Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC DỤNG CỤ CẮT THIÊT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔ DUN ĐỒ ÁN MÔN HỌC DỤNG CỤ CẮT THIÊT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔ DUN ĐỒ ÁN MÔN HỌC DỤNG CỤ CẮT THIÊT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔ DUN ĐỒ ÁN MÔN HỌC DỤNG CỤ CẮT THIÊT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔ DUN
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Phần I Thiêt kế dao phay đĩa mô dun M = 2,5 ; = 20 0 ; n 0 6 I. đặc điểm công dụng và phân loại Truyền động bánh răng theo phơng pháp ăn khớp đợc dùng rất rộng rãi trong nghành chế tạo máy. Chất lợng chủ yếu là do độ chính xác chế tạo bánh răng. Quá trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại rãnh 2 răng để tạo thành profin của răng. Đảm bảo độ chính xác của răng chủ yếu là đảm bảo độ chính xác của profin răng, độ chính xác bớc răng (khi ăn khớp) độ đồng tâm cao của vòng chia với tâm cao của bánh răng. Độ chính xác cuả bánh răng phụ thuộc vào độ chính xác của dụng cụ cắt răng, theo phơng pháp gia công răng. Theo cách hình thành profin răng ta có phơng pháp gia công răng. Cắt răng theo phơng pháp chép hình : ổ đây profin răng dụng cụ hay hình chiếucủa profin là bản chép lại nguyên hình của profin rãnh giữa các rãnh của bánh răng đợc gia công. Trong quá trình cắt pofin dụng cụ ở tất cả các điểmđều trùng với profin của rãnh. Cắt răng theo phơng pháp bao hình : ở đây profin rãnh của bánh răng đợc gia công là đờng bao của các vị trí khác nhau của lỡi cắt dụng cụ trong quá trình cắt. Dao phay đĩa modun là dụng cụ gia công răng theo phơng pháp chép hình trên máy phay chuyên dùng hay vạn năng có đầu phân độ vạn năng hay đĩa phân độ chuyên dùng, có thể ra công đợc bánh răng trụ, răng thẳng, răng nghiêng và răng chữ V theo phơng pháp bao hình /không tâm tích. Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 1 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Từ hình trên ta thấy không thể cắt bánh răng có răng thẳng dao chuyển động trên xung quanh trục với tốc độ góc 1 để tạo thành tốc độ cắt chính, đồng thời chuyển động tịnh tiến dọc theo trục phôi để cắt chi tiết hết chiều dài bánh răng. Sửa khi cắt xong một bánh răngngời ta tiến hành chuyển động phân độ 2 để cắt rãnh răng tiếp theo của bánh răng. Khi cắt răng nghiêng hay răng chữ V cần có thêm chuyển động 3 để tạo hớng răng nghiêng. Từ nguyên lý làm việc ta thấy profin lỡi cắt của dao phay đĩa modun trùng với profin rãnh bánh răng theo điểm tơng ứng. Cắt bánh răng bằng dao phay đĩa modun có năng suất thấp và độ chính xác không cao. Năng suất thấp là do trong quá trình cắt có hành trình chạy không và thời gian phụ lớn. Mặt khác dao phay đĩa modun có đờng kính nhỏ góc trớc =0góc sau l- ỡi cắt bên nhỏ ( b =1 0 20 ữ 2 0 30) dẫn đến điều kiện cắt khó khăn, hạn chế tốc độ cắt. Độ chính xác của bánh răng khi cắt bằng dao phay đĩa modun thờng chỉ đạt cấp chính xác 9, trong một số trờng hợp có thể đạt cấp chính xác 8 nhng dao có m < 10 nguyên nhân chính hạn chế độ chính xác bánh răng là : Độ chính xácđồ gá để cắt bánh răngbằng dao phay đĩa modun thờng chỉ đạt độ chính xác cấp 8. Với cùng một modun m và số răng z 1 của bánh răng khác nhau. Để cắt chính xác bánh răng tơng ứng với mọi modun m của bánh răng đòi hỏi số lợng dao rất nhiều điều đó không phù hợp với sản xuất. Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 2 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Hiện nay với mọi modun m ngời ta dùng một bộ dao tiêu chuẩn 8 dao, 15 dao và đôi khi 26 dao để cắt toàn bộ những bánh răng có số răng z=12 ữ Dao phay đĩa modun cắt bánh răng cho năng xuất thấp và độ chính xác của độ bánh răng không cao nhng có thể dùng trên máy phay vạn năng và cắt đợc bánh răng chữ V do đó dao phay đĩa modun đợc dùng trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc và đặc biệt là trong công nghệ sửa chữa. Theo công dụng dao phay đĩa đợc chia làm 2 loại : loại cắt thô thờng có profin răng hình thang và góc trớc > 0 0 . Loại cắt tinh có profin trùng với biên dạng rãnh răng và góc trớc > 0 0 . Theo kết cấu có thể chia dao phay đĩa modun răng liền và dao phay răng chắp. II- chọn vật liệu chế tạo dao. Việc chọn vật liệu làm dao là vấn đề quan trọng nó quyết định đến chất lợng giá thành của dụng cụ cắt. Để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp ta dựa vào một số đặc điểm : - Loại công dụng, kích thớcvà điều kiện làm việc của dụng cụ. - Công nghệ chế tạo dụng cụ. - Giá thành vật liệu. Để chế tạo dao phay đĩa modun ta có thể sử dụng các loại vật liệu nh: Thép cacbon dụng cụ Y12A, thép hợp kim dụng cụ 9XC, thép gió P9 hoặc P18 + Thép cacbon dụng cụ Y12A có độ thấm tôi thấp do tính thấm tôi kém nên phải tôi trong nớc, làm dụng cụ sau khi tôi đều dê bị nứt, bị cong, vênh, vì dao phay đĩa modun có dạng đĩa mỏng nên vật liệu này không phù hợp. + Thép hợp kim dụng cụ 9XC: Dễ thoát cacbon khi nhiệt luyện, độ cứng ở trạng thái cung cấp và trạng thái ủ cao (HB = 415 ữ 321 và HB =241 ữ 197) Nó ảnh h- ởng đến việc chế tạo, gia công bánh cắt khó, tính mài của thép 9XC kém, tính năng cắt kém, tinh năng cắt kém hơn nhiều so với thép gió. Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 3 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt + Thép gió P9, P18. . . :là vật liệu làm dao có tinh cắt tốt và đợc sử dụng rộng rãi có độ thấm tôi cao có thể cắt với tốc độ cao gấp 2 ữ 4 lần, có tuổi bền gấp 8 ữ 15 lần so với thép cacbon và thép hợp kim dụng cụ có thể nâng cao tính cắt của thép gió bằng cách thấm xianua sau khi tôi ram và mài. + Thép gió P9 và P18 có tính bền nóng là nh nhau do đó khi cắt ở tốc độ cao chúng có tuổi bền gần nh nhau. Nhng khi làm việc ở tốc độ thấp thép P18 có độ chịu mài mòn cao hơn do đó tuổi bền cao hn gấp 2 lần so với dụng cụ làm bằng thép P9. Khi nung nóng P9 dễ bị hoá nhiệt khi mài sắc thì độ cứng bề mặt giảm xuống nên tính mài kém hơn so với P18. So với P18 thì P9 có khoảng nhiệt độ tôi hẹp hơn do đó gây khó khăn khi nhiệt luyện. Thép P18 2 có tính năng cao hơn so với P18 nhng độ không đồng đều cacbon lớn do đó cơ tính kém hơn so với P18. Vậy qua phân tích ta thấy dao phay đĩa modun là chi tiết dạng đĩa mỏmg, làm việc tốc độ cắt thấp lực cắt rất lớn. Ta chon vật liệu làm dao là thép gió P18 là thích hợp nhất. III-tính toán kết cấu của dao phay: Tính profin thân khai của lỡi cắt. Dao phay đĩa modun thực chất là dao phay định hình hớt lng để gia công rãnh có profin thân khai nên quá trình tính toán thiết kế răng dao phay định hình hớt lng. Để chế tạo dao phay đĩa modun cần phải tính toán xác định đợc profin của