Nghiên cứu công nghệ gia công lỗ sâu, áp dụng cho hệ thống thủy lực, khí nén, chế tạo vũ khí.pdf
1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------------------
VŨ HOÀI NAM
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG LỖ SÂU, ÁP
DỤNG CHO HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN, CHẾ TẠO
VŨ KHÍ
LUẬN VĂN THẠC SỸ
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ Ạ
T O MÁY
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TRỊNH MINH TỨ
HÀ NỘI – 2010
2. 3
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa 1
Lời cam đoan 2
Mục lục 3
Lời nói đầu 7
Chương1 : Tổng quan về lô sâu và một số phương pháp gia
công lỗ sâu 8
1.1 L i
ỗ sâu và một số đặc đ ểm của lỗ sâu 8
1.2 Các phương pháp công nghệ dùng trong gia công lỗ sâu 9
1.2.1. Phương pháp cắt gọt 9
1.2.2. Phương pháp gia công áp lực. 10
1.2.3. Phương pháp gia công đặc biệt khác 10
1.3. Các phương pháp khắc phục khó khă ỗ
n khi gia công l sâu. 10
1.3.1. Sơ đồ dẫ ị ơ ộ ỗ
n dung d ch tr n ngu i bên trong và thoát phoi bên ngoài l
thân dụ ụ
ng c 11
1.3.2. Sơ đồ dẫ ị ỗ ụ ụ
n dung d ch bên ngoài l thân d ng c và thoát phoi bên
trong 13
1.3.3. Biến thể ủ
c a sơ ẫ
đồ d n dung dịch bên ngoài và thoát phoi bên trong
15
1.4. Các phương pháp khoan lỗ sâu 17
1.4.1. Các dạng chuyển động của dao, phôi khi gia công lỗ sâu 18
1.4.2. S i
ự truyền dẫn dung dịch trơn nguộ 19
1.4.3 Mũi khoan kiểu cánh quạt 21
1.4.4 Mũi khoan kiểu KK3 22
1.4.5. Mũi khoan có lưỡi cắt được mài theo kiể ũ
u ch M 23
1.5. Khoét các lõ sâu hình trụ 24
1.5.1.Đặc đ ể
i m quá trình khoét các lỗ sâu 24
1.5.2.Các phương pháp khoét 25
1.5.3. Các kiểu k ng c
ết cấu dụ ụ khoét l 25
ỗ
3. 4
1.5.3.1. Đầu khoét kiểu Β 26
1.5.3.2. Đầu khoét kiểu Γ 27
1.5.3.3. Đầu khoét với then dẫn hướng quay 28
1.5.3.4 Đầu khoét với then dẫn hướng bằng cao su 30
1.5.3.5. Đầu khoét với then dẫn hướng bằng kim loại và
bằng gỗ 31
1.6. Các phương pháp gia công tinh lần cuối 32
1.6.1. Phương pháp lăn ép để gia công bong các lỗ sâu chính xác bằng biến
dạng dẻo 32
1.7 Một số nghiên cứu về mài các lưỡi cắt của dao khoan nòng súng 36
Chương 2 : Đặc đ ể
i m kỹ ậ
thu t và đ ề
i u kiện làm việc của pháo φ 76,2 mm 43
2.1. Đặc đ ể
i m kỹ thuật của pháo 76,2mms 43
2.1.1.Tính năng chung về pháo 76,2mm 43
2.2.Cấu tạo và đ ề
i u kiện làm việc của pháo 76,2mm và yêu cầu kĩ thuật. 45
2.2.1. Cấu tạo nòng pháo 45
2.2.2. Đặc đ ể
i m làm việc 47
2.2.3. Yêu cầu kỹ thuật 47
2.3. Vật liệu chế tạo nòng pháo 48
2.4. Hiện tượng ròn ram 50
2.5. Ảnh hưởng của chất lượng bề ặ ế ệ ệ ổ
m t gia công và ch độ nhi t luy n đến tu i
thọ nòng 52
2.5.1. Ảnh hưởng của chất lượng bề ặ
m t 52
2.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt luyện 53
Chương 3 : Thiết kế dụng cụ gia công nòng pháo φ 76,2 55
4.1. Thiết kế đầu khoét φ 75,4 55
4.1.1. Thân đầu khoét 56
4.1.2. Then dẫn hướng 57
4.1.3. Lưỡi dao 59
3.2. Thiết kế đầu doa lỗ φ 76,12 62
4. 5
3.2.1.Thân đầu cắt 63
3.2.2.Giá gá dao 64
3.2.3.Dao 64
3.2.4. Nêm đ ề
i u chỉnh 65
3.2.5.Then dẫn hướng 66
3.3. Thiết kế dao doa buồng đạn 68
3.3.1. Thân đầu dao 69
3.3.2. Dao 70
3.3.3. Giá gá dao 71
3.3.4. B ng
ạc dẫn hướ 72
3.4. Thiết kế ắ
đầu c t rãnh xoắn 73
3.4.1. Thân đầu cắt 74
3.4.2. Ống côn đ ề
i u chỉnh 75
3.4.3. Bạc 76
3.4.4. Lưỡi dao 78
3.4.5. Chổi quét phoi 78
3.4.6. Một số chi tiết khác củ ắ
a đầu c t rãnh xoắn 79
Chương 4 : Nghiên cứ ế
u, thi t kế ế ạ
và ch t o đầu dao khoan 80
4.1. Kết cấu mũi khoan sâu 80
4.1.1. Các thành phần của đầu mũi khoan 81
4.1.2. Bản vẽ chế tạo các chi tiết của đầu mũi khoan sâu 83
4.2.. Lập qui trình công nghệ gia công thân đầu mũi khoan 86
4.2.1. Yêu cầu kỹ thuật chi tiết: 86
4.2.2. Xác định dạng sản xuất. 86
4.2.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 86
4.2.4. Phương pháp chế ạ
t o phôi 87
4.2.5. Tính toán lượng dư gia công cho mặ ủ
t ngoài c a
chi tiết 87
4.3.- Chế độ gia công miếng căn. 90
5. 6
4.3.1. Yêu cầu kỹ thuật chi tiết 90
4.3.2. Xác định dạng sản xuất. 90
4.3.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 90
4.3.4. Phương pháp chế t 91
ạo phôi
4.3.5.Tính toán lượng dư gia công cho 1 mặt phẳng lớn của
chi tiết. 91
Kết luận 96
Tài liệu tham khảo 97
Phụ lục 1 Thiết kế quy trình công nghệ gia công nòng pháo 76.2 mm
Phụ l c
ục 2 Tính và tra chế độ ắt cho các nguyên công gia công thân đầu mũi khoan
Phụ l c
ụ ế
c 3 Tính , tra ch độ ắt cho các nguyên công gia công miếng căn
6. 7
LỜI NÓI ĐẦU
Trên thế giới, khoan lỗ sâu đã có lịch sử phát triển trong hơn 150 năm qua nó
được bắ ồ ừ ệ ố ể
t ngu n t ngành công nghi p qu c phòng và phát tri n sang ngành công
nghiệp dân dụng khác.Việc nghiên cứu khoan lỗ sâu đã đạt được những thành tựu to
lớn, được ứng dụng rộng rãi ,và có vai trò không thể thay thế trong các ngành công
nghiệp công nghiệp ôtô: để chế tạo những lỗ sâu trong các động cơ ôtô, công nghiệp
khai thác : nó được sử ụ
d ng trong chế ạ
t o các cột chống lò.Và chúng được dùng để
chế tạo các xy lanh thủy lực dài, lớn trong các máy xúc….
Hiện nay việc nghiên cứu về công nghệ ỗ
gia công l sâu ở nước ta được chú
trọng do vai trò quan trọng của nó không chỉ trong quân sự, quốc phòng mà còn cả
trong nền công nghiệp .Do vậy, nghiên cứu về công nghệ ỗ
gia công l sâu cũng như
nghiên cứu để tìm hướng giải quyết các bài toán phát sinh từ thực tế ả
s n xuất là rất
thiế ự
t th c đối vớ ơ ở ứ ứ
i các c s nghiên c u và ng dụ ệ
ng công ngh này.
Chất lượng lỗ gia công thường được đánh giá bở ế ố ư
i các y u t nh : Dung sai
đườ đườ
ng kính lỗ ẳ
, độ th ng ng tâm, độ độ
tròn, nhám,… Trong quá trình gia công
lỗ thường xuất hiện các vết gằn, xước hình xoắn ốc làm giảm độ bóng bề mặt và
gây sai s ng này
ố hình dạng lỗ, cả hai hiện tượ đều do dao động của dụ ụ
ng c cắt gây
ra.
Với đề tài “Nghiên cứu công nghệ gia công lỗ sâu , áp dụng cho hệ thống
thuỷ lự ế
c , khí nén , ch tạ ũ ả
o v khí ’’. Tác gi rấ ự đ ủ
t mong s óng góp c a các chuyên
gia , các thầy giáo đóng góp những kiến thức chuyên sâu về công nghệ lỗ sâu để
công nghệ này được hoàn thiện tố ư
i u trong việ ứ
c ng dụng và sản xuất tại Việt Nam
.
7. 8
CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT LỖ SÂU VÀ CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG LỖ SÂU
1.1. Lỗ sâu và một số đ ể
đặc i m của lỗ sâu .
Lỗ sâu là những lỗ có kích thước φ 0,1 φ
÷ 200, có chiều sâu lớ ấ
n g p 5÷40 lần
đường kính, trường hợp đặc biệ ầ
t có đến 200 l n.
Thường gặp các lỗ sâu đối với sản phẩm vũ khí (từ 10-15 lần với pháo nòng
ngắn, 60-70 lần với pháo nòng dài thậm chí có thể ớ
t i hàng tră ầ ớ
m l n) v i yêu cầu độ
chính xác cao về hình dáng, kích thước và chất lượng bề ặ
m t.
Lỗ sâu thường có hình dáng không quá phức tạp nhưng yêu cầu kỹ thuật đòi
hỏi khá cao, do vậy công nghệ gia công lỗ sâu là một công nghệ khó, có nhiều đặc
đ ể ệ ớ ỗ ệ ỗ ầ
i m riêng và khác bi t so v i l thông thường, công ngh gia công l sâu c n trang
thiết bị ụ ụ ế ệ ỗ
, d ng c chuyên dùng và ch độ gia công đặc bi t. Quá trình gia công l sâu
thường gặp phải những vấn đề khó như sau:
- Khó khăn trong việc đảm bảo độ chính xác gia công: kích thước hình học,
độ độ đườ
nhám, độ tròn lỗ gia công, thẳng ng tâm, …
- Khó khăn của việc tạ ợ ắ ọ
o ra kích thước phoi phù h p khi c t g t.
- Khó khăn trong việc thoát phoi ra khỏi vùng cắt và thoát phoi ra khỏi lỗ (vì
lỗ rất sâu và dài, có thể lên tới 5-7m thậm chí 10m).
- Khó khăn trong việc bôi trơn, làm nguội dụng cụ khi cắt gọt.
- Khó khăn của việc đảm bảo độ cứ ữ ủ ệ ố
ng v ng và tránh rung động c a h th ng
công nghệ (máy, gá, dao, chi tiết) dẫn đến khó khăn trong việc đảm bảo độ
thẳng đường tâm và chất lượng lỗ gia công.
- Khó khăn trong việc theo dõi chất lượng sả ẩ ề
n ph m, b mặ ự
t gia công và s
làm việc c a d
ủ ụng cụ cắ ệ ả
t và đặc bi t là đảm b o độ bề ủ ụ ụ
n mòn c a d ng c cắt
trong suốt quá trình làm việ ủ
c c a nó.
- Khó khăn trong việc đo đạc, kiểm tra chất lượng s n ph
ả ẩm.
8. 9
Dao động của hệ thống công nghệ, đặc biệt là của dụng cụ cắ ộ ấ
t là m t v n đề
không còn mới mẻ nhưng luôn đóng vai trò quan trọng và được sự quan tâm đặc
biệt của các nhà công nghệ do ảnh hưởng của nó tớ ấ ề ủ
i ch t lượng gia công, độ b n c a
dụng cụ và ảnh hưởng đến khả nă ệ
ng công ngh của thiế ị ệ ớ
t b . Đặc bi t đối v i quá
trình khoan lỗ sâu do trục công xôn mang dụng cụ thường phả ấ
i r t dài nên dao động
ả ấ ớ ấ
nh hưởng r t l n đến ch t lượng gia công.
Bài toán khắc phục dao động cho dụng cụ ỗ ấ
gia công l sâu đặt ra các v n đề
sau:
- Xác định các chế độ cắt hợp lý để tránh hiện tượng dao động cộng
h .
ưởng của dụng cụ
- Xác định tần số làm việc và chế tạo bộ giả ấ ụ ụ
m ch n cho d ng c .
- Xác định số lượng, vị trí đặt các bộ giảm chấn.
- Dự báo và kiểm soát quá trình dao động.
Không thể giải quyết các khó khăn này bằng công nghệ gia công lỗ thông
thường mà đòi hỏi phải có công nghệ đặc thù với máy và dụng cụ chuyên dùng.
1.2. Các phương pháp công nghệ dùng trong gia công lỗ sâu
Hiện nay để gia công lỗ sâu người ta sử dụng một số phương pháp sau:
- Phương pháp gia công cắt gọt.
- Phương pháp gia công áp lực.
- i
Các phương pháp gia công đặc biệt khác như: laze, gia công tia lửa đ ện
(EDM)...
1.2.1. Phương pháp cắt gọt
- Các nguyên công cắt gọt thường dùng khi gia công lỗ là: Khoan, khoét,
doa, chuốt, mài khôn, lăn ép,đánh bóng…
- ¦u ®iÓm: Lµ ph−¬ng ph¸p v¹n n¨ng cã thÓ gia c«ng víi kÝch th−íc h×nh d¸ng
ph«i ®a d¹ng, chÊt l−îng lç cao. C¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c kh«ng thÓ dïng mét
m×nh mµ khi gia c«ng bao giê còng ph¶i dïng c¾t gät ®Ó gia c«ng chuÈn bÞ
hoÆc söa ®Ó ®¹t ®−îc c¸c yªu cÇu kÜ thuËt.
10. 11
vừa có tác dụng làm mát, giảm ma sát và lực cắt nâng cao tuổi bền của dụng cụ…
Căn cứ vào phương pháp truyền dẫn chất lỏng vào vùng gia công, phân biệt các sơ
đồ gia công lỗ sâu sau:
1.3.1. Sơ đồ dẫn dung dịch bên trong và thoát phoi bên ngoài lỗ thân dụng cụ
Theo sơ đồ này (Hình 1.1) chất lỏng bôi trơ ấ
n làm mát áp su t cao từ ơ
máy b m
được đưa vào vùng cắ ụ ụ đ
t qua rãnh thông bên trong thân d ng c . Sau ó chấ ỏ
t l ng
dưới áp suất cao kéo theo phoi gia công ra ngoài qua khe hở V giữa thân dụng cụ
và phần lỗ đã gia công.
Hình 1.1. Sơ đồ thoát phoi ngoài.
Phương pháp này thường sử dụng khi khoan các lỗ không lớn lắm (không quá
35mm) và không quá sâu do độ cứ ữ ủ
ng v ng c a dụ ụ ả
ng c không đảm b o khi thân
mũi khoan quá dài.
Hình 1.2. Mũi khoan nòng súng.
11. 12
Hình 1.3. Sơ đồ khoan bằng dụng cụ nòng súng.
Dụng cụ sử dụ ơ ạ ũ
ng trong s đồ gia công d ng này trước hay dùng m i khoan
xoắn có lỗ dẫ ị ở ạ ằ ệ
n dung d ch bên trong t o thành b ng phương pháp cán, hi n nay
hay dùng kết cấu mũi khoan có xẻ rãnh thoát phoi trên thân dụng cụ (trong một số
tài liệ ở
u nước ngoài gọi kiểu khoan này là khoan nòng súng).
Đ ư đ ể
ánh giá u nhược i m:
- i
Ưu đ ểm: Kết cấu dụng cụ đơn giản, dễ chế tạo, các dạng dụng cụ đa dạng về
chủng loại phù hợp với từng loại vật liệu và kích thước lỗ gia công, giá thành
rẻ, có thể sử dụng trên máy thông thường…
- i
Nhược đ ểm: Việc thoát phoi ngoài làm ảnh hưởng chất lượng bề mặ ỗ
t l gia
công do có sự cọ xát củ ụ ụ
a phoi, rãnh thoát phoi làm cho d ng c bị yếu, kém
cứng vững nên không thể gia công lỗ có chiề ớ
u sâu l n…
- Ứng dụng: Hiện nay phương pháp này thường được dùng để khoan các lỗ có
đường kính nhỏ ừ
t mm
35
3÷ .
12. 13
1.3.2. Sơ ẫ ị
đồ d n dung d ch bên ngoài lỗ thân dụng cụ và thoát phoi bên trong
Hình 1.4. Sơ đồ thoát phoi trong.
Theo sơ đồ này (Hình 1.4) dung dịch dưới áp suất cao được đưa vào qua khe
hở dạng vành giữa thân dụng cụ và vách lỗ đã gia công để đi vào vùng cắt tiến hành
bôi trơn và làm mát dẫn hướng, cạnh c ng th
ắt cũng như vùng gia công. Đồ ời dưới
áp suất chất lỏng sẽ đẩy phoi cắt ra ngoài cùng với dòng chất lỏng qua lỗ trong thân
dụng cụ.
Hình 1.5. Sơ đồ khoan BTA.
13. 14
Ở các tài liệ ọ ể ơ
u nước ngoài g i ki u khoan theo s đồ này là phương pháp khoan
BTA (Boring and trepanning association) hay STS (Single tube system).
Hình 1.6. Dụng cụ ắ
c t trong khoan BTA (đầu khoan đặc).
Đ ư đ ể
ánh giá u nhược i m:
- i i
Ưu đ ểm: Sơ đồ khoan này có ưu đ ểm là có thể sử dụ ấ ỏ
ng ch t l ng áp suất
cao để tă ả
ng cường kh nă ờ ạ ể
ng đẩy phoi, đồng th i phoi t o ra khi di chuy n ra
ngoài không cọ xát vào bề mặ ủ ỗ
t c a thành l đã được gia công nên không gây
ra các vết cào xước trên bề mặ ỗ ơ
t l . Trong s đồ dụ ụ ố
ng c có b trí các thanh
dẫn hướng tì ngay trên bề mặ ỗ đ
t thành l ã gia công có tác dụ ẫ
ng d n hướng
cho mũi khoan trong quá trình làm việc giảm sai số lệ ỗ
ch đường tâm l và
nâng cao độ cứ ữ ủ ũ ầ ộ ậ ả
ng v ng c a m i khoan, ph n cán khoan có b ph n gi m
rung động… Do đó, phương pháp này có thể gia công các lỗ rấ ớ
t sâu v i l/d
tới hàng tră ớ
m v i độ chính xác cao.
- Ứng dụng: Phương pháp này thường dùng khi khoan lỗ có đường kính trung
bình (từ 20 đến khoảng 80mm) dùng đầu khoan đặc, với lỗ có kích thước lớn
(từ 80 đến 250mm) người ta hay dùng đầu khoan vành hay còn gọi là khoan
lấy lõi.
14. 15
Hình 1.7. Dụng cụ ắ
c t trong khoan BTA (đầu khoan vành).
- i i i
Nhược đ ểm: Phương pháp này có nhiều ưu đ ểm song nhược đ ểm chính của
nó là đòi hỏi hệ thống máy chuyên dùng. Chính vì vậy, trên cơ sở phương
pháp này người ta đã đưa ra biến thể khác để có thể ử ụ ễ ơ
s d ng d dàng h n trên
các máy vạn năng thông thường. Đó là hệ th th
ống khoan gọi là hệ ống khoan
Ejector sẽ được trình bày trong phần tiếp theo.
1.3.3. Biế ể ủ ơ ẫ ị
n th c a s đồ d n dung d ch bên ngoài và thoát phoi bên trong
Nguyên lý bơm phụt: Dòng Q1 chảy vào từ mặ ắ ở
t c t b-b qua khe h vành
khuyên (miệng ejector) sẽ đổi h t v
ướng phụ ề sau như hình vẽ.
Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý Ejector.
Khi đó tạo ra chân không hút dòng chất lỏng Q0 t m
ừ ặ ắ
t c t a-a chuyể ề
n động v
sau, hai dòng gặp nhau, pha trộn trong đ ạ
o n 1-2 và hợp vào nhau cùng chuyển động
về sau.
15. 16
Dựa trên nguyên lý này đã thiết kế ra sơ đồ khoan thoát phoi trong dạng biến
thể như sau (Hình 1.9):
Hình 1.9. Sơ đồ thoát phoi trong sử ụ
d ng hiệ ứ
u ng bơm phụt (Ejector).
Chất lỏng áp suất cao bơm vào qua ống dẫn vào khe hở giữa ống trong và ống
ngoài. Khi tới rãnh của ố ấ ỏ ồ ộ ầ
ng trong, dòng ch t l ng phân thành 2 lu ng. M t ph n qua
rãnh vào ống trong, đổi chiều và đi ngược trở ạ ầ ạ ầ
l i. Ph n còn l i l n lượt qua các rãnh
Г Б А đ ắ
, , i vào vùng c t.
Luồng chất lỏng qua rãnh đổi chiều ngược trở ạ ạ ệ ứ ơ ạ
l i t o ra hi u ng b m hút: t o
khoảng chân không ở phần đầu cắt hút phoi và dung dịch quay ngược trở lại đi vào
ống trong và đẩy ra ngoài.
Hình 1.10. S ng khoan Ejector
ơ ệ
đồ h thố .
35. 36
1.7 Một số nghiên cứu về mài các lưỡi cắt của dao khoan nòng súng
Thiế ị ạ ũ
t b mài l i m i khoan nòng súng .
Để đảm bả ệ ũ
o cho quá trình làm vi c m i khoan nòng súng chỉ có thể mài lại
với độ chính xác thường yêu cầ ả
u đến kho ng 0.2 – 0.4 mm với mũi khoan có đường
kính đến 15mm và 0.4- 0.6 mm cho mũi khoan có kích thước lớn hơn . Phụ thuộc
vào yêu cầu dung sai lỗ và vật liệu cắt , các mũi khoan có thể được mài khoang 15 –
20 lần .
Quá trình mài lại có thể dùng trên một dụng cụ ợ
thích h p và đồ gá đá mài
lưỡi cắt . Quá trình mài lạ ũ ể ũ
i c ng có th dùng trên máy mài m i khoan nòng súng
chuyên dụng . Đồ gá và máy mài phải tuân theo các tiêu chí sau :
- Độ chính xác sau khi mài lại
- Đúng yêu cầu và hình dáng của lưỡi cắt gốc
- Đơn giản và dễ vận hành .
Dưới đây là một số đồ gá và máy mài chuyên dùng
Máy mài TBSM 2-32
Chuyên dùng cho mài mũi khoan nòng súng .
Với đường kính từ 2 – 32 mm. Cũng có thể dùng cho mài mũi có gắn mả ợ
nh h p
kim
Thông số ĩ
k thuật của máy :
- Khoả ị ể
ng d ch chuy n ngang : 250mm
- Khoả ị ể
ng d ch chuy n dọc : 160mm
- Kích thước bàn làm việc : 133 x 470
mm
- Đường kính đá mài : 125x10 mm.
- Tốc độ quay trục chính : 2850 rpm
36. 37
Máy mài TBSM 2,5-32
Chuyên dùng cho mài lại mũi khoan nòng súng đơn
Máy mài ZLBSG
Chuyên dùng cho mài lại mũi khoan nòng súng lưỡi kép
Quá trình mài lại mũi khoan nòng súng dùng lưỡi đơn
* Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan đơn có đường kính đến 5 mm
37. 38
* Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan đơn có đường kính từ 5 - 20 mm
38. 39
* Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan đơn có đường kính lớn hơn 20 mm
39. 40
Quá trình mài lại mũi khoan nòng súng dùng lưỡi kép
Tiêu chuẩn mài cho mũi khoan kép có đường kính từ 5 – 26.5mm
45. 46
- Đường kính lỗ nòng 76,2 mm
- Chiều dài tổng cộng của nòng 3002 mm
Hình 2.3. Nòng pháo 76,2mm.
46. 47
2.2.2. Đặc đi c
ểm làm việ
Nòng pháo làm việc trong đ ề
i u kiện c u t
ực kỳ khắc nghiệt, chị ải trọng động tác
dụng trong khoảng thời gian rấ ắ
t ng n:
- ChÞu ¸p lùc lín cña khÝ thuèc (tíi 300MPa).
- ChÞu nhiÖt ®é cao cña khÝ thuèc: 2500-30000
K.
- ChÞu t¸c dông ¨n mßn cña khÝ thuèc, hoÆc khi lµm viÖc trong c¸c m«i tr−êng
cã nhiÒu chÊt oxy ho¸ nh− Cl2, CO2, SO2. . . . . .
- ChÞu mµi mßn cña ®ai ®¹n vµ ¸p lùc dßng khÝ trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao.
2.2.3. Yêu cầ ỹ
u k thuật
Do đ ề
i u kiện làm việc rất khắ ệ đ ỏ ầ ĩ
c nghi t nòng pháo òi h i các yêu c u k thuật
và cơ tính tổng hợp rất cao.
a. Cơ tính: Sau nhiÖt luyÖn c¬ tÝnh cña nßng yªu cÇu ®¹t ®−îc:
- i
Giớ h¹n ch¶y kh«ng nhá h¬n 130MPa.
- §é d·n dµi t−¬ng ®èi kh«ng nhá h¬n 9%.
- §é co th¾t tû ®èi kh«ng nhá h¬n 4%.
- Đé dai va ®Ëp kh«ng nhá h¬n 0,4MPa.
- §é cøng ®¹t 40 - 47 HRC.
b. Độ chính xác kích thước
- Sai sè ®−êng kÝnh phÇn buång ®¹n lµ +0,15mm, phÇn r·nh nßng lµ 0,1mm.
- Sai sè kÝch th−íc chiÒu dµi cña c¸c ®o¹n trªn phÇn buång ®¹n lµ +0,2mm,
cßn sai sè chiÒu dµi trªn toµn bé nßng lµ -2mm.
- Sai sè chiÒu réng sèng xo¾n lµ -0,5mm, chiÒu réng r·nh xo¾n lµ +0,5mm
c. Độ chính xác hình dáng
- §é cong cña nßng lµ 0,5mm/m, yªu cÇu th«ng qua duìng kiÓm dµi b»ng 5
lÇn cì nßng.
- Gãc ®Çu nßng lµ gãc thùc tÕ cña trôc nßng so víi trôc lý thuyÕt, nã ¶nh
h−ëng ®Õn h−íng bay cña ®Çu ®¹n cho phÐp kh«ng qu¸ 5’.
58. 59
- Chän vÞ trÝ then dÉn h− −
íng b»ng thÐp thø nhÊt sao cho ®ì toµn bé lùc h íng
kÝnh P, then dÉn h−íng thø hai hîp víi then thø nhÊt gãc 110o
theo chiÒu kim
®ång hå, then dÉn h−íng b»ng cao su hîp víi then thø hai mét gãc 125o
theo
chiÒu kim ®ång hå.
3.1.3. L−ìi dao
a. Dao sè 1
H×nh 3.6: Dao sè 1.
59. 60
b. Dao sè 2
H×nh 3.7: Dao sè 2.
c. Dao sè 3
H×nh 3.8: Dao sè 3.
79. 80
CHƯƠNG 4
NGHIÊN C T K
ỨU, THIẾ Ế VÀ CHẾ Ạ
T O ĐẦU DAO
4.1. Kết cấ ũ
u đầu m i khoan sâu
Hình 4.1: Bản vẽ chi tiết đầu dao khoan
80. 81
4.1.1. Các thành phần của đầu mũi khoan
- Thân đầu mũi khoan:
¾ Là chi tiết chính củ ũ
a đầu m i khoan sâu, được làm từ thép kết cấu C45.
¾ Sau khi gia công được nhiệ ệ ứ
t luy n đạ độ
t c ng 50HRC.
- Đệm dẫn: Các đệm dẫn cùng với mũi mảnh lưỡi cắt tạo thành 3 đ ể
i m tiếp
xúc với bề mặ ỗ ẫ
t l . Đệm d n được làm từ hợ ứ ụ
p kim c ng vì nó có các tác d ng
sau:
¾ Cân bằng các lự ắ ạ
c c t được t o ra khi gia công.
¾ Dẫn hướng dụng cụ di chuyển trong lỗ đã gia công.
¾ Miế ề ặ đ ạ ấ ố ề ặ
t ép b m t ã gia công t o ch t lượng t t cho b m t
¾ Vị trí của các đệm dẫn được xác định như sau:
Hình 4.2: Vị trí lắp đệm dẫn trên đầu khoan
81. 82
¾ Các vị ắ ẫ ả ả ố ự ậ ố ư ẫ
trí l p đệm d n ph i đảm b o phân ph i l c th t t i u trên 2 đệm d n
hướng.
¾ Rất nhiều các nghiên cứ đ
u ã khẳ ế
ng định thi t kế ban đầu của Heller là thỏa
mãn t m d
ố ư đ ề
i u i u kiện này. Trong thiết kế này, hai đệ ẫn hướng đã tạo với
lưỡi cắt các góc lần lượt là 178o
và 84o
.
- Mảnh lưỡi cắt:
¾ Có tác dụ ắ ậ ệ ế ư
ng c t v t li u để gia công h t lượng d cầ ế
n thi t và tạ ạ
o ra d ng
phoi phù hợp làm cho quá trình thoát phoi là tốt nhất.
¾ Lõi của mả ắ ừ
nh lưỡi c t được làm t hợ ứ ề
p kim c ng, b mặ ủ
t ngoài được ph
một lớp cacbit nitrit, cacbit titan.
- Miế ă
ng c n:
¾ Miế ă ụ ắ ủ
ng c n có tác d ng xác định chính xác các góc c t c a lưỡi cắt và chống
xoay cho mảnh lưỡi cắt.
¾ Miế ă ừ
ng c n được làm t thép cácbon kế ấ ư ầ ệ ệ
t c u nh ng không c n nhi t luy n sau
khi gia công.
- Vít: Vít có tác dụng kẹp chặt mảnh lưỡi cắt, đệm dẫn, miếng căn vào thân
mũi khoan.
82. 83
4.1.2. Bản vẽ chế ạ
t o các chi tiết của đầu khoan sâu
a. Thân đầu dao
Ø65
84±0,3
Ø55-0,2
Ø48-0,1
45±0,2
10
5 1,25
1,25
1,25
22-0,18
15-0,18
M4x0,7-6H
M4x0,7-6H
G
0,06
0,06
A
0,04/Ø65 A
1
,2
5
0,1/Ø65 A
178°
6°
10
2
7±0,05
R10
7
4
5
7
1,25
0,63
G (6:1)
5±0,03
5±0,03
17±0,04
15-0,18
10,5±0,03
B C
+0,03
+0,01
4,5
35
32
Hình 4.3: Bản vẽ chế ạ
t o đầu dao khoan
83. 84
b. Miế ă
ng c n
D-D
15 +0,07
-
8
3°
5+0,03
-
5
+0,03
-
D
D
13
+0,03
-
6
4
°
0,63
0,63
0,63
17
+0,08
-
4+0,3
0,63
0,63
90°
4,7
8,4+0,03
-
10,6
+0,03
-
1x45°
0,03 A
A
0,03 B
0,03 B
B
C
Ø4,5+0,1
Ø2,5+0,1
Hình 4.4: Bản vẽ chế ạ
t o chi ti t mi
ế ếng căn
85. 86
4.2. Lậ ệ ũ
p quy trình công ngh gia công thân đầu m i khoan
4.2.1. Yêu cầ ỹ
u k thuậ ế
t chi ti t
- Độ nhám bề mặ ặ ầ
t ngoài và m t đầu c n đạt được Ra = (1,25 – 0,63) µm, độ
chính xác chung cho tất cả các bề ặ
m t là ccx9.
- Một số bề mặ ọ ầ ề
t không quan tr ng không yêu c u độ nhám b mặ ề
t cao, các b
mặt này đều được ghi độ nhám trên bản vẽ chi tiết.
- Với cấp chính xác là 7 thì dung sai các kích thước của chi tiết được ghi trên
bản vẽ chi tiết thân đầu dao.
- Dung sai độ trụ của bề mặt A phải ≤ 0,06 mm.
- Dung sai độ tròn của bề mặt A phải ≤ 0,06 mm.
- Dung sai độ đảo mặt đầu của bề mặt B là 0,04/φ65 mm.
- Dung sai độ đảo mặt đầu của bề mặt C là 0,1/φ65 mm.
- Độ cứng bề mặt cần đạt sau khi nhiệ ệ
t luy n là 50HRC.
4.2.2. Xác định dạ ả ấ
ng s n xu t
Dạng sản xuất loạt nhỏ.
4.2.3. Phân tích tính công nghệ ế ấ ế
trong k t c u chi ti t
- Với chi tiết thân đầu dao có đường kính ngoài φ65 và chiều dài L = 84 mm
thì khả ă
n ng đạt các yêu c thu
ầu kỹ ật của chi tiế ă
t là không quá khó kh n.
- Chiều dài chi tiết L = 84 mm, như vậ ế ặ ấ
y chi ti t được gá trên mâm c p 3 ch u
mà không cần chống tâm vẫn đảm bả ứ
o độ c ng vững khi gia công.
- Với các bề mặ ắ ẫ ả
t l p đệm d n ta ph i gia công trên máy phay với dụng cụ là
dao phay ngón gắn mảnh hợp kim cứ ế
ng và chi ti t được gá trên đồ gá.
- Với bề mặt cong phức tạp của chi tiết thân đầu mũ ả ử ụ
i khoan thì ta ph i s d ng
máy CNC 3 trục để gia công vì các phươ ườ
ng pháp gia công thông th ng khó
có thể gia công được bề ặ
m t theo yêu cầu.
86. 87
- Chi tiết có mộ ố
t s kế ấ đ ỗ
t c u khó gia công, ó là các l có ren để lắp ghép các
chi tiết nhỏ ũ ớ ỗ ả ế
khác lên thân đầu m i khoan, v i các l ren này thì ta ph i thi t
kế các đồ gá chuyên dùng.
4.2.4. Phương pháp chế tạo phôi
- i
Do yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và đ ều kiện làm việc chịu nhiều lực phức
tạp khi gia công nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là thép cán nóng.
- i
Ưu đ ểm của phôi thép cán là có cơ tính cao, dùng để chế tạo các chi tiết chịu
lực lớn và lực phức tạp.
- Mặt khác, phôi thép cán đạt cấp chính xác cao và tổ chức kim loại đồng đều,
do đó sẽ tiết kiệm được vật liệu gia công.
4.2.5. Tính toán lượng dư ặ
gia công cho m t ngoài của chi tiết
- Trục φ65 mm, độ chính xác củ ậ ệ
a phôi cán: thường. V t li u phôi: thép C45.
- Sơ đồ định vị như sau: Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm
khống chế 3 bậc tự do.
s
s
s
86
1,25
Ø65
+0,03
+0,01
1,25
1
2
3
Hình 4.6: Sơ đồ gá đặt và trình tự các bước gia công nguyên công 1
- Quy trình công nghệ gồm 2 bước: tiện thô, tiện tinh.
- Công thức tính lượng dư: 2.Zi.min = 2.(Rz.i-1 + Ta.i-1 + 2
2
1 i
i
ε
ρ +
− )
Trong đó:
¾ Rz.i-1: Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.
87. 88
¾ Ta.i-1: Chiều sâu lớp hư ỏ
h ng do bước công nghệ sát trước để lại.
¾ ρi-1: Sai lệch về ị
v trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại (độ cong
vênh, độ lệch tâm, độ không song song).
¾ εi: Sai số gá đặt chi tiế ở
t bước công nghệ đang thực hiện.
- Theo bảng 3-60 (sæ tay – CNCTM I) ta có Rz1 = 160 , Ta1 = 250, ®èi víi thÐp
sau khi gia c«ng b−íc thø nhÊt ta cã thÓ bá qua Ta, khi ®ã chÊt l−îng bÒ mÆt
chØ cßn RZ.
- Theo b¶ng 3-69 (sæ tay – CNCTM I) ta cã chÊt l−îng bÒ mÆt sau khi gia c«ng
lµ:
¾ Sau khi tiÖn th« : RZ = 50 µm
¾ Sau khi tiÖn tinh : RZ = 20 µm
- Sai lệch tổ ộ ị
ng c ng v trí không gian được xác định theo công thức sau: ρi-1
=
2
2
lk
cv ρ
ρ +
Trong đó
¾ ρcv là độ cong vênh của chi tiết tính theo chiề ủ ế
u dài c a chi ti t.
¾
ρlk là sai lệch do lệch khuôn. Với phương pháp cán ta bỏ qua ρ lk.
¾ ρcv = .
k L
∆ với ∆k = 0,5 µm/mm (bảng 3-63 STCNCTM tập I). L = 84 mm.
Vậy ta có: ρcv = 84.0,5 = 42 (µm)
- Sai lÖch kh«ng gian cßn l¹i sau khi tiÖn th« lµ:ρ 1 = ρ i-1.k
§èi víi gia c«ng mặt trụ ả ẫ ế ế
ngoài th× k = 0,06 (B ng 3.9 hướng d n thi t k đồ
án công nghệ CTM - Nguyễn Đắc Lộc)
→ ρ 1 = 0,06.42 = 2,52 (µm)
- Sai lÖch kh«ng gian cßn l¹i sau khi tiÖn tinh lµ: ρ 2 = ρ 1.k
§èi víi gia c«ng mặt trụ ả ẫ ế ế
ngoài th× k = 0,04 (B ng 3.9 hướng d n thi t k đồ
án công nghệ CTM - Nguyễn Đắc Lộc)
→ ρ 1= 0,04.2,52 = 0,1 (µm)
89. 90
b−íc tiÕp theo cộ ớ
ng v i gi¸ trÞ cña l−îng d− tèi thiÓu: dt tiÖn th« = 65,01 + 0,14
= 65,15 (mm)
dt ph«i = 65,15 + 1,67 = 66,82 (mm)
¾ Dung sai cña c¸c b− − −
íc ® îc lÊy theo b¶ng trong sæ tay (nh trong b¶ng tÝnh
l−îng d−).
¾ Xác định kích thước giớ ạ ỏ ấ ằ
i h n nh nh t b ng cách làm tròn kích thước tính
toán theo h»ng số ĩ ủ ề ă
có ngh a c a dung sai theo chi u t ng dmax = dmin + δ (δ:
dung sai cña b−íc t−¬ng øng)
TiÖn tinh: dmin = 65,01; dmax = 65,01 + 0,05 = 65,06 (mm);
TiÖn th« : dmin = 65,15; dmax = 65,15 + 0,1 = 65,25 (mm);
Ph«i : dmin = 66,82; dmax = 66,82 + 0,3 = 67,12 (mm);
¾ Gi¸ trÞ l−îng d− nhá nhÊt 2.Zgh
min b»ng hiÖu cña c¸c kÝch th−íc nhỏ nhÊt trªn
nguyªn c«ng ®ang thùc hiÖn vµ nguyªn c«ng tr−íc nã.
¾ Cßn gi¸ trÞ l− −
îng d lín nhÊt 2.Zgh
max b»ng hiÖu cña c¸c kÝch th−íc giíi h¹n l n
ớ
nhÊt trªn nguyªn c«ng ®ang thùc hiÖn trõ ®i nguyªn c«ng kÒ ngay trước nó.
Víi tiÖn tinh: 2.Z gh
min = 65,15 – 65,01 = 0,14 (mm) = 140 (µm);
2.Z gh
max = 65,25 – 65,06 = 0,19 (mm) = 190 (µm);
Víi tiÖn th«: 2.Z gh
min = 66,82 – 65,15 = 1,67 (mm) = 1670 (µm);
2.Z gh
max = 67,12 – 65,25 = 1,87 (mm) = 1870 (µm);
- KiÓm tra ®é chÝnh x¸c cña c¸c tÝnh to¸n ®· thùc hiÖn
Z gh
2
max - Z gh
2
min = 190 - 140 = 50 (µm); δ1 - δ2 = 100 - 50 = 50 (µm)
Z gh
1
max - Zgh
1
min = 1,87 - 1,67 = 200 (µm);δph- δ1 = 0,3 - 0,1 = 200 (µm)
VËy c¸c b−íc tÝnh to¸n lµ ®óng.
Các bề mặ ạ ừ ạ
t còn l i đề đượ
u c gia công t tr ng thái đặc.
4.3. Lập quy trình công nghệ gia công miếng căn:
4.3.1. Yêu cầ ỹ
u k thuậ ế
t chi ti t
- Chi tiết này có chức năng chống xoay cho mảnh lưỡi cắt đồng thời nó cũng
xác định vị trí của mảnh lưỡi cắt.