lưng Z : số răng dao phay  Theo 2-9:16[2] ta có : K = 5 và Z = 10 Nhận thấy rằng profile chi tiết có một đoạn cung tròn . Vậy profile dao cũng có một đoạn cong tương ứng. Nếu xác định profile đoạn đó cũng như các đoạn khác thì để đảm bảo độ chính xác yêu cầu thì số lượng điểm tính toán phải đủ lớn như thế khối lượng tính toán sẽ rất nặng nề . Để đơn giản cho việc tính toán ta sẽ thay thế đoạn cong đó bằng một cung tròn thay thế đi qua 3 điểm . Trên sơ đồ tính ta đã có 2 điểm là 4 và 6 . Vậy ta chỉ còn phải tính thêm 1 điểm nữa là điểm 5 . Ta chọn điểm 5 có l5 = 12. 22 2 2 hc5  h c 4  r  r  l 5  l 4  6.91  12  12  16  11.54  7.76( mm ) 11 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 22 17 12,54 1 6 5 4 11,49 11,39 7,77 6,91 2 3 4,1 9,1 Lập bảng tính toán : Điểm hci hdi li 1 11,39 6,2 0,00 2 0,00 0,00 4,1 3 0,00 0,00 9,1 4 6,91 4,7 12,54 5 7,76 5,5 17 6 11,49 7,93 22 4. Tính toán profile trong tiết diện chiều trục 12 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 a Od R   R i  Profile chi tiÕt II I E F ic G Profile dao T  Từ sơ đồ ta có : R .sin  R  h .sin  h  TF  i  ci dti sin  sin   ở trên ta đã có : R.sin arcsin( )   R hci R.sin (R hci ).sin(arcsin( )   ) R h h  ci dti sin  Trong tiết diện chiều trục đoạn profile cong cũng được thay thế bằng một cung tròn thay thế.  Lập bảng tính toán: 13 Đồ án Môn Học Dao Cắt 3 Điểm hci hdi li 1 11,39 9,182 0,00 2 0,00 0,00 3,1 3 0,00 0,00 8,1 4 6,91 7,433 11,54 5 7,76 8,36 16 6 11,49 11,24 20 5. Chọn kết cấu dao: Các thông số kết cấu dao được chọn theo 9-5:16[2] . Thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết. 6. Thiết kế dưỡng:  Dưỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,được chế tạo theo cấp chính xác7 với miền dung sai H, h . Theo luật kích thước bao và bị bao.  Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo , được chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js , js . Theo luập kích thước bao và bị bao.  Vật liệu làm dưỡng : Thép lò xo 65.  Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62..65 HRC.  Độ nhám bề mặt làm việc Ra  0,63m . Các bề mặt còn lại đạt Ra  1,25m.  Kích thước danh nghĩa của dưỡng theo kích thước profile dao trên mặt trước . Các kích thước còn lại thể hiện trên bản vẽ chi tiết. Hết. 14