Tính toán và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết định hình

56

45,5

42

28

60

38

Đề tài 1 :
Tính toán và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết định hình với số liệu
nh trên hinh vẽ .
Vật liệu gia công : Thép A30
b = 600 N/ mm2
Máy gia công : Máy tự động
Dạng phôi : Phôi thanh , khi gia công có chuẩn bị để cắt đứt
15
24,72
25
35

56

46

42

28

50

38

60

40

15
25

28
42
45,5
56

38

60

Thuyết minh tính toán :
35
1 Phân tích chọn dụng cụ gia công
Chi tiết có dạng mặt ngoài
40
tròn xoay do đó ta chọn dụng
50
cụ gia công là dao tiện định
hình

Với dung sai cho phép ta
có thể bỏ qua sai sinh ra
ở các mặt côn do việc thay
thế lỡi cắt cong bằng lỡi
cắt thẳng .
Vậy ta dùng loại dao có góc
nâng = 0 để gia công chi
tiết. Ta nhận thấy rằng : Mặt đầu 3- 4
là mặt phẳng vuông góc với trục chi tiết.
15
Do đó khi gá dao thẳng , góc trớc trong
tiết diện pháp tuyến N = 0 , làm cho ma 24.72
sát giữa mặt đầu và mặt sau dao rất lớn
25
ảnh hởng đến chất lợng bề chi tiết , tuổi
thọ dao , máy .Vì chiều rộng vành khăn 35
nhỏ do đó ta thay thế nó bằng một mặt
40góc sau N trong tiết diện pháp do đó
nón có góc đáy nón bằng 30 nhằm làm tăng
sẽ giảm đợc ma sát Vậy profile bây giờ50
có dạng nh hình vẽ ở trên.
2 Chọn điểm cơ sở
Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn điểm cơ sở theo nguyên tắc : Điểm cơ sở là
điểm xa chuẩn kẹp dao nhất . Vậy ta chọn điểm cơ sở là điểm 1 trên hình vẽ
3 Chọn góc trớc và góc sau
Theo đề ra vật liệu gia công là : Thép A30
b = 600 N/ mm2
Theo bảng 1- 5 : 8[1] ta chọn : Góc trớc = 200
Góc sau = 120
1

4 Tính toán chiều cao profile của dao trong tiết diện N- N vuông góc với mặt
sau.
Sơ đồ tính toán
Ci

Ai

Bi

Ti





r

ri

N
N

hi

Xét điểm i bất kỳ trên profile chi tiết ta có điểm i tơng ứng trên profile dao . Gọi
chiều cao profile của dao tại điểm i là hi , theo hình vẽ ta có
hi = i.cos( + )
i = Ci- Bi = ri.cosi r.cos
Ta có
Ai = ri.sini = r.sin
sini = r/ri.sin
i = arcsin(r/ri.sin)
i = ri.cos(r/ri.sin) r.cos
hi = [ri.cos(r/ri.sin) r.cos].cos( + )
Lập bảng tính toán chiều cao profile dao
Điểm
1
2
3
4
5
6
7

ri
14.00
14.00
22.75
28.00
28.00
21.00
19.00

i

20.00
20.00
12.15
9.85
9.85
13.18
14.60

hi
0.00
0.00
7.71
12.24
12.24
6.18
4.45

li
0.00
15.00
24.72
25.00
35.00
40.00
50.00

5 Tính toán kích thớc kết cấu của dao tiện định hình
Kích thớc kết cấu của dao tiện định hình đợc chọn theo chiều cao lớn nhất của
profile chi tiết
Ta có

t max =

d max d min 56 28
=
= 14
2
2

2


+
B1

B

H

H1

Theo 2-6:9[1] ta có
H = 90
B = 25
E = 10
A = 30
F = 20
d = 10
r=1
H1 = 40%H = 36
B1 = 1,5tmax = 21

M = 45,77

E

r rộng lFỡi cắt
6 Tính toán chiều
d
Chiều rộng lỡi cắt phụ a =A2
Chiều rộng phần lỡi cắt xén mặt đầu c = 1
Góc vát 1 = 200
Chiều cao lỡi cắt phần cắt đứt t tmax = 10
Chiều rộng lỡi cắt phần cắt đứt b = 5
Chiều rộng phần lỡi không tham gia cắt b1 = 1
Góc vát = 150
Chiều rộng phần cắt của lỡi cắt Lc = l5 = 50
Chiều rộng dao Ld = Lc + a + b + c + b1 = 50 + 2 + 5 + 1 + 1 = 59

t

b

b1




c

1
a

Lc
Ld

7 Thiết kế dỡng đo dỡng kiểm
Dỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,đợc chế tạo theo cấp chính xác7 với
miền dung sai H, h . Theo luật kích thớc bao và bị bao.
Dỡng kiểm dùng để kiểm tra dỡng đo , đợc chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền
dung sai Js , js . Theo luập kích thớc bao và bị bao.
3


Vật liệu làm dỡng : Thép lò xo 65.
Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62..65 HRC.
Độ nhám bề mặt làm việc Ra 0,63àm . Các bề mặt còn lại đạt Ra 1,25àm.
Kích thớc danh nghĩa của dỡng theo profile dao.
Dung sai chế tạo dỡng đợc thể hiện ở bảng sau:

2

8
7

6
5

0-1 1-2

0
1

3
4

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

2 15-0,018

9,72-0,025

0,25-0,01

10-0,015

5-0,012

10-0,015

2

2 0

7,71-0,015

4,54-0,012

0

6,060,015

1,75-0,01

2

2 150,0055

9,72 -0,045

0,250,003

100,0045

50,004

100,0045

2

2 0

7,710,004

4,540,004

0

6,060,00 1,750,003

2

Các kích thớc thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết

4


Đề tài 2
Tính toán thiết kế dao phay định hình có góc trớc dơng ( < 0) để gia công chi tiết ở
hình vẽ sau .Với vật liệu chi tiết là thép 40 có b = 500N/mm2.Trong đó các mặt I
và II không gia công

15

.5
r7

I

7,3

22

2,63

II

2,2

20

5,3

5

Thuyết minh tính toán
1 Phân tích chi tiết và chọn dao
Chi tiết có dạng rãnh , có profile phức tạp bao gồm các đoạn thẳng và cung tròn . Vì
vậy ta chọn dao phay hình hớt lng , là loại dao phổ biến dùng để gia công các chi
tiết định hình . Với dạng profile phức tạp nh vậy ta chỉ hớt lng dao 1 lần , tức là
không mài lại mặt sau sau khi đã nhiệt luyện . Để giảm nhẹ lực cắt ta chế tạo dao
có góc trớc dơng ( > 0 ) . Vì chiều cao profile lớn nhất hcmax = 7,3 mm , chiều rộng
rãnh l=15mm ,ta nhận thấy rằng kết cấu của lỡi cắt đủ cứng vững do đó ta chế tạo
dao có đáy rãnh thoát phoi thẳng.
Vậy để gia công chi tiết này ta chế tạo dao là dao phay định hình hớt lng 1lần, có
góc trớc dơng, đáy rãnh thoát phoi thẳng.
2 Tính toán profile dao
a
trong tiết diện chiều trục
Sơ đồ tính
Ri

R

Od




F


hdi

i
hci

E
G

Profile chi tiết
i'



T

Profile dao

5

Ta cần xác địnhchiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục
Các thông số trên sơ đồ
Góc trớc .
Theo 2-5:5[2]
Vật liệu : Thép 40
ứng suất bền : b = 500N/mm2
Ta chọn đợc góc trớc = 100(ứng với dao cắt tinh)
Góc sau = 120
Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết hcmax = 7,3 mm
Bán kính đỉnh dao R theo 9-5:16[2] ta có
R = 45 mm
Dựng profile dao bằng đồ thị
Xét điểm i trên chi tiết , để gia công đợc điểm i thì phải có một điểm i tơng ứng
thuộc profile chi tiết . Ta xác định điểm i đó nh sau
Từ điểm i trên profile chi tiết dóng ngang sang phía dao cắt đờng OT tại E . Lấy O
làm tâmquay một cung tròn có bán kính OE cắt vết mặt trớc tại F . Vẽ đờng cong
hớt lng acsimet qua F cắt OT tại G . Từ g dóng đờng ngợc lại phía chi tiết , từ
điểm i thuộc profile chi tiết hạ đờng thẳng vuông góc xuống đờng cắt đờng tại
i ta đợc điểm i là điểm trên profile dao dùng để gia công điểm i trên profile chi tiết
Theo sơ đồ ta có
hdi = GT = ET- EG = hdi EG
EG chính là độ giáng của đờng cong hớt lng acsimet ứng với góc ở tâm
Ta có
EG =

