đạI học tháI nguyên Trờng đạI học kỹ thuật công nghiệp Khoa khí Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt đồ án tốt nghiệp Giáo viên hớng dẫn : trần hữu đà Sinh viên thiết kế : Phạm Văn Lĩnh Lớp : TCZ159 Thái Nguyên 2003 Bộ giáo dục đào tạo đại học thái nguyên trờng đại häc ktcn Céng hßa x· héi chđ nghÜa ViƯt Nam §éc lËp - Tù - H¹nh o0o Khoa Cơ Khí Bộ môn Nguyên lý & dụng cụ cắt ®Ị tµi thiÕt kÕ tèt nghiƯp Ngêi thiÕt kÕ: Ngµnh : Phạm văn lĩnh Cơ khí chế tạo máy Lớp TCZ159 Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn Cán hớng dẫn: Trần hữu đà Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành đề tài: Nội dung đề tài: Thiết kế dao phay đĩa mô đuyn M9 No4 Sản lợng chi tiết : 15000 chi tiết/năm Số lợng kích thớc vẽ: 06 Ao 01 A0: Bản vẽ chi tiết lồng phôi 02 A0: Bản vẽ quy trình công nghệ thu gọn 01 A0: Bản vẽ nguyên công 01 A0: Bản vẽ đồ gá 01 A0: Chuyên đề Số trang thuyết minh: Thái Nguyên, ngày Tổ trởng môn (Ký tên) Cán hớng dẫn (Ký tên) tháng năm 2003 TL/Hiệu trởng Chủ nhiệm khoa (Ký tên đóng dấu) Nhận xét giáo viên hớng dẫn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2003 Giáo viên hớng dẫn Trần Hữu Đà Nhận xét giáo viên chấm Sinh viên thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Tran g Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2003 Giáo viên chấm Mục lục I II III IV V I II III IV I II Lời nói đầu Phần I- Thiết kế dao phay đĩa môđuyn Đặc điểm, công dụng phân loại Chọn vật liệu chế tạo dao Tính toán kết cấu dao phay Xác định đờng cong chuyển tiếp Tính toán kích thớc kết cấu Phần II- Phân tích gia công chi tiết Phân tích gia công chi tiết gia công Xác định dạng sản xuất Phơng pháp tạo phôi Thiết kế quy trình công nghệ A Phân tích việc chọn chuẩn B Trình tự công nghệ gia công Phần III- Tính toán lợng d cho bề mặt 115 Tính toán lợng d cho bề mặt Tính toán lợng d cho bề mặt 115 A Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện thô 115 III Chọn chiều sâu cắt t Sinh viên thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Trang 11 12 15 16 18 19 19 21 46 46 46 52 52 Tran g Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn IV Xác định tốc độ cắt số vòng quay n Phần IV- Thiết kế đồ gá I Nhiệm vụ, vai trò đồ gá II Thiết kế đồ gá mài lỗ 32 mài mặt đầu Phần V- Chuyên đề I Hớt lng dao II Kiểm tra góc sau Tài liệu tham khảo 55 74 74 78 83 85 Lời nói đầu Đồ án tèt nghiƯp nh»m tỉng kÕt kiÕn thøc sau thêi gian học tập nghiên cứu trờng sinh viên trớc trờng Đối với trờng thuộc khối kĩ thuật nói chung khoa khí thuộc trờng Đại Học KỹThuật Công Nghiệp nói riêng điều thiếu đợc cho sinh viên sau thời gian học trờng Trong ngành khí chế tạo dao phay đĩa môđuyn, việc nghiên cứu, tính toán thiết kế dụng cụ cắt việc quan trọng công nghiệp đà phát triển nớc ta Đây công việc nói khởi đầu tiến tới gia công máy chuyên dùng đẩy cao trình độ chuyên môn hoá sản xuất Việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt đà đợc đại hoá cách sử dụng tin học ứng dụng, song sinh viên cần phải nắm vững hiểu rõ đợc phơng pháp tính toán thiết kế mang tính truyền thống để áp dụng vào thực tiễn sau trêng Trong thêi gian qua em ®· nhËn đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công dao phay đĩa môđuyn" Đây dụng cụ cắt để gia công lỗ xác tuỳ theo yêu cầu công nghệ gia công, với giúp đỡ tận tình thầy giáo Trần Hữu Đà với thầy cô, môn cố gắng thân Song em hạn chế kiến thức tài liệu tham khảo nên đồ án chắn nhiều sai sót, em mong Thầy, Cô tạo điều kiện em đợc hoàn thiện với đồ án tốt nghiệp Thái Nguyên, ngày 10 tháng năm 2003 Sinh viên thiết kế Sinh viên thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Tran g Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn Phần i Thiết kế dao phay đĩa môđuyn i đặc điểm, công dụng phân loại 1- Đặc điểm Truyền động bánh theo phơng pháp ăn khớp đợc dùng rộng rÃi ngành chế tạo máy, chất lợng chuyển động chủ yếu độ xác chế tạo bánh Quá trình cắt trình cắt bỏ lớp kim loại rÃnh hai để tạo thành prôpin Đảm bảo độ xác chủ yếu đảm bảo độ xác prôpin độ xác bớc (khi ăn khớp) độ đồng tâm cao lòng chia với tâm quay bánh Dao có dạng đĩa tròn bố trí nhiều dao mặt trụ đợc dùng để cắt bánh trụ theo phơng pháp chép hình cắt bánh nghiêng chữ V theo phơng pháp bao hình không tâm tích máy phay chuyên dùng vạn có đầu phân độ chuyên dùng đầu phân độ vạn Độ xác bánh phụ thuộc vào độ xác dụng cụ cắt theo phơng pháp gia công Theo cách hình thành prôpin ta có phơng pháp gia công Cắt theo phơng pháp chép hình prôpin dụng cụ cắt hay hình chiếu prôpin chép lại nguyên hình prôpin rÃnh bánh đợc gia công Trong trình cắt prôpin dụng cụ tất điểm dùng với prôpin rÃnh Cắt theo phơng pháp bao hình prôpin bánh đợc gia công đờng bao vị trí khác lỡi cắt dụng cụ trình cắt Dao phay đĩa môduyn dụng cụ gia công theo phơng pháp chép hình máy phay vạn có đầu phân độ vạn hayđĩa phân độ chuyên dùng, gia công đợc bánh trụ, thẳng, nghiêng, hình chữ V theo phơng pháp chép hình không tâm tính S nd Sinh viên thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Tran g Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn nd Từ hình trên, ta thấy cắt bánh có thẳng dao chuyển động quay xung quanh trục với tốc độ góc để tạo thành tốc độ cắt chính, đồng thời chuyển động tịnh tiến dọc trục phôi để cắt chi tiết hết chiều dài bánh Sau cắt xong bánh răng, ngời ta tiến hành phân độ để cắt rÃnh bánh Khi cắt nghiêng hay chữ V, cần có thân chuyển động để tạo thành hớng nghiêng Từ nguyên lý làm việc, ta thấy prôpin lỡi cắt hay hình chiếu prôpin lỡi cắt dao phay đĩa môđuyn trùng với propin rÃnh theo điểm tơng ứng Cắt bánh dao phay đĩa môđuyn có suất thấp độ xác không cao Năng suất thấp trình cắt có hành trình chạy không thời gian phụ lớn Mặt khác dao phay đĩa môđuyn có đờng kÝnh nhá gãc tríc  = 0, gãc sau lìi cắt bên nhỏ (1 = 1o20 2o30) dẫn đến điều kiện cắt khó khăn, hạn chế tốc độ cắt Độ xác bánh cắt dao phay đĩa môđuyn thờng đạt cấp xác số trờng hợp đạt cấp xác nhng dao có m < 10 nguyên hạn chế độ xác bánh là: - Độ xác đồ gá để cắt bánh dao phay đĩa môđuyn thờng đạt cấp xác với môđuyn m số Z bánh khác Để cắt xác bánh tơng ứng với môđuyn m số Z1 định phải thiết kế dao tơng ứng Vậy với môđuyn m có bánh đòi hỏi số lợng dao nhiều điều không phù hợp với sản suất Hiện nay, với môđuyn m ngời ta dùng dao tiêu chuẩn dao, 15 dao 26 dao để cắt toàn bánh có số Z = 12 Sinh viên thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Tran g Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn Dao phay đĩa môđuyn cắt bánh cho suất thấp độ xác bánh không cao nhng dùng thêm máy phay vạn cắt đợc bánh chữ V dao phay đĩa môđun đợc dùng sản xuất nhỏ đơn chiếc, đặc biệt có công nghệ sửa chữa Theo công dụng dao phay đĩa đợc chia làm hai loại: - Loại cắt thô thờng có prôpin hình thang góc trớc > - Loại cắt tinh có prôpin thờng với biến dạng rÃnh góc trớc = 0o Theo kết cấu cụ thể dao phay đĩa môđuyn liền dao phay đĩa chắp II Chọn vật liệu chế tạo dao Việc chọn vật liệu làm dao vấn đề quan trọng định chất lợng giá thành dụng cụ cắt Để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp ta dựa vào số đặc điểm - Loại công dụng, kích thớc điều kiện làm việc dụng cụ - Công nghệ chế tạo dụng cụ - Giá thành vật liệu Để chế tạo dao phay đĩa môđuyn ta có thĨ sư dơng c¸c vËt liƯu nh: - ThÐp c¸cbon dơng X12A thÐp hỵp kim dơng 9XC thÐp gió P9 P18 - Thép cácbon dụng cụ Y12 có độ thấm thấp thấm nên phải nớc làm dụng cụ sau dỗ bị nứt cong vệnh, dao phay đĩa môđun có dạng đĩa mỏng nên vật liệu không phï hỵp - ThÐp hỵp kim dơng 9XC dƠ thoát cácbon nhiệt luyện, độ cứng trạngthái cung cấp trạng thái ủ cao (HB = 415 321và HB = 241 197 ảnh hởng đến việc chế tạo, tính mài mòn thép 9XC kém, tính cắt nhiều so với thép gió - ThÐp giã P9, P18, lµ vËt liƯu lµm dao tính cắt tốt đợc sử dụng rộng rÃi có độ thấm cao cắt với tốc độ cắt cao gấp lần Có tuổi bền gấp 15 lần so với thép cácbon thép hợp kim dạng cụ nâng cao tính cắt thép gió cách thấm xianua sau ram vµ mµi - ThÐp giã P9 vµ P18 có tính bền nóng nh cắt tốc độ cao chúng có tuổi bền gần nh Nhng làm việc tốc độ thấp thép P18 có độ chịu mòn cao tuổi bền cao hai lần so vớii dụng cụ làm P9 Khi nung nóng P9 dễ bị hoá nhiệt mài sắc độ cứng bề mặt giảm xuống nên tính mài so với P18 So với P18 P9 có khoảng nhiệt độ Sinh viên thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Tran g Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn hẹp gây khó khăn nhiệt luyện Thép P18 có tính cao P18 nhng độ không đồng cácbon lớn có tính so với P18 Vậy trình phân tích ta thấy dao phay đĩa môđuyn chi tiết dạng đĩa mỏng, làm việc tốc độ cắt thấp lực cắt lớn Ta chọn vật liệu làm dao thép gió P18 phù hợp III Tính toán kết cấu dao phay Tính prôpin thân khai lỡi cắt Dao phay đĩa môđun thực chất dao phay định hình hớt lng để gia công rÃnh prôpin thân khai nên trình tính toán thiết kế dao phay định hình hớt lng Để chế tạo dao phay đĩa môđun cần tính toán xác định đợc prôpin lỡi cắt, prôpin dạng khởi thuỷ (dạng tròn xoay cha phay rÃnh hớt lng mài sắc) Để tính toán kết cấu dao phay đĩa môđuyn m = 9, dao số để cắt bánh số Z = 21 22 + Bán kÝnh vßng chia: m.Z 9.21 r= = = 94,5 (mm) + Bán kính vòng đỉnh răng: re = r + (f’ + ) m LÊy f’ = ;  =  re = 94,5 + (1 + 0)  = 103,5 (mm) + B¸n kÝnh vòng chia răng: ri = r (f + )  m = 94,5 – = 85,5 (mm) + Bán kính vòng tròn sở: ro = r cos - góc ăn khớp; = 20o  ro = 94,5  cos  20o = 88,8 (mm) ta tính thiết kế dao phay đĩa môđun dùng cắt tinh có = 0o Mặt chứa trục dao prôpin lỡi cắt đờng than khai phơng trình đờng thân khai Phơng trình đờng thân khai hệ toạ độ đợc biểu diễn: Xmax K x x Ymax rx re rg x b) Vßng tròn chia xo x Sinh viên thực hiện: Lê Công Dịng - Líp TC98M N o r1 1 B Tran g Vòng tròn sở Đồ án tốt nghiệp thiết kế dao phay đĩa môđuyn Gắn vào hệ trục toạ độ XOY vào bánh (Hb) có góc không trùng với tầm bánh Trục OY trùng với trục đối xứng rÃnh bánh Khi toạ độ điểm Mx đờng thân khai đợc xác định X = rx sin x Y = rx  cos x π Trong ®ã: x = o + o = 2t - tg - o  - góc ăn khớp; = 20o Z - số bánh nhỏ nhóm; Z = 21 x = tgx - x ro ro rx = cos α x  cos x = r x  x = arc.cosx x = arc.cosx Gãc  thay đổi theo biến dạng thân khai rx thay đổi từ công thức ta xác định đợc toạ độ điểm prôpin lỡi cắt dao, nối với điểm lại với ta đợc prôpin biến dạng gần biến dạng dao Chiều cao cđa pr«pin: h = rc – ri = 10  3,5 – 85,5 = 18 Nh vËy trªn lý thuyết số lợng đợc tính nhiều prôpin dao tiến gần prôpin dao lý thuyết nói cách khác, số lợng điểm cần tính nhiều độ xác lỡi cắt cao Với chiều cao h = 48, ta lấy khoảng cách hai điểm 0,8 để tính toán biến dạng ứng với ro rx ro toạ độ điểm đợc tính toán xác định theo c«ng thøc sau: ro Cos = r x x x = tg x - x x = o + in V x x = rx  sin x y = rx  cosx S = 2x tg = Y - rx Kết tính toán đợc ghi bảng sau: Sinh viên thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Tran g Đồ án tốt nghiệp st t x rx x sinx thiÕt kÕ dao phay ®Üa môđuyn cosx X 5,297 Y S t 88,641 10,859 0,159 88, 00 3o42’ 0,0597 0,998 89, 0004’75’’ 3046’75 ” 0,0605 0,9982 5,4268 89,438 10,841 0,161 90, 0011’60” 3054’60 ” 0,0618 0,9981 5,5867 90,228 11,173 0,171 91, 0023’49” 5065’49 ” 0,0637 0,9980 5,8094 91,017 11,618 0,124 92, 0036’49” 078’49” 0,0660 0,9978 6,0720 91,797 12.144 0,202 92, 0051’05” 3093’05 ” 0,0685 0,9976 6,0356 92,577 12,071 0,222 7 93, 0066’57” 4008’52 ” 0,0712 0,9975 6,6643 93,366 13,328 0,234 94, 0083’07” 4025’07 ” 0,0741 0,9972 6,7402 94,135 13,480 0,264 95, 1o01’09” 4o43’09 ” 0,0773 0,9970 7,3590 94,914 14,718 0,285 10 96, 1o20’17” 4o6217” 0,0806 0,9967 7,7376 95,683 15,475 0,316 ’ 15,475+ 0,02 14,418+ 0,02 13,480+ 0,02 13,328+ 0,02 13,144+ 0,02 12,071+ 0,02 0,316+0,02 0,285+0,02 0,243+0,02 0,134+0,02 0,222+0,02 0,202+0,02 0,159+0,02 0,616+0,02 0,781+0,02 10,841+ 0,02 10,859+ 0,02 11,618+ 0,02 11,775+ 0,02 Sinh viªn thực hiện: Lê Công Dũng - Lớp TC98M Tran g