lỡi cắt, profin dạng khởi thuỷ (dạng tròn xoay khi cha phay rãnh, hớt lng và mài sắc). Để tính toán kết cấu của dao phay, đĩa modun: m=2,5 dao số 6 để cắt bánh răng có số răng z=35 ữ 54 (răng). Trớc tiên ta tính các thông số của bánh răng đợc cắt chọn có z=35 (số bánh răng nhỏ nhất) để răng lớn khi ăn khớp không bị kẹt. + Bán kính vòng chia: Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 4 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt )mm(75,43 2 35.5,2 2 z.m r === + Bán kính vòng đỉnh răng: m)f(rr e + += Lấy 0;1 == f )mm(25.465.2)01(75,43r e =++= + Bán kính vòng chân răng: )mm(25,415,275,43m)f(rr i ==+ = + Bán kính vòng tròn cơ sở: cos. 0 rr = : là góc ăn khớp )mm(11,4120cos.75,43r20 0 0 0 ===>= ở đây ta tính toán thiết kế dao phay đĩa modun dùng dao cắt tinh. Dao cắt tinh có 0 0= . Mặt đáy sẽ chứa trục của dao profin lỡi cắt, trùng với profin của rãnh bánh răng. Nh vậy profin lỡi cắt là đờng thân khai. Phơng trình đờng thân khai trong hệ toạ độ đợc biểu diễn: xĐ xV n i = ; xcos 0 r x r = Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 5 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Gắn vào hệ trục toạ độ X0Y vào bánh răng (h:b) có góc 0 trùng với tâm bánh răng. Trục 0Y trùng với trục đối xứng của rãnh bánh răng. Khi đó toạ độ điểm MX bất kỳ trên đờng thâu khai đợc xác định. xsin. x r X = xcos. x ry = Trong đó : x 0x += 0000 tg z2 g == : là góc ăn khớp = 20 0 z : số răng của bánh răng nhỏ nhất trong nhóm z = 35 (răng) xxtgx = để xác định đợc x từ phơng trình đờng thân khai : xx tgx = xx x 0 x 0 x arccos r r cos xcos r r == Góc thay đổi theo biên dạng thâu khai khi với mọi x thay đổi từ côg thức trên ta xác định đợc các điểm có profin lỡi cắt răng dao nối các điểm đó lại với nhau ta đợc profin biên dạng răng dao. Chiều cao profin: h = r e - r i = 46,25 - 41,25 = 5 Nh vậy theo lý thuyết số lợng điểm đợc tính càng nhiều thì độ chính xác của lỡi cắt càng cao. Với chiều cao h = 5(mm) ta lấy khoảng cách giữa 2 điểm là 0,6(mm) để tính toán biên dạng của răng ứng với r 0 r x r e Toạ độ các điểm đợc tính toán xác định theo công thức sau: x 0 x r r Cos = Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 6 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt xxx gtan = 0x = + in V x xx Sin.rX = xx Cos.rY = S = 2x t = Y - r x Kết quả tính toán đợc ghi trong bảng sau: Stt r x x x x Sin x Cos x y s t 1 41,11 0 0 1 0 4259 0,02488 0,99969 1,0229 41,097 2,0459 0,153 2 41,71 0 0 0523 1 0 4822 0,02586 0,99969 1,0788 41,697 2,1576 0,447 3 42,31 0 0 1534 1 0 5833 0,0276 0,9996 1,169 42,293 2,338 1,043 4 42,91 0 0 2847 2 0 1146 0,03689 0,99931 1,5833 42,88 3,1666 1,63 5 43,51 0 0 4550 2 0 3849 0,04126 0,99913 1,8105 43,47 3,6211 2,22 6 44,1 1 1 0 312 2 0 4611 0,04294 0,99907 1,894 44,068 3,788 2,818 7 44,7 1 1 0 2307 3 0 0606 0,05339 0,99857 2,2269 44,64 4,453 8 3,21 8 45,31 1 0 4544 3 0 3343 0,059 0,99825 2,674 45,23 5,349 3,98 9 45,91 2 0 0448 3 0 4747 0,06067 0,98816 2,782 45,366 5,564 4,116 10 46,51 2 0 3200 4 0 1259 0,0719 0,9974 3,3463 46,389 6,6926 5,139 sơ đồ toạ độ các điểm trên biên dạng răng Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 7 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt 2. xác định đờng cong chuyển tiếp Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 8 