Thiet ke va lap quy trinh cong nghe che tao mui 166017

Bộ giáo dục & đào tạo Cộng hoà xà hội chđ nghÜa viƯt nam héi chđ nghÜa viƯt nam §éc lập - Tự - Hạnh phúc Đại học thái nguyên TRờng đại học kỹ thuật công nghiệp Bản thuyết minh đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan d = 35mm; c«n mỗc No = 4; L = 370mm” Vật liệu: P18 Sản lợng: 25000 c/năm Trang thiết bị : Tự chọn Chuyên đề: Kiểm tra côn ngoài, côn Néi dung: Thut minh gåm 106 trang Sè lỵng b¶n vÏ: 07 b¶n vÏ Ao 01 - b¶n vÏ chi tiết lồng phôi; 02 - vẽ trình công nghệ thu gọn; 02 - vẽ chi tiết hoá số nguyên công điển hình; 02 - vẽ đồ gá, chuyên đề Giáo viên hớng dẫn: Trần Hữu Đà Sinh viên thiết kế: Vũ Khánh Tùng Ngày giao đề: 12/07/2002 Ngày hoàn thành: 04/10/2002 Ngày tháng năm 2002 Tổ trởng môn Cán hớng dẫn TL/Hiệu trởng (Ký tên) (Ký tên) Chủ nhiệm khoa (Ký tên) Nguyễn Văn Hùng Trần Hữu Đà Nhận xét giáo viên hớng dẫn Ngày tháng năm 2002 Giáo viên hớng dẫn Trần Hữu Đà Nhận xét giáo viên chấm đồ án Ngày tháng năm 2002 Giáo viên chấm đồ án Mục lục Lời nói đầu Phần I Thiết kế mũi khoan xoắn I Đặc điểm vai trò mũi khoan II Chọn vËt liƯu chÕ t¹o mịi khoan III KÕt cÊu mịi khoan Phần II Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan I Đặc điểm kết cấu mũi khoan 7 10 21 21 II X¸c định dạng sản xuất III Chọn phôi phơng pháp chế tạo phôi IV Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan V Sơ đồ thứ tự nguyên công Phần III Tính tra lợng d Phần IV Tính tra chế độ cắt I Tính tra chế độ cắt cho nguyên công II Tra chế độ cắt cho nguyên công lại Phần V Thiết kế tính toán đồ gá Phần VI Chuyên đề: Kiểm tra côn ngoài, côn I Phơng pháp gián tiếp để kiểm tra côn II Đo côn lăn III Đo côn IV Kiểm tra côn calíp Tài liệu tham khảo 22 26 28 42 64 70 70 77 95 103 103 103 104 104 106 Lời nói đầu rong T công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, ngành kỹ thuật nói chung ngành khí nói riêng đòi hỏi kỹ s cán kỹ thuật phải có kiến thức tơng đối rộng biết tận dụng sáng tạo kiến thức đà chọn để giải vấn đề thờng gặp thực tế Trong môn học Nguyên lý dụng cụ cắt môn sinh viên chuyên ngành chế tạo máy Trong trình năm học tập rèn luyện trờng, thời gian làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ môn học, trang bị cho sinh viên kiến thức kỹ vận dụng sáng tạo kiến thức để làm đồ án nh công tác sau Là sinh viên chuyên ngành Cơ khí sau năm học tập thực tập em đợc nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan xoắn D = 35mm, Côn Moóc N O = 4, L = 370mm thầy giáo Trần Hữu Đà hớng dẫn Đối với em đề tài phức tạp, nhng đợc bảo tận tình thầy giáo hớng dẫn với