Chơng 4: KHOAN Lỗ, KHOéT Lỗ Vệ DOA Lỗ A Lý thuyết 4.1 Khoan lỗ 4.1.1.Khái niệm khoan lỗ , phận v công dụng mũi khoan xoắn Khái niệm khoan lỗ - Khoan lỗ l phơng pháp gia công lỗ vị trí xác định vật liệu đặc biệt chi tiết gia công, dụng cụ l mũi khoan - Khoan lỗ thờng dùng công việc nguội để khoan lỗ lắp bulông, vít để kẹp chi tiết với nhau, khoan lỗ trớc cắt ren lỗ (ta rô), khoan lỗ dùng đóng chốt định vị, khoan để cắt đứt kim loại Các phận v công dụng mũi khoan Cấu tạo mũi khoan xoắn gồm phận : - Cán mũi khoan: Dùng để lắp vo đầu khoan, đồng thời dùng truyền lực (lực hớng trục v mô men xoắn ) - Cổ khoan: L rÃnh lùi dao bánh mi chế tạo mũi khoan - Thân mũi khoan gọi l phận lm việc, đầu nhọn lm phận cắt, phận dẫn hớng cho mũi khoan Hình 4.1.Cấu tạo mũi khoan xoắn phổ thông 4.1.2.Các yếu tố kết cấu phận cắt mũi khoan xoắn phổ thông Hình 4.2.Bộ phận cắt mũi khoan xoắn phổ thông Bộ phận cắt mũi khoan xoắn phổ thông bao gồm yÕu tè kÕt cÊu sau: http://www.ebook.edu.vn 98 - Bé phËn chđ u cđa mịi khoan chđ u mỈt tr†íc v mặt dao sau tạo thnh - Mặt dao trớc l mặt dao m phôi cắt đi, mặt đối diện với bề mặt cắt gọi l mặt dao sau, mặt đối diện với bề mặt gia công gọi l mặt dao sau phụ Lỡi cắt tạo thnh mặt dao trớc v sau giao nhau, lỡi cắt mặt dao trớc v mặt dao sau chỉnh giao tạo thnh lỡi cắt chính, lỡi cắt hai mặt dao sau phụ giao tạo thnh lỡi cắt ngang, giao ®iĨm cđa hai l†ìi c¾t lμ ®iĨm n chun 4.1.3.HƯ chuẩn kết cấu mũi khoan gồm mặt chuẩn no - Mặt sở kết cấu Prc l mặt phẳng song song với đờng nối liền điểm n chun mÐp ngoμi cđa hai l†ìi chÝnh víi ®iĨm uốn lỡi cắt ngang - Mặt phẳng đầu Ptc l mặt phẳng đầu vuông góc với đờng mũi khoan - Mặt phẳng tâm Pc l mặt phẳng qua trục mũi khoan, vuông góc với mặt sở v mặt đầu Hình 4.3 Hệ chuẩn kết cấu mũi khoan xoắn 4.1.4.Các góc kết cấu mũi khoan xoắn phổ thông Mũi khoan xoắn phổ thông bao gồm góc kết cấu sau: 1.Góc sắc nguyên thuỷ Hình 4.4 Góc sắc đầu mũi khoan (a) Góc sắc sử dụng < 2o; (b) Góc sắc nguyên thuỷ2o; (c) Góc sắc sư dơng 2Ɏ > 2Ɏo ; (a) http://www.ebook.edu.vn (b) (c) 99 -Góc sắc nguyên thủy 2o l góc kẹp hai lỡi cắt mũi khoan xoắn chiếu mặt sở kết cấu - Lỡi cắt mũi khoan xoắn phổ thông l đờng thẳng góc sắc nguyên thủy l 2o=116o ữ 120o - Hình (a)v (c) sử dụng l góc kẹp đờng nối điểm mép ngoi lỡi cắt với điểm uốn chuyển lỡi cắt ngang chiếu mặt sở -Trong trình gia công mi lỡi cắt cho phù hợp sử dụng 2o phù hợp với yêu cầu gia công + Khi > 2o lỡi cằt l đờng cong lâm + Khi 2Ɏ < 2Ɏo th× l†ìi c»t chÝnh l đờng cong lồi 2.Góc xoắn -Góc xoắn l góc kẹp sắc tiếp tuyến lỡi cắt phụ v đờng trục mũi khoan chiếu mặt sở kết cấu - Góc xoắn ốc chỗ bán kính đợc tÝnh theo c«ng thøc: tgE r tgE o R Trong ®ã: R lμ b¸n kÝnh mịi khoan (mm) r lμ bán kính vị trí điểm chọn lỡi cắt (mm) E o l góc xoắn mũi khoan(độ) E l góc xoắn rÃnh lỡi cắt điểm xác định (độ) Hình 4.5 Góc xoắn mũi khoan xoắn v quan hệ góc xoắn điểm lỡi cắt với b¸n kÝnh 3.Gãc sau kÕt cÊu - Gãc sau kÕt cấu l góc kẹp mặt dao sau nơi lỡi cắt lân cận điểm chuyển mép ngoi với mặt phẳng đầu mũi khoan - Tuỳ theo khác mặt phẳng đo m góc sau lại chia ra: http://www.ebook.edu.vn 100 + Gãc sau kÕt cÊu h†íng trơc D c l góc sau đo đợc mặt phẳng song song với trục mũi khoan v vuông góc mặt sở kết cấu + Góc sau phơng pháp kết cấu D nc l góc đo đợc mặt phẳng song song với trục mũi khoan v vuông góc với mặt phẳng b¸n kÝnh +Gãc sau chu vi kÕt cÊu D fc l góc đo đợc mặt phẳng (hoặc mặt trụ song) song song với trục mũi khoan đồng thời vuông góc với mặt phẳng bán kính Trong tiêu chuẩn mũi khoan xoắn phổ thông thờng l D fc 8o y 20o H×nh 4.6 Gãc sau kÕt cÊu cđa mịi khoan 4.Gãc xiªn lìi ngang - Gãc xiªn l†ìi ngang \ l góc kẹp sắc đờng nối điểm uốn chuyển lỡi ngang v điểm mép ngoi lỡi cắt với lỡi ngang hình mặt đầu mũi khoan Góc xiên lỡi ngang mũi khoan xoắn phổ thông \ 47o y 55o Hình 4.7 Góc xiên lỡi ngang mũi khoan 4.1.5 Mặt chuẩn hệ thống chuẩn lý thuyết mũi khoan xoắn Hệ thống mặt chuẩn lý thuyết xác định góc lý thuyết cuả đầu mũi khoan gồm mặt chuẩn sau: 1.Mặt sở (gốc) Pro - Mặt sở Pro l mặt phẳng vuông góc với tốc độ cắt gọt - Do hai lỡi cắt không qua tâm mũi khoan phơng tốc độ cắt điểm lỡi cắt không giống nhau, mặt sở điểm không trùng http://www.ebook.edu.vn 101 Hình 4.8 Sự thay đổi mặt sở mặt phẳng cắt gọt lỡi cắt mũi khoan xoắn Mặt phẳng cắt gọt P SA - Mặt phẳng cắt gọt PSA l mặt phẳng qua tiếp tuyến với lỡi cắt điểm xác định v chứa phơng tốc độ cắt gọt điểm Mặt phẳng cắt gọt điểm lỡi cắt vuông góc với mặt sở điểm - Phơng tốc độ cắt lỡi cắt không giống nên phơng cắt điểm không trùng http://www.ebook.edu.vn 102 Hình 4.9 HƯ c¬ chn lý thut cđa mịi khoan Mặt phẳng đo - Mặt phẳng đo l mặt phẳng qua điểm xác định lỡi cắt đầu mũi khoan nh hình vẽ 4.9 - Mặt cắt Po l mặt phẳng qua điểm xác định lỡi cắt v vuông với Pr v mặt phẳng Ps - Mặt cắt pháp tuyến Pn l mặt phẳng vuông góc với lỡi cắt - Mặt phẳng tiến động giả định Pf l mặt phẳng qua điểm xác định, vuông góc mặt sở v song song hớng tiến động giả định 4.1.6 Góc lý thuyết cuả mũi khoan xoắn Góc lý thuyết mũi khoan xoắn bao gồm gã sau: 1.Gãc tríc chÝnh - Gãc tr†íc chÝnh kÝ hiệu J o l góc kẹp nằm mặt cắt Po điểm chọn lỡi cắt gọt mặt sở Pr điểm v mặt dao trớc AJ - Góc trớc điểm lỡi cắt khoan xoắn phổ thông thay đổi lớn, từ mép ngoi đến ruột khoan góc trớc giảm tõ 30o ÷ -30o 2.Gãc sau chÝnh - Gãc sau chÝnh kÝ hiƯu D o lμ gãc kĐp n»m mặt cắt Po điểm chọn lỡi cắt gọt mặt phẳng cắt gọt Ps điểm vμ mỈt dao sau AD - Gãc sau cđa điểm lỡi cắt mũi khoan xoắn phổ thông tăng dần từ điểm mép ngoi đến chỗ tâm mũi khoan, khoảng từ 10o ữ26o 3.Góc lệch lỡi - Gãc lƯch l†ìi kÝ hiƯu Kr lμ gãc kĐp n»m mặt sở điểm chọn lỡi cắt gọt mặt phẳng tiến động giả định điểm v mặt phẳng cắt gọt Ps - Góc lệch lỡi điểm lỡi cắt mũi khoan xoắn phổ thông, giảm từ mép ngoi vo tâm Hình 4.10 Góc lý thuyết chỗ điểm mép http://www.ebook.edu.vn 103 ngoi đầu mũi khoan Hình 4.11 Góc trớc, sau v góc lệch đầu mũi khoan Hình 4.12 Phân bố Góc lệch mũi khoan phổ thông 4.Gãc nghiªng lìi - Gãc nghiªng l†ìi kÝ hiƯu