PHẦN I

THIẾT KẾ MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN F30

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: 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.

          1. Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan.

          Chọn vật liệu làm dao là vấn đề hết sức quan trọng nó quyết định đến chất lượng 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 thước 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 thành dụng cụ. Khi tính toán kinh tế trong sản xuất cần xuất phát từ lượng tiêu hao dụng cụ cho một chi tiết gia công.

          Để chế tạo mũi khoan ta chọn vật liệu là thép gió ta chọn vật liệu là thép gió P18 là phù hợp và được sử dụng rộng rãi nhất. Vì thép gió có thể cắt với 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 như nhau do đó khi làm việc ở tốc độ cao thì chúng có tuổi bền gần như nhau. Nhưng khi làm việc ở tốc độ thấp thì thép 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 tôi hẹp hơn do đó gây khó khăn nhất định nhiệt độ không đảm bảo tính ổn định khi nhiệt luyện.

          - Với thép gió P18 f2 tuy có khả năng cắt cao hơn thép gió P18 nhưng nhược điểm  của nó không đồng nhất các bít lớn hơn 1 cấp so với thép P18 do đó cơ tính của nó kém hơn P18.

          - Thép nhãn hiệu P18 Me, P9 M các loại thép có các bít đen dễ mất các bon nên khi tôi phải nung nóng chúng trong lò đặc biệt có môi trường bảo vệ.

          Các loại thép gió có năng suất cao được chia làm hai nhóm:

          + Nhóm thứ nhất là nhóm có thêm Co ban

          + Nhóm thứ hai đặc trưng hàm lượng Vanađi

          Nhưng thép gió chứa Coban có các nhược điểm là độ dòn cao, dễ bị nứt nẻ bị mất Cacbon khi tôi và ủ nhưng 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 thì Cacbon mất độ cứng và độ chịu mài mòn nên không thể dùng Cacbon chế tạo dụng cụ làm việc ở điều kiện khó khăn.

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

          Hiện tượng gây quá nhiệt khi tôi làm kích thước của hạt tăng lên và đó là nguyên nhân tăng độ dòn và làm cho các lưỡi cắt bị mẻ. Do đó ta không thể chọn thép Cacbon dụng cụ để chế tạo mũi khoan.

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

          Các mác thép hợp kim đều có những nhược điểm khác nhau mà ta không thể chọn nó làm mũi khoan.

          2. Kích thước kết cấu của mũi khoan.

          Kết cấu của mũi khoan được chia làm 3 phần:

 

a) Phần cán dao l₁:  là bộ phận dùng để định vị mũi khoan vào trục chính của máy khoan hoặc vào các đồ gá mà dùng để truyền chuyển động và  mô men xoắn khi cắt.

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

          Với mũi khoan có đường kính f30 cán dao có dạng là côn moóc No3       vì nó có khả năng định tâm cao truyền mô men xoắn lớn hơn so với đuôi trụ.

         

Tra bảng 41 TKĐADC có:

D₁ = 31,544                   e = 20                             t = 10

d₂ = 19,1              R = 7                    r = 1,5

b = 7,9                  d₃ = 18                 L₁ = 99                

b) Phần cổ dao l₂: là phần nối tiếp giữa cán dao và phần làm việc nó có tác dụng thoát đá mài khi mài phần cán và phần làm việc. Thường ở đây được ghi nhãn hiệu mũi khoan.

          Với mũi khoan tiêu chuẩn F30, côn moóc số 3

          Phần cổ dao d₁ = d - 7 = 23mm

          l₂ = 4mm

          c) Phần làm việc l₀:

gồm có phần cắt và phần định hướng.

          * Phần cắt l_c: là phần cắt chủ yếu của mũi khoan dùng để cắt vật liệu tạo ra phoi nó gồm 5 lưỡi cắt là:

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

          - Lưỡi cắt chính: là giao của mặt trước với mặt sau, mặt trước của mũi khoan có dạng mặt xoắn, mặt phẳng hay mặt trụ phụ thuộc vào cách mài sắc.

          - Lưỡi cắt phụ: là giao của mặt sau với cạnh xiên nó chỉ tham gia cắt trên chiều dài 1/2 lượng chạy dao vòng.

          - Lưỡi cắt phụ ngang: là giao của mặt sau có dạng đường cong không gian. Nhưng hình chiếu của nó quy ước là đường thẳng.

-                     Mặt sau của mũi khoan là 1 hình bao của những vị trí lần lượt tiếp xúc với mũi khoan của mặt phẳng đá mài tương đối với mũi khoan đó.

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

          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 a càng lớn.

          Thường H = (0,07 ¸ 0,05) D

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

          w: góc xoay của mũi khoan do giữa các hình chiếu của trục lắc và lưỡi cắt 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 j₀ bao giờ cũng  nhỏ hơn góc  j là nửa góc nghiêng của mũi khoan, góc gá đặt mũi khoan dùng để điều chỉnh góc 2f và được xác định gần đúng.

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

          d: nửa góc nón mài (d = f₀ - s)

          Sơ đồ mài sắc theo mặt côn (như hình vẽ)                                                                     b)

          Đỉnh của nón mài ở phía sau mũi khoan góc giao nhau trong khoảng 80⁰ ¸ 100⁰.

          Đối với mọi kiểu mài sắc góc a trong tiết diện kẹp tăng lên theo hướng 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 lưỡi cắt ngang của mũi khoan.

          - Mài mặt sau theo mặt trụ tương tự như mài sắc theo mặt côn trong đó trụ 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 mũi             khoan do Liên Xô chế tạo, mũi khoan thực hiện 3 chuyển động tạo hình xoay quanh của nó.

Các kiểu mài sắc mặt  sau mũi khoan theo mặt côn                       

Các chuyển động tạo hình khi mài xoắn vít có quan hệ động học với nhau một vòng quay của mũi khoan tương ứng với chu kỳ chuyển động tịnh tiến như 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 lưng 0, c lắc. B - C chuyển động quay hành trình thuận khi hớt lưng và chuyển động của mũi khoan tiến gần tới đá mài. Hành trình thuận khi lắc là chuyển động đưa trục mũi khoan ra khỏi giới hạn cạnh góc của đá mài. Chuyển động tịnh tiến được thực hiện do tác động của Cam đĩa và Cam mặt đầu với độ nâng đều (đường xoắn Acximet) hoặc Cam lệch tâm góc sau tăng khi tăng hành trình hớt lưng và góc nghiêng của mũi khoan hoặc khi giảm hành trình lắc và đường kính của mũi khoan.

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

          Phương pháp mài mũi khoan thực hiện 3 chuyển động tạo hình quay xung quanh trục của nó. Chuyển động hớt lưng - chuyển động tịnh tiến dọc theo trục mũi khoan. Chuyển động xoay - chuyển động lắc xung quanh trục thẳng góc với trục mũi khoan.

          Nhờ chuyển động góc f₀ giữa trục mũi khoan và mặt phẳng đá trong hành trình mài sắc sẽ giảm cải thiện được điều kiện cắt trên lưới cắt ngang.

          * Mài sắc theo mặt phẳng là phương pháp tổ hợp vì mỗi mặt trong hai mặt phẳng tạo thành mặt sau của me được mài riêng rẽ giao tuyến của các mặt phẳng đi qua trục mũi khoan và tạo với lưỡi cắt chính một góc d=0¸40.

Lưỡi ngang của mũi khoan gồm hai đoạn thẳng nghiêng với điểm ở trên nhô ra cải thiện được điều kiện cắt của mũi khoan.

Ở thời điểm ban đầu  vào cắt và tăng độ chính xác khi khoan góc sau  mặt phẳng thứ nhất a₁ chọn tuỳ thuộc vào vật liệu gia công: góc sau của mặt phẳng thứ hai a₂ lấy trong khoảng 25 ¸ 40⁰.

