Đồ án tốt nghiệp tính toán và thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy

Lời nói đầu Ngày nay, đất nớc giai đoạn tiến tới Công nghiệp hoá Hiện đại hóa, ngành Cơ khí nói chung ngành Công nghệ chế tạo máy nói riêng chở thành ngành công nghiệp mũi nhọn để phát triển đất nớc Bởi ngành để phát triển tất ngành khác Vì sâu tập trung nghiên cứu vào quan trọng Quyển đồ án đà đa số sở lý thuyết tính toán thiết kế máy khoan bàn qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy Trong điều kiện sản xuất Việt nam, nên trình tính toán thiết kế em đà cố gắng vận dụng vào thực tế để đảm bảo đồ án thiết kế khả thi Nh thiết kế qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy em đà sử dụng phơng án phân tán nguyên công, sử dụng máy công cụ vạn sẵn có Việt nam cộng với đồ gá chuyên dùng tận dụng nguồn nhân lực d thừa để đảm bảo tính kinh tế đồ án Kết cấu đồ án đợc chia làm ba phần Phần I : Tính toán thiết kế máy khoan bàn Phần II : Tính toán thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy Phần III: Tính toán thiết kế đồ gá chuyên dùng Mặc dù đà cố gắng tìm tòi học hỏi song đồ án dừng lại mức tập thiết kế sinh viên ngành Cơ khí chế tạo máy Nên chắn nhiều sai sót mong thầy bạn đồng nghiệp góp ý Em xin trân thành cám ơn cám ơn thầy Đinh Đắc Hiến ngời đà trực tiếp hớng dẫn em suốt trình thực tập làm đồ án, thầy cô môn công nghệ đà giúp đỡ trình thực tập môn Phần I Thiết kế máy khoan bàn Chơng i khảo sát số máy tơng tự Chức máy khoan bàn Máy khoan bàn loại máy khoan cỡ nhỏ, đặt bàn dùng để gia công chi tiết nhỏ với lỗ nhỏ có đờng kính không 16 mm Truyền động trơc chÝnh dïng puli ®ai trun cã nhiỊu bËc thêng cho vân tốc cao Loại máy dùng rộng rÃi nghành cớ khí xác Một số máy khoan bàn có độ xác cao a Máy khoan bàn kiểu 2H106 Máy dùng để khoan lỗ có đờng kính đến mm vật phẩm kim loại đen, màu dùng có hiệu sản xuất hàng loạt với khối lợng lớn Động điện quay trục qua phận truyền động dây đai thang Còn chuyển động chạy dao làm tay Cơ sở máy bàn, động điện đợc bố trí panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua hai bánh nghiêng khớp vít Máy có cấu kéo căng ổn định dây đai nh có cấu kẹp đầu khoan vào trụ Xác định độ sâu khoan nhờ gối đỡ đặc biệt nối liền với ống mũi chèng Sau khoan song b»ng mét lß xo èng mũi chống trở vị trí cũ Những số liệu Kích thớc chủ yếu: - Đờng kÝnh khoan lín nhÊt :6 - TÇm víi trơc chÝnh mm : 125 - Dịch chuyển thẳng đứng lớn cđa trơc chÝnh: 70 mm mm - DÞch chun lín đầu khoan trụ tay: 130 mm - Khoảng cách từ mặt đầu trục tới mặt bàn Bé Lớn Bàn đầu trục chính: : 50 mm : 250 mm - DiÖn tích mặt bàn hiệu dụng : 200 x 200 mm - Chiều rộng rÃnh chữ T bàn : 14 mm - Đầu côn trục Cơ học máy: : Moóc sổ 1, Thu ngắn lại - Số lỵng vËn tèc cđa trơc chÝnh : cÊp - Sè vßng quay trơc chÝnh (vg/ph) : 1000; 1400; 2000; 2800; 4000; 5000; 8000 Dẫn động, kích thớc tải trọng: - Động điện ba pha Công suất Số vßng quay : 0,4 : 1500 KW (vg/ph) - KÝch thớc máy (dài x rộng x cao): 560 x 405 x 625 mm b Máy khoan bàn kiểu 2H112 Máy dùng để khoan lỗ có đờng kính đến 12 mm vật phẩm kim loại đen, màu dùng có hiệu sản xuất hàng loạt với khối lợng lớn Động điện quay trục qua phận truyền động dây đai thang Còn chuyển động chạy dao làm tay Cơ sở máy bàn, động điện đợc bố trí panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua hai bánh nghiêng khớp vít Máy có cấu kéo căng ổn định dây đai nh có cấu kẹp đầu khoan vào trụ Xác định độ sâu khoan nhờ gối đỡ đặc biƯt nèi liỊn víi èng mịi chèng Sau khoan song b»ng mét lß xo èng mịi chèng trë vỊ vị trí cũ Những số liệu KÝch thíc chđ u: - §êng kÝnh khoan lín nhÊt : 12 mm - TÇm víi trơc chÝnh : 160 mm - Dịch chuyển thẳng đứng lớn trục chÝnh : 100 mm - DÞch chun lín nhÊt cđa đầu khoan trụ tay: 250 mm - Khoảng cách từ mặt đầu trục tới mặt bàn Bé nhÊt Lín nhÊt : 70 mm : 420 mm Bàn đầu trục chính: - Diện tích mặt bµn hiƯu dơng : 250 x 250 mm - ChiỊu rộng rÃnh chữ T bàn : 14 mm - Đầu côn trục Cơ học máy: : Moóc sổ 1, Thu ngắn lại - Số lợng vận tèc cđa trơc chÝnh : cÊp - Sè vßng quay trôc chÝnh (vg/ph) : 500; 710; 1000; 1400; 2000; 2800; 4000 Dẫn động, kích thớc tải trọng: - Động điện ba pha Công suất : 0,6 KW Số vòng quay : 1500 (vg/ph) Kích thớc máy (dµi x réng x cao): 785 x 465 x 795 mm Chon máy sở: Qua số liệu máy khoan bàn đà khảo sát theo yêu cầu thiết kế đà giao ta chọn máy khoan bàn kiểu 2H112 làm sở để thiết kế máy cHơng II I thiết kế máy thiết kế động học máy khoan bàn - Yêu cầu khoan lỗ từ 12 Ta chọn theo máy sở là: - Số cấp tốc độ : - nmin  nmax = 500  4000 vßng/ Xác định chuỗi số vòng quay máy khoan bàn Nh đà nghiên cứu loại máy có giới hạn số vòng quay trục từ nmin ®Õn nmax Trong ®ã cã Z cÊp tèc ®é nmin = n1, n2,… n nk, nk +1,… n nz = nmax, trị số phải phân bố cho có lợi V= d n 1000 Từ công thức [m/phút] Với d: Đờng kính chi tiết gia công n: Sè vßng quay trơc chÝnh Cho d thay đổi ta đợc V xác định tơng ứng với số vòng quay biểu diễn mối quan hệ V, d, n ta đợc đồ thị (hình 1) V (m/p) n2 = nmax nk+1 n0 Vk+1 nk V0 n2 Vk n1 =nmin d(mm) Giả sử đờng kính chi tiết gia công làd0d0 ta xác định đợc V0 hợp lý dùng đồ thị ta xác định đợc n0 hợp lý Nhng máy có hữu hạn cấp tốc độ nên n Hình thờng máy mµ nk < n0 < nk + hay Vk < V0 < Vk + Để đỡ hao mòn máy ta chọn tốc độ gia công thực tế nk øng víi Vk VËy ta cã tỉn thÊt tèc ®é: ΔVV = V −V k V ×100 %= 1− k ×100 % Vk V0 ( ) Tỉn thÊt lín nhÊt V0 tiÕn ®Õn Vk+1 ( ΔVV )max =lim V →V k+1 Vk ¿ 100 % V0 ( ) 1− ( = 1− Vk ×100 % V k +1 ) Nếu ta phân bố số vòng quay bÊt kú sÏ dÉn ®Õn (V)max thay ®ỉi bÊt kú mµ ta mong muèn (V)max = const d0 thay ®æi ( ⇒ 1− ⇒ Vk V k +1 Vk ×100 %=C≤50 % V k +1 ) = nk nk +1 =Const số vòng quay phải phân bố theo cấp số nhân Xác định số hạng chuỗi số công bội Nếu gọi công bội chuỗi số vòng quay ta có trị số chuỗi số vòng quay nh sau: n1 n2 = nmin = n1  n3 = n2  = n1 2 nZ-1  = n1 Z-1 = nmax nZ = Z−1 n max nmax √ n Ta cã: Z-1 = nmin   = Trên máy chuỗi số vòng quay trục có nhiều công bội khác nhau, có mục đích mở rộng phạm vi điêu chỉnh máy tránh tốc độ thừa vô ích Ta lấy số hạng theo nguyên tắc gấp 10 nghĩa số hạng trị số chuỗi số gấp 10 lần trị số hạng cách x số hạng nx+1 = 10.n1 Mặt khác: nx+1 = n1 x VËy ta cã : x = 10   = x √ 10 √ 7−1 Víi sè cÊp tèc ®é =   = 4000 500 = 1,414 Chọn theo tiêu chuẩn = 1,41 bảng I-1 [3] 1 Khoảng cách số hạng x = lg ϕ = lg 1,41 = Theo dÃy trị số vòng quay tiêu chuẩn (cơ sở thành lập từ trị số vòng quay n1 = vòng/phút, công bội = 40) trang 13 [3] ta cã: n1 = nmin = 500; n2 = 710; n3 = 1000; n4 = 1410 n5 = 2000; n6 = 2800; n7 = 4000 Líi kÕt cấu Xác định tỷ số nhóm truyền: sử dụng động có tốc độ n đc = 1500 vòng/ phút: i 1= n1 500 = =0 ,33 n0 1500 i 5= n5 2000 = =1,3 n0 1500 i2= n2 710 = =0 , 47 n0 1500 i6= n 2800 = =1,8 n 1500 i 3= n3 1000 = =0 , 67 n 1500 i4 = n4 1410 = =0 , 94 n0 1500 i7 = n7 n0 = 4000 =2 1500 Do chuỗi vòng quay tuân theo cấp số nhân nên tỷ số truyền tuân theo cấp số nhân với công bội x với x lợng mở Ta có: i1 : i : i : i : i : i : i = n : n2 : n3 : n4 : n5 : n6 : n7 = :  : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 = :  : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 n1 : n2 : n3 : n4 : n5 : n6 : n7 i1 : i : i : i : i : i : i Nên ta vẽ đợc lới kết cÊu: n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 Tính thông số truyền Chọn đờng kính bánh đai chủ động theo dÃy tiêu chuẩn theo công thøc 4.2 t1 [4] d2= d i 1−ε [mm] d1: Đờng kính bánh đai chủ động d2: Đờng kính bánh đai bị động : Hệ số trợt; chọn = 0,02 Vậy ta có: Chọn đờng kính bánh chủ ®éng theo d·y tiªu chuÈn d 17 i 71 2,6 = =188 1−ε 1−0 ,02 - d17 = 71  d’27 = [mm] Chän theo tiªu chuÈn d27 = 180 [mm] ⇒%ΔVi = 180/71−2,6 100 %=2,4 % 2,6 1 d 16 i 90 1,8 = =165 - d16 = 90  d’26 = 1−ε 1−0 ,02 [mm] Chän theo tiªu chuÈn d26 = 160 [mm] ⇒%ΔVi = 160/90−1,8 100 %=1,2 % 1,8 d 15 i 112 1,3 = =148 - d15 = 112  d’25 = 1−ε 1−0 , 02 [mm] Chän theo tiªu chuÈn d25 = 140 [mm] ⇒%ΔVi 5= 140 /112−1,3 100 %=3,8 % 1,3 d 14 i4 125 ,94 = =119 , - d14 = 125  d’24 = 1−ε 1−0 , 02 [mm] Chän theo tiªu chuÈn d24 = 125 [mm] ⇒%ΔVi = 125/125−0 , 94 100 %=6 % , 94 d 13 i 140 ,67 = =95 ,7 - d13 = 140  d’23 = 1−ε 1−0 , 02 [mm] Chän theo tiªu chuÈn d23 = 90 [mm] 90/140−0 ,67 100 %=4 % ,67 ⇒%ΔVi 3= d 12 i 160 , 47 = =76 - d12 = 160  d’22 = 1−ε 1−0 , 02 [mm] Chän theo tiªu chuÈn d22 = 80 [mm] ⇒%ΔVi 2= 80/160−0 , 47 100 %=6 % , 47 d 11 i 180 , 33 = =60 ,6 - d11 = 180  d’21 = 1−ε 1−0 ,02 [mm] Chän theo tiªu chuÈn d27 = 63 [mm] ⇒%ΔVi 1= 63 /180−0 , 33 100 %=6 % ,33 Xác đinh khoảng cách trơc trun a Theo c«ng thøc 4.3 t1[4] ta cã khoảng cách trục truyền a a (1,5 2).(d1 + d2) ta chon cặp truyền để tính toán chọn a = 1,8.(d + d2) a = 1,8.(d17 + d27) = 1,8.(71 + 180) = 451 xác định chiều dài dây đai Theo công thức 4.4 t1 [4] ta có công thức xác đinh chiều dài dây đai ( d + d2 ) ( d −d ) l=2 a+ + 4.a π (71+180) (180−71 ) l=2 451+ + =1302 451 [mm] theo bảng 4.13 t1 [4] chọn loại đai thờng ký hiệu O với thông số nh sau: b h y0 bt  bt b h 40° y0 A l 8,5 10 4,7 1400 2,1 kiĨm nghiƯm tuổi thọ đai Theo công thức 4.15 t1 [4] tuổi thọ đai đợc kiểm nghiệm theo điều kiện sau V i= ≤i max =10 l V= i=  π d 17 n0 60000 = Víi i lµ sè lần uấn 1giây 71 1500 =5 , 57 60000 [m/s] ,57 1000 =4≤imax =10 l 400 Thoả mÃn điều kiện Xác định lại khoảng cách trục a Khoảng cách trục a đợc xác định lại theo công thức 4.6 t1[4] ta có a= + √ λ2 −8 ΔV λ=l− ΔV= π ( d 17+ d 27 ) π ( 71+180 ) =1400− =1005,93 2 ( d 17−d 27 ) 180−71 = =54 , 2 005 , 93+ √ 1005,932 −854 , 52 a= =500 [mm]  Kiểm nghiệm góc ôm Trong qúa trình làm việc để tránh tợng trợt bánh đai dây đai góc ôm đai phải thoả mÃn điều kiện: = 1200 đai sợi tổng hợp Theo công thức 4.7 t1 [4] ta có: ( d 27−d 17 ) 57 ( 180−71 ) 570 α 1=180 − =180− =1670 a 500 Tho¶ m·n ®iỊu kiƯn II thiÕt kÕ ®éng lùc häc m¸y khoan bàn Xác định chế độ làm việc giới hạn máy Chế độ làm việc máy bao gồm chế độ cắt gọt, chế độ bồi trơn, làm lạnh, an toàn Đối với máy khoan bàn giới hạn chơng trình ta xác định chế độ cắt gọt giới hạn máy, làm sở tính toán động lực học máy ỏ ta sử dụng phơng pháp xác định chế độ cắt gọt cực xác định chế độ cắt giới hạn máy khoan bàn - Đối với máy khoan bàn chiếu sâu cắt đợc xác định theo yêu cầu thiết kế khoan lỗ từ 12 nên ta có: - t max = d max 12 = =6 [ mm ] 2 t min= d = =0,5 [mm ] 2 Lợng chạy dao đợc xác định theo bảng 5-25 t2 [2] nên ta có: