Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu tham khảo thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn 17 cới sản lượng 10.000ct/năm
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên Lời nói đầu Có thể nói, dụng cụ cắt đóng một vai trò quan trọng trong ngành chế tạo cơ khí. Cho dù trình độ khoa học kỹ thuật có tiên tiến, hiện đại đến đâu, phơng pháp gia công bằng cắt gọt vẫn giữ vị trí hàng đầu và phổ biến trong việc chế tạo các trang thiết bị máy móc hiện đại, các sản phẩm có độ chính xác cao. Chất lợng của dụng cụ cắt ảnh hởng quyết định đến năng suất cắt, chất lợng gia công, giá thành và tuổi thọ của sản phẩm đồng thời góp phần cải thiện điều kiện làm việc. Sau thời gian học tập tại trờng, em đợc giao đề tài làm đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn 27 với sản lợng 10.000ct/năm. Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn của các thầy cô trong bộ môn Nguyên lý dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật và đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Hùng cùng với sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đề tài. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên không thể tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy cô để em nâng cao thêm kiến thức nhằm đáp ứng các yêu cầu công việc của em sau này. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thiết kế Ngọ Quang Hiệp Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 1 SVTH: Ngọ Quang Hiệp trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên phần I phân tích chi tiết gia công Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 2 SVTH: Ngọ Quang Hiệp trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên I. Đặc điểm và công dụng của mũi khoan Mũi khoan thuộc dạng họ trục là đại diện cho nhóm dụng cụ cắt có chuôi, đợc sử dụng rộng rãi để gia công thô các lỗ thông và không thông có đờng kính (0,25 ữ 80)mm. Mũi khoan có nhiều loại: mũi khoan xoắn, mũi khoan dẹt, mũi khoan lỗ sâu, mũi khoan tâm Trong đó mũi khoan xoắn đ ợc sử dụng phổ biến nhất. Các kiểu mũi khoan: - Mũi khoan tâm: Dùng để chế tạo lỗ tâm. Về kết cấu mũi khoan tâm có: mũi khoan tâm loại đơn giản không khác gì so với mũi khoan rãnh xoắn, mũi khoan tâm tổ hợp có phần cắt ở cả hai đầu để tận dụng đợc vật liệu. - Mũi khoan sâu: Để khoan các lỗ có chiều sâu lớn hơn 5 lần đờng kính trở lên. - Mũi khoan dẹt: Loại mũi khoan này dùng trong những trờng hợp yêu cầu dụng cụ cắt có độ cứng vững cao. Mũi khoan dẹt dễ chế tạo nhng nhanh mòn, khó thoát phoi, tuổi thọ thấp, năng suất và độ chính xác gia công không cao. - Mũi khoan xoắn có đặc điểm: Tuổi thọ dao lớn, số lần mài lại nhiều, độ chính xác gia công cao do có phần định hớng trong kết cấu mũi khoan. Năng suất gia công của loại dao khoan này cao hơn mũi khoan dẹt, khả năng thoát nhiệt, thoát phoi tốt. Tuy nhiên việc chế tạo phức tạp hơn. Nhng ngày nay nhờ khoa học kỹ thuật phát triển nên đã có những máy chuyên dùng để gia công. Vì vậy, mũi khoan xoắn đợc sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. 1. Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 3 SVTH: Ngọ Quang Hiệp trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên Chọn vật liệu làm dao là vấn đề rất quan trọng, nó quyết định tới chất lợng và giá thành của dụng cụ cắt. Để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp cần phải dựa vào một số đặc điểm sau: - Vật liệu gia công - Kích thớc và điều kiện làm việc của dụng cụ cắt - Khả năng công nghệ nơi chế tạo và tính công nghệ của vật liệu chọn làm dao cắt. - Giá thành của vật liệu chọn làm dao Tóm lại, phải chọn vật liệu làm dao sao cho tiết kiệm vật liệu nhất, chi phí công nghệ ít nhất mà vẫn đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật. Để chế tạo mũi khoan có rất nhiều loại vật liệu nh: Thép các bon dụng cụ, thép hợp kim, thép gió, thép kết cấu. - Thép cácbon dụng cụ sau nhiệt luyện có độ cứng (62 ữ 64) HRC, tính công nghệ tốt nhng vận tốc cắt nhỏ (V = 10 ữ12 m/ph), tuổi bền nhiệt thấp (200 ữ 250) 0 C có các mác Y7 ữ Y13. Ngoài ra độ thấm tôi của thép các bon dụng cụ thấp. - Các hợp kim so với thép các bon có u điểm hơn về độ dai và ít bị biến dạng khi nhiệt luyện, tuy tính cắt không hơn nhiều thép các bon dụng cụ (tuổi bền nhiệt 200 ữ 250 0 C). - Thép gió: Là loại thép chứa trong thành phần ngoài các bon ra còn có các nguyên tố hợp kim khác nh: W, Cr, M, V có khả năng tạo thành cácbit bền vững sau nhiệt luyện. Các loại thép gió sau nhiệt luyện (tôi cải thiện) có độ bền, độ cứng, độ chống mài mòn và tuổi bền nhiệt cao (600 ữ 650 0 C). Điều này cho phép tăng tốc độ cắt của dao thép gió lên 2 ữ 4 lần so với dao bằng thép các bon. Ưu điểm của thép gió là có khả năng cắt với tốc độ cao Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 4 SVTH: Ngọ Quang Hiệp trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên khi gia công các loại thép có độ bền và độ cứng sau: ( b = 100kg/mm 2 và HB = 200 ữ 250). Có nhiều loại thép gió nh: P18, P9, P182, P95, P9K5, P144, P18K52 So sánh giữa các loại thép gió em nhận thấy: Thép P18 và P9 có tính bền nh nhau khi làm việc ở tốc độ cao, nhng khi làm việc ở tốc độ thấp thì thép P18 chịu mài mòn tốt hơn và nó có tuổi bền cao hơn 2 lần so với dụng cụ cắt làm bằng thép P9. Ngoài ra tính công nghệ của thép P18 tốt hơn nhiều thép P9. Thép P182 tuy có khả năng cắt cao hơn so với thép P18 nhng nhợc điểm của nó là độ không đồng nhất các bít lớn hơn so với thép P18, dẫn đến cơ tính của thép P182 kém thép P18. Còn nhiều mác thép gió khác nhng do yếu tố trong đó có yếu tố giá thành nên em chọn thép gió P18 làm vật liệu chế tạo mũi khoan xoắn 27 tiêu chuẩn. 2. Kích thớc mũi khoan Kết cấu của mũi khoan đợc chia thành ba phần. Theo bảng 4.60 và 5.1 [5] có: L 0 = 185 mm; L = 305 mm; L 1 = 99 mm; L 2 = 12 mm Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 5 SVTH: Ngọ Quang Hiệp D e = 20 L 2 = 12 L 1 = 99 L 0 = 185 L = 305 R N 0 2 9 trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên 2.1. Phần cán dao L 1 Là bộ phận định vị mũi khoan vào trục chính máy khoan hoặc vào các đồ gá, dùng để truyền chuyển động hoặc mômen xoắn. Trên phần cán côn có chuôi dẹt e dùng làm chuẩn công nghệ trong quá trình chế tạo hay tháo mũi khoan sau khi cắt xong. Với mũi khoan có đờng kính 27 cán dao là côn mooc N 0 3. Loại chuôi này có khả năng định tâm cao và truyền mô men xoắn lớn hơn so với đuôi trục. Tra bảng 5.1 [5] có: Côn mooc N 0 3 D D 1 d 2 d 3 L 1 L 2 L 3 L 4 A b e R t 23,825 24,1 18,5 19,1 99 121 94 121 5 7,9 20 7 13 2.2. Phần cổ dao L 2 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. Thờng thì nhãn hiệu mũi khoan đ- ợc ghi ở đây. Với mũi khoan tiêu chuẩn côn mooc số 3 thì đờng kính phần cổ dao là:18,5 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 6 SVTH: Ngọ Quang Hiệp t L 4 = 120 d 3 b D R e D 1 L 2 L 3 = 94 d 2 trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên 2.3. Phần làm việc 2.3.1. Phần cắt L C Là phần dùng để cắt vật liệu tạo ra phoi, nó gồm 05 lỡi cắt chính là: 02 lỡi cắt chính, 02 lỡi cắt phụ, 01 lỡi cắt ngang. - Lỡi cắt chính: Là giao của mặt trớc và mặt sau, mặt trớc của mũi khoan có dạng xoắn vít, mặt sau có thể là mặt xoắn vít, mặt côn hay mặt phẳng tuỳ theo phơng pháp mài. - Lỡi cắt phụ: Là đờng xoắn chạy dọc cạnh viền của mũi khoan. Nó chỉ tham gia cắt trên một đoạn ngắn chừng 1/2 lợng chạy dao. - Lỡi cắt ngang: Là giao của hai mặt sau. Nó gần nh không tham gia cắt và gây nên lực chiều trục lớn. Trong thực tế thờng gặp một số phơng pháp mài sắc: Mài sắc theo mặt côn, theo mặt xoắn vít, theo hai mặt phẳng. Xét phơng pháp mài sắc theo mặt côn vì phơng pháp này phổ biến hơn cả trong công nghiệp. Mặt trớc của mũi khoan đợc mài sắc khi mài rãnh phoi. Mặt sau của mũi khoan là một phần của mặt côn mài với góc côn , đây là mặt côn tởng tợng đợc tạo nên nhờ động học và kết cấu máy. Các thông số mài sắc theo mặt côn: - K là khoảng cách giữa trục mũi khoan với trục của mặt côn mài, K càng lớn thì trị số góc sau càng lớn. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 7 SVTH: Ngọ Quang Hiệp h f d 0 r R trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên K = 6 1 13 10 ữ ữ (mm) - h là khoảng cách từ đỉnh mặt côn mài tới trục mũi khoan (mm) - là góc giao giữa trục mặt côn mài và trục mũi khoan (độ) - 0 là góc gá đặt mũi khoan, hình thành bởi trục của mũi khoan và bề mặt làm việc của đá mài (độ). Trị số của 0 thờng nhỏ hơn góc nghiêng chính . Góc gá đặt mũi khoan dùng để điều chỉnh góc đầu khoan 2, đợc xác định gần đúng theo bảng 14 [2]. - là góc côn của mặt côn mài: = ( 0 - ) (độ) */ Sơ đồ mài sắc theo mặt côn k k I I I I II II I - I II-II k a. Mài sắc theo phuơng pháp Uosborn I - I II I II-II I II k k k b. Mài sắc theo phuơng pháp Veisker + Mài sắc theo phơng pháp Uosborn: Đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì lỡi cắt sau khi mài có sức bền đều do góc trớc sẽ lớn lên và góc sau giảm khi đờng kính mũi khoan tăng. Góc sau ở tiết diện vuông góc với trục Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 8 SVTH: Ngọ Quang Hiệp trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên mũi khoan tăng nhanh hơn nên thuận lợi khi làm việc ở tốc độ thấp. Các kiểu máy thờng sử dụng: 3652; 3657; M201 + Mài sắc theo phơng pháp Veisker: Khi mài theo phơng pháp này đỉnh côn mài thấp hơn đỉnh mũi khoan và trục côn mài vuông góc với trục mũi khoan. Đỉnh côn mài trong trờng hợp này nằm dới đỉnh mũi khoan còn góc giữa trục mũi khoan và côn mài = 90 0 . Mài mặt sau của mỗi mặt cắt theo mặt côn đợc thực hiện riêng theo gá đặt mũi khoan bằng cách quay một góc 180 0 . Khi mài dùng mặt đầu của đá nằm trên đờng sinh của côn mài, mũi khoan đợc gá vào giá đỡ ở vị trí xác định. Giá đỡ mũi khoan đặt trên trục chính. Trục của trục chính giá đỡ mũi khoan là trục côn mài. Khi giá đỡ mũi khoan chuyển động qua lại quanh trục chính, bề mặt sau của mũi khoan dịch chuyển đối với mặt đầu của đá theo côn mài (mặt côn). Các thông số côn mài đối với mũi khoan đợc xác định bởi các khâu của giá đỡ mũi khoan. Góc không đổi giữa trục mũi khoan và trục côn mài đợc coi là kết cấu của máy. Khoảng cách từ đỉnh côn mài đến trục mũi khoan đợc xác định bằng vị trí của ụ tựa trên máy 3652, còn trên máy 3657 bằng giá trị phần nhô của mũi khoan. Độ dịch chuyển của trục côn mài từ trục mũi khoan đợc thực hiện bằng cách dịch chuyển các khâu của thiết bị. Ngời ta sử dụng rộng rãi khi dùng đồ gá kiểu không có mâm cặp theo một trong các phơng pháp theo mặt côn. Quá trình mài nhờ đó có thể thực hiện trên các máy vạn năng. Còn có các phơng pháp mài sắc mũi khoan theo: - Mài sắc mũi khoan theo mặt xoắn vít - Mài sắc mũi khoan theo mặt phẳng (theo một hoặc hai mặt phẳng). 2.3.2. Phần định hớng Có tác dụng định hớng mũi khoan khi làm việc và là phần dự trữ mài lại phần cắt đã bị mài mòn trong quá trình cắt. Đờng kính phần định hớng Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 9 SVTH: Ngọ Quang Hiệp trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên giảm dần về phía chuôi tạo thành góc nghiêng phụ 1 nhằm giảm ma sát trong quá trình cắt, lợng giảm lấy từ 0,04 ữ 0,1 mm trên 100 mm chiều dài. Trên phần định hớng có hai rãnh thoát phoi dạng xoắn vít với góc xoắn = 18 0 ữ 30 0 theo bảng 35 [3]. Với mũi khoan 27 lấy = 30 0 . Dọc theo rãnh xoắn có hai cạnh viền làm nhiệm vụ định hớng cho mũi khoan khi làm việc đồng thời làm giảm ma sát giữa mũi khoan và bề mặt đã gia công, giải cạnh viền có chiều rộng 0,3 ữ 2,6 mm, chọn f = 2 mm. Chiều cao cạnh viền h = 0,1 ữ 1,2 mm, chọn h = 0,5 mm. Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn đợc gọi là lõi mũi khoan. Đờng kính lõi đợc lấy bằng: d 0 = (0,125 ữ 0,3).D = (0,125 ữ 0,3).27 = 3,375 ữ 8,1 Chọn d 0 = 7 mm Để tăng bền lấy đờng kính lõi tăng dần về hai phía chuôi với lợng tăng là 1,5 mm trên 100 mm chiều dài. Chiều rộng rãnh thoát phoi đợc lấy theo công thức: b = 0,59.D b = 0,59. 27 = 15,93 (mm) 3. Thông số hình học của mũi khoan Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 10 SVTH: Ngọ Quang Hiệp AN AN D 2 N N A 0 0 A A 1 O - O N - N Lưỡi cắt ngang [...]... định, trình độ chuyên môn hóa cao Dạng sản xuất hàng khối cho phép áp dụng các phơng pháp công nghệ tiên tiến, có điều kiện cơ khí hóa và tự động hóa sản xuất, tạo điều kiện tổ chức các đờng dây gia công chuyên môn hóa Dạng sản xuát quy t định hớng chọn và thiết kế quy trình công nghệ chế tạo phù hợp Bởi ứng với mỗi loại quy trình công nghệ khác nhau thì có dạng sản xuất khác nhau Số lợng sản phẩm quy t... điểm Quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan đợc thiết kế trên những nguyên lý chung của công nghệ chế tạo chi tiết máy (chi tiết dạng trục) Nhng do xuất phát từ điều kiện làm việc nên quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan còn có những đặc điểm riêng - Do mũi khoan là dụng cụ cắt nên vật liệu chế tạo đắt và hiếm, thờng là thép gió hoặc gắn mảnh hợp kim cứng Vì vậy cần tính lợng d gia công thật chặt chẽ,... - Lập quy trình công nghệ chế tạo phải đảm bảo tính kinh tế cho việc lựa chọn trang thiết bị gia công và dụng cụ đo - Điều kiện làm việc của mũi khoan rất nặng nề nên các yêu cầu kỹ thuật là khá cao Vì vậy, khi sắp xếp trình tự gia công trong quy trình công nghệ chế tạo phải hết sức tỉ mỉ thì mới tránh đợc các lỗi kỹ thuật Xuất phát từ những đặc điểm và yêu cầu nên cần kết hợp các biện pháp gia công. .. các phơng pháp tạo phôi trên ta thấy rằng để đảm bảo quá trình gia công cơ là ít nhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kinh tế kỹ thuật Với mũi khoan 27, vật liệu chế tạo là thép gió P18 em quy t định chọn phơng pháp cán nóng để chế tạo phôi Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Quang Hiệp 26 SVTH: Ngọ trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên phần IV thiết lập Quy Trình Công Nghệ chế tạo mũi khoan Thuyết minh... lẹm vào rãnh đã gia công xong và nâng cao độ bóng bề mặt thì góc gá đặt dao phay: = 900--(10ữ20) - Khi thiết kế phải căn cứ vào vật liệu gia công để chọn các thông số hình học của mũi khoan cho hợp lý II./ Yêu cầu Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Quang Hiệp 18 SVTH: Ngọ trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên - Lập quy trình công nghệ chế tạo phải đảm bảo tính ổn định, nghĩa là các nguyên công. .. đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên A Chọn chuẩn Chọn chuẩn là bớc đầu tiên quan trọng nhất trong quy trình công nghệ, nó ảnh hởng rất lớn tới quá trình gia công Tuỳ theo kết cấu của chi tiết mà việc chọn chuẩn tạo điều kiện thuận lợi hay gây khó khăn trong quá trình gia công Khi gia công các bề mặt chuẩn ảnh hởng rất lớn tới độ chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặt Việc chọn chuẩn hợp lý sẽ... ta chọn phơng án 1 làm chuẩn tinh II./ Chọn chuẩn thô Chuẩn thô là bề mặt chọn làm chuẩn cha qua gia công và ở nguyên công đầu tiên Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quy t định đối với quy trình công nghệ Nó ảnh hởng trực tiếp tới các nguyên công sau về độ chính xác gia công của chi tiết Chọn chuẩn thô phải thoả mãn các yêu cầu sau: + Bảo đảm phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công + Đảm bảo độ chính... pháp gia công để đem lại năng suất, chất lợng và hiệu quả kinh tế là lớn nhất Muốn xác định đợc dạng sản xuất phải xác định đợc khối lợng chi tiết và sản lợng cơ khí Với chi tiết là mũi khoan xoắn tiêu chuẩn 27 có sản lợng là 10.000 chi tiết/năm ta tiến hành xác định dạng sản xuất II./ Xác định dạng sản xuất Để xác định dạng sản xuất phải xác định sản lợng cơ khí và khối lợng chi tiết 1 Xác định sản lợng... thoát các bon lớp bề mặt Chế độ nhiệt luyện phải đợc tính toán kỹ nhằm tránh hiện tợng rạn nứt, cong vênh và phân bố độ cứng không đều Cũng do nhiệt luyện nên trong quá trình gia công phải phân thành hai nguyên công: gia công thô và gia công tinh - Việc thiết kế và chế tạo profin dao phay rãnh xoắn là rất khó khăn, nên thực tế ngời ta sử dụng phơng pháp phân nhóm để chế tạo và dùng đờng kẻ đo profin... thiết bị hiện có và các phơng pháp gia công tiến tiến đang đợc nhập vào nớc ta, sẽ tạo ra năng suất, chất lợng và mang lại hiệu quả kinh tế cao B xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp Nó phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trng về công nghệ của nhà máy và hình thức tổ chức sản xuất của nhà máy, nơi sản xuất ra sản phẩm đó I./Các dạng sản xuất 1 Dạng sản![Tra bảng 5.1 [5] có: - thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn 17 cới sản lượng 10.000ct/năm](https://media.store123doc.com/figures/002/816/tra-bang-co-2816929.png)
![+ Lợng chạy dao S, theo bảng 5-55 [6] ta có: - thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn 17 cới sản lượng 10.000ct/năm](https://media.store123doc.com/figures/002/816/long-chay-dao-s-theo-bang-ta-co-2816936.png)