56a 56b

Khoa : Cơ khí
Bộ môn : Chế tạo máy

NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Xuân Trí
Lớp : 20C1 Khóa : 1997 – 2002
Nghành : Chế tạo máy
1.Tên đề tài :
THIẾT KẾ MÁY DOA NGANG
2.Các số liệu ban đầu :
+Giới hạn đường kính lỗ gia công : D = 30 110 (mm)
+Thời gian làm việc của máy : 1000 (Giờ)
+Ba cấp tốc độ.(Zv = 3)
+Hai cấp chạy dao.(Zs = 2)
3.Nội dung phần thuyết minh và tính toán :
Gồm bảy chương:
CHƯƠNG 1 : NGUYÊN LÝ CƠ BẢN VỀ TẠO LỖ
CHƯƠNG 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LỖ
TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT
CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾT CẤU MÁY CƠ BẢN
CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN,
BÔI TRƠN VÀ BẢO DƯỠNG MÁY

4.Các bản vẽ và đồ thị:Gồm 7 bản vẽ trên khuôn khổ giấy A0:
+ Bản vẽ sơ đồ động toàn máy(A0).
+ Bản vẽ lắp tổng thể máyA0).
+ Bản vẽ kết cấu hộp truyền động(A0).
+ Bản vẽ cụm bàn máy và giá đỡ(A0).
+ Bản vẽ thân máy,sống trượt(A0)
+ Bản vẽ chi tiết(A0).
+ Bản vẽ kết cấu gối đỡ trục dao và lưới đồ thị vàng quay(A0).
5.Cán bộ hướng dẫn :
Toàn phần
6.Ngày giao nhiệm vụ : 04/03/2002
7.Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 10/06/2002

 

Lời nói đầu
chương 1: NGUYÊN LÝ CƠ BẢN VỀ TẠO LỖ
1.1.Gia công lỗ bằng rèn dập
1.2.Tạo lỗ bằng ngọn lửa cắt khí
1.3.Khoan lỗ
1.4.Cắt lỗ bằng chùm tia điện tử
1.5.Gia công lỗ bằng chùm tia LASER
chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LỖ
TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT
2.1.Tiện lỗ
2.2.Khoét lỗ
2.3.Doa lỗ
2.4.Truốt lỗ
2.5.Mài lỗ
2.6.Nong lỗ bằng bi hoặc chày nong
chương 3: LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ
3.1.Tiện lỗ
3.2.Khoét lỗ
3.3.Doa lỗ
3.4.Truốt lỗ
chương 4: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
4.1.Phân tích điều kiện và chế độ làm việc của hộp tốc độ
4.1.1.Về tốc độ cắt
4.1.2.Các kích thước và thông số sơ bộ
4.1.3.Xác định chế độ gia công hợp lý
4.2.Tính toán,thiết kế động học cụm thay đổi tốc độ
4.2.1.Thiết kế số nhóm truyền tối thiểu
4.2.2.Lưới kết cấu và lưới đồ thị vòng quay
4.2.3.Xác định số răng của các bánh răng
4.3.Tính toán,thiết kế động học cơ cấu chạy dao
4.3.1.Thiết lập quan hệ số vòng quay cơ bản
4.3.2.Xác định tỉ số truyền
4.3.3.Xác định số răng của các bánh răng
chương 5: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
5.1.Tính chọn động cơ điện
5.2.Tính toán,thiết kế động học bộ truyền đai
5.3.Tính toán động lực học toàn máy
chương 6: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ MỘT SỐ
CƠ CẤU MÁY CƠ BẢN
6.1.Tính toán,thiết kế bộ truyền đai
6.2.Tính toán,thiết kế bộ truyên bánh răng
6.3.Tính toán lực học và các thông số hình học của
bộ truyền bánh răng khác
6.4.Tính toán lực học toàn máy
6.5.Tính trục và then
6.5.1.Xác định sơ bộ đường kính trục
6.5.2.Xác định gần đúng đường kính trục
6.5.3.Kiểm nghiệm các trục theo hệ số an toàn
6.5.4.Tính then và then hoa
6.6.Tính chọn ổ lăn
6.6.1.Xác định tải trọng và chọn ổ
6.6.2.Chọn chế độ lắp và phương pháp lắp ổ
6.6.3.Bôi trơn ổ lăn
6.7.Tính toán,thiết kế trục dao
6.7.1.Vai trò và yêu cầu đối với trục dao
6.7.2.Vật liệu làm trục và phương pháp nhiệt luyện
6.7.3.Tính sức bền trục dao
chương 7: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
BÔI TRƠN VÀ BẢO DƯỠNG
7.1.Tính toán,thiết kế cơ cấu điều khiển
7.2.Bôi trơn hộp truyền động
7.3.Bảo dưỡng máy

