Thiết kế quy trình công nghệ gia công dao doa tay f18h8

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Mục lục I II I II III IV V VI I II I II Lêi nói đầu Phần I- Thiết kế dao doa tay 18H8H8H8 Nội dung đặc điểm dao Chọn vật liệu làm dao A Yêu cầu chung B Các loại vật liệu Phần II- Lập quy trình công nghệ gia công mịi dao doa tay 18H8H8H8 Ph©n tÝch chi tiÕt gia công Xác định dạng sản xuất Chọn phôi phơng pháp chế tạo phôi Các kích thớc phôi lấy theo tiêu chuẩn Chọn chuẩn thô Lựa chọn phơng án gia công Lập bảng thứ tự nguyên công Lập sơ đồ nguyên công Phần III- Tính tra lợng d Đặt vấn đề Tính tra lợng d Phần IV- Tính tra chế độ cắt A Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện thô làm việc B Tra chế độ cắt cho nguyên công lại Phần V- Tính thiết kế đồ gá Công dụng - nhiệm vụ - yêu cầu đồ gá Tính thiết kế đồ gá cho nguyên công phay Tài liệu tham khảo Trang 2 3 20 20 21 23 24 26 27 29 32 53 53 53 59 59 66 91 91 91 97 Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng kết kiến thức sau thời gian học tập nghiên cứu trờng sinh viên trớc trờng §èi víi c¸c trêng thc khèi kÜ tht nãi chung khoa khí thuộc trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp nói riêng điều thiếu đợc cho sinh viên sau thời gian học trờng Trong ngành khí chế tạo dao doa tay, 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 SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt đà đợc đại hoá b»ng c¸ch sư dơng tin häc øng dơng, 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 trờng Trong thời gian qua em đà nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công dao doa tay 18H8H8H8" Đây dụng cụ cắt để gia công lỗ xác tuỳ theo yêu cầu công nghệ gia công, với giúp đỡ tận tình thầy giáo Trịnh Khắc Nghiêm 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 tháng 2002 Sinh viên thiết kế Ma Huy Hoàng Phần I thiết kế dao doa tay 18H8H8H8 I Công dụng đặc điểm dao doa Dao doa dụng cụ để gia công lỗ xác tuỳ theo yêu cầu công nghệ Khi gia công mũi dao doa đạt đợc độ xác từ cấp độ nhẵn bề mặt ®¹t tõ R a = 2,5  Ra = 0,16m Mũi doa đợc dùng đà gia công sơ mũi khoan, mũi khoét, dao tiện lỗ mũi khoan dùng để gia công tinh Sự làm việc hợp lý mũi dao doa phụ thuộc vào kết cấu chất lợng chế tạo chúng nh ®iỊu kiƯn sư dơng thĨ (chÕ ®é c¾t, viƯc làm nguội lợng d để doa chất lợng mài sắc, mài bóng mũi doa yếu tố khác) Đặc điểm mũi doa dụng cụ gia công lỗ điều kiện làm việc khó khăn nên việc khống chế dung sai đờng kính mũi doa khắt khe, dao doa gia công sửa đợc sai lệch hình dáng hình học vị trí tơng quan sửa đợc Dao doa có lỡi cắt đợc bố trí không vòng tròn nhằm mục đích sửa sai số in dập lỡi cắt để lại lỗ gia công, lợng d để gia công doa tơng đối khắt khe lợng d nhỏ trình làm việc dao doa bị trợt bề mặt lỗ gia công, lợng d lớn dao doa SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt chịu tải trọng lớn làm cho dao nhanh mòn hai yếu tố làm cho độ bóng độ xác bề mặt chi tiết gia công giảm xuống Trong trình sử dụng dao doa có số hạn chế sau: - Không nên doa lỗ có đờng kính lớn - Không nên doa lỗ không thông, lỗ không tiêu chuẩn - Không nên doa vật liệu cứng mềm - Dao doa dụng cụ đắt tiền đợc sử dụng sau gia công sơ mũi khoét khoan dùng để gia công tinh thô nên kinh tế doa chi tiết gia công yêu cầu cấp xác độ nhẵn bề mặt cao + Phạm vi sử dụng dao doa: Trong sản xuất đơn loạt nhỏ thêng sư dơng dao doa tay II Chän vËt liƯu làm dao: A/ Yêu cầu chung: Một biện pháp hiệu để nâng cao suất lao động chế tạo máy lựa chọn sử dụng loại vật liệu nói chung vật liệu dụng cụ cắt riêng cách hợp lí Trong trình cắt gọt, dụng cụ cắt chịu tác động lực cắt, lực ma sát, lực rung động đặc biệt phải chịu nhiệt độ cao vùng cắt Vì vật liệu dụng cụ cắt phải đáp ứng đầy đủ yêu cầu sau: Độ cứng: Đây tiêu quan trọng vật liệu dụng cụ cắt muốn cắt đợc vật liệu làm dao phải có độ cứng cao độ cứng vật liệu gia công từ 25 HRC trở lên Độ cứng phần cắt dao thờng đạt HRC 6065 Nâng cao độ cứng phần cắt nâng cao khả chịu mòn dao nâng cao tốc độ cắt Độ bền nhiệt: Là tính quan träng nhÊt cđa vËt liƯu dơng c¾t Nã qut định đến việc trì khả cắt dao điều kiện gia công nhiệt độ áp lực lớn vùng cắt Độ bến nhiệt khả giữ đợc độ cứng cao tính cắt khác nhiệt độ cao khoảng thời gian dài Độ bền nhiệt đợc đặc trng nhiệt độ giới hạn mà nung vật liệu dụng cụ cắt mà nhiệt độ độ cứng không giảm mức qui định (HRC = 60) Độ chịu mòn: Trong trình cắt xảy tợng ma sát mặt trớc dao với phôi mặt sau dao với bề mặt đà gia công, để đảm bảo tuổi SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt bền vật liệu dụng cụ cắt yêu cầu phải có khả chịu mòn đặc biệt khả chịu mòn nhiệt độ cao Độ bền học: - Vật liệu dụng cụ cắt tính chịu mòn, chịu nhiệt phải có khả chịu nén tốt Có khả chịu dung động va đập độ bền mỏi Vì muốn dụng cụ cắt có đợc tuổi bền cao vật liệu chế tạo dụng cụ phải có độ bền học cao Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt vật liệu dụng cụ cắt cao nhiệt truyền khỏi lỡi cắt lớn, giảm lợng nhiệt tập trung vùng cắt, tăng độ bền mòn cho dụng cụ cắt cho phép nâng cao tốc độ cắt Tính công nghệ: Dụng cụ cắt thờng có hình dáng hình học phức tạp vật liệu cắt có khả cho phép gia công hợp lý dễ dàng phơng pháp gia công khác Tính kinh tế: Khi chế tạo vật liệu dụng cụ cắt việc la chọn vật liệu đảm bảo tính cắt, tính công nghệ phải ý tới giá thành vật liệu dụng cụ cắt Do vật liệu thờng đắt tiền nên phải lựa chọn hợp lí để giảm giá thành sản phẩm B/ Các loại vật liệu: Nhóm thép cácbon dụng cụ: Là loại thép có hàm lợng Cacbon cao 0,651,35% nên có tính chịu mòn chịu độ cứng Độ thấm thấp nên phải nớc hỗn hợp nớc muối Vì nớc nên tốc độ nguội nhanh gây nên biến dạng nứt, vỡ mặt khác thép Cácbon dụng cụ nhạy cảm với nhiệt bị mẻ, gÃy kích thớc hạt tăng Độ bền nhiệt thấp nên chịu mòn kém, tính cắt thấp nhng thép Cácbon dụng cụ lại rẻ dễ mài sắc Từ đặc điểm ta thấy nên chế tạo mũi dao doa thép Cácbon dụng cụ không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật mũi dao doa dụng cụ cắt đòi hỏi độ xác cao, trình bị nhiệt nguội nhanh bị phế phẩm, ta không chọn thép Cácbon dụng cụ làm vật liệu chế tạo mũi doa Nhóm thép hợp kim dụng cụ: Cũng giống loại thép Cácbon dụng cụ nhng có thêm số nguyên tố hợp kim Vonforam, nanadi, silic sau ram độ cứng đạt HRC 63 67, độ bền nhiệt thấp khoảng 250oC, nhiệt độ từ 820 850oC, giá thành SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt thấp so với thép hợp kim khác, độ thấm tính tốt làm nguội dầu nên bị biến dạng, phân bố bít ®Ịu thÐp hỵp kim dơng ngêi ta thêng sư dơng nhãm thÐp mang nh·n hiƯu GXC cã thµnh phần hoá học gồm: Tra bảng I-17- STCNCTM - ĐHBK: C = 0,85  0,95 ; Mn = 0,3  0,6 S = 1,2  1,6 ; Cr = 0,95 1,25 Ni = 0,35 Ưu nhợc điểm: Khó gia công, dễ thoát Cácbon làm ảnh hởng tới độ cứng dễ tạo lới bít làm dao bị mẻ Từ kết phân tích đặc điểm cđa mịi doa ta thÊy mịi doa lµ dơng cắt có nhiều lỡi tham gia cắt, lỗ gia công có rÃnh tải trọng thay đổi nên mũi doa có lới bít bị mẻ Đồng thời lỡi cắt mũi doa nhỏ nhiệt luyện dễ thoát Cácbon, ảnh hởng tới lỡi cắt làm mũi dao doa chóng mòn Bởi ta không chọn thép hợp kim dụng cụ để chế tạo dao Nhóm thép gió: Đây loại thép mà có hàm lợng Vonfoam chiếm tõ  19% vµ Cr chiÕm tõ  6%: So với thép bon thép hợp kim dụng cụ thép gió có độ cứng, độ bền nhiệt, độ bền cao hơn, có độ thấm lớn, độ bền học cao (b = 2500 3800 N/mm2) - Độ cứng sau nhiệt luyện đạt HRC 62 67 độ bền nhiệt - Độ bền nhiệt từ 600 650oC - Tốc độ cắt V = 30 50m/phút Thép gió phân làm hai nhóm: + Nhóm có suất cắt thờng :P18, P9 + Nhóm có suất cắt cao: P182, P184 Nhóm có xuất cao thờng đợc dùng gia công hợp kim bền nhiệt, thép có độ bền cao, thép không gỉ Nhóm thép có suất thờng: - Thép gió P18 thành phần hoá học gồm: Tra bảng I-54 – STCNCTM [1] C = 0,7  0,8 Cr = 3,8  4,4 V =  1,4 W = 17,5  19,6 SVTK: Ma Huy Hoµng - Líp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Mo = 0,3 Thép gió P18 đợc sử dụng rộng rÃi phổ biến để chế tạo dụng cụ cắt Độ cứng đạt đợc sau ram HRC = 62 65 Độ bền nhiệt cao 600oC, độ bền học cao, tính mài tốt, nhạy cảm với nhiệt - Thép gió P9 có độ bền nhiệt tính cắt không khác so với thép P18 Nếu cắt tốc độ thấp thép P18 có tuổi bền cao P9 hai lần hàm lợng bít P18 cao Nhng thép P9 dễ gia công thÐp P18 vµ ë thÐp P19 cã tÝnh mµi kÐm có nhiều hàm lợng vanađi - Nhợc điểm thép gió: phân bố bit không cacbít nên thờng làm giảm tính Biện pháp khắc phục trớc chế tạo thép phải đợc gia công áp lực nhiều lần để đợc phân bố lại bít nâng cao tính thép gió, Vonfram nguyên tố hợp