Os l góc kẹp nằm mặt phẳng cắt gọt điểm chọn lỡi cắt với mặt sở - Trong hình vẽ 4.13 góc nghiêng lỡi điểm lỡi cắt mũi khoan xoắn phổ thông tăng dần từ điểm đờng tròn ngoi vo tâm khoan Hình 4.13 Góc nghiêng lỡi điểm lỡi mũi khoan xoắn http://www.ebook.edu.vn 104 4.1.7.Nhợc điểm mũi khoan xoắn phổ thông - Trị số góc trớc điểm lỡi cắt thay đổi tơng đối lớn Quy luật thay đổi l góc trớc giảm dần từ mép ngoi vo tâm biên độ thay đổi từ 30o ữ 30o, góc trớc lỡi cắt chỗ gần mép ngoi lớn, tốc độ cắt chỗ cao nhất, cờng độ v tản nhiệt chỗ không đủ rễ lm mòn lỡi cắt 40 NOA (phay) 30 TÝnh to¸n Gãc trc chÝnh JR (®é) 20 10 -10 -20 0.2 0.4 0.6 0.8 Điểm chọn luỡi cắt -30 -40 -50 -60 §ng kÝnh mịi khoan d = 23 (mm) Gãc s¾c NoA I ' 1$I ' -70 Hình 4.14 Sự phân bố góc trớc mũi khoan xoắn Hình 4.15 Góc trớc phận tâm mũi khoan http://www.ebook.edu.vn 105 Hình 4.16 Gãc lý thut cđa l†ìi ngang - L†ìi ngang di khiến mũi khoan định tâm kém, lực hớng trơc lín - Do chiỊu dμi cđa l†ìi c¾t chÝnh lớn, phoi cắt rộng, chênh lệch tốc độ đùn phoi cắt điểm lỡi dao tơng đối lớn khiến phoi cắt cuộn cong lại thnh cuộn xoắn ốc rộng, dẫn tới xả phoi khó khăn Hình 4.17 Hình dạng phoi cắt dùng mũi khoan xoắn phổ thông để khoan vật liệu nhựa - Độ dy cắt gọt phân bố không theo lỡi cắt chính, độ dy cắt gọt kí hiệu ac l khoảng cách hai bề mặt cắt gọt gần mặt sở, đợc tính theo công thức sau: ac f sin K r (mm) http://www.ebook.edu.vn 106 H×nh 4.18 Hình cắt gọt khoan lỗ 0.50 Trị số độ dμy c¾t gät 0.45 0.40 0.35 0.30 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Điểm chọn luơĩ Hình 4.19 Sự phân bố độ dy cắt gọt lỡi mũi khoan xoắn phổ thông - Mặt dao sau lỡi cắt lại l mặt dao trrớc sau l†ìi ngang sau mμi ra, gãc sau l†ìi c¾t đợc xác định m góc sắc đầu mũi khoan, góc xiên lỡi ngang theo đợc xác định Do khó đảm bảo đợc trị số hợp lý - Mũi khoan xoắn phổ thông đợc chế tạo vật liệu thép gió, khó khăn gia công vËt liƯu cã ®é cøng cao, vËt liƯu chiƯu nhiƯt Thậm chí gia công đợc 4.1.8.Các phơng pháp mi sửa mũi khoan xoắn phổ thông để giảm lực cắt khoan Bảng 4.1: Sự phân phối lực khoan mũi khoan xoắn phổ thông lỡi cắt (%) Lỡi cắt Lực khoan cắt Lực hớng trục Mômen xoắn Lỡi cắt Lỡi ngang Đai lỡi 40 80 51 12 - Qua b¶ng ta thÊy lùc h†íng trục khoan lỗ chủ yếu từ lỡi ngang, mômen xoắn chủ yếu từ lỡi cắt Để giảm lực khoan cắt v mômen xoắn ta cần tiến hnh mμi söa nh† sau: http://www.ebook.edu.vn 107 ... giải vấn đề xả phoi khoan lỗ tơng đối sâu Khi khoan lỗ, dùng mũi khoan xoắn để khoan lỗ tơng đối sâu L/d = ữ 20L, Trong đ? ?: L l độ sâu lỗ khoan (mm), d l đờng kính lỗ (mm) Trong khoan xả phoi thuận... đến khoét rộng lỗ Hình 4. 37 Do khác hai góc nửa sắc dẫn tới khoét rộng lỗ khoan http://www.ebook.edu.vn 115 Hình 4. 37 Sơ đồ biểu ý di dịch mũi khoan v nghiêng xiên trục khoan khoan khoan lỗ 2.Hậu... 0,04d 4. 1.11.Nguyên nhân v biện pháp giải tợng cắm dao Hiện tợng cắm dao l tợng khoan lỗ khoét lỗ vật liệu có độ dẻo nhỏ, độ cứng thấp Sẽ xuất tợng mũi khoan tự động ăn vo 1.Nguyên nhân - Khi khoan