Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XOẮN THÉP
Người hướng dẫn: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH
Sinh viên thực hiện: HUỲNH VĂN THUẬN
TRẦN VĨNH THUYÊN
Đà Nẵng, 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÕA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠKHÍ
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên MSSV Lớp Khoa Ngành
Huỳnh Văn Thuận 101150099 15C1B Cơ Khí Công nghệ chế tạo máy
Trần Vĩnh Thuyên 101150051 15C1A Cơ Khí Công nghệ chế tạo máy
1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.
2. Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Công suất động cơ: 0.4 KW.
- Tốc độ: 1450 vòng/phút.
- Phôi lớn nhất có thể uốn đƣợc: phôi vuông đặt 12x12
- Các số liệu đƣợc tính chọn theo yêu cầu thực tế.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tínhtoán:
- Chƣơng 1: NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG.
- Chƣơng 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY.
- Chƣơng 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA MÁY.
- Chƣơng 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC.
- Chƣơng 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.
- Chƣơng 6: HƢỚNG DẪN VẬN HÀNH, BẢO DƢỠNG MÁY.
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
- Bản vẽ A0: 05 bản
6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình
7. Ngày hoàn thành đồ án: 5/12/2019
8. Họ và tên giáo viên ký duyệt: ThS. Trần Ngọc Hải
9. Ngày ký duyệt: 8/12/2019
Đà Nẵng, ngày 7 tháng 12 năm 2019
Giáo viên duyệt
ThS. Trần Ngọc Hải
Giáo viên hƣớng dẫn
PGS.TS Lƣu Đức Bình
DUT-LRCC

TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
“ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XOẮN THÉP”
Họ tên sinh viên: Huỳnh Văn Thuận MSSV: 101150099 Lớp: 15C1B
Họ tên sinh viên: Trần Vĩnh Thuyên MSSV: 101150051 Lớp: 15C1A
Khoa: Cơ Khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy
GV hƣớng dẫn: PGS.TS Lƣu Đức Bình
GV duyệt: ThS. Trần Ngọc Hải
NỘI DUNG ĐỀ TÀI:
1. Nhu cầu thực tế của đề tài:
Hiện nay các sản phẩm xoắn đƣợc ứng dụng rất rộng rải trong lĩnh vực thép mỹ
thuật.
Trên những ngôi nhà hiện nay xuất hiện rất nhiều loại cầu thang thép mỹ thuật,
cổng thép nghệ thuật, hàng rào thép nghệ thuật….có dạng hình xoắn. Để đáp ứng
đƣợc nhu cầu trên thì việc chế tạo ra các máy móc, thiết bị có thể xoắn thép là rất
cần thiết.
2. Phạm vi nghiên cứu đề tài:
Trên cơ sở thiết kế tiến hành chế tạo máy thực tế.
3. Nội dung đề tài đã thực hiện:
 Thuyết minh: 01 bản
 Số bản vẽ: 06 bản
 Mô hình: 01 máy
 Slide thuyết trình: 01 bản
4. Kết quả đạt đƣợc:
 Phần lý thuyết tìm hiểu:
 Tổng quan về các sản phẩm xoắn và nhu cầu sản xuất
 Tổng quan về nguyên công xoắn
 Thiết kế máy
 Tính toán, thiết kế chi tiết trục
 Hƣớng dẫn vận hàng và bảo dƣỡng máy
 Phần mô hình:
Đã hoàn thiện máy nhƣ trong tính toán thuyết minh và tiến hành chạy thử nghiệm
thành công.
Đà Nẵng, Ngày 5 tháng 12 năm 2019
Nhóm sinh viên thực hiện:
Sinh viên
Trần Vĩnh Thuyên
Sinh viên
Huỳnh Văn Thuận
DUT-LRCC

SV H: Huỳ Vă uậ GVHD: PGS. S Lưu Đứ Bì i
rầ Vĩ u ê
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM TRANG TRÍ BẰNG KIM LOẠI2
1.1 Một số vật liệu chuyên dùng cho việc sản xuất sản phẩm trang trí.......................2
1.2 Phạm vi sử dụng của sắt xoắn................................................................................7
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY XOẮN THÉP...............................................................8
2.1 Tính chọn nguyên lý máy xoắn sắt........................................................................8
2.1.1 Các phƣơng án xoắn sắt. ................................................................................8
2.1.2 Nguyên lý xoắn. .............................................................................................9
2.1 Tính chọn phƣơng án dẫn động của máy.............................................................10
2.3 Thiết kế và tính toán các chi tiết của máy. ..........................................................11
2.3.1 Tính toán lực xoắn........................................................................................11
2.3.2 Tính chọn động cơ hộp giảm tốc..................................................................12
2.3.3 Tính chọn bộ truyền bánh răng. ...................................................................13
2.3.4 Thiết kế trục. ................................................................................................16
2.3.5 Thiết kế gối đỡ trục. .....................................................................................21
2.3.6 Thiết kế các chi tiết của máy.......................................................................22
CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC...................29
3.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kĩ thuật các bề mặt cần gia công..................29
3.2 Trình tự các nguyên công gia công......................................................................29
3.3. Lập quy trình công nghệ, chọn máy, dao cho từng nguyên công.......................30
3.4 Tra lƣợng dƣ cho từng bƣớc công nghệ...............................................................34
3.4 Tra chế độ cắt cho từng bƣớc công nghệ.............................................................35
3.5 Thời gian cơ bản cho từng nguyên công..............................................................38
CHƢƠNG 4: TÍNH CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .............................................42
4.1 Một số hệ thống điều khiển..................................................................................42
4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển máy........................................................................42
4.3 Thiết kế hệ thống điều khiển máy........................................................................43
DUT-LRCC

SV H: Huỳ Vă uậ GVHD: PGS. S Lưu Đứ Bì ii
rầ Vĩ u ê
CHƢƠNG 5: HƢỚNG DẪN VẬN HÀNH, BẢO DƢỠNG MÁY..............................49
5.1 Hƣớng dẫn cách sử dụng. ....................................................................................49
5.1.1 Kiểm tra máy trƣớc vận hành.......................................................................49
5.1.2 Chạy thử máy. ..............................................................................................49
5.1.3 Cách vận hành. .............................................................................................49
5.1.4 Dừng máy và kiểm tra..................................................................................50
5.2 Hƣớng dẫn bảo trì sửa chữa.................................................................................50
DUT-LRCC

SV H: Huỳ Vă uậ GVHD: PGS. S Lưu Đứ Bì 1
rầ Vĩ u ê
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp ngành là môn học cuối cùng của mỗi sinh viên trƣớc khi ra
trƣờng. Nó trang bị cho sinh viên đầy đủ kiến thức tổng hợp đã học đƣợc trong 4 năm
qua, giúp củng cố lại kiến thức đã học tại giảng đƣờng và là hành trang hữu ích cho
sinh viên trong quá trình làm việc sau này. Đối với sinh viên khoa Cơ khí chế tạo máy,
sau khi đã hoàn thành hết các chƣơng trình học tại trƣờng, chúng em đƣợc thầy giáo
hƣớng dẫn giao nhiệm vụ đề tài đồ án tốt nghiệp “
thép”.
Sau một thời gian tìm hiểu và làm việc dƣới sự giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình của thầy
giáo PGS.TS Lưu Đứ Bì chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của
mình. Em hy vọng với đề tài này sẽ giúp em kiểm tra lại kiến thức đã học đƣợc và
trang bị thêm kiến thức để làm nền tảng cho em sau này. Đây là lần đầu tiên chúng em
thiết kế đề tài có kiến thức tổng hợp khá rộng và do hiểu biết còn hạn chế nên sẽ
không tránh những thiếu sót trong quá trình làm đồ án rất mong đƣợc thầy góp ý thêm.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM TRANG TRÍ
BẰNG KIM LOẠI
1.1 Một số vật liệu chuyên dùng cho việc sản xuất sản phẩm trang trí.
Ngày nay kim loại là một phần không thể thiếu đối với con ngƣời, 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 … còn đóng góp trong sự tiến hóa của loài
ngƣời. Có thể nói tầm quan trọng của kim loại với con ngƣời là rất lớn. Với nhu
cầu của xã hội hiện nay, khi đời sống con ngƣời ngày càng đi lên, nhu cầu về thẩm
mỹ trang trí càng cao, đặt biệt là ngay trong không gian sống của chính chúng ta,
chính vì vậy hiện nay ngành sản xuất và trang trí nội ngoại thất bằng kim loại rất
phát triển, việc sử dụng các sản phầm bằng kim loại áp dụng vào các vật dụng
trong nhà của mình nhƣ bàn, ghế, cầu thang, lang cang,.. và các ngoại thất nhƣ
hàng rào, cổng ngõ ,…các sản phẩm đƣợc sản xuất rất đa dạng về vật liệu cũng nhƣ
mẫu mã rất phong phú để đáp ứng đc nhu cầu rất cao về thẩm mỹ. Đặc biệt các sản
phẩm trang trí bằng kim loại đƣợc sử dụng phố biến và rộng rãi thƣờng dùng các
vật liệu bền , rẻ , dễ chế tạo nhƣ: thép, gang, đồng, nhôm…
 Một số hình ảnh về sản phẩm đúc chế tạo từ gang : các bông gang đúc
Hình ảnh Bông gang đúc có thiết kế lạ mắt
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Hình ảnh Bông gang đúc hình tròn thích hợp làm cổng
Hình ảnh một số mẫu bông gang đúc
Bông gang đúc là sản phẩm đƣợc dùng để trang trí căn nhà của bạn thêm
đẹp, đƣợc sử dụng để làm nên các sản phẩm nhƣ bàn ghế, lan can, cổng, cầu
thang.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
 Một số sản phẩm chế tạo từ nhôm đúc:
Hình ảnh Cổng nhôm đúc
Hình ảnh Bàn ghế được làm từ nhôm đúc
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Không chỉ có tác dụng bảo vệ và trang trí ngôi nhà, các sản phẩm từ nhôm đúc
còn đƣợc xem nhƣ một vật trang trí đắt tiền, khẳng định đẳng cấp của gia chủ,
hoàn thiện không gian ngôi nhà của bạn. Các sản phẩm từ nhôm đúc cực kỳ bền,
do ở ngoài khí quyển, nhôm phản ứng với oxi tạo nhôm oxit, bảo phủ lấy bề mặt
cổng, có tác dụng chống oxi hoá, ăn mòn qua thời gian. Đây là ƣu điểm tuyệt vời,
đảm bảo đƣợc tính thẩm mỹ của sản phẩm bất chấp thời tiết khắc nghiệt và sự bào
mòn nghiệt ngã của thời gian.
 Đặc biệt vật liệu đƣợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay ,phù hợp với đa số ngƣời
dân nƣớc ta lại là sắt thép, ngày nay công nghệ đƣợc phát triển rất nhanh đƣợc áp
dụng vào chế tạo cơ khí nên hiện nay các sản phẩm trang trí làm bằng sắt, thép
rất nhiều mẫu mã và đa dạng đáp ứng đƣợc nhu cầu thẩm mỹ của ngƣời tiêu
dùng. Trong đó các sản phẩm xoắn từ sắt thép đƣợc coi là một sản phẩm có tính
thẩm mỹ cao và đƣợc rất nhiều ngƣời ƣa dùng.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Hiện nay các sản phẩm xoắn đã và đang đƣợc ứng dụng rất rộng rải và đóng
vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày từ các chi tiết máy đến các sản phẩm
trong sinh hoạt nhƣ bàn, ghế, lan can, cửa ngõ, hàng rào… Hơn nữa nhu cầu của
con ngƣời ngày càng tăng lên; các đồ dùng, vật dụng trong sinh hoạt hàng ngày
không những phải đáp ứng nhu cầu sử dụng mà còn phải có tính thẩm mỹ và theo
xu hƣớng. Từ đó, các vật dụng tƣởng chừng đơn giản nhƣ bàn, ghế, lan can, cửa
ngõ, hàng rào, … ngày càng đƣợc thay đổi mẩu mã, kiểu dáng nhằm đáp ứng đƣợc
thị hiếu của ngƣời tiêu dùng. Việt Nam hiện nay đang trong thời kỳ hội nhập kinh
tế phát triển. Nhu cầu xây dựng nhà cửa phát triển. Ngƣời dân hƣớng tới coi trọng
vẻ đẹp không gian nhà cửa của mình. Chính vì vậy ngành xây dựng nhà cửa cũng
phải thay đổi mẫu mã hội nhập các tinh hoa nghệ thuật trong nƣớc cũng nhƣ của
nƣớc ngoài để thiết kế ra những bộ cửa có những đƣờng nét hoa văn nghệ thuật
đặc sắc giúp cho không gian nhà càng thêm nét đẹp.
Trên thị trƣờng hiện nay ngành cơ khí sản xuất cửa và đồ dùng phục vụ đời
sống cũng rất phát triển đi đôi với ngành xây dựng. Các kiểu song thẳng đơn giản
nhã nhặn theo phong cách châu âu cũng rất đƣợc ƣa chuộng nhƣng với ngƣời châu
á kiểu cách hoa văn đã thấm nhuần trong tâm trí mỗi chúng ta.
Các sản phẩm xoắn.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
1.2 Phạm vi sử dụng của sắt xoắn.
Để làm lên một bộ cửa hàng rào, lang can có nhiều đƣờng nét hoa văn phức
tạp một ngƣời thợ rèn có tay nghề cao và phải làm rất lâu và tốn rất nhiều công
sức mới có thể hoàn thành. Chính vì vậy với sự phát triển của khoa học kỹ thuật,
đặc biệt là ngành chế tạo máy cần thiết để chế tạo ra máy xoắn sắt nghệ thuật để
giải phóng sức ngƣời đồng thời tăng năng suất mà chất lƣợng đạt đƣợc rất cao.
Trên thị trƣờng hiện nay máy uốn sắt của Việt Nam hiện nay là rất
ít.Thƣờng là nhập khẩu của nƣớc ngoài với giá bán từ 60 triệu trở lên. Với giá cao
nhƣ vậy để một xƣởng cơ khí tƣ nhân nhỏ lẻ để đầu tƣ mua máy thì không hiệu
quả vì vốn đầu tƣ ban đầu cao mà thu lại thì vốn nâu. Chính vì vậy vận dụng vào
các kiến thức đã đƣợc học và sự hƣớng dẫn của Thầy PGS.TS Lƣu Đức Bình bọn
em muốn thiết kế máy xoắn sắt nghệ thuật có giá thành rẻ hơn nhiều lần so với
máy nhập khẩu mà vẫn đảm bảo đƣợc chất lƣợng và năng xuất giúp các xƣởng cơ
khí sản xuất cửa tƣ nhân có thể đầu tƣ đƣợc cơ khí hóa trong sản xuất giải phóng
sức lao động cơ bắp,an toàn trong sản xuất.
Dựa trên những phân tích, tính toán và nhu cầu sử dụng sản phẩm đề tài :
“Thiết kế và chế tạo máy xoắn sắt ” đƣợc thiết kế để đáp ứng nhu cầu thiết yếu
trên.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY XOẮN THÉP
2.1 Tính chọn nguyên lý máy xoắn sắt.
2.1.1 Các phƣơng án xoắn sắt.
Chi tiết dạng xoắn: kích thƣớc lớn nhất 12x12
Các phƣơng án xoắn
 Phƣơng án 1: Xoắn thép bằng tay
- Xoắn nguội bằng sức ngƣời : Là một phƣơng pháp ít đƣợc sử dụng trong sản xuất
đại trà, chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc số lƣợng nhỏ.
+ Ƣu điểm: Chế tạo đơn giản, chi phí sản xuất thấp.
+ Nhƣợc điểm: Năng xuất thấp, tốn sức lực ngƣời lao động nhiều, thời gian làm ra
sản phẩm chậm.
- Xoắn nhiệt bằng sức ngƣời: Phƣơng pháp này dùng biện pháp nung đến nhiệt độ
làm cho phôi dẻo. Khi đó dùng phôi xoắn nhƣ phƣơng pháp xoắn nguội bằng tay.
+ Ƣu điểm: Thời gian xoắn đƣợc cải thiện, ít tốn sức lực con ngƣời.
+ Nhƣợc điểm: Phức tạp, rƣờm rà phải qua nhiều công đoạn, tốn nguyên liệu để
đung nóng phôi.
 Phƣơng án 2: Xoắn thép bằng máy
- Xoắn nguội bằng máy: Phƣơng pháp này đƣợc đang sử dụng rộng rải hiện nay.
Dùng trong sản xuất hoàn loạt.
+ Ƣu điểm: Năng suất cao, không tốn sức lao động, tháo tác nhanh.
+ Nhƣợc điểm: Khó kiểm soát vòng quay, chế tạo phức tạp tốn kém .
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
- Xoắn nóng bằng máy: Phƣơng pháp này thƣờng dùng xoắn đối với những vật liệu
phôi cứng. Ví dụ nhƣ gang, thép cƣng. Thƣờng dùng để chế tạo mũi khoan …
* Kết luận: Ta dùng phƣơng án 2: Xoắn nguội bằng máy, Với chi tiết sắt xoắn để
trang trí thì không cần độ chính xác cao, và có độ cứng lớn nên có thể chấp nhận
đƣợc độ vênh nhẹ.
2.1.2 Nguyên lý xoắn.
Bƣớc 1: Cho thanh vào vị trí chuẩn bị, cho chúng kẹp chặt vào dƣỡng, 1 đầu
trục xoắn và 1 đầu tiếp theo cố định vào phiến tì.
Bƣớc 2: Khởi động máy xoắn, chi tiết bị trục chính xoắn
Bƣớc 3: Đạt đƣợc kích thƣớc nhƣ yêu cầu ta dừng máy và tháo dƣỡng kẹp ra
khỏi phiến tì rồi rút chi tiết ra.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
2.1 Tính chọn phƣơng án dẫn động của máy.
Các phƣơng án dẫn động của máy
- Phương án dẫn động bằng dây đai.
Bộ truyền đai khi uốn hay sảy ra hiện tƣợng trƣợt khi tải nặng hoặc tải đột ngột sẽ
bị trƣợt.
Hệ thống truyền tải cồng kềnh. Và độ rung động khi làm viêc cao.
- Phương án dẫn động bằng xích.
Bộ truyền dẫn động bằng xích truyền lực khỏe nhƣng bộ truyền cồng kềnh gây
tiếng ồn và dung động lớn khi làm việc.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
- Phương án dẫn động bằng bánh răng.
Sơ đồ nguyên lý máy xoắn sắt dẫn động bằng ăn khớp bánh răng.
Thiết kế nhỏ gọn truyền lực khỏe giảm rung động và tiếng ồn khi làm việc.
 Để đảm bảo yêu cầu trong thiết kế ta chọn dẫn động bằng ăn khớp bánh răng vì
nó có thiết kế nhỏ gọn, tỉ số truyền chính xác hơn bộ truyền xích và đai, lập trình máy
chạy đếm số vòng chính xác không sai lệch.
2.3 Thiết kế và tính toán các chi tiết của máy.
2.3.1 Tính toán lực xoắn.
Phôi đƣợc chọn có kích thƣớc lớn nhất 12x12 mm dùng vật liệu CT3, SS400
 Mô hình tính toán:
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
- Tại tâm hình vuông ứng suất tiếp có giá trị lớn nhất :
[ với
- góc xoắn trên một đơn vị dài :
với
- vì là có mặt cắt ngang là hình vuông các hằng số bằng:
 Tính momen xoắn cho phép của phôi Mz:
Phôi bằng thép có    
2 0
40 / m ; 0,3
 
 
MN
m ; 10 2
8.10 / m
G N

- Monmen xoắn xác định theo điều kiện bền:
- Monmen xoắn xác định theo điều kiện cứng:
(Nm)
Nhƣ vậy muốn xoắn đƣợc phôi thì phải tạo ra 1 momen xoắn: Mz > 15(Nm)
2.3.2 Tính chọn động cơ hộp giảm tốc.
- Với momen xoắn Mz > 15(Nm) Ta chọn động cơ 3 pha có công suất 0.37
KW , 0.5 Hp, tốc độ đầu ra 1450 vòng/phút
- Hộp giảm tốc có tỉ lệ 1/60 Tốc độ đầu ra của hộp giảm tốc : 1450/60=24
vòng/phút
- Hiệu suất của bộ truyền 95% => công suất trục ra =0.37x95%=0.35
Nhƣ vậy momen xoắn đƣợc tạo ra bởi động cơ và hộp giảm tốc là:
- Chọn hộp giảm tốc:
+ Để thỏa mãn cho máy nhỏ gọn ta chọn hộp giãm tốc gắng liền với động
cơ. Với ƣu điểm là hiệu suất truyền cao hơn , nhỏ gọn, dễ tháo lắp.
+ Để thỏa mãn nhƣ trong yêu cầu thiết kế ta chọn hộp giảm tốc có trục ra
vuông góc với trục động cơ. Nên ta chọn hộp giảm tốc trục vít bánh vít.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
2.3.3 Tính chọn bộ truyền bánh răng.
Số liệu ban đầu:
+ Công suất truyền :0.37 KW
+ Số vòng quay đầu ra động cơ hộp giảm tốc : 24 vòng/phút
+ Tỉ số truyền : u = (vì yêu cầu số vòng ra của trục chính bằng 18
vòng/phút)
a) Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu làm Bánh nhỏ: Thép 45 thƣờng hóa
Bánh lớn: Thép 35 thƣờng hóa.
Vật liệu
Giới hạn bền
(N/
Giới hạn chảy
(N/
Độ cứng
Thép 45 600 300 200 HB
Thép 35 500 260 170HB
b) Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.
 Ứng suất tiếp xúc cho phép
Số chu kì chịu tải tƣơng đƣơng Ntđ2 của bánh lớn (CT 3-4,TKCTM) :
Ntd2=5.300.12.60.18.[13
.0,3 + (0,5)3
.0,7]=7533000
=> Ntd1= Ntd2. =10044000
Do đó hệ số chu kỳ ứng suất kN=1
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn (bảng 3-9,TKCTM)
[σ]tx2=2,6.170 = 442 N/mm
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ
[σ]tx2=2,6.200 = 520 N/mm
Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là [σ]tx2 = 442 N/mm
 Ứng suất uốn cho phép
- Giới hạn mỏi uốn của thép 45 [σ]-1=0,43.600=258 N/mm2
- Giới hạn mỏi uốn của thép 35 [σ]-1=0,43.500=215 N/mm2
- Hệ số an toàn N=1,5 ; hệ số tập trung ứng suất ở chân răng Kσ=1,8
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
- Vì ứng suất uốn thay đổi đổi chiều cho nên dùng (công thức 3-6 ,TKCTM )
để tính ứng suất uốn cho phép.
Bánh nhỏ: [σ]u1= =143,3 N/mm2
Bánh lớn: [σ]u2= =119,4 N/mm2
c) Chọn bánh răng có các thông số.
- Môđun pháp tuyến: Mn = 2 (mm)
- Số răng: ta có tỉ số truyền u =
Z1 = 49 (răng), Z2 =67 (răng)
- Góc ăn khớp: = 20 °
- Góc nghiêng:   0
- Đƣờng kính vòng chia:

= = 98 (mm)

