Thiết kế dụng cụ cắt kim loại

lời nói đầu
Dụng cụ cắt Kim loại đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực gia công cơ khí, nó trực
tiếp tác động vào quá trình sản xuất ra các sản phẩm cơ khí, công cụ sản xuất máy móc
thiết bị cho nền Kinh tế quốc dân.
Việc nắm bắt đợc vai trò quan trọng của dụng cụ cắt gọt kim loại cũng nh khả năng
thiết kế chế tạo tối u hoá là một đòi hỏi bắt buộc đối với ngời làm công tác kỹ thuật trong
lĩnh vực cơ khí có nh vậy mới có thể đạt đợc yêu cầu kỹ thuật ,năng suất cho quá trình chế
tạo cơ khí đóng góp cho quá trình phát triển chung của đất nớc .
Vì những lí do trên nên việc hoàn thành đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
đóng vai trò quan trọng và cần thiết đói với mỗi sinh viên làm quen rèn luyện kỹ năng thiết
kế đế chuẩn bị cho công tác sau này.
Để hoàn thành đồ án môn học này có sự cố gắng của bản thân em và sự chỉ bảo, giúp
đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn em và các thầy cô giáo trong bộ môn, quá trình tham
khảo, hỏi ý kiến của bạn bè. Vì vậy em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn em và
tất cả các bạn.
Đồ án đợc hoàn thành nhng còn có nhiều thiếu sót bởi vì môn học là một vấn đề khó và
liên tục phát triển. Vậy em rất mong đợc sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo trong bộ
môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn.
Một lần nã em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo!


1
Phần I
Dao tiện định hình
I. Chi tiết gia công:
Yêu cầu:
Tính toán và thiết kế dao tiện định hình
để gia công chi tiết nh hình vẽ bên.
Vật liệu : Thép 45 (
b
= 750 (N/mm

2
)).
II. Chọn dao:
Ta nhận thấy rằng chi tiết cần có dạng hình trụ tròn xoay trên đó bao gồm các mặt mặt
côn và các mặt trụ. Cho nên ta chọn dao tiện định hình lăng trụ, gá thẳng. Bởi vì so với dao
tiện định hình tròn thì tiện định hình lăng trụ chế tạo dễ dàng hơn dồng thời gia công chi
tiết sẽ cho độ chính xác hơn. Do có độ cứng vững cao hơn đồng thời hạn chế đợc sai số
loại 2 còn sai số loại 1 có khả năng khắc phục đợc.
III. Chọn các thông số của dao:
Chiều sâu cắt lớn nhất là:
2
min
max
dd
t

=
13
2
1440
=

=
mm
Dựa vào bảng 1 trang 4 Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt ta có các kích th-
ớc cơ bản của dao nh sau :
B = 25 H = 90 E = 10 A = 30 r = 1 d = 10 M = 43,77
Góc trớc, góc sau của dao tiện định hình ở những điểm khác nhau thờng không bằng
nhau, vì vậy ở dao tiện định hình lăng trụ ta phải chọn điểm cơ sở ở ngang tâm chi tiết và
xa phần kẹp nhất (Ta chọn điểm 1).

Góc trớc ở điểm cơ sở đợc chọn trong tiết diện cùng góc với chi tiết, phụ thuộc vào
vật liệu gia công. Theo bảng 4 với vật liệu gia công có
b
= 750 (N/mm
2
) ta chọn góc trớc
=25
0
.
Góc sau đợc chọn sao cho giảm đợc ma sát giữ mặt sau và mặt đang gia công đồng
thời đảm bảo độ bền của lỡi cắt. Đối với dao hình lăng trụ thì = 8..15
0
, ta chọn = 12
0
.

Từ đây ta có kết cấu của dao sẽ có dạng nh hình vẽ bên :


2
40
28
14
10
45
34
24
A
1
2

3



3


2
3


2
3

r
1
r
2
r
3
2
B
C
2
C
3
h
2
h
3

10
90
45
60
20
30
25
IV. Tính toán chiều cao hình dáng prôphin dao

Ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở,
chiều cao của prôfin của dao trên mặt
trớc và trên mặt pháp tuyến tại các
điểm đợc tính nh phần dới đây.

SƠ Đồ Tính


3
*C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n:
A = r
i
*

Sinγ
i
sin γ
i
=
i
r

A
=
i
r
r
*sin γ ⇒ γ
i
= arcsin (
i
r
r
*sin γ )
C
i
= r
i
*cosγ
i
; B = r*

cosγ
τ
i
= C
i
- B = (r
i
*cosγ
i
- r*

cosγ

)
h
i
= τ
i
*cos(α + γ )
* TÝnh to¸n t¹i c¸c ®iÓm:
Ta cã α + γ = 12 + 25 = 37
⇒
cos37 = 0,7986
- §iÓm 1: r
1
= r = 7; γ
1
= γ = 25
o
A = r
1
*sin γ = 7*sin25
o
= 2,9583
C
1
= B = r
1
*cosγ
1

= 7*cos25
o
= 6,3441
τ
1
= h
1
= 0
- §iÓm 2: r
2
=14
sin γ
2
=
2
r
r
*sin γ =
14
7
*sin 25
o
= 0,21130913
γ
2
= arcsin(0,21130913) = 12,1991
o
C
2
= r

2
*cosγ
2
= 14*cos(12,1991
o
) = 13,6838
τ
2
= C
2
- B = 13,6838 - 6,3441= 7,3397
h
2
= τ
2
*cos(α + γ ) = 7,3397*cos 37
o
= 3,3676
- §iÓm 3: r
3
= r
2
= 14; γ
3
=

γ
2
=12,1991
o

C
3
= C
2
= 13,6838
τ
3
= τ
2
= 7,3397
h
3
= h
2
= 3,3676
- §iÓm 4: r
4
= 20
sinγ
4
=
5
r
r
*sinγ =
20
7
*sin 25
o
= 0,1479

γ
4
= arcsin(0,1479) = 8,5062
o
C
4
= r
4
*Cosγ
4
= 20*cos(8,5062
o
) = 19,7799
τ
4
= C
4

- B = 19,7799 - 6,3441 = 13,4358
h
4
= τ
4
*cos(α + γ ) =13,4358 * 0,7986

=10,7298
- §iÓm 5: r
5
= r
4

= 20; γ
5
= γ
4
= 8,5062
o
C
5
= C
4
= 19,7799
τ
5
= τ
4
= 13,4358
h
5
= h
4
=10,7298



4
Bảng kết quả tính toán tại các điểm
Điểm
r
i
(mm)

A
(mm)
Sin
i

i
(
o
)
B
(mm)
C
i
(mm)

i
(mm)
h
i
(mm)
1 7
2 14
3 14
4 20
5 20
2,958
0,4226 25
0,21130913 12,1991
o
0,21130913 12,1991

o
0,1479 8,5062
o
0,1479 8,5062
o
6,344
6,3441 0 0
13,6838 7,3397 3,3676
13,6838 7,3397 3,3676
19,7799 13,4358 10,7298
19,7799 13,4358 10,7298
V. Phần phụ của profin dụng cụ :
Phần phụ của profin dụng cụ dùng để vát mép và chuổn bị cho nguyên công cắt đứt
kích thớc của phần phụ gồm :
+ a : Là chiều rộng làm tăng sức bền của lỡi cắt ,chọn a = 4(mm) .
+ b : Là chiều rộng lỡi ứng với phần cắt đứt ,chọn b = 6 (mm) .
+ c : Là chiều rộng lỡi tạo ra phần xén mặt ,chọn c = 2 (mm)
= 20;
1
= 55
Chiều dài tổng cộng của dao :
L = l
c
+ a + b +c = 45 + 2 + 4 + 6 = 57(mm) .
VI. Thiết kế dỡng:
Trong quá trình chế tạo dao tiện định hình, profin của lỡi cắt đợc kiểm tra bằng các
loại dỡng. Dỡng đợc dùng trong quá trình chế tạo gồm hai loại :Dỡng đo và dỡng kiểm. D-
ỡng đo dùng để kiểm tra profin chi tiết ,dỡng kiểm dùng để kiểm tra dỡng đo.

- Dỡng đo : Cấp chính xác 7, miền dung sai H , h (bao và bị bao).

5
L
c
c a
b


L
d

1
- Dỡng kiểm : Cấp chính xác 6, miền dung sai J
s
, j
s
(bao và bị bao).
- Vật liệu dỡng : Thép lò xo 65, nhiệt luyện đạt 62..65 HRC. Độ nhám bề mặt làm
việc R
a
0,63 àm, mặt còn lại R
a
1,25 àm .
VII. Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định hình :
1. Vật liệu phần cắt : Thép gió P18
2. Vật liệu phần thân : Thép 45
3. Độ cứng sau nhiệt luyện:
Phần cắt HRC : 62
ữ

65
Phần thân HRC:35
ữ
45
4. Độ nhám :
Mặt trớc và mặt sau không lớn hơn Ra < 0,25
Mặt tựa, rãnh mang cá không lớn hơn Ra < 0,5
Mặt còn lại không lớn hơn Ra < 2,0
5. Mối hàn phần cắt và phần thân bằng hàn tiếp xúc bảo độ đồng đều mối hàn.
6. Sai lệch góc cắt tơng ứng với góc

+
không quá
0
1
7. Nhãn hiệu sản phẩm :
Nơi sản xuất : Đại Học BáCH KHOA Hà NộI
Vật liệu làm dao : P18
Góc trớc
25=

0
, góc sau
12=

0
của dao


6

R3
5
5
d=5
R3
5
5
d=5
40
45
57
14
8
12
26
36
47
0,5
+
_
0,5
+
_
0,5
+
_
0,01
+
_
0,01

+
_
0,01
+
_
0,01
+
_
0,1
+
_
0,1
+
_