Đồ án Mô hình máy tiện

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2009 GVHD: HOÀNG CÔNG HỌC LỚP CDCT 8A SVTH: PHÙNG THANH GIANG ĐỖ BÁCH KHOA MÔ HÌNH MÁY TIỆN TP.HỒ CHÍ MINH,NGÀY 31 THÁNG 7 NĂM 2009 ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN MỤC LỤC Nhận xét ................................................................................................................ 1 Lời nói đầu ............................................................................................................ 2 TỔNG QUAN VÀ THÔNG SỐ KI THUẬT CỦA ĐỒ ÁN .................................. 3 A - PHẦN THIẾT KẾ MÁY CHƢƠNG 1 – CƠ SỞ THIẾT KẾ ......................................................................... 5 1.Các thông số kỹ thuật ......................................................................................... 5 2.Xác định lực cắt và chọn động cơ ....................................................................... 5 CHƢƠNG 2 – THIẾT KẾ ĐAI ............................................................................. 8 CHƢƠNG 3 – THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ ........................................................... 10 1.Phân bố tỷ số truyền ......................................................................................... 11 2.Xác định bánh răng .......................................................................................... 12 3.Tốc độ trục chính ............................................................................................. 16 4.Thiết kế trục và ổ lăn ........................................................................................ 20 4.1Trục 1 ........................................................................................................... 20 4.2.Trục chính ................................................................................................... 23 CHƢƠNG 4 – CÁC CƠ CẤU MÁY ................................................................... 33 1.Cơ cấu đảo chiều .............................................................................................. 33 2 Cơ cấu bánh răng thay thế ................................................................................ 37 3. Bánh răng thanh răng ...................................................................................... 40 4. Vít me đai ốc ................................................................................................... 42 CHƢƠNG 5 – THIẾT KẾ HỘP CHẠY DAO ..................................................... 43 1.Phân bố tỷ số truyền ......................................................................................... 43 A.Thiết kế bộ truyền nhóm 1 ............................................................................. 44 B.Thiết kế bộ truyền nhóm 2 ............................................................................. 46 2. Bƣớc tiến ......................................................................................................... 53 CHƢƠNG 6 – THÂN MÁY VÀ SỐNG TRƢỢT .............................................. 57 1.Thân máy ......................................................................................................... 57 2.Sống trƣợt ........................................................................................................ 61 CHƢƠNG 7 – HỆ THỐNG BÔI TRƠN ............................................................. 63 Sơ đồ động máy tiện ............................................................................................ 66 Cách sử dụng máy ............................................................................................... 68 B – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Gia công sống thân .............................................................................................. 71 Gia công bộ bánh răng lồng không ...................................................................... 87 Bộ di trƣợt .......................................................................................................... 92 Trục chính ........................................................................................................... 97 ĐBK LOVE.. MECHANIC DESIGN Then hoa ........................................................................................................... 102 Bàn gá dao ........................................................................................................ 106 Càng gạt 13 ....................................................................................................... 113 Bàn trƣợt ngang ................................................................................................. 117 Trục vitme ........................................................................................................ 125 Kết luận ............................................................................................................. 130 Tài liệu tham khảo ............................................................................................. 131 ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 1 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa NHẬN XÉT & ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... . ................................................................................................................... Ngày … tháng … năm 200… GVHD ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 2 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, trong thế kỷ 21 này khi nói đến sự phát triển của một đất nƣớc thì chúng ta nghĩ ngay nền công nghiệp phát triển.Quả thực vậy,công nghiệp nói chung, chuyên ngành cơ khí chế tạo nói riêng đóng vai trò quan trọng trong công cuộc phát triển đất nƣớc. Hiện nay Việt Nam đã gia nhập WTO, trong thế giới toàn cầu hóa ngày càng mạnh mẽ, chúng ta muốn trở thành một nƣớc phát triển thì ngành công nghiệp phụ trợ phải phát triển, trong đó ngành cơ khí chế tạo là xƣơng sống của nền công nghiệp hiện đại. Nhu cầu của xã hội về sản phẩm đòi hỏi ngày càng cao cả về chất lƣợng,hình thức ,độ bền ,linh động trong sản xuất và điều quan trọng nhất là giá thành rẻ. Do ngành cơ khí của nƣớc ta chỉ mới phát triển ít năm trở lại đây, việc đào tạo kỹ sƣ, thợ lành nghề là hết sức cần thiết. Đối với mỗi sinh viên ngành chế tạo máy khi tốt nghiệp đều phải tham gia làm đề tài tốt nghiệp, điều này rất cần thiết vì: trong suốt quá trình học tập của mình. Đây là cách tốt nhất để sinh viên thực tế áp dụng những kiến thức đã học vào thực hành. Quan trọng nhất là sinh viên đƣợc thiết kế, tính toán cho đến gia công, lắp ráp thành một sản phẩm hoàn chỉnh. Đó là cả một quá trình tìm tòi, tìm hiểu tra cứu tài liệu, tham khảo ý kiến của các thầy cô giáo,… đƣa đến thống nhất chọn đề tài mô hình “MÁY TIỆN”. Mô hình máy tiện hiện đã đƣợc lắp ráp hoàn chỉnh.Nhƣng còn một số mặt hạn chế cần phải thay đổi để thực tế hóa công năng của máy.Báo cáo này dựa trên những thông số máy đã đƣợc thiết kế và chỉ chỉnh sửa để hoạt động của máy thực sự hiệu quả hơn Trong quá trình làm, nhóm đã làm với tất cả khả năng của mình. Song đối với sinh viên kiến thức, phƣơng thức áp dụng và phƣơng pháp làm còn nhiều mặt hạn chế và yếu kém. Nên khó tránh khỏi những sai sót.Mong các thầy cô và các bạn quan tâm đóng góp ý kiến giúp mô hình hoàn thiện hơn. ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 3 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa TỔNG QUAN VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỒ ÁN 1. Tổng quan 1.1 Động cơ Xuất phát từ nhu cầu khi học các môn học máy cắt kim loại, nguyên lý máy, chi tiết máy, công nghệ chế tạo… về một mô hình máy,các cơ cấu máy, động học của máy, cơ cáu máy và niềm mong muốn thực nghiệm kiến thức ngay trong trƣờng học. 1.2 Mục tiêu Tạo ra một mô hình máy với sự kết hợp kiến thức cơ sở ngành, chuyên ngành và thực tập. Mô hình bao gồm một số cơ cấu máy điển hình, quan sát đƣợc hoạt động của cơ cấu máy, của máy. Xây dựng dữ liệu mô phỏng động học của cơ cấu máy, của máy để phục vụ giảng dạy.Qua phân tich, xem xét nhóm đã chọn máy tiện đế làm mô hình. Vật liệu chủ yếu bằng nhôm và nhựa, mica. 1.3 Quá trình thực hiện 1.3.1 Quá trình phân tích, tính toán, thiết kế. Quá trình phân tích, tính toán, thiết kế đƣợc thực hiện với kiến thức từ giáo trình chi tiết máy, nguyên lý máy, máy cắt kim loại, thiết kế máy cắt kim loại…kết hợp với phần mềm thiết kế cơ khí Solidworks, Inventor, AutoCad. Sau khi phân tích, tính toán, các chi tiết, bộ phận đƣợc thiết kế và kiểm tra thiết kế trên phần mềm thiết kế trên. Kết thúc thiết kế bản vẽ đƣợc xuất ở dạng 2D để lập quy trình chế tạo. 1.3.2 Quá trình chế tạo chi tiết. Sau khi lập quy trình chế tạo chi tiết, phần lớn các chi tiết đƣợc gia công tại xƣởng trƣờng, bánh răng, trục chính, tấm thân đƣợc gia công từ bên ngoài. 1.3.3 Quá trình lắp ráp. Các chi tiết sau khi gia công đƣợc kiểm tra, hiệu chỉnh và láp ráp tại xƣởng trƣờng và nhà riêng. ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 4 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa 2. Thông số kĩ thuật của máy  Đƣờng kính lớn nhất của chi tiết gia công: 25mm  Số vòng quay của trục chính: max 480 vòng/phút, min 70 vòng/phút.  Số cấp tốc độ: 6  Số bƣớc chạy dao: 3  Số bƣớc ren: 3  Công suất động cơ trục chính: 0,3 kw , 300vg/ph  Kích thƣớc máy: dài 778mm, rộng 254mm, cao 390mm ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 5 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa A - PHẦN THIẾT KẾ MÁY CHƯƠNG I: CƠ SỞ THIẾT KẾ 1 .1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY.  Đƣờng kính phôi lớn nhất có thể gia công đƣợc trên máy : 25 (mm)  Đƣờng kính lỗ trục chính : 10 ( mm)  Số cấp tốc độ trục chính : 6  Giới hạn vòng quay trục chính : 75 – 480 vòng / phút  Lƣợng chạy dao dọc : 0.6 – 1.54 mm/ vòng  Góc xoay bàn xe dao : 450  Kích thƣớc của máy : 778×254×390 mm  Động cơ có công suất : N = 0.3 Kw ; n = 300vòng / phút 1.2 . XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1.2.1. Lực cắt Với t= (0.2 )mm S = (0.2 0.6) mm Sử dụng dao cắt tiêu chuẩn Tính lực cắt theo thép C45. Pz=Ct x .S y Py= Ct x .S y {1,Tr33} Px= Ct x .S y Theo (bảng II-3, Tr33) Cz=2000 Xz=1.0 Yz=0.75 t=1 mm Cy=1250 Xy=0.9 Yy=0.75 S=0.6 mm Cx=650 Xx=1.2 Yx=0.65  Pzmax = 2000.1 1 .0,6 0,75 = 1363 N  Pymax = 1250.1 0,9 .0,6 0,75 = 852 N  Pzmax = 650.1 1,2 .0,6 0,65 = 466 N Theo [1, trang 32] khi gia công hợp kim nhôm nhỏ hơn từ 5 ÷ 8 lần khi gia công thép 45. Nên lực cắt còn lại là: ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 6 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa  Lực cắt tổng cộng: Pmax = = 279 N Trƣờng hợp với t = 0,2 mm, s = 0,2mm: Pzmin = 2000.0,2 1 .0,2 0,75 = 120 N Pymin = 1250.0,2 0,9 .0,2 0,75 = 88 N Pxmin = 650.0,2 1,2 .0,2 0,65 = 33 N Khi gia công hợp kim nhôm: Lực cắt tổng cộng: Pmin = = 62,5 N Vậy: Pmax = 279 N Pmin = 62,5 N 1.2.2. Công suất động cơ: Công suất cắt: Với dmax = 20mm n =(75 ÷480) v/p Tính trƣờng hợp : Pmax = 279(N) Vmax = 30 m/p ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 7 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa Công suất động cơ điện: Xác định công suất chạy dao : Nđs = K Nđ (CT: II-43 , 1 ) Với K = 0.04 :Đối với máy tiện  N đs = 0.04 0.18 = 7.2 -3 Kw Nhƣ vậy công suất động cơ cần thiết là: Nđc = Nđ +Nđs =0.18 +7.2 -3 = 0.19 (Kw)  Nđc 0.19 (Kw) Chọn loại động cơ có công suất : Nđc = 300 (w) ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 8 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa CHƯƠNG II : THIẾT KẾ ĐAI 2.1. Tính bánh đai Ta có: Tốc độ quay của động cơ: 300 /dcn v p Tốc độ quay trên trục I: 240 /In v p Tỉ số truyền từ trục động cơ lên trục I 1 2 240 0,8 300 0,8 I d dc n i n D D . Trong đó: D1 đƣờng kính bánh đai trên trục động cơ. D2 đƣờng kính bánh đai trên trục I. Khoảng cách từ trục động cơ lên trục I: Chiều dài đai: Chiều rộng đai Tiết diện đai: Chọn ứng suất căng ban đầu: 2 0 1,2 /N mm . Ta có công thức: 2 2 1 1 22 2 4 D D L A D D A [CT 5-1 .2. Tr83] Ta có: 1 2 0,8 D D Vậy: 2 48,5D mm . 1 38,8 .D mm Chọn D1 = 39mm. Máy chỉ dùng 1 đai (Z = 1). Góc ăn khớp: 2 1 1 180 57 176 o oD D A [CT 5-26. 2. Tr96]. Định các kích thƣớc chủ yếu của bánh đai: Chiều rộng bánh đai: ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 9 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa 1 2 [CT 5-23. 2. Tr96]B Z t S Ta có Z = 1 đai. S = 10mm.[Bảng 10-3. 2. Tr257]. 2.10 20B mm . Đƣờng kính ngoài. 1 1 2 39 2x3,5 46n oD D h mm (chọn C = 3,5mm). 3.5oh mm [Bảng 10-3. 2. Tr257]. 2 2 2 48,5 2x3,5 55,5n oD D h mm . Đƣờng kính trong. 1 1 2 46 2.9 28t nD D e mm (chọn e = 4,5mm). 9e mm [Bảng10-3. 2. Tr257] 2 2 2 55,5 2.9 37,5t nD D e mm . 2. Lực tác dụng lên trục: Lực căng đai ban đầu. 0 0. 1,2.33 39,6S F N . Lực tác dụng lên trục: 1 03 sin 2 dR S Z [CT 5-26. 2. Tr96]. 1 0 176 3 sin 3.39,6.1.sin 119 2 2 dR S Z N . CHƯƠNG III : THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 10 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa Hộp tốc độ dùng để truyền chuyển động quay từ động cơ đến bộ phận công tác . Trong hộp tốc độ sử dụng một hoặc rất nhiều chi tiết, để thực hiện truyền động. - Hộp tốc độ chúng tôi thiết kế sử dụng các chi tiết sau: Bánh răng cố định Bộ bánh răng di trƣợt Trục then hoa Ổ đỡ Ổ đỡ chặn - Vật liệu chế tạo Nhựa MC Trục then hoa và trục trơn đƣợc chế tạo bằng thép C45 Trục chính do đòi hỏi phải đảm bảo độ cứng , độ bền , do đó chúng tôi sử dụng thép C45 đồng thời tiến hành cải thiện độ bền nhƣ tôi, ram Vỏ hộp đƣợc chế tạo bằng vật liệu hợp kim nhôm và Mica - Kết cấu: Vỏ hộp thƣờng là dùng phƣơng pháp đúc, nhƣng mô hình này vỏ hộp chúng tôi tách ra thành ba tấm ghép lại.Do yêu cầu của hộp đòi hỏi phải có độ chính xác cao, độ đồng tâm giữa các lỗ lắp ghép. Vỏ hộp đƣợc gia công bằng máy CNC, để ghép các tấm này lại đƣợc định vị bằng ba lỗ. Khi đó sẽ đảm bảo đƣợc độ đồng tâm giữa các lỗ lắp ghép. Hai mặt bên đƣợc ghép bằng Mica. Với mục đích có thể nhìn thấy đƣợc bên trong hộp tốc độ các cơ cấu chuyển động. Bộ bánh răng di trƣợt đƣợc tách thành các bánh răng riêng lẻ rồi ghép lại. ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 11 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa 3.1 . PHÂN BỐ TỶ SỐ TRUYỀN: Sơ đồ phân bố tỷ số truyền SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỘP TỐC ĐỘ Theo sơ đồ cấu trúc hộp tốc độ tỷ số truyền xích truyền động đƣợc chia thành 2 nhóm: Nhóm A: Có 3 tỷ số truyền để thực hiện truyền động từ trục I -> trục II i1 = ; i2 = ; i3 = Nhóm B: Có 2 tỷ số truyền để thực hiện truyền động từ trục II -> trục III I4 = ; I5 = 3.1.1. Số vòng quay trên các trục : Trục I: Trục II : ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 12 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa Trục III : 3.1.2.Công suất trên các trục: P1 = N×µbd = 0.3 ×0.97 = 0.291 (Kw) P2 =p1×µbr ×µol= 0.291×0.97×0.99 = 0.279 (Kw) P3 = p2×µbr×µol = 0.279×0.97×0.99=0.268 (Kw) 3.1.3. Mômen xoắn trên các trục : 3.2. XÁC ĐỊNH BÁNH RĂNG Vật liệu chế tạo bánh răng Nhựa MC 3.2.1.Xác định số răng của bánh răng. Theo phƣơng pháp tra bảng. Theo phƣơng trình : 2Z0 = Zj + Zj , Và = {1, Tr71} Tra bảng( phụ lục 1) ta có. Nhóm A: Ta chọn cột 2Z0 = 60 i1=1 ta có i2=2 ta có i3=0.5 ta có ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 13 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa Nhóm B: Ta chọn cột 2Z0 = 70 I4=1 ta có I5=0.628 ta có 3.2.2. Thông số bánh răng:  Cặp bánh răng: Z1 = 30; Z1’ = 30 Mô đun: m = 2 Góc ăn khớp: = 200 Đƣờng kính vòng chia (vòng chia): d1 =mz1 = 2.30 = 60 (mm) d2 =mz1’ = 2.30 = 60 (mm) Khoảng cách trục: A = 0,5(Z1 + Z1’).m = 0,5(30+30).2 = 60 (mm) Chiều rộng bánh răng: B = 12 (mm) Đƣờng kính vòng đỉnh răng : De1 = d1 + 2m = 60 + 2.2 = 64 (mm) De2 = d2 + 2m = 60 + 2.2 = 64 (mm) Đƣờng kính vòng chân răng: Di1 = d1 - 2,5m -2c = d1 - 2,5m Trong đó: c = 0,25m Di1 = d1 - 2,5m = 60 – 2,5.2 = 55 (mm) Di2 = d2 - 2,5m = 60 – 2,5.2 = 55 (mm)  Cặp bánh răng: Z2 = 40; Z2’ = 20 Mô đun: m = 2 Góc ăn khớp: = 200 Đƣờng kính vòng chia (vòng chia): ĐBK LOVE... MECHANIC DESIGN Trƣờng ĐH Công NghiệpTp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp SVTH:Phùng Thanh Giang 14 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa d1 =mz2 = 2.40 = 80 (mm) d2 =mz2’ = 2.20 = 40 (mm) Khoảng cách trục: A = 0,5(Z2 + Z2’)m = 0,5(40+20).2 = 60 (mm) Chiều rộng bánh răng: B = 12 (mm) Đƣờng kính vòng đỉnh răng : De1 = d1 + 2m = 80 + 2.2 = 84 (mm) De2 = d2 + 2m = 40 + 2.2 = 44 (mm) Đƣờng kính vòng chân răng: Di1 = d1 - 2,5m -2c = d1 - 2,5m Trong đó: c = 0,25m Di1 = d1 - 2,5m = 80 – 2,5.2 = 75 (mm) Di2 = d2 - 2,5m = 40 – 2,5.2 = 35 (mm)  Cặp bánh răng: Z3 = 20; Z3’ = 40 Mô đun: m = 2 Góc ăn khớp: = 200 Đƣờng kính vòng chia (vòng chia): d1 =mz3 = 2.20 = 40 (mm) d2 =mz3’ = 2.40