Thiết kế máy uốn sắt

Thiết kế máy uốn sắt

 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kỳ hội nhập kinh tế Đông, Tây và toàn cầu hóa, cùng với công cuộc đổi mới đất nước, nước ta đang ra sức phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn như: Công nghệ hóa chất, công nghệ luyện kim, cơ khí, may mặc, hàng tiêu dùng,… đã và đang đạt được nhiều kết quả rất đáng khích lệ, phần nào nâng cao đời sống của nhân dân, tạo công ăn việc làm cho hàng triệu người lao động. Một trong những ngành phát triển mạnh mẽ đó, chính là ngành cơ khí nói chung và ngành chế tạo máy nói riêng. Từ khi mới thành lập đến nay ngành chế tạo máy phần nào tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt, năng suất cao và được xuất khẩu ra nhiều thị trường lớn như: EU, Châu Á, hay các thị trường khắc nghiệt như Mỹ, Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển vì vậy mà các doanh nghiệp cơ khí đòi hỏi phải cải tiến phương thức sản xuất, thay thế các thiết bị lạc hậu, cũ kỹ bằng các thiết bị công nghệ cao để đảm bảo chất lượng, độ chính xác gia công cũng như thẫm mỹ của sản phẩm. Tuy nhiên để cải tiến công nghệ thì chi phí đầu tư ban đầu cho việc mua sắm các thiết bị rất cao do các máy hiện nay chủ yếu là nhập từ nước ngoài nên lợi nhuận thấp vì vậy mà nhiều doanh nghiệp không đầu tư hoặc đầu tư không nổi. Đứng trước thực trạng nền kinh tế nước ta như vậy, Đảng và Nhà nước ta đã coi trọng hàng đầu là việc phát triển ngành cơ khí chế tạo, đặc biệt là trong thời kỳ Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước như hiện nay và đã tạo ra được nhiều máy móc, thiết bị phục vụ cho sự phát triển đất nước để đưa nước ta trở thành một nước phát triển trong tương lai không xa. Để hiểu thêm về máy móc thiết bị cũng như nắm vững các nguyên lý thiết kế, chính vì vậy mà Nhà trường, Khoa giao cho nhóm thực hiện đề tài: “Thiết kế máy uốn sắt Hiện nay các loại máy này có độ chính xác và năng suất cao chủ yếu là ở nước ngoài. Mục đích của việc nghiên cứu đề tài là thiết kế được máy có chất lượng, năng suất cao nhưng giá thành thấp phục vụ trong nước và có thể xuất khẩu ra nước ngoài. Trong đề tài này tôi xin đề cập đến các nội dung chính sau:  Chương 1: Tổng quan về máy uốn sắt phổ biến hiện nay  Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy  Chương 4: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình  Chương 5: Quy Trình vận hành và chế độ bảo dưỡng.  Chương 6: Kết luận và đề xuất ý kiến Tuy nhiên do yêu cầu về thời gian hạn hẹp, kiến thức còn nhiều hạn chế, việc tìm tài liệu về máy uốn sắt là rất khó khăn nên việc nghiên cứu đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy, cô cùng các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Qua đề tài này em xin chân thành cảm ơn Thầy LĂNG VĂN THẮNG, cùng các 1  thầy, cô, cùng các bạn đã giúp đỡ trong thời gian vừa qua để nhóm em hoàn thành tốt đề tài của mình. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Thép được sử dụng trong xây dựng 2 Hình 1.2: Thép được sử dụng làm cầu đường 2 Hình 1.3: Máy uốn sử dụng động cơ thủy lực 3 Hình 1.4: Máy uốn bán tự động 4 Hình 1.5: Máy uốn điện thủy lực RAPID T10/M 5 Hình 1.6: Máy uốn tự động CNC32B3 5 Hình 1.7: Máy uốn sáu đầu trục 7 Hình 1.8: Máy uốn do công ty Khataco chế tạo 7 Hình 2.1: Cơ cấu truyền lực bằng tay 10 Hình 2.2: Cơ cấu truyền lực bằng cơ 11 Hình 2.3: Cơ cấu truyền lực bằng thủy lực 12 Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động khuôn uốn 13 Hình 2.5: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén 14 Hình 3.1: Biểu đồ σ – ε 16 Hình 3.2: Biểu đồ P – Δl 17 Hình 3.3: Chuyển động tròn của điểm 17 Hình 3.4: Phát thảo sơ bộ kết cấu trục 35 Hình 3.5: Sơ đồ tính toán trục 35 Hình 3.6: Biểu đồ mômen trục IV 37 Hình 3.7: Các kích thước cơ bản của rãnh then 38 Hình 3.8: Sơ đồ chịu lực của tấm 42 Hình 3.9: Hộp giảm tốc khai triển hai cấp 43 Hình 3.10: Sơ đồ phát thảo hộp giảm tốc khai triển hai cấp 55 Hình 3.11: Sơ đồ tính toán trục I 56 Hình 3.12: Sơ đồ tính toán trục II 56 Hình 3.13: Sơ đồ tính toán trục III 56 Hình 3.14: Biểu đồ mômen trục I 58 2 Trang  Hình 3.15: Biểu đồ mômen trục II 60 Hình 3.16: Biểu đồ mômen trục III 62 Hình 3.17: Sơ đồ chịu lực của ổ I 70 Hình 3.18: Cấu tạo chung của ổ lăn 71 Hình 3.19: Sơ đồ chịu lực của ổ II 71 Hình 3.20: Sơ đồ chịu lực của ổ III 72 Hình 4.1: Bản vẽ chế tạo bánh răng 77 Hình 4.2: Bản vẽ đánh số bề mặt chi tiết gia công 80 Hình 4.3: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm 83 Hình 4.4: Dao tiện ngoài thân cong 83 Hình 4.5: Dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 90 0 84 Hình 4.6: Dao tiện ngoài thân thẳng 85 Hình 4.7: Dao bào rãnh then thân cong 86 Hình 4.8: Mũi khoan ruột gà 88 Hình 4.9: Mũi ta rô 89 Hình 4.10: Dao phay đĩa mô đun 90 Hình 4.11: Đá mài prôfin thẳng 91 Hình 4.12: Đá mài răng 2П 92 Hình 4.13: Bản vẽ phôi 101 Hình 5.1: Phần mềm Bentech EZ3D 113 Hình 5.2: Phần mềm Bentech Pro 114 3  DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1: Một số công thức xác định chiều dài khai triển phôi uốn 21 Bảng 3.2: Thông số động học và động lực học các cấp của hệ truyền dẫn 29 Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của ổ bi 202 cỡ nhẹ 70 Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật của ổ bi 204 cỡ nhẹ 72 Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật của ổ bi 207 cỡ trung 73 Bảng 3.6: Đặc tính kỹ thuật của nối trục đĩa 73 Bảng 4.1: Bảng đặc tính của thép C45 78 Bảng 4.2: Các phương án thiết kế 79 Bảng 4.3: Thông số của dao tiện ngoài thân cong 82 Bảng 4.4: Thông số của dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 90 0 82 Bảng 4.5: Thông số của dao tiện ngoài thân thẳng 83 Bảng 4.6: Thông số của dao bào rãnh then 85 Bảng 4.7: Thông số của mũi khoan ruột gà 86 Bảng 4.8: Thông số của mũi ta rô 86 Bảng 4.9: Thông số cơ bản của dao phay đĩa mô đun 88 Bảng 4.10: Thông số của đá mài profin thẳng 89 Bảng 4.11: Các thông số của đá mài 2П đá phẳng hai mặt vát côn 90 Bảng 4.12: Bảng tính lượng dư trung gian và kích thước trung gian Ø56 95 Bảng 4.13: Bảng tính lượng dư trung gian và kích thước trung gian Ø246 96 Bảng 4.14: Bảng tính lượng dư trung gian và kích thước trung gian L = 90 97 Bảng 4.15: Bảng tính lượng dư trung gian và kích thước trung gian Ø100 98 Bảng 4.16: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô Ø56 100 Bảng 4.17: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện bán tinh Ø56 101 Bảng 4.18: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện tinh Ø56 102 Bảng 4.19: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài thô Ø56 103 Bảng 4.20: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài tinh Ø56 103 Bảng 4.21: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô Ø246 104 4 Trang  Bảng 4.22: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện bán tinh Ø246 104 Bảng 4.23: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện tinh Ø246 105 Bảng 4.24: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô L = 90 105 Bảng 4.25: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện bán tinh L = 90 105 Bảng 4.26: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô Ø100 106 Bảng 4.27: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công tiện tinh Ø100 106 Bảng 4.28: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công bào rãnh then 107 Bảng 4.29: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công khoan Ø12 107 Bảng 4.30: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công ta rô ren M12 108 Bảng 4.31: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công phay thô 108 Bảng 4.32: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công phay tinh 109 Bảng 4.33: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài thô răng 109 Bảng 4.34: Bảng chế độ cắt cho bước nguyên công mài tinh răng 109 5 Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY UỐN SẮT PHỔ BIẾN HIỆN NAY 1.1. Đặt Vấn Đề - Ngày nay sắt, thép là một thiết bị, dụng cụ không thể thiếu đối với con người, chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng khắp mọi nơi, trên các thiết bị của ô tô, xe máy, tàu thủy, nhà cửa hay đồ dùng gia đình …Sắt, thép còn đóng góp trong sự tiến hóa của loài người. Có thể nói tầm quan trọng của sắt thép với con người là rất lớn. Với nhu cầu của xã hội hiện nay, việc sử dụng thép đã “được uôn thành hình” trở nên phổ biến,ví dụ như: trong ngành xây dựng (bẻ đai,kiềng, ) trong ngành mỹ nghệ (làm lồng chim,lồng chứa gia cầm, đan ghế,khung… ,)và một số lĩnh vực khác. . Vì vậy máy uốn sắt thép ra đời với các ưu điểm như rẻ tiền, tiết kiệm thời gian, sức lao động,….kịp thời đáp ứng các yêu cầu của xã hội Một số sản phẩm thép được dùng trong xây dựng dân dụng, cầu đường: Hình 1:1 Thép được sử dụng trong xây dựng Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  Hình 1.2: Thép được sử dụng làm cầu đường 1.2. Giới Thiệu Về Máy Uốn Sắt - Hiện nay trên thế giới, sắt được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại sắt khác nhau có đường kính cũng như vật liệu rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới hiện nay máy uốn sắt đa dạng từ bằng tay, đến động cơ rồi đến NC hay CNC có thể uốn sắt với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao. - Máy uốn sắt bán tự động NC dùng để uốn sắt có độ chính xác cao, kích thước sắt tương đối lớn máy được sử dụng động cơ thủy lực vì vậy tạo ra lực uốn tác dụng lên sắt đồng đều ít sinh ra khuyết tật trong khi uốn, điều kiển máy tương đối đơn giản sử dụng Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  bằng bàn đạp chân, máy uốn có sử dụng đầu phân độ vì vậy sắt được xoay theo các dạng khác nhau để uốn những sắt có nhiều đoạn cong khác nhau. Hình 1.3: Máy uốn sắt sử dụng động cơ thủy lực - Máy uốn sắt bán tự động sử dụng hệ thống thủy lực, điều khiển bằng bàn đạp chân hay nút điều khiển cho phép bạn uốn cong đến 190 0 , máy sử dụng puli và cử chắn dưới giúp cho sắt uốn không bị biến dạng, đạt độ chính xác cao. Máy có thiết kế thêm bộ phận tay dẫn sắt phía sau giúp cho phần không uốn cong không bị biến dạng. Tay uốn của máy có cữ chắn linh hoạt giúp cho việc điều chỉnh góc uốn dễ dàng, máy làm việc với độ ổn định cao, linh kiện thay thế đơn giản. Hình 1.4: Máy uốn sắt bán tự động Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  + Máy uốn có các chốt thay đổi vì vậy có thể thay đổi khuôn uốn một cách dễ dàng, máy uốn được dùng để uốn sắt có kích thước lớn vì chế tạo khuôn uốn tương đối đơn giản hơn các loại khuôn uốn kiểu quay. Hình 1.5: Máy uốn sắt điện thủy lực RAPID T10/M - Máy uốn sắt CNC 32B8 được lập trình trên phần mềm Bendtech EZ3D đây là phần mềm mô phỏng 3D chính xác điểm uốn và góc uốn, thao tác và lập trình thông qua màn hình cảm ứng. Sản phẩm uốn chính xác, bề mặt không có nết nhăn, có thể uốn một sắt góc độ uốn không giới hạn tiết kiệm được thời gian tháo lắp. Máy có thể nhớ trên 1000 chương trình sản xuất khác nhau và có khả năng phát hiện lỗi khi lập trình khi hoạt động. Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  Hình 1.6: Máy uốn sắt tự động CNC32B3 - Hiện nay nước ta cũng có một số công ty cũng sản xuất máy uốn sắt như xưởng cơ khí Lâm Quân – Tp HCM sản xuất máy uốn sắt 6 đầu trục, được dùng để uốn sắt thép, Inox… dùng trong dân dụng làm lan can, cầu thang, ban công,…và được dùng trong sản xuất công nghiệp. Một số đặc điểm kỹ thuật máy: + Kích thước máy (cao x rộng x ngang): 700 x 700 x 600, cm + Trọng lượng: 80Kg + Công suất máy: 1,1Kw Hình 1.7: Máy uốn sắt sáu đầu trục Đồ án tốt nghiệp [...]... quan về máy uốn sắt phổ biến hiện nay  Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy  Chương 4: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình  Chương 5: Quy trình vận hành và chế độ bảo dưỡng  Chương 6: Kết luận và đề xuất ý kiến Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  Chương 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Yêu cầu đối với máy cần thiết kế 2.1.1... cần thiết khi uốn: Theo sản phẩm cần uốn ta có: Bán kính cong của khuôn uốn: r = 100(mm) = 0,1(m) Lực uốn cần thiết: Ρ = Μu 0,4 max = = 4( KN ) r 0,1 - Theo đề tài đã cho ta có năng suất uốn: Q = 120 (sp/h) ⇒ Q = 3600FPvrl0 Đồ án tốt nghiệp (3.18) Trang 26  Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy Trong đó: F: Diện tích bề mặt sắt cần uốn, m F= 2 πD 2 3,14.0,04202 = = 0,00138 (m2) 4 4 P: Lực uốn cần thiết, ... phương án thiết kế  Máy uốn sắt do công ty Khataco – Khánh Hòa nghiên cứu, chế tạo có thể uốn sắt với đường kính uốn 20 (mm), góc uốn có thể đạt được 180 0 Ưu điểm của loại máy này là: Chế tạo tương đối đơn giản, vốn đầu tư thấp tuy nhiên loại máy này có nhiều nhược điểm như: Độ chính xác thấp, không gia công sắt có đường kính lớn, lực tác dụng lên không đều nên dễ sinh ra khuyết tật Loại máy thường... nhỏ Hình 1.8: Máy uốn sắt do công ty Khataco – Khánh hòa chế tạo - Như vậy có thể khẳng định rằng nhu cầu sử dụng sắt uốn ở nước ta là rất lớn nhưng qua tìm hiểu thực tế ở nước ta thì hiện nay chưa có công ty hay tổ chức nào chuyên sản xuất hay nghiên cứu về máy uốn sắt, do vậy mà tài liệu cũng như