Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo mũi khoan tiêu chuẩn f30

Bộ giáo dục và đàO tạo
đạI học tháI nguyên
trờng đaị học kỹ thuật công nghiệp
khoa cơ khí - chế tạo máy
bộ môn : nguyên lý và dụng cụ cắt
---------------- - -----------------
đồ án
tốt nghiệp
Giáo viên hỡng dẫn : T.S Nguyễn Văn Hùng
Sinh viên thiết Kế : Ngọ Quang Hiệp
Lớp : TC01MA
Thái nguyên 2006

1


đại học


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 TốT NGHIệP
Ngời Thiết Kế : Ngọ Quang Hiệp
Lớp : TC01MA
Ngành : Chế tạo máy
Cán bộ hớng dẫn : 1- T.S Nguyễn Văn Hùng
2-
Ngày giao đề tài :
Ngày hoàn thành đề tài :

Nội dung đề tài: thiết kế và lập quy trình cônh nghệ chế tạo
mũi khoan tiêu chuẩn F30
Sản lợng:15.000 chiếc/năm;
Trang thiết bị : tự chọn hoàn toàn
01 bản A
0
bản vẽ thiết kế mũi khoan ( lồng phôi)
06 bản A
0
- thứ tự các nguyên công ;
01 bản A
0
bản vẽ thiết kế đồ gá
01bản vẽ chuyên đề
Tổ trởng bộ môn Cán bộ hớng dẫn Thay mặt hiệu trởng
( ký tên ) ( ký tên ) chủ nhiệm khoa
( ký tên đóng dấu)
Nội dung

2


Thuyết minh..............Trang...........
Gồm:
Thiết kế dao.
Quy trình công nghệ chế tạo dao.
Tính và tra lợng d cho các bề mặt.
Tính và tra chế độ cắt cho các nguyên công.
Tính và thiết kế đồ gá.
Bản vẽ:

1 A
0
bản vẽ chế tạo.
6 A
0
bản vẽ quy trình công nghệ.
1 A
0
bản vẽ đồ gá.
1A
0
bản vẽ chuyên đề
(Tổng cộng 9 bản A
0
)


3


lời nói đầu
rong nền kinh tế nớc ta hiện nay thì công nghiệp nặng giữ
một vai trò hết sức quan trọng vì nó là nền tảng cho các
nghành công nghiệp khác phát triển. Mấy năm trở lại đây
nhà nớc đã có sự quan tâm và đầu t thích đáng cho nghành cơ khí để
biến nó thành một nghành công nghiệp mũi nhọn của đất nớc . Trong
nghành cơ khí nói riêng thì dụng cụ cắt giữ một vai trò rất quan trọng
vì có nó ngời 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
nghành công nghiệp khác .

T
Sau một thời gian học tập tại trờng đến nay chúng em đã đợc
nhận đề tài tốt nghiệp . Đề tài của em là "Thiết kế mũi khoan tiêu
chuẩn 30", theo em đây là một đề tài rất hay, vì nó giúp em hiểu rõ
đợc quy trình công nghệ chế tạo một dụng cụ cắt và giúp em nắm
vững hơn những kiến thức đã học trong nhà trờng 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 đợc sự giúp đỡ và chỉ bảo
của các thày cô trong bộ môn để bản đồ án của em đợc hoàn thiện
hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Ngày 14 tháng 8 năm 2004
Sinh viên thiết kế

Nguyễn Văn Khánh

4


NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn
............................................................................................................. ..
........................................................................................................... ....
......................................................................................................... ......
....................................................................................................... ........
..................................................................................................... ..........
................................................................................................... ............
................................................................................................. ..............
............................................................................................... ................
............................................................................................. ..................

........................................................................................... ....................
......................................................................................... ......................
....................................................................................... ........................
..................................................................................... ..........................
................................................................................... ............................
................................................................................. ..............................
............................................................................... ................................
............................................................................. ..................................
........................................................................... ....................................
......................................................................... ......................................
....................................................................... ........................................
..................................................................... ..........................................
................................................................... ............................................
................................................................. ..............................................
............................................................... ................................................
.............................................................

5


Phần I
Thiết kế mũi khoan tiêu chuẩn 30
I. 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.
VD: Nh lỗ sau khi đúc, rèn hay dập hoặc lỗ đã khoan sơ bộ trớc, 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 nh khoét, doa, hoặc tarô...
Các kiểu mũi khoan nh:

- Mũi khoan tâm: để khi chế tạo lỗ tâm ngời 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
đợc vật liệu.
- Mũi khoan sâu: để khoan lỗ có chiều sâu lớn hơn 5 lần đờng kính trở
lên. Mũi khoan sâu dùng đề khoan lỗ đặc và khoan theo vành.
- Mũi khoan dẹt: loại mũi khoan này đợc dùng trong những trờng hợp
yêu cầu dụng cụ cần cứng vững.
VD nh: Vật rèn hoặc đúc có độ cứng lớn. Đối với đờng kính lớn mũi
khoan dẹt thờng lắp phần cắt vào chuôi riêng. Mũi khoan dẹt tuy răng dễ chế
tạo dễ tiện nhng có nhiều nhợc điểm: nhanh mòn khó thoát phoi, tuổi thọ của
mũi khoan ngắn năng suất thấp, độ chính xác gia công không cao.
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 hớng trong kết cấu mũi
khoan
- Năng suất gia công cao, hình dạng hợp lý hơn.
Vì có nhng đặc điểm trên mà hiện nay trong ngành chế tạo cơ khí mũi
khoan rãnh xoắn đã thay thế hoàn toàn mũi khoan dẹt. Vì vậy ta chọn kiểu mũi
khoan rãnh xoắn để thiết kế và chế tạo lại.
1. Chọn vật liệu chế tạo mũi khoan.

6


Chọn vật liệu làm dao là vấn đề hết sức quan trọng nó quyết định đến
chất lợng 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 thớc 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 lợng tiêu hao
dụng cụ cho một chi tiết gia công.
Để chế tạo mũi khoan ta chọn vật liệu là thép gió ta chọn vật liệu là thép
gió P18 là phù hợp và đợc sử dụng rộng rãi nhất. Vì thép gió có thể cắt với tốc
độ cao gấp 2 4 lần có tuổi bền 8 15 lần cao hơn các thép các bon và thép
hợp kim. Dụng cụ thép gió có thể làm việc ở nhiệt độ 560 ữ 600
0
C tốc độ trung
bình 25 ữ 35 v/ph.
Giữa thép P18 và P9 có tính bền nh nhau do đó khi làm việc ở tốc độ cao
thì chúng có tuổi bền gần nh nhau. Nhng khi làm việc ở tốc độ thấp thì thép P18
có độ chịu mài mòn cao hơn do đó nó có tuổi bền cao hơn đến 2 lần so với dụng
cụ cắt bằng thép P9.
- Tính mài của thép P9 khi mài đặc biệt là khi mài sắc thì độ cứng của bề
mặt thép giảm xuống (cháy bề mặt) so với thép P18 thì thép P9 nhiệt độ tôi hẹp
hơn do đó gây khó khăn nhất định nhiệt độ không đảm bảo tính ổn định khi
nhiệt luyện.
- Với thép gió P18 2 tuy có khả năng cắt cao hơn thép gió P18 nhng nh-
ợc điểm của nó không đồng nhất các bít lớn hơn 1 cấp so với thép P18 do đó cơ
tính của nó kém hơn P18.
- Thép nhãn hiệu P18 Me, P9 M các loại thép có các bít đen dễ mất các
bon nên khi tôi phải nung nóng chúng trong lò đặc biệt có môi trờng bảo vệ.
Các loại thép gió có năng suất cao đợc chia làm hai nhóm:
+ Nhóm thứ nhất là nhóm có thêm Co ban
+ Nhóm thứ hai đặc trng hàm lợng Vanađi
Nhng thép gió chứa Coban có các nhợc điểm là độ dòn cao, dễ bị nứt nẻ
bị mất Cacbon khi tôi và ủ nhng thép gió chứa Vanađe có độ bền thấp hơn P18
và khó mài hơn.

7


- 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 n-
ớc sạch hay nớc 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.
Hiện tợng gây quá nhiệt khi tôi làm kích thớc của hạt tăng lên và đó là
nguyên nhân tăng độ dòn và làm cho các lỡi cắt bị mẻ. Do đó ta không thể chọn
thép Cacbon dụng cụ để chế tạo mũi khoan.
- Thép hợp kim dụng cụ có tính năng cắt thấp hơn rất nhiều so với thép
gió.
Các mác thép hợp kim đều có những nhợc điểm khác nhau mà ta không
thể chọn nó làm mũi khoan.
2. Kích thớc kết cấu của mũi khoan.
Kết cấu của mũi khoan đợc chia làm 3 phần:
a) Phần cán dao l
1
: 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.
Với mũi khoan có đờng kính 30 cán dao có dạng là côn moóc No3
vì nó có khả năng định tâm cao truyền mô men xoắn lớn hơn so với đuôi
trụ.

