Thiet Ke Dung Cu Cat

Đồ Án Dao

PHẦN I THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết gia công :

1 6

d1

d2

d3

d4

d5

1x45o

3

2

5

l1

4

l2 l3 l4 l5

Chi tiết gia công là trụ tròn xoay gồm các bề mặt trụ và bề mặt côn. Đối với bề mặt côn, dao tiện đình hình lăng trụ sẽ mắc phải sai số và khi gia công không chính xác được các bề mặt côn, nhưng lại có ưu điểm là cứng vững hơn và cho bề mặt gia công có chất lượng cao hơn dao tiện định hình hình tròn. Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 1

Đồ Án Dao Nhưng dao tiện định hình hình trọn lại gia công chính xác được các bề mặt côn việc chế tạo cũng dễ dàng hơn, giá thành cũng rẻ hơn so với dao tiện định hình lăng trụ. Vậy để gia công chi tiết trên ta sử dụng dao tiện đình hình hình tròn.

- Vật liệu gia công là thép C45, δ b ⇒ Chọn các góc

= 650 N / mm 2

α và γ như sau

γ = 25 o  o α = 12

- Để dễ dàng cho việc gá đặt ta chọn cách gá thẳng - Điểm cơ sở được chọn là điểm xa chuẩn kẹp nhất, đối với trường hợp tiện ngoài là điểm gần tâm chi tiết nhất ⇒ chọn điểm 1 là điểm cơ sở.

2. Sơ đồ tính :

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 2

Đồ Án Dao C B

A

Ą

1' 2 1

x

2'

x' 3 4

5 6

3' 4'

5' ' 6

34‹

O

h

Od

ƒÁ

K

Rx

ƒ¿

4'

3' x'

4

3

x

' 2 2

1 1'

5'

5

6 6'

3. Tính toán profil dao trong 2 tiết diện :

- Ta có chiều sâu cắt lớn nhất : t max =

d 3 − d 2 48 − 34 = = 7mm 2 2

- Tra bảng ta có kích thước của dao như sau :

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 3

Đồ Án Dao Tmax

D

d(A3)

d1

bmax

K

r

D1

d2

7

60

16

25

11

3

2

34

5

- Loại dao sử dụng lỗ chốt . - Chiều cao gá dao : h = R sin α = 30 sin 12 o = 6.237 Với : R – bán kính dao tại điểm cơ sở , R = D/2 = 30 mm

α - góc sau tại điểm cơ sở , α = 12o

a. Trong tiết diện trùng mặt trước : τ x = C x − Bx = C x − B B = r cos γ 1 C x = rx cos γ x r  γ x = ar sin  1 sin γ 1   rx 

b. Trong tiết diện chiều trục : Rx =

Od K sin( α x + γ x ) ⇒ Rx =

, Od K = R1 sin( α + γ ) R1 sin( α + γ ) sin( α x + γ x )

Od K xK xK = 1K − τ x = R1 sin( α + γ ) − τ x

α x + γ x = Ψ x = ar tan g

⇒ Ψ x = ar tan g

R1 sin( α + γ ) R1 sin( α + γ ) − τ x

c. Tính tại các điểm như sau :

- Tại điểm 1 & 2 : τ1 = τ2 = 0 , C1 = C2 = r1cosγ1 = 17cos25o = 15.407 γ1 = γ2 = 25o Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 4

Đồ Án Dao R1 = R2 = 60cm - Tại điểm 3 & 4 : τ3 = τ4 = C3 – B = C4 – B ( C3 = C4 ) r  γ 3 = γ 4 = ar sin 1 sin γ 1  = 18o 37 ' ⇒ C 3 = 31.322 ⇒ τ 3 = 5.915  r3  R1 sin( α + γ ) ψ 3 = ψ 4 = arctg = 45o R1 cos( α + γ ) − τ 3 sin( α + γ ) R3 = R4 = R1 = 25.533 sinψ 3

- Tại điểm 5 & 6 : τ5 = τ6 = C5 – B = C6 – B ( C5 = C6 ) r  γ 5 = γ 6 = ar sin  1 sin γ 1  = 17 o 25' ⇒ C5 = 28.899 ⇒ τ 5 = 7.492  r5  R1 sin ( α + γ ) ψ 5 = ψ 6 = arctg = 47 o 37 ' R1 cos( α + γ ) − τ 5 sin ( α + γ ) R5 = R6 = R1 = 24.436 sinψ 5

- Ta được bảng kết quả như sau :

TT

rx

γx

Cx

τx

Rx

1

17

25o

15.407

0

30

2

17

25o

15.407

0

30

3

22.5

18o37’

21.322

5.915

25.533

4

22.5

18o37’

21.322

5.915

25.533

5

24

17o25’

22.899

7.492

24.436

6

24

17o25’

22.899

7.492

24.436

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 5

Đồ Án Dao

- Profil dao trong tiết diện trùng mặt trước : 28 22 16 10 1'

3' 6'

2

2

5.915

5

7.492

1

8

2'

4'

5'

20?

- Profil dao trong tiết diện chiều trục :

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 6

Đồ Án Dao 28 22 16 10 1'

3' 6'

2

2

4.467

5.551

5

1

8

2'

4'

5'

20?

4. Các kích thước khác : -

Chiều rộng lưỡi cắt phụ : a = 2 mm Chiều rộng phần cắt xén mặt đâu : c = 2 mm Góc vát : φ = 45o Chiều rộng lưỡi cắt đứt : b = 5 mm Chiều rộng phần không tham gia cắt : d = 1 mm Góc vát : φ’ = 20o Tổng chiều dài lưỡi cắt : Ld = Lc + a + b + c + d = 38 mm

5. Điều kiện kỹ thuật : - Vật liệu phần cắt : P18 - Độ cứng : phần cắt : 60 …. 62 HRC Phần thân : thép 45 , 35 … 40 HRC - Độ nhám : mặt trước : Ra = 0.32 µm

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 7

Đồ Án Dao Mặt sau

: Ra = 0.63 µm

Lỗ định vị : Ra = 0.63 µm - Sai lêch góc khi mài : ≤ 15’ … 30’ - Nhãn hiệu : P18 – 25o – 12o - ĐHBKHN

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 8

Đồ Án Dao

PHẦN II THIẾT KẾ DAO PHAY ĐỊNH HÌNH

1. Phân tích chi tiết gia công :

R6

b=6

30‹

- Chi tiết gia công như hình vẽ, nếu dùng dao phay thông thường thì sẽ gặp khó khăn khi gia công bề mặt cong vì phải tháo lắp dao và gá đặt nhiều lần, nên với chi tiết gia công dạng này ta dùng dao phay định hình là hợp lý nhất. - Với chiều sâu phay lớn nhất b = 6, tra bảng ta được đường kính lớn nhất của dao : Dmax = D = 80 mm và số răng Z = 10 răng

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 9

Đồ Án Dao -

Vật liệu gia công là thép 45,

δ b = 650 N / mm 2 nên chọn góc trước

γ = 15o và góc sau α = 12o . -

Lượng hớt lưng :

K=

πD tgα = 5.3 ⇒ K = 5.5 Z

2. Sơ đồ tính :

Ro

R

i

R

=4

0

Od

A

1d 14d i i' id 2' 22 d

1

1d

14

1 d

14 i

h si

B

1' ' 14

hi

1 14

i d

2 2d 14d id

hti

2 d

3. Tính profil dao trong 2 tiết diện :

- Ta có :

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 10

Đồ Án Dao R o = R sin γ = Ri sin ( γ + β i ) ⇒ sin ( γ + β i ) =

R sin γ Ri

R   R  ⇒ β i = arcsin  sin γ  − γ = arcsin  sin γ  − γ  Ri   R − hi 

- Trong tiết diện chiều trục : hdis = hi − ∆ i ⇒ ∆i =

và

∆i K = βi ε

,ε =

360o = 36 o Z

K 5.5 5.5 βi = β i ⇒ hdis = hi − βi ε 0.6283 0.6283

- Trong tiết diện trùng mặt trước :

hdit O B R R − hi = d = i = sin β i sin γ sin γ sin γ ⇒ hdit = ( R − hi )

sin β i sin γ

- Chiều sâu phay lớn nhất b=6, chia đều b thành 12 điểm tương ứng cách đều nhau 0.5mm.

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 11

Đồ Án Dao

14

R6

b=6

30‹

i

hi

Li

1

- Với

Li = Rct2 − ( b − hi )

:

2

γ = 0, α = 0, β 2 = 0

- Tại điểm 2 ( điểm cơ sở ) :  h = 0, h = 0 d 2t  d 2s

- Tại điểm 1 :  40  β1 = arcsin  sin 15 o  − 15 o = 2 o 43 ' = 0.0476 (rad )  40 − 6  5 .5 5 .5 ⇒ ∆1 = β1 = 0.0476 = 0.4167 0.6283 0.6283 ⇒ hd 1s = h1 − ∆1 = 6 − 0.4167 = 5.5833 ⇒ hd 1t = ( R − h1 )

sin β1 sin 2 o 43 ' = ( 40 − 6 ) = 6.2515 sin γ sin 15 o

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 12

Đồ Án Dao - Tại điểm 3 :  40  sin 15 o  −15 o = 0 o11' = 0.00340 (rad )  40 − 0.5  5.5 5.5 ⇒ ∆3 = β3 = 0.00340 = 0.0297 0.6283 0.6283 ⇒ hd 3 s = h3 − ∆3 = 0.5 − 0.0297 = 0.4703

β3 = arcsin 

⇒ hd 3t = ( R − h3 )

sin β3 sin 0 o11' = ( 40 − 0.5) = 0.5178 sin γ sin 15 o

- Các điểm còn lại ta tính tương tự, và được bảng số liệu sau :

TT

hi

βi

Δi

hdis

hdit

Li

1

6

0.0476

0.4168

5.5832

6.2492

3.464

2

0

0

0

0

0.0000

0

3

0.5

0.0034

0.0297

0.4703

0.5179

2.398

4

1

0.0069

0.0602

0.9398

1.0362

3.317

5

1.5

0.0105

0.0916

1.4084

1.5551

3.969

6

2

0.0141

0.1237

1.8763

2.0744

4.472

7

2.5

0.0179

0.1568

2.3432

2.5943

4.873

8

3

0.0218

0.1908

2.8092

3.1147

5.196

9

3.5

0.0258

0.2258

3.2742

3.6356

5.454

10

4

0.0299

0.2618

3.7382

4.1571

5.657

11

4.5

0.0341

0.2988

4.2012

4.6792

5.809

12

5

0.0385

0.3370

4.6630

5.2019

5.916

13

5.5

0.0430

0.3763

5.1237

5.7252

5.979

14

6

0.0476

0.4168

5.5832

6.2492

6

- Profil dao trong tiết diện chiều trục :

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 13

1.4085

4.2012

3.7383

3.2743

0.9398

0.4703

4.472 3.969 3.317 2.398

2.3432 2.8092

6 5.979 5.916 5.809 5.657 5.454 5.196 4.873

1.8764

3

4.6631 5.1238 5.5833

Đồ Án Dao

- Profil dao trong tiết diện trùng mặt trước

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 14

3

4.6801

4.1577

3.6360

2.5944 3.1149

1.5551 1.0362

0.5718

4.472 3.969 3.317 2.398

2.0745

6 5.979 5.916 5.809 5.657 5.454 5.196 4.873

5.2032 5.7270 6.2515

Đồ Án Dao

4. Các kích thước kết cấu khác :

D 80

Chiều rộng dao phay : B = 10 mm Chiều cao chân răng : H = K + hct + r = 5.5 + 6 +1.5 = 13 mm Bán kính lượn rãnh răng : r = 1.5 mm Đường kính lỗ then : d = 22 mm Chiều sâu rãnh then tính cả đường kính lỗ then : t = 24.1 mm Góc rãnh răng : θ = 25 o Bảng thông số dao như sau : Z 10

d 22

t 24.1

hct 6

r 1.5

K 5.5

H 13

θ 25 o

B 10

5. Điều kiện kỹ thuật :

- Vật liệu làm dao : P18 - Độ cứng phần cắt sau khi nhiệt luyện : 62 … 65 HRC

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 15

Đồ Án Dao - Độ nhám : Mặt sau : Ra ≤ 1.25 µm Mặt trước : Ra = 0.32 µm Mặt còn lại : Ra = 20 µm - Sai lệnh cho phép của các kích thước :  Sai lệch chiều cao profil dao : ± 0.05  Sai lệch chiều rộng profil : ± 0.05  Sai lệch góc trước : ± 15’ - Sai lệch vị trí :  Độ đảo hướng kính của các lưới cắt : 0.04  Độ đảo mặt đầu : 0.02  Độ đảo hướng tâm : 0.09 - Kí hiệu dao : P18-15o-Rm(10.35)-ĐHBKHN

PHẦN III

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 16

Đồ Án Dao

THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN 1. Thông số hình học của bánh răng gia công :

- Theo đề bài ta có : m= 3 , α = 20o , No = 4 , tra bảng ta được đường kính đỉnh dao và số răng dao phay modun như sau : D = 70 mm, Zdao = 12 răng - Số răng của bánh răng gia công là : Z = 21 ÷ 25 răng, vậy chọn số răng cảu bánh răng gia công khi chế tạo dao là Z = 21 răng - Bước răng : tp = πm = 9.424 mm - Chiều dầy răng : S=

-

mπ = 4.712 2

Bán kính vòng chia : Rc =

mZ 3 × 21 = = 31 .5 2 2

- Bán kính vòn đỉnh răng : Re =

m( Z + 2.5) 3 × (21 + 2.5) = = 35 .25 2 2

- Bán kính vòng chân răng : Ri =

m( Z − 2.5) 3 × (21 − 2.5) = = 27 .75 2 2

- Bán kính vòng cơ sở : R0 =

mZ 3 × 21 cos α = cos 20 o = 29 .5 2 2

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 17

Đồ Án Dao

2. Sơ đồ tính :

x max x

A=11

x

M(x,y) Mc

c 1=B

x

y

c O1

o

x

c

Re

rx

rc

rO

Ri O

- Trên sơ đồn tính, đoạn AB la đoạn thân khai hay là đoạn làm việc còn đoạn O1B la đoạn không lam việc, thuộc khe hở chân răng hay đoạn cong

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 18

Đồ Án Dao chuyển tiếp. Ta chỉ tính toán tọa độ của từng điểm nằm trên profil dao để cắt phần làm việc của bánh răng, vì dao có góc trước γ = 0 nên profil của dao sẽ trùng với profil của chi tiết, nên chỉ tính tỏa độ của các điểm nằm trên phần làm việc của bánh răng. - Đặt hệ trục tọa độ xOy có gốc O trùng với tam bánh răng gia công, tại mỗi điểm M(x,y) bất kỳ trên profil với bán kính rx ta sẽ xác định được một điểm M tương ứng.  x = rx sin δ x ; δ x = δ o +θ x= δ o + invα x   y = rx cosδ x ⇒ δ c = δ o + invα c ;α c = 20o ⇒

δ o = δ c − invα c =

Sc π − invα c = − invα c 2r 2Z

ro = rx cos α x ⇒ α x = ar cos ro = rc cos α c =

;α x = tgα x − α x

ro rx

 mZ  mZ cos α c ⇒ α x = ar cos cos α c  2  2rx 

  π   x = rx sin 2Z − invα c + invα x    ⇒ π    y = rx cos − invα c + invα x    2Z 

- rx = ro ÷ Re = 29.5 ÷ 35.25 ⇒ chia thành 10 đoạn tương ứng được 11 điểm ⇒ x = 1 ÷ 11

3.

Xác định profil dao :

-

Từ các công thức trên ta được bảng kết quả tính như sau :

TT rx αx invαx δx x y 1 29.5 0 0 0.0599 1.7669 29.447 2 30.075 0.1779 0.0019 0.0618 1.8585 30.018 3 30.65 0.2625 0.0062 0.0661 2.0258 30.583 4 31.225 0.3240 0.0118 0.0717 2.2398 31.145 Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

S=2x t=y-ri 3.5338 1.6971 3.7171 2.2676 4.0515 2.8331 4.4796 3.3947 Page 19

Đồ Án Dao 5 31.8 0.3741 6 32.375 0.4170 7 32.95 0.4548 8 33.525 0.4887 9 34.1 0.5195 10 34.675 0.5478 11 35.25 0.5740

0.0185 0.0260 0.0342 0.0430 0.0524 0.0623 0.0726

0.0784 0.0859 0.0941 0.1029 0.1123 0.1222 0.1325

2.4927 2.7804 3.1002 3.4504 3.8297 4.2371 4.6717

31.702 32.256 32.804 33.348 33.885 34.416 34.941

4.9854 5.5608 6.2005 6.9009 7.6595 8.4741 9.3434

-

Chiều cao phần đầu răng dao phay : h1 = (f+c)m=1.25x3=3.75 Chiều cao phần chân răng dao phay : h2 = (f+c)m=1.25x3=3.75 Chiều cao của răng dao : h = h1 + h2 = 7.5 mm Bán kính lượn chân răng : r = 1,5 mm Bán kính vê đầu răng : r1 = 0.8 mm Đường kính vòng đỉnh dao : D = 70 mm Số răng dao phay : Zdao = 12 răng Góc sau tại đỉnh răng : α = 10o

-

Lượng hớt lưng 1 lần :

-

Chiều cao rãnh thoát phoi : H = h + K + r = 12.5 mm Đường kính lỗ trục dao : d = 22 mm Chiều cao lỗ tính cả then : t = 24.1 mm Chiều rộng dao phay : B = 10 mm Góc thoát phoi : θ = 25o

4.

Điều kiện kỹ thuật :

-

Vật liệu làm dao : P18 Nhiệt luyện đạt độ cứng : 62 ÷ 65 HRC Độ dảo hướng kính của lưỡi cắt : ≤ 0.04 Độ đảo mặt đầu : ≤ 0.03 Độ đảo hướng tâm mặt trước : ≤ 0.06 Độ nhám : mặt trước Rz = 0.32 µm Nhãn hiệu : P18 - m=3 – α = 20o – No4/8 – ĐHBKHN

K =

πD Z

3.9524 4.5057 5.0543 5.5976 6.1352 6.6665 7.1909

tg10 o = 3.5

Ngô Ngọc Lâm – Lớp CTM6 – K51

Page 20