Phương trình ựường xoắn Acsimet ựỉnh răng dao phay có dạng:
θ π ρ 2 a R d = −
Trong ựó: R- bán kắnh lớn nhất của dao phay;
a = b.2π;
b- hệ số của ựường cong Acsimet.
Với góc sau α tại ựiểm khảo sát A thì cotgα = θ.
Hình 5.2 đường cong hớt lưng là ựường xoắn Acsimet 5.2.3. Lượng hớt lưng K và góc sau ở ựỉnh răng αd
Ta có lượng nâng của ựường xoắn Acsimet: a = K.Z
Trong ựó: K- lượng nâng của ựường xoắn ứng với một răng và ựược gọi là lượng hớt lưng.
Z- số răng dao phay.
Ta có tgα = K.Z/2πρ, nếu tại ựỉnh răng có góc sau là αd tương ứng với ρ=Re thì: tg αd = K.Z/2π Re
De- ựường kắnh ựỉnh dao phay;
αd- góc sau ở ựỉnh răng;
K- lượng hớt lưng. Trong thực tế K=0,5-12mm và ựược ghi rõ trên các
cam hớt lưng.
5.3. Thông số hình học phần cắt của dao phay hớt lưng a) đường kắnh ngoài của dao: D=D1 + 2H a) đường kắnh ngoài của dao: D=D1 + 2H
Trong ựó: D1- ựường kắnh vòng tròn ựáy răng, thường khoảng 1,6-2 lần ựường kắnh
lỗ gá d.
H- chiều cao răng. được xác ựịnh như sau:
H = h + k + r
Trong ựó: h- chiều cao profin chi tiết gia công cộng thêm 1-2mm.
k- lượng hớt lưng.
r- bán kắnh ựáy răng.
b) Phần lượn tròn chân răng: cung lượn bắt ựầu từ ựiểm hớt lưng cuối cùng M, có bán kắnh r nằm giữa cung có góc là ψ. Trong ựó r ựược xác ựịnh theo công thức:
r = R2.sin ψ/2
Hình 5.3 Yếu tố kết cấu của dao Bán kắnh R ựi qua ựiểm M ựược tắnh theo công thức:
R2 = 0,5D Ờ h Ờ ξ K
Trong ựó: ξ- hệ số tắnh ựến trị số hớt lưng ở ựiểm dao tiện thoát ra khỏi lưng răng, ξ=4/5.
c) đường kắnh lỗ d: ựược chọn trên cơ sở ựảm bảo sức bền và ựộ cứng vững của trục gá, ngoài ra còn phụ thuộc vào chiều cao profin.
đường kắnh lỗ d 16 22 27 32 40 50
đường kắnh dao phay D 40-50 55-65 65-70 70-130 130-195 195-230 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
d) Số răng Z: chọn sao cho ựảm bảo sức bền răng dao, ựủ không gian thoát phoi và khả năng mài sắc lại nhiều lần.
Bảng số răng dao phay ựĩa modun
Modun m Chiều cao
profin h, mm Chiều cao răng H, mm đường kắnh dao phay D, mm Số răng Z Tỷ số D/h Tỷ số D/H 1 2,25 6,5 50 14 22,7 7,7 16 36 38 170 10 4,7 4,5
Bảng số răng dao phay không mài
Số răng Z 18 16 14 12 11 10 9 8 đường kắnh dao phay, mm 40 40-45 50-55 60-75 80-105 110-125 130-140 150-230 Hình 5.3 Trị số góc dao e) Góc rãnh giữa các răng:
Góc rãnh giữa các răng ựược xác ựịnh theo công thức: θ = ộ + η
để ựảm bảo sức bền răng sau khi mài sắc lại nhiều lần thì cần tạo ra góc ộ = 150-200. ựiều này ựảm bảo sức bền của răng khi mài sắc ựến lần cuối.
Cần có góc φ1 và góc φ2 ựể ựáp ứng yêu cầu công nghệ trong quá trình phay chế tạo,
(φ1+ φ2)=1030Ỗ-20.
Sau khi tắnh toán, trị số θ có thể ựược chọn theo dãy kắch thước thường dùng cho dao phay rãnh, θ= 180, 220, 250, 300, trong trường hợp ựặc biệt có thể lấy θ=450.
VẤN đỀ 6 THIẾT KẾ MŨI KHOAN 6.1. Công dụng và phân loại
a- Công dụng: mũi khoan thường dùng ựể - Tạo lỗ trên chi tiết;
- Mở rộng lỗ ựã có sẵn;
- Tạo những lỗ có bề mặt ựịnh hình như lỗ tâmẦ b- Phân loại:
Các loại mũi khoan thường gặp là: mũi khoan xoắn vắt, mũi khoan tâm, mũi khoan lỗ sâu, ựầu khoan vành. Trong ựó mũi khoan xoắn thường dùng rộng rãi hơn cả. Nó ựược dùng ựể khoan các lỗ có ựường kắnh ựến 80mm, ựạt cấp chắnh xác cấp 4, cấp 5, ựộ nhẵn bề mặt ựạt Ra=12,5-0,8ộm với các trường hợp sau:
- Không yêu cầu gia công thêm sau khi khoan; - Cần mở rộng sau khi khoan, khoét, doa; - Cần tạo ren sau khi khoan.
Theo tiêu chuẩn, mũi khoan xoắn ựược chia ra các nhóm sau: - Mũi khoan dài chuôi trụ;
- Mũi khoan ngắn chuôi trụ;
- Mũi khoan trái chuôi trụ dùng trên máy tự ựộng; - Mũi khoan chuôi côn;
- Mũi khoan chuôi côn 4 cạnh.
6.2. Các yếu tố kết cấu của mũi khoan rãnh xoắn 6.2.1. Góc ở ựỉnh 2φ 6.2.1. Góc ở ựỉnh 2φ
Góc nghiêng chắnh φ là thông số quan trọng nhất của mũi khoan, quyết ựịnh ựến tuổi bền và năng suất khoan. Ảnh hưởng ựến thành phần lực cắt, chiều dài lưỡi cắt, tiết diện phôi cắt.
Khi φ tăng thì lực chiều trục P0, Px tăng, còn mô men xoắn Pz giảm. Khi giảm φ từ 700 ựến 450 thì lực chiều trục P0 giảm 40-50%, còn mômen xoắn Pz tăng lên 25-30%.
Nếu góc φ giảm thì ựộ nhọn của mũi khoan tăng, cho phép mũi khoan dễ dàng ựi sâu vào chi tiết khoan, tuy nhiên ựộ bền của nó sẽ giảm xuống. Căn cứ vào vật liệu gia công có thể chọn giá trị góc φ của ựỉnh mũi khoan như sau:
Vật liệu gia công Giá trị φ (ựộ)
Thép σb=400-1400N/mm2 58-60 Thép tấm 62 Thép không rỉ 58-60 Thép mangan (Mn) 58-60 Gang HB=130-220 58-60 đồng 58-60 đồng thau, ựồng thanh mềm 65
Nhôm, ựura, silumin, babit 65-70
Nhôm tấm, tấm ghép 50-55
Các hợp kim nhẹ 58-65 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vật ựúc bằng kim loại màu 58-60
Có thể giảm sự mài mòn tại phần cắt có ựường kắnh lớn nhất của mũi khoan bằng cách tạo ra lưỡi chuyển tiếp theo hai góc φ và φ0. Góc φ0 chọn trong khoảng 350-370, chiều rộng lưỡi chuyển tiếp B=0,18-0,22 lần ựường kắnh mũi khoan. Với ựiều kiện này, làm cho nhiệt cắt giảm ựi, tăng tuổi bền của mũi khoan và tăng ựược tốc ựộ cắt khoảng 25-30%.
Hình 6.2 Hình cắt mũi khoan mài kép góc φ và φ0
đối với các mũi khoan có ựường kắnh nhỏ hơn 10mm thì nên vê tròn lưỡi cắt với bán kắnh vòng tròn khoảng 0,3-1,2mm với chiều dài từ 2-6mm tại ựường kắnh lớn nhất của mũi khoan.