8

L
lo
L
2
l1
e
Tra bảng 41 TKĐADC có:
D
1
= 31,544 e = 20 t = 10
d
2
= 19,1 R = 7 r = 1,5
b = 7,9 d
3
= 18 L
1
= 99
b) Phần cổ dao l
2
: là phần nói tiếp giữa cán dao và phần làm việc nó có tác
dụng thoát đá mài khi mài phần cán và phần làm việc. Thờng ở đây đợc ghi
nhãn hiệu mũi khoan.
Với mũi khoan tiêu chuẩn 30, côn moóc số 3
Phần cổ dao d
1
= d - 7 = 23mm
l

2
= 4mm
c) Phần làm việc l
0
:
gồm có phần cắt và phần định hớng.

9


d3
h
f
R
r

90
do
t
R
e
b
d2
D1
l1
r
* Phần cắt l
c
: là phần cắt chủ yếu của mũi khoan dùng để cắt vật liệu tạo
ra phoi nó gồm 5 lỡi cắt là:

2 lỡi cắt chính, 2 lỡi cắt phụ và 1 lỡi cắt ngang
- Lỡi cắt chính: là giao của mặt trớc với mặt sau, mặt trớc của mũi khoan
có dạng mặt xoắn, mặt phẳng hay mặt trụ phụ thuộc vào cách mài sắc.
- Lỡi cắt phụ: là giao của mặt sau với cạnh xiên nó chỉ tham gia cắt trên
chiều dài 1/2 lợng chạy dao vòng.
- Lỡi cắt phụ ngang: là giao của mặt sau có dạng đờng cong không gian.
Nhng hình chiếu của nó quy ớc là đờng thẳng.
- 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.
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 theo 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.
Các thông số mài sắc theo mặt côn H khoảng cách giữa trục mũi khoan
và trục lắc của nón mài trị số H càng lớn góc càng lớn.
Thờng H = (0,07 ữ 0,05) D
H: khoảng cách giữa đỉnh nón mài và trục mũi khoan H= (1,8ữ 1,9)D
: góc xoay của mũi khoan do giữa các hình chiếu của trục lắc và lỡi cắt
chính trên mặt đầu của mũi khoan giảm. Khi giảm H hoặc trục mũi khoan và
mặt phẳng đá mài góc gá đặt mũi khoan do giữa trục mũi khoan
0
bao giờ
cũng nhỏ hơn góc là nửa góc nghiêng của mũi khoan, góc gá đặt mũi khoan
dùng để điều chỉnh góc 2 và đợc xác định gần đúng.
: góc giao nhau giữa trục mũi khoan và nón mài
: nửa góc nón mài ( =
0
- )
Sơ đồ mài sắc theo mặt côn (nh hình vẽ)

10


I
II
I-I
I II-II
II II

a) b)
Đỉnh của nón mài ở phía sau mũi khoan góc giao nhau trong khoảng 80
0
ữ 100
0
.
Đối với mọi kiểu mài sắc góc trong tiết diện kẹp tăng lên theo hớng từ
mặt ngoài vào tâm mũi khoan trong đó tăng nhiều nhất là mài theo kiểu I điều
đó tạo điều kiện cắt tốt hơn những đoạn tiếp giáp với lỡi cắt ngang của mũi
khoan.
- Mài mặt sau theo mặt trụ tơng tự nh mài sắc theo mặt côn trong đó trụ
lắc song song với mặt đá và nón mài trở thành mặt trụ tròn xoay.
* 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

11

I
i
I
I
I
I




b)
a)
c)
Các chuyển động tạo hình khi mài xoắn vít có quan hệ động học với nhau
một vòng quay của mũi khoan tơng ứng với chu kỳ chuyển động tịnh tiến nh
vậy đảm bảo phân độ liên tục mài cả hai me trong một vòng quay của mũi
khoan.
Mài chuyển động đến cho mũi khoan thực hiện (b - c) cả mũi khoan và
đá thực hiện chuyển động f ; 0 chuyển động hớt lng 0, c lắc. B - C chuyển động
quay hành trình thuận khi hớt lng và chuyển động của mũi khoan tiến gần tới đá
mài. Hành trình thuận khi lắc là chuyển động đa trục mũi khoan ra khỏi giới
hạn cạnh góc của đá mài. Chuyển động tịnh tiến đợc thực hiện do tác động của
Cam đĩa và Cam mặt đầu với độ nâng đều (đờng xoắn Acximet) hoặc Cam lệch
tâm góc sau tăng khi tăng hành trình hớt lng và góc nghiêng của mũi khoan
hoặc khi giảm hành trình lắc và đờng kính của mũi khona.

* ngoài ra còn có mài mặt sau theo mặt xoắn vít phức tạp.
Phơng pháp mài mũi khoan thực hiện 3 chuyển động tạo hình quay xung
quanh trục của nó. Chuyển động hớt lng - 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
0
giữa trục mũi khoan và mặt phẳng đá trong
hành trình mài sắc sẽ giảm cải thiện đợc điều kiện cắt trên lới cắt ngang.

12


* Mài sắc theo mặt phẳng là phơng pháp tổ hợp vì mỗi mặt trong hai mặt
phẳng tạo thành mặt sau của me đợc mài riêng rẽ giao tuyến của các mặt phẳng
đi qua trục mũi khoan và tạo với lỡi cắt chính một góc =0ữ40.
Lỡi ngang của mũi khoan gồm hai đoạn thẳng nghiêng với điểm ở trên
nhô ra cải thiện đợc điều kiện cắt của mũi khoan.
ở thời điểm ban đầu vào cắt và tăng độ chính xác khi khoan góc sau cảu
mặt phẳng thứ nhất
1
chọn tuỳ thuộc vào vật liệu gia công: góc sau của mặt
phẳng thứ hai
2
lấy trong khoảng 25 ữ 40
0
.
Góc
2
càng lớn thì lực chiều trục càng nhỏ và độ chính xác càng cao tuy

nhiên độ nghiêng đột ngột của mặt phẳng thứ 2 làm giảm độ cứng vững của me
làm yếu chân cắt vì thoát nhiệt kém hơn khi khoan vật liệu có độ bền trung bình
và thấy mũi khoan thép gió có góc
2
= 35 ữ 40
0
.
Mũi khoan thép gió khi khoan vật liệu có
2
= 25 ữ 30
0
để chuyển từ mài
sắc theo mặt thứ nhất sang mặt thứ hai cần xoay mũi khoan quanh trục tuỳ với
giao tuyến của các mặt phẳng. Các đồ gá lắp chuyên dùng để mài sắc theo hai
kíp làm việc theo nguyên lý đó để tạo thành mặt phẳng thứ hai có thể chuyển
bằng cách xoay mũi khoan quanh trục của nó trong hai phơng án đó có hai mặt
phẳng đều tạo thành một góc với trục mũi khoan so với mài sắc mũi khoan theo
mặt phẳng góc sau nhỏ nhất có thể giảm từ 25
0
đến 18
0
nên mặt sau tạo thành
bởi 3 hoặc nhiều mặt phẳng nh thế góc sau cho phép có thể giảm đến 15
0
.
Ta chọn góc sau ở đờng kính ngoài mũi khoan là = 12
0
vì mài
sắc mặt sau mũi khoan theo mặt côn.
* Phần định hớng: có tác dụng định hớng mũi khoan khi làm việc và là

phần dự trữ mài lại phần cắt đá bị mòn đờng kính phần định hớng giảm dần về
phía chuôi tạo thành góc nghiêng phụ
1
để giảm ma sát trong quá trình cắt lợng
giảm lấy từ (0,03 ữ 0,1)mm trên 100mm. Đối với mũi khoan 30 ta chọn độ
côn ngợc trên đờng 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 hớng
có hai rãnh thoát phoi.

13


Dạng rãnh thoát phoi đợc lấy bằng chiều rộng mm và theo công thức
b = 0,59 ; D b = 0,59 . 30 = 17,7 mm.
Dạng xoắn vít nơi góc xoắn = 18 ữ 30 theo bảng 35 TKDCCKL với
mũi khoan 30 lấy = 30
0
. Dọc theo rãnh xoắn ứng với dải cạnh viền làm
nhiệm vụ định hớng 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 ữ 2,6)mm và chiều cao h = (0,1 ữ 1,2) mm trên 100 mm chiều dài
của mũi khoan.
Phần kim loại giữa hai rãnh xoắn là lõi mũi khoan đờng kính lõi đợc lấy
bằng
d
0
= (0,25 ữ 0,125)D = 3,75 ữ 7,5, chọn d
0
= 7mm
D: đờng kình mũi khoan

14


3. Thông số hình học của mũi khoan.
- Góc trớc : góc trớc của mũi khoan đợc đo ở tiết diện chính N-N là góc
tiếp tuyến với vết của mặt trớc tại một điểm của lỡi cắt và đờng thẳng góc với
quỹ đạo cắt tại chính điểm đó. Góc trớc của mũi khoan đợc lấy = 18 ữ 33
0
theo bảng 37 TKDCCKL chọn = 30
0
25
Để xác định góc trớc cần thiết vị trí của mặt phẳng tiếp tuyến với mặt tr-
ớc và mặt phẳng thứ nhất có thể xác định bởi hai đờng thẳng trong đó một đờng
thẳng là lỡi cắt AB của mũi khoan còn đờng thẳng kia là XE là tiếp tuyến nơi đ-
ờng xoắn vít tại điểm x. Trên lỡi cắt đờng xoắn vít này là giao tuyến giữa hai
mặt trụ với đờng xoắn vít trớc của rãnh mũi khoan.
Đờng thẳng (XE) này nghiêng một góc
x
với trục mũi khoan trong mặt
phẳng T tiếp tuyến với mặt trụ tại điểm x đã cho góc
x
đợc tính theo công
thức:
tg
x
=
tg
R
r

x
: góc nghiêng rãnh xoắn vít ở đờng kính lớn nhất ứng với bán kính R
R: bán kính mũi khoan
r
x
: bán kính vòng tròn đi qua điểm x
Trên hình vẽ vị trí của mặt phẳng T đợc xác định bởi góc M
x
giữa r
x
và
hình chiếu của lỡi cắt trên mặt phẳng thẳng góc với trục mũi khoan.

15


DA
N
N
Tiết diện NN
o
o
Tiết diện oo


N

n
D
2

A

A

Vị trí của mặt phẳng cắt tại điểm x cũng có thể xác định bởi hai đờng
thẳng một trong hai đờng thẳng đó là lỡi cắt NB còn lỡi cắt kia là xH tiếp tuyến
với mặt cắt tại điểm x của lỡi cắt nghĩa là tiếp tuyến với vòng tròn tạo thành khi
điểm x quay quanh trục mũi khoan đờng thẳng xH cũng nằm trong mặt phẳng
T. Góc trớc
Nx
tại điểm x trong tiết diện N-N thẳng góc với cạnh cắt xác định
theo công thức:
tg
Nx
=


Sin.D
tgD
A
Trong đó D
A
: đờng kính mũi khoan tại điểm A.
D: Là đờng kính mũi khoan
: Góc nghiêng chính
: Góc xoắn
Với đờng kính mũi khoan D = 30 tại điểm ngoài cùng thì = 30

0
:( Bảng 37
TKDCCKL)
* Góc sau : góc sau cảu mũi khoan đợc đo trên bề mặt quỹ đạo chuyển
động của điểm nghiên cứu trên lỡi cắt.
(Tra theo bảng 38-TKDCCKL - chọn góc = 8
0
)
* Góc nghiêng chính (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 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, khi giảm cho phép mũi khoan dễ ăn sâu vào vật liệu lỡi
cắt dài ra nhờ đó thoát nhiệt dễ dàng hơn tuy nhiên độ bền của nó giảm xuống
góc đợc chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công. Để đảm bảo cho 2 lỡi cắt chính
đối xứng nhau qua trục mũi khoan cần quan tâm tới góc đầu khoan 2.
(Theo bảng 34-TKDCCKL-Chọn góc = 60
0
góc 2 = 120
0
)
* Góc nghiêng phụ
1
:

16


Góc nghiêng phụ ở mũi khoan đợc hình thành bởi độ côn ngợc của phần
định hớng thông thờng

1
= 2
0
- 4
0
(chọn
1
= 4
0
)
* Góc nghiêng rãnh xoắn :
Là góc giữa đờng tiếp tuyến với đờng xoắn tại một điểm nào đó với trục
mũi khoan.
tg =
H
D
D: đờng kính mũi khoan
H: bớc xoắn mũi khoan
Trị số góc tại điểm ngoài cùng của mũi khoan đợc chọn. (theo bảng 35
TKDCCKL chọn = 30
0
)
H =
163,1mm
tg30
3,14.30
0
==

tg
D
* Góc nghiêng của lỡi cắt ngang :
Giao tuyến giữa hai mặt sau tạo thành khi mài sắc mũi khoan. Nó đợc
đặc trng bởi một đoạn dài bởi góc gồm giữa trục đối xứng của mũi khoan là
phơng của hình chiếu lỡi cắt ngang trên mặt phẳng thẳng góc với trục mũi
khoan. Lỡi cắt ngang có dạng đờng cong không gian, nhng hình chiếu của nó ta
quy ớc đờng thẳng với mũi khoan xoắn có đờng kính 30 (Theo bảng 38
TKDCCKL có góc = 55
0
).
4. Chiều rộng me cắt của mũi khoan đợc xác định trong phơng cùng
góc với đờng xoắn lấy chiều rộng me bằng chiều rộng rãnh
b = 0,59 . D = 0,59 .30 = 17,7mm
5. Profin dao phay rãnh mũi khoan có dạng
R
0
= C
R
. Cr . C

. D
C
R
=


3
2.2.026,0
= 0,513

17


Cr =
1
25,0
D.25,0
d
D.d
044,0
044,0
0
=






=

C

=










9,0
P
D.13
Nếu chọn đờng kính ngoài của dao phay D

để phay rãnh mũi khoan là:
D

= 13 D
C

= 1
Do đó: R
0
= 0,513 . D = 0,513 . 30 = 15,39
Bán kính nhỏ của Profin dao phay
R

k
= C
k
. D
C
k
= 0,015 .
0,75
= 0,015 . 30
0,75
= 0,192
Do đó:
k
= 0,192 . 22 = 4,224
Chiều rộng Profin dao phay
B R
0
+ R
k
= 15,39 + 4,224 = 19,614 mm
6. Yêu cầu kỹ thuật đối với mũi khoan
Với vật liệu chế tạo là thép gió P18 nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 62 ữ 65
- Độ bóng của rãnh thoạt phoi đạt
Mặt sau đạt
63,0
; cạnh viền, cán do đạt
78,0
- Độ đảo đờng tâm trên toàn bộ phần cắt của dao không quá 0,15mm.
- Độ đảo hớng trục của điểm cuối cùng của lỡi cắt không quá 0,03mm
trên toàn bộ đờng kính.

- Độ đảo phần chuôi côn so với đờng tâm không quá 0,03 mm

18


Phần II
Thiết kế QTCN CHế TạO MũI KHOAN
A - Đặc điểm và yêu cầu
I. Đặc điểm:
Khi nghiên cứu QTCN chế tạo mũi khoan và phơng 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.
Xong đối với dụng cụ cắt việc thiết lập QTCN lại có những nét đặc điểm
riêng biệt đối với QTCN chế tạo các chi tiết máy. Với yêu cầu kỹ thuật hình
dáng kích thớc. Với dao cắt thờng có những yêu cầu kỹ thuật cao hơn các chi
tiết bình thờng ngoài ra nó còn có những lỡi cắt, góc cắt đòi hỏi phải gia công
chính xác hơn.
Những đặc điểm đó là:
- Do yêu cầu kỹ thuật của dao khắt khe thể hiện qua dung sai và các yếu
tố kỹ thuật khác. Để đạt đợc 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 thờng phải qua nguyên công nhiệt luyện ở giai đoạn giữa. Qua
nguyên công này phải đảm bảo độ cứng và chất lợng bề mặt ở mức độ nhất định
tránh cong vênh, nứt nẻ, khuyết tật khi nhiệt luyện.
- Do yêu cầu cao trong các điều kiện kỹ thuật nhiệt luyện do sử dụng
trang thiết bị để gia công nó đòi hỏi cao hơn các nguyên công phải phân ra thô
tinh. Do vậy chi phí cho công nghệ khá hơn (Máy chuyên dùng, vạn năng ,

dụng cụ kiểm tra) phải đạt độ chính xác cao đặc biệt là nguyên công gia công
lần cuối bề mặt. Việc xác định chế độ cắt phải hết sức hợp lý để đạt đợc các yêu
cầu kỹ thuật.

19


- Trong quá trình chế tạo việc chọn chuẩn cho QTCN phải đảm bảo đủ 5
nguyên tắc và hai yêu cầu trong việc chọn chuẩn thô và tinh. - Quy trình
công nghệ chế tạo dao dụng cụ nói chung cũng nh quy trình công nghệ chế tạo
các chi tiết khác. Ngoài ra nó còn có một số đặc điểm riêng biệt. Trên cơ sở đó
từ việc lựa chọn phôi đến việc lựa chọn trang thiết bị gia công trên từng nguyên
công là sự xuất phát từ nguyên lý chung. vấn đề lựa chọn trang thiết bị cho
nguyên công nh máy, dao, đồ gá đến xuất phát từ yếu tố tạo hình bề mặt gia
công dựa vào quy mô sản xuất để chọn.
- Việc chọn đồ gá phải dựa trên cơ sở nguyên công, điều kiện cụ thể, kiểu
máy, điều kiện thực tế sản xuất, kích thớc 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 b-
ớc đầu tiên quan trọng nhất nhằm đảm bảo chất lợng của chi tiết gia công. Sau
khi gia công xong phải đảm bảo đợc các yêu cầu kỹ thuật, độ chính xác hình
học, vị trí tơng quan, chất lợng bề mặt ngoài ra còn có thêm những nguyên công
chống rỉ, bảo quản.
- Phải cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất hoặc đảm bảo các yêu cầu đề
ra khi chọn chuẩn.
- Phơng pháp định vị kẹp chặt phù hợp trú trọng đến khâu tạo chuẩn
II. 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 hính 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 lợng bề mặt tiết kiệm kim loại ta phải đảm bảo cho chi
tiết. Trớc nhiệt luyện có một lợng d hợp lý để tiến hành gia công. Chi tiết đợc

20


chế tạo là mũi khoan xoắn ruột gà 30 vật liệu là thép P18 cũng nh các chi tiết
là dao cụ khác về yêu cầu kỹ thuật của nó khá cao, dung sai khắt khe có nh vậy
mới đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công.
Nhiệm vụ cảu mũi khoan là gia công lỗ, lỗ đặc, lỗ rỗng để tiến hành gia
công các bớc tiếp theo (khoét, doa...)
Đặc điểm của mũi khoan gia công đạt độ bóng T
3
ữ T
5
độ chính xác đạt
cấp 4. Do vậy nó là dụng cụ cắt để tiến hành gia công thô. Khi tiến hành gia
công mũi khoan trong điều kiện hết sức nặng nhọc và khắt khe về chế độ cắt có
thể khoan lỗ sâu chiều dày cắt lớn vừa khó khăn cho việc tới dung dịch trơn
nguội. Vừa tồn tại lỡi cắt ngang góc trớc tại tâm lại có trị số âm do vậy lực
chiều trục lớn dẫn đến sự thoát phoi là nửa kín nửa hở đi theo đờng xoắn vít nên
điều kiện kỹ thuật đòi hỏi ở mức độ cao nh đờng tâm mũi khoan phải đi giữa lỡi
cắt ngang, yêu cầu về độ chính xác kích thớc của đờng kính ngoài.
- Độ đồng tâm giữa phần làm việc với phần cán tơng đối cao.
- Do kết cấu hình dáng phức tạp ở hai rãnh xoắn nên phần nhiệt luyện
khó khăn dễ cong nứt và thoát Cacbon.

Do vậy để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của mũi khoan và tạo ra năng suất
cao cần thiết kế đợc QTCN hợp lý áp dụng đợc những phơng pháp gia công tiên
tiến để thực sự mang lại hiệu quả kinh tế cao Nhiệm vụ của mũi khoan gia
công chuẩn bị cho các bớc gia công tiếp theo nh Ta rô, khoét, doa... Do vậy nó
là dụng cụ gia công theo hệ lỗ.
b- 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 trng về công nghệ kỹ thuật của nhà máy và
hình thức tổ chức của nhà máy xí nghiệp.
I. Các dạng sản xuất: (Gồm 3 dạng)
1. Dạng sản xuất đơn chiếc:

21


Đặc điểm sản lợng hàng năm ít, thờng từ một đến vài chục chiếc, sản
phẩm không ổn định do chủng loại nhiều chu kỳ chế tạo lại không đợc xác
định.
2. Dạng sản xuất hàng loạt:
Có sản lợng hàng năm không quá ít, sản phẩm đợc chế tạo thành từng
loại theo chu kỳ xác định sản phẩm tơng đối ổn định.
3. Dạng sản xuất hàng khối: có sản lợng 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 phơng pháp công
nghệ tiên tiến có điều kiện cơ khí hoá và tự động hoá sản xuất, tạo điều kiện tổ
chức các đờng dây gia công chuyên môn hoá.
Dạng sản xuất nó quyết định hớng chọn và thiết kế quy trình công nghệ
phù hợp. Bởi vì ứng với mỗi loại Quy trình công nghệ khác nhau. Dạng sản
xuất, số lợng sản phẩm quyết định việc lựa chọn phơng pháp gia công để đem
lại chất lợng sản phẩm tốt nhất, năng suất cao nhất và hiệu quả kinh tế lớn nhất.

Do vậy muốn xác định đợc dạng sản xuất ta phải xác định đợc khối lợng
chi tiết và sản lợng cơ khí.
Với chi tiết là thiết kế là mũi khoan xoắn tiêu chuẩn có đờng kính phần
làm việc là 30 và sản lợng cơ khí là 15.000 chi tiết/năm.
II. Xác định dạng sản xuất:
Để xác định dạng sản xuất ta phải xác định 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

) - (1 +
100

)
Trong đó:
N
i
: sản lợng cơ khí (ct/năm).
N : sản lợng kế hoạch (ct/năm) 15.000ct/năm
m
i
: số chi tiết trong sản phẩm m
i
= 1

22


: hệ số dự phòng cho h hỏng khi chế tạo
= (3 ữ 5)% chọn = 3%
: hệ số dự phòng cho h hỏng và mất mát.
Khi vận chuyển và bảo quản ; = (3 ữ 5)% chọn = 3%
Thay vào công thức:
N
i
= 15.000 . (1 +
100
3
) (1 +
100
3
) = 1.5914ct/năm
2- Xác định khối lợng chi tiết:
Theo công thức:
G = V . (kg)
Trong đó:
V : thể tích chi tiết (dm
3
)
: khối lợng riêng của vật liệu chế tạo chi tiết, với chi tiết là thép
P18 chọn = 8,75 kg/dm
3
.
G : khối lợng chi tiết (kG).

Tính một cách gần đúng có thể tính thể tích nh sau:
V = V
1
+ V
2
+ V
3
+ V
4
Trong đó:
V
1
: thể tích phần chuôi dao dẹt
V
1
= b . d
3
. t = 7,9.18.10,5 = 1078,35(mm
2
)

23


V4
V3
V2
V1
V
2

: thể tích chuôi côn: để tính đợc thể tích của một hình côn ta tính
thẻ tích của một hình trụ tơng đơng có đờng kinhs bằng đờng kính trung bình
của hình côn.
D
TB
: Đờng kính của hình trụ tơng đơng
D
1
= 31,544 (mm) Đờng kính đầu to phần cán côn.
d
2
= 19,1 (mm) Đờng kính đầu nhỏ phần cán côn
D
TB
=
25,322
2
19,131,544
2
dD
21
=
+
=
+
(mm
3
)
L
1

= 99mm : Chiều dài phần cán mũi khoan
t = 10,5mm : chiều dài phần chuôi dẹt
V
2
= V
TB
= /4.D
TB
.(l
1
t) = (3,14/4).25,322
2
(99 10,5)
= 44545,59(mm
3
)
V
3
: thể tích phần cổ:
V
3
=
4
d.
2
2

. l
2
=

.12
4
53,14.18,52
2
= 3232,71 mm
3
V
4
: thể tích phần làm việc của dao
V
4
=
.
d.
4
2

[L- (L
1
+ L
2
)] - V
r
Trong đó:
d = 30mm: đờng kính mũi khoan
L = 320mm : chiều dài mũi khoan
L
1
, L
2

: chiều dài chuôi dao và cổ dao
L
1
= 99mm ; L
2
= 12mm
V
r
: thể tích dãnh xoắn : để tính đợc thể tích của rãnh xoắn ta coi nó là
thể tích hình trụ có đờngkính bằng chiều sâu rãnh xoắn
d
r
=
2
0
dd
d
0
= 4mm đờng kính lõi
d
r
=
2
430
= 13mm

24


Vì rãnh phân bố đối xứng nên thể tích hai rãnh bằng thể tích trục có đờng

kính V
r

V
r
=
k
2
r
.
4
d
2.
l
k
: chiều dài rãnh xoăna trên một bớc xoắn H
L
S
=
0
sin30
3,14.30
=


sin
d.
= 188,4mm
L
r

= 1,22.188,4 = 229,84 mm
V
r
= 2.
4
3,14.13
. 229,84 = 4691,03 (mm
2
)
V
4
=
4
2
d.
[320 (99 + 12)] 4691,03 = 142967,47 mm
3
V = V
1
+ V
2
+ V
3
+ V
4
= 1078,35 + 44545,59 + 3232,71 + 142967,47
= 191824,12 mm
2
= 0,19182412 dm
2

Khối lợng chi tiết:
G = 0,19182412 . 8,75 = 1,67 (kg)
Tra bảng 1 - 1 CNCTM T
1
với mũi khoan 30 ta có dạng sản xuất là hàng
loạt vừa.
c) Chọn phôi và ph ơng pháp tạo phôi :
Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết độ chính xác và vị trí tơng quan,
chất lợng 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 đợc 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 lợng d cho các
nguyên công khi gia công thực tế cho thấy có các phơng pháp tạo phôi.
1. Phôi đúc:
Phôi chế tạo theo phơng 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.

25