Thiết kế dao tiện định hình tròn để gia công chi tiết

1
LỜI NĨI ĐẦU
Dụng cụ cắt đóng vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực gia cơng cơ
khí, nó trực tiếp tác động vào q trình sản xuất các sản phẩm cơ khí, cơng
cụ sản xuất và máy móc thiết bị cho nền kinh tế quốc dân.
Việc nắm bắt được vai trò quan trọng của dụng cụ cắt gọt kim loại
cũng như khả năng thiết kế, chế tạo, tối ưu hố là một cơng việc rất khó nó
đòi hỏi người làm cơng tác kỹ thuật có khả năng và trình độ nhất định.
Mặt khác, việc thiết kế dụng cụ cắt có ảnh hưởng rất lớn đến năng
suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời việc thiết kế dụng cụ cắt cũng phải
đảm bảo tính khả thi, tính kinh tế và các u cầu kỹ thuật khác …
Ở đây, với đồ án mơn học “ Thiết kế dụng cụ cắt kim loại” là rất cần
thiết và quan trọng đới với mỗi sinh viên, nó giúp sinh viên làm quen và biết
cách thiết kế dụng cụ cắt cho cơng tác sau này.
Ngồi việc vận dụng các kiến thức đã được học, các tài liêu thiết kế
… em được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy cơ trong bộ mơn,
đặc biệt là Thầy giáo hướng dẫn trực tiếp đã giúp em hồn thành đồ án này.
Tuy nhiên, trong q trình thiết kế khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, rất
mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra
trường nhận cơng tác.
Em xin chân thành cảm ơn.






THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
2
PHẦN I. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

Đề bài : Thiết kế dao tiện định hình hình tròn để gia công chi tiết như
hình vẽ. Vật liệu gia công thép 45 có
b
σ
= 600 N/mm
2
.

D
d
1
d
2

d
3

d
4
l
1
l
2

l
3

l
4

l
5

35 30 20 33 28 6 12 15 19 25


D
d
1
d
2
d
3
d
4
l
1
l
2
l
3
l
4
l
5

I. CHỌN KIỂU DAO ĐƯỢC THIẾT KẾ:
1. Nghiên cứu chi tiết:
- Chi tiết gồm các mặt tròn xoay , mặt côn , mặt đầu
- Chi tiết có chiều dài , chiều cao prôfin nhỏ .

- Độ chính xác không có yêu cầu gì đặc biệt
- Vật liệu thép có
b
σ
= 600 N/mm
2
.
2. Chọn loại dao
Chọn dao tiện định hình hình tròng á thẳng .
II. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DAO.
Thông số cơ bản của dao tiện định hình là góc trước
γ
và góc sau
α
.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
3
Với vật liệu gia cơng là thép 45 ta chọn

α
= 12
0


γ
= 22
0
.
III. CHỌN ĐIỂM CƠ SỞ
Điểm cơ sở được chọn là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn

kẹp nhất , đó là điểm 3 trên hình vẽ . Tại điểm cơ sở 3 có
α
= 12
0
và
γ
=
22
0
.
Góc sắc của dao
0
γ
=
γ
+
α
= 22
0
+ 12
0
= 34
0
.
Tại điểm cơ sở ta có
1
Ψ = 0
Góc sau trong tiết diện pháp :
N
α

= 3
0

IV. KÍCH THƯỚC KẾT CẤU CỦA DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH
1. Kết cấu của dao :
- Chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết được gia cơng :
t
max
=
2
minmax
dd −
( d
max
= d
3
= 33 mm , d
min
= d
2
= 20 mm )
t
max
=
2
2033 −
= 6,5 (mm)
Tra bảng 2-6 ( Trang 9 – HDTK DCCKL tập 1 ) ta có :
Chọn dao tiện định hình hình tròn có sử dụng lỗ truốt :
D = 50 , d = 13 , d

