Đồ án Môn học thiết kế dao

Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 1 Đồ án môn học thiết kế dao SV: Lê Đình Huấn Lớp:TC – CTM – K41 Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 2 LỜI NÓI ĐẦU * * * Trong nghành cơ khí chế tạo máy để tạo hình chi tiết thì ngoài chuẩn bị thiết kế chi tiết, chuẩn bị trang thiết bị chế tạo thì việc chế tạo dụng cụ cắt chuẩn bị cho việc sản suất là vấn đề cần thiết không thể không coi trọng. Dụng cụ cắt cùng với những trang thiết bị công nghệ khác đảm bảo tính chính xác, năng xuất, tính kinh tế khi gia công một chi tiết khi gia công. Vì vậy việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt kim loại luôn là nhiệm vụ quan trọng của người kỹ sư chế tạo máy. Trong đồ án môn học này em được giao nhiệm vụ thiết kế những dụng cụ cắt điển hình đó là dao tiện định hình, dao chuốt lỗ then hoa và dao phay định hình một chi tiết có profile cho trước. Ngoài việc vận dụng những kiến thức đã được học, các tài liệu về thiết kế dụng cụ cắt, các sổ tay thiết kế... Em được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án này. Với thời gian và trình độ còn hạn chế, em mong được sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra trường nhận công tác. Em xin trân thành cảm ơn. Sinh viên thiết kế Lê Đình Huấn Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 3 PHẦN 1: THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Tính toán và thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết định hình với số liệu như trên hinh vẽ . Vật liệu gia công: Thép A30 b = 600 N/ mm 2 Máy gia công: Máy tự động. Dạng phôi: Phôi thanh, khi gia công có chuẩn bị để cắt đứt. 1 Phân tích chọn dụng cụ gia công: Chi tiết có dạng mặt ngoài tròn xoay do đó ta chọn dụng 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 lưỡi cắt cong bằng lưỡi 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. Do đó khi gá dao thẳng, góc trước trong tiết diện pháp tuyến N = 0, làm cho ma sát giữa mặt đầu và mặt sau dao rất lớn ảnh hưởng đến chất lượng bề chi Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 4 Ci Ti Bi hi A i ri r    N N tiết, tuổi thọ dao, máy. Vì chiều rộng vành khăn nhỏ do đó ta thay thế nó bằng một mặt nón có góc đáy nón bằng 30 nhằm làm tăng góc sau N trong tiết diện pháp do đó sẽ giảm được ma sát. Vậy profile bây giờ có dạng như 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 trước  và góc sau : Theo đề ra vật liệu gia công là: Thép A30 b = 600 N/ mm 2 Theo bảng 1- 5: 8[1] ta chọn: Góc trước  = 250 Góc sau  = 120 4 Tính toán chiều cao profile của dao trong tiết diện N- N vuông góc với mặt sau. Sơ đồ tính toán Xét điểm i bất kỳ trên profile chi tiết ta có điểm i’ tương 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.cosi – r.cos Ta có: Ai = ri.sini = r.sin. Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 5  sini = 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( + ). Khi đó ta lập được bảng tính toán chiều cao profile dao: Điểm ri (mm) i Ci(mm) i(mm) hi (mm) 1 15.5 25 14.05 0 0 2 15.5 25 14.05 0 0 3 24.5 15.51 23.61 9.56 7.64 4 29.5 12.83 28.76 14.72 11.75 5 29.5 12.83 28.76 14.72 11.75 6 22.5 16.93 21.53 7.48 5.97 7 20.5 18.64 19.43 5.38 4.29 5 Tính toán kích thước kết cấu của dao tiện định hình: Kích thước kết cấu của dao tiện định hình được chọn theo chiều cao lớn nhất của profile chi tiết Ta có 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 5,14 2 3160 2 minmax max      dd t Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 6 t b Lc Ld c a     b1    H r d F A E B H 1 B1 M 60 6 Tính toán chiều rộng lưỡi cắt Chiều rộng lưỡi cắt phụ a = 2 Chiều rộng phần lưỡi cắt xén mặt đầu c = 1 Góc vát 1 = 20 0 Chiều cao lưỡi cắt phần cắt đứt t  tmax = 10 Chiều rộng lưỡi cắt phần cắt đứt b = 5 Chiều rộng phần lưỡi không tham gia cắt b1 = 1 Góc vát  = 150 Chiều rộng phần cắt của lưỡi cắt Lc = l5 = 50 Chiều rộng dao Ld = Lc + a + b + c + b1 = 50 + 2 + 5 + 1 + 1 = 59 Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 7 8 7 6 3 5 4 2 0 1 7 Thiết kế dưỡng đo dưỡng kiểm Dưỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo ,được chế tạo theo cấp chính xác7 với miền dung sai H, h. Theo luật kích thước bao và bị bao. Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo, được chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js, js. Theo luập kích thước bao và bị bao. Vật liệu làm dưỡng: Thép lò xo 65. Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62..65 HRC. Độ nhám bề mặt làm việc Ra0,63m. Các bề mặt còn lại đạt Ra 1,25m. Kích thước danh nghĩa của dưỡng theo profile dao. Dung sai chế tạo dưỡng được thể hiện ở bảng sau: Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 8 0-1 1-2 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 150,0055 9,72 -0,045 0,250,00 3 100,0045 50,004 100,0045 2 2 0 7,710,004 4,540,00 4 0 6,060,00 1,750,00 3 2 Các kích thước thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết 8. Điều kiện kỹ thuật: a, Vật liệu phần cắt: Thép P18 Vật liệu thân dao: Thép 45 b, Độ cứng sau khi nhiệt luyện: - Phần cắt HRC 62 – 65. - Phần cắt thân dao HRC 30 – 40. c, Độ nhám: + Mặt trước và mặt sau không lớn hơn 0,25 + Mặt tựa rãnh mang cá không lớn hơn 0,5 + Mặt còn lại không lớn hơn 2 d, Sai lệch + góc mài sắc: - Sai lệch góc trước : 25o1o - Góc  : 30o1o - Góc 1 : 45 o1o Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 9 PHẦN II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH Tính toán thiết kế dao phay định hình có góc trước dương ( > 0) để gia công chi tiết ở hình vẽ sau. Với vật liệu chi tiết là thép 40 có b = 500N/mm 2.Trong đó các mặt I và II không gia công Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 10 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 lưng, là loại dao phổ biến dùng để gia công các chi tiết định hình. Với dạng profile phức tạp như vậy ta chỉ hớt lưng 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 trước dương ( > 0 ). Vì chiều cao profile lớn nhất hcmax = 9,39 mm, chiều rộng rãnh l = 20mm, nhận thấy rằng kết cấu của lưỡi cắt đủ cứng vững do đó ta có 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 lưng 1 lần, có góc trước dương, đáy rãnh thoát phoi thẳng. 2 Tính toán profile dao trong tiết diện chiều trục: Sơ đồ tính Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 11  i' i Profile dao Profile chi tiÕt T F G E Od a    h d i h c i RiR Ta cần xác định chiều cao profile dao trong tiết diện chiều trục. Với các thông số trên sơ đồ như sau: - Góc trước . Theo 2-5:5[2] Vật liệu: Thép 40 Ứng suất bền: b = 500N/mm 2 Ta chọn được: Góc trước  = 100 (ứng với dao cắt tinh). Góc sau  = 120. - Chiều cao lớn nhất của profile chi tiết hcmax = 9,39 mm Bán kính đỉnh dao R theo 9-5:16[2] ta có R = 50 mm - Dựng profile dao bằng đồ thị: Xét điểm i trên chi tiết, để gia công được điểm i thì phải có một điểm i’ tương ứng thuộc profile chi tiết. Ta xác định điểm i’ đó như sau. Từ điểm i trên profile chi tiết dóng ngang sang phía dao cắt đường OT tại E. Lấy O làm tâmquay một cung tròn có bán kính OE cắt vết mặt trước tại F. Vẽ đường cong hớt lưng acsimet qua F cắt OT tại G. Từ G dóng đường  ngược lại phía chi tiết, từ điểm i thuộc profile chi tiết hạ đường thẳng vuông góc xuống đường  cắt đường  tại i’ ta được 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 đường cong hớt lưng acsimet ứng với góc ở tâm  - Ta có  2 KZ EG  Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 12 Mà  = i -  cii i hR R R a Sin     sin ) sin arcsin( ci i hR R           ) sin arcsin( cihR R ]) sin [arcsin( 2       ci cii hR RKZ hh Trong đó K: lượng hớt lưng Z: số răng dao phay Theo 2-9:16[2] ta có K = 5; Z = 10. Nhận thấy rằng profile chi tiết có một đoạn cung tròn. Vậy profile dao cũng có một đoạn cong tương ứng. Nếu xác định profile đoạn đó cũng như các đoạn khác thì để đảm bảo độ chính xác yêu cầu thì số lượng điểm cần tính toán sẽ phải lớn, khi đó khối lượng tính toán sẽ rất nặng đến mức không cần thiết. Để đơn giản cho việc tính toán ta sẽ thay thế đoạn cong đó bằng một cung tròn thay thế đi qua 5 điểm. Trên sơ đồ tính ta đã có 2 điểm là 4 và 8. Vậy ta chỉ còn phải tính thêm 3 điểm nữa là điểm 5,6,7. Ta chọn điểm 5 là điểm có l5 = 12; l6 = 15; l7 = 18; . Trong qúa trình dựng profin của chi tiết ta dễ dàng tính được chiều cao h5 = 7,52 mm; h6 = 6,66 mm; h7 = 5,03 mm. Tính toán profin của dao ta lập bảng kết quả như sau: Điểm hci sin i i o i o hdi 1 9,39 0,2138 12,345 2,345 9,064 2 0,00 0,1736 10 0 0 3 0,00 0,1736 10 0 0 4 7,74 0,2054 11,856 1,856 7,482 5 7,52 0,2044 11,794 1,794 7,271 6 6,66 0,2003 11,556 1,556 6,444 7 5,03 0,1931 11,132 1,132 4,872 8 3,35 0,1861 10,726 0,726 3,249 Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 13 3 Tính toán profile trong tiết diện mặt trứơc Sơ đồ tính toán h c i Ri R i'h d ti i Profile dao Profile chi tiÕt T FE Od a    Từ sơ đồ ta có       sin sin. sin sin. cii dti hRR TFh   ở trên ta đã có ) sin. arcsin(       cihR R    sin sin. arcsinsin).(                   ci ci dti hR R hR h Trong tiết diện chiều trục đoạn profile cong cũng được thay thế bằng một cung tròn thay thế. Tương tự ta cũng lập được một bảng kết quả. Điểm i o sin i o hci R- hci hdt 1 2,345 0,0409 9,39 40,61 9,565 2 0 0,00 0,00 0 10 3 0 0,00 0,00 0 10 4 1,856 0,0324 7,74 42,26 7,882 Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 14 5 1,794 0,0313 7,52 42,48 7,658 6 1,556 0,0272 6,66 43,34 6,777 7 1,132 0,0197 5,03 44,97 5,116 8 0,726 0,0127 3,35 46,65 3,404 4 Chọn kết cấu dao: Các thông số kết cấu dao được chọn theo 9-5:16[2]. Thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết. 5 Thiết kế dưỡng: Dưỡng đo dùng để kiểm tra dao sau khi chế tạo, được chế tạo theo cấp chính xác7 với miền dung sai H, h. Theo luật kích thước bao và bị bao. Dưỡng kiểm dùng để kiểm tra dưỡng đo, được chế tạo theo cấp chính xác 6 với miền dung sai Js, js. Theo luập kích thước bao và bị bao. Vật liệu làm dưỡng: Thép lò xo 65. Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62..65 HRC. Độ nhám bề mặt làm việc Ra0,63m. Các bề mặt còn lại đạt Ra  1,25m. Kích thước danh nghĩa của dưỡng theo kích thước profile dao trên mặt trước. Các kích thước còn lại thể hiện trên bản vẽ chi tiết. Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 15 PHẦN III. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRỤ THEN HOA Tính toán thiết kế lỗ trụ then hoa với các kích thước: Đường kính ngoài: D = 40+0,05 Đường kính trong: d = 35+0,20 Chiều rộng then: b = 0,0700,02210   Chiều dài chuốt: 75 Lỗ then: z = 6 Định tâm theo đường kính D. Sử dụng máy chuốt: 5207 1. Hình dạng lỗ chuốt then hoa vuông: Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 16 2. Sơ đồ chuốt: Theo yêu cầu gia công chi tiết như đề bài thì ta chọn sơ đồ chuốt theo lớp, để quá trình thoát phoi được dễ dàng thì trên cạnh của các răng gần nhau ta làm rãnh thoát phoi thứ tự và xen kẽ nhau. 3. Chọndao: Dao chuốt kéo thường được chia làm hai loại vật liệu: + Phần đầu dao (hai phần cán) được làm bằng thép kết cấu C45. + Phần sau dao (phần định hướng trở về sau) làm bằng thép gió P15. 4. Thiết kế phần răng và sửa đúng: 4.1: Cấu tạo dao chuốt: Dao chuốt có thể chia làm 5 thành phần như sau: I: Đầu dao: Phần kẹp, cổ dao, côn chuyển tiếp. II: Phần định hướng trước. III: Phần cắt: răng cắt thô, răng cắt tinh, răng sửa đúng. IV: Phần dẫn hướng sau. Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 17 V: Phần đỡ. 4.2. Tính lượng dư gia công: - Lượng dư gia công khi chuốt lõ then hoa được chọn theo yêu cầu công nghệ, trị số dụng cụ phụ thuộc vào chiều dài lỗ chuốt được tính theo đường kính răng sửa đúng, lỗ trước khi chuốt và được tính theo công thức: A = (Dmax – Dmin)/2 Với: Dmax = DDN1 + SLT; Dmin = DDN2 + SLD; DDNi = 40 +0,05 DDN2 = 35 +0,20 Như vậy Dmax = 40 + 0,05 = 40,05 Dmin = 35 + 0,00 = 35 A = (Dmax – Dmin)/2 = (40,05 – 35)/2 = 2,525 mm 5. Tính toán các thông số của dao chuốt: 5.1 Tính lượng nâng của răng: - Ở răng dao chuốt, răng sau cao hơn răng trước một lượng gọi là lượng nâng của răng Sz. Lượng nâng của răng dao chuốt là hiệu số đường kính các răng liên tiếp. Theo bảng (3.3.1), với vật liệu gia công là thép 40XH có HB = 269 tương đương với 2/950 mmNb  , ta chọn được: Sz = 0,05. - Các răng cắt chuốt bao gồm: + Răng cắt thô: phần cắt thô có lượng dư không đều Sz = 0,05 để cắt hết phần thô. + Răng cắt tinh: Phần cắt tinh bao gồm 3 răng có lượng dư giảm dần lượng cắt tinh chuẩn bị cho các răng sửa đúng. S1z = 0,8.Sz = 0,8.0,05 = 0,04. S1z = 0,4.Sz = 0,4.0,05 = 0,02 S1z = 0,2.Sz = 0,2.0,05 = 0,01 + Răng sửa đúng có lượng nâng