Thiết kế quy trình công nghệ gia công mũi doa máy f18hxh7

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Lời nói đầu Đ án tốt nghiệp nhằm tổng kết kiến thức sau thời 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 Kĩ Thuật Công Nghiệp nói riêng điều thiếu đợc cho sinh viên sau thời gian học trờng Trong ngành khí chế tạo máy, 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 vµo thùc tiƠn sau trêng Trong thêi gian qua em đà nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài : Thiết kế quy trình công nghệ gia công mũi doa máy 18HXH7HXH7" 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 - Mong Thầy Cô tạo điều kiện em đợc hoàn thiện với đồ án tốt nghiệp Thái Nguyên 3/2001 Tài Liệu Tham Khảo 1- Thiết kế dụng cụ cắt kim loại Tập 1-2 I I XêmenTsenkô NXB KH KT 1973 2- Sổ tay công nghệ chế tạo máy T1 Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Đ H B K Hà Nội 3- Sổ tay công nghệ chế tạo máy T1-2-3-4 Nguyễn Anh Tuấn - Các tác giả khác NXB ĐH TH chuyên nghiệp 1976 4- Công nghệ chế tạo máy T1-2 Nguyễn Ngọc Bích - Nguyễn Thế Đạt - Nguyễn Huyến Đ H B K Hµ Néi 1993 5- Híng dÉn thiÕt kÕ dụng cụ cắt kim loại Đ H B K Hà Nội 6- Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học Dụng cụ cắt Trịnh Khắc Nghiêm - ĐHKT CN Thái nguyên 7- Giáo trình dung sai đo lờng kĩ thuật 8- Đồ gá máy cắt kim loại NXB KH KT 1987 9- Tính thiết kế đồ gá 10- Nguyên lý dụng cụ cắt kim loại Trịnh Khắc Nghiêm - ĐHKT CN Thái nguyên 11- Sổ tay định mức 12- Các tài liệu khác Phần I: thiết kế dao doa máy18H7H7 I Công dụng ®Ỉc ®iĨm cđa dao doa Giíi thiƯu chung vỊ giao doa: - Đây dụng cụ để gia công lỗ xác tuỳ theo yêu cầu công nghƯ gia c«ng Khi gia c«ng b»ng mịi dao doa đạt độ xác từ cấp 69 độ nhẵn bề mặt đạt từ 0,162,5m - Mũi doa đợc dùng sau gia công sơ mũi khoan, mũi khoét, dao tiện lỗ dùng để gia công tinh thô Sự làm việc cđa mịi dao doa phơ thc vµo kÕt cÊu vµ chất lợng chế tạo chúng nh điều kiện sử dụng, chế độ cắt, việc làm nguội lợng d để doa chất lợng mài sắc, mài bóng mũi doa yế tố khác Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Đặc điểm mịi doa: - Do mịi doa lµ dơng chãng mòn 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 -Lỡi cắt dao doa đợc bố trí không vòng tròn nhằm mục đích sửa sai số in dập lỡi cắt để lại lỗ khoan sau gia công -Tuy dao doa làm việc với tốc độ cắt thấp nhng có lợng chạy dao vòng lớn vậy: gia công dao doa phơng pháp gia công có xuất cao với thông số nh sau: + Tốc độ cắt S = 10m/phút + Lợng chạy dao 0,53,5mm/vòng - Lợng d để gia công doa tơng đối khắt khe Nếu lợng d nhỏ trình làm việc dao bị trợt bề mặt lỗ gia công Nếu lợng d lớn dao phải chịu tải trọng lớn làm cho dao nhanh mòn Hai yếu tố làm cho độ bóng độ xác bề mặt gia công chi tiết giảm Trong trình sư dơng dao doa cã mét sè h¹n chÕ sau: - Không nên doa lỗ có đờng kính lớn D > 80mm - Không doa lỗ không thông lỗ phi tiêu chuẩn - Không nên doa vật liệu cứng mềm - Dao doa dụng cụ cắt có giá thành cao thờng với mũi khoan,khoét nên giá trị khinh tế tăng lên Phạm vi sử dụng dao doa: - Trong sản xuất đơn lo¹t nhá thêng sư dơng dao doa tay - Trong sản xuất loạt lớn, hàng khối lớn thờng sử dụng dao doa máy II Chọn vật liệu 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: Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt 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 nầng cao khả chịu mòn dao nâng cao tốc độ cắt Độ bền nhiệt: - Là tính quan träng nhÊt cđa vËt liƯu dơng c¾t Nã 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 (trong khoảng giờ) 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 - Do để đảm bảo tuổi bền vật liệu dụng cụ cần 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 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 Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Tính kinh tế: - Khi chế tạo vật liệu dụng cụ cắt việc la chọ 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: 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 2.Thép hợp kim dụng cụ: - Cũng giống loại thép Cácbon dụng cụ nhng có thêm số nguyên tố hợp kim W,G,V để tăng tính chịu mòn, tăng độ cứng tuổi bền: -Thép hợp kim dụng cụ: Đợc to 820850oC có độ bền nhiệt cao thép Cácbon dụng cụ: -Thép Cácbon dụng cụ có giá thành thấp loại thép hợp kim khác -Độ thấm tính tốt làm nguội dầu nên bị biến dạng -Phân bố bít đều, độ bền nhiệt cao Nhợc điểm: - Khó gia công, dễ thoát Cácbon làm ảnh hởng tới độ cứng dễ tạo lới bít làm dao bị mẻ Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt - Từ kết phân tích đặc điểm mũi doa ta thấy mũi doa dụng cụ 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 mịi doa nhá nhiƯt lun sÏ dƠ tho¸t C¸cbon, ảnh hởng tới lỡi cắt làm mũi dao doa chóng mòn Bởi ta không chọn thép hợp kim dụng cụ để chế tạo dao Thép gió: - Đây loại thép mà có hàm lợng W từ 619% Cr từ 346%: - So sánh thép bon thép hợp kim dụng cụ thép gió có độ cứng, độ bền nhiệt, độ bền mòn cao hơn, có độ thấm lớn, độ bền học cao (b=25003800 N/mm2) - Độ cứng sau nhiệt luyện đạt HRC 6267 - Độ bền nhiệt từ 600650oC - Tốc độ cắt V= 30 50m/phút Thép gió phân làm 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 + Thép có suất thờng: - P18: Đợc sử dụng rộng rÃi phổ biến để chế tạo dụng cụ cắt Có độ cứng sau ram HRC 6364 Độ bền nhiệt cao đạt tới 600oC, có độ bền học cao, tính mài tốt, nhậy cảm với qúa nhiệt - P9: Có độ bền nhiệt tính cắt không khác so với thép P18 cắt tốc độ thấp thép P18 có tuổi bền cao P9 lần lợng bít P18 cao Nhng P9 rễ gia công thép 18,nhng tính mài hàm lợng va cao - Nhợc điểm thép gió: Có phân bố bit không 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, W nguyên tố hợp kim đắt tiền nên thay W M - 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 Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt - Khi thêm vào cô ban: Tăng thêm độ chịu nhiệt, độ cứng tăng tính cắt thép gió tăng giòn giảm độ bền - Khi thêm vanadi: Tăng độ bền nhiệt, độ cứng, độ mòn nhng khó rèn khó mài sắc Hợp kim cứng: - Thành phần chủ yếu vonfram số loại bít khác có độ cứng > HRC 70 Độ bền nhiệt cao, độ bền mòn cao thép gió nên cắt với vận tốc lớn: V=100 500m/phút -Hợp kim cứng có độ bền uốn kém, độ dẻo thấp nên dễ bị mẻ có tải trọng thay đổi Qua việc phân tích u điểm, nhợc điểm số loai làm dụng cụ cát ta thÊy nh sau: - Víi mịi doa m¸y ta nên chọn thép P18 có tính công nghệ cao, dễ gia công nâng cao tuổi bền dao cắt với vận tốc thấp, giá thành thấp so với loại vật liệu nh hợp kim cứng loại thép gió có thêm hàm lợng nguyên tố hợp kim khác Vì vậy: Chọn thép gió P18 để làm vật liệu gia công mũi doa doa máy để đảm bảo đợc tính cắt, tính công nghệ tính kinh tế III Kết cấu thông số h×nh häc cđa dao: Mịi dao doa gåm cã phần: -Phần làm việc -Phần cổ dao -Phần chuôi dao Trong đó: - Phần làm việc gồm phần tử nhỏ sau: - Phần dẫn hớng với góc côn 450, phần cắt, phần sửa với thông số hình học nh: số răng, hớng răng, góc cắt, bớc răng, prôfin rÃnh - Theo bảng 19 VI-trang71-tài liệu Nên ta lấy thông số sau: L=175mm, l=28mm, l4=78,5mm, d1=14mm Ta có hình cắt nh sau d1 D L Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB l4 l5 l1 l3 l2 l6 l Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt Phần cắt: - Góc nghiêng phần căt mũi doa cịng nh gãc nghiªng chÝnh cđa dao tiƯn, nã định dạng phôi tỉ số thành phần lực cắt - Với lợng d gia công lợng chạy dao, thay đổi góc quan hệ chiều rộng chiều dài phôi thay đổi Từ ta thấy tình trạng phôi có ảnh hởng tới điều kiện thoát phôi nó, tới độ mòn mũi doa chất lợng bề mặt gia công - Sự thay đổi tỉ số thành phần lc cắt hay thay đổi lc hớng tâm nói riêng có ảnh hởng tới độ biến dạng đàn hồi bề mặt gia công làm cho kích thích lỗ doa thay đổi Góc nhỏ làm cho việc đa mũi doa vào khỏi lỗ đợc dễ dàng Trên sở thí nghiệm BHNN, gia công thÐp 45 dïng gãc  nhá (=50) th× mịi doa chủ yếu mòn theo mặt sau Trong với góc =450 độ mòn xuất theo cạnh viền phần sửa đoạn dài (từ 58mm) kể từ phần cắt - Tính chất thay đổi độ mòn đợc giải thích thay đổi thành phần hớng tâm lực cắt Khi góc lớn độ mòn theo mặt sau đợc thu hẹp nhiều, với nhứng chỗ mẻ nhỏ cạnh huyền ta thấy độ mòn theo mặt trớc có dạng r·nh lâm däc theo c¹nh viỊn Sau mét thêi gian ngắn gia công lỡi dao bị mòn nhanh Những đoạn cạnh viền phần sửa nằm kề gần phần bị cắt bắt đầu tham gia vào công việc cắt lúc nhiều cuối chúng không đóng vai trò sửa mà tham gia cắt chủ yếu thay cho lỡi cắt bị cùn Do cạnh viền bị mòn nhanh đoạn dài có rÃnh lõm sâu, việc mài lại mũi doa gặp nhiều khó khăn, không thc đợc Điều có liên quan đến việc sử dụng không hợp lí chiều dài làm việc mũi dao doa Độ nhẵn bề mắt gia công dùng mũi dao doa cã gãc =200, 300 ,400 cã phÇn kÐm h¬n so víi mịi dao cã =450 Theo kinh nghiƯm BHNN, độ lay rộng, độ côn, độ ô van lỗ với góc = 50450 nằm dạng sai Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: TrÞnh TiÕn Dịng Líp: 32MB 1 Thut minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt lỗ mũi dao có góc =450 đảm bào chất lợng lỗ gia công đợc tốt - Qua việc xét ảnh hởng góc  tíi sù lµm viƯc cđa cã lu ý tíi tiêu công nghệ điều kiện sử dụng, chất lợng bề mặt gia công, lợng lay rộng lỗ, tuổi thä ti bỊn cđa mịi dao däc Møc ®é Ýt phức tạp mài sắc ta nhận thấy: + Với mũi doa máy để gia công chi tiết có vật liệu thép 45 góc thích hợp 150 + VËy ta chän gãc  cho mòi dao doa với thông số kĩ thuật 18 cấp xác H7 =150 Với góc =150 thì: + Phần dẫn hớng l5=1mm + Phần để đa mũi doa vào lỗ để gia công Nó nằm đầu phần mút phần làm việc có góc tơng đối lớn 450 lấy chiều dài 1mm + Phần côn cắt l1 đợc tính theo công thức : DD l 1= Cotg ϕ+l Trong ®ã : - D2 đờng kính nhỏ phần dẫn híng - D2=D1-1,4*2t (t : lỵng d cho doa mét phÝa t=0,02mm )  D2= D - 1,4*2t = 18 - 1,4*0,04 = 17,44mm l 1= D−D 18−17 44 Cotg ϕ+l = *cot g 15 +1=3 2 (mm) Phần Sửa Đúng: - Đợc dùng để định hớng mũi doa trình cắt, sửa hình dáng, kích thớc, đảm bảo độ xác độ nhẵn bề mặt gia công Ngoài phần sửa mũi doa máy gồm có hai phần: + Phần trụ ngắn dùng để sủa định hớng + Phần côn ngợc để giảm ma sát hai mũi doa bề mặt lỗ gia công, ngăn ngừa lay rộng phần sửa gây đoạn cuối - Đối với mũi doa máy 18 để gia công lỗ xác có độ dung sai nhỏ, để đảm bảo đợc độ xác lỗ gia công ta nên kẹp chặt mũi doa gia c«ng b»ng khíi nèi t réng Khi mịi doa kẹp tùy động độ côn ngợc Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn nguyên lý dụng cụ cắt thờng đợc lấy đoạn (0,08 0,1mm) Đối với mũi doa 18 ta chọn đợc độ côn ngợc 0,1mm - Chiều dài phần làm việc mũi doa 18 l = 28 mm - Chiều dài phần trụ đợc lấy băng l3=(0,250,3)*D - Trong D đờng kÝnh mói doa D=18mm Ta cã : l3 = 0,3D =0,3*18 =5,4 mm Chiều dài phần côn ngợc : L6 = l - (l1+l3) = 28 - (3,1+5,4) =19,5 Số rănng: - Số mũi doa thờng đợc lấy chẵn để đo đợc Panme - Có thể xác định số mũi doa theo đờng kính công dụng mũi doa theo công thức: Z=1,5 D+2 Z =1,5 D+4 - Theo tài liƯu tËp I trang 356 ®èi víi mịi dao doa máy 19 ta chọn đợc 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 nghiêng có kết cấu hợp lý gia công lỗ thoả mÃn yêu cầu độ xác chất lợng bề mặt 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: - Góc sau góc trớc mũi doa đợc chon tuỳ động theo công cụ mũi doa vật liệu gia công - Nếu chọn góc sau lớn làm cho điều kiện thoát phôi đợc dễ dàng nhng góc sau giảm bị yếu nên điều kiện thoát nhiệt Do mũi dao doa bị mòn nhanh - Theo nghiên cứu BHNN gia công vật liệu có độ cứng trung b×nh (thÐp 45) mịi doa cã gãc sau tõ 15 500 làm bề mặt gia công nhẵn giai đoạn làm việc đầu so vơi mũi doa cã gãc sau =80 Nhng ti thä cđa nhóng lại giảm lần Việc đợc giải thích nh sau: Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên SVTK: Trịnh Tiến Dũng Lớp: 32MB