công nghệ chế tạo choòng khoan và mũi khoan

Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Choòng khoan là một trong những chi tiết quan trọng của máy khoan.. Nó cùng với hệ thống thuỷ lực, cần khoan và một số cơ cấu truyền động khác để truyền lực đ

Trang 1

Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

Choòng khoan là một trong những chi tiết quan trọng của máy khoan

Nó cùng với hệ thống thuỷ lực, cần khoan và một số cơ cấu truyền động khác

để truyền lực đập và mômen xoắn cho mòi khoan thực hiện chế độ khoan đá Choòng khoan là cơ cấu truyền dẫn mômen xoắn từ động cơ thuỷ lực và lực đập từ búa đập qua hệ thống cần khoan và mũi khoan vào đá Như vậy choòng khoan là một dụng cụ không trực tiếp khoan đá mà nó đóng vai trò của cơ cấu truyền dẫn, nó phải chịu vừa lực đập lớn nhất từ búa đập vừa chịu mômen xoắn lớn nhất từ động cơ thuỷ lực vì vậy vật liệu chế tạo choòng khoan phải chịu được ứng suất nén và mômen xoắn lớn Mặt khác trong quá trình làm việc choòng khoan chịu đồng thời lực nén và mômen xoắn nên rễ bị gãy tại mối ren lắp gép, bị toè đầu tiếp xúc với búa đập và bị mòn gây hư hỏng

Trang 2

Φ 58

+0.1

0.63 7

12

80 15

(*) -0.1

Để đảm bảo hoạt động có hiệu quả bảo đảm độ bền và công suất làm việc của máy khi chế tạo choòng khoan phải đảm bảo các yêu cầu sau:

• Độ không đồng tâm giữa các bề mặt trụ ngoài không quá 0,1 mm

• Độ không đảo của mặt trụ Φ40-0,1và mặt trụ răng Φ58-0,1 và mặt trụ

• Độ nhẵn bóng các bề mặt làm việc Ra = 0,63

5.1.2 Chọn phôi và tính phôi để chế tạo choòng khoan:

Ta chọn phôi để chế tạo choòng khoan là phôi rèn, phôi này được rèn từ phôi thanh tiêu chuẩn

Tính lượng dư của phôi rèn:

Lượng dư nhỏ nhất cho việc gia công thô của loại trục này được tính theo công thức:

2Zthô min = 2[Rz ph.rèn + hph.rèn + ∆2phren + εth2 ]

Ta lấy : Rz.ph.rèn + hph.rèn = 2,0 (mm)

Độ cong của phôi: ∆c = 0,8 550 = 0,44 (mm)

Độ lệch tâm : ∆lt = 0,25 Td = 0,25 8 = 2 (mm)

Tổng sai số của phôi : ∆Σ ph.rèn = ∆ 2c + ∆ 2lt = 0 , 44 2 + 2 2 = 2,05 (mm)

Ta lấy sai số gá đặt ở nguyên công thô:

2Zthô min = 2[2,0 + 2,052 +2,32 ] = 10,16 (mm)

Trang 3

Ta giả sử độ mềm rẻo lớn nhất của trục không vượt quá 0,004 µm/N

Lượng dư để gia công tinh :

2Ztinh min = 2 [Rz thô + hthô + ∆ 2conlai + εtinh2 ]

=2 [250 + 240 + 4052 +2302 ] = 1912 µm = 2,0 (mm)

Lượng dư tổng cộng:

Tính toán lượng dư danh nghĩa:

5.1.3 - Lập quy trình công nghệ chế tạo phôi:

Chọn vật liệu chế tạo choòng khoan: rèn bằng thép 12XH3A ( 12CrNi3A)

5.1.3.1- Bản vẽ vật rèn:

Tra bảng 56 – Sách cộng nghệ rèn và dập nóng ta được kích thước bản vẽ vật rèn

Trang 4

± 3

2 1

4

69 , 0 4

2 2

4

49 , 0 4

2 3

Trang 5

Gph = Gvr + Gt.th = 11,242 + 1,62 = 12,862 (kg).

Vph =

85 , 7

862 , 12

= ν

ph

G

= 1,6385 (dm3)

Tra kích thước phôi rèn:

Theo biểu thức kinh nghiệm ta có đường kính phôi;

Dph = ( 0,8 – 1 ).3

ph

V = ( 0,943 – 1,1789 ) dm Chọn phôi tiêu chuẩn với Dph= 1(dm) = 100 (mm)

lph = 2 1 2

6385 , 1 4

4

5.1.3.3 -Điều kiện kỹ thuật:

- Mặt vật rèn không được có vết lõm qua 50% lượng dư ở những chỗ cần gia công cắt gọt và không quá dung sai cho phép ở những chỗ để thô

- Không có vết nứt trên suốt chiều dài vật rèn nhất là ở các cạnh gãy góc

- Độ không đồng tâm giữa các đoạn trục không quá ±1,5 mm

- Dung sai hướng kính trục cho phép ± 2 mm

5.1.3.4 - Quy trình rèn.

Dùng công nghệ rèn tự do ta được vật rèn

5.1.3.5 - Nguyên liệu: Thép 12XH3A ( 12CrNi3A ).

5.1.4 - Quy trình công nghệ chế tạo choòng khoan:

Từ các điều kiện kỹ thuật của choòng khoan và các điều kiện thực tế sản xuất

ở Việt Nam hiện nay ta lập quy trình công nghệ chọn máy, dao và các chế độ cắt cho việc chế tạo choòng khoan như sau:

5.1.4.1 Lập thứ tự nguyên công:

STT Tên nguyên công Máy Dao

2 Rèn tù do đạt vật rèn

Trang 6

3 ủ non Lò ủ ủ theo lò

nắn

6 Tiện thô đầu trục lắp luy nét và

tiện khoả mặt đầu ( 1 )

T630 Dao vai T15K6

7 Tiện thô mặt ngoài và khoan tâm,

khoan thủng lỗ Φ12

T620 Dao vai T15K6, Mòi

khoan tâm, mũi khoan ruột

gà P9

8 Tiện khoả mặt đầu ( 2 ) đạt kích

thước 550 mm, khoét lỗ Φ18, tiện

rãnh trong Φ24 x 8

T620 Dao vai T15K6, Dao tiện

lỗ T15K6, mũi khoét

10 Tiện ren vít vô tận modun 5 T620 Dao tiện ren ngoàiT15K6

5.1.4.2-Tra chế độ cắt cho các nguyên công:

1.Nguyên công 1: Cưa phôi:

Máy cưa lá: C720

Vật liệu phôi: 12XH3A

Trang 7

± 3

4 Nguyên công 6: Tiện thô đầu trục lắp luy nét

* Định vị: Chuẩn thô mặt trụ ngoài bằng mâm cặp 3 trấu khống chế 3 bậc

tự do

* Kẹp chặt: Bằng lực kẹp của mâm cặp 3 trấu

*Chọn máy: Máy tiện T630

Đường kính lớn nhất gia công được trên máy 615mm

Khoảng cách hai đầu tâm 1400 mm

Trang 8

Số cấp tốc độ trục chính 24, phạm vi tốc độ n=12,5 ÷ 2000 vòng/phút Công suất máy Nm = 10 KW

*Chọn dao: Dao vai T15K6

Bán kính đỉnh dao r =1 mm, góc nghiêng phụ ϕo

1 =12o

• Tiện khoả mặt đầu với chiều sâu cắt : t = 23mm

• Chế độ cắt tra trong : sổ tay CNCTM-T2

Bước 1: Tiện khoả mặt đầu vơi lượng chạy dao:

S = 0,75 (mm/vòng) đạt Rz = 20

Tốc độ cắt:Tra bảng 5-64 trang 56 ta có:

 Vtb= 120 (m/ph), Tốc độ tinh toán với hệ số điều chỉnh ws= 087 là:

Vtt= 120.0,87 = 105 (m/ph)

Số vòng quay của trục chính thực tế:

726 , 9

46 14 , 3

105 1000

1000

.

(m/ph)

Bước 2: Tiện thô đầu trục:

Chiều sâu cắt t =3 mm.(Bảng 5-64 SổTayCNCTM-T2 )

Lượng chạy dao vòng S0=0,4 mm/vòng

74 , 88 1000

1000

ph vg D

Trang 9

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

91

1000

630 46 14 , 3 1000

.

=

Bảng chế độ cắt cho nguyên công 6.

* Định vị: Chuẩn thô mặt trụ ngoài bằng mâm cặp 3 trấu khống chế 3 bậc

tự do

*Chọn máy: Máy tiện T620

Số cấp tốc độ trục chính 24, phạm vi tốc độ

N =12,5 ÷ 2000 vòng/phút

Công suất máy Nm = 10 KW

*Chọn dao:

Trang 10

+Dao vai T15K6, bán kính đỉnh dao r=1 mm , góc nghiêng phụ ϕo

+ Mòi khoan tâm P9

+ Mòi khoan ruột gà P9 do chiều sâu lỗ Φ12 lớn ( 550 mm )

nên ta phải hàn nối mũi khoan

Bước 1: Tiện thô mặt ngoài vơi:

36 , 111 1000

1000

ph vg D

.

6 , 18 1000

1000

ph vg D

V

π

Trang 11

Ta chọn số vòng quay theo máy nm=630 vg/ph.

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:`

1000

630 12 14 , 3 1000

6 , 18 1000

1000

ph vg D

.

Bảng chế độ cắt của nguyên công 7:

Trang 12

S S

*Chọn máy: Máy tiện T620,

n=12,5 ÷ 2000 vòng/phút

Bước 1: Tiện Khoả mặt đầu ( 2 ) đạt kích thước 550mm

*Chọn dao: Dao vai T15K6,

Trang 13

Vtt= 159.0,87 = 138,33 (m/ph)

Số vòng quay của trục chính thực tế:

957 , 6

46 14 , 3

33 , 138 1000

.

80 1000

1000

ph vg D

Trang 14

87 , 87 1000

1000

ph vg D

.

Trang 15

±

n 550

7 Nguyên công 9:Tiệnprofin mặt ngoài

* Định vị:Định vị chuẩn tinh bằng mũi trống tâm

* Kẹp chặt: Bằng bu lông ecu và ụ động

* Tốc tiện truyền mômen từ trục chính vào phôi

n=12,5 ÷ 2000 vòng/phút

Bán kính đỉnh dao r=1 mm , góc nghiêng phụ ϕo

• Tiện thô một lần các bề mặt với chiều sâu cắt: t= 4 mm

• Tiện tinh một lần các bề mặt với chiều sâu cắt: t= 1 mm

Trang 16

Tốc độ tin toán với hệ số điều chỉnh ws= 0,87 là:

Vtt= 128.0,87 = 111,36 (m/ph)

Số vòng quay của trục chính là:

46 14 , 3

36 , 111 1000

1000

ph vg D

.

33 , 138 1000

1000

ph vg D

Trang 17

8- Nguyên công 10: Tiện ren vít vô tận modun 5

* Kẹp chặt: Bằng bu lông ecu và ụ động

* Tốc tiện truyền mômen từ trục chính vào phôi

n=12,5 ÷ 2000 vòng/phút

*Chọn dao: Dao tiện ren T15K6

• Tiện thô một lần các bề mặt ren với chiều sâu cắt: t= 4 mm

• Tiện tinh một lần các bề mặt với chiều sâu cắt: t= 1 mm

Trang 18

36 , 111 1000

1000

ph vg D

33 , 138 1000

1000

ph vg D

.

=

Bước 3: Tiện ren vít vô tận modun 5:

Trang 19

9-Nguyên công 11: Phay răng.

* Kẹp chặt: Bằng bu lông êcu và ụ phân độ vạn năng có đĩa phân độ

*Chọn máy: Máy phay trục ngang 6H82,

*Chọn dao:Dao phay đĩa 3 mặt gắn mảnh hợp kim

theo tiêu chuẩn vơi: DxZxB=110x14x10

Gá lệch tâm

• Phay tinh một lần với chiều sâu cắt: t = 8 mm

Trang 20

Với hệ số hiệu chỉnh tốc độ cắt phụ thuộc vào mác thép: Ws = 0,92

Với hệ số hiệu chỉnh tốc độ cắt phụ thuộc vào mặt gia công: Ws = 0,87

V= 39.0,92.0,87 = 31,2 ( m/ph )

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

110 14 , 3

2 , 31 1000

1000

.

(m/ph)Công suất cắt No=3,8kw (Bảng 5-140 SổTayCNCTM ) No< Nm.η=7.0,8 KW

Phay tinh 6H82 Dao phay đĩa 3

mặt P18

Trang 21

n

10,5

10- Nguyên công 12: Nhiệt luyện.

- Thấm than với chiều sâu thấm : 0.8 ÷ 1,2 mm

- Độ cứng sau nhiệt luyện đạt : 50 ÷ 55 HRC

11- Nguyên công 13: Nắn thẳng ( nếu cần ).

- Độ cong trục cho phép không quá 0,2 mm trên suốt hiều dài

12-Nguyên công 14: Mài tinh mặt làm việc.

* Kẹp chặt: Bằng bu lông êcu và ụ động

Tốc tiện truyền momen cho chi tiết

*Chọn máy: Máy mài 3M163B

Đường kính ngoài lớn nhất khi mài ngoài: 60mm

Tốc độ quay của chụcchính mang phôi, điều chỉnh vô cấp:55 ÷ 620 ( vg/ph ) Tốc độ dịch chuyển tự động của bàn, điều chỉnh vô cấp:

0,05 ÷ 5 ( m/ph )

Tốc độ quay của đá mài khi mài ngoài: 1260 ( vg/ph )

Tốc độ chạy dao ngang của ụ mài: 0,1 ÷ 4,5 ( mm/ph )

*Chọn đá: đường kính ngoài: 120 mm, chiều cao: 80 mm

Trang 22

Vật liệu đá: CM1- CM2.

Phay tinh một lần với chiều sâu cắt: t = 0,5 mm

Chế độ cắt tra trong :ST-CNCTM-T2

Mài tròn ngoài tinh:

Với lượng chạy dao Sct =0,97 ( mm/ph )

Tốc độ của chi tiết:

nct = 260 ( vg/s )

Với hệ số hiệu chỉnh cho lượng chạy dao ngang Wcd = 0,8

Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào lượng dư và độ chíng xác gia công : W = 1

.

Ta chọn số vòng quay theo máy Vct= 40 ( m/s )

Chọn Vđ = 30 ( m/s )

Trang 23

*Độ không đồng tâm giữa đường kính lỗ Φ40, Φ37 và Φ58 không quá 0,01 trên toàn bộ chiều dài

*Độ không đảo giữa mặt trụ ngoài Φ40, Φ37 và đỉnh răng so với mặt ren M38 không quá 0,01

0,01 A

Φ 38

0,63 0,63

Trang 24

5.2 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MŨI KHOAN

Nội dung:

+Trình bày chức năng làm việc và điều kiện kỹ thuật của mũi khoan

+Lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan

5 2.1 Các yêu cầu điều kiện kỹ thuật của mũi khoan đá Φ 76:

Mòi khoan là một chi tiết khá quan trọng trong máy khoan Nó trực tiếp tạo ra công suất cắt Đây là chi tiết trực tiếp chịu va đập và các ứng suất từ lực khoan tác dụng lên Nó nhận lực quay và lực đập từ cần khoan và thực hiện quá trình cắt Do trực tiếp tiếp xúc với đá cứng và chịu va đập mạnh nên nếu mũi khoan không đủ cứng có thể gây vỡ hỏng Mặt khác do phải chịu nhiều ứng suất xoắn, ứng suất nén nên nó cũng cần bảo đảm độ dẻo, độ dai va đập

25°

0,1

± 0,2

±

-0,1

± 0,5

Trang 25

+Mặt làm việc của mũi khoan phải có gắn mảnh hợp kim cứng

+Ren trong của mũi khoan là ren vít vô tận

+Độ không đồng tâm giữa lỗ ren và mặt ngoài không quá 0,2 mm trên suốt chiều dài mũi khoan

+Vật liệu hạt hợp kim: BK8

+ Tuổi thọ mũi khoan: 1500 giê

5 2.2 - Chọn phôi và quy trình công nghệ chế tạo phôi:

Ta chọn phôi chế tạo mũi khoan là phôi rèn được rèn từ phôi thanh tiêu chuẩn bằng vật liệu là thép 12XH3A ( 12CrNi3A)

Trang 26

2 1

2

= 0,333 (dm3)  G1 = V1.ν = 0,333.7,85 ≅ 2,61405 (kg)

4

67 , 0 4

2 2

2

= 0,313624 (dm3)  G2 = V2.ν = 0,314.7,85 ≅ 2,4649 (kg)

Trọng lượng tổn thất khi nung:

Lấy theo kinh nghiệm ≅ 10%

479 , 7

= ν

ph

G

= 0,954 (dm3)

Tra kích thước phôi rèn:

Theo biểu thức kinh nghiệm ta có đường kính phôi;

Trang 27

lph = 2 1 , 2 2

954 , 0 4

4

5 2 2 3 - Điều kiện kỹ thuật:

- Mặt vật rèn không được có vết lõm qua 50% lượng dư ở những chỗ

cần gia công cắt gọt và không quá dung sai cho phép ở những chỗ để

thô

- Không có vết nứt trên suốt chiều dài vật rèn nhất là ở các cạnh gãy

góc

- Độ không đồng tâm giữa các đoạn trục không quá ±1,5 mm

- Dung sai hướng kính trục cho phép ± 2 mm

STT Tên nguyên công Máy Dao

5 Tiện khoả mặt đầu ( 1 ), tiện

profin mặt ngoài, khoan tâm,

khoan Φ10

T620 Dao vai T15K6, Mòi

khoan tâm, mũi khoan ruột gà P9

6 Tiện trô Φ76, tiện khoả mặt đầu

( 2 ) đạt kích thước 134mm

T620 Dao vai T15K6

7 Khoan rộng lỗ Φ16x94, tiện lỗ T620 Dao vai T15K6, Dao tiện

Trang 28

Φ34 x80, tiện ren trong (ren vít

vô tận modun 5 )

lỗ T15K6, Dao tiện ren trong T15K6

12 Phay 4 rãnh gắn mảnh hợp kim 6H82 Dao phay đĩa 3 măt

5 2 3 2 - Tra chế độ cắt cho các nguyên công :

1 - Nguyên công 1: Cưa phôi.

Máy cưa lá: C720

Vật liệu phôi: 12XH3A

Trang 30

4 - Nguyên công 5: Tiệnkhoả mặt đầu ( 1 ), tiện profin mặt

* Định vị:Chuẩn thô mặt trụ ngoài bằng mâm cặp 3 trấu khống chế 3 bậc

tự do

Trang 31

Đường kính lớn nhất gia công được trên máy 400 mm Khoảng cách hai đầu tâm 1400 mm

n=12,5 ÷ 2000 vòng/phút

33 , 138 1000

1000

.

Bước 2: Tiện thô profin mặt ngoài:

Chiều sâu cắt t = 3 mm (Bảng 5-64 SổTayCNCTM-T2 )

Tốc độ cắt Vb=128 m/ph (Bảng 5-64 SổTayCNCTM )

Tốc độ tin toán với hệ số điều chỉnh ws= 0,87 là:

Vtt= 128.0,87 = 111,36 (m/ph)

Trang 32

46 14 , 3

36 , 111 1000

1000

ph vg D

800 46 14 , 3 1000

Bước 3: Tiện tinh các profin ngoài với Rz = 20:

Chiều sâu cắt t =1 mm (Bảng 5-64 SổTay CNCTM-T2 ) Lượng chạy dao vòng S0=0,4 mm/vòng

Tốc độ cắt Vb=159 m/ph (Bảng 5-64 SổTayCNCTM ) Tốc độ tin toán với hệ số điều chỉnh ws= 0,87 là:

Vtt= 159.0,87 = 138,33 (m/ph)

46 14 , 3

33 , 138 1000

1000

ph vg D

.

Bước 4 : Khoan tâm:

Chiều sâu cắt t =3 mm (Bảng 5 - 86 SổTayCNCTM-T2 ) Lượng chạy dao vòng S0=0,3 mm/vòng

Tốc độ cắt Vb=24 m/ph (Bảng 5-64 SổTayCNCTM ) Tốc độ tin toán với hệ số điều chỉnh ws= 0,9 là:

Vtt= 24.0,9 = 18,6 (m/ph)

8 14 , 3

6 , 18 1000

1000

ph vg D

Trang 33

Nh vậy tốc độ cắt thực tế là:

1000

630 12 14 , 3 1000

.

Chiều sâu cắt t =5 mm (Bảng 5 - 86 SổTay CNCTM-T2 )

6 , 18 1000

1000

ph vg D

Bảng chế độ cắt cho nguyên công 5:

Trang 34

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	0,95 MB