là 0, với số răng sửa đúng là 5 răng. Đường kính sửa đúng là đường kính cắt tinh cuối cùng. Lượng dư cắt tinh được tinh theo công thức: A1 =  ZtinhS 0,04 + 0,02 + 0,01 = 0,07 mm 5.2 Kết cấu răng và rẵnh: Hình dạng răng và rãnh cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Thông số hình học của răng phải đảm bảo tuổi bền tối đa. - Răng dao phải đảm bảo được số lần mài lại tối đa. - Răng phải đủ bền để không bị gãy trước tác dụng của momen uốn trong quá trình cắt. Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 18 - Rãnh giữa các răng phải có hình dạng và kích thước sao cho khi cắt ra phoi dễ dàng theo mặt trước, cuốn xoắn đều và nằm gọn trong rãnh. - Với vật liêu gia công là thép 40XH, có độ khá cao và độ dẻo thấp do vậy khi chuốt tạo ra phoi vụn nên rãnh được thiết kế có dạng lưng thẳng để chứa phoi vụn, đồng thời dễ chế tạo biên dạng lưng thẳng. Dạng răng và rãnh được đặc trưng bởi các thông số sau: t : bước răng. h: chiều cao rãnh. f: cạnh viền. b: chiều rộng lưng răng. r,R: bán kĩnh rãnh.  : Góc sau.  : góc trứơc. Xác định từng thông số: - Bước răng t và chiều sâu rãnh được tính toán thiết kế sao cho đủ không gian chứa phoi. Nếu xem gần đúng rãnh thoát phoi như hình tròn có đường kính d thì rãnh có diện tích là: F = 4 . 2d Diện tích của phoi cuốn trong rãnh là: Fr = L.Sz. Trong đó: L: Chiều dài của chi tiết. Sz : Lượng nâng. Để phoi được cuốn hết vào trong rãnh chứa phoi thì cần phải có điều kiện: 1 ..4 . 2  k SL h F F zr h  Như vậy: kSLh z ...13,1 Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 19 Theo bảng tra (4.3.3) với vật liệu gia công là thép 40XH có HB = 269, ứng với lượng nâng Sz = 0,05 thì ta chọn được K = 3,5. mmkSLh z 094.45,3.05,0.75.13,1...13,1  Lây chiều rông then theo tiêu chuẩn: h = 5mm + Bước răng t được chọn theo chiều dài chi tiết gia công: )99,1208,10(75).5,125,1().5,125,1(  Lt Để đảm bảo chuốt êm, định tâm và định hướng tốt số răng đồng thời tham gia cắt phải đảm bảo: 62  t L ta chọn t = 12 mm + Kiểm tra số răng cắt lớn nhất: 61 10 75 max0 Z Như vật dao chuốt thiết kế đảm bảo tính định hướng tốt. + Chiều rộng cắt răng: b = (0,3  0,35).t = 4,5 5,25. Ta chọn b = 5 mm + Bán kính lưng răng: R = (0,65  0,7).t = 9.75 10,5. Ta chọn R = 10 mm + Bán kính đáy răng: r = (0,5  0,55).h = 2,5 2,75. Ta chọn r = 2,5 mm + Với kích thước rãnh then là b = 10, và số rãnh là 6 ta sử dụng 12 rãnh chia phoi được phân bố xen kẽ trên hai răng kế tiếp nhau. Để tăng thêm tuổi bền của dao, mặt sau được mài thêm cạnh viền f. Giá trị của cạnh viền như sau: - Ở răng cắt lấy f = 0,05mm - Ở răng sửa đúng lấy f = 0,2mm. Dao chuốt lỗ trụ then hoa mặt trước và mặt sau đều là mặt côn. Tra theo bảng (4.3.3b) ta có được giá trị. + Góc trứơc  được chọn theo vật liệu:  = 12o + Góc sau  được yêu cầu chọn rất nhỏ để hạn chế hiện tượng giảm đường kính sau mỗi lần mài lại, để làm tăng tuổi thọ của dao ta chọn: + Ở đầu răng cắt thô:  = 30 + Ở đầu răng cắt tinh:  = 20 + Ở đầu răng sửa đúng:  = 10 + Profin mặt đầu: - Do chiều rộng then là 10, tương đối lớn nên ta phải chia các lưỡi cắt ra thành các phần nhỏ. - Để giảm ma sát giữa lưỡi cắt phụ và thành lỗ then, người ta thiết kế cạnh viền f = 0,8 1mm với lưỡi cắt phụ 001 32  . - Để thoát đá mài khi mài cạnh viền f của lưỡi cắt phụ thì chân răng có rãnh thoát đá có bán kính góc lượn là r = 0,5 mm. Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 20 6. Số răng dao chuốt và đường kính răng dao. - Lượng dư gia công A = 2,525 - Lượng dư gia công tinh Atinh = 0,07 - Lượng dư gia công thô: Athô = A – Atinh = 2,525 – 0,07 = 2,455mm Số răng cắt thô: 49 05,0 455,2  z tho tho S A S răng Như vậy lượng dư mà răng cắt thô cắt thực tế là: 49.0,05 = 2,45. Lượng dư cắt thô còn lại là q = 2,455 – 2,45 = 0,005 mm < 0,015 Do vậy ta không cho thêm một răng cắt thô nữa mà ta bố trí lượng dư này cho răng cắt thô đầu tiên. Nhưng vẫn có răng cắt thô ban đầu dùng để cắt bavia. Do vậy tổng số răng cắt thô sẽ là: S = 49 + 1 = 50 răng Khi dùng tới 5 răng cắt thô thì q = 0,01 > 0,015 + Tính đường kính của răng cắt thô: - Do q = 0,01 mm < 0,015mm, nên ta có D1 = Dmin = 45 mm. - D2 = D1 + q = 45,01mm Di = Di-1 + 2.Sz. Với i = 2 49 Thay số vào ta có: D1 = Dmin = 35,00(mm) D2 = D1 + 2.Sz = 35,00 + 2.0,05 = 35,10(mm) D3 = D2 + 2.Sz = 35,10 + 2.0,05 = 35,20(mm) D4 = D3 + 2.Sz = 35,20 + 2.0,05 = 35,30(mm) D5 = D4 + 2.Sz = 35,30 + 2.0,05 = 35,40(mm) D6 = D5 + 2.Sz = 35,40 + 2.0,05 = 35,50(mm) D7 = D6 + 2.Sz = 35,50 + 2.0,05 = 35,60(mm) ….. D49 = D48 + 2. Sz = 39,90 Đường kính răng cắt tinh: D50 = D49 + 2.S1 = 39,90 + 2.0,04 = 39,98 (mm) D51 = D50 + 2.S2 = 39,98 + 2.0,02 = 40,02 (mm) D52 = D51 + 2.S3 = 40,52 + 2.0,01 = 40,04 (mm) Đường kính răng sửa đúng: Dsđ = 50,04   Với  là lượng lay rộng hay co của bề mặt lỗ sau khi chuốt. Trị số  phu thuộc vào tính chất của vật liệu gia công, chất lượng chế tạo dao chuốt, độ mòn của lưỡi cắt, chiều dày phoi và các yếu tố công nghệ khác. Hệ số  được xác định bằng thực nghiệm. Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 21 Trong trường hợp này ta lấy giá trị  = 0,007 7. Kiểm tra độ bền của dao chuốt: Sơ đồ chịu lực: Mỗi răng của dao đều bị chịu hai lực thành phần tác dụng. + Thành phần hướng kính: Fy hướng vào tâm của dao, tổng các lực Fy của răng dao chuốt sẽ bị triệt tiêu. + Thành phần lực dọc trục Pz song song với trục của chi tiết, tổng hợp các lực Pz là lực P hướng theo chiều trục. Lực này tác dụng lên mỗi răng có thể làm mẻ răng và dễ làm đứt tại các thiết diện đầu tiên. Do vậy điều kiện để xác định độ bền của dao là:   )/(400350 . .4.4 2 mmN D p F p k b i k b     Trong đó: + D1 : Đường kính răng đầu tiên. + P: Lực tổng hợp khi chuốt, P = p.B.Z0.K với: p: là lực cắt trên một đơn vị chiều dài, phụ thuộc vào vật liệu của chi tiết gia công. Với vật liệu là thép 40XH ta tra bảng (4.3.3g) ta có q = 460 (KG/mm2) k: hệ số hiệu chỉnh ma sát khi cắt, tra bảng (4.3.3h) ta có k = 0,93 B: tổng chiều dài lưỡi cắt trên vành răng. B = b.Zo = 3.6 = 18 Vậy: P = 460. 10 . 5. 0,93 = 21390 N )/(24,22 45. 4.29390 . .4.4 2 22 mmN D p F p i k b    Như vậy ta thấy dao đủ điều kiện bền. 8. Tính toán phần đầu dao và các phần phụ khác: + Phần đầu dao bao gồm phần đầu kẹp, phần cổ dao, phần côn chuyển tiếp. + Phần đầu kẹp được tiêu chuẩn hoá, theo bảng (4.4.1) + Kiểm tra độ bền của đầu kẹp:   )/(400350 . .4.4 2 mmN D p F p k b i k b     ' 1 4.29390 9,522 3,14.400 D mm   + Phần cổ dao và côn chuyển tiếp: D2 = D1 – 2 = 26mm Lập được bảng số liệu của phần cổ dao và cổ lỗ: Tra bảng III/24 ta được các thông số sau: Đầu kẹp Cổ đỡ phía sau D1 D’1 d f a a1 b e l1 D7 e7 f1 f2 Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 22 32 25 6 8 20 32 1,5 14 115 40 45 3 3 + Chiều dài L2 của phần cổ dao được tính từ điều kiện gá đặt: L2 = Lg - L3 = (Lh + Lm+ Ln) - L3 (mm) Với: Lh : Chiều rộng khe hở Lh = 10 (mm) Lm: chiều dày thành máy Lm = 25 (mm) Lb: Chiều dày bạc gá Lb: =15 (mm) L3 chiều dày phần côn chuyển tiếp: L3 = 0,5.D1 = 0,5.26 = 13 (mm) Như vậy: L2 = 10 + 25 + 15 – 13 = 37(mm) + Phần đinh hướng trước: D4 = Dmin = 35 (mm) L4 = (0,8 1).Lct = (0,8 1).75 = 60  70 mm, ta chọn L4 = 60 (mm) + Chiều dài phần răng cắt thô: L5 = t.Zthô = 12.49 = 588 (mm) + Chiều dài phần răng cắt tinh và sửa đúng: L6 = t. Z = 8.10 = 80 (mm) + Đường kính phần dẫn hướng phía sau D7 lấy bằng đường kính răng sửa đúng với sai lệch f7. L7 = (0,5  0,7).Lct = (0,5  0,7).75 = 37,5 52,5 (mm), ta chọn L7 = 40 mm + Tổng chiều dài của dao: Chiều dài của dao phải nhỏ hơn hành trình máy và nhỏ hơn 30.Dmax. L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7 = 75 + 37 + 13 + 60 + 588 + 80 + 40 = 813 mm ** Lỗ lâm: Lỗ lâm dùng trong chế tạo dao, dùng trong trường hợp mài sắc lại. Lỗ lâm có bề mặt côn 1200 bảo vệ để cho mặt côn làm việc 600 không bị xây xát. Khi đó tra bảng (4.9) ta được thông số kích thứơc của lỗ lâm như trên hình vẽ. 9. Yêu cầu kỹ thuật của dao: Vật liệu: Vật liệu phần cắt: P18. Vật liệu phần đầu dao: Thép 45. Độ cứng sau khi nhiệt luyện: Phần cắt và phần định hướng phía sau HRC 6265. Phần định hướng phía trước HRC 6062. Phần đầu dao HRC 4047. Độ nhám: Đồ án môn học thiết kế dao ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------- Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huấn _ Lớp:TC – CTM – K41 23 Trên cạnh viền của răng sửa đúng không lớn hơn 0,25. Mặt trước, mặt sau của răng, mặt côn làm việc trong lổ tâm, phần định hướng không thấp hơn 0,5 Mặt đáy răng, đầu dao, côn chuyển tiếp các rãnh chia phoi không lớn hơn.1 Các mặt không mài không lớn hơn. 2 Sai lệch lớn nhất của đường kính ,các răng cắt không vượt quá trị số -0,008. Sai lệch cho phép đường kính của các răng sửa đúng và các răng cắt tinh không vượt quá trị số+0,025. Độ đảo: Độ đảo tâm theo đường kính ngoài của răng sửa đúng, răng cắt tinh, phần định hướng sau không vượt quá trị số dung sai của đường kính. Độ đảo phần còn lại của dao trên mỗi 100mm chiều dài không vượt quá trị số 0,006. Độ sai lệch góc cho phép không vượt quá: Góc trước 20. Góc sau của răng cắt 30’. Góc sau của rãnh 30’. Góc sau của răng sửa đúng 15’. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. “Hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt” - Tập1, Tập 2 - ĐHBK 1977 2. “Hướng dẫn làm bài tập dung sai” – Ninh Đức Tốn 2001 3. Bài giảng “Thiết Kế Dụng Cụ Cắt Kim Loại” 4. Bài giảng “Thiết kế dụng cụ công nghiệp” 5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - ĐHBK