Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án thiết kế dao
Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ 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 thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt không thể không coi trọng. Dụng cụ cắt cùng với trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính chính xác năng xuất và 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 cơ khí. Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những dụng cụ cắt điển hình như là dao tiện định hình, dao phay định hình và dao phay đĩa mudul. Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học trên sách vở tài liệu em còn được sự hướng dẫn tận tình chu đáo của các thầy cô trong bộ môn đặc biệt là thầy Lê Thanh Sơn dã 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 nhiệm vụ công tác. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thiết kế Kiều Văn Thành ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 1 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ PHẦN I DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Yêu cầu : Tính toán thiết kế dao tiện định hình với các thông số sau: Vật liệu gia công : phôi thanh tròn thép C45 có σ b = 600N/mm 2 I. Chi tiết gia công Chi tiết gia công làm từ thép C45 ,có σ b = 600N/mm 2 , bao gồm nhiều bề mặt tròn xoay : mặt trụ , mặt côn , mặt đầu .Đay là một chi tiết điển hình , kết cấu chi tiết cân dối. Độ chênh lệch đường kính nhỏ. Trên chi tiết gia công không có đoạn nào có góc profil nhỏ hoặc bằng 0. II. Chọn loại dao Chi tiết gia công trên có thể sử dụng dao trụ hay tròn đều được.Song để đơn giản trong việc thiết kế cũng như tăng độ chính xác cho chi tiết gia công ta chọn dao tiện định hình lăng trụ Ưu nhược điểm của dao tiện định hình lăng trụ so với dao tiện định hình tròn: - Ưu điểm: Gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn do chỉ gây ra sai số ∆1 - Nhược điểm : khó chế tạo Căn cứ vào chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết : ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 2 1x45 0 10 15 20 25 35 Ø55 Ø48 Ø50 Ø52 Ø 3 0 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ t max = max min 52 30 11( ) 2 2 d d mm − − = = Dựa vào bảng 3.2a – kết cấu và kích thước của dao tiện định hình lăng trụ Ta có kích thước cơ bản của dao: Cỡ dao tmax Phần cắt Phần kẹp B H E A F r d M 1 11 25 90 10 30 20 1 10 45,77 III. Chọn cách gá dao: Dao được chọn theo cách gá thẳng Vì profile của chi tiết không có đoạn nào có góc sau quá bé hoặc bằng 0 , và profile của chi tiết có đoạn đối xứng IV. Chọn thông số hình học của dao Vật liệu gia công là thép có σ b = 600N/mm 2 Tra bảng 3.4 : góc trước γ = 20°- 25° , chọn γ = 22° Góc sau đối với dao lăng trụ α = 12°-15°, chọn α = 12° V. Tính toán dao tiện định hình lăng trụ gá thẳng. Công thức tính toán ( ) γατ τ γ γ γγ +×= −= ×= ×= ×== cos cos cos sin;sin 1 1 kk kk kk k k H BC rB rC rA r A ở đây : r 1 – bán kính chi tiết tại điểm cơ sở r k – bán kính chi tiết tại điểm tính toán γ,α - góc trước , góc sau tại điểm cơ sở γ k – góc trước tại điểm tính toán ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 3 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ A h i t i B i C i 1 5 3 2 4 6 7 8 9 10 - Chọn điểm cơ sở : điểm cơ sở được chọn phải là ngang tâm chi tiết nhất hay xa chuẩn kẹp của dao nhất .Do đó chọn điểm 1 làm điểm cơ sở. - Tính toán tại các điểm -Tính tại điểm 1,5: r=r 1 = 15 mm γ=γ 1 =22 0 → A=rsinγ=15.sin22 0 =5,6191 mm B=rcosγ=15.cos22 0 =13,9077 mm C 1 =B=13,9077 mm τ 1 =h 1 =0 -Tính tại điểm 2,3: r 2 =26 mm sinγ 2 =(r 1 /r 2 )/sinγ 1 =(15/26).sin22 0 =0,2161 → γ 2 =12,48 0 B=13,9077 mm C 2 =r 2 cosγ 2 =26.cos12,48 0 =25,3856mm → τ 2 =C 2 -B=25,3856-13,9077=11,478 mm h 2 = τ 2 cos(α + γ)= 11,478.cos(12 0 +22 0 )=9,5157 mm -Tính tại điểm 4: ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 4 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ r 4 =25 mm sinγ 4 =(r 1 /r 4 ).sinγ 1 =(15/25).sin22 0 =0,2248 → γ 4 =13,0 0 B=13,9077 mm C 4 =r 4 cosγ 4 =25.cos13,0 0 =24,3593 mm τ 4 =C 4 -B=24,3593-13,9044=10,4516 mm h 4 =τ 4 .cos(α+γ)= 10,4516.cos(12 0 +22 0 )=8,6647 mm -Tính tại điểm 6,7: r 6 =25 mm sinγ 6 =(r 1 /r 6 ).sinγ 1 =(15/25).sin22 0 = 0,2248 → γ 6 =13,0 0 B=13,9077 mm C 6 =r 6 .cosγ 6 =25.cos13,0 0 =24,3593 mm τ 6 =C 6 -B=24,3593-13,9077=10,4516 mm h 6 =10,4516.cos(12 0 +22 0 )=8,6648 mm -Tính tại điểm 8,9: r 8 =24 mm sinγ 8 =(r 1 /r 8 ).sinγ 1 =(15/24).sin22 0 = 0,2341 → γ 8 =14,643 0 B=13,9077 mm C 8 =r 8 .cosγ 8 =24.cos14,643 0 =23,3329 mm τ 8 =C 8 -B=23,3329-13,9077=9,4252 mm h 8 =9,4252.cos(12 0 +22 0 )=7,8139 mm -Tính tại điểm 10: r 10 =27,5 mm Sinγ 10 =(15/27,5)sin22 0 =0,2043 → γ 10 =11,7903 0 B=13,9077 mm C 10 =27,5cos11,7903 0 =26,920 mm τ 10 =C 10 -B=26,920-13,9077=13,0121 mm h 10 =13,0121.cos(12 0 +22 0 )=10,7875 mm ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 5 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ Ta có bảng tính toán chiều cao profin dao và hình dạng profin dao : Điểm r i (mm) A (mm) Sinγ i γ i C i (mm) τ i (mm) h i (mm) 1-5 15 5,6191 0,3746 22 0 13,9077 0 0 2-3 26 0,2161 12,48 0 25,3856 11,478 9,5157 4 25 0,2248 13,0 0 24,3593 10,4516 8,6648 6-7 25 0,2248 13,0 0 24,3593 10,4516 8,6648 8-9 24 0,2341 14,643 0 23,3329 9,4252 7,8139 10 27,5 0,2043 11,7903 0 26,920 13,0121 10,7875 13,0121 9,4252 10,4516 11,4780 10,4516 14 19 24 29 39 46 Porfile của dao trong tiết diện mặt trước ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 6 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ 4 5 8,6648 9,5157 8,6648 7,8139 10,7875 14 19 24 29 39 46 Profile của dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau VI. Phần phụ của profin dụng cụ : Phần phụ của dụng cụ dùng để vát mép và chuẩn bị cho nguyên công cắt đứt . Kích thước của phần phụ như trên hình vẽ : ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 7 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ 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. Chọn kích thước của phần phụ như sau:a=b=1,5 mm g: chiều rộng lưỡi dao cắt đứt,chọn g=3 mm f:chiều rộng vát của chi tiết,chọn f=1 mm c=f+g+1=5 mm ϕ 1 = 45° ϕ = 45° d=(c-g)tgφ 1 +2=(5-3)tg45 0 +2=4 mm Chiều dài của dao:L=l c +a+b+d+g=36+1,5+1,5+4+3=46 mm Điều kiện kỹ thuật: Vật liệu làm dao : P18 Độ cứng vững sau nhiệt luyện : HRC = 63-65 Độ nhẵn mặt trước mặt sau : R a = 0,63 – 0,38 Vật liệu làm thân : thép 45 Sai lệch góc : γ = 22°±1° ϕ = ϕ 1 = 45°±1° Các kích thước không mài có R z ≤ 20 (mm) Kích thước và kết cấu của dao như hình vẽ : ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 8 3 4 ± 1 5 ' R 1 R 5 30 20 25 10 -0,1 6 0 ° ± 1 5 ' R 1 0. 