= = 134 (mm)
- Đƣờng kính vòng lăn
dw1 = d1 +[2y/(z2 + z1)]d1= 98 + [2x1 /(49+67)]98 = 99.69mm
dw2 = d2 +[2y/(z2 + z1)]d2= 137 + [2x1 /(49+67)]137 = 139.36 mm
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
- Đƣờng kính vòng chân răng:
df1 = d1 -(2,5-2x1)m = 98 - (2,5- 2x0.285) x3= 93.21 (mm)
df2 = d2 -(2,5-2x2)m =285 - (2,5- 2x0.77) x3=282.12 (mm)
- Khoảng cách trục : =116 mm
- Chiều rộng bánh răng : B= 25 mm
- Vận tốc vòng của bánh răng: v = = 0.125 (m/s)
- Với vận tốc này theo bảng 3-11 có thể chọn cấp chính xác 9
Hệ số tải trọng K = Ktt.Kđ = 1,3
d) Kiểm nghiệm sức bền.
 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
- Hệ số dạng răng (bảng 3-18,TKCTM)
- Bánh nhỏ y1 = 0.49
- Bánh lớn y2 = 0.503
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn (CT 3-34,TKCTM) đối với :
+ Bánh nhỏ : σu1 = =57 N/mm2
< [σu1] = 143,3 N/mm2
+ Bánh lớn : σu2 = σu1. =57. = 55 N/mm2
< [σ]u2 = 119,4 N/mm2
 Kiểm nghiệm sức bền răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn.
- Ứng suất tiếp xúc cho phép (CT 3-43,TKCTM)
+ Bánh nhỏ : [σtxqt1] = 2,5.520 = 1300 N/mm2
+ Bánh lớn : [σtxqt2] = 2,5.442 = 1105 N/mm2
Ứng suất uốn cho phép (CT 3-46,TKCTM)
Bánh nhỏ : [σuqt1] = 0,8.300 = 240 N/mm2
Bánh lớn : [σuqt2] = 0,8.2600 = 208 N/mm2
Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc (CT 3-13 và 3-41,TKCTM)
σtxqt = √ = 1032 N/mm2
trong đó hệ số quá tải Kqt=1,8 . Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho
phép của bánh nhỏ và bánh lớn.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
 Kiểm nghiệm sức bền uốn (CT 3-38 và 3-42,TKCTM).
Bánh nhỏ : σuqt1 = 57.1,8 = 102,6 N/mm2
< [σuqt1] = 240 N/mm2
Bánh lớn : σuqt1 = 55.1,8 = 99 N/mm2
< [σuqt1] = 208 N/mm2
e) Tính lực tác dụng lên trục.
- Lực vòng : P = = 1421 N
- Lực hƣớng tâm : Pr = P.tan = 517 N
2.3.4 Thiết kế trục.
- Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45, tôi cải thiện với cơ tính:
750
b
  N/mm2
, 450
ch
  N/mm2
- Tính sơ bộ.
3
.
N
d C
n
 ( Công thức 7-2,TKCTM)
 d 37mm
Chọn trục rỗng có đƣờng kính ngoài dng=48mm ; đƣờng kính trong dtr=30mm
Ta có:
Mx = = 185694 N.mm
Trong đó: + N= 0,35 Kw- Công suất.
+ n= 18 vòng/phút.
+ C =140.
- Tính gần đúng.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
- Tính phản lực liên kết tại các gối đỡ:
Ta có Fx1 = Fy1 = 15000/25=600 N
P1= 1421 N ; Pr1 = 517 N
+ Xét mặt phẳng YOZ.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
 0
Ry 
  Pr1 – RBy + RCy - Fy1 = 0
 RBy - RCy = Pr1+ Fy1 = -83N
 0
By
M 
  Pr1 .37.5 - RCy.130 + Fy1.180 =0
 RCy = 979.9 N
 RBy = 896.9 N
+ Xét mặt phẳng XOZ.
 0
Rx 
  P1 - RBx + RCx – Fx1 = 0
 RBx - RCx = 821 N
 0
Bx
M 
  P1.37,5 - RCx.130 + Fx1.180 = 0
 RCx = 1240 N
 RBx = 2061 N
- Tính momen uốn tổng cộng:
+ Tại tiết diện a-a.
Mu.a-a = √ = √ = 56704.7 Nmm
+ Tại tiết diện b-b.
Mu.b-b = √ = √ = 42426.4 Nmm
+ Đƣờng kính trục ở tiết diện a-a:
d √ mm
√ = √ =100068 Nmm
Tỷ số = 30/50 =0,6
Ứng suất cho phép = 50 N/mm2
(thép c45)
Thay các trị số vào ta đƣợc : d 28,4 (mm)
 chọn tiết diện lắp ổ bi d = 50 mm
+ Đƣờng kính trục ở tiết diện b-b:
d √ mm
√ = √ =100068 Nmm
Tỷ số = 30/50 =0,6
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Ứng suất cho phép = 50 N/mm2
(thép c45)
Thay các trị số vào ta đƣợc : d 27,7 (mm)
 chọn tiết diện lắp ổ bi d = 50 mm
Chọn
+ tiết diện lắp bánh răng d = 48 mm
+ tiết diện lắp đầu kẹp d = 50 mm
- Tính then
Để cố định bánh răng theo phƣơng tiếp tuyến nói cách khác để truyền
momen xoắn và truyền chuyển động từ trục tới bánh răng hoặc ngƣợc lại ta
dung then.
Đối với các trục của máy ta chọn các then có kích thƣớc nhƣ sau:
 Đối với các vị trí lắp bánh răng trên trục ra của động cơ hộp giảm tốc là
28mm
Theo bảng 7-23 (TTTK CTM Nguyễn Trọng Hiệp) chọn then có :
+ Bề rộng của then b = 8
+ Chiều cao then h = 7
+ Chiều sâu rãnh then trên trục t= 4,0
+ Chiều sâu rãnh then trên lỗ t1 = 3.1
+ Chiều sâu then k = 3
+ Chiều dài then là l = 25 mm
+ Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức:
 
2 x
d d
M
dkl
 
 
Với: Mx = 139000 N.mm
d = 28 mm
k = 3 mm
l = 25 mm
  150
d
  N/mm2
 =66.2 N/mm2
<  150
d
  N/mm2
Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo công thức:
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
 
2
d. .
x
d d
M
bl
 
 
Với: Mx = 139000 N.mm
d = 28 mm
b = 8 mm
l = 25 mm
  120
d
  N/
 = 49 N/ <   120
d
  N/
 Đối với các vị trí lắp bánh răng trên trục chính có d = 48mm
Theo bảng 7-23 TTTK CTM Nguyễn Trọng Hiệp chọn then có :
+ Bề rộng của then b = 14
+ Chiều cao then h = 9
+ Chiều sâu rãnh then trên trục t= 5
+ Chiều sâu rãnh then trên lỗ t1 = 4,1
+ Chiều sâu then k = 4,2
+ Chiều dài then là l = 25 mm
+ Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức:
 
2 x
d d
M
dkl
 
 
Với: Mx = 139000 N.mm
d = 48 mm
k = 4,2 mm
l = 25 mm
  150
d
  N/mm2
 =34 N/mm2
<  150
d
  N/mm2
Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo công thức:
 
