Thiết kế dao tiện định hình gia công chi tiết

Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt

Bùi Hùng Sơn

CTM6_K44

Bài1 : Thiết kế dao tiện định hình
Đề bài: Thiết kế dao tiện định hình gia công chi tiết nh hình vẽ sau :

l2

4
3
r

l1

2
1

Kích thớc của chi tiết : 1 = 10 ; 2 = 28 ; 3 = 48
l1 = 13 ; l2 = 12
Dao lăng trụ gá nghiêng : vật liệu - thép không dỉ
- Độ nhẵn bề mặt Ra = 3,2àm
Thuyết minh tính toán :
1.Chọn kiểu dao thiết kế:
Chi tiết có cung tròn , nếu chọn phơng án gá hớng kính thì ở đIểm 3 và điểm lân
cận của lỡi cắt góc sau trong tiết diện chính N_N , N sẽ bằng không. Điều này gây
ma sát lớn giữa mặt sau của dao và bề mặt gia công. Để tránh hiện tợng này, dao đợc tính toán thiết kế theo phơng án gá nghiêngmột góc ,nghĩa là trục profin của
dao hợp với đờng vuông góc với tâm chi tiết 1 góc . Ta chọn dao lăng trụ gá
nghiêng.

2. Chọn thông số hình học của dao:
Góc trớc và góc sau đợc chọn theo bảng 1 : = 10 0 ; = 120
3. Chọn điểm cơ sở , và tính profin dao :
Chọn điểm 1 làm điểm cơ sở . Qua 1 kẻ đờng cơ sở nghiêng 1 góc nh hình vẽ.
Góc đợc xác định nh sau :
= arcsin (tgN/tg) -
N : góc sau trong tiết diện pháp tuyến với lỡi cắt
N chọn = 40
: góc profin của dao tại điểm 1 ; =00

-1-


Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt

Bùi Hùng Sơn

CTM6_K44

ta có : = arcsin (tg40/tg120) - 00
= 19,20
vòng tròng ri

qt
qT




o

rs

hdi

2



1

L

l1

l4

S

li

3

Q

Li

l2

4

Chiều cao răng dao đợc xác định theo công thức:
hdi = K.qT = K.[ri.cos[ arcsin(rs.sinT/ri)] rs.cosT ]
Trong đó :
T : góc trớc trong tiết diện T_T vuông góc với trục chi tiết
tgT = tg.cos
T = arctg(tg.cos) = arctg(tg100.cos19,20 ) = 9,45
K = cosT.cos.cos(+)/cos
= cos9,450.cos19,20.cos(120+100)/cos100 = 0,877
rs = ri li .tg
Chiều rộng của điểm i đợc xác định theo công thức :
Li = li/cos + qT.cosT.sin
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 .
Xét đoạn profin 2_3 :phơng trình biểu diễn đoạn này :
( ri 24)2 + ( li 13 )2 = 102
Ta có :

-2-


§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ dông cô c¾t

Bïi Hïng S¬n

CTM6_K44

li
35

4

23
13

5

3
2

1
5 14

24

ri

§iÓm 2:
li=13 → ri = 14 ⇒ rs = 14- 13.tg19,20 = 9,473
hd2 = 0,877.[14.cos[arcsin(9,473.sin9,45/14)] –9,473.cos9,45 ]
= 0,877.4,569 = 4
L2 = 13/cos19,2 + 4,569.cos9,45. Sin19,2
= 15,23
§iÓm 5 :
li = 19 → ri = 16 ⇒ rs = 16 – 19.tg19,20 = 9,383

hd5 = 0,877. 6,67 = 5,85
L5 = 19/cos19,2 + 6,67.cos9,450. Sin19,20
= 22,283
§iÓm 3 :
li = 23 → ri = 24 ⇒ rs = 24 – 23.tg19,20 = 16
hdi = 0,877.8,073 = 7,08
L3 = 23/cos19,2 + 8,073.cos9,45.sin19,20
= 26,974
§iÓm 4 :
hd4 = hd3 – l2.sinψ.cos(α + γ )/cosγ
= 7,08 – 12.sin19,20.cos(120 + 100 )/cos100 = 3,365
L4 = L3 + l2.cosψ
= 26,974 + 12.cos19,20 = 38,31

-3-


3.365

15.230

CTM6_K44

7.080

Bùi Hùng Sơn

38.310
27.022
22.374

4.000

5.532

Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt

75

4. Kích thớc kết cấu dao tiện định hình :
Chiều sâu cắt lớn nhất của dao : tmax = hdimax = 7,08
Tra bảng 2 ta có kích thớc kết cấu dao tiện :
B = 19 ; H = 75 ; E = 6 ; A = 25 ; F = 15 ; r = 0,5 ; d = 6 ; M = 34,46

15
25
34.46

-4-

0.5
60


6

19

38

Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt

Bùi Hùng Sơn

CTM6_K44

BàI 2 : Thiết Kế Dao Phay Định Hình
Đề bài: Thiết kế dao phay định hình hớt lng để phay rãnh mũi khoan với các thông
số mũi khoan sau : D = 50 ; 2 = 1200 ; = 300 ; = 550 ; góc trớc > 0, vật liệu
thép gió P18, độ nhẵn bề mặt Ra = 3,2.







Thuyết minh tính toán :

1.Tính toán profin chi tiết:
chọn d = 0,2D =0,2. 50 =10
Chiều sâu cắt của dao phay : tmax = (D-d)/2 = (50-10)/2 = 20
Tra bảng ta có : đờng kính dao phayDe = 130.
Ta tính profin mặt khởi thuỷ của dao phay:

-5-


Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt

Bùi Hùng Sơn

CTM6_K44

1 6
2

5

3

4

R0 = D .C1.C2.C3
Với :
C1 = 0,026.2.(2)1/3/ = 0,026.120.1201/3/30 = 0,513
C2 = (0,14.D/d0)0,044 = (0,14.D/0,2.D)0,044 =(0,14/0,2)0,044 =0,984
C3 = (13.D1/2/De)0,9/ = (13.501/2/130)0,9/30 = 0,99
R0 = 50.0,531.0,981.0,99 = 24,987
Rk = Ck . D = 0,015.0,75.D = 0,015 .300,75.50 =9,614
B = R0 + Rk = 24,987 + 9,614 = 34,6
2. 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 = 20 mm , chiều rộng rãnh
B=34,6mm ,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.

-6-


Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt

Bùi Hùng Sơn

CTM6_K44

3. Tính toán profin dao trong tiết diện chiều trục :
Sơ đồ tính:

0d

+i


profin chi tiết

i

h

i'
i''

profin dao

3

4
5

2
6

1

Ta chọn : góc trớc = 100 ;
Góc sau = 120 .
Với chiều sâu cắt tmax =20 chọn các thông số của dao:
D =130 ; K = 8 ; Z = 10;
Điểm id trên profin của dao đợc xác định nh sau qua sơ đồ trên.Từ điểm I nằm
trên profin chi tiết , kẻ đờng thẳng sang điểm i nằm trong phơng hớng kính của
dao.Vẽ vòng tròn bán kính Ri= (Re hci ). Vòng tròn này cắt vết mặt trớc tại điểm
d. Đờng hớt lng qua điểm d sẽ cắt phơng hớng kính qua đỉnh dao ở điểm i .Từ
i kẻ đờng thẳng chiếu sang hình cạnh. Các điểm id trên hình cạnh nằm trên profin
dao trong phơng hớng kính.
Chiều cao profin dao tại điêm i bất kì:
hdi = hci - h
Với
h = K.Z.i/2I
Re sin
)
Re hci
KZ
R sin
hd i = hci

[arcsin( e
) ]
2
Re hci

i = arcsin(

Nhận thấy rằng profile chi tiết có 2 đoạn cung tròn . Vậy profile dao cũng có các
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 .
-7-


Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt

Bùi Hùng Sơn

CTM6_K44

Điểm 4: hc4 = Rk + (R0 Rk).cos100
= 9,614 + (24,987 9,614).cos100
= 24,753
0
hd4= 24,753 8.10 [arcsin( 65 sin 10 ) 100 ]

2

65 24,753

= 23,355
Điểm 5 : hc5 = hc4 R0.sin300 = 24,753 24,987.sin300 = 12,26
0

hd5 = 12,26 8.10 [arcsin( 65 sin 10 ) 100 ]
2

65 12,26

=11,736
Điểm 6 : hc6 = hc4 R0.sin800 = 24,753 24,987.sin800 =0,146
hd6
=

8.10
65 sin 100
0
= 0,146 2 [arcsin( 65 0,146 ) 10 ]

0,141
Điểm 2 : hc2 = Rk Rk.sin100 = 9,614(1-sin100) = 7,945
hd2 =

7,945

8.10
65 sin 100
[arcsin(
) 100 ]

2
65 7,945

hd2
=7,632
Điểm 3 : hd3 = hd4 =23,355
4.Tính toán profin dao trong tiết diện mặt trớc:
Sơ đồ tính:

0d





profin chi tiết

i

3

4

i'

5

ic

2

hdi

6

Ta có :
hdi = R.cos - Ri.cos
-8-

id

1

Prôfin dao


Đồ án môn học thiết kế dụng cụ cắt
với

sin = R.sin/Ri

Bùi Hùng Sơn

CTM6_K44

= arcsin (R.sin/Ri) ; RI = R - hci

hd i = Re . cos ( Re hci ) cos[arcsin(

Re sin

)]
Re hci

Điểm 4: hc4 = 24,753
0
hd4 = 65. cos10 (65 24,753) cos[arcsin(

65 sin 100
)]
65 24,753

=25,38
Điểm 5 : hc5 =12,26
0
=12,494
hd5 = 65. cos100 (65 12,26) cos[arcsin( 65 sin 10 )]
Điểm
65 12,26
6 : hc6 =
0,146

65 sin 100
0
65
.
cos
10

(
65

0,146
)
cos[arcsin
(
)]
=
0
65

0,146
65 sin 10
65. cos100 (650,148
7,945) cos[arcsin(
)]
7,945
Điểm 2 : hc2 =65
7,945

hd6 =

hd2 =

65. cos100 (65 7,945) cos[arcsin(

65 sin 100
)]
65 7,945

=

8,085
Điểm 3 : hd3 = hd4 = 25,38.
5. 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.

-9-