thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn 17

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Bộ giáo dục và đào tạo
đại học Thái Nguyên
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp
khoa cơ khí - chế tạo máy
bộ môn: dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
---------------- - -----------------
đồ án
tốt nghiệp
Giáo viên hớng dẫn : Thạc sỹ Hà Thị Mai
Sinh viên thiết kế : Vũ Khắc Uyên
Lớp : TC2001MA
Thái Nguyên - 2006
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 1 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
Trờng đại học kỹ thuật Độc lập -Tự do -Hạnh phúc
Công nghiệp Thái Nguyên ---------------000------------------
Đề TàI
THIếT Kế đồ án TốT NGHIệP
Ngời thiết kế : Vũ Khắc Uyên
Lớp : TC01MA
Ngành : Chế tạo máy
Cán bộ hớng dẫn : Th.s Hà Thị Mai

Ngày giao đề tài :
Ngày hoàn thành đề tài :
Nội dung đề tài: Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi
khoan tiêu chuẩn 17
Sản lợng: 25.000 chiếc/năm;
Trang thiết bị : tự chọn

Tổ trởng bộ môn Cán bộ hớng dẫn TM Hiệu trởng
(Ký tên) (Ký tên) Chủ nhiệm khoa
(Ký tên, đóng dấu)
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 2 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
Trờng đại học kỹ thuật Độc lập -Tự do -Hạnh phúc
công nghiệp Thái Nguyên ---------------000------------------
Thuyết minh
đồ án TốT NGHIệP
Sinh viên thiết kế : Vũ Khắc Uyên
Lớp : TC01MA
Ngành : Chế tạo máy
Cán bộ hớng dẫn : Th.s Hà Thị Mai

Đề tài: Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu
chuẩn 17
Số trang thuyết minh : 107 trang
Số bản vẽ: 07 bản A
0
01 bản A
0
bản vẽ lồng phôi
05 bản A
0
- thứ tự các nguyên công
01 bản A
0
bản vẽ thiết kế đồ gá

Tổ trởng bộ môn Cán bộ hớng dẫn TM hiệu trởng
(Ký tên) (Ký tên) Chủ nhiệm khoa
(Ký tên, đóng dấu)
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 3 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
mục lục
Trang
Phần mở đầu : Tổng quan về mũi khoan. 3
Phần I : Thiết kế mũi khoan xoắn tiêu chuẩn 17.
8
Vật liệu chế tạo mũi khoan. 9
Kết cấu mũi khoan. 14
Phần II : Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo mũi khoan. 25
Đặc điểm kết cấu mũi khoan 26
Xác định dạng sản xuất. 27
Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi. 32
Thiết kế qui trình chế tạo mũi khoan. 34
Sơ đồ thứ thự các nguyên công. 40
Phần III : Tính và tra lợng d. 64
I. Tính và tra lợng d
II. Lập bảng
Phần IV : Tính và tra chế độ cắt. 72
A. Tính chế độ cắt cho các nguyên công tiện thô phần chuôi
B. Tính chế độ cắt cho các nguyên công
Phần V : Tính và thiết kế đồ gá. 106
I. Đặt vấn đề
II.
Lời nói đầu
Theo xu thế chung của sự phát triển khoa kỹ thuật học hiện thế giới

Việt Nam chúng ta có những phát triển rất đáng kể, đặc biệt là trong
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 4 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
công nghiệp .Nhng so với nền công nghiệp của các nớc trên thế giới chúng
ta còn nhiều thua kém.
chính vì vậy việc đào tạo những trí thức trẻ cho tơng lai là một việc
hết sức quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu cần thiết của nền công nghiệp
hiện đại .Đặc biệt là trong các trờng kỹ thuật nơi trực tiếp đào tạo ra
những kỹ s và cử nhân tơng lai của đất nớc.
Và trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên cũng vậy với
truyền thống lâu đời cùng với đội ngũ giảng viên nhiệt tình giảng dậy.
Là một trong những sinh viên của trờng, em biết vai trò và trách
nhiệm của mình .Sau năm năm học và nghiên cứu tại trờng đến nay em đ-
ợc nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế và lập quy trình công nghệ
chế tạo mũi khoan xoắn

17 do cô giáo Hà Thị Mai hớng dẫn.
Đối với em đây là một đề tài khá phức tạp, nhng đợc sự chỉ bảo tận
tình của cô giáo hớng dẫn và với những lỗ lực của bản thân, đến nay em
đã hoàn thành đồ án của mình. Song do thời gian có hạn cùng với kiến
thức còn hạn chế vì vậy đồ án của em không tránh khỏi những thiếu
sót .Do đó em rất mong đợc sự chỉ bảo của thầy cô giáo để đồ án của em
đợc hoàn thiên hơn.
Em xin chân thành cám ơn cô giáo Th.s Hà Thị Mai đã tận tình
chỉ bảo để em hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Em cũng xin bày tỏ lòng
biết ơn tới các thầy cô trong bộ môn và khoa Cơ khí chế tạo máy.
Thái Nguyên ngày .... tháng ..... năm 200...
Sinh viên
Vũ Khắc Uyên
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 5 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Phần Mở ĐầU
TổNG QUAN
Về MũI KHOAN
I. Đặc điểm và vai trò của mũi khoan
Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học hiện đại và việc áp dụng
nhiều biện pháp cũng nh những thành quả hiện đại vào trong sản xuất vì vậy mà
nhu cầu đòi hỏi chất lợng sản phẩm ngày càng cao hơn .
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 6 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Trong công nghệ sản xuất dao cắt nói chung và trong công nghệ chế tạo
mũi khoan nói riêng vịêc không ngừng nâng cao chất lợng cũng nh hoàn thiện
kết cấu là một nhu cầu luôn đợc đề ra để đáp ứng đợc nhu cầu thiết yếu của nền
công nghiệp hiện đại.
Với đặc điểm của mũi khoan là chi tiết dạng trục nó là dụng cụ cắt để gia
công lỗ hình trụ trên vật liệu đặc, khoan rộng lố đã có sẵn. Mũi khoan có thể
khoan thông hoặc không thông tuỳ thuộc vào yêu cầu của chi tiết gia công .
Gia công bằng mũi khoan đạt đợc độ chính xác cấp 11 ữ 12 cấp nhẵn bề
mặt 3 ữ 5 (R
a
= 5 ữ 20)
(R
z
= 20 ữ 80)
Vì độ chính xác, và độ nhẵn bề mặt của chi tiết gia công không cao, mũi
khoan thờng đợc dùng để gia công thô.
Với công nghệ hiện đại, ngày nay có rất nhiều phơng pháp gia công mũi
khoan. Tuỳ thuộc vào kích thớc của mũi khoan yêu cầu mà ta có những phơng
pháp chế tạo thích hợp .
Với từng loại công dụng mà mũi khoan có các loại sau.

+Mũi khoan nòng súng (mũi khoan lỗ sâu).
Khi khoan lỗ sâu để hạn chế những nhợc điểm do mũi khoan ruột gà ngời
ta sử dụng mũi khoan kiểu nòng súng.
+Mũi khoan tâm .
+Mũi khoan xoắn (mũi khoan ruột gà).
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 7 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Chiều dài mũi khoan
Phần làm việc
phần cán dao
Cổ dao
Chuôi bẹt
Hiện nay mũi khoan xoắn là loại đợc sử dụng nhiều nhất , nó có thể khoan
cả lỗ sâu lẫn lỗ nông tuỳ thuộc vào yêu cầu .
_Một số yêu cầu của mũi khoan xoắn.
+Vật liệu chế tạo :có thể dùng thép Y12A,9XC, P9, P18 hoặc gắn mảnh
hợp kim cứng.
+Độ cứng sau nhiệt luyện : HRC 60 ữ 65 .
+Độ nhẵn bề mặy sau, cạnh viền mặt chuôi không thấp hơn cấp 8.
Độ nhẵn mặt rãnh không thấp hơn cấp 7.
+Độ côn ngợc trên phần làm việc :0.04ữ0.09mm trên 100mm chiều dài.
+ Đờng kính lõi mũi khoan có thể cố định hoặc tăng dần về phía chuôi từ
1,4 ữ 1.8mm trên 100mm chiều dài.
+ Độ đảo hớng kính giữa phần làm việc với phần chuôi không đựơc vợt
qua trị số sau:
đờng kính D 20mm là 0.12mm.
Đờng kính D> 20ữ50 mm là 0.15.
Đờng kính D>50mm là 0,18mm.
+Sai lệch các góc mũi khoan không vợt quá 2 .
Với những yêu cầu kỹ thuật trên để cụ thể hoá quá trình chế tạo mũi khoan

xoắn tiêu chuẩn 17 ta bớc vào thực hiện các phần sau.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 8 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Phần i
Thiết kế mũi khoan
xoắn tiêu chuẩn 17
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 9 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
I.Vật liệu chế tạo mũi khoan
Trong quá trình gia công phần cắt của dao trực tiếp làm nhiệm vụ cắt để tạo
ra phoi và tạo hình. Để nâng cao năng suất cắt, nâng cao chất lợng bề mặt gia
công phần cắt của dao không những phải có hình dáng hình học hợp lý mà phải
đợc chế tạo từ những vật liệu thích hợp.
Vì vậy để có vật liệu thích hợp cho việc chế tạo mũi khoan ta đi tìm hiểu
yêu cầu của vật liệu chế tạo mũi khoan sau.
1. Những yêu cầu chung của vật liệu chế tạo mũi khoan.
a).Tính năng cắt.
Trong quá trình cắt ở phần lỡi cắt trên mặt trớc và mặt sau của dao thờng
xuất hiện ứng xuất tiếp xúc rất lớn, khoảng 4000 ữ 5000N/ mm đồng thời áp
lực riêng lớn gấp 100 ữ 200 lần so với áp lực cho phép của chi tiết máy nhiệt độ
tập trung lên vùng cắt lên tới 600ữ900C. Trong điều kiện làm việc nh vậy việc
cắt chỉ thực hiện có hiệu quả khi dao có khả năng giữ đợc tính cắt trong khoảng
thời gian dài. Điều đó đòi hỏi vật liệu dụng cụ cắt phải có đầy đủ những tính
chất cơ lý cần thiết nh độ cứng ,độ bền nhiệt, độ bền cơ học , độ bền mòn , độ
dẫn nhiệt.
- Độ cứng: là một trong những chỉ tiêu quan trọng của vật liệu dụng cụ
cắt .Muốn cắt đợc vật liệu, phần cắt phải có độ cứng lớn hơn vật liệu gia công
khoảng 25HRC nó thờng đạt trong khoảng 60 ữ 65HRC .
- Độ bền nhiệt: Là khả năng giữ đợc độ cứng cao và các tính năng cắt khác

ơ nhiệt độ cao trong khoảng thời gian dài.
Nó là tính năng quan trọng nhất của vật liệu dụng cụ cắt. Nó quyết dịnh
việc duy trì khả năng cắt của dao trong diều kiện nhiệt độ và áp lực rất lớn ở
vùng cắt.
- Độ bền cơ học: Là khả năng chịu đợc những va đập và rung động mạnh
mà vẫn đảm bảo điều kiện cắt gọt của dụng cụ cắt.
Để nâng cao đợc tính năng cắt, tuổi bền của dao thì vật liệu dụng cụ cắt
phải có độ bền cơ học cao, chịu đợc những lực và xung lực lớn.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 10 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
- Độ bền mòn: Nó đợc đặc trng bởi khả năng giữ vững hình dáng và thông
số hình học phần cắt trong quá trình gia công.
- Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt của vật liệu dụng cụ cắt càng cao thì nhiệt l-
ợng đợc truyền ra khỏi lỡi cắt càng nhanh.
Do đó nó cho phép dụng cụ cắt làm việc ở tốc độ cao.
b) Tính công nghệ.
Dụng cụ cắt thờng có hình dạng hình học phức tạp đòi hỏi những yêu cầu
kỹ thuật khá cao về độ chính xác hình dáng kích thớc, độ nhẵn bề mặt.
Vì vậy vật liệu dụng cụ cắt cần phải có tính công nghệ tốt, tính tôi tốt, độ
thấm tôi cao, tính dễ gia công, độ dẫn nhiệt cao.
c) Tính kinh tế.
Khi chọn vật liệu dụng cụ cắt ngoài việc chú ý đến tính năng cắt tính công
nghệ, còn phải chú ý đến giá thành của vật liệu dụng cụ cắt. Vật liệu dụng cụ
cắt thờng đắt tiền, chi phí chiếm tỷ lệ cao.
Do đó cần phải chọn vật liệu dụng cụ cắt phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của
dao cắt nhằm giảm chi phí chế tạo dao cho 1 đơn vị chi tiết gia công.
Từ những yêu cầu chung trên ta đi tìm hiểu từng loại vật liệu để chọn đợc
loại vật liệu hợp lý nhất cho qúa trình chế tạo mũi khoan có giá thành thấp.
2. Các loại vật liệu chế tạo mũi khoan.
Vật liệu dụng cụ cắt đợc hình thành và phát triển theo nhu cầu phát triển

của khoa học kỹ thuật và của sản xuất. Với mũi khoan các loại vật liệu thờng đ-
ợc chế tạo là: Thép các bon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim
cứng.
Để có đợc loai vật liệu thích hợp nhất cho quá trình chế tạo mũi khoan ta đi
tim hiểu và nghiên cứu bốn loại vật liệu trên từ đó tìm hiêu những u nhợc điểm
của từng loại từ đó đa ra loại vật liệu thích hợp cho quá trình chế tạo.
a) Thép cacbon dụng cụ.
Để đảm bảo cho thép các bon dụng cụ có đủ độ cứng và có tính chịu mòn cao
hàm lợng các bon chứa trong thép các bon thờng vào khoảng 0.65ữ1.35%.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 11 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Sau khi nhiệt luyện, độ cứng bề mặt đạt đợc HRC60ữ65.
- Ưu điểm :+Độ cứng sau khi ủ thấp HB=107ữ217, nên dễ gia công cắt gọt
và gia công áp lực.
+Dễ mài sắc, dễ đạt độ nhẵn bề mặt.
+Giá thành rẻ.
- Nhợc điểm:+Độ bền nhiệt thấp khoảng 200ữ250 C.
+Độ chịu mòn thấp, tính năng cắt thấp.
Một số loại thép thờng dùng:
CD100A, Y7A, Y8A, Y9A, Y10A, Y11A, Y11A.
Công dụng: là những dao cắt nhỏ có năng suất thấp, những dụng cụ cầm tay có
hình dạng đơn giản nh dũa, ta rô, bàn ren.
b) Thép hợp kim dụng cụ.
Thép hợp kim dụng cụ là thép có pha thêm một số nguyên tố hợp kim nh:
Vonfram ,Crôm,Vanadivới hàm lợng khoảng 0,5 ữ 3%.
- Ưu điểm : + Tính chịu nóng cao hơn so với thép các bon dụng cụ khoảng
350 ữ 400C. Do đó cho phép nâng cao tốc độ cắt gấp 1,2 ữ1,4 lần so với dao
làm bằng thép các bon .
+ Phân bố cácbit đồng đều nên độ bền nhiệt cao cho phép nâng
cao tốc độ cắt.

- Nhợc điểm:+Độ cứng ở trạng thái ủ cao HB=217 ữ 235 khó gia công.
+Khi nhiệt luyện dễ sinh ra lớp thoát các bon do đó ảnh hởng
xấu đến độ cứng tại chỗ mỏng trên phần cắt của dao.
Một số mác thép thờng dùng: 9XC(90CrSi),
Với thép 9XC là thép đợc sử dụng rộng rãi nhất
c) Thép gió.
Thép gió là loại thép có hàm lợng hợp kim cao, nhất là Vonfram(6ữ19%) và
Crôm(3 ữ 4,6%).
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 12 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Sau khi nhiệt luỵên độ cứng đạt HRC62ữ65. Thép gió có độ thấm tôi lớn, độ
bền mòn tính mòn tốt hơn và độ bền cơ học cao với tốc độ lớn gấp 3 ữ 4 lần so
với dao thép các bon dụng cụ.
Trong công nghệ chế tạo mũi khoan vật liệu chế tạo nhiều nhất là P18, P9.
Nói chung khả năng cắt và tuổi bền khi làm việc ở tốc độ cao của thép gió
P9, P18 là tơng đơng nhau. Khi làm việc ở tốc độ thấp thì nhân tố quyết định độ
bền của dao không phải là độ bền nhiệt mà là khả năng mài mòn ở trạng thái
nguội.
Trong trờng hợp này tuổi bền của dao P18 lớn hơn gấp 2 lần tuổi bền của
dao P9. Vì hàm lợng Vanađi cao hơn P9 (90w9Cr4V2) nên P9 cứng hơn, khó
mài hơn P18 (75w18Cr4V).
Khi mài sắc dao P9 dễ gây ra hiện tợng cháy bề mặt, do đó mà độ cứng giảm.
Thép P9 có hàm lợng các bít ít nên dễ gia công ở trạng thái nóng, điều này
quan trọng đối với các loại dao mà phải gia công đợc ở thời điểm biến dạng
dẻo.
Nhợc điểm: Cơ bản của thép gió dẫn nhiệt kém, tôi và ram phức tạp.
P9: Sai số cho phép của nhiệt độ tôi không qúa 20
0
C.
P18: Sai số cho phép của nhiệt độ tôi không qúa 10

0
C.
- Nếu nhiệt độ tôi qúa thấp thì độ hạt lớn nên làm cho cơ tính giảm. Nếu
qúa cao thì sẽ gây ra cháy bề mặt làm giảm độ cứng.
d. Hợp kim cứng.
Hợp kim cứng là vật liệu có tính năng cắt tốt, có độ cứng HRC < 70, độ
bền nhiệt cao (800ữ1000)
0
C. có cả ti tan từ 5ữ6%.
Dao làm bằng hợp kim cứng cho phép cắt ở tốc độ cao V = 100ữ 200
(m/ph). Vì vậy mà năng xuất cao gấp 2ữ3 lần thép gió.
Tuy vậy dao hợp kim cứng có độ bền uốn kém, độ dẻo kém. Do vậy nó cần
làm việc ở điều kiện không có va đập, lợng d gia công phân bố đồng đều, độ
cứng vững của hệ thống công nghệ cao.
- Hợp kim chia làm 3 nhóm:
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 13 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
+ Nhóm 1 các bít WC (Các bít vônfram).
Tổ chức gồm: W +C
0
, kí hiệu BK.
Thờng dùng gia công gang và kim loại mầu.
+ Nhóm 2 các bít WC + Tic.
Tổ chức gồm: WC + Tic+C
0
, kí hiệu TK
Loại này có độ cứng cao, thờng dùng để gia công thép gió.
+ Nhóm 3 các bít WC + Tic + TaC. Kí hiệu TTK.
Thờng đợc dùng gia công vật liệu có độ cứng và độ bền cao.
Ngoài một số vật liệu kể trên ngày nay ngời ta còn sử dụng vật liệu gốm để

làm dụng cụ cắt cho năng xuất cao.
Thông qua việc phân tích tính chất và công dụng một số loại vật liệu thờng
dùng chế tạo dụng cụ cắt. Ta thấy rằng, để gia công vật liệu là thép có độ cứng
trung bình mà dụng cụ là mũi khoan thì việc chọn vật liệu chế tạo mũi khoan là
thép gió P18 là hoàn toàn hợp lý. Vì nó có đầy đủ độ bền tốt nhất là độ mòn ở
trạng thái nguội, tính ổn định khi nhiệt luyện, tính mài tốt hơn, đặc biệt khi mài
sắc.
Bảng thành phần hoá học của thép gió P18
Thành phần hoá học Các bon Vonfram Crôm Vanađi
% 0,75 18 4 1
II. Kết cấu mũi khoan
- Mũi khoan xoắn tiêu chuẩn 17.
+ Vật liệu chế tạo : Thép gió P18.
+ Kích thớc mũi khoan: Tra trong sổ tay công nhân cơ khí
(CPABO4HR- METAHCTA) ta có:
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 14 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
d
d
1
D
e
l
1
l
2
l
0
L
R
N

0
2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
d = 17,0 (mm) L = 230 (mm)
l
0
= 135 (mm)
l
1
= 78,5 (mm)
l
2
= 90,5 (mm)
D = 17,981 (mm)
d
1
= d - 0,8 = 17,0 - 0,8 = 16,2 (mm)
N
0
2
1. Kết cấu mũi khoan.
- Kết cấu mũi khoan đợc chia làm 3 phần:
+ Cán dao.
+ Cổ dao.
+ Phần làm việc.
a. Phần cán dao (l
1
).
- Cán dao dùng để định vị mũi khoan vào trục chính của máy hoặc các
đồ gá, để truyền chuyển động và mô men xoắn khi cắt.

- Với mũi khoan có đờng kính > 12 (mm) thờng dùng cán dao dạng
côn Moóc. Dạng này có u điểm là khả năng định tâm cao giữa đờng tâm mũi
khoan và đờng tâm máy, truyền đợc mô men xoắn lớn. Nhng có nhợc điểm là
khó chế tạo.
- Trên phần cán dao có phần chuôi dẹt (e) dùng làm chuẩn công nghệ
trong qúa trình chế tạo và khi tháo mũi khoan ra khỏi trục chính hoặc đồ gá khi
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 15 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
làm việc xong. (Theo sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4) ta có các kích thớc phần
cán côn và phần chuôi dẹt nh sau:
D d
2
d
3
l
1
b e t R r
17,981 14,095 13,6 78,5 6,3 16,5 10,5 6 1,5


Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 16 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
r
d
3
45
0
t
l
1
d

2
b
D
R
e
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
b. Phần cổ dao.
- Cổ dao là phần nối tiếp giữa cán dao với phần làm việc, nó có tác dụng
tạo không gian thoát đá mài, nhãn hiệu còn đợc ghi ở đây.
+ Kích thớc đờng kính cổ dao đợc tính:
d
1
= d - 0,8 = 17 - 0,8 = 16,2 (mm)
+ Kích thớc chiều dài cổ dao đợc tính:
l
2
- l
1
= 90,5 - 78,5 =12 (mm)
(Công thức tra trong sổ tay CNCTM tập 2, 3, 4)
c. Phần làm việc (l
0
):
Phần làm việc bao gồm phần định hớng và phần cắt.
- Phần định hớng: Có tác dụng định hớng cho mũi khoan khi làm việc, nó
còn là phần dự trữ để mài lại khi phần cắt bị mòn.
- Đờng kính phần định hớng giảm dần về phía cán dao, có tác dụng giảm
ma sát, ngăn ngừa kẹt lỗ. Độ côn ngợc lấy từ (0,04 ữ 0,08) trên 100 (mm)
chiều dài. Đối với mũi khoan 17 ta chọn độ côn ngợc trên đờng kính
ngoài là 0,08 trên 100(mm) chiều dài phần làm việc của mũi khoan.

- Trên phần định hớng có 2 rãnh xoắn có tác dụng thoát phoi với góc xoắn
= 30
0
, bớc xoắn đợc tính theo công thức:
)mm(5,92456,92
30tg
17.14,3
tg
D.
S
0
==


=
Dạng rãnh xoắn trong tiết diện đầu tức là tiết diện thẳng góc với trục.
Đối với mũi khoan tiêu chuẩn dạng lỡi cắt thờng là thẳng trên phần cắt
trong tiết diện đầu nó có dạng cong.
Mô đun của rãnh xoắn tơng ứng với đờng kính ngoài của mũi khoan là 2
dải cạnh viền làm nhiệm vụ định hớng mũi khoan khi làm việc, đồng thời giảm
ma sát giữa mũi khoan và chi tiết gia công.
+ Chiều rộng cạnh viền:
f = (0,3 ữ 2,6) mm chọn f = 1,6 (mm)
+ Chiều cao cạnh viền:
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 17 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
h = (0,1 ữ 1,2) mm chọn h = 0,6 (mm).
Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn là lõi mũi khoan. Đờng kính lõi mũi
khoan thờng đợc lấy lớn dần về phía chuôi, lợng tăng dần thờng lấy từ (1,4ữ1,8)
mm. Trên 100 mm chiều dài.

+ Đờng kính lõi:
d
0
= (0,125 ữ 0,3) . d = (2,125 ữ 5,1) mm
Chọn d
0
= 2,8(mm).
- Phần cắt: Gồm 5 lỡi cắt:
+ 2 lỡi cắt chính.
+ 2 lỡi cắt phụ.
+ 1 lỡi cắt ngang.
+ Lỡi cắt chính: Là thành phần chủ yếu trong quá trình gia công cơ để bóc
đi các lớp kim loại, lỡi cắt chính là giao của mặt trớc và mặt sau của mũi khoan.
+ Lỡi cắt phụ: Là đờng xoắn chạy dọc cạnh viền mũi khoan, nó là giao của
mặt sau với cạnh viền.
+ Lỡi cắt ngang: Là giao của hai mặt sau:
- Mặt sau của mũi khoan là 1 hình bao của những vị trí lần lợt tiếp xúc
với mũi khoan của mặt phẳng đá mài tơng đối với mũi khoan đó.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 18 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
h
f
d
0
90

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Trong thực tế ta gặp một số phơng pháp mài sắc: Mài sắc theo mặt côn,
theo mặt trụ, theo mặt xoắn vít, theo 2 mặt phẳng. Ta xét phơng pháp mài sắc
theo mặt côn vì phơng pháp này dùng phổ biến hơn cả trong công nghiệp. Mặt
sau của mũi khoan là một phần của mặt côn với góc côn , mặt côn này trong

thực tế không tồn tại nó đợc hình thành nhờ động học và kết cấu của máy.
2. Thông số hình học của mũi khoan.

a. Góc tr ớc (

)
Góc trớc xác định là góc hợp bởi giữa mặt trớc và mặt đáy trong tiết diện
chính N-N.
Xét tại điểm A bất kì trên lỡi cắt chính, góc trớc đợc tính theo công thức:



sin.
.
D
tgD
tg
A
AN
=
Trong đó:
D
A
: Đờng kính mũi khoan xét tại điểm A.
D: Đờng kính mũi khoan xét tại đỉnh lớn nhất.
: Góc nghiêng chính.
: Góc xoắn mũi khoan.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 19 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật

A
N
D
D
A
2

N
N
A
0
0


A
0

1


A
N -
N
0 - 0
A
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
(tra bảng 37 - Thiết kế dụng cụ cắt kim loại tập I)
Ta có với đờng kính mũi khoan D = 17 = 30
0
.

b. Góc sau (

).
Góc sau của mũi khoan đợc đo trên bề mặt quỹ đạo chuyển động của
điểm nghiên cứu trên lỡi cắt, tức là trên mặt chứa điểm đó và đồng trục với mũi
khoan.
Trị số góc sau của mũi khoan thay đổi tuỳ thuộc vào điểm nghiên cứu trên
lỡi cắt theo quy luật tăng dần kể từ điểm ngoài cùng đến tâm mũi khoan.
(Tra bảng 39- thiết kế dụng cụ cắt tập I)

ta có:

= 8
ữ
14
0


chọn

= 8
0
thì
góc sau của tâm có giá trị

= 25
0

ữ
35

0
.
c. Góc nghiêng chính (

).
Góc nghiêng chính () là góc chủ yếu của mũi khoan đóng vai trò là góc
nghiêng chính quyết định đến năng suất và tuổi bền của mũi khoan.
Để đảm bảo cho hai lỡi cắt chính đối xứng nhau qua trục mũi khoan góc ở
đỉnh thờng đợc xác định bằng góc 2.
Khi giảm góc nghiêng sẽ cho phép mũi khoan dễ ăn sâu vào vật liệu, lỡi
cắt dài ra, do đó thoát nhiệt dễ hơn, tuy nhiên nh vậy sẽ làm cho độ bền của mũi
khoan giảm xuống.
Góc đợc chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 20 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Với mũi khoan tiêu chuẩn 2 = 116 ữ 120
0
chọn góc 2 = 120
0
d. Góc nghiêng phụ (


1
).
Góc nghiêng phụ đợc hình thành do độ côn ngợc của phần định hớng,
thông thờng
1
= 1ữ2
0
chọn

1
= 2
0
e. Góc xoắn ().
Góc xoắn tại một điểm của rãnh xoắn là góc hợp bởi tiếp tuyến của đờng
xoắn lại điểm đó với trục mũi khoan .
Góc xoắn () là một thông số rất quan trọng đối với mũi khoan, trị số của
nó ảnh hởng trực tiếp đến quá trình cắt, sự thoát phoi, lực cắt, tuổi bền và tuổi
thọ của mũi khoan.
Góc xoắn tại điểm A trên lỡi cắt chính đợc xác định theo công thức:
s
D
tg
A
A
.


=
Trong đó:
D
A
: Đờng kính mũi khoan tại điểm A.
S: Bớc xoắn của mũi khoan.
Góc xoắn () thay đổi tuỳ thuộc điểm nghiên cứu theo quy luật giảm dần
kể từ điểm ngoài cùng đến lõi mũi khoan.
Khi tăng góc () dẫn đến góc tăng quá trình cắt gọt sẽ dễ dàng hơn,
đồng thời khi tăng () phoi biến đổi từ dạng dải dài sang dạng xoắn dễ thoát ra
ngoài. Tuy vậy nếu tăng góc () lên qúa lớn sẽ làm yếu chân cắt ở phía ngoài
của mũi khoan. Mặt khác góc () liên quan đến cả đờng kính của mũi khoan.

(Tra bảng 35- Thiết kế dụng cụ cắt tập I) ta có: Trị góc xoắn ngoài cùng = 30
0
Ta tính đợc góc xoắn của mũi khoan:
)mm(456,92
30tg
17.14,3
tg
D.
s
0
==


=
f. Góc nghiêng của l ỡi cắt ngang (

).
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 21 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Góc () là góc hợp bởi hình chiếu của lỡi cắt ngang và hình chiếu của lỡi
cắt chính trên mặt phẳng vuông góc với trục của mũi khoan.
Khi tăng góc () sẽ làm giảm chiều dài lỡi cắt ngang, làm tăng chiều dài
hữu ích của lỡi cắt chính, vì vậy làm độ chính xác khi khoan tốt hơn. Khi giảm
góc () sẽ làm cải thiện điều kiện thoát phoi trên lỡi cắt ngang, dẫn đến tuổi
bền của lỡi cắt tăng lên (Tra bảng 38- thiết kế dụng cụ cắt tập I) ta có mũi
khoan tiêu chuẩn trị số hợp lý nhất là = 45ữ 55
0
chọn = 52
0
g. Góc nâng (

).
Góc () là góc hợp bởi lỡi cắt chính và hình chiếu của nó trên mặt đáy, trị
số phụ thuộc vào điểm khảo sát, góc () tại điểm A bất kỳ của mũi khoan đợc
tính theo công thức:
A
A
D
d
0
.sin
sin


=
Trong đó:
D
A
: Đờng kính mũi khoan tại điểm đang khảo sát
d
0
: Đờng kính của lõi mũi khoan.
Ta thấy góc () thay đổi phụ thuộc vào D
A
tức là phụ thuộc vào điểm khảo
sát trên lỡi cắt. Do vậy tại điểm ngoài cùng ta có góc ()
Với góc 2 = 120 = 60
0
,
d

0
= 2,8 (mm)
D = 17 (mm)

142,0
17
8,2.60sin
sin
0
A
==
= 8
0
950" lấy = 8
0
3. Thông số xác định hình dạng dao phay để phay rãnh.
Trong thiết kế mũi khoan ngời ta không đi tìm thông số của prôfin rãnh
xoắn ,mà dựa vào các kết cấu mũi khoan nh đờng kính lõi, dạng lỡi cắt, chiều
rộng rãnh để xác định prôfin dao phay rãnh mũi khoan.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 22 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Frôfin dao phay có thể xác định bằng đồ thị hoặc giải tích, song trong sản
xuất ngời ta thờng tính toán theo công thức thực nghiệm các thông số xác định
của dao phay.
Theo hớng dẫn thiết kế dụng cụ cắt kim loai - Tập II - ĐHBKHN.
Các thông số xác định hình dáng dao phay rãnh, đợc xác định theo công
thức thực nghiệm: R
0
= C
R

. C
r
. C

.D
Trong đó :
Ro - Là bán kính lớn của dao prôfin dao phay .
CR - Hệ số phụ thuộc vào góc xoắn và góc nghiêng .
Cr - Hệ số phụ thuộc vào đờng kính mũi khoan.
C - Hệ số phụ thuộc vào đờng kính dao phay.
D - Đờng kính mũi khoan.
D=17(mm).
=30
=60
Trong đó:
)(513,0
30
120.120.026,0
22.026,0
3
3
mmC
R
===


Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 23 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
1
17.014,0

17.014,0
.014,0
.014,0.14,0
044,0
044,0
0
=






==








=
D
D
d
D
C
r

9,0
.3,1








=


D
D
C
Chọn đờng kính ngoài của dao D

để phay rãnh mũi khoan là:
DD ,3,1
=

C

= 1.
R
0
= C
R

. C
r
. C

.D
= 0,513. 1. 1. 17 = 8,721 (mm)
- Bán kính của prôfin dao phay:
R
r
= C
K
. D
C
K
= 0,513. w
0,75
= 0,514. 30
0,75
= 0,192
R
r
= C
K
. D = 0,192. 17 = 3,264
- Chiều sâu rãnh xoắn.
h = 0,5. D + 3 = 0,5. 17 + 3 = 11,5 (mm)
- Chiều rộng rãnh b trong tiết diện vuông góc với phơng xoắn:
b = 0,59. D = 0,59 .17 = 10,03 (mm)
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp 24 Bộ môn dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp

Trêng ®¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp 25 Bé m«n dông cô c¾t vËt liÖu kü thuËt