Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
Lời nói đầu
“ Dao cắt” hay còn gọi là dụng cụ cắt, khi nói đến những từ này
thì tất cả chúng ta đều nghĩ đó là dụng cụ hay công cụ rất sắc và rất
thiết thực trong mọi lĩnh vực sản xuất cũng như trong đời sống hàng
ngày. Từ những con dao dùng cho sinh hoạt gia đình đến những dụng
cụ dùng cho các ngành như: Gia công cắt gọt kim loại, khai khoáng
hầm mỏ, khai thác và chế biến lâm sản
Mặc dù ở mọi ngành và dụng cụ cắt đa dạng về chủng loại chúng
có thể khác nhau về đặc điểm, tính chất, điều kiện làm việc, hình
dáng kết cấu
Nhưng chúng có một điểm chung đó là trực tiếp tác động vào đối
tượng sản xuất ( phôi liệu), nhằm mục đích biến đổi các đối tượng
sản xuất đó thánh các sản phẩm có hình dáng, kích thước và chất
lượng theo yêu cầu.
Đặc biệt trong ngành cơ khí chế tạo máy thì các dụng cụ cắt có vai
trò hết sức quan trọng trong hệ thống công nghệ ( Máy – Dao - Đồ gá
- Chi tiết gia công). Thì nó là chi tiết tiếp xúc và tác động vào bề mặt
của phôi và biến các bề mặt này thành các bề mặt của chi tiết thiết kế
yêu cầu.
Là sinh viên sau 5 năm học tập và rèn luyện tại trường, đến nay
khoá học của chúng em sắp kết thúc. Để đánh giá trình độ của bản
thân, em xin trình bầy những hiểu biết của mình đã tiếp thu được qua
bản đò án đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế và lập quy trình
công nghệ chế tạo dao doa”. Bản đồ án của em được hoàn thành
ngoài sự cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt
tình của tập thể thầy, cô trong bộ môn“Nguyên lý và dụng cụ cắt”và
đặc biệt là của thầy giáo Nguyễn Văn Hùng trực tiếp hướng dẫn. Tuy
nhiên do hiểu biết của bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài của em
sẽ không chánh khỏi được sai sót. Vậy em kính mong các thầy, cô
Khoét có thể đạt độ bóng cấp 6 ÷ 7 và độ chính xác cáp 1÷3. Khoét là một
nguyên công nằm giữa khoan và doa .
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
- Doa thường là quá trình gia công lần cuối để đạt được các lỗ có độ chính
xác và độ bóng cao bằng cách cắt một lượng dư rất mỏng. Khi doa lỗ thì lượng
dư thường là 0,15 ÷ 0,5 (mm), còn khi doa tinh từ 0,05 ÷ 0,2 (mm). Doa có thể
đạt được độ bóng cấp 8 ÷ 10 và độ chính xác cấp 1 ÷ 3.
2, Giới thiệu chung về dao doa
- Dao doa là dụng cụ dùng để gia công lỗ chính xác tuỳ theo yêu cầu công
nghệ khi gia công bằng mũi doa có thể đạt độ chính xác cấp 6 ÷ 9.
Độ nhẵn bề mặt từ R
a
= 2,5 ÷ 0,16 µ m .
- Mòi doa được dùng sau khi gia công sơ bộ bằng mũi khoét, tiện lỗ hoặc
khoan. Có thể dùng để gia công thô hoặc tinh.
- Mòi doa làm việc hợp lý phụ thuộc vào kết cấu và chất lượng chế tạo
cũng nh điều kiện sử dụng nhỏ, chế độ cắt, làm nguội, lượng dư gia công, chất
lượng mài sắc, mài bóng ….
- Đặc điểm của mũi doa là chóng mòn nên dung sai đường kính mũi doa là
chặt chẽ. Gia công bằng dao doa thì không sửa được sai lệch về hình dáng, hình
học và vị trí tương quan hoặc có sửa được thì rất Ýt.
- Lưỡi cắt của dao doa được bố trí không đều trên vòng tròn nhằm mục
đích sửa sai sè in dập của các lưỡi cắt để lại trên lỗ sau khi gia công để lại.
- Dao doa làm việc với tốc độ cắt nhưng có lượng chạy dao vòng lớn nên
doa vẫn cho năng suất cao ( tốc độ cắt 8 ÷ 10 m / ph) . Lượng chạy dao 0,5 ÷ 3,5
mm / vòng.
- Dao doa là dụng cụ dùng để gia công lỗ chính xác. Dao nhanh mòn khi
làm việc ở tốc độ thấp, khi gia công lỗ có lượng dư không đều đặc biệt là lỗ có
rãnh thì dao có thể bị mẻ hoặc gãy.
Do đó vật liệu làm dao phải có độ bền cao, tính chịu mài mòn ở tốc độ
thấp và tốc độ cao và phải có tính công nghệ cao để khi gia công chế đơn giản.
Hiện nay có các loại vật liệu nh sau :
+ Thép các bon dụng cụ
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 4
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
+ Thép hợp kim dụng cụ
+ Thép gió
+ Hợp kim cứng
1.Thép các bon dụng cụ
- Để đảm bảo cho thép có đủ độ cứng, độ bền, tính chịu mài mòn thì hàm
lượng các bon trong thép phải nằm trong khoảng 0,7% ≤ % C ≤ 2,14 %
- Độ cứng sau tôi đạt HRC 60 ÷ 62, sau ủ đạt HB = 107 ÷ 217 nên dễ gia
công bằng cắt gọt và bằng áp lực.
- Độ thấm tôi thấp nên phải tôi trong môi trường nước do vậy sau khi tôi
dụng cụ dễ bị nứt, vỡ, hư hỏng.
- Tính chịu nóng thấp vì không được hợp kim hoá nên máctenxít của thép
dễ bị phân tích khi bị nung nóng làm cho độ cứng của dụng cụ giảm nhanh.
- Dụng cụ cắt chế tạo từ thép các bon dụng cụ thường là : Y7, Y8, Y9,
Y10, Y12, Y13, …
2. Thép hợp kim dụng cụ
Là thép có hàm lượng các bon cao và hàm lượng một số nguyên tố hợp
kim vào khoảng 0,5 ÷ 3 %.
Thép XBT Ýt bị biến dạng trong nhiệt luyện nên được dùng để chế tạo
dao P9.
Vì hàm lượng Vanađi cao hơn nên thép P9 cứng hơn P18. do vậy thép P9
khó mài hơn thép P18. Khi mài dao P9 dễ sinh ra hiện tượng cháy bề mặt do đó
mà độ cứng bị giảm.
+ Nhược điểm của thép gió là sự phân bố không đồng đều của các bít sinh
ra trong quá trình nhiệt luyện vì dễ bị nứt.
Nhiệt độ tôi của thép gió phải khống chế chặt chẽ sai sè cho phép nhiệt độ
tôi với thép gió P9 ≤ 20
0
C
P18 ≤ 10
0
C
Nếu nhiệt độ tôi quá thấp thì độ hạt lớn làm cho cơ tính giảm. Nếu nhiệt
độ tôi quá cao thì gây ra cháy bề mặt -> độ cứng giảm thành phần hoá học của
thép gió.
Bảng I - 54 (II)
C = 0,7 ÷ 0,8% Cr = 3,8 ÷ 4,4% V = 1,0 ÷ 1,4%
W = 1,7 ÷ 1,8% Mo = 0,3%
Để làm giảm lượng W có trong thép thì có thể tăng hàm lượng Mo theo tỷ
lệ cứ 1% Mo thay thế 2% W, khi đó ta sẽ nhận được thép Mo.
Tính năng cắt của 2 loại thép gió nền W và Mo là nh nhau.
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 6
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
4. Hợp kim cứng:
Hợp kim cứng là loại vật liệu có tính năng cắt tốt, độ cứng cao HRC > 70.
Độ bền nhiệt cao 800 ÷ 1000
quan hệ giữa chiều dài và chiều rộng phoi thay đổi. Từ đó ta thấy hình dạng phoi
có ảnh hưởng đến điều kiện thoát của nó, tới độ mòn của mũi doa và chất lượng
bề mặt của chi tiết gia công.
Theo số liệu kinh nghiệm của BHИИ độ lay rộng, độ ô van, độ côn của lỗ
khi gia công bằng mũi doa có các góc ϕ = 5 ÷ 45
0
nằm trong khoảng dung sai
của lỗ. Trong đó mũi doa có ϕ = 15
0
vẫn đảm bảo chất lượng lỗ tốt hơn.
Ta chọn mũi doa có:
ϕ = 15
0
l
3
= 1,5 mm
- Tính chiều dài phần côn cắt l
1
:
l
1
được tính theo công thức :
l
1
=
3
2
cot
2
lg
Lớp:K35MA
Trang 8
L
4
= 98
l
5
l
2
l
3
l
D
γ
L= 240
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
* Theo STCNCTM - 1976. Bảng IX - 53 Trang 236
L = 240 mm. l = 30 mm
l
4
= 98 mm
2.Phần sửa đúng
- Dùng để định hướng mũi doa trong quá trình gia công và dự trữ khi mài
lại.
Ngoài ra nó còn đảm bảo hình dáng lỗ, kích thước chính xác và độ nhẵn
bề mặt cần thiết của lỗ gia công.
- Phần sửa đúng của mũi doa máy thường có dạng trụ ngắn để sửa đúng lỗ,
sau phần này là đoạn côn ngược nhỏ dần
Về phía chuôi (cán) độ côn nhằm giảm ma sát giữa mũi doa và bề mặt lỗ
cắt
( Theo TKCC - Tập 1 - Trang 365 )
3. Hướng của răng.
Mòi doa thường có răng phẳng hoặc răng nghiêng so với đường tâm trục
hoặc răng xoắn. Mũi doa răng xoắn đảm bảo bề mặt gia công nhẵn hơn so với
răng phẳng và răng nghiêng và có tuổi bền cao hơn.
Những mòi doa răng thẳng và răng nghiêng nếu có kết cấu hợp lý thì gia
công lỗ cũng thoả mãn yêu cầu về độ chính xác và chất lượng gia công.
Việc chế tạo, mài sắc và kiểm tra các loại mũi doa này đơn giản hơn nhiều
so với mũi doa răng xoắn.
Ta chọn mũi doa răng thẳng có góc ω = 0
0
.
4. Góc sau và góc trước của phần cắt.
Góc sau và góc trước của mũi doa được chọn tuỳ theo công dụng của mĩ
doa và vật liệu gia công khi tăng góc sau α thì việc cắt sẽ dễ dàng. Nhưng vì góc
sắc giảm và răng bị yếu nên điều kiện thoát nhiệt giảm và tăng độ mòn của mũi
cắt.
Theo nghiên cứu của BHNN khi gia công vật liệu có độ cứng trung bình
( thép 45) mòi doa có góc sau tăng tới 15 ÷ 20
0
sẽ làm bề mặt gia công nhẵn hơn
ở giai đoạn làm việc ban đầu so với mũi doa có góc sau α = 8
0
, nhưng tuổi bền
của chúng giảm tới 3 lần. Vì khi mặt sau đã bị mòn một đoạn nhỏ thì sẽ gây ra
mòn mãnh liệt ở cạnh viền trên chiều dài 4 ÷ 5 (mm). Do vậy lưỡi cắt chính sẽ bị
vê tròn. Do bị mòn nh vậy nên mũi doa bắt đầu gây ra những vạch trên bề mặt lỗ
gia công và có thể gây mẻ răng tại chỗ chuyển tiếp từ phần cắt sang phần sửa
đúng.
Để tạo ra bước răng không đều thì khi gia công rãnh răng mũi doa được gá
trên đồ gá có đầu phân độ chuyên dùng của máy phay.
7. Dạng rãnh.
Hình dạng rãnh mũi doa không quan trọng như đối với mũi khoan và tarô,
vì lượng dư gia công nhỏ nên có thể gia công bằng dao phay một góc khi đó mặt
trước của mũi doa không được nhẵn và làm cho những răng ở mặt đầu của dao
phay chóng mòn.
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 11
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
Để khắc phục nhược điểm này ta dùng dao phay haio góc để tránh sự xuất
hiện vết nứt ở đáy rãnh , khi tôi thì đáy rãnh được vê tròn với bán kính r.
Sơ đồ gia công rãnh mũi doa như hình vẽ (trang bên )
Chọn r = 0,5 ; β = 80
0
; δ = 20
0
( Theo TKDCCKL)
* Tính các kích thước của rãnh :
Theo hướng dẫn thiết kế dụng cụ cắt của XEMEMTRENCÔ Trang 369 .
Ta có công thức tính :
t = R
−+
φ
ν
ενθ
Sin.
Sin
)(Sin
- r .
2
ν
φ-
ν
Sin
)
2
(Sin
BC = 2R Sin
θ
-> sin
2
θ
=
R2
AB
θ
= 2arc sin
''67'304
4,16.2
3,1
0
=
* Răng 1 và 7 có W = 27
0
33’ =
ε
.
t
1
= t
7
16,4
80
cos(
0
0
0
t
1
= t
7
= 3,05 mm
b
1
= b
7
= 16,4
−+
0
0
000
20sin.
80sin
)'332780''67'304sin(
- 0,5
7
= 2.16,4 . sin
)(55,6
2
)''67'304'3327sin(
00
mm=
−
Tương tù nh trên ta tính cho các răng còn lại:
Răng t b BC
2 + 8
3 + 9
4 + 10
5 + 11
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 13
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
6 + 12
8. Dung sai đường kính dao doa.
- Dao doa là loại dụng cụ có tuổi thọ thấp, do vậy ta cần đặc biệt chú ý tới
việc quy định dung sai đường kính. Nếu quy định dung sai đường kính không tốt
thì không tận dụng được thời gian làm việc của mũi doa, làm tăng giá thành sản
phẩm và khi mài sắc lại không đảm bảo được kích thước của lỗ gia công.
Trong đó :
∆ - dung sai lỗ gia công
AB - giới hạn trên của đường kính mũi doa
CD - giới hạn dưới của đường kính mũi doa
N - dung sai chế tạo mũi doa
N = 6 µm J = 12 µm
9. Phần kẹp chặt.
Phần kẹp chặt của mũi doa có nhiều dạng khác nhau tuỳ theo công dụng
của nó.
+ Với mũi doa máy tiếp với phần làm việc của dao là cổ dao và phần
chuoi côn moóc. Tiếp với phần côn là chuôi bẹt. Trong quá trình làm việc thì
phần chuôi này được lắp vào lỗ côn trên máy hoặc trên đồ gá.
Phần chuôi bẹt có tác dụng chống xoay và truyền mômen xoắn trong quá
trình làm việc.
Các thông số phần chuôi côn với côn moóc số 3 nh sau:
Tra bảng IX - 53 - Sổ tay CNCTM 1978 - tập II - III và IV
L
4
= 98 mm d = 24,051 mm α = 1
0
24’00’’
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 15
b
R
C
e
α
d
d
1
L
q
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
0
∅7,9
∅2,5
0.8
6
3
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
Theo bảng 13 -3. Sách tính toán hệ dẫn động cơ khí - Tập II.
PHẦN II
LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
DAO DOA MÁY φ 32 H7.
I/ PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.
- Chi tiết cần chế tạo là mũi doa máy tiêu chuẩn φ 32 H7 chức năng và
nhiệm vụ của nó là dùng để gia công những lỗ có độ chính xác cao từ cấp 6 ÷ 9
độ nhẵn bề mặt đạt từ Ra = 0,16 ÷ 1,25 do vậy mà mũi doa là một chi tiết có độ
chính xác cao, cho nên khi chế tạo mũi doa phải qua nhiều nguyên công gia công
chính xác như mài tinh, mài nghiền.
- Ngoài ra dao doa là dụng cụ gia công định hình kích thước do đó độ
chính xác của dao doa sẽ quyết định đến độ chính xác cũng như chất lượng của
lỗ gia công. Nh vậy dung sai của đường kính mũi doa phải được tính toán hợp lý
(nhỏ và đủ lượng dự trữ mòn) nhằm nâng cao tuổi thọ của dao.
* Phần lưỡi cắt phải được mài thật sắc và có độ bóng cao để có thể hớt đI
một lượng kim loại mỏng. Đặc biệt là độ bóng của cạnh viền phải cao hơn độ
bóng yêu cầu của bề mặt lỗ gia công.
* Các răng cắt được chế tạo sao cho tránh sự in dập của lưỡi cắt lên bề mặt
lỗ gia công và tạo đIều kiện cho việc đo kiểm đường kính bằng panme được dễ
dàng.
* Dao doa máy φ 32 H7 là chi tiết dạng trục nên trong quá trình gia công
Ni = N . mi (1 +
100
αβ
+
) chi tiết / năm.
Trong đó :
Ni – sản lượng cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 18
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
N – sản lượng kế hoạch ( N = 15.000 chi tiết / năm )
mi – số lượng chi tiết cùng tên trong sản phẩm
mi = 1.
α - số % dự trữ hư hỏng α = 5%
β - số % dự trữ đề phòng do mất mát, quản lý, vận chuyển
β = 3%
Vậy ta có :
Ni = 15.000 . 1 ( 1 +
100
35
+
) = 16201 chi tiết / năm
Việc xác định sản lượng cơ khí nhằm xác định lượng phôi cần tạo ra để
đảm bảo đủ sản lượng theo kế hoạch.
2.Tính khối lượng chi tiết
Theo công thức :
G = γ . V
Trong đó :
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
V
2
=
3
2
028034,0
4
62.23.14,3
dm=
V
1
=
3
2
044311,0
4
98.24.14,3
dm=
V = v
1
+ v
2
+ v
3
= 0,08706 dm
3
G = γ . V = 8,65 . 0,08706 = 0,76 kg
Theo bảng 2 – TKĐACNCTM với sản lượng là 16201 CT/năm và G =
- Tỷ lệ phôi phế phẩm cao
- Khó kiểm tra các khuyết tật bên trong
- Đúc trong khuôn kim loại thường có cơ tính không đồng đều
3. Rèn tự do
*Dụng cụ sử dụng trong rèn tự do đơn giản, rẻ tiền, phôi có cơ tính tốt, tổ
chức kim loại mịn, bền chặt, chi tiết sau khi rèn chịu uốn, xoắn tốt.
*Nhược điểm :
- Lượng dư gia công để lại lớn
- Tổ chức lớp kim loại bề mặt bị chai cứng
- Độ chính xác phôi phụ thuộc tay nghề của người thợ
- Quy mô sản xuất nhỏ, năng suất thấp, phù hợp với dạng sản xuất đơn
chiếc, loạt nhỏ.
4. Rèn khuôn.
- Phôi có độ chính xác cao hơn rèn tự do, lượng dư gia công nhỏ hơn,
độ bóng cao, hình dáng phôi gần giống với chi tiết => do vậy nó tạo điều kiện để
tăng năng suất, giảm phế phẩm và phôi có độ chính xác cao, năng suất tạo phôi
cao, phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn.
*Nhược điểm :
- Vật liệu chế tạo khuôn phức tạp
- Thiết bị sản xuất đòi hỏi phải có vốn lớn
*Tóm lại :
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 21
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
Từ việc phân tích các phương pháp tạo phôi, dựa vào yêu cầu kỹ thuật
của chi tiết, kết cấu, hình dạng và dạng sản xuất của chi tiết, điều kiện kỹ thuật
và trang thiết bị kỹ thuật hiện có ta chọn phương pháp tạo phôi là cán nóng.
Kích thước phôi lấy theo bảng tiêu chuẩn.
dụng.
3.Chọn chuẩn tinh
*Việc chọn chuẩn tinh cần thiết phải tuân thủ các lời khuyên đã nêu ở trên
và đồng thời phải dựa vào các yêu cầu sau :
- Nên chọn chuẩn tinh sao cho chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Thực hiện
lời khuyên này nhằm bảo đảm tính thống nhất giữa quá trình gia công và quá
trình lắp ráp, sử dụng.
- Nếu điều kiện gá đặt và quy trình công nghệ cho phép thì nên chọn
chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn là cao nhất ( chuẩn khởi xuất trùng chuẩn cơ
sở trùng chuẩn định vị ). Lời khuyên này nhằm giảm sai số tích luỹ từ các
nguyên công trước để lại.
- Chọn chuẩn tinh thống nhất cho quá trình gia công. 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
Dựa vào các lời khuyên và đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công ta có các
phương án chọn chuẩn tinh sau:
*Phương án I :
Chọn chuẩn là 2 lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do.
*Ưu điểm :
- Cho phép gá đặt nhanh
- Không gây sai số kích thước hướng kính
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 23
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ
cắt
- Gia công được hầu hết các bề mặt của chi tiết, đảm bảo tốt các kích
thước dù qua nhiều lần gá đặt.
- Đồ gá đơn giản gọn nhẹ
- Đảm bảo độ đồng tâm của chi tiết
Qua phân tích 3 phương án trên ta chọn phương án I làm chuẩn tinh để
gia công do nó có nhiều ưu điểm hơn, vì nó ngoài ưu điểm là để gia công nó còn
để gia công sửa chữa sau này.
4. Chọn chuẩn thô :
Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp SVTK : Nguyễn Minh Phương -
Lớp:K35MA
Trang 25
Copyright: Tài liệu đại học ©