Đồ án thiết kế dụng cụ cắt kim loại

Thuyết minh đồ án môn học: Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
Lời nói đầu
Dụng cụ cắt gọt cùng với máy công cụ là những công cụ lao động chủ yếu trong
phân xởng gia công cơ khí của nhà máy chế tạo máy. Chi phí cho dụng cụ cắt thờng
khá lớn, chiếm khoảng 5%-17% vốn lu động của nhà máy cắt gọt. Do vậy việc sử dụng
hợp lí dụng cụ cắt có ý nghĩa lớn đối với nền kinh tế nói chung và hiệu quả kinh tế đối
với từng nhà máy nói riêng. Nhiệm vụ của ngời cán bộ kĩ thuật khi thiết kế công nghệ
gia công cần phải chọn loại dụng cụ hợp lí, chọn phơng án kết cấu và thông số hình học
hợp lí ứng với điều kiện cụ thể xảy ra trong cắt gọt . Đồ án môn học thiết kế dụng cụ
cắt giúp cho học viên nắm đợc cách thức thiết kế một dụng cụ cắt hợp lí đảm bảo đợc
yêu cầu kĩ thuật đồng thời học viên tích luỹ đợc các kiến thức cơ bản trong ngành cơ
khí chế tạo máy.
Do thời gian và khả năng còn hạn chế nên đồ án đợc hoàn thành với chất lợng ch-
a cao, em mong đợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy giúp em hoàn thiện đồ án tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo tiến sĩ Nguyễn đức Phơng cùng các thầy giáo
trong bộ môn Chế Tạo Máy đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án.

Học viên thực hiện
Nguyễn Xuân Thắng


Gvhd: Nguyễn Đức Phơng Hvth: Nguyễn Xuân Thắng
2
Thuyết minh đồ án môn học: Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
khoa cơ khí
bộ môn chế tạo máy
nhiệm vụ đồ án môn học
môn: Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
1. Đề bài: +Thiết kế dao tiện định hình gia công chi tiết số 4.4
+Thiết kế dao phay định hình gia công chi tiết số 3.1
2. Nội dung

A. Thuyết minh:
-Phần 1: Thiết kế dao tiện định hình
1.1. Phân tích chi tiết
1.2. Chọn vật liệu làm dao
1.3. Trình tự tính toán
1.4. Xác định kết cấu dao tiện
1.5. Phân tích sai số
-Phần 2: Thiết kế dao phay định hình
2.1.Chi tiết cần gia công và các số liệu đã cho
2.2.Chọn vật liệu làm dao
2.3.Chọn dao phay gia công và các góc độ
2.4.Xác định profin lỡi cắt dao phay hớt lng
2.5.Nhận xét
- phần 3: Kết luận.
- Phần 4: Tài liêu tham khảo.
B. Bản vẽ:
Hai bản vẽ A
1
vẽ sơ đồ tính hai dao, hai bản vẽ A
3
vẽ hai dao, 1 bản vẽ A
3
vẽ dao tiện lắp
trên gá.
Học viên thực hiện: Nguyễn Xuân Thắng. Ngời giao đồ án:
Lớp : CNCT Vũ Khí 36. Tiến sĩ Nguyễn Đức Phơng.
Gvhd: Nguyễn Đức Phơng Hvth: Nguyễn Xuân Thắng
3
Thuyết minh đồ án môn học: Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
A. Nội dung thuyết minh:

Phần 1: Thiết kế dao tiện định hình.
Đề bài số 1.1: Thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết nh hình vẽ:
1.1. Phân tích chi tiết.
Chi tiết cần gia công có dạng tròn xoay, biên dạng tơng đối phức tạp đặc biệt là bề mặt
có prôfin cung tròn bán kính R = 50 mm.
Để đảm bảo độ chính xác của chi tiết và để quá trình gia công diễn ra thuận lợi ta chọn
loại dao để gia công chi tiết là dao hình lăng trụ, dao đợc gá nghiêng để tạo ra góc sau
tại tiết diện a_a.
1.2. Chon vật liệu làm dao.
Năng suất công tác của một loại dụng cụ cắt phụ thuộc rất nhiều vào khả năng giữ đ-
ợc tính cắt trong một khoảng thời gian dài của vật liệu làm dao. Trong quá trình cắt,
ngoài các điều kiện chịu áp lực và nhiệt độ cao, dụng cụ cắt còn chịu rung động, mài
mòn, khiến cho tính cắt gọt của dụng cụ làm dao chóng bị thay đổi. Do đó muốn làm
việc đợc vật liệu làm dao phải đảm bảo đợc các yêu cầu về độ cứng, độ bền cơ học, tính
chịu nóng tính chịu mài mòn, tính công nghệ, tính kinh tế.
Thông thờng để gia công các chi tiết bằng thép, ngời ta thờng sử dụng thép gió để
làm dụng cụ cắt, ở đây ta cũng chọn thép gió để làm dụng cụ:
Thép gió có một số u điểm sau: có tốc độ cắt cao hơn từ 2-4 lần, có tuổi bền gấp 8-15
lần so với thép cacbon và thép hợp kim dụng cụ. Thép gió có thể làm việc đợc ở nhiệt
độ 500
0
ữ 600
0
c với tốc độ cắt trung bình 25-35(m/ph). Trên cơ sở đó ta chọn vật liệu
làm dao là thép gió P18 với các thông số :
- Khả năng chịu nhiệt 600
0
C
- Tốc độ cắt 25-35 m/p
- Độ cứng HRC = 65

- Giới hạn bền uốn 2250 MPa
- Giới hạn bền nén 3730 MPa
Gvhd: Nguyễn Đức Phơng Hvth: Nguyễn Xuân Thắng
4
Thuyết minh đồ án môn học: Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
- Độ dẫn nhiệt 21
1.3. Trình tự tính toán.
Góc sau trong tiết diện vuông góc trục chi tiết đợc chọn theo tiêu chuẩn phụ thuộc vào
điều kiện gia công = 8 ữ 15
0
, ta chọn = 13
0
.
Góc sau ảnh hởng trực tiếp đến quá trình cắt (ma sát nhiệt độ mòn) là góc sau trong tiết
diện chính. Tại điểm bất kỳ của lỡi cắt, để có thể cắt đợc thuận lợi góc sau trong tiết
diện chính phải lớn hơn giá trị cho phép nhất định [
N
] = 3
0
ữ 5
0
. Trong trờng hợp
N
=
0 nh ở tiết diện a-a, dao tiện định hình cần đợc gá nghiêng để tạo góc sau
N
> 0, tức là
khi tính toán thiết kế trục vuông góc với chuẩn kẹp không vuông góc với trục chi tiết
mà đợc xoay đi một góc .
Góc xoay đợc tính theo công thức:

( )



tg
tg
N
=+
sin

Trong đó là góc nghiêng của profin chi tiết, với chi tiết này = 0 (tại tiết diện a_a).
Góc
N
ta chọn bằng 6
0
.
Do đó góc nghiêng của dao: = 27,1
0
.
Sau đây ta sẽ tính toán profin dao tiện định hình gá nghiêng (sơ đồ tính toán đợc thể
hiện trên bản vẽ số 1).
Ví dụ ta cần xác định điểm 2 trên dao để cắt điểm 2 tơng ứng trên chi tiết.
Điểm 1 đợc trọn làm điểm cơ sở với góc xoay = 27,1
0
.
Từ điểm 1 dựng đờng thẳng a vuông góc với tiết diện N_N, đây là đờng cơ sở tởng tợng
vì nó ngang tâm chi tiết.
Đờng thẳng a cắt đờng 2-2 vuông góc với trục chi tiết tại 2, Từ điểm 2 trên hình chiếu
đứng của chi tiết vẽ mặt trớc có góc trớc
T

đợc tính theo công thức

cos.tgtg
T
=
Góc trớc chọn theo tiêu chuẩn = 22 ữ 25
0
, ta chọn = 24
0
.
T
= 21,6
0
.
Mặt trớc cắt vòng tròn r
2
tại 2 trên hình chiếu đứng, từ đây ta dễ dàng xác định đợc
vị trí của 2 tơng ứng trên hình chiếu bằng. Từ điểm 2

và 2 ta tìm đợc điểm 1 và 2 trên
mặt trớc của dao. Vẽ mặt sau tại các điểm 1 và 2 ta xác định đợc chiều cao h
2
của profin
dao trong tiết diện vuông góc với mặt sau.
Đối với các điểm khác ta thực hiện tơng tự, riêng đối với đoạn có bán kính cong R=
50 ta cần xác định 3 điểm để có thể dựng đợc biên dạng dao (các điểm 4, 5, 6 trên hình
vẽ)
Sau khi xây dựng xong biên dạng ta có thể thực hiện các bớc tính toán bằng phơng
pháp giải tích hoặc bằng phơng pháp hình học. Sau khi tính đợc các khoảng cách h
i

(chiều cao prôfin đo trong mặt phẳng vuông góc với mặt sau), và các khoảng cách T
i
(chiều cao prôfin đo trong mặt trớc), và kích thớc chiều trục x
i
, ta tiến hành vẽ dao gá
nghiêng hoàn toàn nh đối với dao gá thẳng.
Ta phải tính cho các điểm 2, 3, 4, 5, 6, 7.
a. Điểm 2.
Gvhd: Nguyễn Đức Phơng Hvth: Nguyễn Xuân Thắng
5
Thuyết minh đồ án môn học: Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
Ta có:
mmbac
mmrb
mmra
r
m
mmrm
mm
l
a
mmr
mmtgtgl
rr
T
T
TT
T
T
51,10

25,7cos
76,17cos
987,0cos27,9
161,0
18
9,2
sin
9,2sin.
5,22
cos
8,72,1018
2,101,27.20'12
12
222
2
2
222
2
0
2
1
2
2
2
2
0
2
'
1
2

'
'
'
'
==
==
==
==
===
==
==
==
===
=









mmbax
mmcb
T
05,1845,45,22
45,4sincos
2
2

===
==

Chiều cao prôphin trong mặt trớc:
mm
c
T
T
94,9
cos
coscos
2
2
==


Chiều cao prôfin trong tiết diện pháp tuyến với mặt sau:
( )
mmTh 94,7cos
22
=+=

b. Điểm 3.
Ta có:
mmbac
mmrb
mmra
r
m
mmrm

mm
l
a
mmr
mmtgtgl
rr
T
T
TT
T
T
6,9
23,6cos
81,15cos
988,0cos88,8
154,0
16
47,2
sin
47,26,21sin.7,6sin.
71,24
1,27cos
22
cos
7,63,1118
3,111,27.22'13
13
333
3
3

333
3
0
3
3
3
0
3
0
3
3
0
3
'
1
3
'
'
'
'
==
==
==
==
===
===
===
==
===
=

mmbax
mmcb
T
7,2001,471,24
01,4sincos
3
3
===
==

Chiều cao prôphin trong mặt trớc:
mm
c
T
T
7,8
cos
coscos
3
3
==

Chiều cao prôfin trong tiết diện pháp tuyến với mặt sau:
( )
mmTh 95,6cos
33
=+=

c. Điểm 4.
Gvhd: Nguyễn Đức Phơng Hvth: Nguyễn Xuân Thắng
6