chủng loại về máy uốn còn rất nhiều hạn chế Ở nước ta chỉ có các cơ sở uốn sắt nhỏ lẻ, thiết bị lạc hậu,... chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng - Máy thiết kế phải có năng suất và hiệu suất tương đối cao, ít tốn năng lượng, kích thước máy cố gắng thật nhỏ, gọn, chi phí đầu tư thấp, vận hành tương đối dễ dàng … - Để làm được điều này người thiết kế cần hoàn thiện về sơ đồ kết cấu của máy đồng thời chọn các thông số thiết kế và các quan hệ về kết cấu hợp lý 2.1.2 Khả năng làm việc - Máy có thể hoàn thành các chức... tịnh tiến 1 Chày uốn 2 Phôi 3.Bàn máy 4 Thân máy - Nguyên lý làm việc: Chày uốn đi xuống ( tịnh tiến ) nhờ chuyển động của máy ép ( như máy ép ma sát trục khuỷu, máy ép ma sát trục vít, máy ép lệch tâm, máy ép thuỷ lực ), tác dụng lực lên chi tiết làm chi tiết biến dạng theo hình dáng của chày uốn - Đặc điểm: Cơ cấu này đơn giản, dễ chế tạo, hoạt động đơn giản có thể thực trên bất kỳ loại máy ép nào Tuy... trong công nghiệp, xây dựng, đồ trang trí Vì vậy nhóm chúng em chọn đề tài thiết kế và chế tạo máy uốn sắt Tuy nhiên do yêu cầu về thời gian hạn hẹp, kiến thức còn nhiều hạn chế, việc tìm tài liệu về máy uốn sắt là rất khó khăn nên việc nghiên cứu đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót.Nên chúng em chỉ thiết kế và chế tạo máy uốn một số chi tiết đơn giản như chữ L ,U… và một số chi tiết khác Trong đề... có thể xác định bằng phương pháp thực nghiệm hoặc giải tích + Khi uốn với tỉ số r < 10 thì sai lệch chủ yếu là góc uốn còn bán kính uốn thay đổi s không đáng kể trị số đàn hồi cho sẵn trong sổ tay dập nguội Đồ án tốt nghiệp Trang 24  Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy + Khi uốn với tỉ số uốn r ≥ 10 thì sau khi uốn cả góc uốn và bán kính uốn đều thay đổi s khi đó bán kính cong của chày có thể xác định... đồng, … Sắt có độ bền, độ cứng cao hơn hẳn nhưng vẫn còn thấp so với yêu cầu của chế tạo cơ khí Đó là nguyên Đồ án tốt nghiệp Trang 25  Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy nhân hầu như không dùng sắt nguyên chất trong chế tạo cơ khí mà dùng hợp kim của nó vì có cơ tính cao hơn rõ rệt - Khi tính toán công suất uốn của máy ta sẽ tính toán công suất tối đa khi uốn sắt có đường kính lớn nhất Để uốn sắt có... 2 Phôi; 3 Trục ép Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  * Kết luận: Qua các phương án nêu trên, phương án nào cũng có ưu điểm nhất định, và cũng các nhược điểm riêng Tuy nhiên, căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế, yêu cầu thiết kế máy uốn, cũng như căn cứ vào tính năng kỹ thuật của máy, tính kinh tế, khả năng linh hoạt của máy Ta thấy chọn phương án 2 kiểu xoay tròn của mâm phương án này . 1.4: Máy uốn sắt bán tự động Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế  + Máy uốn có các chốt thay đổi vì vậy có thể thay đổi khuôn uốn một cách dễ dàng, máy uốn được dùng để uốn sắt. nay máy uốn sắt đa dạng từ bằng tay, đến động cơ rồi đến NC hay CNC có thể uốn sắt với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao. - Máy uốn sắt bán tự động NC dùng để uốn sắt. phương án thiết kế  bằng bàn đạp chân, máy uốn có sử dụng đầu phân độ vì vậy sắt được xoay theo các dạng khác nhau để uốn những sắt có nhiều đoạn cong khác nhau. Hình 1.3: Máy uốn sắt sử dụng