lỗ lực thân, đến em đà hoàn thành đồ án Mặc dù đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Vậy em mong đợc bảo thêm thầy giáo hớng dẫn thầy cô giáo môn giúp em hiểu sâu môn học nh phơng pháp thiết kế chế tạo dụng cụ cắt cách hợp lý Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Trần Hữu Đà đà tận tình bảo để em hoàn thành đồ án thời hạn Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy cô môn khoa Cơ khí chế tạo máy Thái Nguyên, ngày 04 tháng 10 năm 2002 Sinh viên Vũ Khánh Tùng Phần I Thiết kế mũi khoan xoắn I Đặc điểm vai trò mũi khoan Mũi khoan chi tiết dạng trục, dụng cụ cắt để gia công lỗ hình trụ vật liệu đặc, mũi khoan khoan thủng không thủng tuỳ thuộc vào nhiệm vụ mũi khoan yêu cầu chi tiết gia công Lỗ gia công mũi khoan thờng đạt đợc cấp xác 5, độ nhẵn bề mặt đạt đợc (RRz = 2,6 6,3) tức Ra = 20 Vì độ nhẵn xác độ nhẵn bề mặt chi tiết gia công không cao, mũi khoan thờng đợc dùng để gia công thô Tuỳ thuộc vào công dụng mà mũi khoan có nhng loại sau: - Mũi khoan lỗ sâu - Mũi khoan lỗ tâm - Mũi khoan xoắn ta xét mũi khoan rÃnh xoắn ruột gà với đờng kính D=35mm chiều dài L = 370mm II Vật liệu chế tạo mũi khoan Để đảm bảo khả cắt gọt mũi khoan vật liệu để chế tạo mũi khoan cần đảm bảo yêu cầu nh loại dụng cụ cắt khác - Về độ cứng phải có độ cứng lớn vật liệu gia công - Độ vền học: chịu đợc lực xung lực lớn - Về tính chịu nhiệt: khả giữ đợc độ cứng cao - Tính chịu mài mòn: nguyên nhân gây mòn dao tợng dính vật liệu dao vật liệu gia công nhiệt độ chảy dính Vậy độ cứng vật liệu làm dao cứng tính chịu mài mòn cao - Tính công nghệ: tính tốt, độ thấm cao, thoát bon nhiệt luyện thấp, độ dẻo trạng thái nguội nóng, dễ gia công, độ dẫn nhiệt cao, chịu đợc va chạm - Tính kinh tế: giá thành thấp Hiện có loại vật liệu dùng làm dụng cụ cắt nh: + Thép cácbon dụng cụ + Thép hợp kim dụng cụ + ThÐp giã + ThÐp hỵp kim cøng ThÐp bon dụng cụ Để đảm bảo cho thép bon dụng cụ có đủ độ cứng độ bền tính chịu mài mòn hàm lợng bon thép phải trạng thái khoảng 0,7% %C2,14% Độ cứng sau đạt 60 62HRC Sau ủ độ cứng HB =107 217 nên dễ gia công cắt áp lực * Thép bon dụng cụ có đặc điểm sau: - Tính thấm thấp phải nớc khiến cho dụng cụ sau dễ bị nứt vỡ, h hỏng - Tính chịu nóng thấp không đợc hợp kim hoá nên maxtenxit thép dễ bị phân tích nung nóng làm cho độ cứng dụng cụ giảm nhanh - ThÐp c¸c bon dơng Y7, Y8,Y9,Y10,Y12,Y13 làm việc tốc độ thấp từ 10(Rm/ph) với độ bền nhiệt (R200 250)C Thép hợp kim dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ thép có hàm lợng bon tơng đối cao (R0,53%C) Thép XBT (RCrWMn) bị biến dạng nhiệt luyện dùng để chế tạo dao có kích thớc nhỏ, chiều dài lớn Tôi dầu độ cứng đạt đợc > HCR60 Làm việc với tốc độ v=14(Rm/ph) Độ bỊn nhiƯt t = 250  300C ThÐp giã Thép gió thép dụng cụ hợp kim cao, có tính tự nguyên tố hợp kim chủ yếu W Cr Thép gió có độ bền nhiệt cao (R600 650C) độ chịu mòn tốt, ®é cøng sau nhiƯt lun ®¹t(R6065) vËy chọn thép gió làm dụng cụ cắt nâng cao đợc tốc độ cắt từ lần so với thép hợp kim dụng cụ khác Tốc độ cắt tối đa thép gió v = 50(Rm/ph) mác thÐp thêng dïng phỉ biÕn lµ P9 vµ P15 Ngoµi cßn sư dơng P94, P162, P2K5, P10K5 Nãi chung khả cắt tuổi bền làm việc tốc độ cao thép gió P P18 tơng đơng Khi làm việc tốc độ thấp nhân tố định tuổi bền dao độ bền nhiệt mà khả chịu mài mòn trạng thái nguội Trong trờng hợp tuổi bền dao P18 lớn gấp hai lần tuổi bền dao P hàm lợng vinađi cao P9 (R90W9Cr4V2) nên P9 cứng P18 (R75W18Cr4V5) mài sắc dao P thờng dễ gây hiệu lợng cháy bề mặt mà độ cứng giảm Thép P9 có lợng cácbit nên dễ gia công trạng thái nóng điều quan trọng loại dao mà phải gia công đợc thời điểm biến dạng dẻo Nhợc điểm thép gió: dẫn nhiệt kém, ram phức tạp P9: sai số cho phép nhiệt độ không 20C P18:sai số cho phép nhiệt độ không 10C Nếu độ thấp độ hạt lớn nên làm cho tính giảm, cao gây cháy bề mặt làm giảm độ cứng Trong thép gió P9 P18 hàm lợng (RM0) nhỏ không 0,3% Để đảm bảo giảm lợng (RW) thép có hàm lợng (RM0) theo tỉ lệ 1%M0 thay cho 2%W lúc nhận đợc thép gió W Nói chung tính hai loại thép gió W M0 nh Hợp kim cứng Hợp kim cứng vật liệu có tính cắt tốt có độ cứng HRC > 70 Độ bền nhiệt cao (R800 1000)C có titan từ 6% Dao làm hợp kim cứng cho phép cắt tốc độ cao v = 100 200 (Rm/ph) mà suất cao gÊp  lÇn thÐp giã Tuy vËy dao hợp kim cứng có độ bền uốn kém, độ dẻo nên cần làm việc điều kiện va đập, lợng d gia công phân bố đồng đều, độ cứng vững hệ thống công nghệ cao Hợp kim chia làm nhóm: + Nhóm cacbit WC (RCacbit vonfram): Tỉ chøc gåm W+C 0, kÝ hiƯu BK Thờng dùng để gia công gang kim loại mµu + Nhãm cacbit WC+TiC+C0 , kÝ hiƯu: TK Loại có độ cứng cao thờng dùng để gia c«ng thÐp giã + Nhãm cacbÝt WC+TiC +TaC Tỉ chøc gåm WC+TiC +TaC +C0, kÝ hiÖu TTK Thêng dïng để gia công vật liệu có độ cứng độ bền cao Ngoài số vật liều kể ngày ngời ta sử dụng vật liều gốm để làm dụng cụ cắt cho suất cao Thông qua việc phân tích tính chất công dụng số loại vật liệu thờng dùng để chế tạo dụng cụ cắt, ta thấy để gia công vật liệu thép có độ cứng trung bình mà dụng cụ mũi khoan việc chọn vật liêụ chế tạo mũi khoan thép gió P18 hoàn toàn hợp lý, có đầy đủ độ bền tốt độ mòn trạng thái nguội, tính ổn định nhiệt luyện, tính mài mòn tốt hơn, đặc biệt mài sắc Bảng thành phần hoá học thép gió P18 Thành phần hoá Cácbon Ionfram Crôm Vanađi học % 0,75 18 1 III kÕt cÊu mòi khoan Mòi khoan xoắn tiêu chuẩn 35 + Vật liệu chế tạo: thép giã P18 + KÝch thíc mịi khoan: tra “sỉ tay c«ng nghƯ CTM”, ta cã: d=35(Rmm)  L =370 (Rmm) l0 = 220 (Rmm) d1 = d – 0,8 = 35 - 0,8 = 34,2 (Rmm) l1 = 126,5 (Rmm) l2 = 145,5 (Rmm) D =5,980,15 (Rmm) l1 d1 No4 R D d l0 l2 L e KÕt cấu mũi khoan Kết cấu mũi khoan đợc chia làm ba phần: + Cán dao + Cổ dao + Phần làm việc a) Phần cán dao (l1): Cán dao dùng để định vị mũi khoan vào trục máy đồ gá, để truyền chuyển động mô men xoắn cắt Với mũi khoan có đờng kính > 12 (Rmm) thờng dùng cán dao dạng côn moóc Dạng có u điển khả định tâm cao trục mũi khoan đờng tâm máy, truyền đợc mô men xoắn lớn, nhng có nhợc điểm khó chế tạo Trên phần cán dao có phần chuôi dẹt e dùng làm chuẩn công nghệ trình chế tạo tháo mũi khoan khỏi trục đồ gá sau làm việc xong (RSổ tay công nghệ tập 2, 3, 4) Ta có kích thớc phần cán côn phần chuôi dẹt nh sau: D 35,891 d2 30,5 d3 28,5 l1 126,5 b 12,3 e 26,5 t 16 R 10 r 1,5 R d2 b D=35,981 t e l1 = 126,5 2o30’ r 28,5 b) Phần cổ dao: 8o18 Cổ dao phần nối tiếp cán dao với phần làm việc, có tác dụng thoát không gian, thoát đá mài, nhÃn hiệu đợc ghi Kích thớc đờng kính cổ dao đợc tính: d1 =d- 0,8 =35- 0,8 =34,2 (Rmm) Kích thớc chiều dài cổ dao đợc tính l2 –l1 =145,5- 126,5 =19 (Rmm) (RC«ng thøc tra sỉ tay CNCTM tập 2, 3, 4) c) Phần làm việc (l0): Phần làm việc bao gồm phần định hớng phần cắt + Phần định hớng: có tác dụng định hớng cho mũi khoan làm việc phần dự trữ mài lại phần cắt bị mài mòn Đờng kính phần định hớng giảm dần phía cán dao, có tác dụng giảm ma sát, ngăn ngừa kẹt lỗ Độ côn ngợc lấy từ (R0,04 0,08) 100(Rmm) chiều dài phần làm việc mũi khoan Trên phần định hớng có hai rÃnh xoắn có tác dụng thoát phôi với góc xoắn w = 30 Bớc xoắn đợc tính theo công thức: DD ,15.35 = tg ω tg30o =190,367 (Rmm) 190,5 (Rmm) H= D¹ng r·nh xoắn cho tiết diện đầu tức tiết diện thẳng góc với trục khoan Đối với mũi khoan tiêu chuẩn dạng lỡi cắt thờng thẳng phần cắt tiết diện đầu, có dạng cong Mô đun rÃnh xoắn tơng ứng với đờng kính mũi khoan hai dải cạnh viền làm nhiệm vụ định hớng mũi khoan làm việc, đồng thời giảm ma sát mũi khoa chi tiết gia công + ChiỊu réng c¹nh viỊn: f = (R0,3 2,6) (Rmm) chän f = 1,6 (Rmm) + ChiỊu cao c¹nh viỊn: h = (R0,1 1,2) (Rmm), chän h= 0,6 (Rmm) PhÇn kim loại hai rÃnh xoắn lõi mũi khoan Đờng kính lồi mũi khoan thờng đợc lấy lớn dần phía chuôi, lợng tăng dần thờng lấy từ (R1,4 1,8) 100mm chiều dài Đờng kính lõi: d0 = (R0,125 0,3) d = (R4,37  10,5)mm d R r d0 900