1
= 20 , b
max
= 9 , K = 3 ,
D
1
= 28 , d
2
= 5 , r = 1 .
V. TÍNH TỐN PRƠFIN DAO
Sơ đồ tính tốn
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
4

r
3

=

r
4
r
5

=
r
6
r
1

=

r
2
r
7

=

r
8
γ
B
3
=
B
4
B
1
=
B
2
B
7
=
B
8
B
5
=

B
6
C
8
C
2
C
6
H
3,4
1,2
7,8
5,6
R
3,4
R
1,2
R
7,8
k
ε
5,6
ε
3,4
R
5,6
α

Chiều cao gá dao k = 25sin12
0

= 5,197
Chiều cao mài dao H = Rsin(
α
+
γ
) = 25Sin34
0
= 13,979 mm

ε
3
=
α
3
+
3
γ
= 12
0
+ 22
0
= 34
0
( Điểm cơ sở )
B
3
= R
3
.Cos
3

ε
= 25.Cos34
0
= 20,72 mm
C
2
= C
1
= r
2
Cos
γ
2
- rCos
γ


γ
2
= arcSin(
2
r
r
Sin
γ
) = arcSin(
15
10
Sin22
0

) = 14,46
0

C
2
= 15Cos14,46
0
- 10.Cos22
0
= 5,25 mm.
B
2
= B
3
- C
2
= 20,72 – 5,25 = 15,47 mm
tg
2
ε
=
2
B
H
=
47,15
98,13
= 0,903
⇒

2
ε
= 41,10
0

R
2
=
2
ε
Sin
H
=
0
10,41
98,13
Sin
= 20,85 mm .
C
7
= C
8
= r
8
Cos
γ
8
- rCos
γ

γ
8
= arcSin(
8
r
r
Sin
γ
) = arcSin(
14
10
Sin22
0
) = 15,52
0

C
8
= 14Cos15,52
0
- 10.Cos22
0
= 4,24 mm.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
5
B
7
= B
8
= B

3
- C
8
= 20,72 – 4,24 = 16,48 mm .
tg
8
ε
=
8
B
H
=
48,16
98,13
=0,847
⇒

2
ε
= 40,28
0

R
8
=
8
ε
Sin
H
=

0
28,40
98,13
Sin
= 21,61 mm .
C
5
= C
6
= r
6
Cos
γ
6
- rCos
γ

γ
6
= arcSin(
6
r
r
Sin
γ
) = arcSin(
5,16
10
Sin22
0

) = 13,12
0

C
6
= 16,5Cos13,12
0
- 10.Cos22
0
= 6,79 mm
B
5
= B
6
= B
3
– C
6
= 20,72 – 6,79 = 13,93
tg
6
ε
=
6
B
H
=
93,13
98,13
=1,003

⇒

2
ε
= 45,10
0

R
6
=
6
ε
Sin
H
=
0
10,45
98,13
Sin
= 19,73 mm .
VI . TÍNH CHIỀU RỘNG CỦA GIAO TIỆN:
Chọn chiều rộng lưỡi cắt phụ a = 3 mm
Chiều rộng lưỡi cắt xén mặt đầu c = 2 mm
Chi tiết có phần vát nên
ϕ
= 45
0

Chiều cao của lưỡi cứt đứt t
≤

t
max
= 6,5 mm
Chiều rộng lưỡi cắt đứt b = 5 mm
Chiều rộng b
1
= 1mm
Vậy chiều dài dao L = l
5
+ a + c +b + b
1

= 25 + 3 + 2 + 5 + 1 = 36 mm
VII . ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CỦA DAO
1. Vật liệu phần cắt : thép gió P18
Vật liệu phần thân: thép 40X hoặc thép 45, hoặc thép CT6
2. Độ cứng sau nhiệt luyện
Phần cắt HRC 62 – 65
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
6
Phần thân HRC 35 – 45
3.Độ nhám
Mặt trước và mặt sau không lớn hơn Ra 0,25
Mặt tựa rãnh không lớn hơn Ra 0,5
Các mặt còn lại không lớn hơn Ra 2,0
4. Mối hàn phần cắt và phần thân bằng hàn tiếp xúc bảo đảm độ đồng
đều mối hàn ( chỉ dùng đối với dao lăng trụ )
5. Sai lệch góc sắc ( tương ứng với
γα
+

) không quá
±
1
0

6. Nhãn hiệu sản phẩm
- Nơi sản xuất ĐHBK HN
- Vật liệu làm dao P18
- Kích thước khuôn khổ dao
- Góc trước
γ
= 22
0
, Góc sau
α
= 12
0

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
7
PHẦN II. THIẾT KẾ DAO XỌC RĂNG

Đề bài
Thiết kế dao xạo răng để gia công bánh răng trụ răng thẳng vật liệu là
thép 45 có
b
σ
= 650 N/mm
2

Góc ăn khớp
α
= 20
0

Môđun m = 2
Đường kính d = 100
Cấp chính xác A
I. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ
Dựa và môđun của bánh răng ta tra bảng 17 – VIII Sách HDTK DCC
tập 2 trang 163 ta chọn dao xọc răng hình đĩa có

Số răng Z = 50
Đường kính vòng chia d = 100
Đường kính vòng đỉnh D
e
= 107,31
S = 3,99 h’ = 3,66
1.Số răng dao xọc răng
Z
u
=
m
D
∂
=
2
100
= 50
2. Thông số hình học phần cắt
- Góc trước trên đỉnh răng
b
γ
theo dao xọc tiêu chuẩn lấy bằng 5
0

- Góc sau theo dao xọc tiêu chuẩn lấy
α
đ
= 6
0

- Góc sau ở mặt bên
oc
α
trong tiết diện pháp tuyến của prôfin răng
dao tại điểm đã cho được xác định như sau :
tg
oc
α
= tg
α
b
.Sin
α
n

Trong đó góc prôfin
α
n
của răng dao xọc được tính theo công thức :
tg
α
n
=
bb
tgtg
tg
γα
α
.1−
∂

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
8
Ở đây
∂
α
là góc prơfin của bánh răng được cắt , lấy
∂
α
= 20
0
. Như vậy
ta có :
tg
α
n
=
bb
tgtg
tg
γα
α
.1−
∂
=
00
0
5.61
20
tgtg

tg
−
= 0,3673
Vậy
α
n
= arctg0,3671 = 20
0
10’14’’
Thay
α
n
vào biểu thức tính tg
oc
α
ta được
tg
oc
α
= tg
α
b
.Sin
α
n
= tg6
0
.Sin20,208
0
= 0,0363

3. Đường kính dang nghĩa của dao xọc
D
∂
= m.Z
u
= 2x50 = 100 mm
4 . Xác định khoảng cách khởi thủy a
Ta có cơng thức xác định khoảng cách khởi thuỷ như sau :
a =
b
d
tg
m
α
ξ
.
max

Trong đó
maxd
ξ
là hệ số dịch chỉnh dao lớn nhất
Ta có chiều dày đỉnh răng dao xọc S
eu
= 03752,0.25838,0 −m
= 03752,02.25838,0 − = 0,6937
S’
e
=
2

6937,0
= 0,3468
Theo đồ thị với Z
u
= 50 và với S’
e
= 0,3468 ta tra được
maxd
ξ
= 0,60
Vậy a =
b
d
tg
m
α
ξ
.
max
=
0
6
2.60,0
tg
= 11,42 mm
5. Tính tốn các kích thước răng dao xọc trong tiết diện tính tốn khởi
thuỷ
- Chiều cao đầu răng : h’ = 1,25.m = 1,25.2 = 2,5 mm
- Chiều cao chân răng : h’’ = 1,25.m = 1.25.2 = 2,5 mm
- Chiều cao tồn bộ răng : h = h’ + h’’ = 2,5 + 2,5 = 5 mm

6. Đường kính vòng tròn cơ sở
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
9
d
0
= m.Z
m
.Cos

n
= 2.50.Cos20,208
0
= 93,87 mm
7. Xỏc nh kớch thc theo mt trc
- Chiu dy rng theo vũng chia
S
u
=
2
.
m

+
u
S


+ 2.
maxd

.m.tg


=
2
2.14,3
+ 0 + 2.0,6937.2.tg6
0

= 3,43 mm
- Chiu cao nh rng dao xc
h' = m ( f' + c' ) + a.tg
b

= 2.1,25 + 11,41.tg6
0
= 3,69 mm
- ng kớnh vũng trũn nh rng
D
eu
= m.Z
u
+ 2m.( f' + c' ) + 2a.tg



= 2.50 + 2.2.1,25 + 2.11,41.tg6
0
= 107,31 mm
- ng kớnh vũng trũn chõn rng dao xc

D
iu
= D
eu
- 2.h = 107,31- 2.5 = 97,31 mm
trong ú h l chiu cao ton b rng dao xc
8. Bn v ch to v ghi cỏc iu kin k thut cn thit ch to
dao :
II. IU KIN K THUT
1. Vt liu ch to dao : Thộp giú P18 hoc P9
2. cng sau nhit luyn t 62-64HRC
3. nhỏm
- Mt trc ca dao khụng ln hn Ra 0,5
- Mt ta trong dao v mt cỏn dao Ra

1,0
- Mt l dao xc hỡnh a , mt ta ngoi Ra

0,5
4. Hiu s ln nht bc vũng k nhau khụng c quỏ 0,005 mm
5. Sai s tớch lu bc vũng khụng quỏ 0,045
6. o tõm ca vũng trũn c s vi trc dao

0,02 mm
7. o vũng nh i vi trc dao

0,015 mm
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN