thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn 17 cới sản lượng 10.000ct/năm

trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
Lời nói đầu
Có thể nói, dụng cụ cắt đóng một vai trò quan trọng trong ngành chế
tạo cơ khí. Cho dù trình độ khoa học kỹ thuật có tiên tiến, hiện đại đến đâu,
phơng pháp gia công bằng cắt gọt vẫn giữ vị trí hàng đầu và phổ biến trong
việc chế tạo các trang thiết bị máy móc hiện đại, các sản phẩm có độ chính
xác cao.
Chất lợng của dụng cụ cắt ảnh hởng quyết định đến năng suất cắt, chất
lợng gia công, giá thành và tuổi thọ của sản phẩm đồng thời góp phần cải
thiện điều kiện làm việc.
Sau thời gian học tập tại trờng, em đợc giao đề tài làm đồ án tốt
nghiệp: Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu
chuẩn 27 với sản lợng 10.000ct/năm.
Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn của các thầy cô trong bộ môn Nguyên lý
dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật và đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Hùng cùng với
sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đề tài.
Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế cha nhiều
nên không thể tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các
thầy cô để em nâng cao thêm kiến thức nhằm đáp ứng các yêu cầu công việc
của em sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thiết kế
Ngọ Quang Hiệp
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 1 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
phần I
phân tích chi tiết gia công
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 2 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

I. Đặc điểm và công dụng của mũi khoan
Mũi khoan thuộc dạng họ trục là đại diện cho nhóm dụng cụ cắt có
chuôi, đợc sử dụng rộng rãi để gia công thô các lỗ thông và không thông có
đờng kính (0,25 ữ 80)mm. Mũi khoan có nhiều loại: mũi khoan xoắn, mũi
khoan dẹt, mũi khoan lỗ sâu, mũi khoan tâm Trong đó mũi khoan xoắn đ ợc
sử dụng phổ biến nhất.
Các kiểu mũi khoan:
- Mũi khoan tâm: Dùng để chế tạo lỗ tâm. Về kết cấu mũi khoan tâm
có: mũi khoan tâm loại đơn giản không khác gì so với mũi khoan rãnh xoắn,
mũi khoan tâm tổ hợp có phần cắt ở cả hai đầu để tận dụng đợc vật liệu.
- Mũi khoan sâu: Để khoan các lỗ có chiều sâu lớn hơn 5 lần đờng
kính trở lên.
- Mũi khoan dẹt: Loại mũi khoan này dùng trong những trờng hợp yêu
cầu dụng cụ cắt có độ cứng vững cao. Mũi khoan dẹt dễ chế tạo nhng nhanh
mòn, khó thoát phoi, tuổi thọ thấp, năng suất và độ chính xác gia công không
cao.
- Mũi khoan xoắn có đặc điểm: Tuổi thọ dao lớn, số lần mài lại nhiều,
độ chính xác gia công cao do có phần định hớng trong kết cấu mũi khoan.
Năng suất gia công của loại dao khoan này cao hơn mũi khoan dẹt, khả năng
thoát nhiệt, thoát phoi tốt. Tuy nhiên việc chế tạo phức tạp hơn. Nhng ngày
nay nhờ khoa học kỹ thuật phát triển nên đã có những máy chuyên dùng để
gia công. Vì vậy, mũi khoan xoắn đợc sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí.
1. Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 3 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
Chọn vật liệu làm dao là vấn đề rất quan trọng, nó quyết định tới chất
lợng và giá thành của dụng cụ cắt. Để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp cần
phải dựa vào một số đặc điểm sau:
- Vật liệu gia công

- Kích thớc và điều kiện làm việc của dụng cụ cắt
- Khả năng công nghệ nơi chế tạo và tính công nghệ của vật liệu chọn
làm dao cắt.
- Giá thành của vật liệu chọn làm dao
Tóm lại, phải chọn vật liệu làm dao sao cho tiết kiệm vật liệu nhất, chi
phí công nghệ ít nhất mà vẫn đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật.
Để chế tạo mũi khoan có rất nhiều loại vật liệu nh: Thép các bon dụng
cụ, thép hợp kim, thép gió, thép kết cấu.
- Thép cácbon dụng cụ sau nhiệt luyện có độ cứng (62 ữ 64) HRC,
tính công nghệ tốt nhng vận tốc cắt nhỏ (V = 10 ữ12 m/ph), tuổi bền nhiệt
thấp (200 ữ 250)
0
C có các mác Y7 ữ Y13. Ngoài ra độ thấm tôi của thép các
bon dụng cụ thấp.
- Các hợp kim so với thép các bon có u điểm hơn về độ dai và ít bị biến
dạng khi nhiệt luyện, tuy tính cắt không hơn nhiều thép các bon dụng cụ
(tuổi bền nhiệt 200 ữ 250
0
C).
- Thép gió: Là loại thép chứa trong thành phần ngoài các bon ra còn có
các nguyên tố hợp kim khác nh: W, Cr, M, V có khả năng tạo thành cácbit
bền vững sau nhiệt luyện. Các loại thép gió sau nhiệt luyện (tôi cải thiện) có
độ bền, độ cứng, độ chống mài mòn và tuổi bền nhiệt cao (600 ữ 650
0
C).
Điều này cho phép tăng tốc độ cắt của dao thép gió lên 2 ữ 4 lần so với dao
bằng thép các bon. Ưu điểm của thép gió là có khả năng cắt với tốc độ cao
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 4 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

khi gia công các loại thép có độ bền và độ cứng sau: (
b
= 100kg/mm
2
và HB = 200 ữ 250).
Có nhiều loại thép gió nh: P18, P9, P182, P95, P9K5, P144,
P18K52 So sánh giữa các loại thép gió em nhận thấy:
Thép P18 và P9 có tính bền nh nhau khi làm việc ở tốc độ cao, nhng
khi làm việc ở tốc độ thấp thì thép P18 chịu mài mòn tốt hơn và nó có tuổi
bền cao hơn 2 lần so với dụng cụ cắt làm bằng thép P9. Ngoài ra tính công
nghệ của thép P18 tốt hơn nhiều thép P9.
Thép P182 tuy có khả năng cắt cao hơn so với thép P18 nhng nhợc
điểm của nó là độ không đồng nhất các bít lớn hơn so với thép P18, dẫn đến
cơ tính của thép P182 kém thép P18.
Còn nhiều mác thép gió khác nhng do yếu tố trong đó có yếu tố giá
thành nên em chọn thép gió P18 làm vật liệu chế tạo mũi khoan xoắn 27
tiêu chuẩn.
2. Kích thớc mũi khoan
Kết cấu của mũi khoan đợc chia thành ba phần.
Theo bảng 4.60 và 5.1 [5] có:
L
0
= 185 mm; L = 305 mm; L
1
= 99 mm; L
2
= 12 mm
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 5 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
D

e = 20
L
2
= 12
L
1
= 99
L
0
= 185
L = 305
R
N
0
2
9
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
2.1. Phần cán dao L
1
Là bộ phận định vị mũi khoan vào trục chính máy khoan hoặc vào các
đồ gá, dùng để truyền chuyển động hoặc mômen xoắn. Trên phần cán côn có
chuôi dẹt e dùng làm chuẩn công nghệ trong quá trình chế tạo hay tháo mũi
khoan sau khi cắt xong.
Với mũi khoan có đờng kính 27 cán dao là côn mooc N
0
3. Loại
chuôi này có khả năng định tâm cao và truyền mô men xoắn lớn hơn so với
đuôi trục.

Tra bảng 5.1 [5] có:

Côn mooc N
0
3
D D
1
d
2
d
3
L
1
L
2
L
3
L
4
A b e R t
23,825
24,1
18,5
19,1
99
121
94
121
5
7,9
20
7

13
2.2. Phần cổ dao L
2
Là phần nối tiếp giữa cán dao và phần làm việc, nó có tác dụng thoát
đá mài khi mài phần cán và phần làm việc. Thờng thì nhãn hiệu mũi khoan đ-
ợc ghi ở đây.
Với mũi khoan tiêu chuẩn côn mooc số 3 thì đờng kính phần cổ dao
là:18,5
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 6 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
t
L
4
= 120
d
3
b
D
R
e
D
1
L
2
L
3
= 94
d
2
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

2.3. Phần làm việc
2.3.1. Phần cắt L
C
Là phần dùng để cắt vật liệu tạo ra phoi, nó gồm 05 lỡi cắt chính là: 02
lỡi cắt chính, 02 lỡi cắt phụ, 01 lỡi cắt ngang.
- Lỡi cắt chính: Là giao của mặt trớc và mặt sau, mặt trớc của mũi
khoan có dạng xoắn vít, mặt sau có thể là mặt xoắn vít, mặt côn hay mặt
phẳng tuỳ theo phơng pháp mài.
- Lỡi cắt phụ: Là đờng xoắn chạy dọc cạnh viền của mũi khoan. Nó chỉ
tham gia cắt trên một đoạn ngắn chừng 1/2 lợng chạy dao.
- Lỡi cắt ngang: Là giao của hai mặt sau. Nó gần nh không tham gia
cắt và gây nên lực chiều trục lớn.
Trong thực tế thờng gặp một số phơng pháp mài sắc: Mài sắc theo mặt
côn, theo mặt xoắn vít, theo hai mặt phẳng. Xét phơng pháp mài sắc theo mặt
côn vì phơng pháp này phổ biến hơn cả trong công nghiệp. Mặt trớc của mũi
khoan đợc mài sắc khi mài rãnh phoi. Mặt sau của mũi khoan là một phần
của mặt côn mài với góc côn , đây là mặt côn tởng tợng đợc tạo nên nhờ
động học và kết cấu máy.
Các thông số mài sắc theo mặt côn:
- K là khoảng cách giữa trục mũi khoan với trục của mặt côn mài, K
càng lớn thì trị số góc sau càng lớn.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 7 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
h
f
d
0
r
R
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

K =
6 1
13 10

ữ
ữ

(mm)
- h là khoảng cách từ đỉnh mặt côn mài tới trục mũi khoan (mm)
- là góc giao giữa trục mặt côn mài và trục mũi khoan (độ)
-
0
là góc gá đặt mũi khoan, hình thành bởi trục của mũi khoan và bề
mặt làm việc của đá mài (độ). Trị số của
0
thờng nhỏ hơn góc nghiêng chính
. Góc gá đặt mũi khoan dùng để điều chỉnh góc đầu khoan 2, đợc xác định
gần đúng theo bảng 14 [2].
- là góc côn của mặt côn mài: = (
0
- ) (độ)
*/ Sơ đồ mài sắc theo mặt côn
k
k

I
I
I
I
II

II
I - I
II-II
k
a. Mài sắc theo phuơng pháp Uosborn
I - I
II
I
II-II
I
II
k
k


k
b. Mài sắc theo phuơng pháp Veisker
+ Mài sắc theo phơng pháp Uosborn: Đợc sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp vì lỡi cắt sau khi mài có sức bền đều do góc trớc sẽ lớn lên và góc sau
giảm khi đờng kính mũi khoan tăng. Góc sau ở tiết diện vuông góc với trục
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 8 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
mũi khoan tăng nhanh hơn nên thuận lợi khi làm việc ở tốc độ thấp. Các kiểu
máy thờng sử dụng: 3652; 3657; M201
+ Mài sắc theo phơng pháp Veisker: Khi mài theo phơng pháp này
đỉnh côn mài thấp hơn đỉnh mũi khoan và trục côn mài vuông góc với trục
mũi khoan. Đỉnh côn mài trong trờng hợp này nằm dới đỉnh mũi khoan còn
góc giữa trục mũi khoan và côn mài = 90
0

.
Mài mặt sau của mỗi mặt cắt theo mặt côn đợc thực hiện riêng theo gá
đặt mũi khoan bằng cách quay một góc 180
0
. Khi mài dùng mặt đầu của đá
nằm trên đờng sinh của côn mài, mũi khoan đợc gá vào giá đỡ ở vị trí xác
định. Giá đỡ mũi khoan đặt trên trục chính. Trục của trục chính giá đỡ mũi
khoan là trục côn mài. Khi giá đỡ mũi khoan chuyển động qua lại quanh trục
chính, bề mặt sau của mũi khoan dịch chuyển đối với mặt đầu của đá theo
côn mài (mặt côn). Các thông số côn mài đối với mũi khoan đợc xác định bởi
các khâu của giá đỡ mũi khoan. Góc không đổi giữa trục mũi khoan và trục
côn mài đợc coi là kết cấu của máy. Khoảng cách từ đỉnh côn mài đến trục
mũi khoan đợc xác định bằng vị trí của ụ tựa trên máy 3652, còn trên máy
3657 bằng giá trị phần nhô của mũi khoan. Độ dịch chuyển của trục côn mài
từ trục mũi khoan đợc thực hiện bằng cách dịch chuyển các khâu của thiết bị.
Ngời ta sử dụng rộng rãi khi dùng đồ gá kiểu không có mâm cặp theo một
trong các phơng pháp theo mặt côn. Quá trình mài nhờ đó có thể thực hiện
trên các máy vạn năng.
Còn có các phơng pháp mài sắc mũi khoan theo:
- Mài sắc mũi khoan theo mặt xoắn vít
- Mài sắc mũi khoan theo mặt phẳng (theo một hoặc hai mặt phẳng).
2.3.2. Phần định hớng
Có tác dụng định hớng mũi khoan khi làm việc và là phần dự trữ mài
lại phần cắt đã bị mài mòn trong quá trình cắt. Đờng kính phần định hớng
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 9 SVTH: Ngọ Quang
Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
giảm dần về phía chuôi tạo thành góc nghiêng phụ 1 nhằm giảm ma sát
trong quá trình cắt, lợng giảm lấy từ 0,04 ữ 0,1 mm trên 100 mm chiều dài.
Trên phần định hớng có hai rãnh thoát phoi dạng xoắn vít với góc xoắn =

18
0
ữ 30
0
theo bảng 35 [3]. Với mũi khoan 27 lấy = 30
0
. Dọc theo rãnh
xoắn có hai cạnh viền làm nhiệm vụ định hớng cho mũi khoan khi làm việc
đồng thời làm giảm ma sát giữa mũi khoan và bề mặt đã gia công, giải cạnh
viền có chiều rộng 0,3 ữ 2,6 mm, chọn f = 2 mm. Chiều cao cạnh viền h =
0,1 ữ 1,2 mm, chọn h = 0,5 mm. Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn đợc gọi là
lõi mũi khoan. Đờng kính lõi đợc lấy bằng:
d
0
= (0,125 ữ 0,3).D = (0,125 ữ 0,3).27 = 3,375 ữ 8,1
Chọn d
0
= 7 mm
Để tăng bền lấy đờng kính lõi tăng dần về hai phía chuôi với lợng tăng
là 1,5 mm trên 100 mm chiều dài.
Chiều rộng rãnh thoát phoi đợc lấy theo công thức:
b = 0,59.D b = 0,59. 27 = 15,93 (mm)
3. Thông số hình học của mũi khoan


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 10 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp

AN

AN
D
2
N
N
A
0
0

A

A

1

O - O
N - N
Lưỡi cắt ngang
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
*Góc tr ớc : Góc trớc của mũi khoan đợc đo ở tiết diện chính N-N là
góc giữa tiếp tuyến với vết của mặt trớc tại điểm xác định của lỡi cắt và đờng
pháp tuyến cũng tại điểm đó với vòng tròn, tạo thành khi quay lỡi cắt quanh
trục mũi khoan (hình 3Ha). Góc trớc tại một điểm A bất kỳ trên lỡi cắt đợc
tính theo công thức:
tg
An
=
.
.sin
A

D tg
D


Với: D
A
là đờng kính mũi khoan tại điểm đang xét (điểm A)
D là đờng kính mũi khoan
là góc xoắn của rãnh phoi
là góc nghiêng chính
Góc trớc của mũi khoan tại điểm đờng kính lớn nhất đợc lấy =
18
0
ữ 33
0
. Theo bảng 37 [3] tập I, chọn =30
0
.
*Góc sau : Là góc trong mặt phẳng đo (mặt phẳng vuông góc với lỡi
cắt chính hoặc song song với trục mũi khoan). Góc sau là góc giữa tiếp tuyến
với vết của mặt sau tại một điểm xác định của lỡi cắt và tiếp tuyến cũng tại
điểm đó với vòng tròn tạo thành khi quay lỡi cắt quanh trục mũi khoan.
Trị số của góc sau 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.
Nếu góc sau ở điểm ngoài cùng lấy trong giới hạn từ 8
0
ữ 14
0
thì góc sau ở
tâm có giá trị 25

0
ữ 35
0
. Mục đích là làm cho góc sắc ít thay đổi trên suốt
chiều dài lỡi cắt. Để lỡi cắt thêm vững đối với mũi khoan nhỏ ta làm góc
nghiêng nhỏ hơn mũi khoan lớn, vì vậy góc sau ở vòng ngoài của mũi khoan
nhỏ lớn hơn so với mũi khoan lớn.
Góc sau không những chỉ thay đổi dọc theo lỡi cắt mà còn theo hớng
dáng của bề mặt hớt lng. Đối với mũi khoan mài theo mặt côn, các góc đó
thay đổi nhiều và đạt tới trị số nhỏ ở cuối mặt hớt lng. Những trị số đó của
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 11 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp



trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
góc sau làm tăng độ mòn của mũi khoan, đặc biệt là khi gia công gang. Có
thể cải tiến bằng cách mài theo mặt phẳng.
Theo bảng 38 [3] với mũi khoan tiêu chuẩn 27 trị số góc sau ở vòng
ngoài cùng là: = 8
0
.
Quan hệ giữa góc sau ở tiết diện N-N và 0-0 nh sau:
tg
N
= tg
0
.sin
- Góc sau
1

đợc đo trong tiết diện phụ vuông góc với trục mũi khoan.
ở mũi khoan tiêu chuẩn
1
= 0.
*Góc nghiêng chính (góc ở đỉnh): Góc là phần chủ yếu của mũi
khoan, đóng vai trò góc nghiêng chính, quyết định năng suất và tuổi bền của
mũi khoan (hình vẽ).
Cùng với góc nghiêng của rãnh xoắn và độ
lệch của lỡi cắt so với trục đối xứng của rãnh mũi
khoan, góc xác định góc trớc đo trong mặt phẳng
thẳng góc với lỡi cắt chính.
Góc ảnh hởng tới các thành phần lực cắt, chiều dài
lỡi cắt và các yếu tố của tiết diện phoi. Khi góc tăng thì
lực chiều trục và mômen xoắn giảm. Khi góc giảm từ
75
0
ữ 45
0
, lực chiều trục giảm tới (40 ữ50)% còn mô
men xoắn tăng lên (25 ữ30)%.
Góc giảm, lỡi cắt dài ra nhờ đó thoát nhiệt dễ dàng hơn. Đồng thời
chiều dầy phoi giảm xuống và chiều rộng của nó tăng lên. Từ những yếu tố
đó ta thấy sử dụng rộng rãi trong thực tế là những mũi khoan có nhỏ. Tuy
nhiên để cắt kim loại, những mũi khoan nh thế ít dùng vì độ bền của nó giảm
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 12 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
xuống. Trên cơ sở thực nghiệm góc đợc chọn tuỳ theo vật liệu gia công.
Theo bảng 34 [3] ta chọn góc = 60
0

.
*Góc nghiêng phụ
1
: Góc
1
ở mũi khoan đợc hình thành bởi độ côn
ngợc của phần định hớng. ở mũi khoan tiêu chuẩn
1
= 1
0
ữ 2
0
.
*Góc xoắn (góc nghiêng của rãnh xoắn):
Góc nghiêng của rãnh xoắn liên quan tới đờng kính ngoài của mũi
khoan, nghĩa là bớc của rãnh xoắn:
.
k
D
S
tg


=
Khi tăng góc nghiêng góc trớc vòng ngoài mũi khoan tăng, công
làm biến dạng vật liệu giảm xuống và quá trình cắt thực hiện đợc dễ dàng.
Theo các số liệu thực nghiệm, khi tăng góc nghiêng tới 25
0
ữ30
0

, mô men
xoắn và lực chạy dao giảm khá nhiều. Nếu tiếp tục tăng góc (tới 45
0
) thì
sự giảm đó sẽ ít đi và thực tế coi nh không tăng.
Dạng phoi và sự thoát phoi theo rãnh cũng phụ thuộc vào trị số của góc
nghiêng . Khi góc nghiêng nhỏ dạng phoi là những giải dài, khó dịch
chuyển theo rãnh và khi bị tích đọng lại, có thể tắc trong rãnh thậm chí làm
gãy mũi khoan. Góc tăng , phoi có dạng dây xoắn, dễ thoát ra khỏi rãnh.
Xét về mặt hình dạng và sự thoát phoi, khi khoan thép góc hợp lý nằm
trong khoảng 34
0
ữ 40
0
. Tuy nhiên góc lớn sẽ làm yếu phần chân cắt ở
vòng ngoài cùng của mũi khoan, vì tại đây góc trớc và góc nghiêng có trị
số khác nhau rất ít. Để nâng cao độ bền của những mũi khoan tiêu chuẩn, chủ
yếu dùng gia công kim loại đen, góc nghiêng của rãnh không lấy quá 35
0
.
Theo bảng 35 [3] tập I, với mũi khoan tiêu chuẩn 27 chọn = 31
0
.
Vậy bớc của rãnh xoắn là:
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 13 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
S
K
=

0
. .27
31
D
tg tg


=
= 141,2 (mm)
*Góc nghiêng của l ỡi cắt ngang :
Góc là góc hợp bởi hình chiếu của lỡi cắt ngang và hình chiếu của l-
ỡi cắt chính trên mặt phẳng vuông góc với trục mũi khoan. Trị số của góc
ảnh hởng đến chiều dài của lỡi cắt ngang. Trên lỡi cắt ngang góc trớc có giá
trị âm lớn nên lỡi cắt ngang không cắt mà tì lên bề mặt gia công làm cho lực
chiều trục sinh ra rất lớn. Khi tăng góc thì góc trớc trên lỡi cắt ngang càng
âm lớn.
Góc có liên quan mật thiét với góc sau ở vòng ngoài mũi khoan. Với
cùng một góc , ứng với một vị trí nhất định của bề mặt tạo thành mặt sau
của mũi khoan ở cả hai mặt cắt, có một trị số hoàn toàn xác định của góc
do đó ảnh hởng tới chiều dài lỡi cắt ngang.
Góc là một trong những chỉ tiêu đánh giá sự đúng đắn của việc mài
mũi khoan.
Với mũi khoan tiêu chuẩn, theo bảng 38 [33] tập I, góc = 55
0
.
3. Profin dao phay rãnh mũi khoan
Hình dạng đúng của rãnh mũi khoan phụ thuộc chủ yếu vào propin dao
phay và việc gá đặt dao phay khi phay rãnh. Xác định profin dao phay là một
nhiệm vụ phức tạp. Trong sản xuất chúng ta thờng sử dụng dao phay có
profin đợc xác định không phải trên cơ sở thiết kế mà bằng chọn và thực

nghiệm. Các thông số của profin thờng cho dới dạng hệ số đối với đờng kính
của mũi khoan. Tuy nhiên, chúng chỉ có thể áp dụng có kết quả tốt khi ta lựa
chọn đúng đắn tất cả các yếu tố kèm theo quá trình phay bề mặt xoắn vít.
Hình dạng của rãnh mũi khoan còn phụ thuộc vào các thông số sau:
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 14 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
- Góc giao nhau giữa ba trục: Trục mũi khoan, trục dao phay và trục
propin dao phay ( là góc gá đặt dao phay).
- Vị trí điểm S, giao điểm
của 3 trục (trục mũi khoan, trục
dao phay và trục profin dao phay).
- Đờng kính dao phay:
Góc chọn nhỏ hơn góc
phay = 90
0
- khoảng 1
0
ữ 2
0
,
nghĩa là = 90
0
- - (1
0
ữ 2
0
).
Chọn nh thế nhằm đảm bảo bề
mặt gia công nhẵn hơn và tránh

dao phay cắt trục vào rãnh đã gia
công xong.
Theo bảng 43 [3] có:
B = 20,81; R
1
= 15,81; R
2
= 3,82;
d = 5,03; c= 6,98; K = 11,88;
h = 15,65; g = 11
R
1
R
2
h
9
18,36
d
c
k
B
1
Trục profin
dao phay
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 15 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp

=
3
0

Trục mũi
khoan
Trục profin
dao phay
Trục gá dao

=
5
9


=
6
0

S
Vị trí giao điểm S của
trục mũi khoan, trục dao phay
và trục profin dao
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
4. Yêu cầu kỹ thuật đối với mũi khoan
- Phần cắt sau nhiệt luyện HRC = 62 ữ 65
- Độ nhẵn mặt sau, cạnh viền, chuôi không thấp hơn cấp 8. Độ nhẵn
của rãnh không thấp hơn cấp 7.
- Độ côn ngợc trên phần làm việc: 0,04 ữ 0,08 trên 100 mm chiều dài.
- Đờng kính lõi mũi khoan lớn dần về phái chuôi (1,4 ữ 1,8) mm trên
100 mm chiều dài.
- Độ đảo hớng kính giữa phần làm việc với phần chuôi không vợt quá
0,15 mm.

- Sai lệch các góc của mũi khoan không vợt quá 2
0
.
- Độ đảo hớng trục của điểm cuối cùng của lỡi cắt không quá 0,03
mm trên toàn bô đờng kính.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 16 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
phần Ii
xác định dạng sản xuất
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 17 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
A - Đặc điểm và yêu cầu
I./ Đặc điểm
Quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan đợc thiết kế trên những
nguyên lý chung của công nghệ chế tạo chi tiết máy (chi tiết dạng trục). Nh-
ng do xuất phát từ điều kiện làm việc nên quy trình công nghệ chế tạo mũi
khoan còn có những đặc điểm riêng.
- Do mũi khoan là dụng cụ cắt nên vật liệu chế tạo đắt và hiếm, thờng
là thép gió hoặc gắn mảnh hợp kim cứng. Vì vậy cần tính lợng d gia công
thật chặt chẽ, phù hợp với dạng sản xuất, để hạ giá thành sản phẩm.
- Dao khoan có quy định chặt chẽ kích thớc đờng kính, độ côn ngợc
(phần định hớng) đặc biệt là độ đồng tâm giữa phần làm việc và phần chuôi,
nên việc chọn chuẩn tinh bắt buộc là chuẩn tinh thống nhất (sử dụng lỗ tâm
và phần vát góc 2 làm chuẩn định vị khi gia công).
- Do yêu cầu độ cứng của phần cắt là 60 ữ 65 HRC, nên bắt buộc phải
có nguyên công nhiệt luyện. Khi nhiệt luyện cần phải nung trong lò có môi
trờng khí bảo vệ nhằm tránh thoát các bon lớp bề mặt. Chế độ nhiệt luyện
phải đợc tính toán kỹ nhằm tránh hiện tợng rạn nứt, cong vênh và phân bố độ

cứng không đều. Cũng do nhiệt luyện nên trong quá trình gia công phải phân
thành hai nguyên công: gia công thô và gia công tinh.
- Việc thiết kế và chế tạo profin dao phay rãnh xoắn là rất khó khăn,
nên thực tế ngời ta sử dụng phơng pháp phân nhóm để chế tạo và dùng đờng
kẻ đo profin dao phay. Vì vậy, để tránh cắt lẹm vào rãnh đã gia công xong
và nâng cao độ bóng bề mặt thì góc gá đặt dao phay:
= 90
0
--(1
0
ữ2
0
).
- Khi thiết kế phải căn cứ vào vật liệu gia công để chọn các thông số
hình học của mũi khoan cho hợp lý.
II./ Yêu cầu
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 18 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
- Lập quy trình công nghệ chế tạo phải đảm bảo tính ổn định, nghĩa là
các nguyên công trong đó có thể đạt độ chính xác trong một thời gian dài.
- Lập quy trình công nghệ chế tạo phải đảm bảo tính kinh tế cho việc
lựa chọn trang thiết bị gia công và dụng cụ đo.
- Điều kiện làm việc của mũi khoan rất nặng nề nên các yêu cầu kỹ
thuật là khá cao. Vì vậy, khi sắp xếp trình tự gia công trong quy trình công
nghệ chế tạo phải hết sức tỉ mỉ thì mới tránh đợc các lỗi kỹ thuật.
Xuất phát từ những đặc điểm và yêu cầu nên cần kết hợp các biện pháp
gia công truyền thống, trên các trang thiết bị hiện có và các phơng pháp gia
công tiến tiến đang đợc nhập vào nớc ta, sẽ tạo ra năng suất, chất lợng và
mang lại hiệu quả kinh tế cao.

B. xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp. Nó phản
ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trng về công nghệ của nhà máy và hình
thức tổ chức sản xuất của nhà máy, nơi sản xuất ra sản phẩm đó.
I./Các dạng sản xuất
1. Dạng sản xuất đơn chiếc
Đặc điểm là sản lợng hàng năm ít, thờng từ vài chục đến 200
chiếc/năm. Sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ lặp lại
không xác định.
2. Dạng sản xuất hàng loạt
Có sản lợng hàng năm không quá ít, sản phẩm đợc chế tạo thành từng
loạt theo chu kỳ xác định.
3. Dạng sản xuất hàng khối
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 19 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
Có sản lợng lớn, sản phẩm ổn định, trình độ chuyên môn hóa cao.
Dạng sản xuất hàng khối cho phép áp dụng các phơng pháp công nghệ
tiên tiến, có điều kiện cơ khí hóa và tự động hóa sản xuất, tạo điều kiện tổ
chức các đờng dây gia công chuyên môn hóa.
Dạng sản xuát quyết định hớng chọn và thiết kế quy trình công nghệ
chế tạo phù hợp. Bởi ứng với mỗi loại quy trình công nghệ khác nhau thì có
dạng sản xuất khác nhau. Số lợng sản phẩm quyết định việc lựa chọn phơng
pháp gia công để đem lại năng suất, chất lợng và hiệu quả kinh tế là lớn nhất.
Muốn xác định đợc dạng sản xuất phải xác định đợc khối lợng chi tiết
và sản lợng cơ khí. Với chi tiết là mũi khoan xoắn tiêu chuẩn 27 có sản l-
ợng là 10.000 chi tiết/năm ta tiến hành xác định dạng sản xuất.
II./ Xác định dạng sản xuất
Để xác định dạng sản xuất phải xác định sản lợng cơ khí và khối lợng
chi tiết.

1. Xác định sản lợng cơ khí
Sản lợng cơ khí đợc tính theo công thức:
N
i
= N. m
i
(1 +
100

+
)
Trong đó
N
i
: Sản lợng cơ khí (chi tiết/năm)
N : Sản lợng kế hoạch (chi tiết/năm)
m
i
: Số chi tiết trong sản phẩm, m
i
= 1
: Hệ số dự phòng h hỏng do chế tạo = (3 ữ 5) %.
Chọn = 4%.
: Hệ số dự phòng h hỏng do bảo quản và vận chuyển
Chọn

= 4%.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 20 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

Thay vào công thức ta đợc:
N
i
= 10000.
4 4
1
100
+

+
ữ

= 10800 (ct/năm)
2. Xác định khối lợng chi tiết
Khối lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:
G = .V (Kg)
Trong đó:
G: Khối lợng chi tiết (Kg)
: Khối lợng riêng của vật liệu (Kg/dm
3
)
V: Thể tích chi tiết (dm
3
)
Vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió P18, có trọng lợng riêng
=8,75 (Kg/dm
3
).
- Tính một cách gần đúng thể tích chi tiết nh sau:
V = V

1
+ V
2
+ V
3
+ V
4
V
1
là thể tích phần chuôi dẹt:
V
1
= b. d
3
. t = 7,9 . 19,1 . 13 = 1961,6 (mm
3
) = 0,01962 (dm
3
)
V
2
là thể tích chuôi côn :
Để tính gần đúng ta tính gần đúng ta tính thể tích của một hình trụ t-
ơng đơng có đờng kính bằng đờng kính trung bình của chuôi côn:
D
TB
: Đờng kính trung bìng của chuôi côn
D
1
: Đờng kính đầu to của chuôi côn

D
3
: Đờng kính đầu nhỏ của chuôi côn
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 21 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
185
99
V
1
13
12
V
3
V
4
V
2
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
D
TB
=
1 3
24,1 19,1 43,2
21,6
2 2 2
D d+
+
= = =
(mm)
Chiều dài của chuôi côn là 99 mm

t = 13 chiều dài đoạn chuôi dẹt
V
3
thể tích phần cổ dao
V
3
= 3,14.
2
(18, 5)
4
. 12 5645 (mm
3
)
V
4
thể tích phần làm việc của dao
V
4
=
2
.
4
D

( L L
1
- L
2
) V
r

Với : D là đơng kính mũi khoan D = 27
L chiều dài mũi khoan
L
1
, L
2
là chiều dài cổ dao và cán dao
L
1
= 99 ; L
2
= 12
V
r
là thể tích rãnh xoắn:
Để tính đợc thể tích rãnh xoắn ta coi nó nh một hình trụ có đờng kính
bằng chiều sâu rãnh xoắn.
d
r
=
0
2
D d
Với d
0
là đờng kính lõi, d
0
= 7 mm
d

r
=
27 7
2

= 10 (mm)
Vì rãnh phân bố đối xứng nên thể tích hai rãnh xoắn đợc tính nh nhau:
V
r
= 2.
2
.
.
4
r
k
d
l

l
k
là chiều dài rãnh xoắn: l
k
= 185
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 22 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
V
r
= 2.

2
3,14.(10)
.185
4
= 29059,7 (mm
2
)
V
4
=
2
.
(305 99 12) 29059,7 82016
4
D


(mm
2
)
V = V
1
+ V
2
+ V
3
+ V
4
= 1961,6 + 31513,5 + 5645 + 82016
= 121335,6 (mm

2
)
V = 0,1213356 (dm
3
)
Vậy khối lợng chi tiết gia công là:
G = 0,1213356 . 8,75 = 1,06 (Kg)
Theo bảng 2 [6] ta có dạng sản xuất là loại vừa.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 23 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
phần IiI
chọn phôi và phơng pháp
chế tạo phôi
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 24 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên
Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, độ chính xác vị trí tơng quan,
chất lợng bề mặt và độ bền của dao khoan nên việc tiến hành chọn phôi và
phơng pháp chế tạo phôi là rất quan trọng.
Chọn sao cho khi gia công chi phí là nhỏ nhất nhng vẫn phải đảm bảo
các yêu cầu kỹ thuật. Thực tế có các phơng pháp tạo phôi sau:
1. Phôi đúc
Phôi chế tạo theo phơng pháp này có cơ tính không cao, giá thành chế
tạo cao do năng suất thấp, chỉ dùng chủ yếu khi đúc các chi tiết kim loại có
tính đúc tốt, khối lợng lớn và áp dụng cho sản xuất loạt lớn hàng khối.
2. Phôi rèn
Vật liệu phôi qua rèn có cơ tính tốt nhng có nhợc điểm là: Lợng d gia
công lớn, sai số kích thớc lớn. Loại phôi này thích hợp với sản xuất nhỏ.
3. Phôi cán nóng

Thép đợc cán nhiều lần do vậy cơ tính cao, có khả năng chịu uốn xoắn
tốt, nhng sai số kích thớc khá lớn. Do chất lợng thép tốt nên thờng đợc chế
tạo các loại chi tiết họ trục có đờng kính trung bình. Gia công phôi bằng ph-
ơng pháp này cho năng suất cao, giá thành hạ, thích hợp với sản xuất hàng
loạt.
4. Phôi kéo nguội
Phơng pháp này cho cơ tính thép tốt, phôi có độ chính xác cao, thờng
đợc sử dụng trong dạng sản xuất loạt lớn.
* Kết luận
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 25 SVTH: Ngọ
Quang Hiệp