đồ án kỹ thuật cơ khí Tính toán và thiết kế các đồ gá chuyên dùng.

Lời nói đầu Ngày nay, khi đất nước đang trong giai đoạn tiến tới Công nghiệp hoá - Hiện đại hóa, thì ngành Cơ khí nói chung và ngành Công nghệ chế tạo máy nói riêng chở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn để phát triển đất nước. Bởi vì nó là ngành cơ bản để phát triển tất cả các ngành khác. Vì vậy đi sâu và tập trung nghiên cứu vào nó là hết sức quan trọng. Quyển đồ án này đã đưa ra một số cơ sở lý thuyết và tính toán về thiết kế máy khoan bàn và qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy. Trong điều kiện sản xuất tại Việt nam, nên trong quá trình tính toán thiết kế em đã cố gắng vận dụng vào thực tế để đảm bảo đồ án thiết kế khả thi. Như thiết kế qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy em đã sử dụng phương án phân tán nguyên công, sử dụng các máy công cụ vạn năng sẵn có ở Việt nam cộng với các đồ gá chuyên dùng và tận dụng nguồn nhân lực dư thừa để đảm bảo tính kinh tế của đồ án. Kết cấu của đồ án được chia làm ba phần chính. Phần I : Tính toán và thiết kế máy khoan bàn. Phần II : Tính toán và thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy. Phần III: Tính toán và thiết kế các đồ gá chuyên dùng. Mặc dù đã cố gắng tìm tòi và học hỏi song bản đồ án này mới chỉ dừng lại ở mức tập thiết kế của một sinh viên ngành Cơ khí chế tạo máy. Nên chắc chắn còn nhiều sai sót rất mong các thầy và các bạn đồng nghiệp góp ý. Em xin trân thành cám ơn cám ơn thầy Đinh Đắc Hiến là người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án, cùng các thầy cô ở bộ môn công nghệ đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tại bộ môn. 5 Phần I Thiết kế máy khoan bàn CHƯƠNG I KHẢO SÁT MỘT SỐ MÁY TƯƠNG TỰ 1. Chức năng của máy khoan bàn. Máy khoan bàn là một loại máy khoan cỡ nhỏ, đặt ở trên bàn dùng để gia công những chi tiết nhỏ với những lỗ nhỏ có đường kính không quá 16 mm. Truyền động trục chính dùng puli đai truyền có nhiều bậc thường cho vân tốc cao. Loại máy này dùng rộng rãi trong các nghành cớ khí chính xác. 2. Một số máy khoan bàn có độ chính xác cao. a. Máy khoan bàn kiểu 2H106Π. Máy dùng để khoan các lỗ có đường kính đến 6 mm trong các vật phẩm kim loại đen, màu và dùng có hiệu quả nhất trong sản xuất hàng loạt với khối lượng lớn. Động cơ điện quay trục chính qua bộ phận truyền động dây đai thang. Còn chuyển động chạy dao làm bằng tay. Cơ sở của máy là bàn, trong đó động cơ điện được bố trí trên một panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua hai bánh răng nghiêng và khớp vít. Máy có cơ cấu kéo căng và ổn định dây đai cũng nh có cơ cấu kẹp đầu khoan vào trụ. Xác định độ sâu khoan nhờ một gối đỡ đặc biệt nối liền với ống mũi chống. Sau khi khoan song bằng một lò xo ống mũi chống trở về vị trí cũ ở trên. Những số liệu cơ bản Kích thước chủ yếu: - Đường kính khoan lớn nhất : 6 mm. - Tầm với trục chính : 125 mm. 6 - Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của trục chính: 70 mm. - Dịch chuyển lớn nhất của đầu khoan trên trụ bằng tay: 130 mm. - Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn Bé nhất : 50 mm. Lớn nhất : 250 mm. Bàn và đầu trục chính: - Diện tích mặt bàn hiệu dụng : 200 x 200 mm. - Chiều rộng rãnh chữ T của bàn : 14 mm. - Đầu côn trục chính ngoài : Moóc sổ 1σ, Thu ngắn lại. Cơ học của máy: - Số lượng vận tốc của trục chính : 7 cấp. - Số vòng quay trục chính (vg/ph) : 1000; 1400; 2000; 2800; 4000; 5000; 8000. Dẫn động, kích thước và tải trọng: - Động cơ điện ba pha Công suất : 0,4 KW. Số vòng quay : 1500 (vg/ph). - Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 560 x 405 x 625 mm. b. Máy khoan bàn kiểu 2H112Π. Máy dùng để khoan các lỗ có đường kính đến 12 mm trong các vật phẩm kim loại đen, màu và dùng có hiệu quả nhất trong sản xuất hàng loạt với khối lượng lớn. Động cơ điện quay trục chính qua bộ phận truyền động dây đai thang. Còn chuyển động chạy dao làm bằng tay. Cơ sở của máy là bàn, trong đó động cơ điện được bố trí trên một panen dùng tay quay để nâng đầu khoan qua hai bánh răng nghiêng và khớp vít. Máy có cơ cấu kéo căng và ổn định dây đai cũng nh có cơ cấu kẹp đầu khoan vào trụ. 7 Xác định độ sâu khoan nhờ một gối đỡ đặc biệt nối liền với ống mũi chống. Sau khi khoan song bằng một lò xo ống mũi chống trở về vị trí cũ ở trên. Những số liệu cơ bản Kích thước chủ yếu: - Đường kính khoan lớn nhất : 12 mm. - Tầm với trục chính : 160 mm. - Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của trục chính : 100 mm. - Dịch chuyển lớn nhất của đầu khoan trên trụ bằng tay: 250 mm. - Khoảng cách từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn Bé nhất : 70 mm. Lớn nhất : 420 mm. Bàn và đầu trục chính: - Diện tích mặt bàn hiệu dụng : 250 x 250 mm. - Chiều rộng rãnh chữ T của bàn : 14 mm. - Đầu côn trục chính ngoài : Moóc sổ 1σ, Thu ngắn lại. Cơ học của máy: - Số lượng vận tốc của trục chính : 7 cấp. - Số vòng quay trục chính (vg/ph) : 500; 710; 1000; 1400; 2000; 2800; 4000. Dẫn động, kích thước và tải trọng: - Động cơ điện ba pha Công suất : 0,6 KW. Số vòng quay : 1500 (vg/ph). Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 785 x 465 x 795 mm. 3. Chon máy cơ sở: 8 Qua số liệu của các máy khoan bàn đã khảo sát và theo yêu cầu thiết kế đã giao ta chọn máy khoan bàn kiểu 2H112Π làm cơ sở để thiết kế máy mới. CHƯƠNG II THIẾT KẾ MÁY MỚI I. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY KHOAN BÀN. - Yêu cầu khoan các lỗ từ φ1 ÷ φ12. Ta chọn theo máy cơ sở là: - Số cấp tốc độ là : 7 - n min ÷ n max = 500 ÷ 4000 vòng/ phút. 1. Xác định chuỗi số vòng quay của máy khoan bàn. Như đã nghiên cứu mỗi loại máy đều có một giới hạn số vòng quay của trục chính từ n min đến n max . Trong đó có Z cấp tốc độ n min = n 1 , n 2 ,… n k , n k +1 ,… n z = n max , các trị số này phải phân bố sao cho có lợi nhất Từ công thức 1000 .d.n V π = [m/phút] Với d: Đường kính chi tiết gia công. n: Số vòng quay trục chính. Cho d thay đổi ta sẽ được V xác định tương ứng với một số vòng quay nào đó biểu diễn mối quan hệ V, d, n ta được đồ thị (hình 1) 9 n 1 =n min n 2 n 2 = n max n k+1 n k n 0 V k+1 V 0 V k d 0 V (m/p) d(mm) H×nh 1 Giả sử đường kính chi tiết gia công là d 0 ta xác định được V 0 hợp lý dùng đồ thị ta xác định được n 0 hợp lý. Nhưng do máy có hữu hạn cấp tốc độ nên n 0 thường không có trong máy mà n k < n 0 < n k + 1 hay V k < V 0 < V k + 1 . Để đỡ hao mòn máy ta chọn tốc độ gia công thực tế là n k ứng với V k Vậy ta có tổn thất tốc độ: %100 V V 1%100 V VV VΔ 0 k k k0 ×         −=× − = Tổn thất lớn nhất khi V 0 tiến đến V k+1 %100 V V 1lim)V 0 k VVmax 1k0 ×         −= + → (Δ %100 V V 1 1k k ×         −= + Nếu ta phân bố số vòng quay bất kỳ sẽ dẫn đến (∆V) max thay đổi bất kỳ mà ta mong muốn (∆V) max = const khi d 0 thay đổi %50C%100 V V 1 1k k ≤=×         −⇒ + Const n n V V 1k k 1k k ==⇒ ++ ⇒ số vòng quay phải phân bố theo cấp số nhân. 2. Xác định các số hạng của chuỗi số và công bội. Nếu gọi công bội của chuỗi số vòng quay là ϕ thì ta có trị số chuỗi số vòng quay nh sau: n 1 = n min n 2 = n 1 . ϕ n 3 = n 2 . ϕ = n 1 . ϕ 2 n Z = n Z-1 . ϕ = n 1 . ϕ Z-1 = n max Ta có: ϕ Z-1 = min max n n ⇒ ϕ = 1Z min max n n − 10 Trên một máy chuỗi số vòng quay của trục chính có thể có nhiều công bội khác nhau, có mục đích mở rộng phạm vi điêu chỉnh máy và tránh tốc độ thừa vô Ých. Ta lấy các số hạng trong theo nguyên tắc gấp 10 nghĩa là một số hạng bất kỳ trị số của chuỗi số gấp 10 lần trị số của hạng cách nó x số hạng. n x+1 = 10.n 1 Mặt khác: n x+1 = n 1 . ϕ x Vậy ta có : ϕ x = 10 ⇒ ϕ = x 10 . Với số cấp tốc độ = 7 ⇒ ϕ = 17 500 4000 − = 1,414 Chọn theo tiêu chuẩn ϕ = 1,41 bảng I-1 [3] ⇒ Khoảng cách giữa các số hạng là x = ϕlg 1 = 41,1lg 1 = 6 Theo dãy trị số vòng quay tiêu chuẩn (cơ sở thành lập từ trị số vòng quay đầu tiên n 1 = 1 vòng/phút, công bội ϕ = 1 ÷ 40) trang 13 [3] ta có: n 1 = n min = 500; n 2 = 710; n 3 = 1000; n 4 = 1410 n 5 = 2000; n 6 = 2800; n 7 = 4000. 3. Lưới kết cấu Xác định tỷ số nhóm truyền: sử dụng động cơ có tốc độ n đc = 1500 vòng/phút: 33,0 1500 500 n n i 0 1 1 === 3,1 1500 2000 n n i 0 5 5 === 47,0 1500 710 n n i 0 2 2 === 8,1 1500 2800 n n i 0 6 6 === 67,0 1500 1000 n n i 0 3 3 === 6.2 1500 4000 n n i 0 7 7 === 94,0 1500 1410 n n i 0 4 4 === 11 Do chuỗi vòng quay tuân theo cấp số nhân nên các tỷ số truyền cũng tuân theo cấp số nhân với công bội là ϕ x với x là lượng mở. Ta có: i 1 : i 2 : i 3 : i 4 : i 5 : i 6 : i 7 = n 1 : n 2 : n 3 : n 4 : n 5 : n 6 : n 7 n 1 : n 2 : n 3 : n 4 : n 5 : n 6 : n 7 = 1 : ϕ : ϕ 2 : ϕ 3 : ϕ 4 : ϕ 5 : ϕ 6 i 1 : i 2 : i 3 : i 4 : i 5 : i 6 : i 7 = 1 : ϕ : ϕ 2 : ϕ 3 : ϕ 4 : ϕ 5 : ϕ 6 Nên ta vẽ được lưới kết cấu: 4. Tính thông số bộ truyền. • Chọn đường kính bánh đai chủ động theo dãy tiêu chuẩn và theo công thức 4.2 t1 [4]. ε1 i.d d 1 2 − = [mm] d 1 : Đường kính bánh đai chủ động. d 2 : Đường kính bánh đai bị động. ε: Hệ số trượt; chọn ε = 0,02 Vậy ta có: Chọn đường kính bánh chủ động theo dãy tiêu chuẩn - d 17 = 71 ⇒ d’ 27 = 188 02,01 6,2.71 ε1 id 717 = − = − [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d 27 = 180 [mm] %4,2%100. 6,2 6,271180 iΔ% 7 = − =⇒ 12 n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 0 - d 16 = 90 ⇒ d’ 26 = 165 02,01 8,1.90 1 id 616 = − = − ε [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d 26 = 160 [mm] %2,1%100. 8,1 8,190160 i% 6 = − =⇒ Δ - d 15 = 112 ⇒ d’ 25 = 148 02,01 3,1.112 1 id 515 = − = − ε [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d 25 = 140 [mm] %8,3%100. 3,1 3,1112140 i% 5 = − =⇒ Δ - d 14 = 125 ⇒ d’ 24 = 8,119 02,01 94,0.125 1 id 414 = − = − ε [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d 24 = 125 [mm] %6%100. 94,0 94,0125125 i% 7 = − =⇒ Δ - d 13 = 140 ⇒ d’ 23 = 7,95 02,01 67,0.140 1 id 313 = − = − ε [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d 23 = 90 [mm] %4%100. 67,0 67,014090 i% 3 = − =⇒ Δ - d 12 = 160 ⇒ d’ 22 = 76 02,01 47,0.160 1 id 212 = − = − ε [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d 22 = 80 [mm] %6%100. 47,0 47,016080 i% 2 = − =⇒ Δ - d 11 = 180 ⇒ d’ 21 = 6,60 02,01 33,0.180 1 id 111 = − = − ε [mm] Chọn theo tiêu chuẩn d 27 = 63 [mm] %6%100. 33,0 33,018063 i% 1 = − =⇒ Δ 13 • Xác đinh khoảng cách trục truyền a Theo công thức 4.3 t1[4] ta có khoảng cách trục truyền a là a ≥ (1,5 ÷ 2).(d 1 + d 2 ) Ở đây ta chon cặp truyền 7 để tính toán và chọn a = 1,8.(d 1 + d 2 ) a = 1,8.(d 17 + d 27 ) = 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 là a.4 )dd( 2 )dd.(π a.2l 2 1221 − + + += 1302 451.4 )71180( 2 )18071.( 451.2l 2 = − + + += π [mm] theo bảng 4.13 t1 [4] chọn loại đai thường ký hiệu là O với các thông số nh sau: b t b h y 0 A l 8,5 10 6 2,1 4,7 1400 • kiểm nghiệm về tuổi thọ đai Theo công thức 4.15 t1 [4] tuổi thọ đai được kiểm nghiệm theo điều kiện sau 10i l V i max =≤= Với i là số lần uấn trong 1giây. 57,5 60000 1500.71. 60000 nd. V 017 === ππ [m/s] 14 b y h 40π b t 0 [...]... nghiên cứu và tính toán những thân máy điển hình Và đưa ra cấc bước cơ bản về tính toán thân máy theo độ cứng vững : - Chọn sơ đồ tính toán của thân máy - Phân tích lực tác dụng lên thân máy - Tính biến dạng của thân máy dưới tác dụng của các lực trên - Kết luận nâng cao độ cứng vững của thân máy a Chọn sơ đồ tính toán thân máy Tính toán thân máy theo sơ đồ: l =225 1-1 z 1 y 1 P = 324 N 18 b Phân tích... và dung động, sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ độ chính xác của máy Vì vậy phải tính toán độ cứng vững của máy Thường thân máy được chế tạo bằng gang CX 32 - 52; CX 21 - 40 ta chọn gang CX 32- 52 để chế tạo Kết cấu thân máy rất phức tạp, hình thù khác nhau Vì vậy việc tính toán nó chủ yếu dựa vào kinh nghiệm chưa có trình tự tính toán thật chính xác V Rê sê tốp và A.S Prô nhi cốp đã nghiên cứu và tính toán. .. trình gia công, độ rung do động cơ điện gây nên Dựa vào điều kiện làm việc của thân máy khoan bàn và kết cấu của thân máy nên ta chọn vật liệu làm thân máy gang xám GX 32 - 52 1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của thân máy - Các bề mặt gia công đều cho phép thoát dao một cách dễ dàng - Các lỗ trên hộp thì không phải gia công đồng thời trên các máy nhiều trục, 22 - Các lỗ nh lỗ trục chính lỗ trục... độ chính xác và năng suất yêu cầu Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lượng dư, số bước và thứ tự các bước công nghệ Vì vậy khi thiết kế nguyên công phải dựa vào dạng sản xuất, phương pháp phân tán nguyên công để chọn sơ đồ nguyên công hợp lý Lập sơ đồ gá đặt theo qui ước mặt định vị được vẽ bằng màu xanh và vẽ các ký hiệu định vị (Λ) với số bậc tự do được khống chế bằng số định vị... t1 [2] các góc nghiêng và bán kính góc lượn ta được bán kính góc lượn của thân hộp là R = 3 mm Chọn mặt phân khuân khi đúc 27 2.2 thiết kế bản vẽ lồng phôi Bản vẽ lồng phôi được trình bày trên giấy khổ A 0 gồm 3 hình chiếu và các hình chiếu phụ, mặt cắt, các đường nét, ký hiệu được thể hiện theo qui định Đường viền chi tiết màu đỏ lượng dư được thể hiện bằng các nét gạch chéo trồng lên nhau và màu... yêu cầu và các thông số kỹ thuật được thể hiện trên bản vẽ Chương iii thiết kế qui trình công nghệ gia công thân máy khoan bàn 3.1 Xác định đường lối công nghệ 28 Do dạng sản xuất là hàng loạt vừa và điều kiện gia công phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt nam, chủ yếu là dùng các máy công cụ vạn năng Do kết cấu của thân máy khá phức tạp, độ cừng vững không cao Vì vậy ta chọn phương án phân tán nguyên... chuẩn và các lỗ chuẩn để làm chuẩn tinh thống - Dùng mặt phẳng và hai lỗ định vị làm chuẩn tinh thống nhất để lần nhất lượt gia công các mặt còn lại nh: + Gia công các mặt phẳng còn lại + Gia công thô và bán tinh các lỗ láp ghép + Gia công các lỗ không chính xác dùng để kẹp chặt + Gia công chính xác các lỗ lắp ghép + Tổng kiểm tra Dựa trên qui trình công nghệ điển hình như đã trình bày ở trên và điều... được đúng điều kiện làm việc và hiệu suất của máy, điều kiện chế tạo và những ảnh hưởng khác Có hai cách thường dùng để xác định công suất của động cơ điện: - Xác định công suất động cơ điện gần đúng theo hiệu suất tổng và tính chính xác sau khi đã chế tạo song - Xác định công suất của động cơ điện bằng phương pháp thực nghiệm có thể được công suất động cơ taị các số vòng quay và chế độ cắt gọt khác nhau... lỗ φ3,4 và 2 lỗ φ5,1 ở mặt trước - Nguyên công 17: Khoan 4 lỗ φ5,1 và 1 lỗ φ10 ở mặt đáy - Nguyên công 18: Khoan 1 lỗ φ5,1 ở trụ φ52 30 - - Nguyên công 20: Ta rô ren các lỗ M4 và M6 bằng tay - 3.3 Nguyên công 19: Khoan 1 lỗ φ3,4 ở rãnh then 10 Nguyên công 21: Tổng kiểm tra Thiết kế nguyên công Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công là đảm bảo được độ chính xác và năng suất yêu cầu Năng suất và độ... mm Kết cấu của một số cơ cấu đặc biệt Rãnh mang cá: Dùng để lắp panel mang động cơ và để căn dây đai 52.5 12 55π 52.5 20 - Cơ cấu hãm thân máy với trục đỡ: Dùng để cố định thân máy lên trục đỡ Phần II THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THÂN MÁY CHƯƠNG I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ 21 ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của thân máy Thân máy có chức năng là chi tiết cơ . : Tính toán và thiết kế máy khoan bàn. Phần II : Tính toán và thiết kế qui trình công nghệ chế tạo thân máy. Phần III: Tính toán và thiết kế các đồ gá chuyên dùng. Mặc dù đã cố gắng tìm tòi và. trình tính toán thiết kế em đã cố gắng vận dụng vào thực tế để đảm bảo đồ án thiết kế khả thi. Như thiết kế qui trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy em đã sử dụng phương án phân tán nguyên. việc tính toán nó chủ yếu dựa vào kinh nghiệm chưa có trình tự tính toán thật chính xác. V. Rê sê tốp và A.S. Prô nhi cốp đã nghiên cứu và tính toán những thân máy điển hình. Và đưa ra cấc bước cơ