63 90 0 , 3 2 0,63 35 0. 63 0. 63 0. 63 6 0 ° ± 1 5 ' 35,77 -0,1 46 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ PHẦN II THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH Tính toán thiết kế dao phay định hình γ > 0 để gia công chi tiết theo hình vẽ. Vật liệu chi tiết gia công 40X có σ b = 650 N/mm 2 . Tính các điểm trên cung AC (hình vẽ dưới) Xét tam giác vuông OAB sinAOB = AB/OB = hmax/R = 12/14 =0,857 ⇒ θ = OAB = 59° Vậy chia cung AC thành các cung Ai ứng với các góc θi =10° , 20° ,30° , 40°,50°,59° Tương ứng với các chiều cao hci Từ hình vẽ ta tính được : hci = 12 – hc′i = 12- Rsinθi = 12- 14sinθi Xét ∆OAi Áp dụng định lý cos OA 2 + Oi 2 – Ai 2 = 2OA.Oi.cos(θ -θi) ⇒Ai 2 = 2R 2 .[1- cos(θ -θi)] [ ] )cos(1.2 i RAi θθ −−=⇒ Trong tam giác vuông Aei : Áp dụng định lý Pitago ( ) [ ] 22'222'2'22 cos12 ciiiciiici hRlhAillhAi −−−=⇒−=⇒+= θθ Bảng kết quả tính toán hi Điểm θi h ci l'i 5 0 10 9,5689 6,5772 ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 9 5 12 30 10 R14 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ 6 0 20 7,2117 5,9456 7 0 30 5,0 4,9142 8 0 40 3,0009 3,5144 9 0 50 1,2754 1,7887 BC = R – OB = R –R.cosθ = 14. (1-cos59°) = 6,7895 (mm) l A = l C – BC = 30 – 6,7895= 23,2105 (mm) ? ? i B C L i h ci' h ci O 30 10 R14 5 12 I.Phân tích chi tiết và chọn dao. Chi tiết thuộc dạng rãnh có profile phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn.Vì vậy ta chọn dao phay hớt lưng , là loại dao phổ biến để gia công các chi tiết định hình.Với dạng profile phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng một lần , tức là không mài lại mặt sau khi đã nhiệt luyện . Để giảm lực cắt ta chế tạo dao có góc trước γ > 0. Vì chiều cao lớn nhất h max = 12 (mm) , chiều rộng rãnh l = 30 (mm), ta nhận thấy kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo dao có rãnh thoát phoi thẳng Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lưng một lần , có góc trước dương , rãnh thoát phoi thẳng. II.Tính toán profile của dao trong tiết diện chiều trục. Xác định các thông số : Theo bảng 2-V Vật liệu chi tiết gia công : thép 40X Có σ b = 650 N/mm 2 Chọn γ = 10° ( ứng với dao cắt tinh) Góc sau α = 12° Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết h max = 12 (mm) ________________________________________________________ Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 10 [...]... Ø4 0 +0,0 43,5+0,62 0,63 0,63 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn PHẦN 3 THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay đĩa modul để gia công bánh rang trụ răng thẳng theo thông số sau: Vật liệu làm bánh răng : thép 40X có σb = 650N/mm2 Bánh răng có modul m = 2 (mm) ; số răng gia công Z= 50 Chọn bộ 8 dao ,số hiệu dao là N°=6 , có số răng trong.. .Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn Tra bảng 11-V , bán kính đỉnh dao R = 70 (mm) Sơ đồ tính: ro profile dao γ R Ri θi id profile dao profile chi ti?t 2° hti 1° i i' i O hci i ido hdi ∆hi 4° 14 3° Điểm id trên profile của dao được xác định như sau: từ điểm io nằm trên profile chi tiết kẻ đường thẳng sang cắt mặt đáy tại i nằm trong phương hướng kính của dao. .. chiều dài răng ± 0,025 Kết cấu của dao phay module 22 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn 8,5±0,1 30° 35°±10 ' 25° A 0,32 r1 5 k= 3 0,03 0,32 6,08+0,2 Ø2 + 2 0.02 3 24+0.28 Ø60±0,1 