Chuyên Đề Thuyết minh môn học Nguyên lý và dụng cụ cắt

Đề tài: Thuyết minh môn học Nguyên lý và dụng cụ cắt

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phỏt triển như vũ băo, mang lại những lợi ích cho con người về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đó đề ra những mục tiêu trong những năm tới là nước công nghiệp hoá hiện đại hoá.
Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo mỏy vỡ ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai tṛ quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khớ cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có tŕnh độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất .
Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng em là sinh viên trường Đại Học Kỹ Thuật Cụng Nghiệp - Thái Nguyên nói riêng và những sinh viên của các trường kỹ thuật nói chung trong cả nước luụn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đă được dạy trong trường để sau khi ra trường có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của ḿnh vào công cuộc đổi mới của đất nước trong thế kỷ mới .
Qua đồ án này em đă tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp Em hiểu rừ hơn những công việc của một kỹ sư tương lai. Song với những hiểu biết c̣n hạn chế cộng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em khó tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Dụng Cụ Cắt Vật Liệu kỹ Thuật và các Thầy Cô giáo trong khoa để đồ án của Em được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng Em xin chơn thành cảm ơn sự quan tơm chỉ bảo của các Thầy Cô trong khoa và bộ môn Dụng Cụ Cắt Vật Liệu Kỹ Thuật trường Đại Học Kỹ Thuật Cụng Nghiệp và đặc biệt là sự hướng dẫn tận t́nh của thầy giỏo Nguyễn Thái B́nh.

Ngày 21 tháng 05năm 2010

Sinh viên : Hoàng Văn Công

THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH H̀NH
Dao tiên định h́nh dùng để gia công những chi tiết định h́nh ở dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối. Chúng bảo đảm độ đồng nhất về h́nh dáng và độ chính xác kích thước của cả loạt chi tiết gia công, năng xuất cắt cao, số lần mài lại cho phép lớn. Muốn vậy, khi thiết kế dao tiện định h́nh cần chọn vật liệu dao hợp lư, kết cấu dao hợp lư, tính kích thước biên dạng dao thật chính xác và đề ra những yêu cầu kỹ thuật chế tạo thật hợp lư.
1. Chọn vật liệu dao tiên định h́nh.
Dao tiện định h́nh thường cú biờn dạng phức tạp, làm việc trong điều kiện cắt nặng nề, lực cắt lớn, nhiệt cắt lớn. V́ vậy cần chọ vật liệu làm dao có độ cứng lớn, độ bền nhiệt lớn, độ bền cơ học và khả năng chống ṃn tốt.
- Với vật liệu chi tiết gia công là thép GC38-17 có σ[SUB]B [/SUB]=380N/mm[SUP]2[/SUP] và độ cứng (140ữ170)HB cần gia công đạt cấp chính xác IT11. Chọn vật liệu dao là thép gió P18
2. Chọn kích thước kết cấu dao tiện định h́nh.
- Chọn theo h́nh dáng lớn nhất t[SUB]max[/SUB] của chi tiết gia công
+ Chiều cao h́nh dáng lớn nhất:

Với những ưu điểm của dao tiện định h́nh lăng trụ là cho sai số gia công nhỏ, bảo đảm độ cứng vững tốt khi kẹp chặt và gia công chi tiết đạt độ chính xác cao về h́nh dáng và kích thước phù hợp với chi tiết cần gia công. Vậy ta chọn dao tiện để gia công chi tiết đă cho là dao tiện h́nh lăng trụ.
- Theo bảng 2.1[1] ta có kích thước kết cấu của dao tiện định h́nh lăng trụ:
[TABLE="width: 584"]
[TR]
[TD]Chiều cao h́nh dáng lớn nhất của chi tiết
[/TD]
[TD="colspan: 6"]Kích thước dao tiện
[/TD]
[TD="colspan: 2"]Kích thước M phụ thuộc d
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]B
[/TD]
[TD]H
[/TD]
[TD]E
[/TD]
[TD]A
[/TD]
[TD]F
[/TD]
[TD]r
[/TD]
[TD]d
[/TD]
[TD]M
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10
[/TD]
[TD]19
[/TD]
[TD]75
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[TD]15
[/TD]
[TD]0,5
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[TD]34,46
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]



3. Chọn thông số h́nh học dao tiện định h́nh.
+ Góc sau a: Dao tiện định h́nh thường cắt với lớp phoi mỏng nờn gúc sau a được chọn lớn hơn so với dao tiện thường. Đối với dao tiện định h́nh lăng trụ thường chọn a = (10[SUP]o [/SUP]ữ 15[SUP]o [/SUP])
- Chọn a = 12[SUP]o[/SUP]
+ Góc trước g: Phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.
- Theo bảng 2.4[1], với vật liệu chi tiết gia công là thép GC38-17 có
s[SUB]b[/SUB] = 380 N/mm[SUP]2[/SUP] , độ cứng (140ữ170)HB
- Chọn g = 12[SUP]o[/SUP]
4.Chiều rộng dao tiện định h́nh:

Chiều rộng dao tiện định h́nh được xác định dọc theo trục của chi tiết gia công và tính theo công thức:
L[SUB]p[/SUB] = L[SUB]g[/SUB] + a + b + c + b[SUB]1[/SUB]
Với
+L[SUB]g[/SUB]: Chiều dài đoạn lưỡi cắt chính L =57 mm
+ a: Chiều đai đoạn lưỡi cắt phụ nhằm tăng bền cho lưỡi cắt a=3 mm
+ t: Chiều cao đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt lấy t = 13.5mm
+ b: Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để chuẩn bị cắt đứt lấy b = 7.5 mm
+ b[SUB]1[/SUB]: Đoạn vượt quá lấy b[SUB]1[/SUB] = 0.5 mm
+ c: Chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ để xén mặt đầu chi tiết, lấy c = 3 mm
+ j : Góc nghiêng của đoạn lưỡi cắt đứt lấy j = 3[SUP]0[/SUP]
j[SUB]1[/SUB] =45[SUP]o[/SUP]


Thay số Lp = 57+ 3 + 7.5 + 3 + 0.5 = 71 mm
5. Tính chiều cao h́nh dáng cho các điểm biểu diễn biên dạng dao.
+ Hoành độ: Biểu thị kích thước chiều trục của các điểm trờn biờn dạng lưỡi cắt của dao so với điểm cơ sở ngang tâm 0.
Với dao tiện định h́nh hướng kớnh gỏ thẳng nên kích thước chiều trục của các điểm biên dạng trên lưỡi cắt đúng bằng kích thước chiều trục của các điểm tương ứng trên chi tiết gia công .Biên dạng lưỡi cắt được xác định trên hệ toạ độ x0y,với gốc toạ độ là điểm cơ sở ngang tâm .



+ Tung độ: Biểu thị chiều cao h́nh dáng của các điểm biên dạng trên lưỡi cắt so với điểm cơ sở ngang tâm.
Để thuận tiện cho quá tŕnh chế tạo dao ta tính chiều cao biên dạng dao theo tiết diện vuông góc với mặt sau của dao t[SUB]3[/SUB] = t[SUB]4 [/SUB]= t[SUB]6 [/SUB]= t[SUB]7 [/SUB]; t[SUB]5 [/SUB]; t[SUB]2 [/SUB]= t[SUB]10[/SUB]
Để thiết kế dưỡng kiểm tra biên dạng của dao ta tính chiều cao đo trên mặt trước của dao t[SUB]3[/SUB] = t[SUB]4[/SUB] = t[SUB]6 [/SUB]=t[SUB]7 [/SUB]; t[SUB]5 [/SUB]; t[SUB]2[/SUB] = t[SUB]10[/SUB]
Từ các kích thước đă cho ta cú cỏc kích thước hướng kính và chiều trục:
l[SUB]1[/SUB] = 13.5mm ; l[SUB]2[/SUB]= 15mm ; l[SUB] 3[/SUB] = l[SUB]0[/SUB]= 0mm ;
l[SUB]4[/SUB] = 8mm ; l[SUB]7 [/SUB]= l[SUB]8[/SUB]= 34mm ;
l[SUB]9 [/SUB]= 43.5mm ; l[SUB]10[/SUB]= 45mm ; L[SUB]p[/SUB]= 69mm ;
R[SUB]0 [/SUB]= R[SUB]1 [/SUB]= R[SUB]8 [/SUB]=R[SUB]9 [/SUB]= 15mm ; R[SUB]5 [/SUB]= 16mm ;
R[SUB]3 [/SUB]= R[SUB]4 [/SUB]= R[SUB]6 [/SUB]=R[SUB]7 [/SUB]= 25mm ; R[SUB]2 [/SUB]= r[SUB]10[/SUB] = 13.5mm ;

5.1.tính chiều cao h́nh dáng cho điểm 3; 4 ; 6 ; 7
Ta có:
A = 3,1867(mm)
B = 14,6722(mm)
=>g[SUB]3 [/SUB]= 7,323[SUP]o[/SUP]
C[SUB]4[/SUB] = R[SUB]4[/SUB].cosg[SUB]4[/SUB] = 25.7,323[SUP]o[/SUP] = 24,7961(mm)
t[SUB]4[/SUB] = C[SUB]4 [/SUB]- B = 24,7961 – 14,6722 = 10,1239(mm)
t[SUB]4[/SUB] = t[SUB]4[/SUB].cos(a + g) = 10,1239.cos(12[SUP]o[/SUP] + 12[SUP]o[/SUP]) =9,2486(mm)





5.2.tính chiều cao h́nh dáng cho điểm 5
Ta có:
A = R[SUB]1[/SUB].sing = 15.sin12[SUP]o[/SUP] = 3,1867 (mm)
B = R[SUB]1[/SUB].cosg = 15.cos12[SUP]o[/SUP] = 14,6722 (mm)
=>g[SUB]5[/SUB]=11,488[SUP]o[/SUP]
C[SUB]5[/SUB] = R[SUB]5[/SUB].cosg[SUB]5[/SUB] = 16.cos11,488[SUP]o[/SUP] = 15,6794(mm)
t[SUB]5[/SUB] = C[SUB]5[/SUB] - B = 15,6794 – 14,6722 = 1,0072(mm)
t[SUB]5[/SUB] = t[SUB]5[/SUB].cos(a + g) = 1,0072.cos(12[SUP]o[/SUP] + 12[SUP]o[/SUP]) = 0,9201(mm)






Bảng kết quả tính chiều cao h́nh dỏng các điểm biên dạng dao
[TABLE="align: center"]
[TR]
[TD]Công thức tính
[/TD]
[TD="colspan: 5"]Điểm biên dạng
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3
[/TD]
[TD]4
[/TD]
[TD]5
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[TD]7
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]R[SUB]i[/SUB](mm)
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[TD]14
[/TD]
[TD]17,5
[/TD]
[TD]
[/TD]
[TD]17,5
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]A(mm)
[/TD]
[TD]3,1867
[/TD]
[TD]3,1867
[/TD]
[TD]3,1867
[/TD]
[TD]3,1867
[/TD]
[TD]3,1867
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]B(mm)
[/TD]
[TD]14,6722
[/TD]
[TD]14,6722
[/TD]
[TD]14,6722
[/TD]
[TD]14,6722
[/TD]
[TD]14,6722
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]C[SUB]i[/SUB](mm)
[/TD]
[TD]24,7961
[/TD]
[TD]24,7961
[/TD]
[TD]15,6794
[/TD]
[TD]24,7961
[/TD]
[TD]24,7961
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]g[SUB]i[/SUB]([SUP]o[/SUP])
[/TD]
[TD]7,323[SUP]o[/SUP]
[/TD]
[TD]7,323[SUP]o[/SUP]
[/TD]
[TD]11,488[SUP]o[/SUP]
[/TD]
[TD]7,323[SUP]o[/SUP]
[/TD]
[TD]7,323[SUP]o[/SUP]
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]t[SUB]i[/SUB]([SUP]o[/SUP])
[/TD]
[TD]10,1239
[/TD]
[TD]10,1239
[/TD]
[TD]1,0072
[/TD]
[TD]10,1239
[/TD]
[TD]10,1239
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]l[SUB]i[/SUB](mm)
[/TD]
[TD]0
[/TD]
[TD]8
[/TD]
[TD]17
[/TD]
[TD]26
[/TD]
[TD]34
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]t[SUB]i[/SUB](mm)
[/TD]
[TD]9,2486
[/TD]
[TD]9,2486
[/TD]
[TD]0,9201
[/TD]
[TD]9,2486
[/TD]
[TD]9,2486
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


6. Xác định cung tṛn thay thế
Chi tiết gia công có cung đối xứng trong phạm vi nửa ṿng tṛn nên ta có thể xác định cung tṛn thay thế như sau:

x – chiều rộng của cung h́nh dáng dao.
t – chiều cao h́nh dáng dao.
R – bán kính của cung tṛn thay thế.
Ta có:
=> = 42,781[SUP]o[/SUP]


7. Xác định dung sai kích thước biên dạng dao của dao tiện định h́nh.
Độ chính xác h́nh dáng kích thước của chi tiết gia công phụ thuộc vào độ chính xác h́nh dáng kích thước biên dạng của dao. V́ vậy cần xác định dung sai kích thước biên dạng dao chặt chẽ. Trong quá tŕnh gia công chi tiết định h́nh có thể coi dao như là chi tiết trục ( bị bao ). V́ vậy nên bố trí trường dung sai kích thước biên dạng dao như đối với trục cơ sở, nghĩa là sai lệch trên bằng không và sai lệch dưới âm. Bố trí như vậy, sai số biên dạng dao sẽ tao ra sai số có thể sửa được trờn biờn dạng chi tiết.
Chi tiết gia công bằng dao tiện định h́nh đạt cấp chính xác IT11, ta chọn cấp chính xác của dao tiện định h́nh có cấp chính xác IT9 dựa vào kích thước biên dạng dao và cấp chính xác của dao:
- Theo bảng 2. 7[1] ta được các sai lệch kích thước biên dạng dao, sai lệch kích thước góc : - 15’
- Sai lệch đường kính của các điểm biên dạng chi tiết:
F30[SUB]-0,16[/SUB] F50[SUB]-0,16[/SUB]
R9[SUB]-0,09[/SUB]
+ Sai lệch chiều cao h́nh dáng và kích thước chiều trục của dao:
t[SUB]3[/SUB] = 9,2486[SUB]-0,038 [/SUB] t[SUB]4[/SUB] = 9,2486[SUB]-0,038 [/SUB] t[SUB]6[/SUB] = 9,2486[SUB]-0,038 [/SUB]R = 13,2509[SUB]-0,043 [/SUB]t[SUB]7[/SUB] = 9,2486[SUB]-0,038[/SUB]

l[SUB]1[/SUB] = 13.5[SUB] - 0,043[/SUB] l[SUB]2[/SUB]= 15[SUB] - 0,043[/SUB]
l[SUB]4[/SUB] = 8[SUB]- 0,038[/SUB] l[SUB]7 [/SUB]= l[SUB]8[/SUB]= 34[SUB] -0,062[/SUB]
l[SUB]9 [/SUB]= 43.5[SUB]-0,062[/SUB] l[SUB]10[/SUB]= 45[SUB]­-0,062[/SUB] L[SUB]p[/SUB]= 69[SUB]-0,074[/SUB]
8. Xác định các phần phụ của lưỡi cắt và vẽ biên dạng toàn bộ lưỡi cắt.


9. Điều kiện kỹ thuật của dao tiện định h́nh.
9.1. Vật liệu phần cắt : Thép gió P18
Vật liệu thân dao : Thép gió P18
9.2. Độ cứng sau nhiệt luyện
- Phần cắt : HRC: 62 ữ 65
- Phần thân dao : HRC: 30 ữ 40
9.3. Độ nhẵn
- Mặt trước và mặt sau dao thép gió lớn hơn cấp 8 ( Ra ≤ 0,63 mm )
- Các mặt chuẩn định vị và kẹp chặt: đạt cấp 8 ( Ra = 0,63 mm )
- Các mặt c̣n lại đạt cấp 6 ( Ra = 2,5 mm )
9.4. Sai lệch cỏc gúc mài sắc: không quá 15’ữ 30’
10. Gá kẹp dao tiện định h́nh. Dao tiện định h́nh được định vị và kẹp chặt trong gá kẹp dao thích hợp. Yêu cầu của gá kẹp là phải bảo đảm định vị dao tốt đúng với sơ đồ tính toán, phải điều chỉnh tốt, kẹp chặt chắc chắn, ổn định và có tính công nghệ tốt, chế tạo và lắp ghép dễ dàng.
Theo bảng 2 - 11/( 37 ) ta chọn gá kẹp dao tiện định h́nh lăng trụ được sử dụng trên máy tiện tự động 126.
Dao lăng trụ được lồng vào rănh mang cá cho tới khi chạm vào vít điều chỉnh 2. Vít 2 được bắt trong tấm đỡ 3 và được dùng để điều chỉnh mũi dao ngang tơm mỏy. Tấm đỡ 3 được kẹp chặt vào thơn gỏ 1 nhờ 2 vít kẹp 4. sau khi điều chỉnh xong, dao được kẹp chặt nhờ má kẹp 5 và 2 bu lông kẹp 6. Góc nghiêng của rănh mang cá gá kẹp tạo ra góc sau a của dao lăng trụ.



THIẾT KẾ DAO CHUỐT LỖ TRềN Dao truốt là một loại dụng cụ cắt có năng xuất cao thường dùng để gia công những bề mặt định h́nh trong và ngoài. Sau khi truốt, bề mặt gia công có thể đạt độ chính xác cấp 8 ¸ 7 và đạt độ nhẵn 6 ¸ 8 ( Ra = 2,50 ¸ 0,63 ). Cũng có thể đạt tới độ nhẵn cấp 9 ( Ra = 0,32 ).
Dao truốt là loại dao chuyên dùng. V́ vậy chỉ cần thay đổi lượng dư, hoặc kích thước bề mặt gia công hoặc vật liệu chi tiết là phải tính toán thiết kế và chế tạo dao truốt mới.
Dao truốt cho năng xuất và độ nhẵn cao nhưng có nhược điểm là lực cắt lớn và dao chúng mũn. Khi lượng chạy dao lớn và khi lượng chạy dao nhỏ th́ sảy ra hiện tượng trượt do đó ảnh hưởng tới chất lượng gia công.
1. Chọn kiểu dao chuốt và máy chuốt.
Theo đề tài ta gia công bề mặt định h́nh trong do vậy dùng dao chuốt kéo và tiến hành trờn mỏy chuốt ngang.
- Theo bảng 3. 1[1] chọn máy truốt kiểu 7510 cú cỏc tính năng kỹ thuật của máy như sau:
[TABLE="width: 572, align: center"]
[TR]
[TD]Kiểu máy
[/TD]
[TD]Lực kéo danh nghĩa
(tấn)
[/TD]
[TD="colspan: 2"]Chiều dài hành tŕnh con truợt
(mm)
[/TD]
[TD="colspan: 2"]Tốc độ hành tŕnh làm việc
(m/ph)
[/TD]
[TD]Tốc độ hành tŕnh làm việc
(m/ph)
[/TD]
[TD="colspan: 2"]Động cơ điện
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]
[/TD]
[TD]
[/TD]
[TD]max
[/TD]
[TD]min
[/TD]
[TD]max
[/TD]
[TD]min
[/TD]
[TD]
[/TD]
[TD]Công suất
(kw)
[/TD]
[TD]Số ṿng quay(v/ph)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7510
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]1400
[/TD]
[TD]120
[/TD]
[TD]3,4
[/TD]
[TD]0,5
[/TD]
[TD]19
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[TD]1000
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


2. Chọn vật liệu dao truốt.
Với vật liệu chi tiết gia công là thép 20X có: s[SUB]b[/SUB] = 650 N/mm[SUP]2[/SUP] ,
HB = 179,ta chọn vật liệu làm dao là thép gió P18 v́ thép gió có độ cứng khá cao, độ bền cao và khả năng chống ṃn tốt.
Do D[SUB]min[/SUB]=46(mm) > 10(mm) nên chế tạo dao dưới dạng hàn đầu dao,vật liệu đầu dao là thép 20X.
3. Chọn sơ đồ truốt.
Khi truốt có thể dùng 4 sơ đồ truốt là truốt lớp, truốt ăn dần, truốt nhóm và truốt tổ hợp. V́ thiết kế dao để truốt lỗ trụ nên ta chọn sơ đồ truốt theo lớp có ưu điểm nhận được độ chính xác và độ nhẵn của bề mặt gia công cao nhưng có nhược điểm là việc là việc chế tạo răng dao khó khăn nhất là bề mặt gia công cú biờn dạng phức tạp.




4. Xác định lượng dư gia công.
- Lượng dư khi truốt phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ, chất lượng bề mặt ,kích thước bề mặt gia công và dạng gia công bề mặt đó trước khi truốt Lượng dư gia công tính theo một phía được tính theo công thức:

Trong đó:
D[SUB]max[/SUB] = 50,039 ( mm ) : Đường kính lỗ ngoài sau khi truốt.
D[SUB]omin[/SUB] = 45,7 ( mm ) : Đường kính lỗ trước khi truốt.
d: Lượng co hẹp của bề mặt lỗ sau khi truốt.
Dấu “ + “ ứng với lỗ bị co hẹp, dấu “ – “ ứng với lỗ bị lay rộng.
Trị số d phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia công, coi như bằng 0.
Suy ra:

5. Xác định lượng nâng của răng dao.
Việc chọn lượng nâng của răng dao phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công, kết cấu dao truốt và độ cứng vững của chi tiết gia công. Trị số lượng nâng S[SUB]z[/SUB] ảnh hưởng lớn đến độ bóng bề mặt ra công, lực truốt và chiều dài dao truốt, nếu chọn S[SUB]z[/SUB] lớn th́ chiều dài dao truốt tính được sẽ nhỏ, năng xuất cao nhưng lực truốt sẽ lớn, làm răng dao sẽ ṃn theo mặt trước và mặt sau ảnh hưởng xấu đến đọ chính xác và độ nhẵn bề mặt gia công.
Với vật liệu là thép 20X có s[SUB]b[/SUB] = 650 N/mm[SUP]2[/SUP] , HB = 179