Góc a₂ càng lớn thì lực chiều trục càng nhỏ và độ chính xác càng cao tuy nhiên độ nghiêng đột ngột của mặt phẳng thứ 2 làm giảm độ cứng vững của me làm yếu chân cắt vì thoát nhiệt kém hơn khi khoan vật liệu có độ bền trung bình và thấy mũi khoan thép gió có góc a₂ = 35 ¸ 40⁰.

Mũi khoan thép gió khi khoan vật liệu có a₂ = 25 ¸ 30⁰ để chuyển từ mài sắc theo mặt thứ nhất sang mặt thứ hai cần xoay mũi khoan quanh trục tuỳ với giao tuyến của các mặt phẳng. Các đồ gá lắp chuyên dùng để mài sắc theo hai kíp làm việc theo nguyên lý đó để tạo thành mặt phẳng thứ hai có thể chuyển bằng cách xoay mũi khoan quanh trục của nó trong hai phương án đó có hai mặt phẳng đều tạo thành một góc với trục mũi khoan so với mài sắc mũi khoan theo mặt phẳng góc sau nhỏ nhất có thể giảm từ 25⁰ đến 18⁰ nên mặt sau tạo thành bởi 3 hoặc nhiều mặt phẳng như thế góc sau cho phép có thể giảm đến 15⁰.

          Ta chọn góc sau ở đường kính ngoài mũi khoan là a = 12⁰ vì mài sắc mặt sau mũi khoan theo mặt côn.

          * Phần định hướng: có tác dụng định hướng mũi khoan khi làm việc và là phần dự trữ mài lại phần cắt đá bị mòn đường kính phần định hướng giảm dần về phía chuôi tạo thành góc nghiêng phụ f₁ để giảm ma sát trong quá trình cắt lượng giảm lấy từ  (0,03 ¸ 0,1)mm trên 100mm. Đối với mũi khoan f30 ta chọn độ côn ngược trên đường kính ngoài là 0,08 trên 100mm chiều dài phần làm việc của mũi khoan chiều rộng f và chiều cao h cạnh viền. Chiều dài trên phần định hướng có hai rãnh thoát phoi.

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

b = 0,59 ; D Þ b = 0,59 . 30 = 17,7 mm.

          Dạng xoắn vít nơi góc xoắn w = 18 ¸ 30 theo bảng 35 TKDCCKL với mũi khoan f30 lấy w = 30⁰. Dọc theo rãnh xoắn ứng với dải cạnh viền làm nhiệm vụ định hướng cho mũi khoan khi làm việc đồng thời có tác dụng làm giảm ma sát giữa mặt trụ mũi khoan với mặt đã gia công dải cạnh viền có chiều rộng r = (0,3 ¸ 2,6)mm và chiều cao h = (0,1 ¸ 1,2) mm trên 100 mm chiều dài của mũi khoan.

          Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn là lõi mũi khoan đường kính lõi được lấy bằng

d₀ = (0,25 ¸ 0,125)D = 3,75 ¸ 7,5, chọn d₀ = 7mm

                             D: đường kình mũi khoan

                   3. Thông số hình học của mũi khoan.

          - Góc trước g: góc trước của mũi khoan được đo ở tiết diện chính N-N là góc tiếp tuyến với vết của mặt trước tại một điểm của lưỡi cắt và đường thẳng góc với quỹ đạo cắt tại chính điểm đó. Góc trước của mũi khoan được lấy g = 18 ¸ 33⁰ theo bảng 37 TKDCCKL chọn g = 30⁰25’

          Để xác định góc trước cần thiết vị trí của mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trước và mặt phẳng thứ nhất có thể xác định bởi hai đường thẳng trong đó một đường thẳng là lưỡi cắt AB của mũi khoan còn đường thẳng kia là XE là tiếp tuyến nơi đường xoắn vít tại điểm x. Trên lưỡi cắt đường xoắn vít này là giao tuyến giữa hai mặt trụ với đường xoắn vít trước của rãnh mũi khoan.

Đường thẳng (XE) này nghiêng một góc w_x với trục mũi khoan trong mặt phẳng T tiếp tuyến với mặt trụ tại điểm x đã cho góc w_x được tính theo công thức:

                   tgw_x =

       w: góc nghiêng rãnh xoắn vít ở đường kính lớn nhất ứng với bán kính R

       R: bán kính mũi khoan

          r_x: bán kính vòng tròn đi qua điểm x

          Trên hình vẽ vị trí của mặt phẳng T được xác định bởi góc M_x giữa r_x và hình chiếu của lưỡi 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 đường thẳng một trong hai đường thẳng đó là lưỡi cắt NB còn lưỡi cắt kia là xH tiếp tuyến với mặt cắt tại điểm x của lưỡi cắt nghĩa là tiếp tuyến với vòng tròn tạo thành khi điểm x quay quanh trục mũi khoan đường thẳng xH cũng nằm trong mặt phẳng T. Góc trước g_Nx tại điểm x trong tiết diện N-N thẳng góc với cạnh cắt xác định theo công thức:

          tgg_Nx =

          Trong đó D_A: đường kính mũi khoan tại điểm A.

                       D: Là đường kính mũi khoan

                     j : Góc nghiêng chính

                      w : Góc xoắn

Với đường kính mũi khoan D = 30 tại điểm ngoài cùng thì  g = 30⁰ :( Bảng 37 TKDCCKL) 

          * Góc sau a: góc sau của mũi khoan được đo trên bề mặt quỹ đạo chuyển động của điểm nghiên cứu trên lưỡi cắt.

          (Tra theo bảng 38-TKDCCKL - chọn góc a = 8⁰)

          * Góc nghiêng chính f (còn gọi là góc ở đỉnh)

          Là phần chủ yếu của mũi khoan nó quyết định năng suất và tuổi bền của mũi khoan cùng với góc w của rãnh xoắn và độ lệch của lưỡi cắt so với trục đối xứng của rãnh mũi khoan góc f xác định góc trước g đo trong mặt phẳng thẳng góc với lưỡi cắt chính, khi giảm f cho phép mũi khoan dễ ăn sâu vào vật liệu lưỡi cắt dài ra nhờ đó thoát nhiệt dễ dàng hơn tuy nhiên độ bền của nó giảm xuống góc f được chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công. Để đảm bảo cho 2 lưỡi cắt chính đối xứng nhau qua trục mũi khoan cần quan tâm tới góc đầu khoan 2f.

          (Theo bảng 34-TKDCCKL-Chọn góc f = 60⁰ Û góc 2f = 120⁰)

          * Góc nghiêng phụ f₁:

          Góc nghiêng phụ ở mũi khoan được hình thành bởi độ côn ngược của phần định hướng thông thường f₁ = 2⁰ - 4⁰ (chọn f₁ = 4⁰)

          * Góc nghiêng rãnh xoắn w:

          Là góc giữa đường tiếp tuyến với đường xoắn tại một điểm nào đó với trục mũi khoan.

                   tgw =

          D: đường kính mũi khoan

          H: bước xoắn mũi khoan

          Trị số góc tại điểm ngoài cùng của mũi khoan được chọn. (theo bảng 35 TKDCCKL chọn w = 30⁰)

          H =

          * Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang Y:

          Giao tuyến giữa hai mặt sau tạo thành khi mài sắc mũi khoan. Nó được đặc trưng bởi một đoạn dài bởi góc Y gồm giữa trục đối xứng của mũi khoan là phương của hình chiếu lưỡi cắt ngang trên mặt phẳng thẳng góc với trục mũi khoan. Lưỡi cắt ngang có dạng đường cong không gian, nhưng hình chiếu của nó ta quy ước đường thẳng với mũi khoan xoắn có đường kính f30 (Theo bảng 38 TKDCCKL có góc Y = 55⁰).

          4. Chiều rộng me cắt của mũi khoan được xác định trong phương cùng góc với đường xoắn lấy chiều rộng me bằng chiều rộng rãnh

          b = 0,59 . D = 0,59 .30 = 17,7mm

 

          5. Profin dao phay rãnh mũi khoan có dạng

          R₀ = C_R . Cr . C_f . D

          C_R = = 0,513

          Cr =

          C_f =

          Nếu chọn đường kính ngoài của dao phay D_f để phay rãnh mũi khoan là:          D_f = 13

Þ      C_f = 1

Do đó: R₀ = 0,513 . D = 0,513 . 30 = 15,39

Bán kính nhỏ của Profin dao phay

R_k = C_k . D

C_k = 0,015 . w^0,75 = 0,015 . 30^0,75 = 0,192

Do đó: l_k­ = 0,192 . 22 = 4,224

Chiều rộng Profin dao phay

          B  » R₀ + R_k = 15,39 + 4,224 = 19,614 mm

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  ; cạnh viền, cán do đạt

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

- Độ đảo hướng trục của điểm cuối cùng của lưỡi cắt không quá 0,03mm trên toàn bộ đường kính.

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

PHẦN II

THIẾT KẾ QTCN CHẾ TẠO MŨI KHOAN

          A - ĐẶC ĐIỂM VÀ YÊU CẦU

          I. ĐẶC ĐIỂM:

Khi nghiên cứu QTCN chế tạo mũi khoan và phương pháp chế tạo mũi khoan ta cũng xuất phát từ nguyên lý chung về thiết lập QTCN các yêu cầu kỹ thuật 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 thuật hình dáng kích thước. Với dao cắt thường có những yêu cầu kỹ thuật cao hơn các chi tiết bình thường ngoài ra nó còn có những lưỡi cắt, góc cắt đòi hỏi phải gia công chính xác hơn.

Những đặc điểm đó là:

....................

L là chiều dài gia công bằng chiều dài rãnh xoắn, L = 200(mm)

Y₁ Là lượng ăn tới

Y₁ =

Y₂ Là lượng vượt quá của dao, Y₂ = 0

T₀ = = 6,45 (ph)

9. Nguyên công IX:In nhãn   

10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian

11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện

12. Nguyên công XII:  Mài sửa lỗ tâm

-         Thông số của đá mài: Sử dụng đá mài chuyên dùng với góc ở đỉnh

j = 60⁰

          - Vật liệu đá mài 'Á16-25-CK

-         Chiều sâu cắt t rất nhỏ nhằm sửa lại lỗ tâm

-         Lượng chạy dao S không tính đến

-         Vận tốc đá mài. Theo bảng X-93 STCNT 2, 3, 4 có V_Đ = 3 (m/s)

n_đ =  (v/phút)

Theo máy ta chọn n_M = 1920 (v/ph)

Þ V_T = = 1,69 (m/s)

- Công suất cắt tra bảng X-98 STCNCTM tập 2, 3, 4 có  N₀ = 0,9(KW)

- Thời gian cơ bản To

          To =  phút

13. Nguyên công XIII:Mài góc 2j

Thông số của đá pp250-20-80

C_TR40-50-MV₁G

Chiều sâu cắt t= 0,02(mm)

Lượng chạy dao, tra bảng X – 92c,S = 0,02(mm.vg)

Vận tốc đá mài V_Đ tra theo bảng X-93 STCN tập 2,3,4 có V_Đ =25(m/s)

Tốc độ vòng quay

n =  (v/ph)

Theo máy chọn n_M = 1620(v/ph)

V_ĐT =  (m/s)

Công suất cắt, tra bảng X-98-STCN tập 2,3,4 có N₀ = 2(KW)

Thời gian gia công cơ bản

T₀ =  = 1,15(ph)

14. Nguyên công XIV: Mài rãnh xoắn.

- Thông số đá mài: Đá mài định hình có biên dạng giống biên dạng của rãnh.

          D = 400 mm

          B = 20 mm

          d = 80 mm

- Chiều sâu cắt t = 0,15 mm

- Lượng chạy dao đá quay tròn tại chỗ, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến , S = 0,25 (mm/vg)

          - Vận tốc của đá mài và chi tiết.

          Tra bảng X-92 STCNCTM tập 2, 3, 4 được

V_CT = 30,2 (mm/ph),  V_đ = 30 (m/s), n_CT = 15 (v/ph)

-         Tốc độ vòng quay:

   n_đ =  v/phút

          - Theo máy chọn:

                   n_M  = 1410 ( v/phút) ÞV_đ = 30 (m/s) (Sổ tay CNCTM tập 2,3,4)

          - Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4 được

                                  N₀ = 2 (KW)

          - Thời gian cơ bản To:

          To =  phút

15. Nguyên công XV: Mài thô phần chuôi côn

- Thông số đá mài: Sử dụng đá mài phẳng pp250 - 20 - 80

Vật liệu đá C_TR40-50 MV₁G

-         Chiều sâu cắt t = 0,098 mm

Xác định tốc độ mài, tra bảng X-92 sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4 ta có

S_Đ = 6(mm/vg)               V_CT = 30 (m/ph)

V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400(v/ph)

Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

Theo máy chọn n_M = 1620 (v/ph)

Þ V_ĐT = = 21,2 (m/s)

          - Công suất cắt, tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có N₀ = 2( KW)

          - Thời gian cơ bản To

                   To =  phút

16. Nguyên công XVI: Mài tinh chuôi côn.

          Các thông số của đá giống mài tinh phần làm việc

          - Thông số của đá mài: Sử dụng đá mài phẳng

                   +  Ký hiệu PP250-20-80

                                      C_TR15-25-MV₁G

-         Chiều sâu cắt t = 0,1 mm

Xác định tốc độ mài , tra bảng X-92 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có

          S_Đ = 8 (mm/vg)              V_CT = 25 (m/ph)

          V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400 (v/ph)

          Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

-         Theo máy chọn n_M = 1620 v/phút

                   V_ĐT =  m/s

-         Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có

          N₀ = 1,5(KW)

 

-         Thời gian cơ bản To

          To =  phút

          17. Nguyên công XVII: Mài thô phần làm việc.

-         Thông số đá mài: Sử dụng đá mài phẳng pp250-20-80

C_TR40-50-MV₁G

          - Chiều sâu cắt:  t = 0,098 mm

-         Xác định tốc độ mài, Tra bảng X-92 STCNCTM tập 2,3,4 ta có

S_Đ = 6(mm/vg)               V_CT = 30 (m/ph)

V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400(v/ph)

`        Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

Theo máy chọn n_M = 1620 (v/ph)

Þ V_ĐT = = 21,2 (m/s)

          - Công suất cắt, tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có N₀ = 2( KW)

          - Thời gian cơ bản To

                   To =  phút

          18. Nguyên công XVIII: Mài tinh phần làm việc.

-         Thông số đá mài:  pp250-20-80

    C_TR40-50-MV₁G

-         Chiều sâu cắt t = 0,045 mm

Xác định tốc độ mài, tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 ta có

          S_Đ = 8 (mm/vg)              V_CT = 25 (m/ph)

          V_Đ = 30 (m/s)                 n_CT = 400 (v/ph)

          Þ n_Đ = = 2293 (v/ph)

-         Theo máy chọn n_M = 1620 v/phút

                   V_ĐT =  m/s

-         Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có

          N₀ = 1,5(KW)

          - Thời gian cơ bản To:

          To =  (ph)

          19. Nguyên công XIX: Mài sắc mặt sau.

- Thông số của đá:

- Số liệu: pp 3000-100-75

- Vật liêu: C_TR 9-8 CM₂K₆

- Chiều sâu cắt: t = 0,02 (mm)

-         Lượng chạy dao S = 0,025 (mm/vg)

Xác định tốc độ mài, Tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 ta có

          S_D = 8 (mm/vg)              n_CT = 300 (v/ph)

          n_Đ = 1400 (v/ph)

Chọn n = 1620(v/p)

- Công suất cắt: Tra bảng X-98  STCN CTM tập 2,3,4 có N₀ = 2,4 (KW)

- Thời gian cơ bản To:

          To =  phút

20. Nguyên công XX: Cắt thử

          Máy  : 2H125

          Dao   : P18

          Vật liệu cắt: Thép 45

Chiều sâu cắt t = D/2 = 30/2 = 15 mm

-         Theo bảng X-31-[II] có

C_v = 7; Z_v = 0,4;y_v=0,5;X_v=0;m=0,2

K_v = k_mv.k_nv.k_lv.k_uv

Trong đó: k_mv = 1,13-Bảng X-31[II]

                k_nv = 1-Bảng X-15[II]

               k_uv =0,3 - Bảng IIX-16[II]

               k_lv = 1 - IIX-37[II]

Thay vào ta được : k_v = 0,39

Tốc độ vắt:

V = (m/p)

Tốc độ vòng quay

n= (v/p)

Chọn n_m = 85(v/p)

Thời gian máy T₀

          T₀ = (ph)

Số lượng mũi khoan đem cắt thử

S_ct =0,03.N_i

Với N_i- Sản lượng cơ khí

N_i = 15913(chiếc)

Vậy S_ct = 0,3=03.15913 = 477,39

Lấy S_ct = 450(chiếc)

23. Nguyên công XXI: Tổng kiểm tra.

24. Nguyên công XXII: Bao gói, nhập kho

PHẦN VI

TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO

 NGUYÊN CÔNG  MÀI SẮC MẶT SAU

          I. Chọn chuẩn:

           Mài sắc mặt sau là nguyên công gia công tinh lần cuối để tạo mặt sau và góc sau mũi khoan và tạo góc sắc của mũi khoan. Mài góc sau chính xác sẽ đảm bảo sự đối xứng của hai lưỡi cắt chính. Muốn mài được mặt sau của mũi khoan ta phải khống chế 6 bậc tự do của mũi khoan. Muốn vậy ta phải sử dụng mũi tâm và dùng mặt phẳng của chuỗi dẹt và kết hợp cùng với hai cạnh viền để làm chuẩn định vị trong khi gá lắp mài.

          II. Phương pháp kẹp chặt.

          Ở nguyên công này lực cắt không lớn vì đây là nguyên công gia công tinh lượng dư nhỏ ta chọn phương án lực kẹp vuông góc với chuẩn định vị mặt trục.

          III. Nguyên lý làm việc.

          Mũi khoan được lắp trên khung hai và chỉnh vít 3 để đẩy mũi khoan đến vị trí gia công quay tay 6 để kẹp chặt mũi khoan rồi cho máy chạy. Sau đó dùng tay lắc côn 5 ở cuối cầu 5 có lắp đối trọng 4 có thể điều chỉnh khoảng cách từ nó đến tay quay, do lực đối trọng phù hợp với chi tiết mài khi cần thiết. Sau khi mài xong một mặt ta phân độ mũi khoan đi 180^o và tiến hành mài mặt thứ hai.

          IV. Ưu, nhược điểm.

          1) Ưu điểm:

            - Đảm bảo dễ dàng mài mặt sau.

          - Dễ dàng thao tác vận hành đơn giản.

          - Độ cứng vững cao.

 

          2) Nhược điểm.

          - Khoảng cách chỉ cho phép mài một loại mũi khoan có đường kính và chiều dài cố định.

          - Do khác là động cơ làm việc dùng tay lắc nên năng suất thấp.

          V. Tính lực kẹp.

          Trong quá trình mài bằng mặt đầu ta không cho dao chạy lên xuống dọc theo lưỡi cắt chính lên.

          - Dưới tác dụng của lực Pz , Pc thì mũi khoan có khả năng dịch chuyển nhỏ sau.

            + Quay quanh trục mũi khoan được khống chế bằng vít.

            + Quay lật theo chiều mặt phẳng ngang do Pz nhưng do bị khối V

                 khống chế.

            + Lật quanh do Pc gây ra chỉ có khả năng gá với định vị do đó tính

                lực kẹp theo khả năng này.

                   M_ms và M_x ® f_ms ® N ® W                (3)

                      (f_ms = N . f )

          Để chi tiết không bị xoay thì M_x < M_max theo thực nghiệm lực vòng cho mài được tính:

                   P_z = CP_z ´ V^0,7_t  ´ S^0,7 ´  t^0,6

          Với thép qua j_z  = 21,6 ;   V_tc = 2m/ph

                    S = 0,005 mm/HTK

                   t = 0,02 mm

          Þ  P₂  = 21,6 ´ 0,005^-0,7 ´ 2^0,7 x 0,02^0,6 = 35 kg = 350 N

          Ta có sơ đồ kẹp như hình vẽ, chi tiết được kẹp bằng hai mũi kẹp, với góc nghiêng của khối V là 120^o khi tác dụng lực kẹp W vào chi tiết thì xuất hiện phản lực pháp tuyến N trên má kẹp và xuất hiện F_ms .

                             F_ms = N ´ f

Trong đó:   f : hệ số ma sát;   f = 0,5

          Vậy theo sơ đồ kẹp:    M_ms = 4 ´ f ´ N ´

                                            M_x = P_z ´ 

          Þ P_z ´  £ f ´ N Þ   N ³ 

          Þ   N ³ 175 N

                 åM0₁  = W₁ ´ l₁ - P_x ´ l₁

          Þ  åM0₁  =  = 81,7

          Þ  W₁ = 81,7 N

          - Chiếu các lực lên phương thẳng đứng.

                   W₂ =  = 114,3 N

 

          VI. Tính đường kính bu lông ở trục tay quay.

          Ta có:        t_C  <  [ t_C ]

                             d ³

Trong đó:  K : hệ số an toàn;   K = 2

                   i : số mặt tiếp xúc ;  i = 2

                   [t­_C ] : ứng suất cho phép [t­_C ] = 100N/mm

                             f = 0,1

          Þ   d ³  = 8,8

          Ta chọn đường kính bu lông ;   d = 10mm

          III. Sai số chuẩn:   t_C = 0.

          - Để chi tiết không bị xoay thì M_x < M_max theo thực nghiệm lực vòng cho mài được tính:

                             P_z   = C_Pz ´ P^0,7_Ct  ´ S^0,7  ´ t^0,6

          Với thép:    C_Pz   = 21,6

                             V_Ct = 2 m/ph

                             S    = 0,005 mm/HTK

                             t     = 0,02 mm

                            P_z      = 21,6 ´ 2^0,7 ´ 0,005^0,7 ´ 0,02^0,6 = 35 kg

          Þ                  P_z = 350N

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

          1. hướng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt

                   ĐHKTCN - TN

          2. Nguyên lý và dụng cụ cắt

                   ĐHKTCN - TN

          3. Thiết kế dụng cụ cắt (Tập 1)

                   NXB KHKT

          4. Công nghệ chế tạo dụng cụ cắt

                   NXB KHKT - 1981

          5. Mài sắc dụng cụ cắt

                   NXB KHKT - 1980

          6. Kỹ thuật phay

                   NXB CNKT - 1984

          7. Kỹ thuật tiện

                   NXB ĐH & GDCN - 1989

          8. Sổ tay CNCTM tập 1,2,3,4

                   NXB KHKT

          9. Giáo trình vật liệu học tập 1,2

                   ĐHKTCN - TN

          10. Đồ gá

                   NXB KHKT - 1999

          11. Thiết kế đồ án CNCTM

                   NXB KHKT - 1999

          12. Công nghệ chế tạo máy tập 1,2

                   ĐHBKHN - NXB KHKT - 1998

  

MỤC LỤC

PHẦN I: Thiết kế mũi khoan tiêu chuẩn F30           PHẦN II: Thiết kế QTCN chế tạo mũi khoan           PHẦN III: Thiết lập QTCN chế tạo mũi khoan            PHẦN IV: Tính và tra lượng dư            PHẦN V: Tính và tra chế độ cắt cho các nguyên công

5 16 29 63 71