1x45° A 0,32 0,05 A 0,05 A 0,32 9 6 23 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh... 65,78(mm) II.Tính toán pofile thân khai của lưỡi cắt 17 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn y y1 xmax x Sc C M(x,y) ymax δx Mc δc θx B θc y δο O1 x1 x α αc rf ro Ra Rx rc O Trong đó Ra – bán kính đỉnh răng Rx – bán kính tại điểm M rc – bán kính vòng tròn chia ro – bán kính vòng tròn cơ sở rf – bán kính chân răng... 2.35 26 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn Tài Liệu Tham Khảo 1 2 3 4 Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt- Tập 1, tập 2- ĐHBKHN 1977 Hướng dẫn làm bài tập dung sai- Ninh Đức Tốn 2001 Bài giảng : Thiết kế dụng cụ cắt kim loại Bài giảng : Thiết kế dụng cụ công nghiệp 27 Kiều Văn Thành... lượng hớt lưng Z : số răng dao phay Theo bảng 9-V : K = 6; Z = 10 Vì profile của chi tiết có đoạn cung tròn nên profile của dao cũng có đoạn cung tròn.Nếu xác định profile đoạn đó như các đoạn khác thì để đảm bảo 11 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn độ chính xác yêu cầu cần phải tính toán số lượng điểm đủ lớn... CTM3-K50 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn 30 40 50 60 70 80 90 0 0 9,3016 7,0179 4,8703 2,9254 1,2441 23,2105 10 29,7877 29,1561 28,1247 26,7249 24,9992 10,0 23,2105 24,9992 26,7249 28,1247 29,1561 29,7877 30.0 Profile dao trong tiết diện chiều trục 1,2241 2,9254 4,8703 7,0179 4,8703 9,0316 11,6504 0 0 9,5689 7,2117 5,0 3,0009 1,2754 III Tính toán profile của dao. .. 0493 ο sin10 70 − 3, 0009 τ9 = 70 − 1, 2754 70 sin arcsin sin10ο ÷− 10ο = 1, 2954 ο sin10 70 − 1, 2754 Bảng kết quả tính toán chiều cao của profile dao ở mặt trước 14 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 o Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn hci 10 14 0 0 9,5689 7,2117 5,0 3,0009 1,2754 τi 5,0832 12,2246 0 0 9,7406... 70 80 90 Profile cua dao trong tiết diện mặt trước Yêu cầu kỹ thuật Vật liệu thép P18 , độ cứng HRC = 62÷65 Độ đảo hướng kính của lưỡi cắt không quá 0,04 Độ đảo mặt đầu không quá 0,03 Độ hướng tâm của mặt trước không quá 0,09 Tọa độ các điểm của profile chính xác tới ±0,02 Kết cấu cùa dao phay hớt lưng 15 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn... Profile của dao bao gồm 2 đoạn : Đoạn làm việc là đoạn thân khai CB Đoạn không làm việc:là đoạn đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1 Tính profile đoạn làm việc : Nguyên lí hình thành đường thân khai của vòng tròn cơ sở như sau (hình vẽ dưới ) Cho đường thăng Bx lăn không trượt trên vòng tròn cơ sở bán kính ro 18 Kiều Văn Thành Lớp CTM3-K50 x Đồ án thiết kế dao GVHD: . CTM3-K50 8 3 4 ± 1 5 ' R 1 R 5 30 20 25 10 -0,1 6 0 ° ± 1 5 ' R 1 0. 63 90 0 , 3 2 0,63 35 0. 63 0. 63 0. 63 6 0 ° ± 1 5 ' 35,77 -0,1 46 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ PHẦN II THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH Tính toán thiết kế dao phay định. CTM3-K50 16 Đồ án thiết kế dao GVHD: Lê Thanh Sơn ______________________________________________________________________ PHẦN 3 THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODUL Đề bài : Tính toán thiết kế dao phay. tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm vụ quan trọng của người kỹ sư cơ khí. Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những dụng cụ cắt điển hình như là dao tiện