6.2.2. Góc nghiêng của rãnh xoắn
Góc nghiêng ω của rãnh xoắn ựược tắnh theo ựường kắnh ngoài của mũi khoan, với:
k S
D tgω= Π.
Trong ựó: Sk- bước của rãnh xoắn;
D- ựường kắnh ngoài của mũi khoan.
Khi góc ω tăng thì sự biến dạng của phoi giảm, làm cho quá trình cắt ựược dễ dàng hơn. Thực nghiệm cho thấy, khi góc ω tăng ựến 25-300, mômen xoắn và lực cắt giảm nhanh. Và nếu tiếp tục tăng góc ω thêm nữa thì sự giảm ựó biến ựổi không ựáng kể.
Tắnh chất của phoi phụ thuộc rất nhiều vào góc nghiêng ω. Nếu ω nhỏ, phoi có dạng dải dài và khó dịch chuyển trong rãnh, có thể tắc nghẽn làm gãy mũi khoan. Khi ω lớn thì phoi có dạng dây, dễ thoát theo rãnh. để nâng cao ựộ bền của mũi khoan tiêu chuẩn trong quá trình gia công kim loại màu thì nên chọn góc ω<350.
Với cùng một góc nghiêng, nếu ựường kắnh bé thì ựộ bền của mũi khoan sẽ giảm nhanh. Vì vậy nên chọn giá trị góc ω theo bảng sau:
đường kắnh mũi khoan
(mm)
0,25-1 1-1,4 1,45-1,5 1,55-3 3,1-4 4,2-6 6,2-8,2
đường kắnh mũi khoan
(mm)
8,5-11,5 11,6-16,5 16,5-22 22,5-33 33,5-44 44,5-80 -
Góc ω (ựộ) 28 29 30 31 32 33 -
Việc lựa chọn góc ω còn phụ thuộc vào vật liệu gia công:
- Khi gia công nhôm, ựồng ựỏ ω = 35-450.
- Khi gia công ựồng thau, ựồng thanh ω = 8-120.
- Khi gia công thép và gang có ựộ cứng cao hoặc qua nhiệt luyện (HB=300-350,
σb=1400-1500N/mm2), ựể tăng ựộ bền và giảm nhiệt cắt nên chọn ω=10-150.
- Khi khoan thép tấm ghép, các lá kim loại dẻo (nhôm, ựồng thau, thép) thì các mũi khoan tiêu chuẩn thường bị tắc và dễ gẫy. Khi ựó thường dùng mũi khoan có rãnh thẳng
ω=0 hoặc ω=10-120.
- Có thể cho ω thay ựổi theo chiều dài mũi khoan nhằm ựể cải thiện việc thoát phoi và tạo nên góc cắt thắch hợp trên phần cắt. Dạng thứ 1 với phắa ựầu có ω nhỏ hơn phắa ựuôi, ựược dùng khi gia công nhôm và ựồng ựỏ. Dạng thứ 2 với phắa ựầu có ω lớn hơn phắa ựuôi, dùng khi gia công lỗ có chiều sâu bằng hoặc lớn hơn 5 lần ựường kắnh mũi khoan.
Mũi khoan thường có rãnh xoắn phải, rãnh xoắn trái ắt dùng và chỉ dùng cho ựiều kiện gia công buộc phải theo chiều trái.
6.2.3. Các góc của lưỡi cắt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các góc của lưỡi cắt bao gồm góc trước γ và góc sau α, và cũng ựược gọi là góc mài sắc.
Góc sau α là góc giữa tiếp tuyến của mặt sau với vết của nó tại một ựiểm trên lưỡi cắt xét trong mặt phẳng ựo, và tiếp tuyến tại chắnh ựiểm ựó với vòng tròn tạo thành khi quay lưỡi cắt quanh trục của mũi khoan.
Hình 6.3 Góc của lưỡi cắt
Góc trước γ là góc giữa tiếp tuyến với vết của mặt trước tại một ựiểm xác ựịnh, và ựường pháp tuyến cũng tại ựiểm ựó với vòng tròn tạo thành khi quay lưỡi cắt quanh trục của mũi khoan.