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Để xác định đờng cong chuyển tiếp cần tìm điểm làm việc thực sự cuối cùng của profin răng thân khai (điểm tiếp xúc cuối cùng ở răng thân khai), gọi điểm h là điểm cuối cùng của profin thân khai đợc xác định bởi công thức: ( ) ( ) 2 0 2 x tgmmrR += ( ) ( ) )mm(26,4120tg5,25,275,43 2 0 2 =+ Ta thấy r i = 41,26(mm) r 0 = 41,11(mm) thì r i < r k < r 0 đợc biểu diễn dới hình sau: Từ đây xác định đờng cong chuyển tiếp bằng cách: - Xác định đoạn thân khai AB theo các điểm tính toán trớc. - Từ bán kính R k ta tìm các điểm cuối cùng là việc thực sự của profin thân khai điểm (k) từ k xây dựng quỹ đạo đỉnh răng của bánh răng z 1 hay thanh răng vẽ lên chân răng z 1 . Trong thực tế cần chú ý đến độ bền của răng và khả năng chế tạo ta lấy nh Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 9 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt sau: Vẽ vòng tròn đáy răng tiếp tuyến với đờng m u (m u tiếp tuyến đờng châu răng r i tại điểm giữa của bánh răng) cung k c nối với đờng thân khai tại điểm K và đờng m u tại điểm O để không có gãy tại điểm K thì tâm O phải nằm trên pháp tuyến NK của đờng thân khai. Theo định nghĩa của đờng thân khai thì NK cũng là đờng tiếp tuyến của vòng tròn cơ sở tại N vị trí NK đợc xác định bởi góc áp lực k cos = RK r 0 Bán kính r của cung k c tận cùng lớn nhất trong giới hạn cho phép để tăng tuổi thọ của dao phay. 3. tính toán các kích thớc kết cấu. Đờng kính ngoài xác định theo công thức: D = D 1 + 2H D 1 đờng kính châu rãnh đợc lấy theo đờng kính đồ gá d lấy d = 22mm D 1 = (2 ữ 1,6) = (2 ữ 1,6)22 = 44 ữ 35,2 = 44 (mm) H : chiều cao răng H = h 1 + k + r Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang Svtk : Ma Kiên Thảo 10 [...]... đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt phần hai thiết kế quy trình công nghệ gia công dao phay đĩa mô đun Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên Svtk : Ma Kiên Thảo trang 13 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt I Phân tích chi tiết gia công chi tiết gia công là một dung cụ cắt chuyên dùng để gia công bánh răng theo phơng pháp chép hình cộng nghệ gia công dao phay. .. Tđ m Vậy: Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên Svtk : Ma Kiên Thảo trang 33 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt C IKhCT = 14,5.0,186 = 2,697 ( đ ) C II KhCT = 6,48.2,5 = 16,2 ( đ ) 6 Chi phí cho dụng cụ để sản xuất C dc = G dc K dc Tt Cdc : Chi phí dụng cụ (đồng) Gdc : Giá thành dụng cụ T : Tuổi thọ của dụng cụ Kdc =K1 K2 K3 K1 : Số dao gia công đồng thời K1 = 1 K2... phôi Trong công nghệ chế tạo máy và chế tạo dao ta thờng dùng phôi cán rèn, dập, đúc,phôi hàn, tuỳ chọn theo kết cấu và chất lợng của dụng cụ cắt, đặc điểm của quá Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên Svtk : Ma Kiên Thảo trang 16 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt trình sản xuất, tính kinh tế của các loại thép và giá thành dụng cụ mà lựa chọn cho hợp lý 1 Phôi rèn Vật... đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt với dao phay đĩa mô đun góc 6 thờng rất bé nên góc b = (10ữ120) Yêu cầu kỹ thuật dao phay đĩa mô đun - Vật liệu thép P18 độ cứng đạt 62ữ65HRC - Độ đảo hớng kính của lỡi cắt không quá 0,04 - Độ đảm bảo mặt đầu : không quá 0,03 - Độ đảm bảo hớng tâm của mặt trớc không quá 0,09 - Toạ độ các điểm của propin chính xác tới 0,02 Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp... minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt h lấy bằng chiều cao propin cộng thêm 1 ữ 2 (mm) h = h1 +1 = 5 + 2 =7 (mm) K : lợng hớt lng răng lấy k = 3,5 r : bán kính vòng tròn của rãnh răng r 1,25 (mm) H = 7+1,25 + 3,5 = 11,75 (mm) D = 44 + 2.11,75 = 67(mm) chọn D = 65(mm) Chiều dày dao phay đĩa mô đun đợc chọn theo chiều rộng propin chi tiết lấy B =8 (theo STCNCTM) số răng z dao phay đĩa moo... gia công Căn cứ vào các lời khuyên ta chọn bề mặt trụ ngoài làm chuẩn thô Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên Svtk : Ma Kiên Thảo trang 19 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt 2 Trình tự công nghệ gia công dao phay đĩa mô dun Sau khi xác định dạng sản xuất, xác định chuẩn chọn phơng án gia công, ta cần tiến hành lập một quy trình gia công thích hợp Điều kiện kỹ thuật,... về độ chính xác, kích thớc hình dáng hình học và độ nhẵn bề mặt, ngời ta sử dụng phơng pháp gia công tinh, gia công lần cuối và thiết bị chuyên dùng Lập quy trình công nghệ chế tạo dụng cụ cần lu ý đảm baỏ các yêu cầu về độ chính xác các thông số hình học, chất lợng bề mặt cơ lý tính của dụng cụ Khi lập quy trình công nghệ gia công dao phay đĩa mô đun là chi tiết dạng đĩa, Khi lập quy trình chế tạo cần... Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Lập sơ đồ nguyên công Tên nguyên công Máy 8B66 8B66 Lỡi ca đĩa 500 a b c 3 a b 4 5 6 a b 7 8 9 10 Cắt phôi Tiện mặt đầu khoan lỗ 20 Tiện cắt đứt Tiện mặt đầu Khoan lỗ 20 Tiện cắt đứt Mài thô mặt đầu Mài mặt A Mài mặt B Khử từ Truốt lỗ trụ 21,4 Tiện đờng kính ngoài 65 Tiện thô Tiện tinh Vát mép hai lỗ Truốt rãnh then Tiện propin răng Phay rãnh... sắc mặt Dao Đồ gá Khối v: = 900 Mâm cặp 3 trấu A413 Bộ nhãn đầu phân độ Bản phẳng có chốt 3A227 Ctr20TB1G Mâm cặp 3 trấu 3 71 Đá mài phẳng Bàn từ 36614 Đá mài góc Trục gá mũi tâm, tốc kẹp đầu phân độ 19 Tổng kiểm tra Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên Svtk : Ma Kiên Thảo trang 21 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 20 21 Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Cắt thử Bao gói b.Phơng án 2 Phơng án 2 chỉ... lỡi cắt của các răng truốt làm việc đồng thời b = b m n e z1 zc zc : Số răng trong 1 đoạn của dao truốt zc = 1 bm: Bề mặt truốt bm=6,08 (mm) nc : Số rãnh then nc= 1 z1: Số răng làm việc đồng thời lớn nhất Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên Svtk : Ma Kiên Thảo trang 23 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp z1 = Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt lm +1 t lm: Chiều dài mặt truốt ở đây ta truốt 3 chi tiết đồng . Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Hiện nay với mọi modun m ngời ta dùng một bộ dao tiêu chuẩn 8 dao, 15 dao và đôi khi 26 dao để cắt toàn bộ những bánh răng có số răng z=12 ữ Dao phay đĩa modun cắt. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt Phần I Thiêt kế dao phay đĩa mô dun M = 2,5 ; = 20 0 ; n 0 6 I. đặc điểm công dụng và phân loại Truyền động bánh răng theo. toán kết cấu của dao phay: Tính profin thân khai của lỡi cắt. Dao phay đĩa modun thực chất là dao phay định hình hớt lng để gia công rãnh có profin thân khai nên quá trình tính toán thiết kế