2
d. .
x
d d
M
bl
 
 
Với: Mx = 95207 N.mm
d = 48 mm
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
b = 14 mm
l = 25 mm
  120
d
  N/
 = 11,3 N/ <   120
d
  N/
2.3.5 Thiết kế gối đỡ trục.
Trên các trục làm việc do không có lực dọc trục nên ta sử dụng loại ổ bi đỡ
Ta có hệ số khả năng làm việc theo công thức [8-1,TKCTM]:
C = Q Cbang
Với n = 18 vòng/ph
h = 10500 giờ
Q tính theo công thức [8-6,TKCTM] Q= (Kv.R + m.At).Kn.Kt
Hệ số m chọn theo bảng m = 1.5
K = 1 do tải trọng tĩnh
K = 1 nhiệt độ làm việc dƣỡi 100 0
K = 1 vòng trong của ổ quay
RB = √
= √ = 2247 N
RD = √
= √ = 1580 N
 Tính cho gối đỡ tại B vì RB lớn hơn
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Vì A = 0 nên ta có Q = 224daN
 C = Q =224 = 8574
Tra bảng 14P ,TKCTM, ứng với d = 50 mm chọn ổ bi cỡ nhẹ có kí hiệu 210 có
C = 42000
Đƣờng kính ngoài D = 90 mm, chiều rộng ổ bi B = 20mm.
2.3.6 Thiết kế các chi tiết của máy.
a) Thiết kế dưỡng kẹp .
- Chọn vật liệu: thép SKD11 đã nhiệt luyện .
+ Thép SKD11 là mác thép theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản. Đây là dòng
thép sử dụng để chế tạo các loại khuôn mẫu ( Khuôn đột dập, khuôn dập nguôi,
..... với những đặc tính về độ chống mài mòn cao, độ thấm tôi tuyệt vời, ứng
xuất tôi thấp nhất.
+ Độ cứng: 58-60 HRC.
+ Thành phần cấu tạo : Hàm lƣợng thành phần các nguyên tố : 1.4-1.6%C,
0.6%Mn, 11-13%Cr, 0.8-1.2%Mo.
- Ta có các tiết diện chi tiết cần xoắn :
12.0
12.0
Với chi tiết có tiết diện chi tiết là 12x12 và 25x3 ta thiết kế dƣỡng kẹp nhƣ sau:
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Ta thiết kế làm 2 nửa cho dễ tháo lắp và chế tạo.
- Phƣơng pháp chế tạo : để có độ chính xác cao ta dùng phƣơng pháp cắt dây
b) Thiết kế đầu giá kẹp tĩnh.
- Đầu giá kẹp tĩnh có nhiệm vụ truyền momen xoắn của động cơ sang mỏ kẹp
để xoắn phôi.
Tính công nghệ:
+ Tối ƣu hóa đƣợc lực truyền momen uốn của động cơ tới mỏ kẹp.
+ Đảm bảo khả năng kẹp chặt mỏ kẹp khi uốn không bị rung động hoặc
trƣợt mỏ kẹp ra ngoài.
50
1.9
8.3
5.0
20
4.4
40
40
50
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Phƣơng án thiết kế:
- Ta chia thành 2 nữa để gia công sau đó hàn lại với nhau :
+ Đầu nối trục :
Chọn phôi có kích thƣớc :
 Đƣờng kính ngoài 85 mm
 Đƣờng kính trong 45 mm
 Dài 40 mm
Sau đó tiện đƣờng kính ngoài còn 80mm , khoét đƣờng kính trong tới
50mm, tiếp tục khoan và taro 2 lỗ M6
+ Đầu nối mỏ kẹp:
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Theo thiết kế mỏ kẹp uốn xoắn ta có phƣơng pháp chế tạo dƣỡng nhƣ sau:
 Trong trục ta thiết kế 1 lỗ vuông 50x50x40.
 Lỗ vuông này ta dùng phƣơng pháp cắt dây
Nhiệm vụ là đầu nối truyền lực từ trục chính vào mot kẹp khi xoắn.
- Sau khi chế tạo đƣợc 2 đầu của đầu nối chung ta hàn lại và tiện bề mặt ngoài
của đầu nối ta đƣợc đầu nối :
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
c) Thiết kế giá đỡ mỏ kẹp động.
- Giá đỡ dƣỡng kẹp : dƣỡng đƣợc kẹp chặt bằng cách siết 2 bulong M12 lại
với nhau.
Chi tiết đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp cắt dây.
- Khi xoắn thép ,chiều dài phôi sẽ rút lại và đồng thời muốn thay đổi
chiều dài đoạn xoắn nên chúng ta phải làm cơ cấu di trƣợt cho giá đỡ.
Cơ cấu di trƣợt đƣợc thiết kế nhƣ sau:
d) Thiết kế đế và thân máy.
- Phần khung làm đế và thân máy đƣợc làm bằng thép tấm dày 8mm, ống
100x86
- Các tấm đƣợc tạo hình bằng phƣớng pháp cắt plasma.
- Ống tiện đƣờng kính trong để lắp ố bi
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
- Tạp hình thân áy bằng phƣơng pháp hàn.
+ Hình chiếu đứng
+ Hình chiếu bằng:
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
+ Hình chiếu cạnh:
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
CHI TIẾT TRỤC
3.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kĩ thuật các bề mặt cần gia công.
Ở các bề mặt lắp ghép nên yêu cầu độ chính xác cao về độ bóng bề mặt, yêu cầu
độ nhám bề mặt là cấp 7 (Ra = 1.25).
Các bề mặt còn lại thì không làm việc nên không yêu cầu về độ nhám bề mặt.
Bề mặt càng bóng thì khả năng chống mài mòn của chi tiết càng tốt nhƣng gia công
phức tạp chi phí cao không có tính kinh tế. Chi tiết có dạng trục với phôi ban đầu
đƣờng kính ngoài Ø60, đƣờng kính trong Ø30, dài 265mm. Ta dùng phƣơng pháp
gia công tiện cho các nguyên công gia công bề mặt Ø56, Ø50, Ø48, Ø44; rãnh then
14x5x35 ta có thể dùng phƣơng pháp phay.
3.2 Trình tự các nguyên công gia công:
- Chi tiết có chiều dài không lớn lắm, độ chênh lệch giữa các đƣờng kính bề
mặt trụ không quá nhiều nên ta có thể không cần nhiệt luyện trƣớc khi gia công. Từ
những phôi này ta gia công theo trình tự sau để đƣợc chi tiết.
- Trình tự các nguyên công:
+ Nguyên công 1: Gia công 2 mặt đầu
+ Nguyên công 2: Tiện các bề mặt trụ Ø50, Ø60, vát đầu trục 2x45°
+ Nguyên công 3: Tiện các tiện mặt trụ Ø50, Ø48, Ø44 và vát đầu trục 2x45°
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
+ Nguyên công 4: Gia công rãnh then 14x35
+ Nguyên công 5: Khoan và tarô 2 lỗ M8
+Nguyên công 6: Kiểm tra.
3.3. Lập quy trình công nghệ, chọn máy, dao cho từng nguyên công.
Nguyên công 1: Gia công 2 mặt đầu
- Định vị: Chi tiết đƣợc định vị trên 2 khối V ngắn khống chế 4BTD
- Kẹp chặt:
+ Cơ cấu kẹp bằng xylanh khí nén.
+ Phƣơng lực kẹp là thẳng đứng và hƣớng xuống dƣới.
- Chọn máy: Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm có kí hiệu là MP-
71M có các thông số:
+ Đƣờng kính gia công là 25 – 125 mm
+ Chiều dài chi tiết gia công là 200-500mm
+ Giới hạn chạy dao của dao phay là 6
+ Giới hạn số vòng quay của dao phay là 125- 712 (vòng/phut)
+ Số cấp tốc độ của dao khoan là 6
+ Giới hạn số vòng quay của dao khoan là 20-300 (vòng/phút)
+ Công suất động cơ phay -khoan là 7.5 – 2.2 KW
- Chọn Dao
+ Theo bảng 4-92/(STCNCTM-I): chọn dao phay mặt đầu bằng thép
gió, kích thƣớc: D = 63 mm, số răng: z = 14 răng.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Nguyên công 2: Tiện các bề mặt Ø56, Ø50, Ø48, vát mép 2x45°
- Định vị: Chi tiết đƣợc định vị bằng 2 mũi chống tâm, 1 mũi khía nhám cố định,
1 mũi tâm quay (khống chế 5BTD), để truyền moomen xoắn ta dung thêm tốc
cặp và mâm quay.
- Kẹp chặt: Bằng tốc cặp, có phƣơng chiều hƣớng vào tâm chi tiết
- Chọn máy: Chọn máy tiện T620, các thông số của máy
+ Đƣờng kính gia công lớn nhất = 400 mm
+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm là 1400mm
+ Số cấp tốc độ trục chính là 23
+ Giới hạn vòng quay trúc chính là 25-2000
+ Công suất động cơ là 10KW
- Chọn dao:
+ Bƣớc 1: Tiện thô, tinh các đoạn 50 56, 48
Tiện thô: (Bảng 4-6 STCNCTM I) Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc
nghiêng chính 90 bằng thép gió: h=16mm, b=10mm, L=100mm, n=4mm,
l=12mm, R=0.5mm.
Tiện tinh: (Bảng 4-5 STCNCTM I) Dao tiện ngoài thân thẳng gắn mảnh hợp
kim cứng:  = 450
, h=16mm, b = 20mm, n=6mm, l = 8mm, R =0,5mm.
+ Bƣớc 2: Vát mép 2x45°
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Nguyên công 3. Tiện các tiện mặt trụ Ø50, Ø48, rãnh 2mm và vát đầu trục 2x45°
-
- Định vị: Chi tiết đƣợc định vị bằng 2 mũi chống tâm, 1 mũi khía nhám cố định,
1 mũi tâm quay (khống chế 5BTD), để truyền moomen xoắn ta dung thêm tốc
cặp và mâm quay.
- Kẹp chặt: Bằng tốc cặp, có phƣơng chiều hƣớng vào tâm chi tiết
- Chọn máy: Chọn máy tiện T620, các thông số của máy
+ Đƣờng kính gia công lớn nhất = 400 mm
+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm là 1400mm
+ Số cấp tốc độ trục chính là 23
+ Giới hạn vòng quay trúc chính là 25-2000
+ Công suất động cơ là 10KW
- Chọn dao:
+ Bƣớc 1: Tiện thô, tinh 50
Tiện thô: (Bảng 4-6 STCNCTM I) Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc
nghiêng chính 90 bằng thép gió: h=16mm, b=10mm, L=100mm, n=4mm,
l=12mm, R=0.5mm.
Tiện tinh: (Bảng 4-5 STCNCTM I) Dao tiện ngoài thân thẳng gắn mảnh hợp
kim cứng:  = 450
, h=16mm, b = 20mm, n=6mm, l = 8mm, R =0,5mm.
+ Bƣớc 2: Tiện thô,tinh Ø48
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Tiện thô: (Bảng 4-6 STCNCTM I) Chọn dao tiện ngoài thân cong có
góc nghiêng chính 90 bằng thép gió: h=16mm, b=10mm, L=100mm,
n=4mm, l=12mm, R=0.5mm.
Tiện tinh: (Bảng 4-5 STCNCTM I) Dao tiện ngoài thân thẳng gắn
mảnh hợp kim cứng:  = 450
, h=16mm, b = 20mm, n=6mm, l = 8mm,
R =0,5mm.
+ Bƣớc 3: Tiện rãnh Ø44
Tiện rãnh thoát dao: (Bảng 4-10 STCNCTM I) Chọn dao cắt đứt bằng thép
gió có thông số: H=16mm, B=10mm, L=100mm, l=30mm, a=2.5mm,
r=0.2mm
+ Bƣớc 4: Vát mép trục 2x45°
Nguyên công 4: Gia công rãnh then 14x35
- Kẹp chặt:
- Chọn máy:
+ Máy phay 6H82 công suất động cơ là 4,5(kW)
- Chọn dao:
+ Theo bảng 4-71/(STCNCTM-I): chọn dao phay ngón hợp kim cứng, kích
thƣớc: D=14mm, l=18 mm, L=40 mm, số răng 5. Tuổi bền dao T=180 ph.
- Các bƣớc thực hiện:
+ Bƣớc 1: Phay thô rãnh then
+ Bƣớc 2: Phay tinh rãnh then
n
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Nguyên công 5: Khoan và tarô 2 lỗ M8
- Kẹp chặt:
- Chọn máy: Chọn máy khoan cần 2H53.
- Chọn dao: Theo bảng 4 – 41 trang 326 [ Sổ Tay CNCTM T1]
chọn mũi khoan có d=6.8 mm kiểu II có L=55 và l=22.
Tra bảng 4-136 trang 421 (STCNCTM tập 1).
Chọn dao taro có các thông số nhƣ sau:d=8,p=0,8,L=58,l=16,d1=7.
3.4 Tra lƣợng dƣ cho từng bƣớc công nghệ.
- Lƣợng dƣ gia công đƣợc xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần
bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì lƣợng dƣ quá lớn sẽ tốn
nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều đồng thời tốn năng lƣợng
điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng . . . dẫn đến giá thành tăng.
- Ngƣợc lại, lƣợng dƣ quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để
biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.
- Trong công nghệ chế tạo máy, ngƣời ta sử dụng hai phƣơng pháp sau đây
để xác định lƣợng dƣ gia công:
+ Phƣơng pháp thống kê kinh nghiệm.
+ Phƣơng pháp tính toán phân tích.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
 Phƣơng pháp thống kê kinh nghiệm xác định lƣợng dƣ gia công bằng kinh
nghiệm.Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là không xét đến những điều
kiện gia công cụ thể nên giá trị lƣợng dƣ thƣờng lớn hơn giá trị cần thiết.
 Ngƣợc lại, phƣơng pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các
yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.
Trong đồ án này làm theo phƣơng pháp tính toán phân tích.
3.4 Tra chế độ cắt cho từng bƣớc công nghệ.
Nguyên công 1: Gia công 2 mặt đầu
- Chiều sâu cắt t = 2,5 mm
- Chọn chế độ cắt khi phay mặt phẳng bằng dao dao tiện thân cong thép gió đầu
gắn mũi hợp kim cứng kích thƣớc: b=16 mm, h=10 mm, L=100 mm, φ=10o
- Chọn chế độ cắt khi tiện thô mặt ngoài bằng dao tiện thép gió.
- Lƣợng chạy dao S = 0,5 mm/vòng (bảng 5-11/STCNCTM-II)
- Tốc độ cắt V = 52 m/phút
Nguyên công 2: Tiện các bề mặt trụ Ø56, Ø50, Ø48 vát đầu trục 2x45°
* Bƣớc 1: Tiện Ø56
- Chiều sâu cắt t = 3 mm
- Chọn chế độ cắt khi tiện bán tinh mặt ngoài bằng dao tiện thép gió.
- Tốc độ cắt V = 54 m/phút (bảng 5-63/STCNCTM-II)
* Bƣớc 2: Tiện thô Ø50
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
* Bƣớc 4: Tiện tinh Ø50
- Chọn chế độ cắt khi tiện bán tinh mặt ngoài bằng dao tiện thép gió
- Lƣợng chạy dao S = 0,1 mm (bảng 5-13/STCNCTM-II)
* Bƣớc 6 : Vát mép 2x 45°
- Vận tốc cắt V = 37 m/ph (bảng 5-63/STCNCTM-II)
Nguyên công 3: Tiện các tiện mặt trụ Ø50, Ø48, rãnh Ø44 và vát đầu trục 2x45°
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
* Bƣớc 5: Tiện rãnh Ø44
- Chọn chế độ cắt khi tiện mặt phẳng bằng dao cắt đứt có b= 2 mm
- Chọn chế độ cắt khi tiện thô mặt ngoài bằng dao tiện thép gió
- Tốc độ cắt V = 52 m/phút
* Bƣớc 6 : Vát mép 2x 45°
- Lƣợng chạy dao S = 0,75 mm/vòng
- Vận tốc cắt V = 37 m/ph
Nguyên công 4: Phay rãnh then 14x35.
- Chọn chế độ cắt khi phay thép bằng dao phay ngón D= 14 mm
- Lƣợng chạy dao răng Sz = 0,1 mm/răng (bảng 5-163/STCNCTM-II)
→ Lƣợng chạy dao vòng S = Sz.z = 0,1.18 = 0,18 mm/vòng
→ Số vòng quay trục chính )
/
(
143
.
100
45
.
1000
.
1000
ph
vòng
D
V
nt 