LỜI NÓI ĐẦU

“ Đồ án tốt nghiệp “ : Nhằm giúp cho sinh viên một lần nữa tự cũng cố lại kiến thức đã được học,bên cạnh đó “nó“ tạo điều kiện cho sinh viên tập làm quen dần với công việc thiết kế của người kỹ sư và cũng như việc sinh viên tự tích lũy cho riêng mình về mặt kiến thức và tài liệu chuyên môn nhằm phục vụ cho sau này.
Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt quan trọngtrong ngành chế tạo máy để sản suất ra các chi tiết của máy khác nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản suất để cơ khí hóa và tiến tới hiện đại hoa nền kinh tế quốc dân.
Động cơ đốt trong được sữ dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng .Trong thời gian làm việc dưới sự tác dụng của tải trọng và áp xuất nên các chi tiết bị hư hỏng trong đó có bạc lót và gối đỡ .
Trong nền kinh tế Việt Nam hiện nay việc thay thế block của nhà sản xuất là rất tốn kém so với thu nhập của người sử dụng.Vậy,để gia công,sửa chữa lại những gối bị méo và không đồng tâm,sau khi tìm hiêu trên thực tế công việc,học tập và nguyên lý ở các cơ sở cơ khí gia công trong và ngòai nhà nước,em đã chọn đề tài cho mình là “thiết kế máy doa ngang” và đã được thầy giáo hướng dẫn đồng ý.
Bằng tất cả các kiến thức được tích lũy trong những năm học qua và dưới sự hướng dẫn,giúp đỡ tận tình của các thầy,cô giáo bộ môn,đặc biệt là thầy giáo hướng dẫnLưu Đức Hòa,em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình đúng thời hạn được giao.Tuy vẫn còn rất nhiều sai sót nhưng em thật sự rất lấy làm vui mừng bởi đây là bước khởi đầu cho những công việc sau này của người kỹ sư thiết kế.Và em cũng mong rằng với tính chất tập sự của đồ án này,các thầy,cô sẽ châm chước và bỏ qua những sai sót đó.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn,giúp đỡ tận tình của thầy giáo Lưu Đức Hòa,cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các thầy,cô giáo bộ môn và cuối cùng là sự giúp đỡ về những kiến thức,những kinh nghiệm thực tế của tập thể cán bộ, công nhân trong xí nghiệp cơ khí thuộc Nhà máy X50 Hải quân.
Cuối cùng em xin kính chúc các thầy,cô giáo sức khỏe và gia đình hạnh phúc.
Đà nẵng,ngày 10 tháng 06 năm 2002
Sinh viên thực hiện,
Nguyễn Xuân Trí
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ CƠ BẢN VỀ TẠO LỖ

Trong nguyên lý cắt gọt kim loại có nhiều cách phá vỡ kim loại để tạo lỗ trên vật liệu đặc gồm các phương pháp như sau:
1.1. Gia công lỗ bằng rèn dập:
Khi đột lỗ dùng chày và cối có cạnh sắc để tạo thành lưỡi cắt, giữa chày và cối có khoảng hở nhất định tuỳ chiều dày S của phôi (thương bằng 5-10% S). Quá trình biến dạng của kim loại như hình I.1:
Hình 1-1:Quá trình biến dạng của kim loại khi cắt và đột

Chọn độ hở Z giữa chày và cối không đúng thì mặt cắt phôi sẽ bị đứt từng khớp. Độ hở quá lớn và lưỡi cắt cùn sẽ kéo kim loại vào cối và do đó tạo ra bavia. Khi đột muốn có kích thước của lỗ đã cho, thì kích thước của chày chọn bằng kích thước của lỗ. Còn kích thước của cối lớn hơn hai lần độ hở Z. Chày vát lõm phía trong để tạo thành lưỡi cắt.
Tính lực cắt hoặc đột P (Newton) khi mặt cắt của chày và cối song song phụ thuộc vào kích thước chi tiết, chiều dày và cơ tính vật liệu. Có thể dùng công thức sau:
– Khi cắt đường tròn : P = 1,25dScp (N)
– Khi cắt đường bất kỳ : P = 1,25LScp (N)
S : chiều dày phôi (mm)
d : đường kính phôi hoặc lỗ đột (mm)
L : chu vi đường cắt (mm)
cp : giới hạn bền khi cắt (N/mm2)
1.2 Tạo lỗ bằng ngọn lửa cắt khí:
a. Thực chất: quá trình cắt bằng khí là sự đốt cháy kim loại bằng ôxy để tạo nên các ôxyt và các ôxyt này bị thổi đi để tạo thành rãnh cắt. Sự đốt cháy bằng dòng ôxy theo phản ứng sau:
Fe + 0,5O2 = FeO + 64,3 Kcal/phtg
3Fe + 2O2 = Fe3O4 + 266,9 Kcal/phtg
2Fe + 1/2O2 = Fe2O3 + 198,5 Kcal/phtg
Như vậy trong vùng nhiệt độ cao, phản ứng của quá trình cắt tạo nên 3 loại ôxyt FeO, Fe2O3, Fe3O4.
– Quá trình cắt bắt đầu bằng sự đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy (ôxy hoá mãnh liệt) nhờ ngọn lửa hàn, sau đó cho dùng ôxy thổi qua. Đốt nóng đến nhiệt độ cháy dùng nhiệt của phản ứng giữa 02 và C2H2 (hoặc các loại khí cacbua hydro khác). Khi đã đến nhiệt độ cháy, cho dòng ôxy nguyên chất kỹ thuật (98-99,7% O2) vào ở rãnh giữa của mỏ cắt và nó sẽ trực tiếp ôxy hoá kim loại tạo thành ôxyt sắt và thổi sỉ lỏng khỏi rãnh cắt. Trong đó khi cắt do có sự phân nhiệt nên giúp cho việc nung xung quanh đến nhiệt độ cháy, do đó dòng ôxy cứ tiếp tục mở để cắt cho đến khi kết thúc đường cắt.
– Sơ đồ quá trình khi cắt.

– Ngoài những yêu cầu cần thiết như mỏ hàn, mỏ cắt cần có mấy yêu cầu phụ sau đây:
1. Phải đảm bảo cắt được tất cả các hướng
2. Phải có tỷ lệ thích đáng giữa lỗ hỗn hợp nung nóng ôxy cắt.
3. Có thể điều chỉnh ngọn lửa và dòng ôxy cắt
4. Có bộ phận gá lắp để cắt vòng và lỗ
5. Các rãnh trong mỏ đặc biệt là rãnh ôxy có độ nhẵn cao.
6. Bộ mỏ cắt có nhiều đầu cắt để cắt các chiều dày khác nhau
7. Mỏ cắt phải có chiều dài lớn để đảm bảo khoảng cách từ tay đến đầu mỏ tránh bỏng.
8. Mỏ cắt có bộ phận bánh xe cắt ở đầu mỏ để đảm bảo khoảng cách không đổi từ mỏ đến vật cắt trong quá trình cắt.
– Sơ đồ của mỏ cắt bằng nhiên liệu khí được giới thiệu trên hình 1-3
Tay cần 9 và vỏ 10 trong có buồng hỗn hợp 14 nối với vỏ bằng ecu 13, mỏ hút 12 dẫn khí vào buồng hỗn hợp . Khí C2H2 vào mỏ cắt theo ống 8 còn O2 theo ống khác. O2 theo ống 7 ra theo 2 đường: một đường để tạo ngọn lửa nung nóng vật cắt được điều chỉnh bằng van 5 để vào rãnh của mỏ hút 12 hỗn hợp với C2H2 (điều chỉnh bằng van 11). Từ buồng hỗn hợp khí cháy theo ống 15 qua đầu mỏ cắt 2 và theo các lỗ của mỏ ngoài 16 và lỗ của mỏ trong 1 để tạo nên ngọn lửa nung nóng. Một đường khác ôxy theo ống 6 qua van 4 theo ống 3 để vào đầu mỏ cắt 2 qua rãnh giữa của mỏ trong 1 tạo nên dòng ôxy cắt.
– Điều chỉnh áp lực của ôxy và chọn số hiệu đầu mỏ cắt phụ thuộc chiều dày của kim loại
b. Điều kiện cắt:
Kim loại để cắt bằng khí phải thoả mãn những yêu cầu sau:
* Nhiệt độ chảy phải cao hơn nhiệt độ cháy với ôxy:
Đối với thép Cacbon thấp có lượng C<0,7% nhiệt độ cháy vào khoảng 1350C, còn nhiệt độ chảy gần 15000C nên thoả mãn điều kiện này. Đối với thép Cacbon cao, ví dụ: C = 1,1 1,2% nhiệt độ cháy gần bằng nhiệt độ chảy nên trước khi cắt cần phải đốt nóng đến 3006500C. Đối với thép Cacbon cao và thép hợp kim cao Crôm, Crôm-Niken, gang, kim loại màu muốn cắt phải dùng thuốc cắt.
* Nhiệt độ chảy của ôxyt kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ chảy của kim loại đó. Nếu ngược lại lớp ôxy tạo nên trên mặt kim loại vì không bị chảy ra nên khi thổi dòng ôxy sẽ ngăn crn việc ôxy hoà lớp kim loại phía dưới. Ví dụ thép cao Crôm, Crôm-Niken tạo nên Cr2O3 có nhiệt độ chảy 20500C, vì thế các kim loại này không thỏa mãn.
Nhiệt độ chảy của một số kim loại và ôxyt thường dùng trong kỹ thuật có thể tham khảo ở các bảng.
* Nhiệt lượng sinh ra khi kim loại cháy trong dòng ôxy phải đủ để duy trì quá trình liên tục . Ví dụ khi cắt các tấm mỏng bằng thép ít Cacbon nhiệt lượng sinh ra khi kim loại cháy trong ôxy đạt 70%, chỉ cần nhiệt lượng của ngọn lửa 30% nữa là đủ cắt tiếp tục.
* Tính dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, trường hợp cao quá thì nhiệt lượng bị truyền ra xung quanh làm cho nhiệt độ tại chỗ cắt không đủ hoặc gián đoạn quá trình cắt. Ví dụ: đồng, nhôm và hợp kim của chúng không thoả mãn điều kiện này.
* Ôxyt phải có tính chảy loãng cao để kim loại dễ dàng thổi khỏi rãnh cắt. Nếu ngược lại sẽ cản trở dòng ôxy tức là cản trở quá trình cháy. Ví dụ: gang chứa nhiều Silic sẽ tạo ra SiO2 khó cháy và độ sệt cao.
* Kim loại dùng để cắt phải hạn chế bớt nồng độ một số chất làm cản trở quá trình cắt (C, Cr, Si v.v….) và một số chất nâng cao tính sôi của thép (Mo, W v.v….)
– Từ những điều kiện trên ta thấy sắt và thép ít Cacbon hoàn toàn thỏa mãn điều kiện cắt. Lượng Cacbon càng tăng, quá trình cắt càng phức tạp. Ví dụ: khi C >0,7% cắt khó hơn vì cần nung nóng trước với nhiệt độ 300-6500C và C >11,2% thì không nên cắt.
– Đối với gang vì có SiO2 nhiệt độ chảy cao, sệt nên rất khó cắt.
– Thép hợp kim cao (Crôm và Crôm-Niken) bình thường không cắt được vì nhiệt độ chảy của ôxyt của này cao, ngăn cản quá trình ôxy hóa các lớp kim loại phía dưới. Kim loại màu như đồng, nhôm và hợp kim của chúng khó cắt vì nhiệt độ chảy của ôxyt của nó cao, tính dẫn nhiệt cao cản trở sự tập trung nhiệt độ ở chổ cắt.

1.3. Khoan lỗ:
– Khoan là một nguyên lý gia công kim loại nhằm phá vở kim loại tạo lỗ trên vật liệu đặc. Khoan lỗ đặc được thực hiện trên máy khoan, ngoài ra khoan còn được thực hiện rộng rãi và thường xuyên trên các loại máy tiện.
– Khoan có thể gia công được đồng thời độ cứng vững của dao, máy phải thật tốt. Khi khoan lỗ I 50 trên thép Cacbon có B = 500 600 MN/m2 (50 60 Kg/mm2) với S = 0,85 (mm/vg) thì lực chạy dao PY khoảng 3 tấn.
– Ngược lại khi đường kính quá nhỏ thì mủi khoan lại rất yếu, dể gẩy. Để giảm bớt giao động của mũi khoan mà đó là 1 trong những nguyên nhân gây nên làm cho mủi khoan dễ gãy, có thể dùng tốc độ vòng quay của mủi khoan cao và lượng chạy dao nhỏ.
-Sơ đồ gia công khi khoan.
+ Dụng cụ cắt:
– Mủi khoan: Là dụng cụ để khoan. Tuỳ theo công dụng có thể phân ra các loại: Mủi khoan dẹt, mủi khoan lỗ sâu, mủi khoan lỗ tâm, mủi khoan xoắn.
Mũi khoan lỗ sâu dùng để khoan các lỗ có tỷ số giữa chiều sâu lỗ và đường kính lớn hơn 5 (l/d>5) ta thường gặp loại này là mủi khoan nòng súng.
Mũi khoan lỗ tâm là mủi khoan chuyên dùng, dùng để khoan lỗ tâm làm lỗ định vị khi gia công trục.

– Sơ đồ mũi khoan ruột gà và mũi khoan lỗ tâm.

– Cấu tạo của mũi khoan xoắn:
– Về mặt kết cấu mũi khoan xoắn chia ra làm 3 bộ phận:
a) Phần cán l1: là bộ phận dùng lắp vào trục chính của máy khoan để truyền momen xoắn và truyền chuyển động khi cắt. Mủi khoan đường kính lớn hơn 20 mm có cán hình côn. Còn đường kính nhỏ hơn 10 mm có cán hình trụ .
b) Phần cổ dao l2: là phần nối tiếp giữa cán dao và phần làm việc, nó chỉ có tác dụng làm việc để thoát đá mài khi mài phần chuôi và phần làm việc. Thường ở đây người ta ghi ký hiệu mủi khoan.
c) Phần làm việc l3: gồm có phần trụ định hướng và phần cắt:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*