Thiết kế và lập trình quy trình côn

Tài liệu tham khảo THiết kế và lập trình quy trình côn

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 Lời nói đầu Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc, các ngành kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ s và các cán bộ kỹ thuật phải có kiến thức tơng đối rộng và biết tận dụng sáng tạo những kiến thức đã chọn để giải quyết những vấn đề thờng gặp trong thực tế. Trong đó môn học Nguyên lý và dụng cụ cắt là một trong những môn chính của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy. Trong quá trình 2 năm học tập và rèn luyện tại trờng, thời gian làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, trang bị cho bị sinh viên những kiến thức cơ bản và kỹ năng vận dụng sáng tạo những kiến thức để làm Cơ khí sau 2 năm học tập và thực tập em đợc nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế và lập quy trình cônđồ án cũng nh trong công tác sau này. Là một sinh viên chuyên ngành g nghệ chế tạo mũi khoan xoắn 17 do thầy giáo Trịnh Khắc Nghiêm hớng dẫn. Đối với em đây là một đề tài khá phức tạp, nhng đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn và với những lỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù vậy bản đồ án của em vẫn không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy em rất mong đợc sự chỉ bảo thêm của thầy giáo hớng dẫn và các thầy cô giáo trong bộ môn giúp em hiểu sâu hơn về môn học cũng nh các phơng pháp thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt một cách hợp lý hơn. Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Trịnh Khắc Nghiêm đã tận tình chỉ bảo để em hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô trong bộ môn và khoa Cơ khí chế tạo máy. Thái Nguyên ngày tháng năm 2003 Sinh viên Hồ văn cờng SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 1 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 Mở ĐầU TổNG QUAN Về MũI KHOAN Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của k hoa học hiện đại và việc áp dụng nhiều biện pháp cũng nh nhữnh thàng quả hiện đại vào trong sản xuất vì vậy ma nhu cầu đòi hỏi chất lợng sản phẩm ngày càng cao hơn . Và trong công nghệ sản xuất dao cắt nói chung và trong công nghệ chế tạomũi khoan nói riêng vịêc không ngừng nâng cao chất lợng cũng nh hoàn thiện kết cấu là một nhu cầu luôn đợc đề ra để đáp ứng đợc nhu cầu thiết yếu của của nền công nghiệp hiện đại. Với đặc điểm của mũi khoan là chi tiết dạng trục nó là dụng cụ cắt để gia công lỗ hình trụ trên vật liệu đặc , khoan rộng lố đã có sẵn . Mũi khoan có thể khoan thông hoặc không thông tuỳ thuộc vào yêu cầu của chi tiết gia công . Gia công bằng mũi khoan đạt đợc độ chính xác cấp 11 ữ 12 cấp nhẵn bề mặt 3 ữ 5 (R a = 5 ữ 20) (R z = 20 ữ 80) Do độ chính xác đợc dùng để gia công thô. Với công nghệ hiện đại , ngày nay có rất nhiều phơng pháp gia công mũi khoan . Tuỳ thuộc vào kích thớc của mũi khoan yêu cầu ma ta có những phơng pháp chế tạo thích hợp . Vơí từng loại công dụng mà mũi khoan có các loại sau. +Mũi khoan nòng súng(mũi khoan lỗ sâu). SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 2 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 Khi khoan lỗ sâu để han chế những nhợc điểm do mũi khoan ruột gà ngời ta sử dụng mũi khoan kiểu nòng súng. +Mũi khoan tâm . +Mũi khoan xoắn (mũi khoan ruột gà). Hiện nay mũi khoan xoắn là loại đợc sử dụng nhiều nhất , nó có thể khoan cả lỗ sâu lẫn lỗ lông tuỳ thuộc vào yêu cầu . _Một số yêu cầu của mũi khoan xoắn. +Vật liệu chế tạo :có thể dùng thép Y12A,9XC, P9, P18 hoặc gắn mảnh hợp kim cứng . +Độ cứng sau nhiệt luyện : HRC 60 ữ 65 . +Độ nhẵn bề mặy sau, cạnh viền mặt chuôi không thấp hơn cấp 8. Độ nhẵn mặt rãnh không thấp hơn cấp 7. SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 3 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 +Độ côn ngợc trên phần làm việc :0.04ữ0.09mm trên 100mm chiều dài. +Đòng kịnh lõi mũi khoan có thể cố định hoặc tăng dần về phía chuôI t 1,4ữ1.8mm trên 100mm chiều dài. +Độđảo hớng kính giữa phần làm việc với phần chuôi không đựơc vợt qua trị số sau: đờng kính D 20mm là 0.12mm. Đờng kính D> 20ữ50 mm là 0.15. Đờng kính D>50mm là 0,18. +Sai lệch các góc mũi khoan khồng vợt quá 2 . Với những yêu cầu kỹ thuật trên để cụ thể hoá quá trình chế tạomũi khoan xoắn tiêu chuẩn 17 ta bớc vào thực hiện các phần sau. SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 4 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 hiện đại chính vì vậy mà nhu cầu đòi hỏi lỗ có sẵn. Lỗ khoan có thể khoan thủng hoặc không thủng tuỳ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công. cao và độ nhẵn bề mặt của chi tiết gia công đạt đợc không cao nên mũi khoan thờng Gia công bằng mũi khoan đạt đợc độ chính xác cấp 11 ữ 12 cấp nhẵn bề mặt 3 ữ 5 (R a = 5 ữ 20) (R z = 20 ữ 80) Do độ chính xác đợc dùng để gia công thô. Tuỳ thuộc vào công dụng mà mũi khoan có những loại sau: + Mũi khoan loại sâu + Mũi khoan lỗ tâm + Mũi khoan xoắn ở đây ta chỉ xét mủi khoan xoắn. II. Chọn vật liệu làm dao Để đảm bảo khả năng cắt gọt của mũi khoan vật liệu để chế tạo mũi khoan cần đảm bảo những yêu cầu sau: - Độ cứng: Phải có độ cứng lớn hơn độ cứng của vật liệu gia công. - Độ bền cơ học: Chịu đợc lực và xung lực lớn. - Tính bền nhiệt: Khả năng làm việc ở nhiệt độ cao trong thời gian dài. - Tính chịu mài mòn: Nguyên nhân gây ra mòn dao là do hiện tợng dính giữa vật liệu dao và vật liệu gia công ở nhiệt độ chảy dính. Vì vậy độ cứng của vật liệu làm dao càng cứng thì tính chịu mài mòn càng cao. - Tính công nghệ: Tính tôi tốt, độ thấm tôi cao thoát các bon khi nhiệt luyên thấp độ dẻo ở trạng thái nguội và nóng, rễ gia công độ dẫn nhiệt cao có thể chịu đợc va chạm. - Tính kinh tế: Giá thành thấp. Hiên nay có các loại vật liệu làm dùng dụng cụ cắt nh : + Thép các bon dụng cụ. SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 5 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 + Thép hợp kim dụng cụ. + Thép gió. + Thép hợp kim cứng. 1. Thép các bon dụng cụ . - Để đảm bảo cho thép các bon dụng cụ có đủ độ cúng và độ bền, tính chịu mài mòn thì hàm lợng các bon trong thép phải ở trạng thái khoảng 0,7% % C 2,14% - Độ cứng sau khi tôi đạt HRC 60 ữ 62, sau khi ủ độ cứng HB = 107ữ 217 nên dỡ gia công bằng cắt và bằng áp lực. - Thép các bon dụng cụ có đặc điểm sau: + Tính thấm tôi thấp: Do tính thấm tôi thấp nên phải tôi trong nớc, khiến cho dụng cụ sau khi tôi dễ bị nứt vỡ, h hỏng. + Tính chịu nóng thấp vì không đợc hợp kim hoá nên Mác ten xít của thép dễ bị phân tích khi nung nóng làm cho độ cứng của dụng cụ giảm nhanh. + Thép các bon dụng cụ Y7, Y8, Y9, Y10, Y12, Y13 làm việc ở tốc độ thấp 5 ữ 10 (m/ph), độ bền nhiệt (200 ữ 250) 0 C. 2. Thép hợp kim dụng cụ : - Thép hợp kim dụng cụ là thép có hàm lợng các bon và hàm lợng một số nguyên tố tơng đối cao (0,5 ữ 3 % C) - Thép XB (crwMn) ít bị biến dạng trong khi nhiệt luyện cho nên dùng để chế tạo dao có kích thớc nhỏ, chiều dài lớn. - Tôi trong dầu độ cứng đạt đợc > HRC 60 làm việc với tốc độ V = 14 (m/ph) t 0 = 250 ữ 300 0 C 3. Thép gió. Thép gió là thép dụng cụ hợp kim cao, có tính tự tôi trong đó nguyên tố hợp kim chủ yếu là W và Cr. SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 6 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 - Thép gió có độ bền nhiệt cao (600ữ 650) 0 C, chịu độ mài mòn tốt, độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt HRC (60ữ65) D vậy khi chọn thép gió làm dụng cụ cắt sẽ nâng cao đợc tốc đọ cắt từ 2ữ 3 lần so với thép hợp kim dụng cụ khác. Tốc độ cắt tối đa của thép gió là V = 50 (m/ph). - Mác thép thờng dùng phổ biến thờng là P9 và P 18. Ngoài ra còn sử dụng P9 4, P16 2, P9K5, P10K5. Nói chung khả năng cắt và tuổi bền khi làm việc ở tốc độ cao của thép gió P9, P18 là tơng đơng nhau. Khi làm việc ở tốc độ thấp thì nhân tố quyết định độ bền của dao không phải là độ bền nhiệt mà là khả năng mài mòn ở trạng thái nguội. Trong trờng hợp này tuổi bền của dao P18 lớn hơn gấp 2 lần tuổi bền của dao P9. Vì hàm lợng Va na đi cao hơn P9 (90w9Cr4V2) nên P9 cứng hơn, khó mài hơn P18 (75w18Cr4V). Khi mài sắc dao P9 dễ gây ra hiện tợng cháy bề mặt, do đó mà độ cứng giảm. Thép P9 có hàm lợng các bít ít nên dễ gia công ở trạng thái nóng, điều này quan trọng đối với các loại dao mà phải gia công đợc ở thời điểm biến dạng dẻo. Nhợc điểm: Cơ bản của thép gió dẫn nhiệt kém, tôi và ram phức tạp. P9: Sai số cho phép của nhiệt độ tôi không qúa 20 0 C. P18: Sai số cho phép của nhiệt độ tôi không qúa 10 0 C. - Nếu nhiệt độ tôi qúa thấp thì độ hạt lớn nên làm cho cơ tính giảm. Nếu qúa cao thì sẽ gây ra cháy bề mặt làm giảm độ cứng. - Trong thép gió P9 và P18 thì hàm lợng (M 0 ) nhỏ không qúa 0,3 %. Để đảm bảo giảm lợng (w) trong thép có hàm lợng (M 0 ) theo tỷ lệ 1% M 0 thay thế cho 2% w và lúc này nhận đợc thép gió w. Nói chung tính năng của 2 loại thép gió w và M 0 là nh nhau. 4. Hợp kim cứng . SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 7 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 Hợp kim cứng là vật liệu có tính năng cắt tốt, có độ cứng HRC < 70, độ bền nhiệt cao (800ữ1000) 0 C. có cả ti tan từ 5ữ6% Dao làm bằng hợp kim cứng cho phép cắt ở tốc độ cao V = 100ữ 200 (m/ph). Vì vậy mà năng xuất cao gấp 2ữ3 lần thép gió. Tuy vậy dao hợp kim cứng có độ bền uốn kém, độ dẻo kém. Do vậy nó cần làm việc ở điều kiện không có va đập, lợng d gia công phân bố đồng đều, độ cứng vững của công nghệ cao. - Hợp kim chia làm 3 nhóm: + Nhóm 1 các bít WC (Các bít vônfram). Tổ chức gồm: W +C 0 , kí hiệu BK. Thờng dùng gia công gang và kim loại mầu. + Nhóm 2 các bít WC + Tic. Tổ chức gồm: WC + Tic+C 0 , kí hiệu TK Loại này có độ cứng cao, thờng dùng để gia công thép gió. + Nhóm 3 các bít WC + Tic + TaC. Kí hiệu TTK. Thờng đợc dùng gia công vật liệu có độ cứng và độ bền cao. Ngoài ra một số vật liệu kể trên ngày nay ngời ta còn sử dụng vật liệu gốm để làm dụng cụ cắt cho năng xuất cao. Thông qua việc phân tích tính chất và công dụng một số loại vật liệu thờng dùng chế tạo dụng cụ cắt, ta thấy rằng, để gia công vật liệu là thép có độ cứng trung bình mà dụng cụ là mũi khoan thì việc chọn vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió P18 là hoàn toàn hợp lý. Vì nó có đầy đủ độ bền f tốt nhất là độ mòn ở trạng thái nguội, tính ổn định khi nhiệt luyện, tính mài tốt hơn, đặc biệt khi mài sắc. Bảng thành phần hoá học của thép gió P18 Thành phần hoá học Các bon Vonfram Crôm Vanađi % 0,75 18 4 1 III. Kết cấu mũi khoan - Mũi khoan xoắn tiêu chuẩn 17. SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 8 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 + Vật liệu chế tạo : hép gió P18. + Kích thớc mũi khoan: Tra trong sổ tay công nhân cơ khí (CPABO4HR- METAHCTA) ta có: d = 17,0 (mm) L = 230 (mm) l 0 = 135 (mm) l 1 = 78,5 (mm) l 2 = 90,5 (mm) D = 17,981 (mm) d 1 = d - 0,8 = 17,0 - 0,8 = 16,2 (mm) N 0 2 1. Kết cấu mũi khoan. - Kết cấu mũi khoan đợc chia làm 3 phần: + Cán dao. + Cổ dao. + Phần làm việc. a. Phần cán dao (l 1 ). - Cán dao dùng để định vị mũi khoan vào trục chính của máy hoặc các đồ gá, để truyền chuyển động và mô men xoắn khi cắt. - Với mũi khoan có đờng kính > 12 (mm) thờng dùng cán dao dạng côn Moóc. Dạng này có u điểm là khả năng định tâm cao giữa đờng tâm mũi khoan và đờng tâm máy, truyền đợc mô men xoắn lớn. Nhng có nhợc điểm là khó chế tạo. SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 9 d d 1 D e l 1 l 2 l 0 L R N 0 2 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 - Trên phần cán dao có phần chuôi dẹt (e) dùng làm chuẩn công nghệ trong qúa trình chế tạo và khi tháo mũi khoan ra khỏi trục chính hoặc đồ gá khi làm việc xong. (Theo sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4) ta có các kích thớc phần cán côn và phần chuôi dẹt nh sau: D D 2 d 3 l 1 b e t R r 17,981 14,095 13,6 78,5 6,3 16,5 10,5 6 1,5 b. Phần cổ dao. - Cổ dao là phần nối tiếp giữa cán dao với phần làm việc, nó có tác dụng tạo không gian thoát đá mài, nhãn hiệu còn đợc ghi ở đây. + Kích thớc đờng kính cổ dao đợc tính: d 2 = d - 0,8 = 17 - 0,8 = 16,2 (mm) + Kích thớc chiều dài cổ dao đợc tính: l 2 - l 1 = 90,5 - 78,5 =12 (mm) (Công thức tra trong sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4) c. Phần làm việc (l 0 ): Phần làm việc bao gồm phần định hớng và phần cắt. - Phần định hớng: Có tác dụng định hớng cho mũi khoan khi làm việc, nó còn là phần dự trữ để mài lại khi phần cắt bị mòn. SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 10 t l 1 d 2 b D R e R d 3 45 0 [...]... nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 - Chiều rộng rãnh b trong tiết diện vuông góc với phơng xoắn: b = 0,59 D = 0,59 17 = 10,03 (mm) SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 18 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 Hình trang19 đã vẽ trang riêng SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 19 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 Phần II Thiết kế quy trình công nghệ... xoắn 17 Phần II Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan i Đặc điểm kết cấu của mũi khoan Khi nghiên cứu chế tạo mũi khoan cũng xuất phát từ nguyên lý chung về thiết lập quy trình công nghệ về các yêu cầu chế tạo chi tiết Song ở đây mũi khoan đợc chế tạo là một loại dụng cụ cắt, chính vì vậy mà việc thiết kế quy trình công nghệ có những nét riêng bởi vì yêu cầu kỹ thuật, hình dáng, kích thớc... môn hoá cao, trang thiết bị dụng cụ chủ yếu là chuyên dùng, máy bố trí theo quy trình công nghệ, phơng pháp gá đặt tự động đạt kích thớc, phơng pháp đạt độ chính xác gia công là phơng pháp chỉnh sẵn dao, đồ gá, thiết bị do chuyên dùng Định mức kỹ thuật tỉ mỉ, chính xác Quá trình cộng nghệ đợc thiết kế, tính toán chính xác, văn kiện công nghệ tỉ mỉ thờng sử dụng đến phiếu nguyên công 2 Xác định dạng... nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 1 Chuẩn và chọn chuẩn - Chọn chuẩn là bớc đầu tiên quan trọng nhất trong quy trình công nghệ chế tạo chi tiết - Việc đảm bảo đợc các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết một phần quy t định độ chính xác về hình dáng, kích thớc trong quy trình gia công Tính trùng chuẩn cao, chuẩn tinh thống nhất thì đảm bảo sai số chuẩn = 0 - Qua bản vẽ chế tạo chi tiết thấy đợc chi tiết gia công... bảng 2- thiết kế đồ án CNCTM) Ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn III Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết máy, độ chính xác và vị trí tơng quan, chất lợng bề mặt và độ bền của mũi khoan nên tiến hành chọn phôi liệu là SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 25 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 rất quan trọng và cần thiết. .. phải thay đổi chuẩn Từ những yêu cầu và lời khuyên ta chọn chuẩn tinh là mũi tâm và độ côn ngợc, khi định vị khống chế 5 bậc tự do Sơ đồ định vị SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 28 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 b Chọn chuẩn thô - Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quy t định đến quá trình gia công và độ chính xác của chi tiết gia công - Chọn chuẩn thô cũng phải thoả... xuất này thờng sử dụng trang thiết bị vạn năng, bố trí theo nhóm, SVTH: Nguyễn Văn Thanh - Lớp TC2000M Trang 21 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mũi khoan xoắn 17 phơng pháp gá đặt là rà gá, phơng pháp đạt độ chính xác gia công là đo dò cắt thử Định mức kỹ thuật dựa vào kinh nghiệm, tài liệu công nghệ sơ lợc chỉ sử dụng phiếu tiến trình công nghệ Do đó phải sử dụng công nhân có tay nghề cao b... kho 35 M/C (nt) (nt) (nt) (nt) (nt) (nt) 3153Y (nt) 364M 3164M Bánh đánh bóng San ga, bàn máy Mũi tâm, côn ngợc, tốc Mũi tâm, côn ngợc, tốc Mũi tâm, côn ngợc, tốc Mũi tâm, côn ngợc, tốc Mũi tâm, côn ngợc, tốc Giá đỡ có bạc thay đổi Mũi tâm, côn ngợc, tốc * Phơng án 2: Bảng tiến trình công nghệ T2CN Tên công nghệ Máy 1 Cắt phôi 1K62 2 Khoả mặt đầu khoan tâm 1K62 Dao T15K6 T15K6 Đồ gá Khối V tiêu chuẩn... đề ra của chi tiết Để đảm bảo năng suất và các điều kiện trên, cùng với thực tế sản xuất cho thấy, mũi khoan xoắn 17 đợc chế tạo chuôi liền Phơng pháp này nguyên liệu không tốn kém hơn phơng pháp chế tạo chuôi hàn, công nghệ chế tạo đơn giản hơn, chất lợng chi tiết sau khi chế tạo đủ tin cậy a Quy trình công nghệ * Phơng án 1: Bảng tiến trình công nghệ: T2CN Tên công nghệ Máy 1 Cắt phôi 85661 2 Khoả... thể là mặt côn, mặt phẳng hay mặt trụ, tuỳ theo phơng pháp mài sắc và nhiệm vụ của mũi khoan Trong thực tế ngời ta thờng gặp một số phơng pháp mài sắc sau: Theo mặt côn, mặt trụ, mặt xoắn vít và theo hai mặt phẳng ở đây với mũi khoan tiêu chuẩn ta chọn mặt sau là mặt côn, phơng pháp này đợc dùng phổ biến hơn cả trong công nghiệp Mặt sau của mũi khoan là một phần của mặt côn với góc =150, mặt côn này