[2]
→ chọn theo máy n = 175 vòng/phút
→ lƣợng chạy dao phút Sph = 0,8.175 = 140 mm/ph
- Công suất cắt N = 2,2 kW (bảng 5-167/STCNCTM-II)
- Lƣợng chạy dao:
Khoan Ø 6.8mm : Theo bảng 5-25 trang 21[ Sổ Tay CNCTM T2] : S= 0.2
mm/vg
- Chiều sâu cắt:
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
t = 0.5D với mũi khoan xoắn ruột gà.
t = 0.5x6.8 =3.4 mm
Chọn số vòng quay thực tế theo máy: ntt = 1360 v/p
Vận tốc cắt thực tế là: V =
. .
1000
tt
D n

=
.8,5.1360
1000

= 36,32 m/ph
3.5 Thời gian cơ bản cho từng nguyên công.
Nguyên công 1: Phay 2 mặt đầu
- Công thức tính thời gian là:
n
.
S
L
L
L
T 2
1
0



+ L là chiều dài bề mặt gia công, L = 28 mm
+ L1 là chiều dài ăn dao, 3
5
,
0
)
(
1 


 t
D
t
L [2]
+ L2 = 2 5 mm, chọn L2=4 , t = 4 mm
1 ( ) 0,5 3 4(40 4) 2 14
L t D t mm
        
)
(
11
,
0
350
.
10
.
12
,
0
4
14
28
01 phút
T 




Nguyên công 2: Tiện các bề mặt trụ Ø56, Ø50, Ø48 và vát đầu trục 2x45°
- Công thức tính thời gian là: i
n
S
L
L
T .
.
1
0


+ L là chiều dài bề mặt gia công
5
,
0
1 



tg
t
L
+ L2 = 1 3 mm, chọn L2 = 2, i = 1
* Bƣớc 1: Tiện thô Ø56.
t = 3 mm, φ = 10o
19
2
10
3
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
82
,
0
1
.
500
.
5
,
0
2
19
185
01 phút
T 




t = 2,5 mm, φ = 10o
16
2
10
5
.
2
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
23
,
0
1
.
500
.
5
,
0
2
16
40
01 phút
T 




DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
t = 0,5 mm, φ = 10o
8
.
4
2
10
5
,
0
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
19
,
0
1
.
500
.
5
,
0
2
8
,
4
40
01 phút
T 




t = 0,5 mm, φ = 10o
8
,
4
2
10
5
,
0
2
5
,
0
2 





tg
tg
t
L

mm
)
(
76
,
0
1
.
615
.
1
,
0
2
8
,
4
40
02 phút
T 



t = 0,5 mm, φ = 10o
8
,
4
2
10
5
,
0
2
5
,
0
2 





tg
tg
t
L

mm
)
(
76
,
0
1
.
615
.
1
,
0
2
8
,
4
40
02 phút
T 



* Bƣớc 6: Vát đầu trục.
t = 2 mm, φ = 10o
13
2
10
2
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
04
,
0
1
.
475
.
75
,
0
2
13
2
03 phút
T 



Nguyên công 3: Tiện các tiện mặt trụ Ø50, Ø48, Ø44 và vát đầu trục 2x45°
t = 2,5 mm, φ = 10o
16
2
10
5
,
2
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
21
,
0
1
.
500
.
5
,
0
2
16
35
01 phút
T 




* Bƣớc 2:Tiện thô Ø48
t = 0,5 mm, φ = 10o
8
,
4
2
10
5
,
0
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
17
,
0
1
.
500
.
5
,
0
2
8
,
4
35
01 phút
T 




DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
t = 0,5 mm, φ = 10o
8
,
4
2
10
5
,
0
2
5
,
0
2 





tg
tg
t
L

mm
)
(
68
,
0
1
.
615
.
1
,
0
2
8
,
4
35
02 phút
T 



t = 0,5 mm, φ = 10o
8
,
4
2
10
5
,
0
2
5
,
0
2 





tg
tg
t
L

mm
)
(
68
,
0
1
.
615
.
1
,
0
2
8
,
4
35
02 phút
T 



* Bƣớc 5 Rãnh Ø44
t = 2 mm, φ = 10o
13
2
10
2
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
12
,
0
1
.
300
.
5
,
0
2
13
2
03 phút
T 



* Bƣớc 6: Vát đầu trục.
t = 2 mm, φ = 10o
13
2
10
2
2
5
,
0
1 





tg
tg
t
L

mm
)
(
04
,
0
1
.
475
.
75
,
0
2
13
2
03 phút
T 



Nguyên công 4: Phay rãnh then 14x35
- Công thức tính thời gian là:
n
.
S
L
L
L
T 2
1
0



+ L là chiều dài bề mặt gia công, L = 24 mm
5
,
0
)
t
D
(
t
L1 



+ L2 = 2 5 mm, chọn L2=4
t = 5 mm 17
2
)
5
48
(
5
3
5
,
0
)
(
1 







 t
D
t
L mm
→ )
(
14
,
0
175
.
18
,
0
4
4
17
01 phút
T 



T0 = 1
.
L L
S n

DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
L- Chiều dài bề mặt gia công (mm).
L1- Chiều dài ăn dao (mm).
L = 9 mm
L1 = (1÷3).bƣớc ren = (1÷3).1,5=1,5÷ 4,5→chọn L1 =3 mm.
S = 0.2 mm/vòng
n = 1360 vòng/phút
 T0 = )
(
1
,
0
1360
.
2
,
0
3
9
phút


DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
CHƢƠNG 4: TÍNH CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
4.1. Một số hệ thống điều khiển.
- Hệ thống điều khiển bằng tay: Thuật ngữ "hệ thống điều khiển" có thể đƣợc áp
dụng cho điều khiển bằng tay cơ bản cho phép một nhân viên vận hành đóng và
mở một máy hoàn toàn bằng tay, điều khiển vận hành không có sự tham gia của
máy móc.
- Hệ thống điều khiển bán tự động: trong quá trình vận hành máy có 1 hoặc 1 số
công đoạn điểu khiển có sự trợ giúp của máy móc mà không phải hoàn toàn quá
trình tự động thì đƣợc gọi là bán tự động,
- Hệ thống điều khiển tự động: Đây là hê thống điều khiển mà con ngƣờng đang
hƣớng đến với sự tự động hóa là tất cả con ngƣời chỉ tham gia lập trình và ấn
nút bắt đầu toàn bộ quá trình sản xuất con ngƣời không tham gia vào. Tuy nhiên
với 1 số loại máy trong sản xuất nhỏ lẻ và không yêu cầu về độ tự động hóa, vì
nó sẽ ảnh hƣởng đến kinh phí và không đem đến hiệu quả kinh tế.
4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển máy.
Máy xoắn sắt theo thiết kế đƣợc sử dụng hệ thống điều khiển tự động.
Ƣu điểm:
- Đối với phƣơng án này thì không tốn sức ngƣời để xoắn.
- Chỉ cần gá phôi và bấm nút. Quy trình diễn ra nhanh tạo ra hiệu quả kinh tế cao.
Nhƣợc điểm:
- Đối với sản xuất đơn chiếc thì phƣơng án điều khiển này khá là tốn chi phí
làm máy.
- Bảo trì bảo dƣỡng phức tạp
Tuy nhiên, với mục đích hoàn thiện máy để có thể sẳn xuất hàng loạt nên
chúng em chọn phƣơng pháp này.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
4.3 Thiết kế hệ thống điều khiển máy.
4.3.1 Chọn Encoder.
- Encoder gọi là bộ mã hóa trục, là một cơ điện thiết bị chuyển đổi
các góc vị trí hoặc chuyển động của một trục hoặc trục để analog hoặc tín hiệu
đầu ra kỹ thuật số.
- Chọn Encoder HN3806-AB-600N là cảm biến phát xung thông qua hai pha
A và B lệch nhau. Sản phẩm đƣợc sử dụng để đo tốc độ quay của đối tƣợng, đo
góc, gia tốc, chiều dài đo lƣờng chiều
quay.
- Nguồn cấp: 5-24VDC.
- Tốc độ cơ học cho phép:
<=6300rpm.
- Kích thƣớc trục: ɸ6 x16mm.
- Kiểu tín hiệu: NPN.
- Dây tín hiệu:
+ Đỏ: VCC.
+ Đen: GND.
+ Trắng: Pha A.
+ Xanh: Pha B
4.3.2 Chọn nguồn.
- Chọn bộ nguồn tổ ong 5V 4A.
- Điện áp ngõ vào: 220VAC
- Công suất ngõ ra: 20W
- Ngõ ra: 5VDC
- Bảo vệ: Quá tải, thấp áp...
- Tự động điều chỉnh điện áp khi tải thay đổi.
- Bù áp hoặc tăng áp tự động.
- Vỏ hợp kim nhôm, không rỉ, tản nhiệt tốt.
- Có bộ lọc nhiễu. Dạng tổ ong.
- Xuất xứ: China, Taiwan
- Mục đích cung cấp dòng điện 5V cho adruino và rơ le điện từ.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
4.3.3 Chọn Contacter.
- Là một thiết bị đóng ngắn điện
bằng tín hiệu điện
- Chọn khởi động từ 9A LS, 220V
- Chức năng: Đóng mở động cơ
nhanh chóng trục tiếp với nguồn
220V.
- Số lƣợng: 2 cái.
+ Chạy thuận: Ngƣợc chiều kim
đồng hồ
+ Chạy ngịch: Cùng chiều kim đồng hồ.
4.3.4 Màn hình hiển thị.
- Chọn LCD1602 xanh lá 5V để hiển thị số
vòng quay.
- Mục đích: + Hiển thị trạng thái máy đang
hoạt động.
+ Hiển thị số vòng quay.
4.3.5 Nút điều khiển.
- Nút điểm kiểm gồm có 8 nút nhấn nhã.
+ Nút Stars
+ Nút Stop
+Nút +
+Nút –
+ Nút Ok
+Nút Reset
+ Nút Auto
+ Nút quả trám
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
4.3.6 Arduino nano.
Vi điều khiển ATmega328 (họ 8bit)
Điện áp hoạt động 5V – DC
Tần số hoạt động 16 MHz
Dòng tiêu thụ 30mA
Điện áp vào khuyên dùng 7-12V – DC
Điện áp vào giới hạn 6-20V – DC
Số chân Digital I/O 14 (6 chân PWM)
Số chân Analog 8 (độ phân giải 10bit)
Dòng tối đa Trên mỗi chân I/O 40 mA
Dòng ra tối đa (5V) 500 mA
Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA
Bộ nhớ flash
32 KB (ATmega328) với 2KB dùng
bởi bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Kích thƣớc 1.85cm x 4.3cm
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
Chƣơng trình điều khiển Arudino với encoder:
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
const int interrupt0 =0;
#define encoderPinA 2
#define encoderPinB 3
int a =0;
volatile int encoderPos = 0;
volatile int encoderPosb = 0;
int lastReportedPos = 1;
static boolean rotating=false
service routine vars
boolean A_set = false;
boolean B_set = false;
#define start 4
#define stopp 5
#define tang 6
#define giam 7
#define permit 8
#define reset 9
#define automatic 10
#define chaylong 11
#define chaythuan 16
#define chaynghich 17
void setup()
{
lcd.begin();
lcd.backlight();
attachInterrupt (0, encoder_a, CHANGE);
attachInterrupt (1, encoder_b, CHANGE);
pinMode(encoderPinA, INPUT_PULLUP);
pinMode(encoderPinB, INPUT_PULLUP);
pinMode(start, INPUT);
pinMode(stopp, INPUT);
pinMode(tang, INPUT);
pinMode(giam, INPUT);
pinMode(permit, INPUT);
pinMode(automatic, INPUT);
pinMode(chaylong, INPUT);
pinMode(chaythuan, OUTPUT);
pinMode(chaynghich, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void sovong()
{ lcd.setCursor(14,0);
if(digitalRead(tang)==HIGH)
{ a ++; }
if(digitalRead(giam)==HIGH)
{ a --;
if(a<1)
{ a=0;} }
if(digitalRead(reset) == HIGH)
{ a =0; }
Serial.println(a);
lcd.print(a);
delay(100);
switch (a)
{ case 1:
{ if(digitalRead(permit) == HIGH)
{
digitalWrite(chaythuan,HIGH);
Serial.println("Chaythuan");
}
if(encoderPos >= 850)
{
digitalWrite(chaythuan,LOW);
Serial.println("tat");
Serial.println(encoderPos);
encoderPos = 0;
}
break;
}
case 2:
{
}
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
{
encoderPos = 0;
}
break;
}
case 3:
{
}
{
encoderPos = 0;
}
break;
}
case 4:
{
}
{
encoderPos = 0;
} break; }
default:
{ if(digitalRead(automatic)==HIGH)
{
}
else digitalWrite(chaythuan,LOW);
break;
}
a=0;
}
}
void quatram()
{ if(digitalRead(chaylong)==HIGH)
{
while(1)
{
if(encoderPos >=1000)
{
encoderPos=0;
break;
}
}
delay(1500);
digitalWrite(chaynghich,HIGH);
Serial.println("chaynghich");
Serial.println(encoderPosb);
while(1)
{
if(encoderPosb >=1000)
{
digitalWrite(chaynghich,LOW);
encoderPosb=0;
break;
} } } }
void loop()
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Start => MO MAY");
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
int xx =digitalRead(start);
//Serial.println(encoderPos);
while(xx==HIGH){
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Nhap SVong=");
sovong();
quatram();
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(encoderPos);
if(digitalRead(stopp)==HIGH)
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Status = TAT MAY");
digitalWrite(chaynghich,LOW);
break;
}
}
}
void encoder_a()
{
if ( rotating ) delay (1);
if( digitalRead(encoderPinA) != A_set ) {
A_set = !A_set;
if ( A_set && !B_set )
encoderPos += 1;
rotating = false;
}
}
void encoder_b()
{
if ( rotating ) delay (1);
if( digitalRead(encoderPinB) != B_set ) {
B_set = !B_set;
if( B_set && !A_set )
encoderPosb += 1;
rotating = false;
}
}
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
CHƢƠNG 5: HƢỚNG DẪN VẬN HÀNH, BẢO DƢỠNG MÁY
5.1 Hƣớng dẫn cách sử dụng.
5.1.1Kiểm tra máy trƣớc vận hành.
Trƣớc khi vận hành máy ta cần kiểm tra hỏng hóc của máy. Thông thƣờng các
bộ phận dễ bị hỏng hóc nhƣ bánh răng, then, các ổ bi và một số bộ phận khác
cần đƣợc kiểm tra kĩ để đảm bảo an toàn khi sử dụng.
5.1.2 Chạy thử máy.
Sau khi kiểm tra máy xong, đảm bảo không xảy ra hỏng hóc ta tiến hành
chạy máy không tải bằng cách nhấn nút AUTO trên bẳng điều khiển . Điều này
nhằm một lần nữa kiểm tra xem các chi tiết có hoạt động bình thƣờng hay
không đồng thời cho 2 đầu kẹp song song với nhau để có thể gá đặt phôi, sau đó
mới tiến hành chạy máy công tác.
5.1.3 Cách vận hành.
Sau khi hoàn thành các bƣớc kiểm tra ta bắt đầu vào quá trình chạy máy làm
việc.
Để tiến hành xoắn ta cần xác định biên dạng của phôi cần xoắn qua đó chọn
đƣợc đầu kẹp và chọn chƣơng trình điều khiển phù hợp, tiếp theo chúng tiến
hàng vặn lỏng 2 đầu kẹp để luồn phôi vào, sau đó siết chặt phôi ta tiến hành
xoắn
 Đối với phôi xoắn bình thƣờng:
- Đầu tiên chúng ta nhấn nút START, chọn số vòng xoắn trên bằng các
nút (+),(-) trên bảng điều khiển, số vòng xoắn sẽ hiển thị trên màn hình.
- Sau đó chúng ta nhấn nút OK , máy sẽ chạy đúng số vòng đã chọn
- Sau khi phôi đã đƣợc xoắn vặn bu lông các đầu kẹp để tháo phôi sau
khi xoắn ta đƣợc thành phẩm
 Đối với phôi xoắn hình quả trám ta chỉ cần nhấn nút START ,sau đó
nhấn nút (QUẢ TRÁM) trên bảng điều khiển, máy sẽ chạy theo chƣơng
trình lập sẳn.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
5.1.4 Dừng máy và kiểm tra
Sau khi đã xoắn phôi đạt đƣợc số vòng mong muốn ta ngừng máy, tắt động
cơ, đợi máy dừng hẳn rồi tháo chi tiết ra bằng cách vặn lỏng các đầu kẹp và lấy
phôi ra sau đó tiến hành kiểm tra.
Kiểm tra chi tiết sau gia công là bƣớc quan trọng. Ở đây ta cần xem chi tiết đã đạt
đƣợc số vòng xoắn theo yêu cầu hay chƣa, trên chi tiết có xuất hiện lỗi nhƣ nứt nẻ
hay móp méo hay không, nếu phát hiện lỗi cần sửa chữa và khắc phục ngay trƣớc
khi đƣa chi tiết vào sử dụng.
5.2 Hƣớng dẫn bảo trì sửa chữa.
- Các dạng hỏng thƣờng gặp và cách khắc phục
Sau thời gian vận hành sử dụng máy móc sẽ xuất hiện các lỗi và hỏng hóc có thể
gây nguy hiểm hoặc ảnh hƣởng tới quá trình sản xuất. Ở đây lỗi thƣờng gặp nhất
là gặp trục trặc về mạch điện tử, đối với trƣờng hợp này ta tháo hộp mạch điện
kiểm tra dây điện có bị đứt hay không sau đó nối lại nhƣ đúng bản vẽ, máy sẽ
hoạt động bình thƣờng.
Đối với các dạng hỏng lớn gây nguy hiểm nhƣ cong trục, gãy then, mẻ bánh răng,
hƣ ổ bi, cháy động cơ… nếu nhƣ gặp phải thì máy sẽ không thể hoạt động đƣợc
nữa, do vậy cần sửa chƣa và thay thế kịp thời để máy có thể hoạt động trở lại.
Ngoài ra cần bão dƣỡng và bôi trơn định kì cho máy. Với các bộ truyền hoạt
động liên tục nhƣ bộ truyền bánh răng, và các ổ bị cần đƣợt kiểm tra bôi trơn
định kì bằng dầu, mỡ đảm bảo hoạt động nhẹ nhàng, êm và không gây tiếng ốn
khi làm việc.
DUT-LRCC

rầ Vĩ u ê
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Thiết kế chi tiết máy_2006_ Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm
[2] Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM_GS,TS Trần Văn Địch
[3] Sổ tay dung sai lắp ghép _Ninh Đức Tốn
[4] Kỹ thuật đo cơ khí_PGS.TS Lƣu Đức Bình (chủ biên) – Ths.Châu Mạnh Lực
[5] Công nghệ dập nguội _1981_Tôn Yên -NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1981
[6] Thiết kế đồ án chi tiết máy tập 1,2_Trịnh Chất
[7] Sổ tay công nghệ chế tạo tập 1,2_2001_PGS.TS Trần Đắc Lộc
DUT-LRCC

Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf

Similar to Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf