Thiết kế dụng cụ cắt kim loại :dao tiện định hình-dao truốt-dao phay lăn răng

Phần I
Dao tiện định hình
Yêu cầu:Thiết kế dao tiện định hình với số liệu sau:
Vật liệu gia công : thép 45 có
b
= 750 N / mm
2

I . Chi tiết gia công :
Chi tiết gia công làm từ thép 45,
b
= 750 N/ mm
2
, bao gồm nhiều loại bề
mặt tròn xoay, mặt trụ, mặt côn. Đây là một chi tiết tơng đối điển hình. Kết
cấu chi tiết cân đối. Độ chênh lệch đờng kính không quá lớn . Trên chi tiết
không có đoạn nào có góc profin quá nhỏ hoặc bằng 0.
II. Chọn loại dao :
ở chi tiết này, có thể dung dao lăng trụ hay tròn đều đợc cả . Song để đơn
giản trong việc thiết kế, chế tạo cũng nh gá và gia công . Ta chọn dao tiện định
hình hình tròn .
Căn cứ vào chiều sâu max của chi tiết :


= = =
max min
max
20 12
4
2 2
d d

t
mm.
Dựa vào bảng 3.2b Kết cấu và kích thớc của dao tiện định hình hình
tròn tiện ngoài - Hớng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loại .
Ta chọn dao cỡ 2 có kích thớc cơ bản nh sau:
Phần răng Phần răng kẹp
D d d
1
b k r d
2
l
2
z
40 13 20 10 3 1 20 3 12

III . Chọn cách gá dao :
Dao đợc chọn theo cách gá thẳng là hợp lý, vì không yêu cầu độ chính
xác cao.
IV . Chọn thông số hình học dụng cụ :
* Chọn góc trớc :
Dựa vào vật liệu gia công ta chọn góc trớc của dao = 22 .
* Chọn góc sau . Góc sau của dao chọn = 11 .
V . Tính toán dao tiện định hình hình tròn gá thẳng :
Sơ đồ tính toán
Chọn điểm cơ sở
Điểm cơ sở đợc chọn là một điểm nằm ngang tâm chi tiết nhất hay xa
chuẩn kẹp của dao nhất. Vậy ta chọn điểm 1 làm điểm cơ sở.
Xác định chiều cao gá dao h

0

.sin 20.sin11 3,8162( )h R mm

= = =
Trong đó:
R: bán kính dao ở điểm cơ sở,
40
20( )
2 2
D
R mm= = =

: góc sau của dao tại điểm cơ sở,
0
11

=
Thiết kế profin dao
Profin dao đợc xác định trong hai tiết diện là: tiết diện trùng mặt trớc và
tiết diện chiều trục.
Tiết diện trùng mặt trớc
Với tiết này ta cần xác định hai giá trị:
l
K
: toạ độ dài chi tiết tại điểm K

K
: chiều cao profin dao tại điểm K theo mặt trớc

1 1

1 1

.cos( )
.cos( )
arcsin( )
.sin( )
K K
K K K
K
K
C B
B r
C r
A
r
A r





=
=
=
=
=
Trong đó :
r
1
: bán kính chi tiết ở điểm cơ sở, r

1
= 6mm
r
K
: bán kính chi tiết ở điểm tính toán K.

1
: góc trớc ở điểm cơ sở,
1
= = 22
0

K
: góc trớc ở điểm tính toán K.
Tiết diện chiều trục
Với tiết này ta cũng cần xác định hai giá trị:
l
K
: toạ độ dài dao tại điểm K
R
K
: bán kính dao tại điểm K

1 1
*
* *
1 1
sin( )
.sin( )
arctan( )

1 1 1
1 .cos( )
K
K K
K K
K
Q
R
Q R
Q
K P
K P P K P
P R





=
+
= +
+ =
= =
= +
Trong đó :
R

: bán kính dao tại điểm cơ sở, R = 20mm
Q : bán kính đờng tròn tiếp xúc với mặt trớc dao

1
: góc sau ở điểm cơ sở,
1
= =11
0


1
: góc trớc ở điểm cơ sở,
1
= = 22
0


K
: góc sau ở điểm tính toán K.

K
: góc trớc ở điểm tính toán K.
Tính toán các điểm
Khi K trùng điểm 2 :
Xét tiết diện trùng mặt trớc:

K 2
2 2
1 1
2 2 2
2
2
1 1

l = l = 3mm
2,1147
.cos( ) 5,563
.cos( ) 7,678
arcsin( ) 16,3172
.sin( ) 2,248
K
K
K
C B mm
B r mm
C C r mm
A
mm
r
A r mm





= = =
= =
= = =
= = =
= =
Xét tiết diện chiều trục:

K 2
2

2 2
1 1
0
2 2
*
* * *
1 1
l = l = 3mm
18,2628
sin( )
.sin( ) 10,8928
arctan( ) 36,6157
2 1 12 1 14,6587
1 .cos( ) 16,7734
K
K K
K
Q
R R mm
Q R mm
Q
K P
K P P P P mm
P R mm





= = =

+
= + =
+ = + = =
= = = =
= + =
Cũng với cách tính nh vậy, ta xác định đợc những điểm còn lại.
Sau đây là bảng kết quả tính toán tại các điểm.
Trên tiết diện trùng mặt trớc:
Điểm l
K
( mm )
r
K
( mm )
A
( mm )
C
K
( mm )
B
( mm )

K

K
( mm )
1 0 6 2,2476 5,5631 5,5631 22 0
2 -3 8 2,2476 7,6778 5,5631 16,3172 2,1147
3 -4 8 2,2476 7,6778 5,5631 16,3172 2,1147
4 3 6 2,2476 5,5631 5,5631 22 0

5 7 9 2,2476 8,7148 5,5631 14,4620 3,1517
6 10 9 2,2476 87,148 5,5631 14,4620 3,1517
Trên tiết diện chiều trục:
Điểm l
K
( mm )
r
K
( mm )
1P
( mm )
K
*
P
( mm )
Q
( mm )

K
+
K

R
K
( mm )
1 0 6 16,7734 16,7734 10,8928 33 20
2 -3 8 16,7734 14,6587 10,8928 36,6157 18,2628
3 -4 8 16,7734 14,6587 10,8928 36,6157 18,2628
4 3 6 16,7734 16,7734 10,8928 33 20
5 7 9 16,7734 13,6217 10,8928 38,6481 17,4414

6 10 9 16,7734 13,6217 10,8928 38,6481 17,4414
VI . 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 = b = 1 ( mm)
g : Chiều rộng lỡi dao cắt đứt chọn g = 2 ( mm )
f : Chiều rộng vát của chi tiết chọn f = 1 ( mm )
c = f +g = 3 ( mm )
=
1
= 45
d = ( c g ).tg
1
+ 2 = ( 3 2 ).tg 45 + 2 = 3 ( mm )
Chiều dài của dao :
L = a + b + f + l
c
+ g + d = 1 + 1 + 1 + 15 + 2 + 3 = 23 ( mm )
VII. Điều kiện kỹ thuật
1. Vật liệu phần cắt : Thép P18
2. Độ cứng sau khi nhiệt luyện
- Phần cắt HRC 62 - 65
- Phần cắt thân dao HRC 30 - 40
3. Độ nhám :
- Mặt trớc R
a

= 0,32
- Mặt sau R
a
= 0,63
- Lỗ định vị R
a
= 0,63
- Các kích thớc không mài R
z
= 20
4. Sai lệch góc khi mài không quá 15 30
VIII. Hình vẽ dao tiện đình hình hình tròn tiện ngoài gá thẳng
PhÇn II
Dao truốt
Yêu cầu:Thiết kế dao truốt với số liệu sau:
- Vật liệu gia công : thép 20 X có HB = 170 =>
b
= 800 N/ mm
2

- Đờng kích lỗ sau khi khoan D
o
= 15,2 mm
- Đờng kích lỗ sau khi truốt D

= 16H8 mm
- Chiều dài L = 30 mm
I . Sơ đồ cắt truốt :
- Vì chi tiết cần truốt có dạng lỗ trục tròn cho nên ta chọn sơ đồ truốt ăn
dần , dao truốt kéo.

- Để quá trình thoát phoi dễ , lỡi cắt các răng cạnh nhau ta xẻ rãnh chia
phoi thứ tự xen kẽ nhau
II . Vật liệu làm dao truốt :
Dao truốt kéo thờng đợc chế tạo từ 2 loại vật liệu
- Phần đầu dao ( hay phần cán ) làm bằng thép kết cấu ( thép 45 )
- Phần phía sau ( từ phần định hớng phía trớc trở về sau ) làm bằng thép
gió P18 .
III . Cấu tạo dao truốt
Trong đó :
l
1
: Chiều dài đầu kẹp .
l
2
: Chiều dài cổ dao .
l
3
: Chiều dài côn chuyển tiếp .
l
4
: Chiều dài phần định hớng phía trớc .
l
5
: Chiều dài phần cắt và sửa đúng .
l
6
: Chiều dài phần dẫn hớng phía sau
IV . L ợng nâng của răng ( S
z
) :

ở dao truốt ,răng cao hơn răng trớc một lợng S
z
gọi là lợng nâng của
răng . Lợng nâng thay cho bớc tiến dao .
Trên phần răng cắt thô , các răng có lợng nâng bằng nhau . Trị số lợng
nâng của răng cắt thô S
z
phụ thuộc vào vật liệu gia công . Vật liệu gia công là
thép 20 X có
b
= 800 N/mm
2
=> Chọn lợng nâng bằng nhau S
z
= 0,03
( mm ) (Bảng 4.3.1).
Phần răng cắt tinh : chọn 3 răng cắt tinh , với lợng nâng các răng giảm
dần
S
z1
= 0,8. S
z
= 0,024 ( mm )
S
z2
= 0,6. S
z
= 0,018 ( mm )
S
z3

= 0,4. S
z
= 0,012 ( mm )
Phần răng sửa đúng có lợng nâng S
z
= 0 ( mm )
V . L ợng d gia công :
Lợng d gia công đợc cho theo yêu cầu công nghệ ,trị số lợng d phụ thuộc
chiều dài lỗ truốt , dạng gia công trớc khi truốt .
Công thức tính lợng d ( về mặt hình học ) :

( )
min
2
1
DDA
sd
=
Trong đó :
D
sđ
= D
max
với = 0
: lợng bù trừ đờng kính do lỗ bị lay rộng hay co sau truốt
D
sđ
= D
max
= 16,027 ( mm ).

D
min
= 15,2 ( mm ).
=>
( )
4135,02,15027,16
2
1
==A
( mm )
VI . Kết cấu răng và rãnh :
Kết cấu răng và rãng là phần quan trọng nhất của dao truốt . Rănh và rãnh
đợc thiết kế sao cho dao đủ bền , dủ không gian chứa phoi , tuổi bền và tuổi
thọ của dao lớn và dẽ chế tạo .

A Profin dao truốt