Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết kế mũi khoan tiêu chuẩn đường kính 30

Mũi khoan thuộc dạng họ trục là dụng cụ cắt dùng để gia công tạo thành lỗ hình trụ trên các chi tiết khoan tạo thành lỗ hoặc khoan rộng lỗ có sẵn.VD: Như lỗ sau khi đúc, rèn hay dập hoặc lỗ đã khoan sơ bộ trước, khoan phần lõm sâu hình côn (lỗ tâm). Khoan có thể gia công lỗ thông hoặc không thông, các lỗ sau khi khoan tuỳ theo yêu cầu mà có thể không cần gia công gì thêm hoặc phải gia công thêm như khoét, doa, hoặc tarô...Các kiểu mũi khoan như: Mũi khoan tâm: để khi chế tạo lỗ tâm người ta dùng mũi khoan tâm. Về kết cấu mũi khoan tâm có: mũi khoan tâm loại đơn giản không khác với mũi khoan rãnh xoắn và mũi khoan tâm tổ hợp có phần cắt ở cả hai đầu để tận dụng được vật liệu. Mũi khoan sâu: để khoan lỗ có chiều sâu lớn hơn 5 lần đường kính trở lên. Mũi khoan sâu dùng đề khoan lỗ đặc và khoan theo vành. Mũi khoan dẹt: loại mũi khoan này được dùng trong những trường hợp yêu cầu dụng cụ cần cứng vững.VD như: Vật rèn hoặc đúc có độ cứng lớn. Đối với đường kính lớn mũi khoan dẹt thường lắp phần cắt vào chuôi riêng. Mũi khoan dẹt tuy răng dễ chế tạo dễ tiện nhưng có nhiều nhược điểm: nhanh mòn khó thoát phoi, tuổi thọ của mũi khoan ngắn năng suất thấp, độ chính xác gia công không cao.Còn mũi khoan rãnh xoắn có đặc điểm là: Tuổi thọ dao lớn, mũi khoan có thể mài lại nhiều lần Độ chính xác gia công cao hơn do đó phần định hướng trong kết cấu mũi khoan Năng suất gia công cao, hình dạng hợp lý hơn.Vì có nhưng đặc điểm trên mà hiện nay trong ngành chế tạo cơ khí mũi khoan rãnh xoắn đã thay thế hoàn toàn mũi khoan dẹt. Vì vậy ta chọn kiểu mũi khoan rãnh xoắn để thiết kế và chế tạo lại.

lời nói đầu

rong nền kinh tế nớc ta hiện nay thì công nghiệp nặng giữ một vai trò hết sức quan trọng vì nó là nền tảng cho các

ngành công nghiệp khác phát triển Mấy năm trở lại đây nhà nớc đã có sự quan tâm và đầu t thích đáng cho ngành cơ khí để biến

nó thành một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nớc Trong ngành cơ khí nói riêng thì dụng cụ cắt giữ một vai trò rất quan trọng vì có nó ngời ta mới có thể biến những phôi liệu thô sơ ban đầu thành những chi tiết, những sản phẩm có ích cho xã hội và phục vụ cho các ngành công nghiệp khác

T

Sau một thời gian học tập tại trờng đến nay chúng em đã đợc

nhận đề tài tốt nghiệp Đề tài của em là "Thiết kế mũi khoan tiêu

chuẩn 30", theo em đây là một đề tài rất hay, vì nó giúp em hiểu

rõ đợc quy trình công nghệ chế tạo một dụng cụ cắt và giúp em nắm vững hơn những kiến thức đã học trong nhà trờng để sau này có thể làm việc tốt hơn.

Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên trong bản đồ án của

em còn có nhiều sai sót, em rất mong nhận đợc sự giúp đỡ và chỉ bảo của các thày cô trong bộ môn để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Ngày 26 tháng 04 năm 2006

Sinh viên thiết kế

Dơng Văn Toàn

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

Phần I Thiết kế mũi khoan tiêu chuẩn 30 I Công dụng và đặc điểm của mũi khoan Mũi khoan thuộc dạng họ trục là dụng cụ cắt dùng để gia công tạo thành lỗ hình trụ trên các chi tiết khoan tạo thành lỗ hoặc khoan rộng lỗ có sẵn VD: Nh lỗ sau khi đúc, rèn hay dập hoặc lỗ đã khoan sơ bộ trớc, khoan phần lõm sâu hình côn (lỗ tâm) Khoan có thể gia công lỗ thông hoặc không thông, các lỗ sau khi khoan tuỳ theo yêu cầu mà có thể không cần gia công gì thêm hoặc phải gia công thêm nh khoét, doa, hoặc tarô

Các kiểu mũi khoan nh:

- Mũi khoan tâm: để khi chế tạo lỗ tâm ngời ta dùng mũi khoan tâm Về kết cấu mũi khoan tâm có: mũi khoan tâm loại đơn giản không khác với mũi khoan rãnh xoắn và mũi khoan tâm tổ hợp có phần cắt ở cả hai đầu để tận dụng đợc vật liệu

- Mũi khoan sâu: để khoan lỗ có chiều sâu lớn hơn 5 lần đờng kính trởlên Mũi khoan sâu dùng đề khoan lỗ đặc và khoan theo vành.

- Mũi khoan dẹt: loại mũi khoan này đợc dùng trong những trờng hợpyêu cầu dụng cụ cần cứng vững

VD nh: Vật rèn hoặc đúc có độ cứng lớn Đối với đờng kính lớn mũikhoan dẹt thờng lắp phần cắt vào chuôi riêng Mũi khoan dẹt tuy răng dễ chếtạo dễ tiện nhng có nhiều nhợc điểm: nhanh mòn khó thoát phoi, tuổi thọ củamũi khoan ngắn năng suất thấp, độ chính xác gia công không cao

Còn mũi khoan rãnh xoắn có đặc điểm là:

- Tuổi thọ dao lớn, mũi khoan có thể mài lại nhiều lần

- Độ chính xác gia công cao hơn do đó phần định hớng trong kết cấumũi khoan

- Năng suất gia công cao, hình dạng hợp lý hơn

Vì có nhng đặc điểm trên mà hiện nay trong ngành chế tạo cơ khí mũikhoan rãnh xoắn đã thay thế hoàn toàn mũi khoan dẹt Vì vậy ta chọn kiểumũi khoan rãnh xoắn để thiết kế và chế tạo lại

1 Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan.

Chọn vật liệu làm dao là vấn đề hết sức quan trọng nó quyết định đếnchất lợng và giá thành của dụng cụ cắt để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp

ta phải dựa vào một số đặc điểm sau:

- Loại công dụng, kích thớc và điều kiện làm việc của dụng cụ

- Công nghệ chế tạo dụng cụ

- Giá thành vật liệu, vật liệu đắt tiền chiếm một tỉ lệ cao trong giá thànhdụng cụ Khi tính toán kinh tế trong sản xuất cần xuất phát từ lợng tiêu haodụng cụ cho một chi tiết gia công

Để chế tạo mũi khoan ta chọn vật liệu là thép gió ta chọn vật liệu làthép gió P18 là phù hợp và đợc sử dụng rộng rãi nhất Vì thép gió có thể cắtvới tốc độ cao gấp 2  4 lần có tuổi bền 8  15 lần cao hơn các thép các bon

và thép hợp kim Dụng cụ thép gió có thể làm việc ở nhiệt độ 560  6000C tốc

độ trung bình 25  35 v/ph

Giữa thép P18 và P9 có tính bền nh nhau do đó khi làm việc ở tốc độcao thì chúng có tuổi bền gần nh nhau Nhng khi làm việc ở tốc độ thấp thìthép P18 có độ chịu mài mòn cao hơn do đó nó có tuổi bền cao hơn đến 2 lần

so với dụng cụ cắt bằng thép P9

- Tính mài của thép P9 khi mài đặc biệt là khi mài sắc thì độ cứng của

bề mặt thép giảm xuống (cháy bề mặt) so với thép P18 thì thép P9 nhiệt độ tôihẹp hơn do đó gây khó khăn nhất định nhiệt độ không đảm bảo tính ổn địnhkhi nhiệt luyện

- Với thép gió P18 2 tuy có khả năng cắt cao hơn thép gió P18 nhngnhợc điểm của nó không đồng nhất các bít lớn hơn 1 cấp so với thép P18 do

Nhng thép gió chứa Coban có các nhợc điểm là độ dòn cao, dễ bị nứt nẻ

bị mất Cacbon khi tôi và ủ nhng thép gió chứa vanađi có độ bền thấp hơn P18

và khó mài hơn

- Thép Cacbon dụng cụ có năng suất thấp nên nhiệt độ tăng lên thìCacbon mất độ cứng và độ chịu mài mòn nên không thể dùng Cacbon chế tạodụng cụ làm việc ở điều kiện khó khăn

Tính tôi của thép Cacbon thấp nên khi tôi phải làm nguội nhanh trongnớc sạch hay nớc muối Khi làm nguội nhanh sẽ gây biến dạng gây ra các vếtnứt và còn làm cho dao sau khi tôi dễ bị gẫy, nẻ

Hiện tợng gây quá nhiệt khi tôi làm kích thớc của hạt tăng lên và đó lànguyên nhân tăng độ dòn và làm cho các lỡi cắt bị mẻ Do đó ta không thểchọn thép Cacbon dụng cụ để chế tạo mũi khoan

- Thép hợp kim dụng cụ có tính năng cắt thấp hơn rất nhiều so với thépgió

Các mác thép hợp kim đều có những nhợc điểm khác nhau mà ta khôngthể chọn nó làm mũi khoan

2 Kích thớc kết cấu của mũi khoan.

Kết cấu của mũi khoan đợc chia làm 3 phần:

a) Phần cán dao l 1: là bộ phận dùng để định vị mũi khoan vào trục chính củamáy khoan hoặc vào các đồ gá mà dùng để truyền chuyển động và mô menxoắn khi cắt

Trên phần cán côn có chuôi dẹt (e ) dùng làm chuẩn công nghệ trongquá trình chế tạo mũi khoan và để đóng tháo mũi khoan sau khi cắt xong

L lo

L

2

l1

e

Với mũi khoan có đờng kính 30 cán dao có dạng là côn moóc No3vì nó có khả năng định tâm cao truyền mô men xoắn lớn hơn so với

Với mũi khoan tiêu chuẩn 30, côn moóc số 3

90°

do

tR

2 lỡi cắt chính, 2 lỡi cắt phụ và 1 lỡi cắt ngang

- Lỡi cắt chính: là giao của mặt trớc với mặt sau, mặt trớc của mũikhoan có dạng mặt xoắn, mặt phẳng hay mặt trụ phụ thuộc vào cách mài sắc

- Lỡi cắt phụ: là giao của mặt sau với cạnh xiên nó chỉ tham gia cắt trênchiều dài 1/2 lợng chạy dao vòng

- Lỡi cắt phụ ngang: là giao của mặt sau có dạng đờng cong không gian.Nhng hình chiếu của nó quy ớc là đờng thẳng

- Mặt sau của mũi khoan là 1 hình bao của những vị trí lần lợt tiếp xúcvới mũi khoan của mặt phẳng đá mài tơng đối với mũi khoan đó

Trong thực tế ta gặp một số phơng pháp mài sắc: mài sắc theo mặt côn,theo mặt trụ, theo mặt xoắn vít, theo 2 mặt phẳng Ta xét theo phơng pháp màisắc theo mặt côn vì phơng pháp này dùng phổ biến hơn cả trong công nghiệp.Mặt sau của mũi khoan là một phần của mặt côn với góc côn , Mặt côn nàytrong thực tế không tồn tại nó đợc hình thành nhờ động học và kết cấu củamáy

Các thông số mài sắc theo mặt côn H khoảng cách giữa trục mũi khoan

và trục lắc của nón mài trị số H càng lớn góc  càng lớn

Thờng H = (0,07  0,05) D

H: khoảng cách giữa đỉnh nón mài và trục mũi khoan H= (1,8 1,9)D

: góc xoay của mũi khoan do giữa các hình chiếu của trục lắc và lỡicắt chính trên mặt đầu của mũi khoan giảm Khi giảm H hoặc trục mũi khoan

và mặt phẳng đá mài góc gá đặt mũi khoan do giữa trục mũi khoan 0 bao giờcũng nhỏ hơn góc  là nửa góc nghiêng của mũi khoan, góc gá đặt mũikhoan dùng để điều chỉnh góc 2 và đợc xác định gần đúng

: góc giao nhau giữa trục mũi khoan và nón mài

a) b)

Đỉnh của nón mài ở phía sau mũi khoan góc giao nhau trong khoảng

800  1000

Đối với mọi kiểu mài sắc góc  trong tiết diện kẹp tăng lên theo hớng

từ mặt ngoài vào tâm mũi khoan trong đó tăng nhiều nhất là mài theo kiểu I

điều đó tạo điều kiện cắt tốt hơn những đoạn tiếp giáp với lỡi cắt ngang củamũi khoan

- Mài mặt sau theo mặt trụ tơng tự nh mài sắc theo mặt côn trong đótrụ lắc song song với mặt đá và nón mài trở thành mặt trụ tròn xoay

* Mài mặt sau theo mặt xoắn vít là cơ sở của phần lớn máy mài mũikhoan do Liên Xô chế tạo, mũi khoan thực hiện 3 chuyển động tạo hình xoayquanh của nó

Các kiểu mài sắc mặt sau mũi khoan theo mặt côn

b)a)

c)Các chuyển động tạo hình khi mài xoắn vít có quan hệ động học với nhau một vòng quay của mũi khoan tơng ứng với chu kỳ chuyển động tịnh tiến nh vậy đảm bảo phân độ liên tục mài cả hai me trong một vòng quay của mũi khoan

Mài chuyển động đến cho mũi khoan thực hiện (b - c) cả mũi khoan và

đá thực hiện chuyển động f ; 0 chuyển động hớt lng 0, c lắc B - C chuyển

động quay hành trình thuận khi hớt lng và chuyển động của mũi khoan tiếngần tới đá mài Hành trình thuận khi lắc là chuyển động đa trục mũi khoan rakhỏi giới hạn cạnh góc của đá mài Chuyển động tịnh tiến đợc thực hiện dotác động của Cam đĩa và Cam mặt đầu với độ nâng đều (đờng xoắn Acximet)hoặc Cam lệch tâm góc sau tăng khi tăng hành trình hớt lng và góc nghiêngcủa mũi khoan hoặc khi giảm hành trình lắc và đờng kính của mũi khoan

* ngoài ra còn có mài mặt sau theo mặt xoắn vít phức tạp

Phơng pháp mài mũi khoan thực hiện 3 chuyển động tạo hình quayxung quanh trục của nó Chuyển động hớt lng - chuyển động tịnh tiến dọctheo trục mũi khoan Chuyển động xoay - chuyển động lắc xung quanh trụcthẳng góc với trục mũi khoan

Nhờ chuyển động góc 0 giữa trục mũi khoan và mặt phẳng đá tronghành trình mài sắc sẽ giảm cải thiện đợc điều kiện cắt trên lới cắt ngang

* Mài sắc theo mặt phẳng là phơng pháp tổ hợp vì mỗi mặt trong haimặt phẳng tạo thành mặt sau của me đợc mài riêng rẽ giao tuyến của các mặtphẳng đi qua trục mũi khoan và tạo với lỡi cắt chính một góc =040

Lỡi ngang của mũi khoan gồm hai đoạn thẳng nghiêng với điểm ở trênnhô ra cải thiện đợc điều kiện cắt của mũi khoan

ở thời điểm ban đầu vào cắt và tăng độ chính xác khi khoan góc saumặt phẳng thứ nhất 1 chọn tuỳ thuộc vào vật liệu gia công: góc sau của mặtphẳng thứ hai 2 lấy trong khoảng 25  400

Góc 2 càng lớn thì lực chiều trục càng nhỏ và độ chính xác càng caotuy nhiên độ nghiêng đột ngột của mặt phẳng thứ 2 làm giảm độ cứng vữngcủa me làm yếu chân cắt vì thoát nhiệt kém hơn khi khoan vật liệu có độ bềntrung bình và thấy mũi khoan thép gió có góc 2 = 35  400

Mũi khoan thép gió khi khoan vật liệu có 2 = 25  300 để chuyển từmài sắc theo mặt thứ nhất sang mặt thứ hai cần xoay mũi khoan quanh trụctuỳ với giao tuyến của các mặt phẳng Các đồ gá lắp chuyên dùng để mài sắctheo hai kíp làm việc theo nguyên lý đó để tạo thành mặt phẳng thứ hai có thểchuyển bằng cách xoay mũi khoan quanh trục của nó trong hai phơng án đó

có hai mặt phẳng đều tạo thành một góc với trục mũi khoan so với mài sắcmũi khoan theo mặt phẳng góc sau nhỏ nhất có thể giảm từ 250 đến 180 nênmặt sau tạo thành bởi 3 hoặc nhiều mặt phẳng nh thế góc sau cho phép có thểgiảm đến 150

Ta chọn góc sau ở đờng kính ngoài mũi khoan là  = 120 vì màisắc mặt sau mũi khoan theo mặt côn.

* Phần định hớng: có tác dụng định hớng mũi khoan khi làm việc và làphần dự trữ mài lại phần cắt đá bị mòn đờng kính phần định hớng giảm dần vềphía chuôi tạo thành góc nghiêng phụ 1 để giảm ma sát trong quá trình cắt l-ợng giảm lấy từ (0,03  0,1)mm trên 100mm Đối với mũi khoan 30 ta chọn

độ côn ngợc trên đờng kính ngoài là 0,08 trên 100mm chiều dài phần làm việccủa mũi khoan chiều rộng f và chiều cao h cạnh viền Chiều dài trên phần địnhhớng có hai rãnh thoát phoi

Dạng rãnh thoát phoi đợc lấy bằng chiều rộng mm và theo công thức

b = 0,59 ; D  b = 0,59 30 = 17,7 mm

Dạng xoắn vít nơi góc xoắn  = 18  30 theo bảng 35 TKDCCKL vớimũi khoan 30 lấy  = 300 Dọc theo rãnh xoắn ứng với dải cạnh viền làmnhiệm vụ định hớng cho mũi khoan khi làm việc đồng thời có tác dụng làmgiảm ma sát giữa mặt trụ mũi khoan với mặt đã gia công dải cạnh viền cóchiều rộng r = (0,3  2,6)mm và chiều cao h = (0,1  1,2) mm trên 100 mmchiều dài của mũi khoan

Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn là lõi mũi khoan đờng kính lõi đợc lấybằng

d0 = (0,25  0,125)D = 3,75  7,5, chọn d0 = 7mmD: đờng kình mũi khoan

3 Thông số hình học của mũi khoan.

- Góc trớc : góc trớc của mũi khoan đợc đo ở tiết diện chính N-N làgóc tiếp tuyến với vết của mặt trớc tại một điểm của lỡi cắt và đờng thẳng gócvới quỹ đạo cắt tại chính điểm đó Góc trớc của mũi khoan đợc lấy  = 18 

330 theo bảng 37 TKDCCKL chọn  = 30025’

Để xác định góc trớc cần thiết vị trí của mặt phẳng tiếp tuyến với mặttrớc và mặt phẳng thứ nhất có thể xác định bởi hai đờng thẳng trong đó một đ-ờng thẳng là lỡi cắt AB của mũi khoan còn đờng thẳng kia là XE là tiếp tuyếnnơi đờng xoắn vít tại điểm x Trên lỡi cắt đờng xoắn vít này là giao tuyến giữahai mặt trụ với đờng xoắn vít trớc của rãnh mũi khoan

Đờng thẳng (XE) này nghiêng một góc x với trục mũi khoan trong mặtphẳng T tiếp tuyến với mặt trụ tại điểm x đã cho góc x đợc tính theo côngthức:

rx: bán kính vòng tròn đi qua điểm x

Trên hình vẽ vị trí của mặt phẳng T đợc xác định bởi góc Mx giữa rx vàhình chiếu của lỡi cắt trên mặt phẳng thẳng góc với trục mũi khoan

Vị trí của mặt phẳng cắt tại điểm x cũng có thể xác định bởi hai đờngthẳng một trong hai đờng thẳng đó là lỡi cắt NB còn lỡi cắt kia là xH tiếptuyến với mặt cắt tại điểm x của lỡi cắt nghĩa là tiếp tuyến với vòng tròn tạothành khi điểm x quay quanh trục mũi khoan đờng thẳng xH cũng nằm trong

mặt phẳng T Góc trớc Nx tại điểm x trong tiết diện N-N thẳng góc với cạnhcắt xác định theo công thức:

tgNx =



 Sin D

tg

DA

Trong đó DA: đờng kính mũi khoan tại điểm A

D: Là đờng kính mũi khoan  : Góc nghiêng chính

 : Góc xoắnVới đờng kính mũi khoan D = 30 tại điểm ngoài cùng thì  = 300 :( Bảng 37 TKDCCKL)

* Góc sau : góc sau của mũi khoan đợc đo trên bề mặt quỹ đạo chuyển

động của điểm nghiên cứu trên lỡi cắt

2 lỡi cắt chính đối xứng nhau qua trục mũi khoan cần quan tâm tới góc đầukhoan 2

D: đờng kính mũi khoan

H: bớc xoắn mũi khoan

Trị số góc tại điểm ngoài cùng của mũi khoan đợc chọn (theo bảng 35TKDCCKL chọn  = 300)

* Góc nghiêng của lỡi cắt ngang :

Giao tuyến giữa hai mặt sau tạo thành khi mài sắc mũi khoan Nó đợc

đặc trng bởi một đoạn dài bởi góc  gồm giữa trục đối xứng của mũi khoan làphơng của hình chiếu lỡi cắt ngang trên mặt phẳng thẳng góc với trục mũikhoan Lỡi cắt ngang có dạng đờng cong không gian, nhng hình chiếu của nó

ta quy ớc đờng thẳng với mũi khoan xoắn có đờng kính 30 (Theo bảng 38TKDCCKL có góc  = 550)

4 Chiều rộng me cắt của mũi khoan đợc xác định trong phơng cùng góc với đờng xoắn lấy chiều rộng me bằng chiều rộng rãnh

25 , 0

D 25 , 0 d

D

P D 13

Nếu chọn đờng kính ngoài của dao phay D để phay rãnh mũi khoan là:

6 Yêu cầu kỹ thuật đối với mũi khoan

Với vật liệu chế tạo là thép gió P18 nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 62  65

- Độ bóng của rãnh thoát phoi đạt

Mặt sau đạt 0 , 63 ; cạnh viền, cán do đạt 0 , 78

- Độ đảo đờng tâm trên toàn bộ phần cắt của dao không quá 0,15mm

- Độ đảo hớng trục của điểm cuối cùng của lỡi cắt không quá 0,03mmtrên toàn bộ đờng kính.

- Độ đảo phần chuôi côn so với đờng tâm không quá 0,03 mm

Phần IIThiết kế QTCN CHế TạO MũI KHOAN

A - Đặc điểm và yêu cầu

I Đặc điểm:

Khi nghiên cứu QTCN chế tạo mũi khoan và phơng pháp chế tạo mũikhoan ta cũng xuất phát từ nguyên lý chung về thiết lập QTCN các yêu cầu kỹthuật và chế tạo của chi tiết điển hình

Xong đối với dụng cụ cắt việc thiết lập QTCN lại có những nét đặc

điểm riêng biệt đối với QTCN chế tạo các chi tiết máy Với yêu cầu kỹ thuậthình dáng kích thớc Với dao cắt thờng có những yêu cầu kỹ thuật cao hơn cácchi tiết bình thờng ngoài ra nó còn có những lỡi cắt, góc cắt đòi hỏi phải giacông chính xác hơn

Những đặc điểm đó là:

- Do yêu cầu kỹ thuật của dao khắt khe thể hiện qua dung sai và các yếu

tố kỹ thuật khác Để đạt đợc yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn đó phải tiến hành cẩnthận ở QTGC chế tạo dao để tránh phế phẩm

- Do vật liệu làm dao quý và hiếm, bề mặt gia công yêu cầu đạt độ bóngcao nên việc thiết lập QTCN phải thận trọng nhằm hạn chế hao phí vật liệunhất

- Do thờng phải qua nguyên công nhiệt luyện ở giai đoạn giữa Quanguyên công này phải đảm bảo độ cứng và chất lợng bề mặt ở mức độ nhất

định tránh cong vênh, nứt nẻ, khuyết tật khi nhiệt luyện

- Do yêu cầu cao trong các điều kiện kỹ thuật nhiệt luyện do sử dụngtrang thiết bị để gia công nó đòi hỏi cao hơn các nguyên công phải phân ra thôtinh Do vậy chi phí cho công nghệ khá hơn (Máy chuyên dùng, vạn năng ,dụng cụ kiểm tra) phải đạt độ chính xác cao đặc biệt là nguyên công gia công

lần cuối bề mặt Việc xác định chế độ cắt phải hết sức hợp lý để đạt đợc cácyêu cầu kỹ thuật.

- Trong quá trình chế tạo việc chọn chuẩn cho QTCN phải đảm bảo đủ 5nguyên tắc và hai yêu cầu trong việc chọn chuẩn thô và tinh - Quy trìnhcông nghệ chế tạo dao dụng cụ nói chung cũng nh quy trình công nghệ chếtạo các chi tiết khác Ngoài ra nó còn có một số đặc điểm riêng biệt Trên cơ

sở đó từ việc lựa chọn phôi đến việc lựa chọn trang thiết bị gia công trên từngnguyên công là sự xuất phát từ nguyên lý chung vấn đề lựa chọn trang thiết bịcho nguyên công nh máy, dao, đồ gá đến xuất phát từ yếu tố tạo hình bề mặtgia công dựa vào quy mô sản xuất để chọn

- Việc chọn đồ gá phải dựa trên cơ sở nguyên công, điều kiện cụ thể,kiểu máy, điều kiện thực tế sản xuất, kích thớc dao và loại hình sản xuất củanhà máy để lựa chọn dao cụ để gia công

- Việc chọn phôi phải thận trọng để đảm bảo yêu cầu phôi đề ra đây làbớc đầu tiên quan trọng nhất nhằm đảm bảo chất lợng của chi tiết gia công.Sau khi gia công xong phải đảm bảo đợc các yêu cầu kỹ thuật, độ chính xáchình học, vị trí tơng quan, chất lợng bề mặt ngoài ra còn có thêm nhữngnguyên công chống rỉ, bảo quản

- Phải cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất hoặc đảm bảo các yêu cầu đề

ra khi chọn chuẩn

- Phơng pháp định vị kẹp chặt phù hợp trú trọng đến khâu tạo chuẩn

II Yêu cầu:

Lập QTCN chế tạo dao phải đảm bảo tính ổn định tức là các nguyêncông trong đó có thể đạt độ chính xác trong một thời gian dài Việc lựa chọnQTCN đúng theo thứ tự gia công phải đảm bảo tính ổn định cao nhất trongsuốt quá trình gia công chế tạo Đảm bảo tính kinh tế cho việc lựa chọn thiếtbị

Tuỳ theo độc chính xác gia công, yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu kinh tế mà

ta phải tiến hành, phải chia nguyên công thô và tinh ra các máy móc và thiết

Nhiệm vụ của mũi khoan là gia công lỗ, lỗ đặc, lỗ rỗng để tiến hànhgia công các bớc tiếp theo (khoét, doa )

Đặc điểm của mũi khoan gia công đạt độ bóng T3  T5 độ chính xác đạtcấp 4 Do vậy nó là dụng cụ cắt để tiến hành gia công thô Khi tiến hành giacông mũi khoan trong điều kiện hết sức nặng nhọc và khắt khe về chế độ cắt

có thể khoan lỗ sâu chiều dày cắt lớn vừa khó khăn cho việc tới dung dịch trơnnguội Vừa tồn tại lỡi cắt ngang góc trớc tại tâm lại có trị số âm do vậy lựcchiều trục lớn dẫn đến sự thoát phoi là nửa kín nửa hở đi theo đờng xoắn vítnên điều kiện kỹ thuật đòi hỏi ở mức độ cao nh đờng tâm mũi khoan phải đigiữa lỡi cắt ngang, yêu cầu về độ chính xác kích thớc của đờng kính ngoài

- Độ đồng tâm giữa phần làm việc với phần cán tơng đối cao

- Do kết cấu hình dáng phức tạp ở hai rãnh xoắn nên phần nhiệt luyệnkhó khăn dễ cong nứt và thoát Cacbon

Do vậy để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của mũi khoan và tạo ra năng suấtcao cần thiết kế đợc QTCN hợp lý áp dụng đợc những phơng pháp gia côngtiên tiến để thực sự mang lại hiệu quả kinh tế cao  Nhiệm vụ của mũi khoangia công chuẩn bị cho các bớc gia công tiếp theo nh Ta rô, khoét, doa Dovậy nó là dụng cụ gia công theo hệ lỗ

b- xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp nó phản ảnhmối quan hệ qua lại giữa các đặc trng về công nghệ kỹ thuật của nhà máy vàhình thức tổ chức của nhà máy xí nghiệp

3 Dạng sản xuất hàng khối: có sản lợng rất lớn; sản phẩm ổn định;

trình độ chuyên môn hoá sản xuất cao

Dạng sản xuất hàng khối còn cho phép áp dụng các phơng pháp côngnghệ tiên tiến có điều kiện cơ khí hoá và tự động hoá sản xuất, tạo điều kiện tổchức các đờng dây gia công chuyên môn hoá.

Dạng sản xuất nó quyết định hớng chọn và thiết kế quy trình công nghệphù hợp Bởi vì ứng với mỗi loại Quy trình công nghệ khác nhau Dạng sảnxuất, số lợng sản phẩm quyết định việc lựa chọn phơng pháp gia công để đemlại chất lợng sản phẩm tốt nhất, năng suất cao nhất và hiệu quả kinh tế lớnnhất

Do vậy muốn xác định đợc dạng sản xuất ta phải xác định đợc khối ợng chi tiết và sản lợng cơ khí

l-Với chi tiết là thiết kế là mũi khoan xoắn tiêu chuẩn có đờng kính phầnlàm việc là 30 và sản lợng cơ khí là 15.000 chi tiết/năm

mi : số chi tiết trong sản phẩm mi = 1

 : hệ số dự phòng cho h hỏng khi chế tạo

DTB : Đờng kính của hình trụ tơng đơng

L1 = 99mm : Chiều dài phần cán mũi khoan

t = 10,5mm : chiều dài phần chuôi dẹt

 l2 = .12

4

5 3,14.18,52 2

d = 30mm: đờng kính mũi khoan

L = 320mm : chiều dài mũi khoan

L1 , L2 : chiều dài chuôi dao và cổ dao

L1 = 99mm ; L2 = 12mm

Vr : thể tích rãnh xoắn : để tính đợc thể tích của rãnh xoắn ta coi nó là thể tích hình trụ có đờng kính bằng chiều sâu rãnh xoắn

 Vr = k

2 r

4

d π

d

c) Chọn phôi và ph ơng pháp tạo phôi :

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết độ chính xác và vị trí t ơngquan, chất lợng bề mặt và độ bền của dao khoan nên việc tiến hành chọn phôiliệu là rất quan trọng và cần thiết chọn phôi sao cho khi gia công chi tiết đạt đ-

ợc các yêu cầu kỹ thuật đề ra Muốn vậy phôi phải không bị nứt nẻ, rỗ khí,khuyết tật không cháy Cacbon phải đảm bảo tính kinh tế và đảm bảo lợng dcho các nguyên công khi gia công thực tế cho thấy có các phơng pháp tạophôi

1 Phôi đúc:

Phôi chế tạo theo phơng pháp này có cơ tính không cao giá thành chếtạo cao do cần các thiết bị và năng suất thấp chỉ dùng chủ yếu khi đúc các chitiết kim loại có tính đúc tốt thích hợp với sản xuất hàng khối.

3 Phôi cán nóng:

Thép đợc qua cán nhiều lần do vậy cho cơ tính cao có khả năng chịuuốn, xoắn tốt nhng vẫn còn sai số kích thớc khá lớn, chất lợng thép tốt nên th-ờng đợc chế tạo các chi tiết họ trục có đờng kính trung bình, gia công bằngphơng pháp này cho năng suất cao giá thành hạ, thích hợp với sản xuất hàngloạt

4 Phôi kéo nguội:

Với loại phôi này đã qua mài cho cơ tính thép tốt, phôi có độ chính xáccao đạt cấp 3  4 thờng sử dụng cho sản xuất loạt lớn, phôi cha qua mài chocơ tính tốt nhng sai số phôi liệu quá cao, lớp lỏng bề mặt còn lớn  Qua phântích các phơng pháp tạo phôi thấy rằng để đảm bảo quá trình gia công cơ ítnhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, tiết kiệm nguyên vật liệu ta phảichọn ra phơng pháp tạo phôi hợp lý

Thực tế với mũi khoan có đờng kính 30 ta nên chọn phơng pháp tạophôi cán nóng Phơng pháp này sẽ đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật và tínhkinh tế

Ngoài các phơng pháp tạo phôi ta còn phải tạo phôi đa vào các điềukiện sau:

- Điều kiện cụ thể của nhà máy

- Dạng sản xuất của nhà máy

- Vật liệu gia công và kích thớc gia công

Qua phân tích các phơng pháp tạo phôi với mũi khoan 30 vật liệu thépP18 ta chọn phơng pháp cán nóng

Phần IiiThiết lập qtcn chế tạo mũi khoan

a- chọn chuẩn.

Chọn chuẩn là bớc đầu tiên quan trọng nhất trong quy trình công nghệ

nó có ý nghĩa rất lớn Tuỳ theo kết cấu chi tiết mà việc chọn chuẩn tạo điềukiện thuận lợi hay khó khăn trong quá trình gia công khi gia công các bề mặtchuẩn ảnh hởng rất lớn tới độ chính xác tơng quan giữa các bề mặt Việc chọnchuẩn hợp lý sẽ giảm các thành phần gây sai số chuẩn nh: Sai số kẹp, sai số do

độ cứng vững của chi tiết khi gia công

Nh vậy khi chọn chuẩn thờng dựa theo nguyên tắc sau:

+ Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm

+ Khi định vị phải khống chế hết số bậc tự do cần khống chế tránh hiệntợng thiếu hoặc siêu định vị

+ Chọn chuẩn sao cho đồ gá đơn giản sử dụng thích hợp thuận tiện

I Chọn chuẩn tinh:

Chuẩn tinh là tập hợp điểm, đờng, bề mặt đã qua gia công cơ Chuẩntinh quyết định đến độ chính xác khi gia công và phải đạt đợc những yêu cầu

- Bảo đảm phân bố đều lợng d cho các bề mặt gia công

- Bảo đảm độ chính xác tơng quan giữa các bề mặt gia công

Để đảm bảo các yêu cầu lu ý dựa vào những lời khuyên.

1 Chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính thực hiện tốt lời khuyên này

đảm bảo tính thống nhất giữa quá trình gia công cơ, quá trình lắp ráp và sửdụng

2 Nếu điều kiện gá đặt cho phép và QTCN cho phép thì nên chọnchuẩn tinh sao cho đảm bảo tính trùng chuẩn càng cao càng tốt (chuẩn khởisuất trùng chuẩn định vị)

3 Nếu điều kiện gá đặt cho phép hoặc quá trình công nghệ cho phépthống nhất cho hai hay nhiều lần gá đặt trong một quá trình Lời khuyên nàynhằm đảm bảo đơn giản hoá việc lựa chọn và sử dụng đồ gá đơn giản hoá vănkiện công nghệ và thích hợp với điều kiện tập trung nguyên công

 Dựa vào các yêu cầu và nguyên tắc trên ta có các phơng án chọnchuẩn tinh sau:

* Phơng án 1:

Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do

Ưu điểm: - Gá đặt nhanh

- Không gây sai số đờng kính

- Gia công hầu hết các bề mặt chi tiết

Dùng mặt trụ ngoài và một đầu chống tâm khống chế 5 bậc tự do

Ưu điểm: Đảm bảo độ cứng vững trong quá trình gia công

Nh

ợc điểm :

- Mất nhiều thời gian trong quá trình gá đặt

- Lực kẹp gây ảnh hởng tới bề mặt gia công

- Có sai số chuẩn kích thớc chiều dài và đờng kínhPhơng pháp này chỉ áp dụng cho nguyên công phay chuôi dẹt của mũi khoan

Sơ đồ định vị:

 Nh vậy để gia công chi tiết và thuận tiện cho việc gá đặt có hiệu quả

và đạt tính kinh tế cao ta chọn phơng án 1 làm chuẩn tinh

II Chọn chuẩn thô:

Chuẩn thô là bề mặt làm chuẩn cha qua gia công thờng ở nguyên công

đầu tiên Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quy trình côngnghệ nó ảnh hởng trực tiếp tới các nguyên công sau về độ chính xác gia côngcủa chi tiết

Việc chọn chuẩn thô phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Phải đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công

- Bảo đảm độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công và

bề mặt không gia công

Để đảm bảo các yêu cầu cần dựa vào những lời khuyên sau:

1 Theo một phơng kích thớc nhất định nếu một chi tiết gia công có một

bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

2 Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết gia công có haihay nhiều bề mặt không qua gia công cơ thì nên chọn bề mặt nào không giacông có yêu cầu chính xác về vị trí tơng quan cao nhất đối với bề mặt gia cônglàm chuẩn thô

3 Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết tất cả các bềmặt phải qua gia công nên chọn bề mặt nào có lợng d nhỏ nhất để làm chuẩnthô

4 Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tơng đối bằng phẳng không cónếp gấp, ba via, đậu ngót hoặc gồ ghề làm chuẩn thô

5 Chuẩn thô chỉ dùng một lần trong cả quá trình gia công

 Căn cứ vào yêu cầu và lời khuyên có các phơng án chọn chuẩn thôtheo phơng kích thớc với thực tế chuẩn thô là bề mặt trụ ngoài kết hợp với mặt

tiÖn th« phÇn chu«i 1A616 T15K6-P18

3 TiÖn th« phÇn lµm viÖc, tiÖn v¸t gãc

2 Kho¶ mÆt ®Çu, khoan t©m,

tiÖn th« phÇn chu«i, chu«i dÑt 1A616 T15K6-P18

3 TiÖn th« phÇn lµm viÖc, tiÖn v¸t gãc

6 TiÖn tinh phÇn lµm viÖc 1A616 T15K6

22 Bao gãi, nhËp kho

IV tÝnh to¸n lùa chän ph¬ng ¸n

To : thêi gian gia c«ng c¬ b¶n

TP : thêi gian phô

TP = TPg¸ + TP®o +TPbíc

TPv : thêi gian phôc vô

TPv = TPvKT + TPvTC

TPvKT : thêi gian phôc vô kü thuËt

TPvTC : thêi gian phôc vô tæ chøc

Tnc : thêi gian phôc vô nhu cÇu c¸ nh©n

Tck : thời gian chuẩn bị kết thúc trong sản xuất hàng loạt thành

* Phơng án I: Cắt phôi bằng của đĩa

- Thời gian gia công cơ bản: T0 = 2,34’

- Thời gian phục vụ Tpv = 3,5% TTN

- Thời gian nhu cầu Tnc = 3,5% TTN

Thời gian lùi nhanh dao lấy bằng 0,5 thời gian ăn dao khi cắt

Thời gian cắt: T =

s n

y y

17  

= 0,167 (phút)

Thời gian gia công cơ bản: To = T + 0,5 + 0,167 = 0,67 (phút)

- Thời gian phụ: TP = 0,17 (phút)

- Thời gian tác nghiệp: TTN = 0,374

- Thời gian phục vụ nơi làm việc:

3- Chi phí dao cụ:

Lợng dụng cụ cần thiết để gia công số lợng phôi đã cho theo công thức:

Số dao: S =

C

KH 0

Ky : Hệ số tính đến gãy hỏng dự trữ và số dao lắp đồng thời

TC : Tuổi thọ dụng cụ

M

Tb

Tb : chuỗi bền dụng cụ

M : lợng mài mòn cho phép của dao cụ

a : lợng d thêm khi mài

h3 : trị số mài mòn cho phép

 Tc = 1 120 '

7 , 0

8 , 10

Chi phí dao: CC = SC CC = 9.8000 = 72.000 đồng

* Phơng án II: Dao tiện T15K6

Chiều dày mảnh dao: M = 0,6 B

M = 0,6 10 = 6 mmLợng mài một lần: h = 0,7mm

TC = 1 1148 , 5

7 , 0

000 30 12 , 0

T

Q T T

- Chi phí điện năng chiếu sáng Ccs theo tiêu chuẩn 0,024 KWh/m2 nhàxởng và một năm định mức 2000 giờ.

* Phơng án I: Có diện tích chiếu sáng 10 m2

+ Chi phí điện năng chiếu sáng cho cả năm là:

A = 2000 x 800 x 0,24 x 10 = 384.000 đ/năm+ Chi phí chiếu sáng cho một chi tiết

Chi phí bảo hiểm xã hội lấy bằng 17% Cl

CKH = 2.873.250 đồng

Cd = 144.000 đồng

Cđn = 15.900 x 27,15 = 431.685 đồng

2 Kho¶ mÆt ®Çu, khoan t©m,

tiÖn th« phÇn chu«i, chu«i dÑt 1A616 T15K6-P18

3 TiÖn th« phÇn lµm viÖc, tiÖn v¸t gãc

2,

22 Bao gói, nhập kho

Tiến trình công nghệ:

Nguyên công I : Cắt phôi

Máy : 8Б66 Dao : Ca đĩa P18

Đồ gá: Khối V tiêu chuẩn  = 600

2- Nguyên công II:

Khoả mặt đầu, khoan tâm, tiện thô phần chuôi

Máy: 1A616Dao: T15K6- P18

Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu tự định tâmBớc 1 : Khoả mặt đầu đạt 7

Bớc 2 : Khoan tâm

Bớc 3 : Tiện phần chuôi

5

Bớc 1: Tiện thô phần làm việc, dao T15K6

Bớc 2: Tiện vát góc 2: dao tiện định hình gắn mảnh HKC

T15K6

4- Nguyên công IV: Tiện phần chuôi và cổ dao.

Máy: 1A616Dao : T15K6Mũi tâm, côn ngợc

Bớc 1: Tiện thô phần chuôi.

Bớc 2: Tiện thô phần cổ dao.

10

5- Nguyªn c«ng V: TiÖn chu«i c«n.

M¸y: 1A616

Dao : T15K6

§å g¸:Mòi t©m, c«n ngîc

20

6- Nguyªn c«ng VI: TiÖn tinh phÇn lµm viÖc.

M¸y: 1A616

Dao : T15K6

§å g¸:Mòi t©m, c«n ngîc

10

7- Nguyªn c«ng VII: Phay chu«i dÑt.

9- Nguyªn c«ng IX: L¨n nh·n

§å g¸ : 4 con l¨n