công nghệ chế tạo choòng khoan và mũi khoan

Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN Nội dung: + Lập quy trình công nghệ chế tạo choòng khoan + Lập quy trinh công nghệ chế tạo mũi khoan 5.1 CHOÒNG KHOAN 5.1.1- Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết: 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 . Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 63 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN 0 . 6 3 Φ 58 +0.1 0.63 7 A-A Φ 42 0,63 Φ 40 90 0,1± 4 5 ° Φ 58 192 0,1± 1x45° Φ 37 342 455 12 80 15 (*) -0.1 0.2± 0,2± Φ 34 Φ 38 R2 0,63 0,63 1x45° 0,63 0.2± Φ 38 Φ 34 -0,05 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 Φ 12 Φ 18 Φ 24 12 120 15 0,5± 0,2± 0.2± 0.1± 0.2± 0,2± A A A 0,01 A 5,24 5,24 I-I 15,71 I-I 550 0,01 A R0,5 40° 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 -0,1 và mặt trụ răng Φ58 -0,1 và mặt trụ Φ37 +0,1 mặt ren M38 không quá 0,01. • Độ nhẵn bóng các bề mặt làm việc R a = 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: 2Z thô min = 2[R z ph.rèn + h ph.rèn + 22 thphren ε +∆ ] Ta lấy : R z.ph.rèn + h ph.rèn = 2,0 (mm). Độ cong của phôi: ∆ c = 0,8. 550 = 0,44 (mm). Độ lệch tâm : ∆ lt = 0,25 .T d = 0,25 . 8 = 2 (mm). Tổng sai số của phôi : ∆ Σ .ph.rèn = 2222 244,0 +=∆+∆ ltc = 2,05 (mm). Ta lấy sai số gá đặt ở nguyên công thô: 2Z thô min = 2[2,0 + 22 3,205,2 + ] = 10,16 (mm). Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 64 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN Ta giả sử độ mềm rẻo lớn nhất của trục không vượt quá 0,004 µm/N Thì W ht = W m . W ph = 0,1 µm/N Khi gia công thô : A = C y .S y .HB n = 0,00027.2 0,75 .2000 2 = 1815 ( trong đó HB = 2000 MPa ) Khi lấy lượng dư theo đường kính cho nguyên công gia công thô là 10,16 Ta có chiều sâu cắt t = 5,14 mm do đó ∆ còn lại = 0,1.1815 [5,14 0,9 – (5,14 – 2,05) 0,9 ] = 405 (µm) Hệ số chính xác khi gia công thô : K ch.x = 0,405 : 2,05 = 0,2 Lượng dư để gia công tinh : 2Z tinh min = 2 [R z thô + h thô + 2 2 tinhconlai ε +∆ ] =2 [250 + 240 + 22 230405 + ] = 1912 µm = 2,0 (mm). Lượng dư tổng cộng: 2Z o.min = 10,16 + 2,00 = 12,16 (mm). Tính toán lượng dư danh nghĩa: 2.Z o.danh nghĩa + 2.Z o min + ei ph – ei c.t = 12,16+0 -0,2 = 11,96= 12 (mm) 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. Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 65 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN 97 206 577 Φ 48 3± Φ 66 3± Φ 46 3± 8± 3± 3± ( 90 ) ( Φ 40 ) ( Φ 58 ) ( Φ 38 ) ( 192 ) ( 550 ) 5.1.3.2- Tính thể tích và trọng lượng phôi. Chia vật rèn ra làm ba phần: a- Tính thể tích và trọng lượng vật rèn theo dung sai dương. + V 1 = 00,1 4 51,0. 4 2 1 2 1 π π =l D = 0,2043 (dm 3 )  G 1 = V 1 .ν = 0,2043.7,85 ≅ 1,604 (kg). + V 2 = 09,1 4 69,0. 4 2 2 2 2 π π =l D = 0,7111 (dm 3 )  G 2 = V 2 .ν = 0,7111.7,85 ≅ 5,582 (kg). + V 3 = 74,2 4 49,0. 4 2 3 2 3 π π =l D = 0,5176 (dm 3 )  G 3 = V 3 .ν = 0,5176.7,85 ≅ 4,056 (kg).  Trọng lượng và thể tích vật rèn là: V vr = V 1 + V 2 + V 3 = 1,4321 (dm 3 ). G vr = G 1 + G 2 + G 3 = 11,242 (kg). b-Trọng lượng tổn thất: -Trọng lượng phần cắt hai đầu vật rèn ,rèn trên máy búa: G’ 1 = 1,8.d 3 = 1,8.0,51 3 = 0,2388 (kg). G’ 2 = 1,8.d 3 = 1,8.0,49 3 = 0,2118 (kg).  G cắt = G’ 1 + G’ 2 = 0,451 (kg). -Trọng lượng tổn thất khi nung: Lấy theo kinh nghiệm ≅ 10%  G nung = (11,242 + 0,451).0,1 = 1,1693 (kg).  G t.th = G cắt + G nung = 0,451 + 1,1693 ≅ 1,62 (kg). c-Thể tích và trọng lượng phôi: Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 66 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN G ph = G vr + G t.th = 11,242 + 1,62 = 12,862 (kg). V ph = 85,7 862,12 = ν ph G = 1,6385 (dm 3 ). Tra kích thước phôi rèn: Theo biểu thức kinh nghiệm ta có đường kính phôi; D ph = ( 0,8 – 1 ). 3 ph V = ( 0,943 – 1,1789 ) dm Chọn phôi tiêu chuẩn với D ph = 1(dm) = 100 (mm). l ph = 22 1. 6385,1.4 . .4 ππ = ph ph D V = 2,10 (dm) = 210 ( mm ). 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 ). 5.1.3.6 - Khoảng nhiệt độ rèn 1180 o ÷ 800 o . 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 1 Cưa phôi C720 Lưỡi cưa lá 2 Rèn tù do đạt vật rèn Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 67 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN 3 ủ non Lò ủ ủ theo lò 4 Nắn thẳng nguội nếu cần Máy nắn 5 Thử độ cứng Đầu thử độ cứng 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 9 Tiện profin mặt ngoài. T620 Dao vai T15K6 10 Tiện ren vít vô tận modun 5. T620 Dao tiện ren ngoàiT15K6 11 Phay răng. 6H82 Dao phay đĩa 3 măt 12 Nhiệt luyện. 13 Nắn thẳng. Máy nắn 14 Mài tinh mặt làm việc. 3M153 Đá mài DxL=63x40 15 Kiểm tra. 16 Bao gãi. 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 Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 68 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN 210 Φ 100 2.Nguyên công 2: Rèn tự do. + Lò phản xạ. + Búa hơi. + Đe cong. + Kìm treo. 97 206 577 Φ 48 3± Φ 66 3± Φ 46 3± 8± 3± 3± ( 90 ) ( Φ 40 ) ( Φ 58 ) ( Φ 38 ) ( 192 ) ( 550 ) 3. Nguyên công 3, 4, 5 : ủnon, nắn nguội nếu cần và thử độ cứng HB . + Lò ủ. + ủ ở nhiệt độ 450 o C ÷ 600 o C trong thời gian 10 ÷ 12 ( giê ). + Máy nắn thẳng. + Máy thử độ cứng: < 190 HB. 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 Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 69 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN Số cấp tốc độ trục chính 24, phạm vi tốc độ n=12,5 ÷ 2000 vòng/phút. Công suất máy N m = 10 KW *Chọn dao: Dao vai T15K6 Bán kính đỉnh dao r =1 mm, góc nghiêng phụ ϕ o 1 =12 o • 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 R z = 20 Tốc độ cắt:Tra bảng 5-64 trang 56 ta có:  V tb = 120 (m/ph), Tốc độ tinh toán với hệ số điều chỉnh w s = 087 là: V tt = 120.0,87 = 105 (m/ph) Số vòng quay của trục chính thực tế: 9,726 46.14,3 105.1000 . .1000 === D V n tt t π (vòng/ph). Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 750 vg/ph. Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: 3,108 1000 750.46.14,3 1000 ≈== t tt nD V π (m/ph) Bước 2: Tiện thô đầu trục: Chiều sâu cắt t =3 mm.(Bảng 5-64 SổTayCNCTM-T2 ) . Lượng chạy dao vòng S 0 =0,4 mm/vòng Tốc độ cắt V b =128 m/ph (Bảng 5-64 SổTayCNCTM ) . Tốc độ tin toán với hệ số điều chỉnh w s = 0,87 là: V tt = 102.0,87 = 88,74 (m/ph) Số vòng quay của trục chính là: )./(614 46.14,3 74,88.1000 . .1000 phvg D V n tt ≈== π Ta chọn số vòng quay theo máy n m =630 vg/ph. Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 70 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: 91 1000 630.46.14,3 1000 === nD V tt π (m/ph). Bảng chế độ cắt cho nguyên công 6. Bước Máy Dao t (mm) S 0 (mm/vg) n m (vg/ph) Tiện khoả mặt đầu 1 T630 Dao vai T15K6 23 0,4 750 Tiện thô T630 Dao vai T15K6 1,5 0,4 630 Φ 66 S S Φ 44 0,5± 45 n 5. Nguyên công 7: Tiện th ômặt ngoài và khoan tâm, khoan lỗ Φ 12. * 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 T620 Đường kính lớn nhất gia công được trên máy 400mm Khoảng cách hai đầu tâm 1400 mm Số cấp tốc độ trục chính 24, phạm vi tốc độ N =12,5 ÷ 2000 vòng/phút. Công suất máy N m = 10 KW *Chọn dao: Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 71 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN +Dao vai T15K6, bán kính đỉnh dao r=1 mm , góc nghiêng phụ ϕ o 1 =12 o + 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: Chiều sâu cắt t =3 mm. (Bảng 5-64 Sổ Tay CNCTM-T2 ) . Lượng chạy dao vòng S 0 =0,4 mm/vòng Tốc độ cắt V b =128 m/ph (Bảng 5-64 SổTayCNCTM ) . Tốc độ tin toán với hệ số điều chỉnh w s = 0,87 là: V tt = 128.0,87 = 111,36 (m/ph) Số vòng quay của trục chính là: )./(771 46.14,3 36,111.1000 . .1000 phvg D V n tt ≈== π Ta chọn số vòng quay theo máy n m =800 vg/ph. Nh vậy tốc độ cắt thực tế là: 12,125 1000 800.46.14,3 1000 === nD V tt π (m/ph) Bước 2 : Khoan tâm: Chiều sâu cắt t =6 mm. (Bảng 5 - 86 SổTayCNCTM-T2 ) . Lượng chạy dao vòng S 0 =0,3 mm/vòng Tốc độ cắt V b =24 m/ph (Bảng 5-64 SổTayCNCTM ) . Tốc độ tin toán với hệ số điều chỉnh w s = 0,9 là: V tt = 24.0,9 = 18,6 (m/ph) Số vòng quay của trục chính là: )./(605 8.14,3 6,18.1000 . .1000 phvg D V n tt ≈== π Văn Việt – Quang Việt CTM4 – K45 CaoTuấn 72 [...]... Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN 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... cầu trên nên khi chế tạo mũi khoan cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: +Thân mòi khoan cần có độ cứng từ 50 đến 52 HRC Văn Việt – Quang Việt CaoTuấn CTM4 –86 K45 8 10° 0,6 +0,01 100° 3 0,6 ± 0,01 2 +0,1 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN +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... 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) 5 2 2 1- Bản vẽ vật rèn: Tra bảng 56 – Sách công nghệ rèn và dập nóng ta được kích thước bản vẽ vật rèn ± 3 142... Mài lại mặt côn 3o và mài sắc lưỡi 3M153 Đá mài DxL=63x40 17 cắt Khoan, khoét thông lỗ Φ10 Mòi khoan ruột gà 18 Kiểm tra 19 Dán mác và bao gãi Hàn hơi T620 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 Văn Việt – Quang Việt CaoTuấn CTM4 –90 K45 Φ120 Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN 80 2 - Nguyên công 2: Rèn tự do... 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN ± 3 142 ( 134 ) ± 3 53 Φ84 ( Φ56 ) ± 3 ( Φ76 ) Φ84 ± 3 ( 46 ) 3 - Nguyên công 3, 4: ủ non và thử độ cứng HB + Lò ủ + ủ ở nhiệt độ 450oC ÷ 600oC trong thời gian 10 ÷ 12 ( giê ) + Máy thử độ cứng: . 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN Chương 5: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHOÒNG KHOAN & MÒI KHOAN Nội dung: + Lập quy trình công nghệ chế tạo choòng khoan + Lập quy trinh công nghệ. 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. Φ58 -0,1 và mặt trụ Φ37 +0,1 mặt ren M38 không quá 0,01. • Độ nhẵn bóng các bề mặt làm việc R a = 0,63. 5.1.2 Chọn phôi và tính phôi để chế tạo choòng khoan: Ta chọn phôi để chế tạo choòng khoan