MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………….……....................…………...5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN………………………………………….…….....................…….6

PHẦN 1. THIẾT KẾ MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN F30……………………………….…….......................……7

1.1. Công dụng và đặc điểm của mũi khoan…………………………………………….……............……...7

1.2. Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan. ………………………………………………….……..............……....7

1.3. Kích thước kết cấu của mũi khoan. …………………………………………….……...…..........……….9

1.3.1. Phần cán dao l₁……………………………………………………………………….……...................…..9

1.3.2. Phần cổ dao l₂………………………………………………………….……..........………….….....……..10

1.3.3. Phần làm việc l₀………………………………………………….……...…………….........……....……...10

1.4. Thông số hình học của mũi khoan. …………………………….................................................…….13

1.5. Chiều rộng me cắt của mũi khoan được xác định trong phương cùng góc với đường xoắn...16

1.6. Profin dao phay rãnh mũi khoan có dạng. ………………………………….……...………….........…16

1.7. Yêu cầu kỹ thuật đối với mũi khoan. ………………………………………….……...….............……..16

PHẦN 2. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN φ3….................18

2.1. Đặc điểm và yêu cầu………………………………………………………….……...………............……..18

2.1.1. Đặc điểm. ……………………………………………………………………….……...…..............…...….18

2.1.2. Yêu cầu. …………………………………………………….……...…………………..............…….……..19

2.2. Xác định dạng sản xuất. ………………………………………………………….……...............……......20

2.2.1 Các dạng sản xuất. ……………………………………………………………….……..............……..…...20

2.2.2. Xác định dạng sản xuất. …………………………………………………….……...……...........….…......20

2.2.3. Chọn phôi và phương pháp tạo phôi. ………………………………………….……...……........…...….23

PHẦN 3. THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN φ30…..............25

3.1. Chọn chuẩn. ………………………………………………….……...…………………………..............…..25

3.1.1. Chọn chuẩn tinh. ………………………………………….……...…………………………...........…...….25

3.1.2. Chọn chuẩn thô. ………………………………………………………….……...…………..........….........26

3.2. Tính toán lựa chọn phương án……………………………………………….……...….......……...…….29

3.2.1. Tính thời gian định mứ………………………………………………….……...………..........…......…….29

3.2.2. Tính số máy. ………………………………………………….……...……………………...........…...……30

3.2.3. Chi phí dao cụ. ………………………………………………….……...……………...........……...………31

3.2.4. Chi phí khấu hao. …………………………………………………….……...…………..........…...………32

3.2.5. Chi phí lương. …………………………………………………………….……...………..............………33

3.2.6. Chi phí điện năng. ………………………………………………………….……...…..........……...…..…33

3.2.7. Chi phí quản lý phân xưởng. ……………………………………………….……...…........…...………..34

3.2.8. Chi phí bảo hiểm xã hội [C_bh]. ………………………………………………….……...........…...………34

3.3. Tiến trình công nghệ gia công mũi khoan tiêu chuẩn φ30………………………….…..….......…..36

3.3.1. Nguyên công I :  Cắt phôi……………………………………………………………........…….......…....36

3.3.2. Nguyên công II. Khoả mặt đầu, khoan tâm, tiện thô phần chuôi…..…………………….......…….....37

3.3.3. Nguyên công III. Tiện thô phần làm việc, vát góc 2………………………………….…...........…...….37

3.3.4. Nguyên công IV:  Tiện phần chuôi và cổ dao…………….………………………….….........…...…....38

3.3.5. Nguyên công V: Tiện chuôi côn. …………………………………………………….……..............……38

3.3.6. Nguyên công VI: Tiện tinh phần làm việc. ……………………………………….….......….......………39

3.3.7. Nguyên công VII: Phay chuôi dẹt. ………………………………………………….….......…...…....….39

3.3.8. Nguyên công VIII: Phay rãnh thoát phoi. …………………………………….……...……..............…..40

3.3.9. Nguyên công IX:  Lăn nhãn…………………………………………………….……...........……....……41

3.3.10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian………………………………………….……...……...........……41

3.3.11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện. ……………………………………………….……...…........……....….41

3.3.12. Nguyên công XII: Mài sửa lỗ tâm.…………………………………………….……...….....…......…...42

3.3.13. Nguyên công  XIII: Mài góc 2w.……………………………………………….……...…............……..42

3.3.14. Nguyên công XIV: Mài rãnh thoát phoi……………….……………………….……...……................43

3.3.15. Nguyên công XV: Mài thô chuôi côn…………………………………………….……..............……...43

3.3.16. Nguyên công  XVI: Mài tinh chuôi côn………………………………………….……..............……...44

3.3.17. Nguyên công XVII: Mài thô phần làm việc. ………………………………….……...…......…....……44

3.3.18. Nguyên công XVIII: Mài tinh phần làm việc. ………………………………….……...….…..........….45

3.3.19. Nguyên công XIX: Mài mặt sau………………………………………………….……...…...........…...45

3.3.20. Nguyên công XX: Cắt thử. …………………………………………………….…….........…....……...46

3.3.21. Nguyên công XXI: Tổng kiểm tra. …………………………………………….……........….....……...46

3.3.22. Nguyên công XXII:  Bao gói nhập kho………………………………………….…….....….........……47

PHẦN 4. TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ……………………………………………….…….............………......48

4.1. Khái quát…………………………………………………………………………….…….................……..48

4.2. Phương pháp thống kê kinh nghiệm. …………………………………….……...…….….......………49

4.3. Phương pháp phân tích tính toán. ……………………………………………….…….......…....…….49

4.3.1. Tính lượng dư cho mặt trụ ngoài. ……………………………………………….…….......……….......50

4.3.2. Tính lượng dư cho nguyên công tiện thô. ……………………………………….……........…..……..50

4.3.3. Lượng dư cho nguyên công tiện tinh. ………………………………………….……....…..........…….51

4.3.4. Lượng dư cho nguyên công mài tinh. ……………………………………….……...……….......…….51

4.3.5. Kích thước tính toán…………………………………..………………………….……...…..........……..52

4.3.6. Dung sai các bước gia công. …………………………………………………….……...….......……...52

4.3.7. Kích thước giới hạn của các bước nguyên công…………………………………….…….......……..52

4.3.8. Lượng dư giới hạn của các bước nguyên công. ………….………………………….….….........….52

4.3.9. Bảng phân bố các lượng dư. ……………………………….…………………………..……...............53

PHẦN5. TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG..…………………….….…...............54

5.1. Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện thô phần làm việc…….……………………..…....…........54

5.1.1. Chọn dụng cụ cắt…………………………………………………….……...……………....…......…….54

5.1.1.1. Chọn vật liệu dụng cụ cắt. ………………………………………….……...……………….....…......54

5.1.1.2. Chọn kiểu dụng cụ cắt. ………………………………………………….……...…………......……...54

5.1.1.3. Chọn thông số hình học phần cắt. …………………………………….……...…………….........….54

5.1.1.5. Trị số mòn cho phép của phần cắt. ……………………………………….……...……….…........…54

5.1.1.6. Chọn tuổi bền dụng cụ cắt. ……………………………………………….……...……….…,…........54

5.1.2 Chiều sâu cắt. ………………………………………………………………….……...…….....…,…..….54

5.1.3. Xác định lượng chạy dao. ………………………………………………………….……....…......,.…...54

5.1.3.1. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao……………………….……....…..,..…….55

5.1.3.2. Xác định lượng chạy dao theo sức bền cơ cấu chạy dao…….……………………….…........…..55

5.1.3.3. Xác định lượng chạy dao theo độ cứng vững của chi tiết gia công.……………………..….........56.

5.1.3.4. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền của mảnh dao HKC.……………………..….........57

5.1.4. Xác định tốc độ cắt V. ………………………………………………………….……...………..........….57

5.1.5. Xác định số vòng quay n………………………………….……...…………………………..….......…..58

5.1.6. Tính lực cắt. ……………………………………………….……...…………………….……...........…...59

5.1.7. Kiểm nghiệm chế độ cắt theo động lực và mô men máy. ……………………….……...….......…....59

5.1.8. Tính thời gian máy T_o. ……………………………………………………….……...………..........…....60

5.2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại. …………………………….……...………............….60

5.2.1. Nguyên công I: Cắt phôi…………………………………………………….……...………..….........….60

5.2.2. Nguyên công II: Khoả mặt đầu, khoan tâm. ……………………………….……...………........……..61

5.2.3. Nguyên công III : Tiện thô phần làm việc, tiện góc 2j………………………….……....…............….63

5.2.4. Nguyên công IV: Tiện phần chuôi và cổ dao………………………………….……....……...............64

5.2.5. Nguyên công V: Tiện tinh chuôi côn………………………………………….……...….................…..66

5.2.6. Nguyên công VI: Tiện tinh phần làm việc…………………………………….……...….…….........….67

5.2.7. Nguyên công VII: Phay chuôi dẹt……………………………………………….……...….…........…...68

5.2.8. Nguyên công VIII: Phay rãnh xoắn - phay lưng………………………………….……...….......…….69

5.2.9. Nguyên công IX: In nhãn. ………………………………………………………….…….....…........…..71

5.2.10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian………………………………………….…….......…....……....71

5.2.11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện…………………………………………………….……....….........…...71

5.2.12. Nguyên công XII:  Mài sửa lỗ tâm…………………………………………….……...…...….....…....71

5.2.13. Nguyên công XIII: Mài góc 2j……………………………………………….……......……........…….71

5.2.14. Nguyên công XIV: Mài rãnh xoắn. …………………………………………….……...…........……..72

5.2.15. Nguyên công XV: Mài thô phần chuôi côn……………………………………….…….......….........72

5.2.16. Nguyên công XVI: Mài tinh chuôi côn. …………………………………………….…….................73

5.2.17. Nguyên công XVII: Mài thô phần làm việc. ……………………………………….……..............…73

5.2.18. Nguyên công XVIII: Mài tinh phần làm việc. …………………………………….….…..........…....74

5.2.19. Nguyên công XIX: Mài sắc mặt sau…………………………………………….…….....…......…....74

5.2.20. Nguyên công XX: Cắt thử…………………………...…………………………….….…...........…....75

5.2.23. Nguyên công XXI: Tổng kiểm tra. ……………………………………………….……....................75

5.2.24. Nguyên công XXII: Bao gói, nhập kho………………………………………….……...…..........….75

PHẦN 6. TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ MẶT SAU MŨI KHOAN……………………….……...................76

6.1. Chọn chuẩn. ……………………………………………………….……...………………….........…....76

6.2. Phương pháp kẹp chặt. …………………………………………….……...…………….….....….......76

6.3. Nguyên lý làm việc. ………………………………………………….……...………………................76

6.4. Ưu, nhược điểm. …………………………………………………….……...………………........….....76

6.5. Tính lực kẹp. …………………………………………………………….……...……………........…….76

6.6. Tính đường kính bulông ở trục tay quay ……………………………….……...…….….…...........78

6.7. Sai số chuẩn……….……………………………….……………………….……...………..….............78

KẾT LUẬN …………………………………………….………………………….……...……….....…...........80

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………….……...…………...................81

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền kinh tế nước ta hiện nay thì công nghiệp nặng giữ một vai trò hết sức quan trọng vì nó là nền tảng cho các ngành công nghiệp khác phát triển. Mấy năm trở lại đây nhà nước đã có sự quan tâm và đầu tư thích đáng cho ngành cơ khí để biến nó thành một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước. Trong ngành cơ khí nói riêng thì dụng cụ cắt giữ một vai trò rất quan trọng vì có nó người ta mới có thể biến những phôi liệu thô sơ ban đầu thành những chi tiết, những sản phẩm có ích cho xã hội và phục vụ cho các ngành công nghiệp khác .

Sau một thời gian học tập tại trường đến nay chúng em đã được nhận đề tài tốt nghiệp . Đề tài của em là "Tính toán thiết kế quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn φ30", theo em đây là một đề tài rất hay, vì nó giúp em hiểu rõ được quy trình công nghệ chế tạo một dụng cụ cắt và giúp em nắm vững hơn những kiến thức đã học trong nhà trường để sau này có thể làm việc tốt hơn.

Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên trong bản đồ án của em còn có nhiều sai sót, em rất mong nhận được sự giúp đỡ và chỉ bảo của các thày cô trong bộ môn để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN 1

THIẾT KẾ MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN φ30

1.1. 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.

Vớ dụ: 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.

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.

1.2. 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.

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.

1.3. Kích thướckết cấu của mũi khoan.

Kết cấu của mũi khoan được chia làm 3 phần:

1.3.1. Phần cán dao l₁

Đây 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.

1.3.2. Phần cổ dao l₂

Đây 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

1.3.3. 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:

Hai 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.

* 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.

* 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.

* 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.

1.4. 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’

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:

* 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 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).

1.5. 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

1.6. Profin dao phay rãnh mũi khoan có dạng.

R₀ = C_R . Cr . C_f . D

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

1.7. 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 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 2

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN φ30

2.1. Đặc điểm và yêu cầu

2.1.1. 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.

* Những đặc điểm:

- Do yêu cầu kỹ thuật của dao khắt khe thể hiện qua dung sai và các yếu tố kỹ thuật khác. Để đạt được yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn đó phải tiến hành cẩn thận ở QTGC chế tạo dao để tránh phế phẩm.

- Do vật liệu làm dao quý và hiếm, bề mặt gia công yêu cầu đạt độ bóng cao nên việc thiết lập QTCN phải thận trọng nhằm hạn chế hao phí vật liệu nhất.

- Do thường phải qua nguyên công nhiệt luyện ở giai đoạn giữa. Qua nguyên công này phải đảm bảo độ cứng và chất lượng bề mặt ở mức độ nhất định tránh cong vênh, nứt nẻ, khuyết tật khi nhiệt luyện.

- Việc chọn đồ gá phải dựa trên cơ sở nguyên công, điều kiện cụ thể, kiểu máy, điều kiện thực tế sản xuất, kích thước dao và loại hình sản xuất của nhà máy để lựa chọn dao cụ để gia công.

- Việc chọn phôi phải thận trọng để đảm bảo yêu cầu phôi đề ra đây là bước đầu tiên quan trọng nhất nhằm đảm bảo chất lượng của chi tiết gia công. Sau khi gia công xong phải đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật, độ chính xác hình học, vị trí tương quan, chất lượng bề mặt ngoài ra còn có thêm những nguyên công chống rỉ, bảo quản.

2.1.2. Yêu cầu.

Lập QTCN chế tạo dao phải đảm bảo tính ổn định tức là các nguyên công trong đó có thể đạt độ chính xác trong một thời gian dài. Việc lựa chọn QTCN đúng theo thứ tự gia công phải đảm bảo tính ổn định cao nhất trong suốt quá trình gia công chế tạo. Đảm bảo tính kinh tế cho việc lựa chọn thiết bị.

Tuỳ theo độc chính xác gia công, yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu kinh tế mà ta phải tiến hành, phải chia nguyên công thô và tinh ra các máy móc và thiết bị khác nhau.

Để đảm bảo chất lượng bề mặt tiết kiệm kim loại ta phải đảm bảo cho chi tiết. Trước nhiệt luyện có một lượng dư hợp lý để tiến hành gia công. Chi tiết được chế tạo là mũi khoan xoắn ruột gà f30 vật liệu là thép P18 cũng như các chi tiết là dao cụ khác về yêu cầu kỹ thuật của nó khá cao, dung sai khắt khe có như vậy mới đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công.

2.2. Xác định dạng sản xuất.

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp nó phản ảnh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ kỹ thuật của nhà máy và hình thức tổ chức của nhà máy xí nghiệp.

2.2.1 Các dạng sản xuất.

Gồm 3 dạng sau đây:

a) Dạng sản xuất đơn chiếc.

Đặc điểm sản lượng hàng năm ít, thường từ một đến vài chục chiếc, sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều chu kỳ chế tạo lại không được xác định.

b) Dạng sản xuất hàng loạt.

Có sản lượng hàng năm không quá ít, sản phẩm được chế tạo thành từng loại theo chu kỳ xác định sản phẩm tương đối ổn định.

c) Dạng sản xuất hàng khối.

Có sản lượng rất lớn; sản phẩm ổn định; trình độ chuyên môn hoá sản xuất cao.

Dạng sản xuất hàng khối còn cho phép áp dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến có điều kiện cơ khí hoá và tự động hoá sản xuất, tạo điều kiện tổ chức các đường dây gia công chuyên môn hoá.

2.2.2. Xác định dạng sản xuất.

Để xác định dạng sản xuất ta phải xác định lượng cơ khí và khối lượng chi  tiết.

a) Xác định sản lượng cơ khí.

Thay vào công thức: N_i = 1.5914ct/năm

b) Xác định khối lượng chi tiết.

Mô hình tính thể tích chi tiết thê rhieenj như hỉnh dưới.

Tính một cách gần đúng có thể tính thể tích như sau:

V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄

Với:

V₁ : thể tích phần chuôi dao dẹt

V₁ = b . d₃ . t = 7,9.18.10,5 = 1078,35(mm²)

V₂  : thể tích chuôi côn: để tính được thể tích của một hình côn ta tính thể tích của một hình trụ tương đương có đường kính bằng đường kính trung bình của hình côn.

D_TB : đường kính của hình trụ tương đương

D₁ = 31,544 (mm) : đường kính đầu to phần cán côn.

V₂ = V_TB = p/4.D_TB .(l₁ – t) = (3,14/4).25,322² (99 – 10,5)

=> V₂ = 44545,59(mm³)

V₄ = 142967,47 mm³

V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄

V = 1078,35 + 44545,59 + 3232,71 + 142967,47

=> V = 191824,12 mm² = 0,19182412 dm²

Khối lượng chi tiết:

G = 0,19182412 . 8,75 = 1,67 (kg)

Tra bảng 1 - 1 CNCTM T₁ với mũi khoan f30 ta có dạng sản xuất là hàng loạt vừa.

2.2.3. Chọn phôi và phương pháp tạo phôi.

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết độ chính xác và vị trí tương quan, chất lượng bề mặt và độ bền của dao khoan nên việc tiến hành chọn phôi liệu là rất quan trọng và cần thiết chọn phôi sao cho khi gia công chi tiết đạt được các yêu cầu kỹ thuật đề ra. Muốn vậy phôi phải không bị nứt nẻ, rỗ khí, khuyết tật không cháy Cacbon phải đảm bảo tính kinh tế và đảm bảo lượng dư cho các nguyên công khi gia công thực tế cho thấy có các phương pháp tạo phôi.

a) Phôi đúc.

Phôi chế tạo theo phương pháp này có cơ tính không cao giá thành chế tạo cao do cần các thiết bị và năng suất thấp chỉ dùng chủ yếu khi đúc các chi tiết kim loại có tính đúc tốt thích hợp với sản xuất hàng khối.

c) Phôi cán nóng.