Vì trong quá trình gia công, mũi khoan quay quanh và dịch chuyển dọc trục, nên tại một ựiểm bất kỳ của lưỡi cắt là một ựường xoắn vắt, có bước bằng lượng chạy dao. Chắnh vì vậy, cần phải xét ựến góc nghiêng θ, và lúc này làm cho α thành αỖ và γ thành γỖ với ựộ lệch là α = αỖ + θ.
Trong ựó: θ: góc giữa quĩ ựạo thực là ựường xoắn vắt và quĩ ựạo qui ước là ựường tròn.
Tại một ựiểm x bất kỳ ứng với ựường kắnh dx thì ta có công thức tắnh góc θx như sau:
x x d S tg . π θ =
Trong ựó: S: lượng chạy dao sau một vòng quay của mũi khoan;
Nhìn chung, góc θ không ảnh hưởng lớn ựến các góc cắt, vì vậy khi xét các góc trong quá trình cắt, ta không cần tắnh ựến ựại lượng này.
Xác ựịnh góc trước γ:
để xác ựịnh góc trước, cần biết vị trắ của mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trước và mặt cắt. Mặt phẳng thứ 1 ựược xác ựịnh bởi lưỡi cắt AB của mũi khoan, trong trường hợp AB
là ựường cong thì ựường thẳng khi này là tiếp tuyến với lưỡi cắt cong AB. đường thẳng thứ 2 là xE tiếp tuyến với mặt xoắn vắt tại ựiểm x trên lưỡi cắt.
đường thẳng xE nghiêng một góc ω với trục mũi khoan và nằm trong mặt phẳng T tiếp tuyến với mặt trụ tại ựiểm x.
Góc ω ựược tắnh từ công thức: ω tgω
R r tg = x
Trong ựó: ω- góc nghiêng của rãnh xoắn vắt tại Dmax;
R- bán kắnh mũi khoan;
rx- bán kắnh vòng tròn ựi qua ựiểm x.
6.3. Các kiểu mũi khoan
6.3.1. Mũi khoan ựược làm nguội từ phắa trong
để nâng cao năng suất và tuổi bền của mũi khoan thì cần có chế ựộ làm mát thắch hợp, bằng cách dẫn dung dịch làm nguội trực tiếp ựến vùng cắt. Nếu chế ựộ làm lạnh thắch hợp thì nhờ ựó mà một lượng nhiệt lớn ựược thoát ra khỏi vùng cắt và cho phép nâng cao chế ựộ cắt lên 40% khi khoan bằng mũi khoan thép gió.
đối với việc phun trực tiếp dung dịch làm nguội lên phoi sẽ giúp cho phoi ựược thoát ra một cách dễ dàng, và nhờ vào lực phun, phoi có thể bị vỡ vụn nên dễ dàng thoát ra theo rãnh thoát phoi.
đối với việc làm nguội bên trong, thường tại các me của mũi khoan người ta tạo ra các ống xoắn, dung dịch ựược dẫn theo lỗ ở phần chuôi hoặc cổ mũi khoan ựể vào ống xoắn.
6.3.2. Mũi khoan gắn mảnh hợp kim cứng
Mũi khoan gắn mảnh hợp kim ựược dùng rất phổ biến ựể gia công gang, ựảm bảo nâng cao năng suất lên gấp 2 lần so với mũi khoan bằng thép gió. Vì tắnh chất cơ lý của hợp kim cứng nên cần hệ thống công nghệ có ựủ ựộ cứng vững. Nếu không ựạt ựược ựiều này, có thể làm mảnh hợp kim cứng bị mẻ hoặc bị bật ra khỏi thân dao.
để nâng cao ựộ cứng vững và chống rung của thân dao, hoặc là làm lõi có ựường kắnh lớn gấp 0,25 lần ựường kắnh mũi khoan, hoặc là chiều dài phần làm việc của mũi khoan lấy nhỏ hơn khá nhiều so với chiều dài mũi khoan.
Vắ dụ, ựối với mũi khoan làm việc không có bạc dẫn l0=l+(1,5-2)d
Trong ựó: l0- chiều dài phần làm việc;
l- chiều sâu khoan; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
đường kắnh lõi tăng dần theo hướng chuôi dao với ựộ dốc 1,4-1,8mm trên 100mm chiều dài.
Các thông số hình học phần cắt của mũi khoan gia công gang
độ côn ngược ở phần sửa ựúng có ý nghĩa quan trọng ựối với khả năng làm việc của mũi khoan:
đường kắnh mũi khoan, mm
10-150 15-20 Lớn hơn 25
độ côn ngược, mm 0,03-0,05 0,05-0,08 0,08-0,12
Những trị số trên cho thấy ựộ côn là khá lớn so với mũi khoan thép gió. Nếu ựộ côn không ựủ sẽ làm cho mũi khoan bị kẹt trong lỗ và làm gãy mảnh hợp kim.
VẤN đỀ 7
THIẾT KẾ MŨI KHOÉT 7.1. Công dụng và phân loại
Khoét là một trong những nguyên công ựể gia công lỗ. Tuy nhiên khoét có các tắnh năng như sau:
- Tăng cường ựường kắnh lỗ sau khi ựã khoan, ựúc, rèn dập;
- Khoét sâu lỗ trụ ựồng thời khỏa bằng mặt ựáy lỗ;
- Khỏa bề mặt côn hoặc mặt bắch;
Hình 7.1 Các kiểu mũi khoét 7.2. Các yếu tố kết cấu của mũi khoét
Nhìn chung, mũi khoét cũng tương tự như mũi khoan, chỉ khác là có số răng nhiều hơn và không có mũi cắt ngang.
Mũi khoét ựã ựược tiêu chuẩn hóa, kết cấu chủ yếu của mũi khoét có thể kể ựến: phần cắt và phần sửa ựúng, số rãnh, các góc cắt và góc nghiêng của rãnh thoát phoi, góc nghiêng của lưỡi cắt chắnh, biên dạng rãnh và phần kẹp chặt.
7.2.1. Số rãnh
Mũi khoét thông thường có 3-4 rãnh. Trong trường hợp cần không gian thoát phoi lớn thì chỉ cần 2 rãnh; ựối với ựường kắnh 10-32mm thì thường là 3 rãnh; ựối với ựường kắnh lớn hơn 58mm thì nên là 6 rãnh.
Mũi khoét có gắn mảnh hợp kim cứng thường là 3-4 rãnh. 7.2.2. Phần cắt
Phần cắt dùng ựể cắt toàn bộ lượng dư, do ựó chiều dài phần cắt l ựược chọn theo chiều sâu cắt: l=(t+a)cotgφ
Trong ựó: φ- góc nghiêng chắnh
Hình 7.2 Các yếu tố phần cắt mũi khoét
Góc φ có ảnh hưởng lớn ựến hình dáng phoi và sự thoát phoi. Khi gia công thép, thường chọn φ=600. để nâng cao tuổi bền thì cần làm thêm lưỡi chuyển tiếp có góc φ1=300 với ựộ dài là 3t.
Khi gia công gang, góc φ=600 và không có lưỡi chuyển tiếp.
đối với mũi gắn mảnh hợp kim cứng lấy φ=600.
7.2.3. Phần sửa ựúng
Phần sửa ựúng nhằm ựảm bảo ựịnh hướng dao trong quá trình gia công, cũng như ựể dự trữ khi mài lại phần cắt, trên phần phụ có làm cạnh viền với chiều rộng 0,8-2mm (hình 7.4).
để cắt ựược dễ dàng và tránh cho mũi khoét không bị kẹt trong lỗ, phần sửa ựúng làm côn ngược, nghĩa là ựường kắnh ở phắa chuôi giảm dần. đối với mũi khoét có ựường kắnh dưới 18mm thì ựường kắnh giảm 0,04-0,08mm trên 100mm dài, và 0,05-0,1mm trên 100mm dài ựối với ựường kắnh lớn hơn 18mm.
Mũi khoét hợp kim cứng, ựộ côn ngược vào khoảng 0,05-0,08mm. 7.2.4. Các góc cắt
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});