kim đắt tiền nên thay W = Mo Trong thép gió mà không giảm độ bền nhiệt, tăng độ dai va đập độ không đồng bít giảm đáng kể Tăng tính dẫn nhiệt gồm có: P613, P18M, P9M Khi thêm vào cô ban: Tăng thêm độ chịu nhiệt, độ cứng tăng tính cắt thép gió tăng giòn giảm độ bền Khi thêm vanađi: Tăng độ bền nhiệt, độ cứng, độ mòn nhng khó rèn khó mài sắc Nhóm hợp kim cứng: Thành phần chủ yếu vonfram số loại bít khác Các mác nh BK2 , BK3M, K4, TK Ưu điểm: Độ bền nhiệt cao 700  1100oC, cã tÝnh dÉn nhiƯt cao, ®é cứng cao HRC 87 92, độ bền mòn nhiệt độ cao thành phần hỗn hợp kim cứng có pha bít với độ cứng tính chịu nóng cao Năng suất cao (tốc độ cắt đạt tới 500m/phút gia công thép 45 2700m/phút gia công nhôm) Gia công đợc thép đà (đạt độ cứng tới 67HRC) thép khó gia công Nhợc điểm: Cùng với việc tăng độ cứng, độ dẻo dai, giảm nên dễ bị mẻ có tải trọng thay đổi Kết luận: Qua phân tích ta thÊy víi mịi dao doa tay 18H8 ta chän lo¹i thép gió P18 có tính công nghệ cao, rễ gia công, nâng cao tuổi bền dao SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt cắt với tốc độ cắt thép, rẻ tiền so với loại vật liệu nh hợp kim cứng loại thép gió có thêm hàm lợng nguyên tố hợp kim khác, đồng thời thép gió P18 đảm bảo đợc tính cắt, tính công nghệ tính kinh tế III Kết cấu thông số hình học dao: Những yếu tố dao doa là: - Phần cắt, - Phần sửa đúng, - Phần cổ dao, - Phần kẹp chặt Thông số hình học bao gồm: - Số răng, hớng răng, góc cắt, bớc răng, prôfin rÃnh Ta có hình cắt nh sau l l5 l4 l6 l3 l1 d d1 a l2 45o h Theo b¶ng 17-VI- HDTKDCCKL L ta cã dao doa tay 18 H8: D d L 18 18 180 l 95 l6 67 d1 a h 17 14,5 17 L5 1,5 Phần cắt: - Góc nghiêng phần căt mũi doa nh góc dao tiện, định dạng phôi tỉ số thành phần lực cắt Với lợng chạy dao chiều sâu cắt Khi thay đổi góc chiều dày cắt tăng lên làm giảm độ mòn mặt sau, chọn góc nhỏ giới hạn lực chiều trục giảm đi, mũi dao dễ đa vào khỏi lỗ, nhng lùc híng kÝnh sÏ lín Líp kim lo¹i bỊ mặt gia công bị biến dạng đàn hồi, lỗ sau gia công bị nhỏ kích thớc yêu cầu Trên sở nghiên cøu thùc nghiƯm, ®èi víi mịi dao doa tay thêng lÊy  = 10  2o Ta chän mòi dao doa tay cã gãc  = 10 SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt + Chiều dài phần côn cắt l1 đợc tính theo c«ng thøc : l 1= D−D 2 Cotg + Trong : - D2 đờng kính nhá nhÊt cđa phÇn dÉn híng D2 = D - 1,4 2t - t lợng d cho doa mét phÝa (t = 0,02) D2 = D - 1,4  2t = 18  1,4  0,94 = 17,04mm l 1= D−D 2 Cotg ϕ+l = 18−17 94 cot g 10 +1,5=1,8 (mm) - Gãc 2 phơ thc vµo kiĨu mịi doa - Gãc 2 nhỏ lực chiều trục nhỏ: Px = Pn sin Víi dao doa tay thêng chän gãc nhỏ để giảm lực dọc trục thuận lợi cho Pn Px Py trình làm việc = 1o 3o 2P Phần sửa đúng: Phần sửa mũi doa có tác dụng sửa bề mặt gia công để định hớng mũi doa lỗ để dự trữ mài lại phần cắt, đảm bảo hình dạng lỗ, kích thớc xác độ nhẵn cần thiết bề mặt gia công