Thép được qua cán nhiều lần do vậy cho cơ tính cao có khả năng chịu uốn, xoắn tốt nhưng vẫn còn sai số kích thước khá lớn, chất lượng thép tốt nên thường được chế tạo các chi tiết họ trục có đường kính trung bình, gia công bằng phương pháp này cho năng suất cao giá thành hạ, thích hợp với sản xuất hàng loạt.

d) Phôi kéo nguội.

Với loại phôi này đã qua mài cho cơ tính thép tốt, phôi có độ chính xác cao đạt cấp 3 ¸ 4 thường sử dụng cho sản xuất loạt lớn, phôi chưa qua mài cho cơ tính tốt nhưng sai số phôi liệu quá cao, lớp lỏng bề mặt còn lớn Û Qua phân tích các phương pháp tạo phôi thấy rằng để đảm bảo quá trình gia công cơ ít nhất mà vẫn đảm bảo  các yêu cầu kỹ thuật, tiết kiệm nguyên vật liệu ta phải chọn ra phương pháp tạo phôi hợp lý.

Ngoài các phương pháp tạo phôi ta còn phải tạo phôi đưa vào các điều kiện sau:

- Điều kiện cụ thể của nhà máy

- Dạng sản xuất của nhà máy

- Vật liệu gia công và kích thước gia công

Qua phân tích các phương pháp tạo phôi với mũi khoan f30 vật liệu thép P18 ta chọn phương pháp cán nóng.

PHẦN 3

THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MŨI KHOAN TIÊU CHUẨN φ30

3.1. Chọn chuẩn.

3.1.1. Chọn chuẩn tinh.

Chuẩn tinh là tập hợp điểm, đường, bề mặt đã qua gia công cơ. Chuẩn tinh quyết định đến độ chính xác khi gia công và phải đạt được những yêu cầu:

- Bảo đảm phân bố đều lượng dư cho các bề mặt gia công.

- Bảo đảm độ chính xác tương quan giữa các bề mặt gia công.

Để đảm bảo các yêu cầu lưu ý dựa vào những lời khuyên:

+ Chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính thực hiện tốt lời khuyên này đảm bảo tính thống nhất giữa quá trình gia công cơ, quá trình lắp ráp và sử dụng.

+ Nếu điều kiện gá đặt cho phép và QTCN cho phép thì nên chọn chuẩn tinh sao cho đảm bảo tính trùng chuẩn càng cao càng tốt (chuẩn khởi suất trùng chuẩn định vị)

+  Nếu điều kiện gá đặt cho phép hoặc quá trình công nghệ cho phép thống nhất cho hai hay nhiều lần gá đặt trong một quá trình. Lời khuyên này nhằm đảm bảo đơn giản hoá việc lựa chọn và sử dụng đồ gá đơn giản hoá văn kiện công nghệ và thích hợp với điều kiện tập trung nguyên công.

a) Phương án 1:

Chọn chuẩn  tinh là hai lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do.

* Ưu điểm:

- Gá đặt nhanh

- Không gây sai số đường kính

- Gia công hầu hết các bề mặt chi tiết

- Đồ gá đơn giản gọn nhẹ

- Đảm bảo đồng tâm giữa các phần tử của mũi khoan.

* Nhược điểm: Độ ứng vững không cao

b) Phương án 2:

Dùng mặt trụ ngoài và một đầu chống tâm khống chế 5 bậc tự do.

* Ưu điểm: Đảm bảo độ cứng vững trong quá trình gia công

* Nhược điểm:

- Mất nhiều thời gian trong quá trình gá đặt

- Lực kẹp gây ảnh hưởng tới bề mặt gia công

- Có sai số chuẩn kích thước chiều dài và đường kính

Nhận xét: Như vậy để gia công chi tiết và thuận tiện cho việc gá đặt có hiệu quả và đạt tính kinh tế cao ta chọn phương án 1 làm chuẩn tinh.

3.1.2. Chọn chuẩn thô.

Chuẩn thô là bề mặt làm chuẩn chưa qua gia công thường ở nguyên công đầu tiên. Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quy trình công nghệ nó ảnh hưởng trực tiếp tới các nguyên công sau về độ chính xác gia công của chi tiết.

a) Phương án 1: Bảng thứ tự các nguyên công

Bảng thứ tự các nguyên công phương án 1 thể hiện như bảng dưới.

b) Phương án 2: Bảng thứ tự các nguyên công

Bảng thứ tự các nguyên công phương án 2 thể hiện như bảng dưới.

3.2. Tính toán lựa chọn phương án

3.2.1. Tính thời gian định mức T_M

Ta có công thức: tính thời gian định mức ứng với sản xuất hàng loạt

T_m = T₀ + T_P + T_pv + T_nc = T_TN + T_pv + T_nc

a) Phương án 1: Cắt phôi bằng của đĩa

- Thời gian gia công cơ bản:

T₀ = 2,34’

T_p = T_pgá + T_pđo + T_pbước

Do dao được điều chỉnh sẵn nên :

T_pđo = 0

T_pbước = 0

=> T_p = T_pgá = 0,2 (phút)

- Thời gian tác nghiệp:

T_TN = T₀ + T_P

=> T_TN = 1,64 (phút)

- Thời gian phục vụ  T_pv = 3,5% T_TN

- Thời gian nhu cầu  T_nc =  3,5% T_TN

=> T_nc = 3,5 x 1,64 = 0,57 (phút)

b) Phương án 2: Tiện cắt đứt.

- Chế độ cắt:

t = 0,06 mm/v

n = 200 v/f

D = 34 (mm)

Thời gian để cắt xong một chi tiết gồm: thời gian ăn dao, thời gian lùi nhanh về vị chí cũ.

- Thời gian gia công cơ bản:

T_o = T + 0,5 + 0,167 = 0,67 (phút)

Thời gian phụ:   T_P = 0,17 (phút)

Thời gian tác nghiệp:   T_TN = 0,374

Thời gian phục vụ nơi làm việc:

T_PV = 25% Þ T_TN = 25% x 0,374 = 0,0935 (phút)

Thời gian nghỉ ngơi và nhu cầu tự nhiên:

T_NC = 4%   Þ T_TN = 9% x 0,374 = 0,149 (phút)

Thời gian mức: T_m = T_PV + T_UC + T_TN

=> T_­m = 0,0935 + 0,149 + 0,374 = 0,6165 (phút)

3.2.3. Chi phí dao cụ.

a) Phương án 1:  Dao cưa đĩa D = 420 mm

Số răng  z = 58

Vật liệu  P18

Lượng dư từ mài: 

M = 10,8 mm

h = 0,7

Tuổi bền:   T_b  = 120’

Giá một dao:  8000 (đ/chiếc)

Chi phí dao:   C_C = S_C . C_C = 9.8000 = 72.000 đồng

b) Phương án 2:  Dao tiện  T15K6

Chiều dày mảnh dao:  

M = 0,6 . B

M = 0,6 . 10 = 6 mm

Lượng mài một lần:  h = 0,7mm

Chọn số dao  : S_t = 18 chiếc

Chi phí dao    : C_t = S_t .  G_t

C_t = 18 x 800 = 144.000 đồng

3.2.4. Chi phí khấu hao.

a) Phương án 1: Sử dụng máy 8Б66

Nên:    Gm = 18719000 đồng

G_đg = 1% . 18719000 = 18719000 đồng

G_NX : giá nhà xưởng G_NX = 300.000 đ/m²

A_NX : 10% khấu hao nhà xưởng

S_NX : diện tích nhà xưởng

Vậy: C_KH = 2985680 + 300000 = 328568 đồng

b) Phương án II: Sử dụng máy 1K62

Một máy có 4. Gm = 4500000

Diện tích sử dụng một máy 8m²

Giá ba máy G = 3 . 4500000 = 13.500000 đồng

- Chi phí đồ gá 10% x 13.500.000 = 13.500.000 đồng

- Chi phí khấu hao nhà xưởng

C_KH = 2.153.250 + 720.000 = 2.873.250 đồng

3.2.6. Chi phí điện năng.

a) Chi phí chiếu sáng:

Chi phí điện năng chiếu sáng C_cs theo tiêu chuẩn 0,024 KWh/m² nhà xưởng và một năm định mức 2000 giờ.

- Ở phương án 1: Có diện tích chiếu sáng 10 m²

+ Chi phí điện năng chiếu sáng cho cả năm là:

A = 2000 x 800 x 0,24 x 10 = 384.000 đ/năm

- Ở phương án 2: Diện tích nhà xưởng sử dụng cho ba máy 3 x 8 = 24m²

+ Chi phí cho điện năng chiếu sáng cho cả năm

A = 2000 x 800 x 0,024 x 24 = 921.600 đ/năm

b) Chi phí điện năng cắt gọt:

Chi phí điện năng tổng cộng

C_đm = C_cs + C_c

- Ở phương án 1: C_đm = 20,5 + 1,333 = 21,83

- Ở phương án 2: C_đm = 30,8 + 4,35 = 27,15 đ/ct

3.2.8. Chi phí bảo hiểm xã hội [C_bh].

Chi phí bảo hiểm xã hội lấy bằng 17% C_l

- Phương án 1: C_bh = 9,11 x 17% = 1,54 đ/ct

- Phương án 2: C_bh = 14,69 x 17% = 2,4 đ/ct

a) Phương án 1:

K₁ = 187.900 đồng

K₂ = 3000.000 đồng

K₃ = 1.879.000 đồng

 Þ K = 1.879.000 + 3.000.000 + 1.879 = 6.758.000 đồng

Tính giá thành Z

C_KH = 328568 đồng

C_d = 72.000 đồng

C_đn = 15.900 x 21,83 = 347.097 đồng

C_ql = 15.900 x 18,30 = 289.698 đồng

C_L  =15.900 x 9,11 =144.849 đồng

C_bh = 15.900 x 1,54 = 24486 đồng

Þ Z = 1.206.698 đồng

C_qđ1 =1206698 + 0,1 x 6758000 = 8154865 đồng

b) Phương án II:

K₁ = 13.500.000 đồng

K₂ = 7.200.000 đồng

K₃ = 13.500.000 đồng

Þ K = 13.500.000 + 7.200.000 + 13.500.000 = 34.200.000 đồng

Tính giá thành Z₂

C_KH = 2.873.250 đồng

C_d = 144.000 đồng

C_đn = 15.900 x 27,15 = 431.685 đồng

C_ql = 15.900 x 28,18 = 448.062 đồng

C_L  =15.900 x 14,09 =304.031 đồng

Þ. Z₂ = 4.159.188 đồng

C_qđ2 = 4.159.188 + 0,1 x 34.200.000 = 14.304.423 đồng

Ta thấy hai phương án trên, phương án I có:

C_qđ1 < C_qđ2 Û 8.154.865 < 14.304.423

Do vậy ta chọn phương án 1 có tính kinh tế hơn tức là phương án cắt phôi bằng cưa  đĩa.

3.3. Tiến trình công nghệ gia công mũi khoan tiêu chuẩn F30

3.3.1. Nguyên công I :  Cắt phôi

Máy   :  8Б66

Dao    : Cưa đĩa P18

Đồ gá: Khối V tiêu chuẩn a = 60⁰

3.3.3. Nguyên công III. Tiện thô phần làm việc, vát góc 2j.

Máy:   1A616

Dao:  T15K6

Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm

- Bước 1: Tiện thô phần làm việc, dao T15K6

- Bước 2: Tiện vát góc 2j: dao tiện định hình gắn mảnh HKC T15K6.

3.3.5. Nguyên công V: Tiện chuôi côn.

Máy:  1A616

Dao :  T15K6

Đồ gá: Mũi tâm, côn ngược

3.3.7. Nguyên công VII: Phay chuôi dẹt.

Máy:  6P82

Dao :  Phay đĩa P18

Đồ gá: Chuyên dùng

3.3.10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian

- Kiểm tra kích thước tổng thể mũi khoan F30.

- Góc cơ bản của phần làm việc mũi khoan F30.

- Chiều dài các đoạn phần làm việc mũi khoan F30.

3.3.11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện.

- Giai đoạn 1:  300 - 500^oC

- Giai đoạn 2:  540 - 860^oC

- Giai đoạn 3:  1050  - 1100^oC

- Nhiệt độ nung nóng cuối cùng để tôi là 1270^oC để tránh ô xy hoá bề mặt và thoát các bon ta nung mũi khoan trong lò bariclorua nóng chảy ở nhiệt độ 1000 ¸ 1300^oC có thêm các chất hàn nguyên, hàn the Fe losilic.

- Thời gian từ 1^h - 1^h30

- Số lượng    3 - 4 chiếc/ lần.

Làm nguội trong môi trường có khoáng làm nguội tốt nhất là KN0₆ hay hỗn hợp chứa 20% HN0₃ và 30% NaOH sau khi nhiệt luyện mũi khoan đạt độ cứng  HRC = 62 ¸ 65.

3.3.13. Nguyên công  XIII: Mài góc 2w.

Máy: 2A135

Đá mài

Đồ gá : San ga bàn máy

3.3.15. Nguyên công XV: Mài thô chuôi côn

Máy:  3Б12

Đá mài:  pp300 ´ 25 ´ 80

Đồ gá : Mũi tâm côn ngược tốc

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

Máy:  3Б12

Đá mài:  pp250x20x76

Đồ gá : Mũi tâm côn ngược tốc

3.3.20. Nguyên công XX: Cắt thử.

3.3.22. Nguyên công XXII:  Bao gói nhập kho

Tiến hành nhập kho, lưu thẻ kho.

PHẦN 4

TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ

4.1. Khái quát

Lượng dư là lớp vật liệu được hớt đi trong quá trình gia công lớp vật liệu này cần được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp  phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ.

Nếu lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tăng thời gian gia công, tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt... do đó tăng giá thành sản phẩm.

Một số khái niệm và định nghĩa:

- Lượng dư gia công trung gian là lớp vật liệu được hớt đi ở mỗi bước công nghệ hoặc ở mỗi nguyên công KH: (z_b).

- Lượng dư gia công tổng cộng là toàn bộ lớp vật liệu được hớt đi trong quá trình gia công ở tất cả các nguyên công hoặc các bước công nghệ (ký hiệu: z_o).

- Lượng dư đối xứng là lớp vật liệu được hớt đi khi gia công các bề mặt tròn xoay.

* Lượng dư gia công trung gian z_b được xác định bằng hiệu số kích thước do bước hay nguyên công đang thực hiện tạo nên với kích thước do bước hay nguyên công sát trước để lại.

4.3. Phương pháp phân tích tính toán.

Căn cứ vào từng điều kiện cụ thể của quá trình công nghệ để xét trị số lượng dư.

Để có giá trị z_o thì có các lượng dư z_b tạo nên nó. Như vậy muốn có lượng dư tổng cộng chính xác thì phải có các lượng dư trung gian chính xác.

Muốn có lượng dư z_b chính xác thì cần xác định các yếu tó tạo thành lượng dư trung gian một cách chính xác.

* Ưu điểm: Tỷ số lượng dư xác định chính xác theo điều kiện gia công cụ thể.

* Nhược điểm: Đòi hỏi người thiết kế phải phân tích tính toán cẩn thận do đó cần nhiều thời gian hơn.

Phạm vi ứng dụng: được dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.

4.3.1. Tính lượng dư cho mặt trụ ngoài.

- Với đường kính f30.

- Độ nhẵn yêu cầu đạt Ñ8

- Trình tự các nguyên công gia công:

+ Tiện thô mặt trụ ngoài.

+ Tiện tinh mặt trụ ngoài.

+ Tiện thô mặt trụ ngoài.

+ Tiện tinh mặt trụ.

4.3.2. Tính lượng dư cho nguyên công tiện thô.

(Bảng VII- 9 STCNCTM T_I) có:

R_Za = 120 mm;  T_a = 120 mm

(Bảng VII- 9 STCNCTM T_I ) có:

Độ cong vênh đơn vị DK = 1,3 mm/mm

Vậy:   r_phôi = L . DK = 320 ´ 1,3= 416 mm

2 Z_bmin = 1705 mm

4.3.3. Lượng dư cho nguyên công tiện tinh.

(Bảng VII-9 STCNCTMT₁) có: R_Za = 30  ;   T_a = 30

Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên 2 mũi tâm nên sai số gá đặt bằng độ lệch 2 lỗ tâm (Sai số bề mặt định vị):

e_b = e_it = 0,25.d_D;

Với: d_D : dung sai đường kính của phôi. Ttra bảng V -1 Sổ tay CNCTM T1 được :

d_D = 100

e_b = e_it = 0,25.100 = 25

e_b = e_it = 0,25.d_D

Thay vào công thức: 2 Z_bmin = 98mm

4.3.4. Lượng dư cho nguyên công mài tinh.

Sau khi mài tinh chất lượng đạt độ bóng Ñ8 ¸ Ñ7 cấp chính xác đạt cấp 3¸4.

Tra bảng VII-9 sổ tay CNCTM tập 1 được: R_Za = 5 mm   ;  T_a = 5 mm

Với” d_D : dung sai đường kính của phôi. Tra bảng V-1 Sổ tay CNCTM T1 được: d_D = 25

e_b = e_it = 0,25.25 = 6,25

r_a  : độ nhấp nhô do bước sát trước để lại.

r_a = 0,04 ´ 1,4976 = 0,06 mm

Vậy:  2Z_bmin  = 45 mm

4.3.6. Dung sai các bước gia công.

Tra bảng V-I Sổ tay CNCTM tập 1 ta có:

Sau mài tinh d_D = 0,025 (mm) = 25(mm)

Sau mài thô d_D = 0,050 (mm) = 50(mm)

Sau tiện tinh d_D = 0,1 (mm)    = 100(mm)

Sau tiện tinh d_D = 0,5 (mm)    = 500(mm)

Phôi d_D = 0,685 (mm) = 675(mm)

4.3.7. Kích thước giới hạn của các bước nguyên công.

+ Mài tinh : D_min =29,99(mm)

D_max = D_min +d_{mai tinh}  = 29,99 + 0,025 = 30,015

+ Mài thô : D_min =30,035(mm)

D_max = D_min +d_{mai thô}  = 30,035 + 0,05 = 30,113

+ Tiện tinh : D_min =30,113(mm)

D_max = D_min +d_{tiện tinh}  = 30,113 + 0,103 = 30,236

+ Tiện thô : D_min =30,236(mm)

D_max = D_min +d_{tiện thô}  = 30,236 + 0,503 = 30,736

+ Phôi : D_min =32,02(mm)

D_max = D_min +d_phôi  = 32,02 + 0,685 = 32,678

4.3.8. Lượng dư giới hạn của các bước nguyên công.

- Mài tinh : 2Z_min = D_{min thô} -D_{min tinh}

=> Mài tinh = 30,035 - 29,99 = 0,045 (mm) = 45 (mm)

2Z_max = D_{max thô} -D_{max tinh}

30,113 - 30,015 = 0,098 (mm) = 98 (mm)

- Mài thô : 2Z_min = D_{min t tinh} -D_{min m thô}

=> Mài thô = 30,133 - 30,035 = 0,098 (mm) = 98 (mm)

2Z_max = D_{max t tinh} -D_{max m thô}

30,236 - 30,113 = 0,123 (mm) = 123 (mm)

- Tiện thô : 2Z_min = D_{min phôi} -D_{min thô}

=> Tiện tinh = 32,02 - 30,233 = 1,787 (mm) = 1787 (mm)

2Z_max = D_{max t thô} -D_{max t tinh}

32,68 - 30,736 = 1,944 (mm) = 1944 (mm)

- Lượng dư tổng cộng :

2Z_{0 min} = 98 + 98 + 100 + 1787  = 2030   (mm)

2Z_{0 max} = 123 + 98 + 500 + 1944   = 2665   (mm)

4.3.9. Bảng phân bố các lượng dư.

Bảng phân bố các lượng dư như bảng dưới.

Kiểm tra tính toán:

2Z_{0 max} - 2Z_{0 min} = 2665-2030 = 635

d_phôi- d_ct = 675 - 25 = 650

Nhận xét: Như vậy kết quả tính toán đạt yêu cầu.

PHẦN 5

TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG

5.1. Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện thô phần làm việc

5.1.1. Chọn dụng cụ cắt

5.1.1.1. Chọn vật liệu dụng cụ cắt.

Để tăng năng suất và chất lượng bề mặt gia công ta chọn:

+ Vật liệu phần cắt là HKC T15K6.

+ Vật liệu phần thân dao là thép 45

5.1.1.2. Chọn kiểu dụng cụ cắt.

Tuỳ theo yêu cầu cụ thể về hình dáng, kích thước và bề mặt vật liệu gia công mà chọn kiểu dao cho thích hợp với vật liệu gia công là thép P18 ta chọn kiểu dao tiện bậc suốt (đầu phải và đầu trái) có:

B. H = 12 x 20

L = 150

m = 10

5.1.1.5. Trị số mòn cho phép của phần cắt.

Chọn h_s = 1mm

5.1.1.6. Chọn tuổi bền dụng cụ cắt.

Tuổi bền = 60^'

5.1.3. Xác định lượng chạy dao.

5.1.3.1. Xác định lượng chạy dao để đảm bảo độ bền thân dao.

Theo bảng 4 - 54 TKDC có P_z = 3000

X_pz : số mũ xét tới ảnh hưởng của t đến lực cắt P_z. Theo bảng (4-54) TKDC có X_pz = 1

Y_pz : số mũ xét tới ảnh hưởng của lượng chạy dao S tới lực cắt Pz

Theo bảng (4-54 TKDC) có Y_pt = 0,75

K_pt : hệ số hiệu chỉnh xét tới ảnh hưởng của các nhân tố tới lực cắt P_z

Hệ số K_pt được tính theo công thức:

K_pz = K_Mpz * K_fpz * K_gpz * K_lpz * K_rpz * K_hspz

Vậy:S₁ = 4,404 (mm/vòng)

5.1.3.3. Xác định lượng chạy dao theo độ cứng vững của chi tiết gia công.

Các hệ số:

K_fpy = 0,77 ; K_gpy = 1 ; K_lpy = 1 ; K_rpy = 1,25 ; K_hspy = 1

=> K_py = 1,18 x 0,77 x 1 x 1,25 = 1,13

=> S₃ = 1,646 (mm/vòng)

5.1.4. Xác định tốc độ cắt V.

Ta có:

V_T : tốc độ cắt ứng với tuổi bền của dao 60’

t : chiều sâu cắt

S : lượng chạy dao

m : chỉ số tuổi bền

X_V : số mũ xét tới ảnh hưởng của t đến V

Y_V : số mũ xét tới ảnh hưởng của S đến V

Theo bảng (4-62) TKDC có:

X_V = 0,15 ; Y_V = 0,3, m = 0,18

C_V : hệ số để tính tốc độ cắt V, C_V = 292

K_V : hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng tới V

K_V = K_CM . K_M . K_P . K_d . K_hs . K_mt . K_f

K_CM : hệ số hiệu chỉnh

Theo bảng (4-59) TKDC có K_CM = 1

=> K_V = 0,6.0,67.0,9.1.1,9.1.1 = 0,76

=> V_T = 156,16 (m/phút)

=> V_T = 156,16 (m/phút)

5.1.5. Xác định số vòng quay n

Đem so sánh giá trị vừa tính được với bảng số vòng quay của máy số vòng quay lý thuyết thường nằm giữa 2 trị số liên tiếp n_k vàn_k+1 trong bảng

Tra trong lý lịch máy1K62 ta được n_k=1500 và N_k+1 = 2000

- Phương án 1 : Chọn số vòng quay n_k và giữ nguyên lượng chạy dao thực S_m tức là n_k = 1500(v/p) , S = 0,3

- Phương án 2 : Chọn số vòng quay n_k+1 và tính lượng chạy dao S_k+1:

So sánh giữa 2 tích số :

n_K­ . S_K = 1500 . 0,3 = 450

n_K+1.S_K+1 = 2000.0,13 = 216

Nhận thấy n_K­ . S_K < n_K+1.S_K+1

Vậy ta chọn n_k=2000(v/p) và S=0,13(mm/v) là hợp lý

Khi đó tốc độ cắt thực được tính theo công thức: V = 188,4 (m/phút)

5.1.6. Tính lực cắt.

Các thành phần lực cắt khi tiện được tính theo công thức:

P_z = C_pz . t^Xpz . S^Ypz . V^npz . K_pz

P_y = C_py . t^Xpy . S^Ypy . V^npy . K_py

P_x = C_px . t^Xpx . S^Ypx . V^npx . K_px

=> P_y = 2430 x 0,85^0,9 x 0,3^0,6 x 188,4^-0,3 x 1,13 = 239,28 (N)

Tra bảng (4-54) TKDC:

C_px = 3390                 Y_px = 0,5                    K_px = 1,05

X_px = 1                       n_px = -0,4

=> P_x = 3390 x 0,85¹ x 0,3^0,5 x 188,4^-0,4 x 1,05 = 203,86 (N)

5.1.8. Tính thời gian máy T_o.

Ta có:

L :  chiều dài phần gia công chi tiết gia công

Y : lượng ăn tới của dao Y = t . cotgf

Þ Y = t . cotgj = 0,85.cotg45 = 0,85

Y₁ : lượng vượt quá của dao Y₁ = 1mm

S : lượng chạy dao S = 0,3

n : số vòng quay trong một phút

i  : số lần cắt i = 1

=> To = 0,24 phút

5.2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

5.2.1. Nguyên công I: Cắt phôi

Ở nguyên công này ta cắt phôi thép gió trên máy của đĩa 8¶66

- Các thông số của dao:

+ Máy 8Б66

+ Dao: cưa đĩa có: D = 420, b = 1,5mm ; z = 58 ; Vật liệu dao P18

- Lượng chạy dao: (Tra bảng 1-2-STCNCTM ĐHBK) có: S = 0,04 ¸ 0,05, chọn S_z = 0,04 mm/răng

- Chiều sâu cắt:  t = b (B tra bảng X - 48 sổ tay CNCTM tập 2,3,4) có t = b =90(mm)

- Công suất cắt :

Tra bảng 3-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀ = 3,36

- Thời gian máy T₀:

S_P = S_Z.Z.n = 0,04.58.18,96 = 43,98 (mm/ph)

Thay số ta được: T₀ = 1,43 (ph)

5.2.3. Nguyên công III : Tiện thô phần làm việc, tiện góc 2j.

Máy : 1A616

Dao : T15K6

Đồ gá : mâm cặp 3 chấu tự định tâm

a) Bước 1: Tiện thô phần làm việc

Đã được tính cụ thể ở phần trước

b) Bước 2: Tiện góc 2j:

- Thông số của dao:

Sử dụng dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

B.H = 12.20 , a = 60⁰, L = 150 (mm), g = 15⁰

- Lượng chạy dao tra bảng 12-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có S_B = 0,4 (mm/vg)

Căn cứ vào máy ta chọn S_M = 0,39 (mm/vg)

Vận tốc cắt tra bảng 21-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có V_B = 107 (m/ph)

V_CT = K_ĐC.V_B

V_CT = 1.0,92.1.1.107 = 98,44 (m/ph)

- Công suất cắt theo bảng 28-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀ = 1,7(KW)

- Thời gian máy

Ta có:

L: chiều dài gia công

Y₁ : Lượng ăn tới

L = Y₁ = t.cotgj = 14.cotg60⁰ = 8,08

Thay số ta được: T₀ = 0,03 (ph)

5.2.5. Nguyên công V: Tiện tinh chuôi côn

- Thông số của dao: Sử dụng dao gắn mảnh HKC T15K6

- Chiều sâu cắt: t = 0,85 (mm)

- Lượng chạy dao , theo bảng 13-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có S_B = 0,14 (mm/vòng), Theo máy ta chọn S_M = 0,11 (mm/vg)

- Vận tốc cắt, Theo bảng 21-2sổ tay CNCTM ĐHBK có V_B = 180

V_CT = K_ĐC.V_B

Trong đó:  K_ĐC = 0,82

=> V_CT = 0,82.180 = 147,6(m/p)

- Tốc độ quay

Theo máy chọn n_M = 1250 (v/p)

=> V_CT  = 150,7  (m/p)

- Công suất cắt:  Tra bảng 38-2sổ tay CNCTM ĐHBK  có N₀ = 1 (KW)

- Thời gian máy: To = 0,5 phút

5.2.7. Nguyên công VII: Phay chuôi dẹt

- Thông số của dao P18: Tra bảng IX - 71 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có: D = 150 (mm), B = 25 (mm), Z = 20 (răng)

- Chiều sâu phay

t  = 5,05 (mm)

- Lượng chạy dao theo bảng 260-2sổ tay CNCTM ĐHBK có S_Z = 0,02 ¸ 0,08, chọn S_Z = 0,05

- Vận tốc cắt theo bảng 262-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có: V_B = 42 (m/ph)

V_CT = K_ĐC.V_B

- Tốc độ quay n:

n = 75,65  (v/phút)

Theo máy lấy n_M = 78 (v/phút)

- Lượng chạy dao phút:

S_p = n.Z.S_Z = 78.20.0,05 = 78 (mm/ph)

Tra bảng 257-2 sổ tay CNCTM ĐHBK ta chọn S_P = 65 (mm/ph)

Công suất cắt , theo bảng 38-2 sổ tay CNCTM ĐHBK có N₀ = 1 (KW)

- Thời gian máy T₀:

Thay số ta được:  T₀ = = 0,26 (ph)

5.2.9. Nguyên công IX: In nhãn

5.2.10. Nguyên công X: Kiểm tra trung gian

5.2.11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện

5.2.12. 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 TK20x3x35

- 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)

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

- Thời gian cơ bản To

Thay số ta được: To = 0,052 (phút)

5.2.14. 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)

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

- Thời gian cơ bản To: To = 0,1 (phút)

5.2.16. 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)

- Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có: N₀ = 1,5(KW)

5.2.18. 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)

- Công suất cắt tra bảng X-98 sổ tay CNCTM tập 2,3,4 có: N₀ = 1,5(KW)

- Thời gian cơ bản To:

Thay số ta được:To = 0,027 (ph)

5.2.20. 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

- 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)

5.2.23. Nguyên công XXI: Tổng kiểm tra.

5.2.24. Nguyên công XXII: Bao gói, nhập kho

Tiến hành bao gói, nhập kho và lập thẻ kho.

PHẦN 6

TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ MÀI MẶT SAU MŨI KHOAN

6.1. 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.

6.3. 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.

6.4. Ưu, nhược điểm.

* Ưu điểm:

- Đảm bảo dễ dàng mài mặt sau.

- Dễ dàng thao tác vận hành đơn giản.

- Độ cứng vững cao.

* 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.

6.5. 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)

Với: 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

=> 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

=> W₁ = 81,7 N

- Chiếu các lực lên phương thẳng đứng.

W₂  = 114,3 N

6.6. Tính đường kính bulông ở trục tay quay.

Ta có:      

  t_C  <  [ t_C ]

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

=> Thay số ta được: d ³  = 8,8

Ta chọn đường kính bu lông :  d = 10mm

6.7. Sai số chuẩn:

- 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

=> Thay số ta được : P_z = 350N

KẾT LUẬN

Sau một thời gian hơn 2 tháng làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: ThS…….....……, đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: ThS…….....……, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                                                          TP. Hồ Chí Minh, ngày …. tháng …năm 20…

                                                                                                                      Sinh viên thực hiện

                                                                                                                         ………..…..…

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

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"