Thiết kế máy khoan tự động



Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ, tên sinh viên :

Lớp : ĐH CNKT CK

Mã số sinh viên :

Khóa : ..

Chuyên ngành

: Chế tạo máy

Tên đề tài

: Thiết kế máy khoan tự động

Số trang

:

Số chương: 05

Số tài liệu tham khảo:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………...
Kết luận: ……………………………………………………………………………
Hà nội, ngày… tháng… năm 2013
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ĐIỂM

CHUNG

Bằng số

Bằng chữ

Đồ án tốt nghiệp

Hà nội, ngày… tháng… năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Trang 1



Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ, tên sinh viên :

Lớp : ĐH CNKT CK

MSSV

:

Khóa : ..

Chuyên ngành

: Chế tạo máy

Tên đề tài

: Thiết kế máy khoan taro tự động

Số trang

:

Số chương: 05

Số tài liệu tham khảo:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………...
Điểm phản biện: ………………………………………………………………...
Hà Nội, ngày… tháng… năm 2013
CÁN BỘ PHẢN BIỆN

ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời kỳ hội nhập kinh tế Đông, Tây và toàn cầu hóa, cùng với công cuộc đổi
mới đất nước, nước ta đang ra sức phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn như:
Công nghệ hóa chất, công nghệ luyện kim, cơ khí, may mặc, hàng tiêu dùng,… đã và
đang đạt được nhiều kết quả rất đáng khích lệ, phần nào nâng cao đời sống của nhân
dân, tạo công ăn việc làm cho hàng triệu người lao động.
Một trong những ngành phát triển mạnh mẽ đó, chính là ngành cơ khí nói chung và
ngành chế tạo máy nói riêng. Từ khi mới thành lập đến nay ngành chế tạo máy phần nào
tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt, năng suất cao và được xuất khẩu ra nhiều thị
trường lớn như: EU, Châu Á, hay các thị trường khắc nghiệt như Mỹ,... Ngày nay khoa
học kỹ thuật ngày càng phát triển vì vậy mà các doanh nghiệp cơ khí đòi hỏi phải cải
tiến phương thức sản xuất, thay thế các thiết bị lạc hậu, cũ kỹ bằng các thiết bị công
nghệ cao để đảm bảo chất lượng, độ chính xác gia công cũng như thẫm mỹ của sản
phẩm. Tuy nhiên để cải tiến công nghệ thì chi phí đầu tư ban đầu cho việc mua sắm các
thiết bị rất cao do các máy hiện nay chủ yếu là nhập từ nước ngoài nên lợi nhuận thấp vì
vậy mà nhiều doanh nghiệp không đầu tư hoặc đầu tư không nổi.
Đứng trước thực trạng nền kinh tế nước ta như vậy, Đảng và Nhà nước ta đã coi
trọng hàng đầu là việc phát triển ngành cơ khí chế tạo, đặc biệt là trong thời kỳ Công
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước như hiện nay và đã tạo ra được nhiều máy móc, thiết
bị phục vụ cho sự phát triển đất nước để đưa nước ta trở thành một nước phát triển trong
tương lai không xa. Để hiểu thêm về máy móc thiết bị cũng như nắm vững các nguyên
lý thiết kế, chính vì vậy mà Nhà trường, Khoa giao cho em thực hiện đề tài: “Máy
khoan tự động ”. Hiện nay các loại máy này có độ chính xác và năng suất cao chủ yếu là
ở nước ngoài. Mục đích của việc nghiên cứu đề tài là thiết kế được máy có chất lượng,
năng suất cao nhưng giá thành thấp phục vụ trong nước và có thể xuất khẩu ra nước
ngoài.
Trong đề tài này chúng em xin đề cập đến các nội dung chính sau:
 Chương 1: Tổng quan về máy khoan tự động.

 Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế.
Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy
 Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy.
 Chương 4: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình.
 Chương 5: Kết luận và đề xuất ý kiến.

Tuy nhiên do yêu cầu về thời gian hạn hẹp, kiến thức còn nhiều hạn chế, việc tìm
tài liệu về máy uốn là rất khó khăn nên việc nghiên cứu đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu
sót. Vì vậy rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy, cô cùng các bạn để đề tài được
hoàn thiện hơn.
Qua đề tài này em xin chân thành cảm ơn Thầy …., cùng các thầy, cô, đã giúp đỡ
bọn em trong thời gian vừa qua để chúng em hoàn thành tốt đề tài của mình.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Chương I:

TỔNG QUAN VỀ MÁY KHOAN

1. Công dụng máy khoan:
Máy khoan là một trong những phương pháp phổ biến và cơ bản nhất để gia
công lỗ trên vật liệu đặc.ngoài ra nó còn dùng để khoét, doa, cắt ren, taro hoặc gia
công các bề mặt có tiết diện nhỏ thẳng góc hoặc cùng chiều trục với lỗ khoan.

Sd

n(v/p)

n

W

s

Phạm vi sử dụng của máy khoan
Chuyển động tạo hình của máy khoan là chuyển động chính quay tròn và
chuyển động chạy dao s.cả 2 chuyển động này đều do dao thực hiện.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Khoan có thể gia công được các loại lỗ thông và không thông với đường kính
từ 0,25 ÷ 80 mm; độ chính xác gia công thấp, chỉ đạt cấp 10, 11 (cao nhất chỉ là 7
đối với khoan nòng súng); độ nhám bề mặt Ra = 20 ÷ 40 μm. Do vậy, khoan chỉ
dùng để gia công các lỗ bắt bulông, lỗ làm ren, các lỗ có yêu cầu không cao và
nguyên công thô cho các nguyên công tinh sau nó.
Kích thước lỗ gia công bằng phương pháp khoan phụ thuộc vμo kích th−ớc mũi
khoan. Đối với lỗ thông nhỏ, trung bình th−ờng dùng mũi khoan ruột gμ; lỗ lớn,
chiều dμy nhỏ và thông thì dùng mũi khoan vành; còn đối với lỗ sâu (l/d > 10 ÷ 12)
thì dùng mũi khoan nòng súng.
Sở dĩ khoan chỉ đạt độ chính xác thấp là vì:
- Kết cấu mũi khoan chưa hoàn thiện. Luôn phải tồn tại lưỡi cắt ngang (vì
không thể chế tạo mũi khoan có đường kính lõi bằng không), tại lưỡi cắt ngang
góc trước γ < 0, cho nên lưỡi cắt ngang càng dài thì lực dọc trục càng lớn, mũi
khoan càng nhanh mòn. Ngày nay, người ta cố gắng chế tạo mũi khoan sao cho
lưỡi cắt ngang càng ngắn càng tốt.
- Các sai số do chế tạo và mài mũi khoan sinh ra (độ không đồng tâm giữa
phần cắt và chuôi côn) sẽ làm cho lỗ khoan bị lay rộng ra. Trên mũi khoan, phần
cắt có độ côn ngược, khi mũi khoan mài lại càng nhiều thì kích thước lỗ sẽ nhỏ
đi.
- Lỗ khoan bị cong: sai số này do mài hai lưỡi cắt không đều, lực dọc trục của
mũi khoan không đều làm cho lỗ khoan bị cong, loại này hay gặp khi khoan trên
máy khoan hay máy phay (chi tiết đứng yên). Ngoài ra, khi khoan các vật liệu mà
lỗ khoan gặp phải các rỗ khí hay pha cứng cũng bị sai số này.
- Lỗ khoan bị lay rộng: khi tâm quay và tâm phần cắt của mũi khoan không trùng
nhau sẽ làm cho lỗ khoan bị rộng ra.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1



Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

- Lỗ khoan bị tóp, loe: do khi ăn dao không đúng tâm, độ cứng vững mũi khoan
kém sẽ làm cho tâm quay và tâm mũi khoan bị lệch đi một góc.
- Lỗ bị thu hẹp: Trên mũi khoan, phần cắt có độ côn ngược, khi mòn thì ta sẽ
mμi lại, nếu mũi khoan mài lại càng nhiều thì kích thước mũi khoan sẽ càng nhỏ so
với ban đầu, do đó lỗ gia công sẽ nhỏ đi.
Biện pháp khắc phục: Ngoài những biện pháp đảm bảo độ cứng vững và độ
chính xác của hệ thống công nghệ như độ chính xác của máy, dao, đồ gá; kết cấu
hợp lý của chi tiết; còn phải chú ý đến các biện pháp công nghệ sau đây:
- Giảm bớt lực chiều trục và mômen cắt bằng cách giảm bớt chiều dài lưỡi cắt
ngang khi mài sắc mũi khoan.
- Khi khoan lỗ sâu, nên cho chi tiết quay tạo chuyển động cắt, còn mũi khoan
thực hiện chuyển động tịnh tiến, chọn lượng chạy dao nhỏ để lực cắt bé, không ảnh
hưởng đến quá trình cắt gọt (vì do mũi khoan kém cứng vững nên nếu nó vừa quay,
vừa tịnh tiến thì sẽ dễ bị nghiêng hoặc lệch).
- Dùng bạc dẫn hướng để đảm bảo độ chính xác.
- Khoan lỗ nhỏ phải khoan mồi trước để định tâm bằng mũi khoan ngắn.
- Dùng pointu để lấy dấu trước khi khoan.
- Sử dụng dung dịch trơn nguội đúng và đủ.
2.Phân loại máy khoan:
Tùy theo kích thước và phương phap điều chỉnh mũi khoan đến vị trí gia công
máy khoan được phân thành các loại:máy khoan bàn, máy khoan đứng, máy khoan
cần, máy khoan nhiều trục, máy khoan chuyên dùng.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Máy khoan bàn
a.Máy khoan bàn: là loại máy khoan cỡ nhỏ dung để gia công chi tiết cỡ nhỏ
với những lỗ khoan có đường kính không quá 16mm.Truyền động quay chính nhờ
puli-đai truyền có nhiều bậc và thường cho tốc độ cao.Loại này thường được dung
rộng rãi trong cơ khí.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

b.Máy khoan đứng:

Chuyển động và kết cấu của các máy khoan đứng rất khác nhau.phổ biến nhất
là loại máy có trụ đứng.Những cỡ máy nhỏ thì thì có chuyển động của trục chính
đơn giản và chạy dao bằn tay.Ở những máy có kích thước trung bình hoặc lớn thì
có hộp tốc độ và chạy dao và thường có cơ cấu chạy dao tự động.Máy khoan đứng
dung để gia công chi tiết có kích thước trung bình.những bộ phận chính của máy là
than máy hộp tốc đôh hộp chạy dao và bàn máy.Máy khoan đứng có hộp tốc độ

được cố định, hộp chạy dao có thể di động theo phương thẳng đứng.Bên trong hộp
chạy dao có trục chính thực hiện chuyển động chính quayn và chuyển động chạy
dao s.Bàn máy có thể quay tròn hoặc di động thẳng đứng bằng tay.
Nhược điểm của máy khoan đứng là phải luôn dịch chuyển chi tiết gia công ở
những vị trí khoan khác nhau.đặc biệt khó khăn đối với chi tiết nặng.
c.Máy khoan cần:
Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Máy khoan cần :Là loại máy khắc phục dược nhược điểm của máy khoan
đứng bằng cách gá chi tiết đứng yên và trục chính di động được đến vị trí khoan
thích hợp khi gia công.Vì vậy máy khoan cần là loại máy điều khiển rất nhẹ
nhàng.khả năng làm việc được mở rộng và gia công được những chi tiết lớn.
Chuyển động cơ bản của máy khoan cần gồm:
- Chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt n là chuyển động quay tròn của trục chính.
- Chuyển động chạy dao s là chuyển động thẳng đứng của trục chính.
- Chuyển động điều chỉnh của cần khoan.
- Chuyển động hướn kính của hộp tốc độ.
Ngoài những chuyển động trên trong 1 số máy hộp tốc độ có thể quay 1 góc
nhất định cho phép gia công lỗ nghiêng.
Đồ án tốt nghiệp

Trang 1



Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

d.Máy khoan nhiều trục:

Máy khoan nhiều trục
Máy khoan nhiều trục thường được dung để hoàn thành những nguyên công
khoan (khoan, khoét, doa, taro) đồng thời hoặc liên tiếp nhau trên 1 chi tiết.Điều đó
nâng cao đáng kể năng suất của máy khoan.
Có 2 loại chính: máy khoan nhiều trục cố định và máy khoan nhiều trục
cacđăng thay đổi.
- Máy khoan nhiều trục cố định: bao gồm nhiều máy khoan nhỏ được lắp
thành hang với nhau trên 1 bệ máy chung.Mỗi trục chính của máy có 1 động
cơ riêng.để thực hiện chuyển động.Số trục có thể từ 2 – 6 và cho phép thực
hiện nguyên công khác nhau với dao cắt khác nhau.
- Máy khoan nhiều trục cacđăng: đây là dạng máy khoan có dạng như máy
khoan đứng nhưng ở đầu trục chính đặt nhiều trục khoan có lắp dao nối tiếp

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

vứi trục chính bằng các trục cacđăng. Các trục khoan có thể điều chỉnh đến

những vị trí khoan thích hợp và chunhs có thể gia công tất cả các lỗ khoan.
e.Máy khoan chuyên dùng :

Máy khoan lỗ sâu
Máy điển hình là máy khoan tâm dung để khoan lỗ tâm ở 2 đầu phôi hoặc
máy khoan sâu dung đẻ gia công những lỗ có chiều dài quá lớn so với đường
kính như khoan lỗ trục chính khoan nòng súng.
Các kích thước đặc trưng cho máy khoan chuyên dùng là đường kính lớn
nhất của mũi khoan độ côn móc của trục chính hoặc độ vươn dai của trục
chính như ở máy khoan cần.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

3. Kết cấu & thông số hình học của mũi khoan:

3.1.Kết cấu:
a.Chuôi: (Shank):
Dùng để định vị mũi khoan vào trục chính của máy, truyền chuyển động và
mômen cắt. Có hai dạng chuôi:
- Chuôi dạng trụ: (Straight Shank)
Dùng cho mũi khoan có đờng kính nhỏ hơn 12mm.
Ưu điểm: đơn giản, dễ chế tạo.
Nhợc điểm: khả năng định tâm kém, truyền đợc momen xoắn nhỏ.

- Chuôi dạng côn mooc: (Taper Shank)
Dùng cho mũi khoan có đòng kính lớn hơn 12mm.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Ưu điểm: khả năng định tâm cao, truyền đợc mômen xoắn lớn hơn so với chuôi trụ,
dễ đảm bảo độ đồng trục giữa phần cán và phần làm việc.
Nhợc điểm: khó chế tạo hơn so với chuôi trụ.
Trên phần chuôi côn có chuôi dẹt (Tang)
b. Cổ dao : (Neck)
Là phần nối tiếp giữa chuôi dao với phần làm việc, có tác dụng thoát đá khi
mài phần cán dao và phần làm việc. Cũng là nơi thờng dùng để ghi nhãn hiệu mũi
khoan (đờng kính, vật liệu và nhà máy sản xuất…), kích thớc tra theo sổ tay phụ
thuộc vào đờng kính của mũi khoan.
c. Phần làm việc: (Body)
Gồm phần cắt và phần định hớng ( Cutting and Orientation parts)
*Phần cắt: trực tiếp thực hiện nhiệm vụ bóc tách phoi.
Gồm 5 lỡi cắt: hai lỡi cắt chính, 2 lỡi cắt phụ và một lỡi cắt ngang.
- Lưỡi cắt chính: là giao của mặt trớc và mặt sau. Mặt trớc của mũi khoan có dạng
mặt xoắn còn mặt sau tuỳ theo phơng pháp mài mà có thể là mặt côn, mặt xoắn,
mặt phẳng… Thông thờng với mũi khoan tiêu chuẩn thờng sử dụng mặt sau là mặt
côn.
Lỡi cắt phụ: là giao tuyến của mặt sau với cạnh viền nằm trên phần trụ ở hai

me cắt.
Lỡi cắt ngang: là giao của hai mặt sau, có dạng đường cong không gian, nhng hỡnh chiếu của nó quy ớc là đờng thẳng.
Phần cắt: (Cutting Part)
5 lưỡi cắt: hai lỡi cắt chính, 2 lỡi cắt phụ và một lỡi cắt ngang.

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Phần định hướng: (Orientation part)
- Có tác dụng định hớng cho mũi khoan trong quá trỡnh cắt và là phần dự trữ mài
lại
phần cắt khi bị mòn.
+ Phần định hớng có dạng côn nguợc, đờng kính giảm dần từ phần cắt về phía cán
dao tạo thành góc nghiêng phụ ϕ1. Lợng giảm thờng lấy từ 0,03-0,1mm/100mm
chiều dài.
+Trên phần định hớng có hai rãnh xoắn (Two flutes) để thoát phoi và hai me cắt
(Two lands).Dọc theo rãnh xoắn ứng với đòng kính ngoài có hai dải cạnh viền
(Margins) làm nhiệm vụ định hớng cho mũi khoan khi làm việc. Để giảm ma sát
với bề mặt đã gia công, phải hớt lng trên suốt chiều dài hai me cắt chỉ để lại cạnh
viền với:
Đồ án tốt nghiệp

Trang 1



Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

f=0,3-2,6mm và chiều cao h=0,1-1,2mm.
+ Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn đợc gọi là lõi mũi khoan (Core of Drill).
Đường kính lõi đợc lấy lớn dần về phía cán. Đường kính lõi đợc tính theo công
thức:
d0 = (0,125 á 0,3) D
Trong đó: D - đường kính mũi khoan. (Diameter of Drill)
3.2. Thông số hình học của mũi khoan:
(Geometrical Parameters of Drills)
Xét ở trạng thái tĩnh:
+ Mặt đáy tại một điểm trên
lưỡi cắt chính là mặt phẳng tạo
thành bởi điểm đó với trục mũi
khoan.
+ Mặt cắt tại một điểm trên
ỡi cắt chính là mặt phẳng chứa
tiếp tuyến với lưỡi cắt chính và
với vận tốc cắt .

l-

Góc trước: đo ở tiết diện chính tại một điểm A bất
kỳ trên lỡi cắt chính ( coi nh không có lỡi cắt ngang
và lỡi cắt chính đi qua tâm mũi khoan) được xác định
theo công thức sau:
Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chng 3: Thit k k thut mỏy

Trong ú: DA - ng kớnh ca mi khoan xột ti im A, mm.
D - ng kớnh ngoi ca mi khoan, mm.
- gúc xon ca rónh phoi, .
- gúc nghiờng chớnh, .
(Geometrical Parameters of Drills)
Gúc sau:





Gúc nghiờng chớnh:

ể đảm bảo cho hai lỡi cắt đối xứng nhau qua trục mũi
khoan, góc ở đỉnh thờng xác định góc 2.
Khi giảm góc , cho phép mũi khoan dễ n sâu vào vật liệu,
lỡi cắt dài ra, nhiệt dễ thoát hơn.
ỏn tt nghip

Trang 1

Chng 3: Thit k k thut mỏy

Tuy nhiên khi đó độ bền của nó giảm xuống.
Góc đợc chọn theo độ bền và độ cứng của vật liệu gia công.
Với mũi khoan tiêu chuẩn thờng chọn 2 = 1160 ữ 1200.
Gúc nghiờng ph:
Góc nghiêng phụ 1 ở mũi khoan đợc hinh thành bởi độ côn ngợc của phần định hớng.
Thờng lấy: 1 = 1 ữ 2. Khi khoan lỗ sâu trên vật liệu cứng, hoặc khi khoan lỗ
không cần
chính xác, góc 1 có thể chọn tng gấp 2 lần so với góc 1 tiêu chuẩn.
Gúc nghiờng ca rónh xon:
Góc nghiêng của rãnh xoắn là góc hợp bởi gia đờng thẳng tiếp tuyến với đờng
xoắn tại
điểm nào đó với trục mũi khoan; có thể có hớng xoắn phải hoặc xoắn trái.
Trong đó: DA - đờng kính mũi khoan tại điểm A, mm.
H - bớc xoắn của mũi khoan, mm.
Gúc nghiờng ca li ct ngang :
Gúc nghiờng ca li ct ngang l gúc hp bi hỡnh chiu ca li ct ngang v
hỡnh chiu ca li ct chớnh trờn mt phng vuụng gúc vi trc mi khoan (li ct
ngang hỡnh thnh do mi sc- mi mt sau mi khoan).

ỏn tt nghip

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Mũi khoan tiêu chuẩn có thờng lấy ψ = 55o á 500 .
• Góc nâng λ:
Góc nâng λ là góc hợp bởi lỡi cắt chính và hinh chiếu của nó trên mặt đáy.
Góc nâng tại một điểm A bất kỳ trên lỡi cắt chính đợc tính bằng công thức:
Trong đó: d0 - đờng kính của lưõi mũi khoan, mm.
DA - đờng kính tại điểm A của mũi khoan, mm.
ϕ - góc nghiêng chính, độ.
3.3. Lực và mômen khoan
( Cutting Forces & Moment when drilling)
+ Lực khoan:
- Lực hớng kính Py: Phân bố đối xứng trên các lỡi cắt.
Chúng có trị số bằng nhau, cùng phơng nhưng ngược
chiều nên tự triệt tiêu trong quá trinh cắt.

Px

P'y

Py

Py

Px

P'x

P'y
P'x

-Lực chiều trục Px: Có xu hớng chống lại lực chạy dao,
lực Px bằng tổng các lực chiều trục tác dụng lên lỡi
cắt chính, tác dụng lên lỡi cắt phụ và tác dụng lên lỡi
cắt ngang.

chiếm khoảng 57% lực Px.
Trang 1

Pz

P'z

n
P'z

Các thành phần lực Px tác dụng lên lỡi cắt ngang

Đồ án tốt nghiệp

Pnz

Pz

Pnz




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Các thành phần lực Px tác dụng lên lỡi cắt chính chiếm khoảng 40% lực Px.
Các thành phần lực Px tác dụng lên lỡi cắt phụ chiếm khoảng 3% lực Px.
- Lực tiếp tuyến Pz : Phân bố trên các lưỡi cắt và hỡnh thành các ngẫu lực. Tập hợp
các
ngẫu lực này tạo ra mômen xoắn có xu hớng cản trở chuyển động cắt chính.
+ Mô men khoan:
Là tổng hợp mô men do các lực tiếp gây PZ gây ra: PZ – tác dụng lên 2 LCC
(chiếm 80%); P’ Z – tác dụng lên 2 LCP ( 12%); PNZ – tác dụng lên LCN (8 %).
3.4.Sự mài mòn và tuổi bền của mũi khoan
( Tool Wear and Tool Life of Drill)
a.Sự mài mòn:
Mũi khoan thờng hay bị mòn ở các bộ phận sau:
-

Mòn theo mặt sau và mặt trớc: Xảy ra khi gia công thép.
- Mòn theo cạnh viền: Xảy ra khi gia công vật liệu dẻo hoặc thép có độ bền và
độ dai lớn. Cạnh viền bị mòn làm tăng mômen xoắn M.

Mòn theo góc nối tiếp giữa lỡi cắt chính với cạnh viền: Xảy ra khi gia công
vật liệu giòn, vật liệu kém dẻo. Dẫn tới cả PX và MX đều tăng.
- Mòn ở lỡi cắt ngang: Xảy ra khi lỡi cắt ngang quá dài và nhiệt luyện mũi
khoan không đạt yêu cầu. Lỡi cắt ngang bị mòn dẫn tới lực chiều trục PX
tăng lên rất nhanh.
b.Tuổi bền:
Cũng nh tiện, quan hệ gia tuổi bền và tốc độ cắt khi khoan đợc biểu thị bởi biểu
thức sau:
Đồ án tốt nghiệp

Trang 1



Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Với mũi khoan thép gió, chỉ số tuổi bền lấy bằng : m = 0,125 á 0,2
Với mũi khoan gắn mảnh hợp kim cứng :

m = 0,25 á 0,4

Nói chung, tuổi bền T đợc chọn theo đờng kính mũi khoan.
- HSS: T = (1 á 1,5) D [ph]
- HKC:

T = (1,5 á 2) D [ph]

Trong đó: D - Đờng kính của mũi khoan, mm.
A:hệ số phụ thuộc gia công
3.5.Các yếu tố của lớp cắt và chế độ cắt khi khoan:
a.Chiều dày lớp cắt :
Chiều dày lớp cắt đợc đo theo phơng vuông góc với lưỡi cắt chính. Khi khoan lỗ
đặc hoặc lỗ rỗng, chiều dày cắt đợc tính theo công thức:
D

S
b. Chiều
a = S z rộng
. sin ϕlớp
= cắt

sin ϕ[mm]
2
+ Khi khoan lỗ đặc:
D
b=
[ mm]
2. sin ϕ

n

Sz

S .D
[ mm 2 ]
2

S( D − d )
[mm 2 ]
2

d.Chiều sâu cắt:

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1

d0

b

Sz

a

a

f = 2a.b =

f = 2a.b =

b

t

ϕ

+Khi khoan lỗ rỗng:

Sz

b

a

+ Khi khoan lỗ đặc:

n

D/2

+Khi khoan lỗ rỗng:
D−d
b=
[ mm]
2. sin ϕ
c. Diện tích lớp cắt:

D

t




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

+ Khi khoan lỗ đặc:
t=

D
[ mm]
2

+ Khi khoan lỗ rỗng:
t=

D−d
[ mm]
2

Lợng chạy dao:
Lượng chạy dao khi khoan là luợng dịch chuyển của một điểm trên lỡi cắt chính
theo phơng chuyển động chạy dao sau một vòng quay của mũi khoan. Ký hiệu: S
[mm/vg].
Với mũi khoan có hai luỡi cắt chính, nên luợng chạy dao răng đuợc tính bằng:
SZ = S/2 [mm/răng]
Luợng chạy dao phút đuợc tính bằng:
Sph = S . n [mm/ph]
e. Tốc độ cắt:
+ Tinh vận tốc cắt theo công thức & tinh số vòng quay: n = 1000V [ rev. / min]
πD
π .D.n k
+ Tinh lại vận tốc cắt thực:
V=
[m / min]
1000
f.Kiểm nghiệm chế độ cắt
Chế độ cắt xác định trên phải bảo đảm
các điều kiện sau:
PX Ê Pmáy ; MX Ê Mmáy ; NC Ê Nmáy . η

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Chương II

PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1. Yêu cầu đối với máy cần thiết kế
1.1. Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng
- Máy thiết kế phải có năng suất và hiệu suất tương đối cao, ít tốn năng lượng,
kích thước máy cố gắng thật nhỏ, gọn, chi phí đầu tư thấp, vận hành tương đối dễ
dàng …
- Để làm được điều này người thiết kế cần hoàn thiện về sơ đồ kết cấu của máy
đồng thời chọn các thông số thiết kế và các quan hệ về kết cấu hợp lý.
1.2. Khả năng làm việc
- Máy có thể hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn giữ được đồ bền, không
thay đổi kích thước cũng như hình dạng của máy, ngoài ra vẫn giữ được sự ổn định,
có tính bền mòn, chịu được nhiệt và chấn động.
- Để máy có đủ khả năng làm việc cần xác định hợp lý hình dạng, kích thước chi
tiết máy, chọn vật liệu thích hợp chế tạo chúng và sử dụng các biện pháp tăng bền
như nhiệt luyện, …
1.3. Độ tin cậy
- Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện chức năng đã định đồng thời vẫn
giữ được các chỉ tiêu về sử dụng (như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng
lượng, độ chính xác, …) trong suốt quá trình làm việc hoặc trong quá trình thực
hiện công việc đã quy định.
- Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong một
thời gian quy định hoặc quá trình thực hiện công việc.
1.4. An toàn trong sử dụng

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1



Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

Một kết cấu làm việc an toàn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bình thường
thì kết cấu đó không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không
gây hư hại cho thiết bị, nhà cửa và các đối tượng xung quanh.
1.5.Tính công nghệ và tính kinh tế:
- Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu về
tính công nghệ và tính kinh tế thì máy được thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật liệu
chế tạo phù hợp với điều kiện sản suất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kích thước
nhỏ nhất, ít tốn vật liệu nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất kết quả cuối cùng là giá
thành thấp.
- Máy nên thiết kế với số lượng ít nhất các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo
và lắp ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo được điều
kiện và quy mô sản xuất cụ thể.
2.CẤU TẠO MÁY:
Máy được cấu tạo bao gồm 2 phần chính:
-Hệ thống điều khiển trục chính
-Hệ thống bàn máy gá kẹp phôi

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1




Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy

1

2
Mô hình máy

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1