Mà
= i -
Sin i =

a
R sin
=
Ri R hci

KZ

2
i = arcsin(

R sin
)
R hci

= arcsin(

R sin
)
R hci

R sin

KZ

hi =đó
hci
[arcsin(
) ]
Trong
2

R hci
K : lợng hớt lng
Z : số răng dao phay
Theo 2-9:16[2] ta có K = 6 ; Z = 10
Nhận thấy rằng profile chi tiết có một đoạn cung tròn . Vậy profile dao cũng có một
đoạn cong tơng ứng. Nếu xác định profile đoạn đó cũng nh các đoạn khác thì đẻ
đảm bảo độ chính xác yêu cầu thì số lợng điểm tính toán phải đủ lớn nh thế khối lợng tính toán sẽ rất nặng nề . Để đơn giản cho việc tính toán ta sẽ thay thế đoạn
cong đó bằng một cung tròn thay thế đi qua 3 điểm . Trên sơ đồ tính ta đã có 2 điểm
là 4 và 6 . Vậy ta chỉ còn phải tính thêm 1 điểm nữa là điểm 5
Ta chọn điểm 5 có l5 = 12
hc 5 = hc 4 + r r 2 ( l 5 l 4 ) = 5.1 + 7.5 7.5 2 (12 9.7 ) = 5.46
2

2

Lập bảng tính toán
Điểm
1
2
3

hci
7.30
0.00
0.00

hdi
6.62
0.00
0.00

Li
0.00
2.63
7.63
6


4
5
6

5.10
5.46
7.30

4.65
4.98
6.62

9.70
12.0
15.0

3 Tính toán profile trong tiết diện chiều trục
Sơ đồ tính toán
a

Od

Ri

R





Profile chi tiết
F

i
h ci

E


h dt

i

T
i'

Profile dao

Từ sơ đồ ta có

Ri . sin ( R hci ). sin
=

sin
ở trên ta đã có sin
R. sin
= arcsin(
)
R hci

R. sin

( R hci ). sin arcsin

R hci


hdti =
sin
hdti = TF =

Trong tiết diện chiều trục đoạn profile cong cũng đợc thay thế bằng một cung tròn
thay thế
Lập bảng tính toán
Điểm
1
2
3
4
5
6

hci

7.30
0.00
0.00
5.10
5.46
7.30

hdi
7.87
0.00
0.00
5.47
5.86
7.87

Li
0.00
2.63
7.63
9.70
12.0
15.0

4 Chọn kết cấu dao
Các thông số kết cấu dao đợc chọn theo 9-5:16[2] . Thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi
tiết.
7


5 Thiết kế dỡng

Dỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,đợc chế tạo theo cấp chính xác7 với
miền dung sai H, h . Theo luật kích thớc bao và bị bao.
Dỡng kiểm dùng để kiểm tra dỡng đo , đợc chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền
dung sai Js , js . Theo luập kích thớc bao và bị bao.
Vật liệu làm dỡng : Thép lò xo 65.
Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62..65 HRC.
Độ nhám bề mặt làm việc Ra 0,63àm . Các bề mặt còn lại đạt Ra 1,25àm.
Kích thớc danh nghĩa của dỡng theo kích thớc profile dao trên mặt trớc . Các kích
thớc còn lại thể hiện trên bản vẽ chi tiết.

Đề tài 3
Tính toán và thiết kế dao phay đĩa module trong bộ 8 con, để gia công bánh răng
trụ răng thẳngbằng thép 45, có module m = 10 mm . Cho biết số hiệu dao là dao số
6.
Thuyết minh tính toán
1 Xác định các thông số hình học của bánh răng
Trong bộ dao phay đĩa module 8 con , dao mang số hiệu 6 có thể gia công đợc
bánh răng có số răng Z = 35..36 răng. Profile dao đợc tính toán theo số răng bé nhất
.
Theo bài ra , ta cần thiết kế dao phay đĩa module để gia công bánh răng với các
thông số nh sau:
Module
m = 10 mm
Số răng
Z = 35
Góc ăn khớp trên vòng tròn chia
= 200
Bớc răng
t = .m = 3,14.10 = 31,4 mm
Bán kính vòng tròn chia

rc = m.z = 10.35/2 = 175 mm
Chiều dầy răng
S = m./2 = 3,14.10/2 = 15,7 mm
Bán kính vòng tròn lăn
rl = rc = 175 mm
Đờng kính đỉnh răng
8


da = dc +2m = 350 + 2.10 = 370 mm
Đờng kính chân răng
df = dc 2,5m = 350 2,5.10 = 325 mm
Đờng kính vòng tròn cơ sở
d0 = dc.cos = 350.cos200 = 328,892 mm
y cắt
2 Tính toán profile thân khai của lỡi
Sơ đồ tính
x
max

x



C

c

Mc

y

y max

B
r


c =

inv

M (x,y)
=in

v

M

c

o1

c

Trong đó: Ra : Bán kính đỉnh răngo
Ra
x

RM
RM : Bán kính tại điểm M(x,y)
Rc
Rc : Bán kính vòng tròn chia
Ro
R0 : Bán kính vòng tròn cơ sở
Rf
Rf : Bán kính chân răng
Profile bao gồm hai đoạn
Đoạn làm việc : Là đoạn thân khai CB
Đoạn không làm việc : Là đoạn cong chuyển tiếp thuộc khe hở chân răng BO1
Tính toán profile đoạn làm việc
M
Nguyên lý tạo hình đờng thân khai
r0 : Bán kính vòng cơ sở
rM : Bán kính véc tơ ứng với điểm M
A
M : Góc thân khai
r
M : Góc áp lực của đờng thân khai

Nguyên lý : Cho một đờng thẳng lăn không
trợt trên một đờng tròn, thì quỹ đạo của điểm
r
M thuộc đờng thẳng đó sẽ vẽ ra đờng cong
thân khai
M

0



B

Vậy để tạo hình lỡi cắt thân khai ta cho điểm M chuyển động theo phơng trình đờng thân khai trong khoảng bán kính rf rM ra . Việc xác định profile lỡi cắt chính
là việc xác định toạ độ của tập hợp tất cả các điểm M trong hệ toạ độ đề các Oxy
Xác định toạ độ của điểm M
Theo sơ đồ ta có
x = rM.sinM = rMsin(0 + M)
y = rM.cosM = rMcos(0 + M)
Ta có
M = tgM - M = invM
0 = c - inv0 = /2z - inv0 = /2z - tg0 + 0
tacó CosM = r0/rM
r2
M = arcsin( 1

M

0
2
M

r

r 2
r2
= Tg arcsin 1 02 arcsin 1 02



rM
rM





)

9





r02
r02




x = rM sin( tg 0 + 0 + Tg arcsin 1 2
arcsin 1 2

2z
r
rM
M







r 2
r2
y = rM cos(tg 0 0 + Tg arcsin 1 02 arcsin 1 02 )



rM
rM






)

Lập bảng tính toán
Điểm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

rM
164.45
165

166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185

x
4.93
4.98
5.12
5.31
5.54
5.79
6.08
6.39

6.72
7.08
7.46
7.85
8.27
8.71
9.17
9.64
10.13
10.64
11.17
11.71
12.27
12.85

y
164.38
164.92
165.92
166.92
167.91
168.9
169.89
170.88
171.87
172.86
173.84
174.82
175.81
176.79

177.76
178.74
179.71
180.69
181.66
182.62
183.59
184.55

3 Chọn các kích thớc kết cấu dao
Kích thớc kết cấu dao chọn theo 4-8:121[2] , đợc thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết
4 Thiết kế dỡng
Dỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,đợc chế tạo theo cấp chính xác7 với
miền dung sai H, h . Theo luật kích thớc bao và bị bao.
Dỡng kiểm dùng để kiểm tra dỡng đo , đợc chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền
dung sai Js , js . Theo luập kích thớc bao và bị bao.
Vật liệu làm dỡng : Thép lò xo 65.
Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62..65 HRC.
Độ nhám bề mặt làm việc Ra 0,63àm . Các bề mặt còn lại đạt Ra 1,25àm.
Kích thớc danh nghĩa của dỡng theo profile dao trong tiết diện chiều trục
10


Tài liệu tham khảo
1 Hớng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại (2 tập ) - ĐHBKHN : 1978
2 Bài giảng môn học Thiết kế dụng cụ cắt kim loại Nguyễn Duy : 1999
3 Hớng dẫn thiế kế dụng cụ cắt kim loại (Tập 1) - Đậu Lê Xin : 1988
4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ( Tập 1) NXBKH&KT : 1999

MụC LụC

Tiêu đề
+ Thiết kế dao tiện định hình
- Chọn dụng cụ
- Chọn điểm cơ sở
- Chọn góc trớc và góc sau
- Tính toán chiều cao profile trong tiết diện vuông góc với mặt sau

Trang
1
1
2
2
2
11


- Tính toán kích thớc kết cấu dao
- Tính toán chiều rộng lỡi cắt
- Thiết kế dỡng
+ Thiết kế dao phay định hình
- Chọn dụng cụ
- Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục
- Tính toán profile dao trong tiết diện mặt trớc
- Chọn kết cấu dao
- Thiết kế dỡng
+ Thiết kế dao phay dĩa module
- Xác định các thông số hình học của bánh răng cần gia công
- Tính toán profile thân khai của lỡi cắt
- Chọn kết cấu dao

- Thiết kế dỡng
+ Tài liệu tham khảo

3
3
4
5
6
6
8
9
9
10
10
10
12
12
13

12