Phần côn ngợc: Để giảm ma sát mũi doa mặt lỗ gia công, ngăn ngừa lay động lỗ phần sửa gây đoạn cuối Đối với mũi doa tay thờng lấy phần côn ngợc từ 0,003 0,005 mm ®èi víi ®é c«n nhá nh vËy thêng kh«ng chÕ tạo đoạn phần sửa mà làm côn sau phần cắt Số dao doa: Số mũi doa thờng đợc lấy chẵn để dễ ®o ®êng kÝnh b»ng c¸c dơng ®o trùc tiÕp nh thíc ®iƯn tư, pame, thíc ®o gãc, ®ång hå đo thiết bị quang học SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Số đợc chọn tuỳ thuộc vào đờng kính công dụng mũi doa Số mũi doa đợc chän theo c«ng thøc sau: Z =1,5 √ D+2 D - ®êng kÝnh mịi doa (mm) Víi mịi doa cã ®êng kÝnh D = 18 Z = 1,5  √ 18 + = 8,36 (răng) Ta chọn số dao doa chẵn để kiểm tra đờng kính dễ dàng - Tra b¶mg 22-VI-TKDCCKL víi mịi doa tay 18 ta chọn số răng; Z = Hớng răng: - Mũi doa thờng có thẳng nghiêng với đờng tâm trục xoắn Mũi doa xoắn đảm bảo bề mặt gia công nhẵn tuổi thọ bền - Mũi doa thẳng kết cấu hợp lý gia công lỗ thoả mÃn yêu cầu độ xác chất lợng gia công Việc chế tạo, mài sắc kiểm tra loại mũi doa đơn giản nhiều so với mũi dao doa có xoắn Vì ta chọn mũi doa có hớng tẳng với góc = 00 Góc sau góc trớc phần cắt: - Gãc tríc : Gãc tríc cđa mịi doa thêng lÊy b»ng 0o ( = 0o) NghÜa lµ gãc tríc mũi doa hớng vào tâm mũi doa dụng cụ gia công tinh, lợng d nên góc tríc chän  = 0o NÕu chän  < 0o sức bền mũi doa đợc tăng lên nhng gia công thờng dễ bị dính độ nhẵn bề mặt giảm - Góc sau : Góc sau thờng đợc chọn nhỏ để tăng sức bền dao, tăng điều kiện dẫn nhiệt đồng thời tăng tuổi thọ dao f Lng f Răng sửa đứng SVTK: Ma Huy Hoàng - Lớp TCZ159 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt mũi doa trụ điều chỉnh mặt sau phần sửa nên mài hai gãc  =  8o vµ 1 = 15 20o ta chọn = 6o chọn góc tăng cắt dễ nhng góc sắc giảm nên bị yếu Điều kiện thoát phoi kém, tăng độ mòn lỡi cắt Cạnh viền f: Cạnh viền đợc bố trí dọc theo mũi doa Nó đảm bảo định hớng tốt mũi doa lỗ, sửa lỗ theo kích thớc, làm nhẵn bề mặt gia công để kiểm tra đờng kính đợc dễ dàng Tuỳ theo đờng kính mũi doa, chiều rộng cạnh viền f đợc chọn 0,08  0,5 (mm) ta chän f = 0,08 (mm) nh gia công vật liệu dẻo, để tránh tợng dính phoi sửa bề mặt gia công f sửa fsđ = 0,5 (mm) Bớc răng: Bớc dao doa đợc bố trí không đều, nhằm loại trừ vạch dọc tơng ứng với bớc xuất bề mặt lỗ gia công Nguyên nhân sinh vạch dọc thayđổi tải trọng có chu kỳ mũi doa Bớc phân bố không thực đợc nhiều cách Trong phổ biến phân bố không góc Bớc () theo nửa đờng tròn Phơng pháp vừa đơn giản chế tạo, vừa thuận tiện cho việc kiểm tra đờng kính mũi doa Việc bố trí không bớc có ảnh hởng tốt đến trình làm việc mũi doa, tránh đợc sai số in dập lắp lại lỡi cắt bề mặt gia công có rung động theo chu kỳ để tạo đợc bớc không gia công rÃnh răng, mũi doa đợc gá đồ gá có dấu phân độ chuyên dùng máy phay f f 8H8 D¹ng r·nh: SVTK: Ma Huy Hoµng - Líp TCZ159